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沂源县水磨头褐铁矿床赋存于刘家洞一水磨头断裂中，为小型褐铁矿矿床，矿区内矿体有呈脉状状产出；矿体规模较小，厚度、品位变化均匀。矿体长500m，平均厚度2．83m，控制斜深71．1m，TFe平均品位34．30％，品位变化系数15％，属品位变化均匀性矿体。断裂构造和围岩对成矿、控矿具有重要的作用，脉状矿体以充填作用为主。矿床成因属中低温热液交代充填一风化淋滤型矿床。