張倩

(山東省魯南地質(zhì)工程勘察院(山東省地勘局第二地質(zhì)大隊(duì))，山東 濟(jì)寧 272100)

0 引言

2013年以來，山東省魯南地質(zhì)工程勘察院分兩次在山東省汶上縣檀家樓地區(qū)開展了鐵礦普查工作。利用高精度磁法測量、礦區(qū)地質(zhì)調(diào)查、鉆探工程控制以及樣品分析測試等綜合勘查方法，對該區(qū)鐵礦床進(jìn)行了較為系統(tǒng)的評價(jià)，取得了階段性的找礦成果。為汶上北部地區(qū)開展鐵礦找礦工作提供了較為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文對檀家樓地區(qū)鐵礦地質(zhì)特征進(jìn)行了總結(jié)，介紹了檀家樓鐵礦床礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、分布、厚度、礦石特征等。根據(jù)礦床成因、類型、礦床特點(diǎn)，分析了檀家樓地區(qū)鐵礦找礦標(biāo)志和找礦方向，以期對魯西地區(qū)開展同類型鐵礦勘查工作起到積極作用。

1 成礦地質(zhì)背景

檀家樓地區(qū)位于華北板塊(Ⅰ)魯西隆起區(qū)(Ⅱ)魯中隆起(Ⅲ)東平-肥城斷隆(Ⅳ)之東平凸起(Ⅴ)的南緣。區(qū)域地層主要由新太古代泰山巖群、古生代寒武系以及廣泛分布的第四紀(jì)地層組成[1]。區(qū)域內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，區(qū)域性構(gòu)造有孫氏店斷裂和北坡斷裂。區(qū)域內(nèi)新太古代基底變質(zhì)巖系較為發(fā)育，并經(jīng)歷了三期區(qū)域變質(zhì)作用。其巖石類型主要有黑云變粒巖、斜長角閃巖、角閃變粒巖、角閃片巖、黑云石英片巖、陽起透閃片巖等，其原巖為基性火山巖、含泥質(zhì)細(xì)砂巖夾含泥硅鐵質(zhì)建造，該區(qū)內(nèi)山草峪組基性火山物質(zhì)不甚發(fā)育，多發(fā)育泥砂質(zhì)含鐵建造(圖1)。

1—沂河組；2—臨沂組；3—黑土湖組；4—山前組；5—山草峪組；6—雁翎關(guān)組；7—嶧山序列大眾橋單元；8—泰山序列賈村單元；9—實(shí)測及推測地質(zhì)界線；10—隱伏鐵礦體；11—實(shí)測及推測斷層；12—檀家樓鐵礦區(qū)范圍

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

區(qū)內(nèi)均為第四系覆蓋，未見基巖出露。經(jīng)鉆孔揭露，第四系之下主要為新太古代泰山巖群山草峪組含鐵變質(zhì)巖系[2]，是該區(qū)鐵礦的賦礦層位。主要巖石類型為黑云變粒巖，其次為黑云斜長片麻巖、黑云角閃片巖、斜長角閃巖等，夾條紋、條帶狀磁鐵角閃石英巖，其中磁鐵角閃石英巖為檀家樓“鞍山式”鐵礦的含礦巖石。巖石受區(qū)域變質(zhì)作用影響，有不同程度的混合巖化，片理、片麻理發(fā)育[3]。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造形式以斷裂為主，主要為黃莊-前水河斷裂、北坡斷裂和東疏斷裂。

黃莊-前水河斷裂被第四系覆蓋，磁異常局部顯示明顯的梯度，且較規(guī)整。規(guī)模較大，發(fā)育有NNW向的次級斷裂。從研究區(qū)的東北部穿過。北坡斷裂，隱伏于北坡一帶，穿過礦區(qū)的中部，為一組西傾張性斷層。東疏斷裂，隱伏分布于魏家莊—東疏—大孟集一線，走向330°～350°，斷裂性質(zhì)為早期張性，晚期有壓扭性活動(dòng)。

2.3 巖漿巖

巖漿巖不發(fā)育，僅鉆孔中見斑狀二長花崗巖。巖石淺肉紅色，灰白色，多為斑狀結(jié)構(gòu)，可見中粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為斜長石、鉀長石、石英及少量黑云母，含有極少量的磷灰石，粒徑一般在0.3～1.5mm之間，礦物之間往往緊密接觸。常見有鉀長石、斜長石、石英顆粒呈鑲嵌狀結(jié)構(gòu)，鉀長石多呈自形—半自形板狀，可見卡斯巴雙晶，由于高嶺土化和碳酸鹽化等蝕變而顯渾濁；斜長石多呈較為自形的板狀，可見聚片雙晶和卡納復(fù)合雙晶，由于高嶺土化等蝕變而顯得渾濁；石英熔蝕現(xiàn)象普遍，有的呈港灣狀，干凈明亮，可見波狀消光現(xiàn)象。

3 礦體特征

3.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)磁鐵礦體全隱伏于第四系之下，賦存于泰山巖群山草峪組變質(zhì)地層中，可劃分出磁鐵礦帶5條。礦帶平行展布，產(chǎn)狀大體與區(qū)域地層產(chǎn)狀一致，總體走向335°～350°左右，傾向W，傾角較陡65°～82°，一般為70°左右(圖2，表1)。

1—勘探線及編號；2—見礦鉆孔及編號；3—礦帶及編號；4—斷層

Ⅰ號礦帶分布于礦體西部，受斷層影響分為南北兩段。南段分布于8-13線，延伸1400余米。控制最寬處寬約90m。帶內(nèi)圈定磁鐵礦體4條。北部由10線、14線控制，延伸400m，帶寬約40m，帶內(nèi)圈定磁鐵礦體1條。帶內(nèi)礦體估算鐵礦石量占整個(gè)礦床的33.79%。

Ⅱ號礦帶受斷層影響分為南北兩段。南部分布于8-3線，延伸800余米，0線最寬，寬約74m，帶內(nèi)圈定磁鐵礦體4條。北部主要由12線控制，走向控制長度約200m，帶寬約60m。帶內(nèi)礦體共估算鐵礦石量占整個(gè)礦床的19.01%。

Ⅲ號礦帶主要分布于0線、2線，延伸約340m，最寬(0線)約50m，帶內(nèi)圈定磁鐵礦體3條。帶內(nèi)礦體共估算鐵礦石資源量占整個(gè)礦床的1.02%。

Ⅳ號礦帶控制延伸600余米，自0線至兩邊逐漸變薄，最厚約125m。帶內(nèi)圈定磁鐵礦體7條。帶內(nèi)礦體估算鐵礦石量占整個(gè)礦床的38.17%。

Ⅴ號礦帶主要分布于0線、2線，控制延伸400m，含礦帶厚約50m，帶內(nèi)品位自上而下逐漸降低。帶內(nèi)礦體共估算鐵礦石量占整個(gè)礦床的8.00%。

在各礦帶內(nèi)共圈定磁鐵礦體21條，全部為隱伏礦體，礦體特征見表1。其中Ⅰ-2，Ⅰ-4，Ⅳ-4，Ⅳ-6礦體為區(qū)內(nèi)主礦體，估算鐵礦石資源量占礦床總資源量的46.19%。

表1 檀家樓鐵礦床礦體特征

Ⅰ-2礦體。分布于Ⅰ號礦化帶上部，礦體分為南北兩段。北段由2線、0線、3線控制，見礦孔5個(gè)，未見礦孔2個(gè)；南部由9，11線控制，見礦孔3個(gè)。礦體埋深45～107m，賦存于0m～-537m標(biāo)高間。礦體走向344°左右，傾向SW，傾角72°。礦體控制長度900m，揭露最大斜深500m。礦體沿走向和傾向呈舒緩波狀延展，具分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體厚度0.96～18.16m，平均厚度5.25m，厚度變化系數(shù)105.76%，屬厚度不穩(wěn)定型礦體。礦體平均品位TFe26.02%，mFe16.74%；品位變化系數(shù)TFe 4.80%，mFe 4.21%，礦體礦化連續(xù)，屬品位均勻型礦體。估算礦石資源量占礦床總資源量的17.17%，礦體沿走向、傾向均未封閉。

Ⅰ-4礦體。分布于Ⅰ號礦化帶下部，礦體分為北中南三段。北段由2個(gè)鉆孔控制；中部由2線、0線控制，見礦孔5個(gè)，未見礦孔1個(gè)；南部由1鉆孔控制。礦體埋深50～100m，賦存于-5m～-615m標(biāo)高間。礦體走向340°左右，傾向SW，傾角72°。礦體控制長度1200m，揭露最大斜深410m。礦體沿走向和傾向呈舒緩波狀延展，具分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體厚度0.91～7.87m，平均厚度2.94m，厚度變化系數(shù)98.34%，屬厚度較穩(wěn)定型礦體。礦體平均品位TFe 27.60%，mFe 18.42%；品位變化系數(shù)TFe 7.82%，mFe 7.67%，礦體礦化連續(xù)，屬品位均勻型礦體。估算礦石資源量占礦床總資源量的8.94%，礦體沿走向、傾向均未封閉。

Ⅳ-4礦體。分布于Ⅳ號礦化帶中部。礦體主要分布于2線、0線、1線，由6個(gè)見礦孔控制，2個(gè)未見礦孔。礦體埋深35～60m，賦存標(biāo)高-20m～-756m。礦體走向347°左右，傾向SW，傾角70°。礦體控制長度600m，揭露最大斜深800m。礦體沿走向和傾向呈舒緩波狀延展，具分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體厚度1.59～7.7m，平均厚度4.74m，厚度變化系數(shù)45.31%，屬厚度穩(wěn)定型礦體。礦體平均品位TFe26.62%，mFe17.73%；品位變化系數(shù)TFe 3.09%，mFe5.44%，礦體礦化連續(xù)，屬品位均勻型礦體。估算礦石資源量占礦床總資源量的10.29%，礦體沿走向、傾向均未封閉。

Ⅳ-6礦體。分布于Ⅳ號礦化帶底部，礦體主要分布于0線附近，由4個(gè)見礦孔控制，4個(gè)未見礦孔。礦體埋深57m，賦存標(biāo)高-28m～-786m。礦體走向349°左右，傾向W，傾角67°～72°。礦體長度200m，控制最大斜深840m。礦體沿傾向呈舒緩波狀延展，具分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體厚度8.44～15.02m，平均厚度11.94m，厚度變化系數(shù)26.00%，屬厚度穩(wěn)定型礦體。礦體平均品位TFe 26.54%，mFe 18.39%；品位變化系數(shù)TFe 4.03%，mFe 7.50%，礦體礦化連續(xù)，屬品位均勻型礦體。估算礦石資源量占礦床總資源量的9.78%，礦體沿走向、傾向均未封閉。

3.2 礦石特征

礦石構(gòu)造主要為條帶狀構(gòu)造，各條帶一般寬1～5mm，少數(shù)大于5mm(圖3)。

A—磁鐵角閃石英巖巖心圖片；B—磁鐵角閃石英巖。偏光顯微鏡下：Qtz—石英；Hbl—角閃石；Jsk—金屬礦物

礦區(qū)鐵礦石中的礦物成分比較簡單，主要礦石礦物成分為磁鐵礦，少量的白鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦及微量的鈦鐵礦等。主要脈石礦物為石英、角閃石、黑云母，少量石榴石、方解石、磷灰石、綠泥石、綠簾石、電氣石、透輝石和斜長石等。

礦床平均品位TFe27.26%，mFe17.72%。礦石中TFe含量<50%，礦石中mFe/TFe=65.04%，根據(jù)品位確定礦石工業(yè)類型為需選磁性鐵礦石，為低品位的貧鐵礦石。

3.3 礦體圍巖

礦體圍巖主要為黑云變粒巖、角閃石英片巖和石英黑云母片巖。近礦圍巖一般巖心完整、堅(jiān)硬，穩(wěn)固性較好。另見有脈狀分布的花崗斑巖巖脈(圖4)。

A—黑云變粒巖；B—角閃黑云變粒巖。偏光顯微鏡下：Qtz—石英；Hbl—角閃石；Jsk—金屬礦物

4 礦床成因

魯西地區(qū)新太古代巖層經(jīng)歷了三期區(qū)域變質(zhì)作用，其中，第一期區(qū)域變質(zhì)作用變質(zhì)程度為低角閃巖相，為中壓、中溫中級變質(zhì)作用；第二期區(qū)域變質(zhì)作用為高綠片巖相，為中壓、中低溫變質(zhì)作用；第三次為低綠片巖相退變質(zhì)作用，該區(qū)表現(xiàn)不甚明顯。該區(qū)鐵礦成礦物質(zhì)來源主要為海底基性火山巖噴發(fā)活動(dòng)，經(jīng)海水搬運(yùn)分異沉淀，含鐵物質(zhì)得到初步富集，并在后期的區(qū)域變質(zhì)條件下，原巖物質(zhì)發(fā)生了重結(jié)晶，含鐵物質(zhì)進(jìn)一步富集，形成了以磁鐵礦、石英、角閃石等礦物為主要成分的沉積變質(zhì)型(鞍山式)鐵礦床[4]。

檀家樓鐵礦床賦存于山草峪組變質(zhì)巖中，屬“鞍山式”鐵礦床，變質(zhì)鐵硅建造鐵礦。該類型鐵礦與省內(nèi)已勘探的蒼嶧鐵礦、韓旺鐵礦及同屬本成礦帶的東平彭集鐵礦、大牛鐵礦、李官集鐵礦、張家毛坦鐵礦及張寶莊鐵礦等均為同一類型[5]。

5 找礦標(biāo)志及前景分析

5.1 找礦標(biāo)志

根據(jù)檀家樓鐵礦床的成因類型，以及本鐵礦床具體特點(diǎn)，該區(qū)有3個(gè)方面的找礦標(biāo)志：

(1)地層標(biāo)志。泰山巖群山草峪組地層是檀家樓地區(qū)尋找“鞍山式”鐵礦床的有利層位[6-18]，在蒼嶧鐵礦帶、東平-汶上鐵礦帶等已查明數(shù)十個(gè)鐵礦床均產(chǎn)于新太古代泰山巖群山草峪組。該組地層巖性主要以黑云變粒巖為主，局部夾磁鐵石英角閃巖、磁鐵角閃石英巖、黑云角閃片巖、斜長角閃巖等，其中磁鐵角閃石英巖和磁鐵石英角閃巖均為“鞍山式”鐵礦的含礦巖石[19]。

(2)地球物理標(biāo)志。高精度磁法測量結(jié)果表明，在有磁鐵礦體分布的地段，一般均有明顯的高磁異常。經(jīng)鉆探工程驗(yàn)證，磁異常與礦體分布吻合較好。因此，高磁異常是尋找“鞍山式”鐵礦床的重要直接找礦標(biāo)志。礦石的較強(qiáng)磁性是尋找該類礦床的重要物性特征。因此，在泰山巖群分布區(qū)、且具有高磁異常是尋找此類型鐵礦床的重要標(biāo)志，但在工作過程中要根據(jù)高磁異常的形態(tài)、△T強(qiáng)度來正確區(qū)分礦體異常和巖體異常。

(3)礦體的賦存特征標(biāo)志。鐵礦體呈層狀、似層狀或透鏡狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀大體與圍巖產(chǎn)狀一致，礦體沿走向多呈長條狀展布，具有尖滅再現(xiàn)、分支復(fù)合現(xiàn)象。沿已發(fā)現(xiàn)磁鐵礦體的走向追索是尋找“鞍山式”鐵礦床的重要標(biāo)志。

5.2 找礦前景分析

區(qū)內(nèi)磁鐵礦體隱伏于第四系之下，賦存于泰山巖群山草峪組變質(zhì)地層中，礦化帶呈帶狀平行展布，產(chǎn)狀大體與區(qū)域地層產(chǎn)狀一致。礦體沿走向、傾向延伸較長，目前礦體還沒有得到有效控制。從礦體的展布情況來看，局部礦體遭到斷層的破壞，但對于斷層的具體位置、斷層的產(chǎn)狀等尚未查明。有待于將來勘查工作中進(jìn)一步查明。在實(shí)際的鐵礦勘查過程中，要做到地質(zhì)調(diào)查、物探測量、鉆探工程驗(yàn)證的有機(jī)結(jié)合[20-23]。

6 結(jié)論

(1)山東省汶上縣檀家樓鐵礦床賦存于新太古代泰山巖群山草峪組地層中的，共圈定礦帶5條，礦體21個(gè)，礦床平均品位TFe 27.22%，mFe 17.65%。

(2)譚家樓鐵礦為“鞍山式”鐵礦，主要產(chǎn)出在新太古代泰山巖群山草峪組變質(zhì)地層，與成礦關(guān)系密切的巖石類型是黑云變粒巖等。

(3)新太古代泰山巖群山草峪組地層；明顯的高磁異常；沿已發(fā)現(xiàn)磁鐵礦體的走向追索可作為尋找“鞍山式”鐵礦床的重要標(biāo)志。