山东朱崖式铁矿
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发布时间：2022-05-05 13:54
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时间：2022-06-27 14:21
一、矿床概况
朱崖式铁矿以山东省青州市店子铁矿床为代表，属风化淋滤型铁矿床。查明铁矿石量6620万吨。褐铁矿矿石TFe含量40％～55％，最高61.74％，平均45.52％（富矿49.92％，贫矿32.83％）。菱铁矿矿石TFe最高含量30.74％，平均29.79％。伴生元素Mn0.8％～1.5％，最高3％；Ti、V微量，与铁呈类质同像；S＜0.2％；Cu0.03％～0.07％，最高0.1％；P＜0.2％。
二、矿床地质特征
（一）矿区成矿及控矿条件
山东青州店子铁矿区地质图如图8－4所示。
图8－4 山东青州店子铁矿区地质略图
1.地层
区内地层有上寒武统崮山组、长山组、凤山组，下奥陶统冶里－亮甲山组，中奥陶统马家沟组。与成矿有关的地层是上寒武统凤山组和下奥陶统冶里－亮甲山组。
（1）上寒武统凤山组
根据岩性分两个岩性段。自下而上为：
一段：上部为条带状和竹叶状灰岩，中部为紫色竹叶状灰岩和泥岩。泥质偏高，不利于成矿。下部以条带状灰岩为主，中夹紫色竹叶状灰岩和泥岩。厚度大于90 m。
二段：总厚120 m，从上到下分7个自然层：(1)微－细晶白云岩、致密块状灰岩，泥质含量偏高；(2)链条状隐晶灰岩，为深灰色隐晶灰岩；(3)粒屑灰岩，粒屑－变粒屑结构，为以砂屑为主的灰岩；(4)条带状灰岩，为隐晶－微晶结构的竹叶状灰岩，泥质含量高；(5)花斑状灰岩，由隐晶－微晶方解石组成的高钙灰岩，是最主要的含矿层位；(6)白云岩，含白云石90％以上，多被矿化；(7)条带状粒屑白云质灰岩，由白云石和方解石组成，含粒屑超过50％，在构造有利部位，也可富集成矿。
（2）下奥陶统冶里－亮甲山组
总厚70 m。下部为褐*－浅肉红色厚层含泥质白云岩，上部为灰白－浅红色白云质灰岩，含燧石结核及燧石条带，矿化强，为含矿层位。
2.构造
矿区位于淄河断裂带北段，以断裂构造为主。与成矿有关的构造有NNE向、近SN向和NEE向3组。
1）NNE向断裂：以F9为代表的淄河主干断裂长数十千米，走向20°～30°，呈舒缓波状，倾向SE，倾角80°以上，宽20～60 m，东盘上升，西盘下降，垂直断距120～270 m，为高角度逆冲断层。经多次先张后扭活动，产生了大量的层间破碎，为矿液充填、沉积提供了良好的空间。
2）近SN向断裂：在矿区东侧，长1200 m，走向5°～10°，倾向NW，倾角80°左右。该断裂在深部*了储矿构造向东发展，使矿化终止其附近。
3）NEE向断裂：走向55°～70°，倾向NW，倾角80°以上，呈舒缓波状，也是重要的含矿构造。
3.岩浆岩
岩浆岩不发育，只有呈岩床产出的辉石闪长岩、含辉石闪长玢岩、黑云母闪长岩、闪长岩、闪长玢岩和呈脉状产出的拉辉煌斑岩、云斜煌岩、云煌岩、闪长岩等。以辉石闪长岩、闪长岩和拉辉煌斑岩最常见。
（二）矿体特征
矿体剖面如图8－5所示。店子铁矿床全部由隐伏的矿体组成，沿NNE向展布，总长3500 m，宽300～1500 m。以F9断裂为界，分为断东、断西两大部分，断东10个矿体，断西1个矿体。矿体主要呈似层状，局部呈扁豆状，其形态受断裂构造和层间构造控制，寒武系凤山组为主要赋矿层位，仅有个别小矿体赋存于奥陶系三山子组中。矿体走向与F9断裂的走向（20°）一致，倾向NW。
断裂以东矿带总厚数米至240 m不等，矿带内各矿体平行重叠出现，垂直间隔6～80 m。矿带内各矿体厚度一般在数米至数十米之间，最大厚度105 m。断裂西侧为单一矿体，厚度一般10 m左右，最大厚度40余米。矿体最厚地段分布在矿区南部F9东侧，远离F9矿体厚度逐渐变薄，直至尖灭。
断裂以东矿体主要由褐铁矿矿石组成，次为菱铁矿石。菱铁矿矿石主要分布在12线以南，处于矿带的下部，Ⅴ矿体下部和Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ矿体基本由菱铁矿矿石组成，其他矿体也有少量菱铁矿出现。断裂以西矿体则全由褐铁矿矿石组成。
（三）矿石特征
矿区内矿石分为褐铁矿矿石和菱铁矿矿石两个基本类型。
褐铁矿矿石的矿物成分：矿石矿物主要为褐铁矿、针铁矿；其次为纤铁矿、赤铁矿、水赤铁矿；少量软锰矿－黝锰矿、硬锰矿、镜铁矿、黄铁矿、黄铜矿以及磁铁矿、锐钛矿等。其中，褐铁矿、针铁矿是主要的矿石矿物。脉石矿物主要为方解石、白云石、石英；少量为重晶石、泥质物以及橄榄石、黑云母、透辉石、阳起石、磷灰石、碳硅石、锆石等。
图8－5 店子铁矿勘探线剖面图
菱铁矿矿石的矿物成分：矿石矿物由菱铁矿、黄铁矿、黄铜矿、镜铁矿及磁铁矿组成；脉石矿物有石英、铁白云石、绿泥石、重晶石，其次是黑云母、透辉石、碳硅石、磷灰石、锆石等。
褐铁矿矿石的结构有网格状、胶状和土状；菱铁矿矿石为中－细粒变晶结构。
按结构构造特点，褐铁矿矿石又可分为致密块状、蜂窝状、粉粒状、条带状、葡萄状、网格状等构造类型。其中，以致密块状、蜂窝状、粉粒状、网格状几种矿石较普遍，是组成褐铁矿矿体的主要矿石类型，致密块状、蜂窝状和粉粒状矿石为富矿矿石类型；网格状属贫矿矿石类型。
菱铁矿矿石分为粗粒菱铁矿矿石和细粒菱铁矿矿石两种。菱铁矿矿体主要由前者组成，后者极少见，均分布于矿体边部。
褐铁矿和菱铁矿的过渡类型矿石数量不多，但也常见。
（四）围岩蚀变
围岩蚀变有碳酸盐化、褐铁矿化、硅化、重晶石化、黄铁矿化、黄铜矿化、镜铁矿化及岩石的褪色现象等。
三、矿床成因及成矿模式
目前对朱崖式铁矿的成因存有多种认识，这些认识的相同之处是都肯定了断裂对成矿、控矿的重要作用，不同之处在于对矿质的来源存在争议。
根据店子铁矿床褐铁矿与菱铁矿的相互依存关系，含矿热液的交代作用及稳定同位素测定资料，可以认为：中低温含矿热液的充填交代作用形成以菱铁矿为主的矿床基础，后经氧化淋滤作用改造，最终形成具有新的结构构造特征的以褐铁矿为主体的工业矿床，其成因应定为现代风化沉积型铁矿床，即风化淋滤型铁矿床。其成矿过程大致经历了如下两个阶段（图8－6）。
1.菱铁矿成矿阶段
位于地壳深部的中基性、碱性超基性岩浆，因分异作用派生出含矿热液，矿液沿构造带运移扩散；沿途携带和溶解了各层位中的有用组分，在构造继承性活动的驱动下，以中低温状态充填于不同围岩的容矿构造部位，形成以充填和交代作用为主的似层状菱铁矿体。
（1）铁质来源
下古生界地层，特别是店子铁矿的成矿围岩Fe含量很少，仅为千分之几，应视为有利矿液交代的外部条件，或仅能提供部分铁质，而不能视之为矿源之本，含矿热液才是铁矿的主要来源。根据店子铁矿床菱铁矿中氧同位素测定结果，δ18O为9.03‰～11.16‰，矿体围岩（石灰岩、白云岩）δ18O为16.38‰～25.06‰，可见菱铁矿与围岩氧的来源不同，推测菱铁矿中的氧与含矿热液有关。菱铁矿碳同位素测定δ13C为－2.03‰～－8.4‰，与岩浆成因的碳酸岩δ13C值（－5.0‰～－8.0‰）相当，说明菱铁矿是岩浆热液的产物。硫化物δ34S为6.4‰～16.8‰，也显示出岩浆热液硫的特征。矿区菱铁矿为半自熔性矿石，SiO2含量在10％～20％之间，明显高于未矿化的围岩及沉积型菱铁矿。菱铁矿SiO2含量高是含矿热液交代作用的结果，同时也说明Fe和S都来源于深部的含矿热液。
（2）成矿物理化学条件
图8－6 朱崖式铁矿成矿模式图
菱铁矿内气液包裹体的均一温度为180～250℃，显示热液成矿特征。另外，菱铁矿中石英脉、重晶石脉均为典型的中低温热液矿物，它们与菱铁矿的形成温度是一致的。
菱铁矿的上述特征说明，菱铁矿是中低温热液充填交代成因，在相对封闭的条件下及pH和Eh值较低的环境中生成，含矿热液来自于深部的中基性、碱性超基性岩浆。
2.褐铁矿成矿阶段
褐铁矿是店子铁矿床的主体，褐铁矿主要由菱铁矿经风化淋滤作用改造而成，少数为接续菱铁矿的成矿过程直接形成。在菱铁矿成矿的晚期阶段，由于构造活动的进一步发展，环境相对开放，Eh值增高，另外伴随矿液上升，不断吸收围岩中的碱性成分，促使溶液由酸性向碱性转变。随氧化条件的改变，二价铁转化为三价铁，而碱性介质又加速其沉淀，直接形成褐铁矿。
但就整体而言，大部分褐铁矿是菱铁矿的表生氧化产物。店子铁矿床中的褐铁矿体多位于菱铁矿体之上，有的同一矿层上部为褐铁矿，下部为菱铁矿，二者之间为一种过渡关系。上述情况的产生与矿区氧化界面有关，即氧化界面以下为菱铁矿，氧化界面以上为褐铁矿。店子矿区的氧化界面深度400 m±（标高－240 m±），个别浅部残存的菱铁矿体是因处于相对封闭的环境未被充分氧化的结果。氧化作用不仅使矿石类型发生改变，而且由于其他来源的铁质的加入，扩大了矿床规模，提高了矿石品位。随着菱铁矿向褐铁矿的改变，矿石的结构及矿石品位亦发生变化。初期阶段褐铁矿沿菱铁矿的裂隙解理进行交代，形成网格状构造；褐铁矿进一步发育，形成密集网格状，菱铁矿则作为交代残余存在；伴随着淋滤作用，其他碳酸盐包体逐渐流失，形成网格或蜂窝状空间，之后，随着残余矿液的上升，及不断进行的淋滤作用，矿质沉淀后冷却速度加快，充填网格或蜂窝状空间，形成致密状矿石，其边部和较大空洞的内壁则出现胶状、葡萄状、钟乳状等构造。
在成矿作用的末期，普遍出现碳酸盐化，形成铁白石、铁方解石、方解石细脉和网脉。有的充填原矿石之空洞，形成杏仁状构造。
