沙 晴

（山东省鲁南地质工程勘察院（山东省地勘局第二地质大队），山东 兖州 272100）

从中国铁矿分布特征来看，铁矿的显著特点是分布广泛却极不均衡，且贫矿多，富矿少，贫矿储量约占总储量的80%。而钢铁作为是国民经济的支柱产业之一，在各个领域均有需求，以目前形势来看，钢铁的需求量却远远高于钢铁的生产量，中国作为铁矿进口大国，亟需解决铁矿资源问题，因此，通过研究铁矿地质特征，为进一步找矿提供地质依据，其研究意义尤为重要[1]。

羊山铁矿位于山东省金乡县城西北约15km处，行政区划隶属金乡县羊山镇管辖，交通便利（见图1）。

1 地质背景

羊山铁矿在大地构造位置处于华北板块（Ⅰ）、鲁西隆起区(Ⅱ)、鲁西南潜隆起区（Ⅲ）、菏泽-兖州潜断隆(Ⅳ)、嘉祥潜凸起（Ⅴ）的西南部。

区域地层主要由新太古代泰山岩群、古生代寒武～奥陶纪地层，在羊山铁矿的东南部发育石炭～二叠纪地层，其周围广泛分布新生代第四纪地层，其中太古代泰山岩群山草峪组（Ar3）为岩性为羊山铁矿赋矿层位，其岩性为黑云变粒岩（见图2）。区域内构造比较简单，盖层以总体走向北东的缓倾斜单斜构造为主，断裂构造按其走向可分为北西西向、北东向二组，均为正断层，区域内控制着含矿岩系泰山岩群山草峪组地层分布的断裂构造带，属北西西向断裂。区域内未见有岩浆碉的出露，仅在部分钻孔中见少量的新太古代正长花岗岩、二长花岗岩以及中生代的细粒辉长岩[2]。

图1 交通位置图

2 羊山铁矿床地质特征

羊山铁矿床位于羊山镇一带，矿体走向近南北向。总体向西倾斜，共由9个矿体组成（矿体编号Ⅰ～Ⅸ）。矿体呈层状、似层状产出，其沿走向和倾向有尖灭再现之特征，矿体岩性主要为磁铁角闪石英岩。

图2 岩性为黑云变粒岩分布情况

2.1 矿体特征

矿体赋存于泰山岩群山草峪组地层中，呈层状、似层状产出。其产状与围岩片麻理产状一致，矿体走向在0°左右，矿体倾向西，倾角56°～62°。矿床平均品位TFe29.49%，mFe20.81%，品位变化系数TFe为40.50%，mFe为42.52%，品位变化较均匀。矿体厚度1.44m～6.27m，平均4.34m，厚度变化系数为48.04%，属厚度较稳定型。矿体地表没有出露，均为隐伏盲矿体。其中Ⅱ、Ⅷ矿体为该矿床主矿体，呈南北向带状展布。

Ⅱ矿体：矿体长约1240m，宽约510m，矿体厚度为3.67m；平均品位为TFe25.44%，mFe19.49%，品位变化系数TFe为42.16%，mFe为49.27%，有用组分分布较均匀，该矿体资源量占矿床资源量的27.88%。

Ⅷ矿体：矿体长约460m，宽约590m，厚度为6.14m；平均品位为TFe33.05%，mFe21.74%，品位变化系数TFe为30.16%，mFe为46.38%，有用组分分布较均匀。铁矿石资源量占矿床总资源量的20.41%。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石的矿物成分

（1）矿石的矿物成分。

矿石中金属矿物主要为磁铁矿，少量黄铁矿，极少许黄铜矿；非金属矿物主要有角闪石、辉石、石英，少量石榴子石、磷灰石（表1）。

（2）主要矿物特征及赋存状态。

磁铁矿：灰色略带淡棕色，他形粒状为主，少许呈半自形粒状，粒径最大约1.00mm左右，不等粒，多分布于角闪石或辉石间隙中，少许呈包裹体分布于角闪石、石英内部，不均匀，长轴方向与岩石构造方向略近一致。含量15%～30%。

表1 矿石矿物成分一览表

黄铁矿：黄白色，糙面明显，均质性。他形粒状为主，粒径最大约0.9mm左右，不等粒，常与磁铁矿共伴生，不均匀，局部集合体呈条纹状定向分布。

黄铜矿：铜黄色，具极弱非均性。他形粒状为主，粒径最大约0.3mm左右，常与黄铁矿共伴生，局部见到。含量甚少。

石英：他形粒状变晶，大小不等，略具压扁拉长现象，在岩石中具定向性排列，长轴方向与岩石构造方向略近一致。晶粒间常常呈缝合线接触，不均匀，集合体与角闪石或辉石集合体基本上相间分布。无色透明，波状消光。内部见有角闪石或辉石等包裹体。含量40%～55%。

角闪石：柱状、纤状变晶，晶粒间局部紧密接触，局部略显杂乱-半定向排列，长轴方向与岩石构造方向略近一致。不均匀，集合体基本上呈层状。绿色-黄绿色，颜色深浅不一，多色性明显，断面上可见近于菱形相交的两组解理。含量20%～40%。

普通辉石：柱状、粒状变晶，大小不等，晶粒间局部紧密接触，略显-杂乱-半定向排列，长轴方向与岩石构造方向略近一致。不均匀，集合体基本上呈层状。浅褐色，正高突起，断面上可见近于正交的两组解理，局部被角闪石交代。含量25%～30%。

表2 各化学成分含量一览表

石榴子石：细粒状，呈包裹体分布于角闪石内部，局部见到。

磷灰石：短柱状，极细小，呈包裹体分布于石英内部，局部见到。

2.2.2 矿石的化学成分

根据基本分析和组合分析测试结果（表2），矿石中主要有用组分为Fe，矿床平均品位TFe29.49%，mFe20.81%。伴生有益组分Cu、Mn、TiO2等含量较低；其它化学成分为SiO2，其次为CaO、MgO、Al2O3、S、P、As等含量较少。

2.2.3 矿石的结构构造

（1）矿石结构

矿石结构以柱粒状变晶结构为主，磁铁矿呈半自形～他形粒状，粒径一般0.03mm～0.30mm，部分＜0.01mm，个别可达0.50mm，不等粒，晶粒间常常接触，局部呈数粒～十几粒聚集，长轴方向与岩石构造方向略近一致；不均匀，集合体略呈条带-浸染状构造；石英呈不规则粒状变晶结构，大小不等，少许分布于角闪石晶粒间，粒度一般0.03mm～0.30mm，个别达0.90mm；角闪石呈他形柱状变晶，大小不等，晶粒间局部接触，集合体大致呈层状，柱长一般0.10mm～0.60mm，个别达0.90mm。石英集合体与角闪石集合体基本上相间分布。

（2）矿石构造

主要为条纹-条带状构造。矿石中的磁铁矿、角闪石、黑云母组成暗色的条带与石英组成的浅色条带相间排列构成条纹—条带状构造。不同部位条带宽度各有差异，暗色条带宽度一般在1 mm～5mm间。

2.3 矿石类型

矿石中主要铁矿物为磁铁矿，主要脉石矿物为石英和角闪石。矿石的自然类型按主要铁矿物划分属磁铁矿石；按主要脉石矿物划分属石英型和闪石型。本矿床为低品位的贫铁矿石，其工业类型属需选弱磁性铁矿石。根据铁精矿粉按主要造渣组分的比值划分，矿石碱性矿物（CaO+MgO）与酸性矿物（SiO2+Al2O3）的比值在0.06～0.15之间，平均为0.09，均小于0.5，属酸性矿石。

羊山铁矿在成因上属于沉积变质型“鞍山式”铁矿床，是新太古代巨厚层含泥、铁质细砂岩夹硅铁质岩和基性火山物质的含铁砂质建造伴随基性火山熔岩喷发，其中的铁质建造经海水搬运迁移，初步富集，形成层状、似层状含铁变质岩组合，之后在区域变质的中温中压条件下，原岩物质发生重结晶作用，形成磁铁矿、角闪石、石英等矿物成份，构成了沉积变质型“鞍山式”铁矿床。

2.4 矿体围岩和夹石

2.4.1 矿体围岩

矿体顶、底板围岩以黑云变粒岩为主，少量斜长角闪岩、花岗岩。岩石较坚硬—坚硬，力学强度较高，岩石饱和抗压强度（fr）一般为92.73Mpa～133.69MPa，饱和抗拉强度（fr）一般为9.05Mpa～11.96Mpa，岩石抗压强度大，属坚硬完整的岩体。

2.4.2 夹石特征

Ⅱ、Ⅲ、Ⅷ号矿体内分布有1层或2层夹石，岩性以黑云变粒岩或斜长角闪岩为主，其产状与矿体一致，对矿体的连续性和矿石质量影响不大。

3 矿床成因

新太古代，鲁西地区沉积了巨厚的砂质、钙泥质、泥砂质及基性火山岩建造，局部火山喷发的硅铁质，经海水搬运分异沉淀，铁质得到了初步富集。在后期的区域变质中温中压条件下，原岩物质发生重结晶作用，铁质进一步富集，形成以磁铁矿、角闪石、石英等为主要矿物成份的沉积变质型铁矿床。

矿床赋存于泰山岩群山草峪组变质岩中，沉积变质型铁矿床，属变质硅铁建造铁矿。与相邻地区的苍峄铁矿、韩旺铁矿以及同属本成矿带的彭集、大牛、李官集、张家毛坦及张宝庄铁矿等均为同一类型。

4 结论

综上所述，羊山铁矿的特征总结如下：原岩为一套含泥、铁质细砂岩夹硅铁-铁质岩及夹有基性火山物质的含铁砂质建造，原岩共经历了三期变质作用：第一期以进变质低角闪岩相；第二期退变质高绿片岩相；第三期退变质低绿片岩相。

因此，第一期变质作用属于中偏高温变质作用之角闪岩相，第二、第三期变质作用属于区域低温动力变质作用。羊山铁矿主要矿石矿物为磁铁矿，脉石矿物为石英和角闪石，属于低品位的贫铁矿石，成因上属于沉积变质型“鞍山式”铁矿床。

羊山铁矿赋存于山草峪组，具层控特性。矿体多呈层状、似层状产出。其产状大体与围岩片麻理产状一致，矿体沿走向多呈带状展布，具有尖灭再现现象。