山東淄博肖家莊地區(qū)鐵礦成礦規(guī)律及找礦方向研究

王 錚，伊 飛

（1.山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省公共資源交易中心，山東 濟(jì)南 250014）

矽卡巖型鐵礦床主要形成于中、淺成侵入體與碳酸鹽巖等化學(xué)性質(zhì)活潑的圍巖接觸帶及其附近與成礦有關(guān)的巖體為基性、中基性侵入巖。矽卡巖型鐵礦主要產(chǎn)于侵入巖體與碳酸鹽巖地層接觸帶上，國(guó)內(nèi)矽卡巖型鐵礦常呈礦集區(qū)形式出現(xiàn)，規(guī)模多屬中、小型。金嶺礦區(qū)鐵礦床為典型接觸交代矽卡巖型磁鐵礦床，肖家莊礦床位于金嶺礦區(qū)北西處，本文通過(guò)對(duì)肖家莊礦床成礦規(guī)律的探討，為該區(qū)找礦工作提供建議。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

金嶺鐵礦床位于山東中部魯山山前平原區(qū)，膠濟(jì)鐵路北側(cè)，為淄博市臨淄、張店、桓臺(tái)交界處。東西寬 7 km，南北長(zhǎng) 20 km，面積約 140 km2；其大地構(gòu)造位置處于華北板塊（Ⅰ）、魯西斷隆區(qū)（Ⅱ）、魯中隆起（Ⅲ）、魯山—鄒平斷?。á簦?、鄒平—周村凹陷（Ⅴ）東緣[1]。

區(qū)域內(nèi)主要出露地層自下而上為古生代奧陶紀(jì)馬家溝群（O2-3M）、石炭～二疊紀(jì)月門(mén)溝群（C2-P2Y）等（見(jiàn)圖1）。

圖1 金嶺鐵礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖

區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要發(fā)育有北東向及近東西向兩組斷裂，其中北東向張店斷裂、 玉皇山斷裂、陳家莊斷裂構(gòu)成本區(qū)構(gòu)造主要格架，并控制著金嶺閃長(zhǎng)雜巖體的產(chǎn)出形態(tài)和礦床的展布空間。另外，區(qū)域內(nèi)中部發(fā)育有軸向?yàn)楸睎|向的金嶺背斜，核部為中生代燕山期侵入巖，兩翼為古生代奧陶紀(jì)馬家溝群和石炭～二疊紀(jì)月門(mén)溝群地層。

區(qū)域內(nèi)巖漿巖主要為中生代燕山晚期沂南序列東明生單元中細(xì)粒輝石閃長(zhǎng)巖、大有單元中細(xì)粒含黑云角閃閃長(zhǎng)巖、上水河單元細(xì)粒角閃閃長(zhǎng)巖、核桃園單元細(xì)粒角閃石英閃長(zhǎng)巖。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦床地質(zhì)概況

礦區(qū)內(nèi)地層與成礦有關(guān)的地層為奧陶紀(jì)馬家溝群八陡組地層石灰?guī)r。該組地層分布在區(qū)內(nèi)中部，厚度約 80m。地層總體產(chǎn)狀為傾向 315°，傾角 40°，主要巖性為厚層泥晶灰?guī)r夾薄層白云質(zhì)灰?guī)r。厚層泥晶灰?guī)r：青灰色，泥晶結(jié)構(gòu)，厚層塊狀構(gòu)造。礦物成份主要為方解石，含量約為95%，次為約 5%的白云石及少量的泥質(zhì)。白云質(zhì)灰?guī)r：青灰色，泥晶結(jié)構(gòu)，薄層塊狀構(gòu)造。礦物成份主要為方解石，含量約為70%，次要礦物為白云石，含量約為 20%，其余為少量的泥質(zhì)物。該組地層與上覆本溪組地層呈平行不整合接觸。

張店斷裂分布在礦區(qū)西側(cè)外圍，為一壓扭性斷層，走向約為20°，傾向290°，傾角約75°左右。東側(cè)外圍為金嶺短軸背斜，背斜軸部走向40°~45°，背斜西側(cè)為八陡組灰?guī)r與侵入巖接觸部位，地層走向55°左右，傾向35°左右，礦區(qū)位于地層與侵入巖接觸帶上。

金嶺巖體屬中偏堿性的侵入雜巖體，主要可分為中細(xì)粒黑云閃長(zhǎng)巖和輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖兩種。區(qū)內(nèi)與鐵礦相關(guān)的主要為黑云閃長(zhǎng)巖。

2.2 礦體特征

該礦床為典型接觸交代矽卡巖型磁鐵礦床。為閃長(zhǎng)巖侵入于碳酸鹽巖（馬家溝群灰?guī)r八陡組地層）發(fā)生接觸交代作用而形成的，鐵礦體在空間上的分布嚴(yán)格受接觸帶和矽卡巖的控制。鐵礦體賦存于閃長(zhǎng)巖與石灰?guī)r的接觸帶上，呈透鏡狀、紡錘狀產(chǎn)出，具有分枝、復(fù)合、膨縮現(xiàn)象。

礦床由 1 個(gè)礦體組成，編號(hào)為Ⅰ號(hào)礦體，呈透鏡狀產(chǎn)出，沿 45°方向延伸，傾向 315°左右，傾角50°左右，礦體沿走向長(zhǎng)約660m，寬約120m，傾向最大延深174m，埋藏深度在80.00m～228.00m，礦體賦存標(biāo)高-52.00m～-200.00m，礦體厚1.71m～36.71m，平均厚度約為11.56m，厚度變化系數(shù) 63.23%，變化較穩(wěn)定。TFe 品位 24.69%～66.39%，平均 53.26%，品位變化系數(shù)為 29.61%，礦石質(zhì)量穩(wěn)定。

2.3 礦石特征

礦石礦物以磁鐵礦為主,含量約占75%，其次為赤鐵礦和微量的黃銅礦、黃鐵礦、次生假象赤鐵礦等，含量約為 25%。礦石中的脈石礦物主要為透輝石、石榴子石、綠泥石、方解石、金云母、石英等，總含量較低。局部裂隙發(fā)育，裂隙內(nèi)被方解石等礦物充填。大部分透輝石被碳酸鹽交代呈殘留體存在。局部綠泥石發(fā)育。黃鐵礦呈他形粒狀到半自形粒狀，粒徑 0.2mm～1 mm，略有破碎。黃銅礦為他形片狀，粒徑 0.03mm～0.17 mm，部分已被輝銅礦和斑銅礦所交代。赤鐵礦、假象赤鐵礦礦石主要分布在礦體上部。紅色-褐紅色，泥狀、粉狀或半粉半塊狀等構(gòu)造。主要礦石礦物有假象赤鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦等；脈石礦物有透輝石、金云母（蛭石）及方解石；另有少量黃鐵礦、斑銅礦、孔雀石等，礦石磁性中等。

2.4 圍巖蝕變

礦體頂板圍巖為奧陶紀(jì)灰?guī)r，與礦體界限明顯。底板圍巖為矽卡巖，具有明顯蝕變現(xiàn)象，蝕變類(lèi)型大多為矽卡巖化、大理巖化、蛇紋石化、透輝石化、綠泥石化等。圍巖蝕變可見(jiàn)互相疊加，礦化與蝕變強(qiáng)度具有相關(guān)性。

3 成礦規(guī)律探討

肖家莊鐵礦為燕山晚期的中基性巖漿侵入體與奧陶系碳酸鹽巖接觸產(chǎn)生的矽卡巖型鐵礦床，即奧陶系碳酸鹽受深部侵入的中基性巖漿作用，受巖漿熱液作用與碳酸鹽圍巖發(fā)生接觸交代作用，形成矽卡巖，并在矽卡巖退化蝕變過(guò)程中發(fā)生磁鐵礦化，最終形成鐵礦。

3.1 成礦模式

金嶺地區(qū)巖漿巖侵入具有多期性，其成礦同樣具有多期性的特征，礦床成礦模式為：

燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行，魯西地區(qū)地幔柱溝通了深部的幔源物質(zhì)，帶來(lái)了深部的偏基性巖漿。巖漿熱液沿著斷層裂隙侵入到奧陶紀(jì)馬家溝群地層中，隨著巖漿熱液的不斷上涌，對(duì)上覆地層產(chǎn)生了托舉的作用，進(jìn)一步加劇了斷層發(fā)育，使得偏基性巖漿在裂隙發(fā)育的部位富集，形成了富含鐵質(zhì)的含礦原巖[2]。燕山晚期，隨著隨著構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的持續(xù)和時(shí)間的推移，巖漿熱液溫度逐漸降低，其巖漿熱液開(kāi)始由偏基性的熱液轉(zhuǎn)化為中基性、中性。這些偏中性的巖漿熱液再次侵入到奧陶紀(jì)馬家溝群的灰?guī)r中，對(duì)前期形成的富含鐵質(zhì)的閃長(zhǎng)巖進(jìn)行烘烤、萃取作用，其萃取出的富含鐵質(zhì)的熱液再次與馬家溝群灰?guī)r接觸，最終在接觸帶、裂隙發(fā)育區(qū)富集成礦。由于地幔物質(zhì)對(duì)地層的托舉作用[3]，金嶺地區(qū)地層隆起，在風(fēng)化剝蝕等外動(dòng)力地質(zhì)作用下，其地層不斷遭到剝蝕，礦體埋深較淺。因此，金嶺地區(qū)鐵礦具有巖體蝕變較強(qiáng)，具有多期次侵入等特點(diǎn)。

3.2 找礦方向

金嶺雜巖體為典型的矽卡巖性磁鐵礦，受中基性侵入巖、區(qū)域性深大斷裂控制作用明顯，其地層、構(gòu)造、巖漿巖、物探等都具有十分鮮明的特點(diǎn)。因此找礦工作主要集中在一下4個(gè)方面。

（1）圍巖因素：控礦圍巖主要為奧陶紀(jì)灰?guī)r，成礦條件較好的是馬家溝群八陡組，該組地層厚度較大，主要巖性為厚層泥晶灰?guī)r夾薄層白云質(zhì)灰?guī)r，其中厚層泥晶灰?guī)r中方解石含量為95%，質(zhì)地較純鈣質(zhì)含量高，化學(xué)活性較強(qiáng)。加之碳酸巖巖性較脆，裂隙、巖溶發(fā)育，滲透性強(qiáng)，是良好的導(dǎo)礦容礦構(gòu)造[4]。碳酸鹽在高溫下易分解出CaO，其與巖漿熱液共同作用形成矽卡巖的過(guò)程中，使得Fe元素形成氧化物沉淀，最終形成磁鐵礦。因此，碳酸巖純度高、厚度大、裂隙發(fā)育的位置易于形成矽卡巖性鐵礦。

（2）侵入巖因素：地幔柱溝通了深部物質(zhì)，中基性巖漿沿地幔柱向上前移，帶來(lái)了大量的鐵質(zhì)。多期次的熱液侵入對(duì)鐵質(zhì)不斷萃取、富集，并最終在裂隙發(fā)育部位富集成礦，因此中基性侵入巖是金嶺雜巖體成礦的物質(zhì)來(lái)源與重要找礦標(biāo)志。

（3）構(gòu)造因素：與成礦相關(guān)的構(gòu)造因素主要為金嶺短軸背斜，背斜形成的裂隙及構(gòu)造脫空區(qū)域?yàn)獒Ｔ磶r漿侵入提供了空間，而巖漿侵入對(duì)金嶺短軸背斜又產(chǎn)生了托舉效應(yīng)，使得背斜進(jìn)一步發(fā)育。在此過(guò)程中，巖漿熱液進(jìn)入背斜兩翼，與馬家溝群八陡組灰?guī)r反映形成矽卡巖化，并在地層產(chǎn)狀變化處等有利的容礦構(gòu)造處富集成礦。

（4）物探特征：主要為重力和航磁異常特征明顯，重力異常與航磁異常的重疊區(qū)是該類(lèi)型鐵礦賦存的位置。

4 結(jié)論

金嶺雜巖體形成于燕山晚期，為中基性巖漿巖侵入奧陶系馬家溝群灰?guī)r形成的。金嶺短軸背斜為區(qū)域的主要控礦構(gòu)造，礦床主要分布在金嶺短軸背斜兩翼與侵入巖接觸部位。因此，金嶺短軸背斜兩翼矽卡巖發(fā)育地區(qū)為成礦的有利位置和重要的找礦標(biāo)志。