两种不同成因类型铁矿的对比研究及找矿预测——以山东省莱芜牛泉铁矿与汶上张家毛坦铁矿为例

吴秉禄

（山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250014）

山东省铁矿分布比较广泛，主要成因类型有3种：沉积变质型、接触交代型、风化—淋滤型。本文就笔者参与过的两个不同成因类型的中型铁矿床进行对比研究。莱芜牛泉铁矿成因类型为接触交代型，矿床由3个矿体组成，提交铁矿石资源量2375.0万t；汶上县张家毛坦铁矿成因类型为沉积变质型，矿床由3个矿带14个矿体组成，提交铁矿石资源量2890.4万t。

牛泉矿区内全为第四系覆盖，厚10m±；张家毛坦矿区内亦全为第四系覆盖，厚50m±，均为隐伏矿体。对于隐伏铁矿体，高精度磁法测量最有效的物探手段，可以为钻探布置提供依据。从磁异常平面图上对比，牛泉矿区磁异常属于低缓磁异常，张家毛坦矿区磁异常形状较规则多呈椭圆状，且异常值较高。

1 区域地质背景

1.1 牛泉矿区区域地质

牛泉矿区大地构造单元位于华北板块（Ⅰ）鲁西隆起区（Ⅱ），鲁中隆起（Ⅱa）之新甫山-莱芜断隆（Ⅱa6）的泰莱凹陷（）内，位于塔子—石门官庄断裂北侧，莱芜弧形断裂南侧。

牛泉矿区位于矿山背斜西南倾没端的西北翼，在50nT～250nT的磁力异常梯度变化带上，东与杜官庄异常相接，走向74°，西与鹿毛埠异常相连，走向近东西。由南北方向看，异常强度为南高北低，异常梯度北部略比南部缓，总体特征是强度低，梯度缓，△T最高值280nT。

1.2 张家毛坦矿区区域地质

张家毛坦矿区大地构造位于华北板块（Ⅰ）鲁西隆起区（Ⅱ），鲁中隆起（Ⅱa）之东平-肥城断隆（Ⅱa4）的东平凸起（）南部。北部出露寒武系地层，新太古代泰山岩群变质岩系星点状分布，大部地区为第四系所覆盖。区域构造格架主要由NNW向展布的韧性变形带及NNW向的断裂构成。岩浆岩较发育。

2 矿区地质

2.1 牛泉矿区地质特征

牛泉矿区地层由老至新为：奥陶纪马家沟群、石炭纪本溪组、古近纪大汶口组、第四系；矿区构造较简单，仅见两条成矿期后断裂构造，破坏了矿体的完整性。较多闪长岩顺层浸入于奥陶纪马家沟群灰岩中，为矿山岩体边缘相岩石，属矿山岩体的西南延部分，组成岩体的岩石类型有闪长岩、辉石闪长岩、角闪闪长岩，局部见正长闪长岩、闪长玢岩分布。

2.2 张家毛坦矿区地质特征

张家毛坦矿区地表广泛分布着第四系，其下为新太古代泰山岩群雁翎关组，地层呈单斜产出，构造及岩浆岩不发育。矿区共存在3条明显的NW走向的条带状磁异常，由西向东依次编为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号。

3 矿床地质

3.1 牛泉铁矿床地质特征

本矿床由3个矿体组成，由上至下编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。矿体多产于闪长岩与大理岩、灰岩的接触带上，个别部位产于闪长岩或大理岩内。矿体形态总体较简单，多呈似层状产出，Ⅲ矿体为主矿体，平均5.60m，厚度变化系数131.06%，属厚度变化复杂型矿体。TFe平均品位40.49%，品位变化系数28.43%，属有用组分均匀型矿体。

虽然牛泉矿床品位较高，厚度较大，但由于矿体埋深较大，倾角较小，所以在本区呈现出低缓磁异常的特征，但仍然可以观察到ΔT值随矿体埋深增加而变小的特征。

3.2 张家毛坦矿区矿体特征

本矿床产于新太古代泰山岩群雁翎关组内，按矿体的空间分布，划分为3个矿带，由西向东编为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ矿带，分别与高精度磁法测量圈定的3条带状磁异常相对应。

张家毛坦铁矿床由14个矿体组成。矿体均呈层状、似层状产出，产状同地层片理高度吻合，矿体倾向SW，倾角45°～60°；矿体厚度变化系数为12.15%～77.98%，厚度变化属于稳定—较稳定型；TFe品位变化系数为8.60%～20.48%，mFe品位变化系数为10.43%～31.69%，TFe、mFe品位变化属于均匀型。

虽然张家毛坦铁矿床较牛泉铁铁矿床mFe品位低，但由于其埋藏浅，倾角较大，所以形成了磁异常值较高，磁异常形状较规则的特点，ΔT曲线呈波浪状，3个磁异常带的峰值均在3个铁矿带顶部偏左的位置。

4 矿石质量

牛泉矿区铁矿床平均品位TFe40.49%，mFe36.81%，矿石矿物主要为磁铁矿，其次为赤铁矿、褐铁矿及黄铁矿等；张家毛坦矿区铁矿床平均品位TFe27.95%，mFe19.85%，矿石矿物主要为磁铁矿，其次为赤铁矿、褐铁矿及黄铁矿等。两矿区矿石矿物成分相似，但含量差别较大。

5 矿床成因及找矿标志

5.1 矿床成因

5.1.1 牛泉矿床成因

牛泉铁矿床成矿岩体为晚燕山期的闪长岩体，通过锆石LAICP-MS测年得到结果为（130±3）Ma，成因类型属于接触交代型即矽卡岩型铁矿床。主要依据为：矿体主要产于闪长岩与大理岩、灰岩的接触带上；矿石中含有大量的矽卡岩标准矿物；矿体的围岩具有强烈的矽卡岩化。

5.1.2 张家毛坦矿床成因

本矿床类型属于沉积变质铁矿床之变质铁硅建造铁矿，即鞍山式铁矿，主要依据为：矿床赋存于泰山岩群含铁变质建造中；矿体形态较简单，多呈层状产出，产状与围岩高度吻合；矿石的矿物成分较简单，矿石矿物主要为磁铁矿，脉石矿物主要为石英，其次为普通角闪石、绿泥石、黑云母等；矿石具柱粒状变晶及粒状变晶结构，条纹条带状构造。

5.2 找矿标志

5.2.1 牛泉矿区找矿标志

燕山晚期（130±3）Ma的闪长岩是寻找本类型铁矿的重要标志，矿体边部多形成矽卡岩型矿床；富镁质马家沟群五阳山组的厚层白云质灰岩、白云岩在成矿中发挥了极其重要作用，是寻找该类型铁矿的重要标志；矽卡岩化及磁异常亦是本类型铁矿的重要找矿标志，在勘查工作中尤其要重视低缓磁异常。

5.2.2 张家毛坦矿区找矿标志

新太古代泰山岩群含铁变质建造及带状磁异常是本类型铁矿床的重要找矿标志。

6 结语

带状磁异常在鞍山式铁矿中发挥了重要作用，其形状及梯度变化可以指示铁矿体的形态，磁异常的长轴方向与矿体走向基本相同，短轴方向上ΔT等值线梯度变化较小一侧指示了矿体的倾向；低缓磁异常亦为矽卡岩型铁矿勘查提供了较好的找矿方向，较强磁异常向低负异常的过渡带，即低缓磁异常分布区，是寻找铁矿床的有利部位。

牛泉矿区矿体边界基本控制，仅19线与21线北部有一定的找矿空间。矿区外围具有良好的找矿前景，如矿区北部的柳行沟地区，虽然异常值不高，但有一定的规律性，构造上位于矿山背斜倾伏端的北翼，亦是寻找矽卡岩型铁矿的有利部位；矿区西邻的鹿毛埠地区有与牛泉矿区相似的地质特征，此低缓磁异常区有较好的找矿前景。

张家毛坦铁矿床赋存于新太古代泰山岩群雁翎关组中，矿体的形态严格受围岩控制，产状亦与围岩相同。在倾向上，矿体有稳定延伸的趋势，在矿床深部具有较大的找矿潜力。