兩種不同成因類型鐵礦的對比研究及找礦預測
——以山東省萊蕪牛泉鐵礦與汶上張家毛坦鐵礦為例

吳秉祿

（山東省第一地質礦產勘查院，山東 濟南 250014）

山東省鐵礦分布比較廣泛，主要成因類型有3種：沉積變質型、接觸交代型、風化—淋濾型。本文就筆者參與過的兩個不同成因類型的中型鐵礦床進行對比研究。萊蕪牛泉鐵礦成因類型為接觸交代型，礦床由3個礦體組成，提交鐵礦石資源量2375.0萬t；汶上縣張家毛坦鐵礦成因類型為沉積變質型，礦床由3個礦帶14個礦體組成，提交鐵礦石資源量2890.4萬t。

牛泉礦區內全為第四系覆蓋，厚10m±；張家毛坦礦區內亦全為第四系覆蓋，厚50m±，均為隱伏礦體。對于隱伏鐵礦體，高精度磁法測量最有效的物探手段，可以為鉆探布置提供依據。從磁異常平面圖上對比，牛泉礦區磁異常屬于低緩磁異常，張家毛坦礦區磁異常形狀較規則多呈橢圓狀，且異常值較高。

1 區域地質背景

1.1 牛泉礦區區域地質

牛泉礦區大地構造單元位于華北板塊（Ⅰ）魯西隆起區（Ⅱ），魯中隆起（Ⅱa）之新甫山-萊蕪斷隆（Ⅱa6）的泰萊凹陷（）內，位于塔子—石門官莊斷裂北側，萊蕪弧形斷裂南側。

牛泉礦區位于礦山背斜西南傾沒端的西北翼，在50nT～250nT的磁力異常梯度變化帶上，東與杜官莊異常相接，走向74°，西與鹿毛埠異常相連，走向近東西。由南北方向看，異常強度為南高北低，異常梯度北部略比南部緩，總體特征是強度低，梯度緩，△T最高值280nT。

1.2 張家毛坦礦區區域地質

張家毛坦礦區大地構造位于華北板塊（Ⅰ）魯西隆起區（Ⅱ），魯中隆起（Ⅱa）之東平-肥城斷隆（Ⅱa4）的東平凸起（）南部。北部出露寒武系地層，新太古代泰山巖群變質巖系星點狀分布，大部地區為第四系所覆蓋。區域構造格架主要由NNW向展布的韌性變形帶及NNW向的斷裂構成。巖漿巖較發育。

2 礦區地質

2.1 牛泉礦區地質特征

牛泉礦區地層由老至新為：奧陶紀馬家溝群、石炭紀本溪組、古近紀大汶口組、第四系；礦區構造較簡單，僅見兩條成礦期后斷裂構造，破壞了礦體的完整性。較多閃長巖順層浸入于奧陶紀馬家溝群灰巖中，為礦山巖體邊緣相巖石，屬礦山巖體的西南延部分，組成巖體的巖石類型有閃長巖、輝石閃長巖、角閃閃長巖，局部見正長閃長巖、閃長玢巖分布。

2.2 張家毛坦礦區地質特征

張家毛坦礦區地表廣泛分布著第四系，其下為新太古代泰山巖群雁翎關組，地層呈單斜產出，構造及巖漿巖不發育。礦區共存在3條明顯的NW走向的條帶狀磁異常，由西向東依次編為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號。

3 礦床地質

3.1 牛泉鐵礦床地質特征

本礦床由3個礦體組成，由上至下編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。礦體多產于閃長巖與大理巖、灰巖的接觸帶上，個別部位產于閃長巖或大理巖內。礦體形態總體較簡單，多呈似層狀產出，Ⅲ礦體為主礦體，平均5.60m，厚度變化系數131.06%，屬厚度變化復雜型礦體。TFe平均品位40.49%，品位變化系數28.43%，屬有用組分均勻型礦體。

雖然牛泉礦床品位較高，厚度較大，但由于礦體埋深較大，傾角較小，所以在本區呈現出低緩磁異常的特征，但仍然可以觀察到ΔT值隨礦體埋深增加而變小的特征。

3.2 張家毛坦礦區礦體特征

本礦床產于新太古代泰山巖群雁翎關組內，按礦體的空間分布，劃分為3個礦帶，由西向東編為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ礦帶，分別與高精度磁法測量圈定的3條帶狀磁異常相對應。

張家毛坦鐵礦床由14個礦體組成。礦體均呈層狀、似層狀產出，產狀同地層片理高度吻合，礦體傾向SW，傾角45°～60°；礦體厚度變化系數為12.15%～77.98%，厚度變化屬于穩定—較穩定型；TFe品位變化系數為8.60%～20.48%，mFe品位變化系數為10.43%～31.69%，TFe、mFe品位變化屬于均勻型。

雖然張家毛坦鐵礦床較牛泉鐵鐵礦床mFe品位低，但由于其埋藏淺，傾角較大，所以形成了磁異常值較高，磁異常形狀較規則的特點，ΔT曲線呈波浪狀，3個磁異常帶的峰值均在3個鐵礦帶頂部偏左的位置。

4 礦石質量

牛泉礦區鐵礦床平均品位TFe40.49%，mFe36.81%，礦石礦物主要為磁鐵礦，其次為赤鐵礦、褐鐵礦及黃鐵礦等；張家毛坦礦區鐵礦床平均品位TFe27.95%，mFe19.85%，礦石礦物主要為磁鐵礦，其次為赤鐵礦、褐鐵礦及黃鐵礦等。兩礦區礦石礦物成分相似，但含量差別較大。

5 礦床成因及找礦標志

5.1 礦床成因

5.1.1 牛泉礦床成因

牛泉鐵礦床成礦巖體為晚燕山期的閃長巖體，通過鋯石LAICP-MS測年得到結果為（130±3）Ma，成因類型屬于接觸交代型即矽卡巖型鐵礦床。主要依據為：礦體主要產于閃長巖與大理巖、灰巖的接觸帶上；礦石中含有大量的矽卡巖標準礦物；礦體的圍巖具有強烈的矽卡巖化。

5.1.2 張家毛坦礦床成因

本礦床類型屬于沉積變質鐵礦床之變質鐵硅建造鐵礦，即鞍山式鐵礦，主要依據為：礦床賦存于泰山巖群含鐵變質建造中；礦體形態較簡單，多呈層狀產出，產狀與圍巖高度吻合；礦石的礦物成分較簡單，礦石礦物主要為磁鐵礦，脈石礦物主要為石英，其次為普通角閃石、綠泥石、黑云母等；礦石具柱粒狀變晶及粒狀變晶結構，條紋條帶狀構造。

5.2 找礦標志

5.2.1 牛泉礦區找礦標志

燕山晚期（130±3）Ma的閃長巖是尋找本類型鐵礦的重要標志，礦體邊部多形成矽卡巖型礦床；富鎂質馬家溝群五陽山組的厚層白云質灰巖、白云巖在成礦中發揮了極其重要作用，是尋找該類型鐵礦的重要標志；矽卡巖化及磁異常亦是本類型鐵礦的重要找礦標志，在勘查工作中尤其要重視低緩磁異常。

5.2.2 張家毛坦礦區找礦標志

新太古代泰山巖群含鐵變質建造及帶狀磁異常是本類型鐵礦床的重要找礦標志。

6 結語

帶狀磁異常在鞍山式鐵礦中發揮了重要作用，其形狀及梯度變化可以指示鐵礦體的形態，磁異常的長軸方向與礦體走向基本相同，短軸方向上ΔT等值線梯度變化較小一側指示了礦體的傾向；低緩磁異常亦為矽卡巖型鐵礦勘查提供了較好的找礦方向，較強磁異常向低負異常的過渡帶，即低緩磁異常分布區，是尋找鐵礦床的有利部位。

牛泉礦區礦體邊界基本控制，僅19線與21線北部有一定的找礦空間。礦區外圍具有良好的找礦前景，如礦區北部的柳行溝地區，雖然異常值不高，但有一定的規律性，構造上位于礦山背斜傾伏端的北翼，亦是尋找矽卡巖型鐵礦的有利部位；礦區西鄰的鹿毛埠地區有與牛泉礦區相似的地質特征，此低緩磁異常區有較好的找礦前景。

張家毛坦鐵礦床賦存于新太古代泰山巖群雁翎關組中，礦體的形態嚴格受圍巖控制，產狀亦與圍巖相同。在傾向上，礦體有穩定延伸的趨勢，在礦床深部具有較大的找礦潛力。