矽卡岩型磁铁矿床找矿标志及上盘找矿实践

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摘要： 根据找矿标志，利用采矿进路和设计探矿巷进行钻探，探明新增地质储量，缓解矿量衔接矛盾，延长矿山服务年限

关键词：矿山资源；地质特征；找矿标志；探明储量

鲁中矿业有限公司小官庄铁矿位于山东省莱芜市城北8公里处，地质储量8700万吨，原设计年产原矿250万吨。矿体采用无底柱分段崩落法，中段高50米，分段高为10米至12.5米。经过20多年的开采，目前，矿体已开采至-400米中段，-450米和-500米中段正处于紧张的开拓之中，矿量衔接紧张。为缓解矿量紧张的矛盾，以及延长矿山服务年限，决定对矿体深部及上盘进行找矿。

1 地质概况

莱芜地区为一断陷盆地。盆地主要形成于燕山构造期，并伴有较强烈的岩浆活动，于盆地内形成了闪长岩类侵入体及与其有关的夕卡岩型铁矿。

盆地北面泰山凸起的南缘，为大片前震旦纪泰山杂岩；盆地南面新甫山单断凸起的北缘则为古生界地层。盆地内大部分被第四系复盖，其下为较厚的第三系，而中生界和古生界地层，只在盆地边缘有所出露。

区域内断裂构造较发育，褶皱构造次之。其中的矿山弧形背斜，为盆地内夕卡岩铁矿床的主要控矿构造。该背斜位于盆地东南部，北起港里经古石沟，西南端至西尚庄一带，长约15公里。背斜轴走向：北端为NNW向，到中部转为NE向，至西南端则呈NEE向，为一弧形。背斜两翼由古生代地层所组成，东翼较陡，西翼稍缓，顶部比较开阔，核部为闪长岩体。垂直轴向的断裂比较发育。背斜两端隐伏于第三系之下，仅中部在矿山一带于地表有所出露；其核部的闪长岩体，谓之矿山岩体。

区域内岩浆岩活动比较频繁，大致可分为三期：一是太古代岩浆活动，主要形成有角闪石岩、蛇纹石岩、阳起石岩、滑石岩、花岗岩；二是中生代岩浆活动，主要形成偏基性的闪长岩类杂岩，三是喜山期岩浆活动，主要有辉长岩、苦杆玢岩等。

本区夕卡岩型铁矿床，主要与中生代岩浆活动所形成的闪长岩类侵入体有生成联系。其出露地表的主要岩体----矿山岩体特征简述如下：

位于盆地东部，沿矿山弧形背斜轴向侵入，构成背斜的核部，与背斜互相制约；是区内出露最大的岩体。长达15公里，最宽约4公里，出露于地表的面积为9平方公里；在第三系前古侵蚀面的出露面积达32平方公里。岩体形态为一岩盖，顶部形态基本与背斜一致。与马家沟组灰岩及部分石炭系地层呈侵入接触，围岩的接触变质现象显著。

该岩体控制了区内主要的夕卡岩型铁矿床，占区内目前铁矿总量的95%以上。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露主要地层，由新到老依次为：

----第四系：黄色亚砂土、亚粘土，局部有古河道的流沙层；厚度2～20米；

----下第三系始新统+渐新统：红色粘土质粉砂岩、砂岩、夹灰绿色砂岩、页岩及泥土岩，底部为含砾岩砂岩或页岩（统称红板岩）；一般厚度200～700米；

----石炭系上统太原组：砂岩、页岩、砂质页岩、炭质页岩互层；

----石炭系中统本溪组：砂质页岩、页岩夹砂岩、粘土岩及灰岩；

----奥陶系中统马家沟组：岩石均受热变质作用，多变为各种大理岩；

----六段、五段、四段：主要为各种灰岩或纯灰岩。

2.2 构造

盆地内夕卡岩型铁矿主要受矿山弧形背斜所控制，背斜延伸至本矿区内，轴向为北北西，并渐趋倾没，矿区位于背斜之倾没端的西翼。矿区内构造也较发育，叙述如下：

2.2.1 断层

----F1断层：本矿床以此与张家洼矿床和港里矿床分界，走向为北70°东，倾向北西，倾角84°左右，垂直断距为50米以上；

----Ｆ2断层：位于矿床的北部，为F1的次级断裂，走向为北17°东，倾向北西西，倾角70°～80°，长约480米，其东盘上升西盘下降，垂直断距50～80米，并有水平位移。

----F3断层：位于矿床中部，走向北30°西，倾向北东，倾角70°左右，长达1公里左右，垂直断距50～80米，水平断距50～100米，东盘下降南移，沿断层方向，闪长岩为一狭长凸起，将矿床的矿体分为东西两部分。

----F4断层:该断层走向基本与F3一致，长约100米，断层面西倾，倾角70°～80°，垂直断距50米左右。位于矿体之外，对矿体影响不大。

矿区的主要断裂构造大致与矿山弧形背斜同时形成，多为成矿前的断层，但在成矿后甚至到喜山期，又继续活动。断层的水平位移多大于垂直位移，破坏了矿体的连续性。但断层错距不甚大，因而对矿体的破坏尚不十分严重。

2.2.2 矿床的控矿构造

矿床的主要矿体赋存在中石炭本溪组与中奥陶马家沟组之间的假正合面处，或闪长岩体与中奥陶马家沟组大理岩的接触带附近，矿体主要受假正合面的层间构造和接触带构造所控制。

----假整合面的层间剥离构造（层间构造破碎带）:组成背斜的岩层，在形成背斜的地质应力作用下，发生弯曲时，在岩层层间，由于岩层间的错动而形成破碎带。本溪组地层主要为页岩，而马家沟地层为灰岩，前者为柔性，后者为脆性，二者物性相差较大，且两者之间又为假整合面，所以此层间破碎带更为发育，为矿液富集的有利条件。受此构造控制的矿体多为较大的似层状矿体。

----接触带构造:背斜核部的闪长岩与奥陶系马家沟组灰岩的接触带，为一构造脆弱带，沿接触带常形成构造破碎带，为成矿的有利部位，在岩体向内凹陷部位的接触带，更利于矿液的富集而形成较大的透镜状矿体。

----石炭系本溪组底部页岩及闪长玢岩岩床的隔挡作用:石炭系本溪组底部页岩，既不利于矿液的渗透也不利于交代，且覆盖在假整合面层间剥离构造之上，因此更利于矿液在层间构造中富集而形成较大较富的矿体。

成矿前的闪长玢岩岩床亦常顺假整合面构造侵入，有时也起着富集矿液的隔挡作用；但当其厚度很大时，先侵占了利于成矿的空间，使矿体变薄。

上述的控矿构造，当其中几种复合在一起时，则更利于成矿。

2.3 围岩蚀变

----自变质作用：形成正长岩和透辉石闪长岩；

----热变质作用：奥陶系灰岩变为各种大理岩，石炭系页岩变为各种板岩或角岩；

----接触交代作用：主要为各种夕卡岩；

----矿化及热液蚀变作用：矿化主要有磁铁矿化，围岩蚀变主要有：蛇纹石化、绿泥石化、蛭石化、金云母化等；

----表生作用：主要表现为磁铁矿的赤铁矿化，金属硫化物的氧化、淋滤流失或变为褐铁矿等。

2.4 矿体形态 产状特征

矿体总的走向为北北东，倾向北西西，倾角一般为10°～30°，多顺层产出，与围岩产状基本一致。埋深在400～1000米，一般多在500～700米，即标高-300～-500米之间。矿床中部的断层及与其方向一致的闪长岩凸起带，将矿床分为东西两部，中间为一狭长无矿带。矿体的层次较多，按其赋存层位，大致将矿体分为三个矿带：

上部矿带：位于石炭系与奥陶系假正合面间，且在闪长玢岩岩床之上。为较大的似层状矿体，产状较缓，倾角10°～20°，厚度较大，矿石品位较富，分布也较稳定；

中部矿体：位于上部矿带及闪长玢岩岩床之下，矿体层次多，厚度变化大，夹层多，多为透镜状或似层状矿体，矿石品位稍低于上部矿带；

下部矿带：位于深部闪长岩与大理岩的接触带附近，多为小似层状矿体，厚度小，矿石品位低，倾角较陡，一般为20°～40°，分布不稳定。

3 找矿标志

----有利的构造、岩浆岩、地层条件；

----由于矿体产状平缓、规模大、矿石磁性较弱、埋藏深，因而在地表的低缓磁异常，可做参考之用；

----直接的找矿标志为磁铁矿化、强烈的夕卡岩化、蛇纹石化、绿泥石化、蛭石化、金云母化等。

4 北区3～7线上盘地质特征

矿床由于中部的断层及与其方向一致的闪长岩凸起带，而将矿床分为东西两部，东部又分为东区和北区，西部分为南区和西区，东西两部中间为一狭长无矿带。北区-400米中段矿体地质特征与总矿体的基本一致，主要存在于2～13线之间。在上盘3～7线间，3线在-400米中段各水平都有出露，且由上而下呈逐渐变大趋势，而5线、7线仅在-400米水平有矿体出露（图1），矿体上盘出露的岩石除石炭系的页岩、角岩及下第三系的红板岩外，在3-25～7线间主要为闪长玢岩及夕卡岩，为一大的无矿凹陷地带。根据矿体特征及找矿标志，通过分析、研究，认为在上述地段有可能存在矿体，于是在-387米水平利用采矿进路探矿（图2），在发现了-387米水平存在矿体之后，在-400米水平设计探矿巷进行矿体高度探矿，将这部分矿体探明。

5 新增矿体储量计算

新增矿体矿体形态、产状特征与主矿体基本相似，在-375米水平与开采的主矿体相隔，呈狭长孤岛状（图3），四周为夕卡岩与闪长玢岩，矿体沿走向长约90米，平均宽约30米。在-387米、-400米两水平与主矿体相连一起 。储量计算采用块段法，分别在-375米、-387米及-400米三水平计算，由于加密工程探矿，提高了勘探程度，储量级别相应提高，计算结果见下表。

北区3～7线上盘新增矿体矿量计算

结语

根据矿床地质特征和找矿标志，通过对矿体资料的分析和研究，利用采矿进路和设计探矿巷进行钻探，探明了具有开采价值的工业矿体，增加了地质储量，缓解了矿量衔接的矛盾，延长了矿山服务年限，也为以后的找矿工作增加了思路和信心。