山東新泰單家莊-葦池硫鐵礦地質特征及找礦方向

王帥

摘? 要：單家莊-葦池地區出露地層主要為新太古代泰山巖群雁翎關組以片巖、斜長角閃巖為主的變質巖系，該區為一單斜構造，地層普遍發育小褶曲和揉皺，僅局部有小規模斷層發育，區內巖漿巖主要為新太古代新甫山序列、嶧山序列、傲徠山序列的酸性巖體及偉晶巖脈。區內共發現4個礦體，均賦存在雁翎關組地層中，受雁翎關組北西向層間裂隙帶控制。本礦床為中低溫熱液充填交代型硫鐵礦礦床。

關鍵詞：硫鐵礦;地質特征;找礦標志;單家莊

中圖分類號：P618.31? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）05-0076-02

硫鐵礦是我國目前煉制硫酸和硫磺的主要礦物原料[1]。硫酸、硫磺廣泛用于化學、冶金、國防等工業部門。隨著經濟的快速發展，對硫資源的需求日益增長。

硫鐵礦在山東分布地域較廣，魯東和魯西地區均有出露，以魯東為主，魯西地區分布較少[2]。魯西地區的硫鐵礦主要分布在魯中隆起中部的新太古代早期含磁黃鐵礦、黃鐵礦基性火山-沉積建造中，如新泰石河莊硫鐵礦[3]、萊蕪鵬山硫鐵礦、平邑東近臺硫鐵礦等，其礦床類型主要為中低溫熱液充填交代型硫鐵礦礦床。本區成礦地質條件類似，本文旨在通過工作中對該區取得資料的綜合研究，探討成礦規律及找礦標志，以指導找礦工作。

1 地質背景

該區大地構造位置位于華北板塊、魯西隆起區、魯中隆起、新甫山-萊蕪斷隆、新甫山凸起。區域上地層分為兩大部分，一為新太古界泰山巖群構成的基底巖層，由雁翎關組、山草峪組組成;另一部分為古生界、新生界組成的蓋層，主要為寒武系和第四系。雁翎關組是區域上硫鐵礦化帶順層發育的層位，尤其中上部局部硫鐵礦富集形成工業礦體。區域基底構造以緊密線形褶皺構造為主，表現形式為一系列的向斜和背斜，其走向為北西向，另外廣泛發育節理、裂隙和小揉皺;蓋層以局部發育高角度斷層和斷陷盆地為主。區域上巖漿巖主要為新太古代新甫山序列、嶧山序列、傲徠山序列的酸性巖體。區域上的礦產主要包括硫鐵礦、石英巖、長石及蛇紋巖礦，局部有鐵、金、鎳和重晶石等的低品位礦化。

2 地質特征

2.1 地層

區內出露地層主要為新太古代泰山巖群雁翎關組，局部少量發育寒武系和第四系。

新太古代雁翎關組廣泛分布于礦區，為一套以片巖、斜長角閃巖為主的變質巖系。呈單斜產出，總體走向北西-南東，傾向南西，傾角76°～87°。分為三段：下段以黑綠色細粒斜長角閃巖、綠泥（透閃）陽起片巖角閃變粒巖夾黑云變粒（片）巖為主，局部含有蛇紋巖，厚度大于85m;中段巖性以黑灰色中細粒斜長角閃巖、黃綠色透閃陽起片巖為主，夾有角閃片巖、綠泥（陽起）透閃片巖、黑云變粒巖等，厚約380m;上段主要巖性為斜長角閃巖、綠泥陽起片巖，夾角閃片巖、黑云變粒巖，厚度大于281m。該組中上部硫鐵礦礦體呈似層狀斷續分布，嚴格受層位控制。

寒武系只發育于礦區最北部，為一套白云質灰巖、砂質、粉砂質、鈣質頁巖為主的沉積巖。

第四系主要在溝谷中發育，主要為含礫砂土、沖積砂、砂礫等。

2.2 構造

該區為新甫山背斜南翼的組成部分，區內雁翎關組地層表現為一單斜（褶皺）構造，地層東老西新，總體走向310°～340°，傾向南西，傾角一般75°以上，局部地段倒轉向北東傾。在此基礎上區內普遍發育小褶曲和揉皺，僅局部有小規模斷層發育。

褶曲和揉皺：礦區內片巖中存在較為普遍，局部集中發育，具有疊加現象。其軸向多呈北西-南東向，與區域構造線方向一致。軸面產狀大部分較陡，反映了區域上垂直軸面方向的多次應力變形，而且這種變形多發生在區域變質過程中的塑性-半塑性狀態下，因此本區具有明顯位移的斷層不十分發育。

斷裂：區內斷層不發育，只是局部存在，總體表現為具有明顯位移的斷層少見和不具明顯位移的節理、裂隙等廣泛發育。見斷裂2條，其一呈北西-南東向略向西凸的壓扭性斷層，延伸百余米，傾向南西，傾角42°;其二沿花崗巖巖體與雁翎關組接觸帶發育，斷層面產狀較陡，并且向西延伸進入雁翎關組，規模較小。

2.3 巖漿巖

區內出露巖漿巖主要為新太古代新甫山序列、嶧山序列、傲徠山序列的酸性巖體，在區內呈北西向展布。新甫山序列主要發育片麻狀中細粒（含黑云）奧長花崗巖，嶧山序列主要發育片麻狀花崗閃長巖，傲徠山序列主要發育二長花崗巖。

礦區巖脈主要為偉晶巖脈，在雁翎關組變質地層中廣泛出露，多沿北西向裂隙貫入，一般長幾米到百余米，厚1～5米，形狀不規則，多呈支脈狀、透鏡狀、彎曲脈狀，傾向北東，傾角70°～80°，少數30°左右。

2.4 礦化蝕變帶特征

礦區內硫鐵礦化帶發育于單家莊-葦池之間的雁翎關組地層上部，走向310°～328°，長4600米左右，傾向南西，傾角近直立，延深大于180m，其發育嚴格受層位控制。地表明顯存在氧化帶，氧化帶主要由褐鐵礦及少量長石構成，呈黑褐色，紅褐色，隱晶膠狀結構，蜂窩狀-塊狀構造。據已有工程控制，氧化帶深度8～16米，受地形影響較大，地勢相對陡的地段較淺，地勢平坦處較深。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

區內共發現4個礦體，編號為Ⅰ～Ⅳ，分述如下：

Ⅰ號礦體：發育于礦區北部單家莊村東，礦體走向322°，延長約400米，傾向232°左右，傾角80°～86°，延深約180米。礦體呈似層狀-薄透鏡狀，向邊部具有分枝現象。礦體深部沿走向逐漸縮短，最北部1線地表以下未見礦。礦體厚度一般0.78～2.89米，平均為2.58米，最厚4.00米;礦體品位一般含硫（S%）8.50%～20.00%，平均為14.98%，最低8.29%，最高23.35%，沿走向厚度變化系數23.44%～76.09%，自中部向邊部逐漸變薄;品位變化系數為0.00%～49.34%，自中部向邊部逐漸變低。沿傾向厚度有逐漸變薄之勢，變化系數為20.12%～82.07%;品位沿傾向逐漸變低，變化系數為0.71%～52.87%。

Ⅱ號礦體：分布于雌山以東，走向310°～330°，延長近400米，傾向南西220°～240°，傾角86°左右，延深大于100米左右。礦體呈似層狀-薄透鏡狀，厚度一般1.50～2.00米，平均1.75米，最大2.00米，最小1.50米，沿走向變化系數為0.00～17.50%，有向深部變厚的趨勢，品位一般含硫（S%）16.56%～26.26%，最低16.56%，最高26.26%，變化系數1.38%～36.94%。

Ⅲ號礦體：位于雁翎關村西北部，礦體走向總體為322°，延長350米左右，傾向232°，傾角78°～86°，延深大于100米。礦體厚度有自地表向下變厚的趨勢，一般1.00～3.00米，最厚3.00米，最薄1.00米，走向變化系數為0.00%～33.33%。礦體品位自中部向兩側變低，一般含硫（S%）13.78%～18.60%，最高21.30%，最低13.78%，品位變化系數為2.18%～35.31%。

Ⅳ號礦體，為隱伏礦體，見于單家莊一帶鉆孔中，與Ⅰ號礦體平行排列，產狀232°∠87°，傾向延深100米左右，厚度2.18米，品位含硫（S%）8.42%。

3.2 礦石特征

礦石礦物主要為磁黃鐵礦和黃鐵礦，有少量的黃銅礦、閃鋅礦、磁鐵礦;脈石礦物以普通角閃石、透灰石、斜長石為主，含有少量的碳酸鹽類、綠泥石、石榴子石、石英等。

礦石的結構以細粒花崗變晶結構、鱗片花崗變晶結構為主，局部可見變余花崗變晶結構，硫化物礦物呈半自形-它形粒狀，粒徑一般0.1～1.0mm。礦石構造以浸染狀、細脈狀為主，蜂窩狀和塊狀次之。

礦石含硫品位（S%）8.00%～28.96%，平均16.01%，一般是礦體中部比邊部品位高，淺部較深部品位高，塊狀和蜂窩狀礦石品位較高。其它伴生有益組分為Fe、Cu、Ni、Co等，但含量均不能達到綜合回收的要求。有害組分主要是As、Pb、Zn、C，但含量均遠遠低于工業利用允許的最大含量。

礦石自然類型分塊狀磁黃鐵礦、蜂窩狀黃鐵礦、細脈狀黃鐵礦和浸染狀磁黃鐵礦4種，工業類型屬低硫型硫鐵礦。

3.3 圍巖蝕變

礦體頂、底板圍巖主要為斜長角閃巖，局部為綠泥陽起片巖、綠泥透閃片巖。圍巖蝕變主要為褐鐵礦化、硅化、碳酸鹽化，地表可見褐鐵礦鐵帽。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

本區礦體均賦存在雁翎關組地層中，受雁翎關組北西向層間裂隙帶控制，結合相鄰礦區資料分析，該區成礦應為巖漿熱液沿雁翎關組層間裂隙充填，并與含鐵較高的雁翎關組變質巖系交代成礦。根據本區控礦地質條件，結合礦化特征、礦物組合及圍巖蝕變特點，認為本礦床為中低溫熱液充填交代型硫鐵礦礦床。

4.2 找礦標志

依據該區控礦因素、礦化類型，結合區域和礦區地質特征，總結找礦標志為：（1）雁翎關組為本區硫鐵礦賦礦地層，其層間裂隙為區內容礦構造;（2）褐鐵礦化、硅化、碳酸鹽化等蝕變為本區重要找礦標志;（3）地表礦脈氧化帶所形成的鐵帽是重要的找礦標志。

參考文獻：

[1]趙明，陳春琳，高鵬，孫小紅.我國硫資源供需狀況及需求預測[J].化工礦產地質，2014，36（03）：173-181.

[2]朱杰，宮述林.山東硫鐵礦礦床[M]∥孔慶友，等.山東礦床.濟南：山東科學技術出版社，2002：580-593.

[3]朱祥坤，李志紅，唐索寒，李延河.早前寒武紀硫鐵礦礦床Fe同位素特征及其地質意義——以山東石河莊和河北大川為例[J].巖石礦物學雜志，2008（05）：429-434.