山東省淄博市金嶺礦區侯家莊礦床地質特征及控礦因素分析

劉東義

（山東省地質礦產勘查開發局八〇一水文地質工程地質大隊，山東 濟南 250014）

1 區域地質概況

金嶺礦區所屬大地構造位置屬泰山-沂山斷隆之鄒平-周村凹陷區[1]。區域構造形態為一短軸背斜—金嶺短軸背斜，其軸向45°，核部被金嶺閃長巖雜巖體所占據[2]，環繞巖體周邊分布有奧陶紀馬家溝群、石炭-二疊紀月門溝群、二疊紀石盒子群地層（見圖1），第四系以角度不整合覆蓋于上述地層之上。金嶺短軸背斜與金嶺巖體的形態產狀、分布相輔相成，背斜為巖體的侵入提供了空間條件，而巖體的侵入又促進了背斜的最后形成，二者為磁鐵礦床的形成創造了重要條件。

圖1 金嶺礦區地質略圖

金嶺巖體屬燕山中晚期侵入巖，北東方向展布且向北東傾伏。四周與奧陶紀地層呈侵入接觸關系，其中：巖體西南半環呈整合侵入接觸，東北半環巖體侵入穿插關系則比較復雜。巖體的巖性比較復雜，是一個中偏基性—中性—中偏堿性、堿性脈巖及后期有堿性交代、鈉質交代的雜巖體，與成礦相關的是中性閃長巖，是礦床的成礦母巖[2]。區內斷層分為北北東向和近東西向兩組，北北東向斷層均為成礦后斷層；近東西向斷層為成礦前構造，對礦床無破壞作用。

2 礦床地質特征

2.1 礦床地質

礦床地表均為第四系，其下隱伏地層有奧陶紀馬家溝群、石炭-二疊紀月門溝群。馬家溝群為一套碳酸鹽巖建造，主要巖性為厚層泥晶灰巖、云斑灰巖、中厚層白云巖、薄層泥質灰巖、角礫狀白云巖等；自下而上劃分為東黃山組、北庵莊組、土峪組、五陽山組、閣莊組、八陡組六個巖組地層。月門溝群主要巖性為粉砂巖、泥巖砂巖、灰巖、鋁土巖、煤層等；分為本溪組、太原組、山西組。

區內構造為單斜構造，巖層走向60°，傾向西北，傾角30°～40°，靠近巖體部位受巖體侵入拱托作用，產狀有一定的起伏，局部巖層傾角50°以上。

礦床主要巖石類型為閃長巖、正長閃長巖、二長巖。閃長巖：分布在深部及遠離接觸帶部位。呈灰色～灰白色，全晶質中細粒結構，含斜長石50%～60%，正長石少量，角閃石30%～50%，石英＜5%，少量黑云母；副礦物：磁鐵礦、磷灰石、鋯石、榍石，含量不足5%。正長閃長巖、二長巖：分布在接觸帶附近，與成礦關系密切，主要是閃長巖侵入冷凝過程中自變質作用和晚期堿質交代的疊加作用所形成。巖性特征：灰色、淡紅色，中粒結構～似斑狀結構，主要礦物為斜長石，鈉長石化，并被鉀長石交代，斜長石呈不規則殘留狀；少量輝石，多已透輝石化，淡綠色，多呈單獨的他形晶體；其次為角閃石，淡綠色，透閃石化。當暗色礦物基本消失，幾乎全部由鈉長石組成或者由鈉長石、鉀長石兩種礦物組成時，則演變為鈉長石巖或二長巖。

2.2 礦體特征

①礦體空間分布范圍及規模。侯家莊礦床查明礦體2個，編號為Ⅰ、Ⅱ，其中Ⅰ礦體是主礦體。礦體賦存于閃長巖與奧陶系馬家溝群石灰巖的接觸帶上。礦體走向長度1780m；傾斜延深140m～650m，平均373m；礦體真厚度1.25m～10.86m，平均真厚度5.53m，厚度變化系數67%，屬中等變化；礦體埋深155m～800m，賦存標高-128m～-775m。屬中型礦床。

②礦體形態、產狀及變化規律。礦體總體上呈扁豆狀，局部為不可采地段，致使礦體平面形態呈分枝狀；礦體在剖面上呈膨脹收縮的蓮藕狀（見圖2）。礦體走向55°～62°，傾向北西，傾角6°～50°，產狀隨接觸帶變化而變化，局部起伏較大。礦體總體上呈中部產狀平緩，東西兩側及深部產狀較陡的態勢。

圖2 地質剖面圖

縱觀礦床深部接觸帶特征，沿傾斜方向，接觸帶在中部呈一明顯的臺階狀，這一形態特征橫貫東西，沿走向普遍存在。從成礦規律分析，接觸帶由陡變緩的部位找礦，易于形成厚大礦體[3]，一是該地段鉀鈉化和矽卡巖化較弱，不利于形成較厚的礦體；二是局部可能賦存較厚的礦體，但鉆孔打在了礦體的邊緣，井中磁測顯示，附近有較強的磁性集中反映，推測有較厚的礦體，此處也是臺階狀接觸帶的下緣部位，有利于成礦，與成礦規律相吻合。總之，接觸帶由陡變緩的部位對成礦更為有利，易于形成厚大礦體。

③礦石質量。礦石中主要金屬礦物為磁鐵礦，其次含少量的黃鐵礦及黃銅礦，脈石礦物主要為透輝石、金云母、綠泥石、碳酸鹽礦物，其次為長石、石英及普通輝石。致密塊狀礦石主要由磁鐵礦及少量脈石礦物組成，鐵品位較高；條帶狀、斑雜狀和侵染狀礦石含脈石礦物較多，鐵品位較低。全區TFe平均品位45.68%，平均磁性鐵占有率96%，屬磁性鐵礦石。

3 礦床控礦因素分析

（1）圍巖的控礦因素。侯家莊礦床中，與侵入巖體接觸的圍巖主要是馬家溝群碳酸鹽巖層。上部圍巖主要為五陽山組，下部則為北庵莊組、土峪組。其中五陽山組、北庵莊組以厚層純灰巖為主，夾數層泥質灰巖、泥質白云質灰巖及白云巖，而土峪組以泥質灰巖為主。其控礦作用主要表現在三方面：①碳酸鹽巖為鈣鎂質的，一方面巖石性脆易碎，滲透性強，為礦液活動提供了良好的通道和空間；二是鈣鎂含量高，化學性質活潑，有利于礦液的滲透和交代。②碳酸鹽巖在高溫下容易分解，其中的CaO參與了矽卡巖礦物的形成，并導致鐵質從礦液中分離聚集；而CO2則起到了氧化劑的作用，使Fe2+形成氧化物即磁鐵礦而沉淀。③碳酸鹽巖的純度及厚度與礦體的厚度、礦石質量密切相關。在相同的構造條件下容易形成較厚礦體，礦石的TFe品位亦比較高；而土峪組以泥質灰巖為主，含Si、Al成分較高，Ca、Mg含量相對較低，不利于交代成礦，即便成礦，礦石質量也較差。

（2）構造控礦因素。金嶺短軸背斜是區域控礦構造，為金嶺閃長巖雜巖體的侵入提供了空間條件，而金嶺巖體的侵入又進一步促進了背斜的最后形成，二者的形態、分布范圍相輔相成，為鐵礦床的形成創造了重要條件。而直接的控礦構造則是接觸帶，礦體賦存于閃長巖體與圍巖的接觸帶上，接觸帶的形態、產狀直接制約著礦體的形態、產狀以及厚度變化，在接觸帶由陡變緩的凹陷部位更有利于成礦，礦體厚度也比較大。

（3）巖漿巖控礦因素。該區巖漿巖屬中性～中偏堿性巖體。巖體在成礦過程中的重要作用，就是提供了大量的鐵質來源。鐵質來源有二：一是殘余巖漿期后熱液本身含有一定的鐵分；而更主要的鐵質則來源于已凝固的中性～中偏堿性侵入巖雜巖體。

在巖漿演化的后期，發生強烈的堿質交代作用，其顯著特征表現為巖石的退色現象，由灰色、深灰色演變為灰白色、灰紅色，暗色礦物減少以至消失；在化學成分上表現為K2O、Na2O含量增高，而鐵質顯著降低。經過堿質交代作用，近接觸帶巖體中的鐵質被析出，進入含礦熱液，與石灰巖接觸交代形成磁鐵礦體。礦床由淺至深，堿質交代強度逐漸減弱，范圍亦逐漸變窄。致使深部礦體厚度明顯減小，規模遠不如淺部，再向深部以至無礦。

4 結語

礦體賦存于閃長巖與奧陶系馬家溝群石灰巖的接觸帶上，總體呈扁豆狀，致密塊狀礦石品位較高。中性閃長巖是成礦母巖；馬家溝群地層中的灰巖為圍巖，以厚層純灰巖為主的層位有利于交代成礦；接觸帶是直接的控礦構造，巖體內凹陷的部位有利于成礦，接觸帶形態、產狀愈復雜，對成礦愈有利。礦化與圍巖蝕變密切相關，尤其是矽卡巖化及鉀鈉化與礦體在空間上緊密共生。厚度大、蝕變強烈的蝕變帶，往往是成礦的有利地段。