［關鍵詞］大頂山鐵礦；地質特征；礦床成因；找礦標志

1. 礦區(qū)地質特征

1.1 地層

礦區(qū)基底為新太古代泰山巖群山草峪組含鐵變質巖系，是礦區(qū)的含礦地層，主要巖石類型為黑云變粒巖、黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖，另外有角閃變粒巖、黑云角閃變粒巖和角閃石英巖。出露地層主要包括寒武系地層和第四系地層，寒武系地層僅在礦區(qū)中東部出露，主要分為長清群和九龍群兩個部分，巖性分別為泥灰?guī)r、白云質灰?guī)r、紫紅色頁巖夾泥巖、白云巖及砂巖和鮞狀灰?guī)r、藻灰?guī)r、云斑灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r、白云質灰?guī)r等。礦區(qū)地表分布最為廣泛的是黃河沖洪積形成的第四系地層，占了整個礦區(qū)面積的4/5，巖性為為褐黃色砂質黏土、土黃色砂土，淺黃色含黏土細砂，夾花崗質、石灰質礫石層等。

1.2構造

礦區(qū)構造特征較為明顯，但形式并不豐富，僅有基底構造和蓋層構造這兩種形式。兩種構造對鐵礦床產生不同影響，基底的一系列變質地層都呈現(xiàn)出一堆復式褶皺，經過長時間的劇烈變質，這些褶皺出現(xiàn)變形，產生各種形狀的礦層。主要發(fā)育南東峪背斜，軸面呈近南北、向北傾伏。東翼傾向NEE，傾角在55°～76°；西翼陡直，傾向SWW，傾角81°。黑云變粒巖主要分布在背斜的核部和兩側，磁鐵角閃石英巖主要分布在局部地區(qū)。寒武紀地層以蓋層構造為主，在反復擠壓的情況下，出現(xiàn)單斜構造，傾角在3°～5°之間，傾向NW。斷裂層不發(fā)育的部分是華山斷層，整個范圍內僅有斑鳩店的東側屬于這種構造。

1.3巖漿巖

區(qū)內巖漿巖不發(fā)育，僅部分鉆孔內見到一些呈脈狀產出的淺成巖，巖性以偉晶巖為主，亦有小的偉晶花崗巖脈等。

在部分鉆孔內見到一條或多條偉晶巖脈，大部分順片理貫入，局部切割片理，呈不規(guī)則的脈狀產出。寬度0.1～10 m不等。粗?；◢徑Y構，致密塊狀構造，礦物顆粒直徑10～15 mm，由石英、斜長石、硅酸鹽礦物、碳酸鹽礦物、磁鐵礦等礦物組成。在長石的顆粒之間分布著很多石英呈重結晶，這些結晶為不規(guī)則粒狀。在偉晶巖脈中見有許多呈角礫狀（粒徑0.5～3 cm）雜亂無章的磁鐵礦顆粒。

1.4地球物理特征

1.4.1 巖（礦）石的物性特征

區(qū)內各類巖石物性參數見表1，由表可知，條帶狀角閃磁鐵石英巖，磁性和密度都最大，條帶狀磁鐵角閃石英巖次之，與其圍巖均有明顯的物性差異，本區(qū)磁測方法有效。

1.4.2 航磁異常特征

礦區(qū)及其周邊地區(qū)由2個總體較寬緩的串珠狀磁異常組成，自西向東依次編為M1、M2（見圖1）。M1磁異常形態(tài)為小橢圓形，長軸近南北向，東南寬緩，西北窄陡。磁異常帶以200nT等值線進行圈定長約125 km，寬約5 km，面積約為60 km2，峰值高達400 nT以上，異常規(guī)模大、梯度變化較大。推斷上述磁異常多數為深部隱伏含鐵礦帶引起。M2磁異常形態(tài)為小橢圓形，長軸近北東向，磁異常帶以300 nT等值線進行圈定長約95 km，寬約3 km，面積約為30 km2，峰值高達800 nT以上，異常規(guī)模大、梯度變化較大特點。推斷其磁異常為南東峪背斜兩翼含鐵礦體引起。

1.正△T等值線；2.零△T等值線；3.勘查區(qū)范圍；4.負△T等值線；5.航磁分區(qū)線

2. 礦體地質特征

2.1礦體特征

在礦區(qū)東部南東峪附近，有一條橫貫整個區(qū)域的磁鐵礦帶，走向為175°，向南、北延伸。該磁鐵礦礦體主要產于南部的石河王礦區(qū)和北部的洪范池礦區(qū)，總體向東傾斜，傾角介于65°～75°，分布著兩個礦體，分別編號為①和②。均分布于南東峪磁異常帶，礦體多呈層狀、似層狀或透鏡狀產出，磁鐵礦體巖性主要為磁鐵角閃石英巖。

區(qū)內礦體賦存在新太古代泰山巖群一帶，以層狀為主，其余為似層狀和透鏡狀。礦體走向在175°左右，傾角在5° ～ 65° 之間，傾向東。平均品位TFe36.84%，mFe28.91%。共圈出2個磁鐵礦體，厚度1.02～1.60 m，平均1.37 m（各礦體特征見表2）。區(qū)內礦體為隱伏礦體呈近南北向帶狀展布，礦體分布標高為-485 m～-156 m，礦體一般向深部及兩側延伸變薄趨勢明顯。

①號礦體走向355°左右，傾向東，傾角71°。分布于東峪南崖村東800m處，有200m長，整個礦體分布于泰山巖群山草峪組，呈透鏡狀，圍巖為黑云變粒巖和含磁鐵角閃石英巖，此處礦體埋藏較深，深度達470m，標高在-202～ -590m，平均厚度1.60m，礦石品位TFe 在36.53%～38.33%，mFe 在26.79%～27.13%，礦石平均品位TFe為37.35%，mFe為26.94%。磁鐵礦石品位相對較高，mFe占TFe的72.13%。②號礦體走向355°左右，傾向東，傾角71°。分布于大寨山南西1400 m ，①號礦體南770 m處，跨0勘探線，控制長度200m，礦體呈透鏡狀產出于泰山巖群山草峪組，礦體埋深為290m，賦存標高在-108.00～-452.00m，平均厚度1.02m；平均品位TFe 為36.07%，mFe為31.91%。①、②號礦體礦石類型均為磁鐵角閃石英巖。

2.2礦石質量

2.2.1礦石的礦物成分

對礦石的成分進行檢測發(fā)現(xiàn)，金屬類鐵礦主要是磁鐵礦，余下的部分以赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦為主，黃銅礦僅有很少一部分。脈石類礦物以石英、角閃石為主，余下的部分多為輝石、黑云母、方解石，磷灰石僅有很少一部分。

2.2.2礦石的化學成分

礦石中含有多種化學物質，除了SiO2、FeO、Al2O3，還有CaO、MgO、S、P 等。具體來說，礦石中SiO2 含量在38.85%～45.38%，F(xiàn)eO 的含量在14.56%～15.20%，Al2O3 的含量在2.17%～2.55%，CaO的含量在2.68%～2.75%，MgO的含量1.79%，S的含量在0.39%～2.07%，P的含量在0.06%～0.09%。其余成分極少，幾乎可以忽略不計。

經過分析，我們發(fā)現(xiàn)該礦體與南側的石河王礦床屬于同一礦帶礦體，它們的礦石類型相同。根據樣品組合分析結果，除了全鐵，這些礦石中SiO2 的含量在36.62%～50.79%，均值為43.99%；此外，CaO 的含量在1.79%～4.15%，均值為2.77%；MgO 的含量在0.37%～3.08%，均值為1.26%；Al2O3含量在0.13%～5.43%，均值為2.65%。S的含量在0.04%～0.52%，均值為0.12%；P 的含量在0.04%～0.08%，均值為0.06%；礦石中有害組分S和P的平均含量較低。

根據石河王礦床礦石物相分析結果表（見表3），石河王礦床樣品的平均全鐵含量為33.12%，其中26.69%為磁性鐵，而硅酸鐵（SiFe）、硫化鐵（SFe）、氧化鐵（OFe）和碳酸鐵（CFe）則依次占4.61%、0.19%、1.12%和0.52%。全鐵中80.58%為磁性鐵，19.4%為硅酸鐵等四項。

根據石河王礦床光譜分析，檢出的元素有Mn、Ti、Cr、Ni、Mo、Sn、Cu、Pb、Ag、Zn、Co、V。Mn＜838.80×10-6，Ti＜930.6×10-6，Cr＜66.5×10-6，Ni＜23.8×10-6，Mo＜9.7×10-6，Sn＜4.1×10-6，Cu＜161.3×10-6，Pb＜13.8×10-6，Zn＜86.9×10-6，Co＜7.4×10-6，V＜101.2×10-6，Ag＜227.9×10-9。

2.2.3礦石的結構構造

礦石結構以半自形—它形粒狀變晶結構為主。它們的粒徑通常在0.05～0.5 mm 之間，礦物重結晶現(xiàn)象明顯。石英晶體的形態(tài)則多樣，以不規(guī)則的多晶集合體為主，粒度介于0.03 ～0.5 mm；而普通角閃石晶體則以柱狀分布，與輝石、磁鐵礦等礦物聚集在一起，其柱長介于0.2～1 mm。礦石的構造可以分為兩種：條帶狀和致密塊狀。

2.3礦石類型

礦區(qū)礦石類型為磁鐵礦石。若是根據脈石礦類型來分，礦石可以分為閃石型和石英型。

2.4礦體圍巖和夾石

礦體的頂部和底部圍巖巖性主要由新太古代泰山巖群山草峪組黑云變粒巖構成，其次為花崗偉晶巖和磁鐵石英巖。平均厚度1.37m，較薄，沒有夾石。

3. 礦床成因及找礦標志

3.1礦床成因

礦床以新太古代泰山巖群一帶的變質巖為主，分析礦床成因發(fā)現(xiàn)，因變質沉積巖大面積存在，此處的礦床被命名為“變質沉積巖型鐵礦床”，這一帶的鐵礦都是受變質鐵硅質礦石。對礦床的主要分布層進行探析，得出如下結論。

礦床的形成發(fā)生在山草峪組的中下部，具有顯著的層序特征。它與泰山巖群的演化形成歷史一致，是其組成部分。泰山巖群是在早期陸殼固結過程中形成的，它們是由濱海-淺海自然環(huán)境中的火山碎屑沉積物構成的。

海底火山噴發(fā)是鐵質礦物的重要來源，而火山運動則是鐵質礦物的重要形成機制。海盆內的火山頻繁活動，導致膠狀氫氧化鐵和二氧化硅反復沉淀，形成層狀硅鐵，經過不斷變質，又受到熱力、壓強的影響，在此基礎上，經過重結晶和片理化作用，形成磁石礦、石英、角閃石等礦物，這些礦物的形成都是由火山活動所致。因此，礦石基本上呈定向排列狀態(tài)，構造以黑白相間的條帶狀為主。

3.2找礦標志

結合平陰縣大頂山鐵礦礦床的特征，我們認為本區(qū)找礦的關鍵點有三個：地層標志、地球物理標志、礦體的賦存特征標志。

（1）新太古代泰山巖群山草峪組的變質作用是發(fā)現(xiàn)受變質影響的鐵硅質建造型鐵礦床的重要指標。

（2）地球物理標志的研究發(fā)現(xiàn)，磁鐵礦體分布區(qū)域會出現(xiàn)顯著的高磁異常，△T程度通常在800～3000 nT之間，最高可達到8000 nT以上，而且經過勘探證實，這種磁異常與礦體的散布情況非常吻合。所以，在泰山巖群分布區(qū)，磁異常是一個重要的指標，可以幫助我們發(fā)現(xiàn)受變質鐵硅質建造型鐵礦床。此外，礦石具有較強的磁性也是一個重要的特征，可以幫助我們找到這類礦床。

（3）礦體的賦存特征很多，除了層狀和似層狀，還包括串珠狀和透鏡狀，其散布呈帶狀，具有明顯的分支重復和尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象，與圍巖片麻理產狀一致，因此，沿著已有磁鐵礦體的走向進行探索，是發(fā)現(xiàn)該類礦床的重要指標。