韓智昕，王宜元

矽卡巖型鐵礦是我國十分重要的富礦類型之一，在鐵礦資源開發(fā)利用方面占據(jù)相當(dāng)重要的地位。魯西地區(qū)有著十分豐富的矽卡巖型鐵礦，也是我國東部富鐵礦重要基地，過去地質(zhì)研究工作當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，山東萊蕪、淄博、濟(jì)南等地有這種類型鐵礦發(fā)育。近年來，隨著魯西北齊河-禹城礦集區(qū)找礦工作的不斷深入，取得了巨大找礦突破。齊河-禹城礦集區(qū)具有十分顯著的航磁異常特點(diǎn)，可劃分為四個(gè)次級(jí)磁異常區(qū)，分別為潘店、李屯、薛官屯、大張磁異常區(qū)，且區(qū)內(nèi)還有著非常明顯的重力異常，重磁同源特征較為明顯，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的矽卡巖型鐵礦床品位高、厚度大、分布集中，開采利用價(jià)值極高。本文中基于前期找礦勘查基礎(chǔ)，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景對齊河-禹城礦集區(qū)矽卡巖型富鐵礦成礦規(guī)律予以系統(tǒng)探究，只在對區(qū)內(nèi)找礦工作提供相應(yīng)的指導(dǎo)作用。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)分布在魯西隆起區(qū)西北緣，華北板塊（Ⅰ）魯西隆起區(qū)（Ⅱ）魯中隆起（Ⅲ）泰山濟(jì)南斷?。á簦R河潛凸起（Ⅴ）的西北部是研究區(qū)大地構(gòu)造位置所在（圖1）。

圖1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造圖

新生代對研究區(qū)大部分覆蓋，中南部方向上泰山突起單元內(nèi)是基巖裸露區(qū)，形成蓋層和基底二元結(jié)構(gòu)，陸表海碳酸鹽沉積建造一套早古生代地層是區(qū)內(nèi)的主要地層特點(diǎn)。地殼在古生代中期階段呈現(xiàn)整體抬升，缺失奧陶世早石炭世；地殼在晚古生代由于震蕩因素影響，促進(jìn)含煤碎屑巖的陸相海陸交互相建造形成，該階段之后地殼不斷的進(jìn)行上升，主要缺失三疊系沉積缺失。燕山運(yùn)動(dòng)在該區(qū)當(dāng)中非常的突出，斷線以及斷隆是該區(qū)的主要構(gòu)造特征。齊廣斷裂南側(cè)區(qū)域上不發(fā)育白堊紀(jì)與侏羅紀(jì)地層，在地層區(qū)劃方面，地層為華北地層區(qū)魯西地層分區(qū)，主要包括寒武系地層于奧陶系地層，同時(shí)還發(fā)育第四系，新近系和石炭二疊系地層，該區(qū)有著復(fù)雜的斷裂構(gòu)造，褶曲構(gòu)造較為次之，根據(jù)斷裂構(gòu)造展布情況進(jìn)行分析，總體上表現(xiàn)為三組分別為NE-NNE 向以及NW-NNW 向與近EW 向，最為發(fā)育的為前兩者，在規(guī)模上非常大，斷裂，彼此之間相互切割，對區(qū)內(nèi)的突起形成明顯的控制作用，并控制著該區(qū)的凹陷，新太古代侵入巖較為發(fā)育。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

相較于魯西地區(qū)，該區(qū)矽卡巖型鐵礦在地質(zhì)控礦要素方面較為類似，碳碳酸鹽地層比較發(fā)育并發(fā)育構(gòu)造以及巖漿巖，主要的遞質(zhì)控放要素如下。

2.1 控礦地層

馬家溝群（奧陶系）碳酸鹽巖地層呈現(xiàn)非常廣泛的分布特點(diǎn)，該區(qū)當(dāng)中的矽卡巖型鐵礦是重要的控礦圍巖，灰?guī)r（大理巖化）以及灰?guī)r是其主要的巖性特征，潘店和李屯地區(qū)，也有鐵礦體呈現(xiàn)層狀分布于石炭系二疊系碎屑巖當(dāng)中。

2.2 控礦巖漿巖

巖漿活動(dòng)尤其以燕山晚期階段更為突出侵入巖主要表現(xiàn)為中基性的特點(diǎn)，在潘店西北部區(qū)域上以及李屯東部區(qū)域上分布，另外在薛官屯東北側(cè)還有大張東北側(cè)區(qū)域上也較為發(fā)育，閃長巖在鐵礦區(qū)的發(fā)育部位，鈉質(zhì)蝕變非常強(qiáng)烈，并具有相對較淺的顏色，具有微弱的磁性特征。和鐵礦距離較遠(yuǎn)的區(qū)段，呈現(xiàn)較弱的閃長巖蝕變特征，較高磁化率的暗色礦物較為富集。結(jié)合有關(guān)成礦理論進(jìn)行分析探討，該區(qū)的矽卡巖型鐵礦是由中基性侵入巖地質(zhì)體所形成。

2.3 控礦構(gòu)造

斷裂構(gòu)造在區(qū)域上十分發(fā)育，而且較為復(fù)雜，主要表現(xiàn)為斷塊構(gòu)造特征，這和該區(qū)構(gòu)造和不斷上侵的巖體因素作用有著非常緊密的關(guān)聯(lián)性，主要的斷裂構(gòu)造包括三組分別為：近SN 向以及NNW 向和NE 向，比較發(fā)育褶皺構(gòu)造，巖體在構(gòu)造交匯位置上非常發(fā)育，巖體接觸碳酸鹽巖地層的接觸帶有利于鐵礦成礦。

2.4 區(qū)域重磁場特征

2.4.1 重力異常特征

沉降凹陷在區(qū)內(nèi)比較突出，結(jié)合該區(qū)布格重力等值平面圖（圖2）開展相應(yīng)的探索工作表現(xiàn)為低重力的特點(diǎn)，而且面積非常的大，高中里主要為齊河淺凸以與泰山凸起，呈現(xiàn)較為簡單的重力異常特征，整體上重力值從南通至西北呈現(xiàn)不斷降低的特點(diǎn)，同時(shí)表現(xiàn)為高低相間排列的特點(diǎn)，顯示出該區(qū)分布有燕山期的侵入巖。相間分布凹陷和隆起的奧陶紀(jì)地層，由東南方向到北西方向表現(xiàn)為不斷變后的特征。

圖2 區(qū)域磁異常平面圖

巨型凹陷淺凸區(qū)以及分布中基性巖體區(qū)域，表現(xiàn)為重力異常高值區(qū)，重力異常低值區(qū)主要和沉積蓋層以及第四系分布密切相關(guān)。第四系在巨型凹陷區(qū)當(dāng)中具有非常大的覆蓋度，呈現(xiàn)重力低值區(qū)，交代型鐵礦床在中基性巖體的周邊接觸灰?guī)r的區(qū)域上分布。重力高值區(qū)和低值區(qū)梯度帶周圍是重力異常圖分布所在。如分布濟(jì)南輝長閃長巖體區(qū)域上表現(xiàn)為高值重力異常，而高值重力異常區(qū)域的邊部是分布鐵礦床部位。所以廣布碳酸鹽巖的高值重力異常區(qū)，提示存在隱伏的中基性巖體，梯度帶周圍，有接觸交代型鐵礦床賦存，結(jié)合和濟(jì)南鐵礦區(qū)等已知區(qū)進(jìn)行對比。認(rèn)為碳酸鹽巖以及中基性侵入巖、接觸交代型鐵礦床是引發(fā)區(qū)內(nèi)重力異常的重要原因。

2.4.2 航磁異常特征

通過1：20 萬航磁△r 等值線平面圖開展探索研究，異常主要為三個(gè)，并呈現(xiàn)分布特征，在展布方向上表現(xiàn)為北東向，屬于橢圓形以及圓形規(guī)則，最長的在35km 以上，寬度最大的在8km以上。李屯異常主要分布于最北側(cè)，向南為潘店異常以及大張異常，從南向北峰值主要表現(xiàn)為360nT、160nT、200nT。異常主要表現(xiàn)為寬緩特點(diǎn)，提示出磁性體具有較大埋深。李屯和大張異常磁異常呈現(xiàn)較為緩和的變化特點(diǎn)，梯級(jí)帶密集分布于兩側(cè)。因很多鐵礦石表現(xiàn)為強(qiáng)磁性以及磁性特征，所以磁異常和鐵礦分布有著十分緊密的關(guān)聯(lián)性，特別是反映出中大比例尺的磁異常，因中基性巖體磁異常于接觸交代型鐵礦分布區(qū)當(dāng)中表現(xiàn)為強(qiáng)烈特點(diǎn)，如濟(jì)南鐵礦區(qū)。而灰?guī)r與其接觸部位表現(xiàn)為較弱的磁性，根據(jù)航磁異常分析，重磁異常在區(qū)內(nèi)變化趨勢表現(xiàn)為正相關(guān)的特點(diǎn)，而凸起區(qū)重力高，航磁也表現(xiàn)為較高的磁力異常，主要是由于巖體侵入和基底上隆所導(dǎo)致，而重力較低的凹陷區(qū)，航磁主要表現(xiàn)為低磁力異常。

3 研究區(qū)重磁特征

研究區(qū)之前實(shí)施過大量的地質(zhì)勘查工作，了解到石炭紀(jì)、二疊紀(jì)地層當(dāng)中廣泛分布巖床形式侵位的巖漿巖，與區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景和航磁異常充分結(jié)合，認(rèn)為中基性巖體較大規(guī)模的分布于下部，成礦前景具有接觸交代型鐵礦特征。針對研究區(qū)中北部區(qū)域上的李屯的異常以及潘店異常實(shí)施1：1 萬地面高精度磁異常研究工作，發(fā)現(xiàn)潘店地磁異常在分布特點(diǎn)上主要呈現(xiàn)帶狀，走向方面主要呈現(xiàn)北西向展布，通過20nT 等值線進(jìn)行圈定，在異常的南北側(cè)區(qū)域上長度約為5km，東西方向上達(dá)到7km 的寬度，異常中心為180nT 的最大值，具有規(guī)則圓滑的曲線異常形態(tài)，表現(xiàn)為寬緩特征。李屯異常主要屬于等軸異常，表現(xiàn)為北北東向進(jìn)行分布。運(yùn)用20nT 等值線圈定，長度方面在14km，寬度在11km 以上，270nT 是異常中心的最大值。等值線有著規(guī)則的形態(tài)，而且圓滑又平緩。北側(cè)區(qū)段的異常表現(xiàn)為狹長分布特征，中部表現(xiàn)為明顯的膨大特點(diǎn)，南部區(qū)域上呈現(xiàn)平滑的特征，在形狀上表現(xiàn)為葫蘆形，異常有多個(gè)鼓凸?fàn)畲嬖?，異常東部區(qū)域100nT ～260nT 等值線突出向東南方向，北西部的40nT 等值線具有向外突出的明顯特征，北側(cè)的100nT ～260nT 等值線同樣有鼓凸現(xiàn)象存在，北東側(cè)區(qū)域上100nT ～200nT 等值線表現(xiàn)為舌狀伸出。梯度變化方面東側(cè)翼部，相較于西側(cè)翼部更加緩和。經(jīng)過化極處理，表現(xiàn)出更為突出的異常形態(tài)。異常中心向北進(jìn)行移動(dòng)，有三個(gè)局部地磁異常在李屯地磁異常中圈定出。P1 線在重力剖面上主要呈現(xiàn)，高重力、單峰、峰值0.5×10-5m/s2，升高異常幅值-17×10-5m/s2，提示寒武系、奧陶系灰?guī)r等高密度巖石，構(gòu)成一個(gè)段塊凸起，地質(zhì)上被稱之為潘店凸起。高重力曲線與高磁力曲線表現(xiàn)為對應(yīng)較好的曲線，提示同源性的重磁異常，提示這一斷塊凸起是由寒武系、奧陶系灰?guī)r、閃長巖以及輝石閃長巖等共同組成。重力曲線有約寬12km 的拐點(diǎn)，相較于磁法拐點(diǎn)寬約4km，提示斷塊凸起中部是侵入巖體分布所在，寒武系奧陶系灰?guī)r分布于兩側(cè)，證實(shí)侵位的中基性巖漿和墊托是潘店凸起的重要構(gòu)成，具有灰?guī)r和中基性巖外殼接觸，促進(jìn)矽卡巖帶形成，和可能有鐵礦形成于局部的可能性。左支曲達(dá)到-15×10-5m/s2最低值，提示上古生界寒煤系地層和古近系泥沙巖分布于茬平凹陷。右支曲為-11×10-5m/s2最低值，提示上古生界寒煤系地層分布在茬平凹陷中。

磁異常曲線雙峰，峰值為250nT、150nT，一般磁異常值為100-200nT，曲線拐點(diǎn)寬8．14km，反映較強(qiáng)磁性體在剖面線上的寬度約為8km?；瘶O后，磁異常升高，峰值為350nT，西移750m，反映較強(qiáng)磁性體主體位于剖面的南西側(cè)?；瘶O磁異常值由左到右逐漸變低，反映了該磁性體由西北向東南埋藏深度漸深。磁異常求取垂向一、二階導(dǎo)數(shù)，磁場強(qiáng)度的垂向變化率表現(xiàn)為三峰， 垂向?qū)?shù)異常值漸低，半極值寬度漸窄，反映強(qiáng)磁性體的分布區(qū)段，該強(qiáng)磁性體推斷為鐵礦體賦存于輝石閃長巖、閃長巖體。

4 礦體特征

大張鐵礦以及潘店鐵礦還有李屯鐵礦均在礦集區(qū)內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，在勘查程度方面，大張鐵礦相對較高，剩下的鐵礦床。在勘查程度方面相對較低，磁鐵礦石主要表現(xiàn)為致密細(xì)粒的灰黑色塊狀。磁鐵礦是其中重要的金屬礦物，黃鐵礦相對較少，同時(shí)磁黃鐵礦也較少，另外還有閃鋅礦、黃銅礦。透輝石以及石榴石，還有方解石黑云母等是主要的非金屬礦物。

巖體相地層方向具有明顯的蝕變分帶特點(diǎn)，下面對鐵礦體特征進(jìn)行分析探討。

4.1 大張鐵礦

閃長巖和馬家溝群灰?guī)r相互接觸帶中賦存I 號(hào)礦體，表現(xiàn)為四層狀的特點(diǎn)，向SE 方向傾斜，角度為60°；礦體達(dá)到30m的最大厚度，最小厚度在6.9m。在閃長巖體當(dāng)中賦存Ⅱ號(hào)礦體，該礦體達(dá)到16m 的厚度范圍。

4.2 李屯鐵礦

該鐵礦主要在李屯次級(jí)磁異常北西部區(qū)域上發(fā)育，礦體主要在-1234.49m ～-1370.22m 標(biāo)高賦存，礦體向西側(cè)方向傾斜，處于70°的傾角范圍，礦體共有四層被揭露出來，達(dá)到73.84m 的厚度，二疊系碎屑巖地層當(dāng)中是礦體主要分布部位，同時(shí)在奧陶系地層當(dāng)中也有分布，并且在閃長巖于奧陶系地層接觸帶中分布。

4.3 潘店鐵礦

該鐵礦主要分布在潘店次級(jí)磁異常西部區(qū)域上，礦體主要在-1528.95m ～-1626.58m 標(biāo)高上發(fā)育，礦體總體表現(xiàn)為西部傾斜特點(diǎn)，約為50 度的傾角范圍，礦體共有五層被揭露出，達(dá)到41.37m 的厚度范圍，最大單層厚度在12.00m 的厚度范圍，最小的單層厚度在1.22m 的厚度范圍，二疊系碎屑巖地層是礦體主要產(chǎn)出部位，而且還在奧陶系地層當(dāng)中產(chǎn)出，并在閃長巖于奧陶系地層接觸帶中產(chǎn)出。

5 成礦規(guī)律

通過系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，西卡巖型鐵礦在魯西地區(qū)，無論是地層、還是構(gòu)造、侵入巖都有著十分緊密的關(guān)聯(lián)性。

5.1 時(shí)空分布特征

通過針對該區(qū)鐵礦進(jìn)行詳細(xì)的研究，不難發(fā)現(xiàn)，在大張、潘店，還有李屯地區(qū)鐵礦體呈現(xiàn)多樣的形態(tài)進(jìn)行賦存，如有的賦存在接觸帶上，有的賦存在灰?guī)r和巖體接觸帶上，斷裂構(gòu)造破碎帶當(dāng)中賦存斷裂充填式的礦體。另外還有沉積地層當(dāng)中順層產(chǎn)出的層狀礦體，屬于層間充填式。巖層裂隙當(dāng)中灌入礦液的裂隙灌入式。再者，捕虜體構(gòu)造式，在巖體內(nèi)部（碳酸鹽地層）產(chǎn)出捕擄體促進(jìn)鐵礦體的形成，這些都是區(qū)內(nèi)鐵礦體的各種賦存形式，該區(qū)主要的鐵礦賦存形式主要為接觸帶賦存式。

閃長巖體作為區(qū)內(nèi)的成礦地質(zhì)體，其中進(jìn)行鋯石測年（LAICP-MS）獲得的數(shù)據(jù)不能發(fā)現(xiàn)李屯巖體在鋯石測年方面，其年齡屬于（130.0±2.3）Ma，而大張巖體在鋯石測年方面，其年齡主要屬于（131.6±1.7）Ma，因這種鐵礦不同成礦時(shí)代，和成礦地質(zhì)體不同的侵位時(shí)間有著緊密的關(guān)聯(lián)性，所以矽卡巖型鐵礦在礦集區(qū)主要在早白堊世形成。和萊蕪、金嶺、濟(jì)南等地區(qū)的矽卡巖型鐵礦有著較為類似的成礦時(shí)代。

5.2 礦體賦存規(guī)律

通過研究該區(qū)矽卡巖型鐵礦了解到，閃長巖體是重要的成礦物質(zhì)來源，不斷上侵的巖漿，由于不斷析出富礦熱液流體，在熱液交代因素影響下，再加上滲濾以及充填因素影響，鐵礦體逐步形成于巖體以及地層，和二者相互接觸部位。通過系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，該區(qū)鐵礦在產(chǎn)出方面，主要表現(xiàn)為接觸勝率，交代作用以及接觸擴(kuò)散交代作用，還有充填富礦熱液所形成。

5.3 地球物理異常與鐵礦床的關(guān)系

新生界對研究區(qū)形成巨厚覆蓋，通過研究該區(qū)鐵礦床地球物理特征發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)的鐵礦床和電異常、重力異常、磁性異常有著非常緊密的關(guān)聯(lián)性，尤其是動(dòng)力異常和磁性異常，彼此具有很好的對應(yīng)性，“重磁同高”異常部位是礦床主要產(chǎn)出位置。極化磁異常以及磁異常明顯較高的部位，以及重力異常和異常梯度帶，是該區(qū)礦床重要的賦存位置。

6 結(jié)語

（1）通過對研究區(qū)重磁異常時(shí)分析研究，該區(qū)表現(xiàn)為重磁同源的特點(diǎn)，這些異常主要為潘店、李屯、薛官屯、大張等次級(jí)磁異常。通過開展鉆探研究，這些異常區(qū)是矽卡巖型鐵礦所形成。

（2）閃長巖體為燕山晚期階段成礦地質(zhì)體，也是區(qū)內(nèi)矽卡巖型鐵礦重要的成礦時(shí)代，在成礦作用方面，主要包括接觸滲濾交代和接觸擴(kuò)散交代以及富礦熱液充填等作用。鐵礦有著非常多樣化的賦存特點(diǎn)，主要在石炭二疊系地層以及奧陶系地層和巖體于奧陶系地層接觸帶中產(chǎn)出。

（3）區(qū)內(nèi)的磁異常突出位置與重力異常、化極磁異常和電法高低阻位置上是礦體主要產(chǎn)出部位，通過綜合系統(tǒng)研究該區(qū)的各種地球物理異常特征，對區(qū)內(nèi)鐵礦找礦工作意義重大。