山东省沂水县秦家庄钛铁矿矿床地质特征及成因浅析

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[摘要]秦家庄钛铁矿床赋存于古元古代红门超单元三官寨单元中粗粒角闪辉长岩中，并严格控制了矿体的展布状态。矿体形态简单，规模大，为岩浆分异-变质改造型矿床。本文通过地质背景、地球物理特征、矿床地质特征、矿石类型等分析了矿床成因，建立了找矿标志。为同类矿床的勘查及促进资源的综合利用具有一定的指导意义。

[关键词]钛铁矿 地质特征 成因 秦家庄 山东

[中图分类号] P578.4+4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-2-95-3

0引言

我国现已探明的铁矿石储量中98%为贫矿，目前尚难以达到经济合理利用的储量约占一半。我国铁矿资源在分布上具有广、散、小的特点，在矿石质量上具有贫、差的特点。近年来，随着国内基础设施建设的不断发展，对铁矿石的需求急剧增加，供需矛盾突出，铁矿石价格进一步走高，同时也促进了采选工艺的研究，低品位矿石得到大规模的利用。

该矿床通过勘查，提交一中型含钛贫铁矿床。本文通过山东省沂水县秦家庄铁钛矿为研究对象，分析其成矿地质背景及赋矿规律，总结找矿标志，以促进低品位矿床的勘查、开发及利用，提高资源综合利用水平。

1区域地质背景

秦家庄铁钛矿处于沂沭断裂带内沂水-汤头断裂与安丘-莒县断裂之间之汞丹山凸起中部，西侧为马站-苏村凹陷，东侧为莒县凹陷（图1）。

区内出露地层主要为上太古界泰山岩群柳杭组黑云变粒岩、斜长角闪岩、麻粒岩、紫苏变粒岩、磁铁石英岩、磁铁角闪岩等，以大小不等的包体形式赋存于元古代侵入体中，为一套经历了麻粒岩相变质的表壳岩系；上元古界为土门群佟家庄组、浮来山组、石旺庄组，为一套浅海相沉积岩系，由砂岩、页岩、灰岩等组成；下古生界寒武系长清群、寒武-奥陶系九龙群及奥陶纪马家沟组，由砂岩、页岩、灰岩、白云岩等组成，为一套海相碎屑岩―碳酸盐岩沉积岩系。

构造样式主要表现为韧性剪切及脆性断裂构造。峨山口韧性剪切带，是区内规模最大的一条韧性剪切带，总体呈北东向展布，长度大于10km；与沂水―汤头断裂其有成生联系的北东、北北东向断裂发育，主要有郭家峪断裂、崖头断裂、秦家庄断裂等。

岩浆岩主要有新太古代晚期峄山超单元，由英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩组成的一套TTG岩系侵入岩；傲徕山超单元，由二长花岗岩组成，为中酸性钾质花岗岩系列；古元古代早期红门超单元三官寨单元，由中粗粒角闪辉长岩组成。该单元侵入体即为区内赋矿岩体。

2矿区地质概况

区内地层出露新太古代泰山岩群柳杭组，呈包体赋存于傲徕山超单元中酸入体中，岩性主要为斜长角闪岩及黑云变粒岩。矿区构造主要表现为零星的小型张裂面，位移不明显，对矿体无破坏作用。

区内岩浆岩发育，主要分布有古元古代傲徕山超单元条花峪单元中粗粒含黑云二长花岗岩、红门超单元三官寨单元中粗粒角闪辉长岩及中元古代牛岚单元辉绿岩。与成矿关系密切的为三官寨单元侵入体，区内铁钛矿体（Ⅰ）就赋存在该岩体内，为矿区赋矿岩体（图2）。

3地球物理特征

全区地磁异常总体表现为低缓的负背景场，以T= 200nT为异常下限在正背景场中圈定磁异常。异常由多处局部中心构成，各局部中心大致呈等轴状或长条状，异常组合总体展布方向呈北西向。长约980m，最宽约200m。根据磁异常形态，推断磁性地质体走向北西，倾向北东，为有限延伸斜交磁化的板状体。经工程证实，磁异常带展布位置与矿体赋存位置基本吻合，由铁、钛矿体引起。异常高值的不连续，反映出地质体所含磁性矿物的贫富程度不同。磁异常等值线轮廓沿走向的不光滑性和异常宽度的变化，说明了磁性地质体在走向上具有膨大和狭缩的变化现象。

4矿床地质特征

4.1赋矿岩体特征

区内赋矿岩体为红门超单元三官寨单元侵入岩，侵入体呈岩枝状侵入条花峪单元二长花岗岩体，区内侵入体长约1350m，宽平均约140m。岩性为中粗粒角闪辉长岩，新鲜岩石呈黑绿色，风化后呈灰黑色，中粗粒等粒变晶结构，弱片麻状构造或块状构造。岩石矿物组成主要由斜长石（40%-50%）、透辉石（25%-30%）、角闪石（10%-15%）、黑云母（5%-10%）、钛铁矿（5%）及少量磁铁矿所组成；岩石化学成分为SiO245.45%、TiO23.82%、Al2O311.68%、Fe2O37.45%、FeO10.42%、MnO0.25%、MgO2.63%、CaO6.77%、Na2O3.95%、K2O1.82%、P2O51.25%。根据ACF图解分析，属“I”型花岗岩，属活动大陆边缘岩浆活动的产物。

矿化蚀变主要为钛铁矿化、磁铁矿化、黄铁矿化、黑云母化、角闪石化、绿泥石化、硅化等。钛铁矿化发育于矿体、围岩及夹石中，矿化不均匀，总体深部较浅部矿化弱；磁铁矿化主要发育于矿体内；黄铁矿化发育于矿体较深部位，呈细脉状或网脉状、浸染状，局部呈团状集合体产出。

4.2矿体特征

矿体（Ⅰ）赋存于三官寨单元角闪辉长岩体中，矿体呈厚大的脉状产出（图4）。沿走向延伸长度约1200m，倾向延深50m―530m，沿倾向未封闭。总体产状45°∠24°―72°，产状较稳定。矿体赋存标高在+255.43m―-138.54m之间，厚度17.65―142.75m之间，平均厚度75.04m，沿走向自西向东有略增厚趋势，沿倾向厚度稳定，厚度变化系数为44.63%，厚度变化不大。矿体品位TFe+TiO2最高12.88―31.01%，平均品位19.97%，品位变化系数为11.35%，有用组分分布均匀。沿走向品位中间较两端略高（图5），沿倾向上品位变化不大。由岩体边缘向中心，品位有增高趋势，反应了其成矿作用过程的的结晶分异特点。

4.3矿石特征

4.3.1矿石类型及结构构造

矿石自然类型为含钛铁矿和磁铁矿的角闪辉长岩型矿石。根据经过论证的工业指标（边界品位：TFe+TiO2≥17%，工业品位：TFe+TiO2≥21%）区分为工业矿石及低品位矿石两种类型。矿石具粒等粒变晶结构，弱片麻状构造、块状构造。

4.3.2矿物成分

矿石中的金属矿物以钛铁矿为主，少量黄铁矿、磁铁矿等。钛铁矿：它形粒状为主，少许呈板状，粒径0.3mm以下，不等粒，多呈单体或星点状集合体，与黄铁矿共生，含量5%左右；黄铁矿：它形粒状为主，粒状0.3mm以下，呈单体或集合体，与钛铁矿共生，含量

4.3.3矿石化学成分

矿石中主要有益组分为Fe、TiO2，主要有害组分为S、P。TFe+TiO2含量在17%―24%之间，S、P为矿石中的主要有害组分， S含量一般在0.08%～0.26%之间， P含量一般在0.12%～0.23%之间，含量均较低，对矿石质量无影响。

矿体围岩及夹石主要为角闪辉长岩、黑云变粒岩、二长花岗岩等，其中矿石与角闪辉长岩界线需根据化学分析结果进行区分。

5矿床成因分析

根据矿床特征、矿石的矿物成分、结构构造等分析，矿床成因类型为岩浆分异―变质改造型钛铁矿床。

区域上红门超单元为辉长岩―花岗闪长岩，岩石成分从早期到晚期由基性向酸性演化，结构、成分双重演化特征，组成一个较完整的岩浆演化序列。该超单元侵入体二氧化硅含量低，A/NKC平均0.95，δ18O平均值7.7，小于10.5，属正常δ18O花岗岩类，副矿物为磁铁矿系列，属磁铁矿―磷灰石―榍石（锆石）型，A-C-F图解中，该超单元落入I型花岗岩区，微量元素Cr、Ni含量低，δEu=0.85（平均）大于0.7，属于王中刚分类的第一类。据区域资料，其同位素年龄为2037 Ma （全岩K-Ar）―2117Ma（锆石蒸发法），形成时代为古元古代早期吕梁岩浆期。

三官寨单元侵入体呈简单侵入体独立产出，侵入体其展布方向与构造线方向一致，其内包体长轴及矿物定向均呈NNW350°左右，侵入体多以岩脉、小岩枝状产出，其与围岩接触面产状平缓，据此判断其侵位机制应为原始岩浆沿构造薄弱带顶蚀上侵，物质来源于上地幔，属幔源分异入岩类。在伴随同化混染作用和岩浆分异结晶作用过程中磁铁矿、钛铁矿析出成矿。

6找矿标志

（1）岩性标志 三官寨单元角闪辉长岩侵入体可作为直接的找矿标志。

（2）地球物理标志 矿石具弱磁性，与围岩磁性特征有明显差异，通过高精度磁测圈定的高磁异常可以间接圈定赋矿岩体的形态及分布范围。

（3）赋矿岩体风化剥蚀后，地表所形成的灰黑色残积层与赋矿岩体的分布范围基本吻合，可作为间接的找矿标志。

7结论

沂水县秦家庄铁钛矿为一含钛贫铁矿床，赋矿岩体为三官寨单元角山辉长岩侵入体。矿体形态简单，规模较大。矿石自然类型为含钛铁矿和磁铁矿的角闪辉长岩型矿石，有用组分分布均匀。矿床成因为岩浆分异―变质改造型钛铁矿床，矿区附近发育有多处角闪辉长岩侵入体，该类型矿床的发现将对在本区寻找同类型矿床具有重要的指导意义。

Shandong province yishui County of Qin Jia Zhuang ilmenite ore Deposit Geological features And Genesis

Wang Huaichao Liu Weiyan Ding Wenjie

（VIII of geology and mineral resources exploration in Rizhao city， Shandong province 276，826）

Abstract： Qin Jia Zhuang ilmenite occurrence of the paleoproterozoic Red Gate's extra bed unit Chai unit of three coarse angle Flash gabbroic， and strictly control the distribution of orebodies. Simple habit， large scale， for magma differentiation-metamorphic transformation-type deposits. Through geological setting， geophysical characteristics and geological characteristics， ore types， such as analysis of Genesis， the establishment of a prospecting. Similar deposit prospecting for and promoting the comprehensive utilization of resources has some significance.

Key words： ilmenite； geology； causes of Qin Jia Zhuang； in Shandong province

参考文献

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