濟寧磁異常以規模大、幅值高被稱為山東省第壹大磁異常，其異常屬性壹直受到世人關註。2006～2008年山東省物化探勘查院根據以往地質、物探資料，在異常北段兗州市顏店礦區開展了鐵礦勘查工作，在濟寧群淺變質巖中發現了條帶狀磁鐵礦層，證實了濟寧磁異常是由隱伏的沈積變質型鐵礦床引起。
詳查工作目的任務是在收集研究以往地質、物探、水工環地質資料的基礎上，基本查明該區成礦地質條件；基本查明隱伏礦體產出的形態、規模、產狀、厚度、分布及礦石質量等特征；基本查明礦床開采技術條件：研究礦石加工技術性能，對礦床的開發經濟意義作概略研究；編制《山東省兗州市翟村礦區屯頭鐵礦詳查報告》，為礦區下步勘查或開發利用提供地質依據。
1.區域地質
（1）大地構造位置
本區位於華北板塊（Ⅰ）的東南緣，魯西隆起（Ⅱ）的中部，菏澤 - 兗州斷坳（Ⅲ）的東端，嘉祥-兗州半潛斷拱（Ⅳ）的東緣，兗州半潛向斜斷塊（Ⅴ）與濟寧潛向斜斷凹（Ⅴ）的北端交接處。區域基巖巖層零星出露，大面積被第四系松散沈積物所覆蓋，斷裂構造發育，巖漿活動較弱。
（2）區域地層
本區地層屬華北地層大區晉冀魯豫地層區的魯西地層分區之濟南-滕州地層小區。區域基巖巖層除在嵫陽山出露約0.6km2外，均被第四系松散沈積物所覆蓋。區域基巖巖層由老到新主要有新太古界濟寧群；古生代長清群朱砂洞組、饅頭組，九龍群張夏組、崮山組、炒米店組、三山子組、馬家溝組，月門溝群本溪組、太原組、山西組、石盒子組；中生代淄博群三臺組，萊陽群水南組；新生代宮莊群常路組、大汶口組。濟寧群巖層見於鉆孔內，主要分布在礦區附近，為壹套綠片巖相淺變質巖系，其原巖建造屬中性—中酸性火山巖-砂巖-泥巖-矽鐵沈積建造，為本區含礦巖系。
（3）構造
本區處於兗州半潛向斜斷塊與濟寧潛向斜斷凹的交匯部位，二者以孫氏店斷裂為界，東為兗州半潛向斜斷塊，西為濟寧潛向斜斷凹。基底巖層主要表現為總體向南西西陡傾斜的單斜構造，傾角55°～65°；蓋層則以褶皺構造和斷層構造發育。
1）褶皺。區內蓋層褶皺構造發育，主要褶皺構造有顏店背斜、兗州向斜、濟寧向斜。顏店背斜：位於顏店—新北莊壹帶，為壹寬緩的背斜構造。背斜軸向60°～70°，核部地層由古生界馬家溝組構成，北西及南東兩翼地層由晚古生界石炭系—二疊系含煤地層構成。北西翼被鄆城斷裂所截，地層產狀330°～340°∠10°～20°，南東翼地層傾向南東，傾角5°～10°。兗州向斜：位於顏店背斜南東側，平陽寺鎮壹帶，核部地層主要由石炭系—二疊系含煤地層及侏羅系—白堊系地層組成。北西翼由奧陶系地層組成，地層傾向350°，傾角5°～10°。南東翼被嶧山斷裂所切割。濟寧向斜：主要由晚古生界石炭系—二疊系、中生界白堊系地層組成。總體為壹軸向北東向復式向斜。向斜的北東及南西分別被孫氏店斷裂、嘉祥斷裂所切割，近核部被燕山晚期橄欖輝長巖侵入。該向斜的兩翼由壹系列近北東向的小型褶皺構成。
2）斷裂。區內斷裂較為發育，按其走向可分為近東西向、近南北向、北西向等3組。①近東西向斷層。鄆城斷層：分布區域北部，西起張營經楊村、新驛、白家店至曲阜東，區內長88 km。斷層呈近東西向鋸齒狀擺動，斷面傾向北，傾角70°左右，斷距大於1000 m。為壹規模較大的隱伏斷裂，重磁等物探資料有明顯的顯示。斷層性質為張性正斷層。②近南北向斷層。近南北向斷裂是區內主要斷裂構造，在區域上與近東西向斷層構成棋盤格子狀構造。區內自西向東規模較大的斷層有：嘉祥斷層、孫氏店斷層。嘉祥斷層：分布區內中部，南起金鄉縣城東經胡集鎮、孟廟、長溝鎮、南旺鎮、徐集東，區內長84 km。呈近南北向的波狀延伸，總體走向350°，傾向東，傾角80°，斷距400～2000 m。該斷層切割汶上-寧陽斷凹，對其兩側的斷凸、斷凹的成生起到了控制作用，總體顯示張性斷裂特征。孫氏店斷層：南起微山縣兩城經石橋鎮、顏店至白塔，區內長75km，斷裂帶寬10～100m，沿走向呈波狀彎曲、擺動，總體走向345°，傾向西，傾角70°～80°，斷距大於1000m，為壹張性正斷層。在布格重力異常圖上，表現為正異常的近南北向扭曲狀分布。③北西向斷層。區內北西向斷層規模壹般較小，自西向東發育有徐集斷層、辛店斷層、東吳寺斷層、兗州斷層等。具代表斷層為兗州斷層。兗州斷層：分布區內東部，北西端自白石東經漕河、兗州南，區內長約51 km。沿走向呈波狀彎曲，總體走向340°～350°間，傾向北東，傾角70°～80°。該斷裂在東疏壹帶由寧陽煤田普查的物探、鉆探資料證實，為壹西盤上升、東盤下降的張性斷裂。區內巖漿活動較弱，巖漿巖多呈脈巖形式分布於煤系地層和濟寧群地層中，主要巖石類型為細粒橄欖輝長巖、石英閃長玢巖、變閃長巖等。
2.礦區地質
（1）地層
區內基巖巖層出露較少，僅在礦區西北部嵫陽山出露約0.6km2，出露巖層為奧陶系馬家溝組五陽山段灰巖、泥灰巖，其他地段均被第四系所覆蓋。據礦區鉆孔資料，礦區地層由老到新主要為新太古界濟寧巖群，古生界長清群朱砂洞組、饅頭組，九龍群張夏組、崮山組、炒米店組、三山子組、馬家溝組，新生界地層。濟寧巖群是鐵礦的賦礦層位。
2009年山東省地勘局張成基、焦秀美等為進行《濟寧巖群地質特征和成礦作研究》，對顏店礦區濟寧巖群鉆孔巖心系統編錄、取樣。初步綜合分析研究，將濟寧巖群自下而上劃分為：翟村組、顏店組、洪福寺組。
翟村組：為變火山碎屑巖組。以變英安質或安山質含火山角礫火山碎屑巖、變細砂巖為主，夾變粉砂巖、碳質千枚巖和變英安巖，頂部以厚度變化較大的變英安巖與顏店組為界，鉆孔末揭露其底，最大厚度474 m。
顏店組：為含鐵巖組。為磁鐵石英巖與綠泥千枚巖互層，夾綠泥絹雲千枚巖、碳質千枚巖、變粉砂巖、局部夾變英安巖或變含火山角礫的凝灰質碎屑巖。鉆孔揭露厚度約為252～531 m。
洪福寺組：為含碳質千枚巖夾變粉砂巖組。主要為含碳質千枚巖夾碳質千枚巖、絹雲千枚巖、變粉砂巖。鉆孔揭露未見頂和底，最大厚度約562 m。
（2）構造
區內第四系發育，巖層出露較差。在收集利用以往物探資料的基礎上，在異常區布置了可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）剖面，結合鉆孔資料對區內構進行研究。區內構造主要以斷裂構造為主，主要發育有F1、F4、F5、F6、F7斷層。
（3）巖漿巖
區內巖漿巖不甚發育，鉆孔中見變閃長巖、輝綠巖順層侵位於濟寧群變質巖中，主要呈脈狀產出。從工程控制的情況看，輝綠巖規模較小，對礦層未造成破壞。變閃長巖規模稍大，對礦層造成破壞作用，在35 線ZK3502 控制厚度38 m左右，沿走向延長400 m左右，傾向延深200 m左右。對20礦體具破壞作用。39線ZK3906、ZK3907控制同壹變閃長巖脈，脈寬32～83m，走向延長至ZK4301，傾向延深大於500m，沿走向上沖斷33、34礦體。變閃長巖呈淺灰色，變余半自形粒狀結構，塊狀構造。主要由斜長石、綠泥石、方解石等組成，少量不透明礦物、石英、電氣石等。副礦物為磷灰石等。巖石中斜長石多呈半自形板狀，組成大小不等的碎屑，碎屑間被綠泥石、方解石充填。
3.礦體地質
（1）礦體特征
翟村鐵礦床為隱伏礦床，礦床內***圈定鐵礦體44個，依次編號為1，2，3，…，44，其中20、4、38、19礦體為主礦體，資源量77074.7×104t，占礦床（332 ＋333）資源量的72.79%；其他為次要礦和小礦，礦石源量占礦床（332＋333）資源量的27.21%。礦體賦存於新太古界濟寧群變質巖中，上覆蓋層為寒武紀至奧陶紀地層。礦體呈層狀、似層狀產出，礦體產狀與圍巖壹致。1～8礦體分布於0～15 線間，含礦巖石為磁鐵綠泥絹雲千枚巖，總體走向342°～354°，傾向南西西，傾角58°～65°。9～44礦體分布於23～47線間，含礦巖石為條帶狀磁鐵石英巖。總體走向326°～359°，傾向南西西，傾角54°～70°。
20礦體為礦床的主礦體之壹，資源量38938.0×104t，占礦床（332＋333）資源量的36.77%。礦體呈似層狀分布於23～43線間，賦存標高-1830～-1076m區間，埋深1118～1567m。礦體有9孔控制，控制礦體長度2134m，控制斜深290～888m。礦體走向326°～338°，傾向南西西，傾角54°～68°，礦體傾角沿走向由中部向兩側逐漸擴大，39 線傾角68°。礦體沿走向在23線北延伸至顏店礦區，南部未封閉；礦體沿走向和傾向膨脹狹縮、分支復合、尖滅再現的特點明顯，在39 線、43 線礦體為單層，向北至23 線分為3～5層，層間巖性為綠泥絹雲千枚巖、磁鐵石英等。
單工程礦體厚度26.41～198.39m，平均厚度97.49m，厚度變化系數為51.29%，厚度變化較穩定。39線礦體厚度最大，沿走向向南、北呈變薄的趨勢，沿傾向深部總體呈逐漸變薄趨勢，仍未封閉。單樣含量TFe 20.68%～42.92%，mFe 15.01%～37.33%，單工程礦體含量 TFe 26.64%～36.30%。mFe 20.52%～24.83%；礦體平均含量 TFe 32.60%，mFe 23.06%。含量變化系數TFe 15.75%，mFe 21.06%，屬含量變化均勻型。
（2）礦石質量
礦體中金屬礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦等；非金屬物有石英、綠泥石、絹雲母、碳酸鹽（含鐵方解石、鐵白雲石、菱鐵礦）及少量綠簾石、長石、黑雲母、高嶺石。
據基本分析結果，礦石的主要有用組分為 Fe，礦床（332 ＋333）平均含量 TFe 31.09%、mFe 22.44%，mFe/TFe的平均值為72.18%，說明礦石中的鐵主要以磁性鐵的形式存在。光譜分析礦石中無有益元素，有害組分S、P平均含量均低於規範標準。
（3）礦石結構構造
礦石結構為自形-他形晶粒狀結構、包含結構、碎斑結構。
礦石構造主要為條帶狀構造、條帶-稠密浸染狀構造。
（4）礦石類型特征及成因
本礦床礦石自然類型主要為石英型條紋條帶狀磁鐵礦石，其次為綠泥絹雲母型條紋條帶狀磁鐵礦石。工業類型為需選弱磁性鐵礦石；成因類型為沈積變質型鐵礦。
4.實物資料采集
ZK3903鉆孔，終孔進尺1834.15 m。分別穿透了19 號和20 號主礦體及多層鐵礦體，孔內可見雲斑灰巖、灰巖、白雲巖、泥質灰巖、角礫狀泥灰巖、角礫狀白雲巖、含燧石結核（條帶）白雲巖、條帶狀灰巖、疙瘩狀灰巖夾頁巖、鮞粒灰巖、藻灰巖、砂灰巖、砂巖、頁巖、礫屑灰巖、底礫巖、赤鐵礦化石英巖、綠泥絹雲千枚巖、石英磁鐵礦、磁鐵石英巖、含炭質絹雲千枚巖、絹雲千枚巖、花崗閃長質糜棱巖、赤鐵礦化磁鐵石英巖等。礦層為磁鐵石英巖，粒狀變晶結構，條帶構造，主要礦物成分為石英磁鐵礦、方解石等，磁性較穩定且連續。
5.相關資料
1）山東省兗州市翟村鐵礦區基巖地質圖；
2）翟村鐵礦區屯頭鐵礦第39勘探線地質剖面圖；
3）ZK3903鉆孔柱狀圖；
4）ZK3903鉆孔地質編錄；
5）山東省兗州市翟村礦區屯頭鐵礦簡介。