山東省齊河大張鐵礦地質(zhì)特征及找礦前景

陳曉曼，王娟，王繼國(guó)，翟東亮，蔡圖

(1.廣東省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心，廣東 廣州 510080；2.中化地質(zhì)礦山總局山東地質(zhì)勘查院，山東 濟(jì)南 250013)

山東省齊河大張鐵礦地質(zhì)特征及找礦前景

陳曉曼1，王娟2，王繼國(guó)2，翟東亮2，蔡圖2

(1.廣東省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心，廣東 廣州 510080；2.中化地質(zhì)礦山總局山東地質(zhì)勘查院，山東 濟(jì)南 250013)

近年來，山東齊河地區(qū)鐵礦找礦取得了較大進(jìn)展，為了更好的指導(dǎo)區(qū)內(nèi)鐵礦勘查工作，通過研究大張地區(qū)鐵礦地質(zhì)特征、地球物理特征，剖析其礦床特征，建立找礦標(biāo)志，并對(duì)今后鐵礦找礦方向進(jìn)行研究。通過對(duì)重磁測(cè)量成果分析，認(rèn)為該區(qū)具有“重磁同高”的異常特征，具有一定規(guī)模和強(qiáng)度的重、磁異常，是尋找該類鐵礦床的重要標(biāo)志。通過對(duì)礦區(qū)地質(zhì)特征和控礦因素的分析，認(rèn)為該區(qū)具有較大的成礦潛力。

鐵礦；地質(zhì)特征；物探異常；找礦前景；山東齊河

“山東省齊河縣大張鐵礦普查”為山東省地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目(2013年度)，在勘查過程中開展了高精度磁法和重力測(cè)量，在重點(diǎn)部位開展了重磁物探剖面測(cè)量工作。通過對(duì)物探異常的優(yōu)選，利用鉆探工程進(jìn)行了異常驗(yàn)證，取得了較好的找礦成果。該次勘查成果的取得為齊河地區(qū)和周邊區(qū)域鐵礦勘查工作積累了豐富的地質(zhì)物探方面的資料及找礦經(jīng)驗(yàn)。該文通過對(duì)礦區(qū)的成礦地質(zhì)條件及物探異常進(jìn)行分析和總結(jié)，對(duì)其找礦前景進(jìn)行探討，以期對(duì)區(qū)域內(nèi)的找礦工作起到借鑒作用。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)內(nèi)為黃河北沖積平原區(qū)，地表大面積第四系覆蓋，隱伏的奧陶紀(jì)馬家溝群碳酸鹽巖分布廣泛，是接觸交代型鐵礦的重要控礦圍巖。濟(jì)南序列侵入體局部發(fā)育，是接觸交代型鐵礦的成礦母巖，礦體主要產(chǎn)出在閃長(zhǎng)巖體與奧陶紀(jì)馬家溝群碳酸鹽巖的接觸帶上。

區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育且復(fù)雜，據(jù)其展布特征，總體上主要分布NE—NNE、NW—NNW、近EW向3組斷裂構(gòu)造，且以前兩者較發(fā)育，SN向斷裂在該區(qū)不甚發(fā)育(圖1)。

1—第四系；2—奧陶系；3—寒武系；4—斷層；5—研究區(qū)圖1 區(qū)域地質(zhì)略圖

在山東省1∶50萬航磁△T等值線平面圖和1∶50萬布格重力等值線平面圖上，潘店地區(qū)明顯存在重力高值異常和航磁異常，二者同源。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

區(qū)內(nèi)被第四系覆蓋，根據(jù)已施工的鉆孔資料揭露，礦區(qū)內(nèi)地層自下而上賦存中、下奧陶統(tǒng)；石炭紀(jì)本溪組、上統(tǒng)太原組；二疊紀(jì)山西組、石盒子群；新近系及第四系。與成礦有關(guān)的地層為奧陶紀(jì)馬家溝群。

馬家溝群主要巖性為厚層灰?guī)r、夾泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及豹皮灰?guī)r。巖石呈灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，表面光滑，較硬，致密，局部黃鐵礦發(fā)育，呈團(tuán)塊狀、星點(diǎn)狀。厚度82～105m[2]。

2.2 構(gòu)造

通過對(duì)礦區(qū)的重磁數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，推斷3條有明顯磁異常反映、且具有一定規(guī)模的斷裂構(gòu)造，編號(hào)為F1～F3。在該次鉆探施工中揭露1條斷層，編號(hào)為F4(圖2)。

F1斷裂：隱伏于普查區(qū)的西部，總體呈近SN向展布，位于杜郎口—潘莊一線。區(qū)內(nèi)斷裂長(zhǎng)度約9km，斷裂北端伸出普查區(qū)。

F2斷裂：位于普查區(qū)東部汝莊—潘店一帶，總體斷裂南端走向NE46°、北端走向NNE9°，區(qū)內(nèi)斷裂推斷長(zhǎng)度約14km。

F3斷裂：位于普查區(qū)南部李集—大劉莊一帶，整體走向NWW290°，F(xiàn)3斷裂在前王營(yíng)子附近與F2斷裂切割相交，在后王營(yíng)子附近與F1斷裂相交。

F4斷裂：為該次鉆探施工中ZK002揭露的斷裂，該斷裂在ZK002中759.96m處將礦體錯(cuò)斷，該斷裂有待進(jìn)一步揭露。

1—普查區(qū)范圍；2—推測(cè)斷裂位置及編號(hào)；3—已施工鉆孔位置及編號(hào)圖2 礦區(qū)斷裂構(gòu)造分布示意圖(據(jù)物探、地質(zhì)、鉆孔資料推斷)

2.3 巖漿巖

根據(jù)區(qū)內(nèi)施工鉆孔揭露地質(zhì)情況，對(duì)比鄰區(qū)鉆孔資料，孔內(nèi)侵入巖自上而下依次為閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)玢巖，侵入時(shí)代為燕山期；巖體侵入圍巖為奧陶紀(jì)灰?guī)r，在巖體的接觸帶部位形成鐵礦體，為找礦重點(diǎn)部位。

鉆孔中所見閃長(zhǎng)巖呈深灰色，塊狀構(gòu)造。半自形粒狀結(jié)構(gòu)，斜長(zhǎng)石發(fā)育環(huán)帶結(jié)構(gòu)，局部見交代結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)，主要礦物組成為斜長(zhǎng)石、石英，其次為角閃石、黑云母、鉀長(zhǎng)石等。巖石中的金屬礦物見有零星磁鐵礦，集合體呈星散狀構(gòu)造。

2.4 磁及重力異常特征

利用含鐵建造與圍巖的磁性和密度差異來圈定找礦靶區(qū)是行之有效的找礦手段[3-6]。在大張礦區(qū)主要開展了大范圍的高精度磁測(cè)(網(wǎng)度100m×20m)和高精度重力測(cè)量(網(wǎng)度250m×50m)，并在異常顯著部位開展了高精度重磁剖面及大地電磁測(cè)深工作。

2.4.1 磁異常特征

礦區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)特征比較簡(jiǎn)單，主要表現(xiàn)為兩種不同特征的磁場(chǎng)(圖3)：一是中北部平緩寬大的正磁場(chǎng)區(qū)，反映為大片中等強(qiáng)度的正磁場(chǎng)，強(qiáng)度一般在300nT左右，磁場(chǎng)值最高處位于大張附近，△T值可達(dá)450nT。異常形態(tài)平緩而寬大，異常梯度變化西翼緩于東翼，兩側(cè)為低緩的背景正常場(chǎng)，推斷正磁異常區(qū)為中生代的侵入巖或磁鐵礦所引起。二是西部、東部及南部低緩的背景場(chǎng)區(qū)，反映為磁場(chǎng)強(qiáng)度弱，梯度變化較小的平穩(wěn)磁場(chǎng)。其△T值多在100nT以下。磁場(chǎng)值由東西兩側(cè)向中部、由南向北呈緩慢的漸變特征，區(qū)內(nèi)無局部異常出現(xiàn)。

全區(qū)共圈定1個(gè)磁異常區(qū)，即大張異常。

大張異常位于礦區(qū)中部大張—趙莊一帶，以200nT等值線圈定，磁力值變現(xiàn)為由外向內(nèi)逐漸升高，異常主體走向?yàn)镹NE，異常平面形態(tài)呈長(zhǎng)橢圓狀，其規(guī)模較大，長(zhǎng)約7km，寬4km。在異常內(nèi)部有一處異常中心，位于大張村東部500m附近，大致以400nT等值線圈定，異常峰值約為460nT。

圖3 大張地區(qū)高精度磁測(cè)△T等值線圖

2.4.2 重力異常特征

從剩余重力異常圖上看，形成兩處局部重力高異常(G-1，G-2)(圖4)。結(jié)合該區(qū)地層及巖漿巖分布特征，推斷布格重力異常圖中的大型重力高(亦即區(qū)域異常)主要是由侵入巖體與灰?guī)r接觸帶形成的局部高密度地質(zhì)體所引起的。

G-1號(hào)異常： 在布格異常圖上，位于大型鼻狀重力高南端，并構(gòu)成單線圈閉。在剩余異常圖上形成獨(dú)立圈閉的重力高，等軸狀形態(tài)向NE方向略有拉伸，異常寬度約2km，剩余強(qiáng)度約0.9×10-5m/s2。推斷為侵入巖體與灰?guī)r接觸帶上形成的局部高密度地質(zhì)體引起。局部地質(zhì)體中心埋深在900m左右，不排除為矽卡巖型鐵礦可能。

G-2號(hào)異常： 在布格重力異常圖上，異常位于鼻狀重力高向南傾伏端，等值展布具有局部向南拉伸、間距增大的特征，明顯有異常顯示。在剩余異常圖形成獨(dú)立圈閉的重力高。異常形態(tài)近等軸狀，剩余強(qiáng)度約0.6×10-5m/s2，在7條測(cè)線上有異常反應(yīng)，寬度約1.5km。推斷為燕山晚期的侵入巖與奧陶紀(jì)灰?guī)r接觸帶上產(chǎn)生的局部高密度體引起的異常，不排除為磁鐵礦體可能，異常體中心埋深在1000m左右。

圖4 大張地區(qū)剩余重力異常圖

在布格重力場(chǎng)中，大張異常位于重力的梯級(jí)帶上，重力值相對(duì)較高，大張異常總體具有“重磁同高”的異常特征。結(jié)合該區(qū)基巖地質(zhì)資料，推斷大張異常下伏中生代白堊紀(jì)(燕山晚期)侵入巖，巖體在侵入奧陶紀(jì)灰?guī)r過程中，在與圍巖的接觸部位發(fā)生強(qiáng)烈的接觸交代蝕變作用，形成矽卡巖鐵礦床。

3 礦體特征

3.1 礦體特征

齊河大張鐵礦為隱伏礦床，目前圈定鐵礦體1個(gè)，編號(hào)為Ⅰ，礦體賦存在奧陶紀(jì)馬家溝群灰?guī)r與燕山晚期閃長(zhǎng)巖體的接觸帶內(nèi)。初步推斷礦體形態(tài)為似層狀，走向NE35°，傾向SE，傾角6°，賦存標(biāo)高-715.9m～-772.44m，埋深747.95～796.30m。目前礦體共有2個(gè)鉆孔控制，控制礦體長(zhǎng)度300m，控制斜深311m(圖5)。礦體厚度在7.66～25.98m，最小平均厚度16.84m，厚度變化系數(shù)為77.02%，厚度變化中等。

礦體單樣品位TFe32.10%～64.44%，mFe25.47%～61.44%；礦體平均品位TFe56.52%，mFe 52.81%。品位變化系數(shù)TFe12.95%，mFe13.92%，屬品位變化均勻型。

在ZK001礦體下部直接底板的矽卡巖中發(fā)現(xiàn)一層銅及多金屬礦化體，Cu含量0.015%～0.311%，Zn含量0.108%～0.795%，Pb含量0.007%～0.05%。Cu的平均品位為0.17%，已達(dá)到鉛鋅礦床伴生有益組分平均指標(biāo)，Zn平均品位0.58%，達(dá)到邊界品位。

1—第四系+新近系；2—二疊系；3—石炭系；4—奧陶系；5—推斷斷層；6—鐵礦體及編號(hào)；7—推測(cè)礦體；8—鉆孔位置及編號(hào)；9—鉆孔終孔處傾角及孔深；10—矽卡巖圖5 大張鐵礦第0勘探線剖面圖

3.2 礦石特征

礦石礦物以磁鐵礦為主，局部礦石清晰可見黃鐵礦、黃銅礦、鏡鐵礦、閃鋅礦等。

ZK001鉆孔中所見礦石構(gòu)造比較單一，主要為致密塊狀構(gòu)造，磁鐵礦含量大約在60%，且顆粒較細(xì)，磁鐵礦呈塊狀或粒狀集合體。

ZK002鉆孔中所見礦石主要為塊狀構(gòu)造，局部較破碎，主要由金屬礦物和碳酸鹽礦物組成。

礦石的化學(xué)成分比較復(fù)雜，礦石礦物中S含量0.71%～7.36%，平均3.07%，達(dá)到工業(yè)綜合回收利用要求。有害元素P，Cu，Pb，Zn，Sn，As等平均含量均低于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 礦體圍巖

礦體主要產(chǎn)出在巖體與奧陶紀(jì)馬家溝群碳酸鹽巖的接觸帶上。大張地區(qū)的巖漿巖主要類型為閃長(zhǎng)巖。礦體與圍巖的界線較為明顯。

礦體圍巖以大理巖化灰?guī)r、閃長(zhǎng)巖為主，圍巖礦物成分比較簡(jiǎn)單，ZK001上部頂板大理巖化灰?guī)r以方解石為主，含少量白云巖，下部底板為矽卡巖厚3.91m，主要礦物成分為透輝石、硅灰石、碳酸鹽礦物和少量的金屬礦物。ZK002上部頂板矽卡巖主要由石榴子石、蛇紋石、角閃石及少量石英、長(zhǎng)石組成，下部底板為構(gòu)造角礫巖，厚4.35m，角礫成分以長(zhǎng)石、磁鐵礦顆粒為主，角礫形狀不規(guī)則，大小不一，成分復(fù)雜，無定向排列。

兩個(gè)鉆孔所見矽卡巖多為中-高溫礦物組成，為外矽卡巖帶，主要分布在靠近巖體一側(cè)的接觸帶上，和內(nèi)矽卡巖帶共生。

已施工的兩個(gè)鉆孔中礦體無夾石。

4 找礦標(biāo)志

尋找此類埋深厚度較大的鐵礦床,在勘查過程中，需將地質(zhì)、物探資料進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，進(jìn)行綜合分析研究，并總結(jié)成礦規(guī)律和找礦標(biāo)志、優(yōu)選合適的技術(shù)手段，以此促進(jìn)礦產(chǎn)資源有效勘查[7-12]。

(1)地層標(biāo)志

從大張礦區(qū)鐵礦體的賦存規(guī)律可以看出，鐵礦體主要產(chǎn)出在巖體與奧陶紀(jì)馬家溝群碳酸鹽巖的接觸帶上。因此，奧陶紀(jì)馬家溝群灰?guī)r是尋找該類礦床的重要標(biāo)志。礦體與圍巖的界線較為明顯，礦體圍巖以大理巖化灰?guī)r、閃長(zhǎng)巖為主，圍巖礦物成分比較簡(jiǎn)單，鉆孔所見矽卡巖多為中-高溫礦物組成，為外矽卡巖帶，主要分布在靠近巖體一側(cè)的接觸帶上，和內(nèi)矽卡巖帶共生。

(2)物探重磁異常

礦體與圍巖之間存在著明顯的磁性差異，能引起較高的重磁異常(圖6)。磁異常反應(yīng)了磁鐵礦磁性大小和鐵礦體埋深；磁法測(cè)量在鐵礦勘查過程中可起到重要的指示作用，同時(shí)，根據(jù)重力異常圖可以看出重力異常對(duì)鐵礦勘查具有一定的指示意義。尤其是加強(qiáng)對(duì)磁異常的綜合分析研究，正確判斷區(qū)分礦異常和巖體異常，是尋找隱伏盲礦體的有效方法。從勘查工作成果看，具有一定規(guī)模和強(qiáng)度的重、磁異常，是尋找該類鐵礦床的重要標(biāo)志。

1—第四系+新近系；2—石炭系+二疊系；3—奧陶系+寒武系；4—閃長(zhǎng)巖體；5—鐵礦體；6—推測(cè)鐵礦體；7—施工鉆孔；8—高精度磁測(cè)曲線；9—重力測(cè)量曲線圖6 齊河大張鐵礦L1剖面重磁精測(cè)剖面正演結(jié)果圖

5 找礦前景

(1)根據(jù)勘查工作取得的物探地質(zhì)成果，1∶1萬高精度磁測(cè)圈定1個(gè)磁異常區(qū)，即大張異常，以200nT等值線圈定，磁力值變現(xiàn)為由外向內(nèi)逐漸升高，異常主體走向?yàn)镹NE，異常平面形態(tài)呈長(zhǎng)橢圓狀，其規(guī)模較大，長(zhǎng)約7km，寬4km。在異常內(nèi)部有一處異常中心，位于大張村東部500m附近，大致以400nT等值線圈定，異常峰值約為460nT。在△T化極等值線平面中，斜磁化影響被削弱，大張異常顯示更加明顯，但形態(tài)變化不大，異常主體向北發(fā)生偏移，異常中心位于大張村以北位置，異常峰值為460nT。該異常中心在△T化極二次垂向?qū)?shù)等值線平面圖上表現(xiàn)更為明顯，反映了下伏強(qiáng)磁性地質(zhì)體的分布。

在布格重力場(chǎng)中，大張異常位于重力的梯級(jí)帶上，重力值相對(duì)較高，大張異?？傮w具有“重磁同高”的異常特征。結(jié)合該區(qū)基巖地質(zhì)資料，推斷大張異常下伏中生代白堊紀(jì)(燕山晚期)侵入巖，巖體在侵入奧陶紀(jì)灰?guī)r過程中，在與圍巖的接觸部位發(fā)生強(qiáng)烈的接觸交代蝕變作用，形成矽卡巖鐵礦床。

(2)通過普查區(qū)已施工的兩個(gè)鉆孔，ZK001于孔深770.28～796.30m連續(xù)見礦厚度26.02m，鉆孔ZK002于孔深747.95～755.61m見礦厚度7.66m。

根據(jù)已知見礦鉆孔的見礦特征，初步判斷礦體形態(tài)為似層狀，走向NE35°，傾向SE，傾角6°，目前傾向上控制礦體斜深311m，礦體平均見礦厚度16.84m，礦石平均品位TFe56.52%、mFe52.81%。

鑒于普查區(qū)北部潘店北羊圈村西設(shè)計(jì)鉆孔同樣見礦，大張—潘店附近研究區(qū)范圍內(nèi)磁異常NNE走向范圍較廣，推測(cè)普查區(qū)內(nèi)礦體形態(tài)主要為透鏡體和似層狀體2種形態(tài)，礦體延伸較好，資源潛力較大。通過勘查工作有望找到中型—大型規(guī)模的鐵礦床[13]。

6 結(jié)論

(1)通過高精度磁法和重力測(cè)量在大張地區(qū)圈定了磁異常一處、重力異常兩處，并對(duì)磁異常和一處重力異常進(jìn)行了鉆孔驗(yàn)證，兩個(gè)鉆孔均見礦，圈定礦體一個(gè)，礦體平均品位TFe56.52%，mFe52.81%。

(2)山東齊河大張鐵礦為接觸交代型富磁鐵礦床，主要產(chǎn)出在中生代燕山晚期閃長(zhǎng)巖體與奧陶紀(jì)馬家溝群碳酸鹽巖的接觸帶上，與成礦關(guān)系密切的巖石類型是閃長(zhǎng)巖。

(3)由于區(qū)內(nèi)覆蓋層厚度巨大，找礦難度較大，深部鐵礦勘查工作應(yīng)做到地質(zhì)、物探、鉆探的有機(jī)且充分結(jié)合[14-20]。需要憑借物探圈定異常，結(jié)合鉆探驗(yàn)證手段來對(duì)鐵礦進(jìn)行勘查。在區(qū)內(nèi)鐵礦的勘查過程中，高精度重磁測(cè)量是尋找鐵礦的重要勘查手段。

(4)通過對(duì)礦區(qū)地質(zhì)特征和控礦因素的分析，認(rèn)為該區(qū)具有較大的成礦潛力。通過對(duì)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行分層次有重點(diǎn)的勘查工作，進(jìn)一步加大勘查力度，對(duì)在區(qū)域內(nèi)尋找新的富鐵礦礦產(chǎn)地具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義。

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GeologicalCharacteristicsandProspectingPotentialofDazhangIronDepositinQiheCountyofShandongProvince

CHEN Xiaoman1，WANG Juan2，WANG Jiguo2，ZHAI Dongliang2，CAI Tu2

(1.Guangdong Geological Experiment and Testing Center, Guangdong Guangzhou 510080, China; 2.Shandong Geological Prospecting Institute of China Chemical Geology, Shandong Jinan 250013, China)

In recent years, great progress has been made in iron ore exploration in Qihe area of Shandong province. In order to better guide the iron ore exploration, through analysis on geological, geophysical characteristics and deposit characteristics of Dazhang iron deposit, prospecting criteria has been established, and the exploration direction in the future has been studied. Through analysis on gravity and magnetic survey, it is considered that this area has the characteristics of "gravity and magnetic are the same", and has a certain size and strength, gravity and magnetic anomaly. It is an important symbol for searching this kind of iron ore deposit. Based on analysis of geological characteristics and controlling factors in the mining area, It is regarded that the area has the potential of large metallogenic potential.

Iron deposits; geological characteristics; geophysics anomaly; prospecting potential; Qihe county in Shandong province

2017-01-04；

2017-07-22；

王敏

山東省地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目，山東省齊河縣大張地區(qū)鐵礦普查，魯勘字(2013)145號(hào)

陳曉曼(1986—)，女，山東德州人，工程師，從事礦產(chǎn)勘查及巖礦鑒定工作；E-mail:411451713@qq.com

P618.31

A

陳曉曼，王娟，王繼國(guó)，等.山東省齊河大張鐵礦地質(zhì)特征及找礦前景[J].山東國(guó)土資源，2017,33(12)：24-29.CHEN Xiaoman，WANG Juan，WANG Jiguo，etc.Geological Characteristics and Prospecting Potential of Dazhang Iron Deposit in Qihe County of Shandong Province[J].Shandong Land and Resources, 2017,33(12)：24-29.