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山东省富铁矿资源特征及远景评价分析论文

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2022-11-10 15:25:06    来源:    作者:shaozhun

摘要:摘要:文章结合“山东省富铁矿资源调查选区”项目,从铁矿成矿特征及远景评价两个方面进行了分析,该项目拟定调查5个区的铁矿资源情况,这5个区为潘店调查区、济南东调查区、莱芜调查区、金岭调查区及淄河调查区,调查区主要矿床类型为接触交代型富磁铁矿床,主要产出在中生代岩体与中奥陶统碳酸盐岩的接触带上,寺头地区铁矿赋存于中生代岩体与寒武纪地层的接触带上。通过收集区域地质和矿山开采资料,根据地质特征及物探成果圈定了5处找矿靶区,其中Ⅰ级靶区2处,Ⅱ级靶区3处。希望通过此次研究可以为相关人员积累经验。

  摘要:文章结合“山东省富铁矿资源调查选区”项目,从铁矿成矿特征及远景评价两个方面进行了分析,该项目拟定调查5个区的铁矿资源情况,这5个区为潘店调查区、济南东调查区、莱芜调查区、金岭调查区及淄河调查区,调查区主要矿床类型为接触交代型富磁铁矿床,主要产出在中生代岩体与中奥陶统碳酸盐岩的接触带上,寺头地区铁矿赋存于中生代岩体与寒武纪地层的接触带上。通过收集区域地质和矿山开采资料,根据地质特征及物探成果圈定了5处找矿靶区,其中Ⅰ级靶区2处,Ⅱ级靶区3处。希望通过此次研究可以为相关人员积累经验。

  关键词:山东;铁矿;特征;远景评价

  1调查区域成矿分布

  山东省已探明富铁矿约9亿t,多集中在鲁中、鲁西地区潘店、莱芜、金岭、济南、淄河5个成矿区,全铁品位为40%~50%,最高可达70%。邯邢式接触交代(矽卡岩)型铁矿床主要集中分布在潘店、莱芜、金岭和济南4个成矿区,其中莱芜成矿区储量约5亿t,金岭成矿区储量1.8亿t,济南成矿区储量0.6亿t,潘店成矿区储量约0.1亿t(远景3亿t)。

  2富铁矿资源远景评价

  2.1调查区富铁矿成矿预测及评价

  山东铁矿分布较为广泛,而鲁西鲁中地区是山东省主要铁矿产区,全省大、中型铁矿床几乎都分布在该区,铁矿保有资源储量占全省总资源储量的94%。山东省富铁矿主要分布在莱芜、淄博、济南等地,占总资源储量的41.5%,是全省铁矿山开发建设的主要地区。

  依据《山东省铁矿资源潜力评价成果报告》(2010年山东省第一地质矿产勘查院),邯邢式接触交代(矽卡岩)型铁矿有4个预测工作区即本次4个调查区(济南东、莱芜、金岭、潘店)。邯邢式接触交代(矽卡岩)型铁矿预测资源量11.58亿t,占总量的15.44%,它是山东最主要的富铁矿类型。

  参照《山东省铁矿资源潜力评价成果报告》,对区内邯邢式接触交代(矽卡岩)型铁矿成矿进行了预测,其中:莱芜调查区内A级最小预测区2个,C级最小预测区8个;济南东调查区C级最小预测区3个;金岭调查区A级最小预测区2个,B级预测区1个,C级最小预测区2个;潘店调查区C级最小预测区3个。总之,调查区内成矿地质条件优越,是接触交代型铁矿的有利成矿区,有较大的资源潜力和良好的找矿前景。

  2.2找矿靶区的圈定及远景评价

  本次工作选定2个Ⅰ级找矿靶区,分别为张家洼靶区和王旺庄-新立庄靶区;3个Ⅱ级找矿靶区,为铁铜沟靶区、薛官屯靶区和寺头靶区。各找矿靶区成矿远景综合评价如下。

  2.2.1张家洼靶区

  张家洼靶区位于莱芜调查区,极值坐标范围:东经117°36′31″~117°39′19″,北纬36°15′29″~36°17′53″,面积约3.23km2。靶区位于张家洼Ⅰ矿床、Ⅱ矿床和Ⅲ矿床深部矿体未完全控制地段,具有巨大的找矿潜力,是圈定靶区的直接依据。张家洼铁矿成矿母岩为闪长岩类杂岩体,主要有沂南序列东明生单元中细粒辉石闪长岩(矿山岩体),靶区内深部闪长岩体发育,满足成矿的岩浆岩条件。

  张家洼矿床的围岩条件为马家沟群,以厚层纯灰岩最为有利,它们均具有活泼的化学性质和性脆易碎的物理性质,易于在接触交代变质时形成对成矿有利的矽卡岩或直接被矿液交代而成矿。据深部钻孔资料,马家沟群灰岩会延伸到靶区内,满足成矿的围岩条件。

  靶区位于矿山弧形背斜北侧倾末端,为岩浆的侵入和矿床的形成提供了良好的构造条件。其次靶区位于岩体与灰岩的接触带上,接触带对矿体有明显的控制作用。靶区处在低缓重力航磁异常重叠局部高磁异常部位,局部高磁异常对应张家洼Ⅰ矿床、Ⅱ矿床和Ⅲ矿床。物探异常反映了深部存在磁性体的可能,是寻找深部铁矿体的物探标志。

  综合调查评价,靶区位于重力高异常和航磁高异常的重叠区域且局部有高磁异常显示。该靶区具备良好的地质找矿条件,中基性闪长杂岩体和层厚质纯的奥陶纪马家沟群灰岩。区内已发现张家洼大型接触交代型铁矿床,但张家洼Ⅰ矿床、Ⅱ矿床和Ⅲ矿床深部矿体沿倾向西边还未封闭,因此该靶区可作为Ⅰ级找矿靶区进行下一步的找矿工作。

  2.2.2王旺庄-新立庄靶区

  王旺庄-新立庄靶区位于金岭调查区,极值坐标范围:东经118°11′50″~118°15′01″,北纬36°53′35″~36°56′07″,面积6.05km2。区域上金岭杂岩体位于航磁高异常和重力相对高异常的重叠部位,显示该区有良好的成矿潜力。局部王旺庄和新立庄地区有高磁ΔZ异常。王旺庄矿床地面磁异常ΔZ走向为近东西略偏北东,极值分别为3000nT和-700nT,南正北负,正负相伴出现,形态都为椭圆形。新立庄矿床磁异常ΔZ位于金岭岩体的东北侧,该磁异常与立子营异常叠加使磁力等值线由北东向北西方向宽缓甩出形成弧形异常带,弧形异常外侧等值线密集而梯度较陡,内侧等值线稀疏且梯度较缓,北部伴有-200nT低缓负值异常区,与整个立子营磁异常总体构成多峰异常带,显示出矿致异常特征。

  王旺庄主矿体赋存于闪长杂岩侵入体与奥陶纪马家沟群灰岩的接触带上,而新立庄矿体赋存于闪长岩和奥陶纪马家沟群八陡组灰岩的接触带上。因此该靶区有良好的成矿母岩和围岩条件。王旺庄矿床位于金岭短轴背斜的北倾伏端,新立庄矿床位于金岭短轴背斜的北东倾伏端。向北东倾伏的短轴背斜构造控制着岩体的展布方向,磁铁矿体就产在岩体两翼的接触带和倾伏端,构造裂隙发育,又是岩浆活动的前缘,有良好的闭封条件,利于铁质析出、运移、富集,易形成大的铁矿体。受金岭短轴背斜的控制,在岩浆岩与石灰岩的接触带上,形成了较为广泛的接触带构造。接触带构造是热液活动与成矿的有利部位,是本区矿床重要的容矿构造。

  另外,王旺庄北部矿床延伸地段未封闭,是深部找矿的有利区域。新立庄矿床沿倾向延深的北东部地段,鉴于普查工作和研究程度不高,在接触带范围内,是矿体赋存和找矿的有利部位。因此,新立庄沿矿体倾向方向的东北部是找矿的有利地段。根据本区已知矿床得知,矿床主要分布在-400m~-600m,而向深部有尖灭再现的矿体出现,侯家庄矿床在-800m见到工业矿体,类比之下王旺庄、新立庄等矿床深部仍有存在工业矿体的可能。据此得出结论,大矿的深部依然有矿体分布,特别是金岭岩体的东北部及其两侧。

  综合调查评价,本区位于重力高异常和航磁高异常的重叠区域且局部有高磁异常显示。另外该靶区具备良好的地质找矿条件,中基性闪长杂岩体和奥陶纪灰岩。区内已发现大型接触交代型铁矿床,可作为Ⅰ级找矿靶区进行下一步的找矿工作。

  2.2.3铁铜沟靶区

  铁铜沟靶区位于莱芜调查区,极值坐标范围:东经117°49′42″~117°50′48″,北纬36°05′06″~36°06′01″,面积2.73km2。莱芜调查区内铁矿以往地质工作程度较高,近期我院于调查区内三岔河地区开展的山东省莱芜市三岔河矿区详查工作,圈定一隐伏盲矿体,主矿种为金,同体共生铁,提交金金属量6941kg,共生铁矿石量58.1万t,矿体赋存于燕山晚期黑云母闪长岩内奥陶纪灰岩捕掳体附近,赋矿岩性主要为矿化矽卡岩,因此在该区已经发现接触交代型的铁矿体。报告中指出该矿体南部并未封闭,依据“就矿找矿”可以继续追索该矿体。

  结合区域地质资料,该靶区位于中生代白垩纪沂南序列上水河单元角闪闪长岩和靳家桥单元闪长玢岩岩体和奥陶纪灰岩地层的接触带上,成矿地质条件良好。另外穿过靶区的构造主要是SN向孙祖断裂,对岩体和地层起明显控制作用,是容矿的有利部位。

  根据1:5万区域重力和航磁特征,在该区有异常高值出现,具有二者同位的特征,在地球物理特征上具有较好的找矿潜力。综合调查评价,类比找矿预测模型,本区有良好的重力航磁异常显示,具备良好的地质找矿条件,虽然主矿是金,但也伴生铁,可作为Ⅱ级找矿靶区进行下一步的找矿工作。

山东省富铁矿资源特征及远景评价分析论文

  2.2.4薛官屯靶区

  圈定的薛官屯靶区位于潘店调查区,极值坐标范围是东经116°32′28″~116°33′48″,北纬36°39′40″~36°40′52″,面积4.36km2。

  2013年~2015年,山东省煤田地质规划勘察研究院和中化地质矿山总局山东地质勘查院分别完成了“山东省齐河县潘店地区铁矿调查评价”、“山东省齐河县大张地区铁矿普查”,经钻探验证首次发现铁矿,为隐伏矿体,均是中生代白垩纪(燕山晚期)岩浆岩在侵入奥陶纪灰岩过程中,与围岩接触部位易发生强烈的接触交代蚀变作用,从而形成接触交代型富磁铁矿床。基本确定了引起物探异常的异常源。通过1:5万航磁异常特征可以看到李屯岩体和大张岩体的东临存在一处较为独立的磁异常,峰值约80nT。另外通过最新重力资料,对应异常位置为一隐伏岩体区,以上均为圈定靶区提供了物探基础。

  通过本次1:1万高磁测量在该区圈定了A1高磁异常,以130nT等值线圈定,磁力值由外向内逐渐升高。异常主体走向近南北,平面形态呈长椭圆状,其规模较大,南北向长约2.1km,东西向宽约1.3km。化极后梯度带和正负交界带位置更为明显,异常峰值约达180nT,显示该矿体埋深较深。

  该区发育有奥陶纪马家沟群等碳酸盐地层,其岩性主要为青灰色厚层石灰岩和角砾状石灰岩,岩层厚度500m~1200m。

  结合调查区地质,通过搜集资料了解到该靶区深部有一处侵入到奥陶纪岩体,而该岩体东边即为本次圈定的A1高磁异常,该靶区位于正负异常接触带上,在地质条件和地球物理特征上均显示该靶区具有较好的找矿前景。

  区内EW向断裂和NE向断裂发育,EW向为齐广断裂,属区域性大断裂,具延伸广、落差大等特点,成矿前断裂与岩体接触带的复合部位是矿体形成的有利部位。而该预测靶区内的潘店断裂和东阿断裂交汇区域,为矿体的形成提供了有利的赋存位置。

  综合调查评价,本区有良好的航磁异常显示,通过进一步的工作圈定了高磁异常A1,具备良好的成矿母岩和围岩等地质条件,但是该区内还未圈定矿体,可作为Ⅱ级找矿靶区进行下一步的找矿工作。

  2.2.5寺头靶区

  寺头靶区位于淄河调查区内,极值坐标范围:东经118°17′39″~118°19′58″,北纬36°18′40″~36°19′59″,面积6.48km2。

  在1:5万航磁和重力异常图上发现在寺头地区存在一处闭合的高值异常,为重磁同位局部强磁异常区,航磁异常最高值大于1200nT,异常面积约36km2。

  通过本次物探工作1:1万高精度磁测在该区圈定B1、B2、B3、B4、B5五个局部异常,均以1000nT等值线圈定,磁力值由外向内逐渐升高,峰值普遍较高,显示该区下一步寻找铁矿具有较好的物探条件。

  通过收集资料了解到东边的寺头多金属矿区,矿床产于中生代闪长(玢)岩杂岩体与寒武纪碳酸盐岩接触带及其附近的层间破碎带中,严格接触带控制,矿床成因为接触交代型,赋矿岩

  石为含金铜磁铁矿。反映该区为寻找接触交代型铁矿具有较好M产ra源sources的潜力。

  根据搜集区域磁性资料及岩样测定的结果可知,异常主体处于中生代东明生单元辉石闪长岩岩体中,该岩体为燕山晚期侵入岩体,本身具有一定磁性,岩体周围出露寒武纪地层磁性很低,燕山晚期侵入岩在侵入寒武纪地层过程中,与围岩接触部位易发生强烈的接触交代蚀变作用而形成磁铁矿化。该区具有较好的成矿地质条件。

  综合调查评价,本区有良好的重磁异常显示,具备良好的成矿地质条件,由于寒武纪的灰岩层薄,形成的矿体规模一般,可作为Ⅱ级找矿靶区进行下一步的找矿工作。

  3结论

  通过深入调查及研究最终得出以下几点结论:

  (1)通过综合研究认为,铁矿体主要赋存于岩体与围岩的接触带,部分赋存于岩体内的扑掳体和岩床的顶部,少量矿体沿围岩的层间薄弱带分布。与岩体接近的矿体,均位于岩体的上接触带。

  (2)由于成矿母岩为中性岩浆岩,对应的地面磁异常一般为中等强度的磁异常,中等强度的磁异常是寻找隐伏成矿母岩的良好信息。在成矿母岩形成的磁异常中,如果出现局部高磁异

  常,则可能是磁铁矿体引起的矿致异常。

  (3)根据上述规律研究,结合前人研究成果,提出了本区矽卡岩型富铁矿地质成矿模型:中基性岩浆岩(成矿母岩)—有利的围岩(灰岩)—控矿部位(矽卡岩带、捕掳体、层间薄弱带)—矽卡岩化。

  (4)根据成矿地质和物理模型,提出了本区矽卡岩型富铁矿找矿模型,并提出了5条预测靶区的要素:强度适中的磁异常—重磁同源异常—有利的成矿母岩—有利的岩体围岩—邻区存在已知条件下的铁矿床(体)的深部及外围。根据具备的成矿预测要素,将预测区划分为二级。本次共划分出靶区5处,其中Ⅰ级靶区2处(莱芜调查区张家洼靶区,金岭调查区王旺庄-新立庄靶区),Ⅱ级靶区3处(莱芜调查区铁铜沟靶区,潘店调查区薛官屯靶区,淄河调查区寺头靶区)。