遼南瓦房店地區(qū)袁家溝金剛石原生礦找礦前景分析

李月新

（遼寧省礦產(chǎn)勘查院，遼寧沈陽(yáng)110031）

遼南瓦房店地區(qū)袁家溝金剛石原生礦找礦前景分析

李月新

（遼寧省礦產(chǎn)勘查院，遼寧沈陽(yáng)110031）

通過(guò)對(duì)瓦房店袁家溝地區(qū)地質(zhì)特征、遙感影像特征、物探異常特征、化探異常特征和重砂金伯利巖副礦物特征的綜合分析，發(fā)現(xiàn)上述特征與頭道溝礦區(qū)十分相似.特別值得關(guān)注的是近期遼寧省第六地質(zhì)大隊(duì)首次提出的金伯利巖墻成礦概念，打破了傳統(tǒng)的金剛石巖管成礦的說(shuō)法，對(duì)金剛石的成因、賦存規(guī)律有了新的認(rèn)識(shí)，擴(kuò)大了隱伏礦的找礦空間.通過(guò)總結(jié)袁家溝地區(qū)成礦規(guī)律，分析找礦前景，認(rèn)為在袁家溝地區(qū)有望實(shí)現(xiàn)金剛石原生礦找礦突破，并具有找尋隱伏礦的巨大潛力.

金剛石；原生礦；找礦前景；瓦房店地區(qū)袁家溝；遼南

遼南瓦房店地區(qū)是我國(guó)金剛石重要產(chǎn)地之一，自20世紀(jì)70年代在瓦房店地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)金剛石礦以來(lái)，共發(fā)現(xiàn)金伯利巖體111個(gè)，其中巖管22個(gè)，呈3條金伯利巖成礦帶展布，所發(fā)現(xiàn)的金剛石原生礦均為金伯利巖型.2009年，遼寧省第六地質(zhì)大隊(duì)在瓦房店地區(qū)110、111、38號(hào)巖管（3條已知礦帶內(nèi)）附近新發(fā)現(xiàn)一處中型金剛石礦床，該礦的發(fā)現(xiàn)在找礦理論上有了新的突破，首次提出了金伯利巖墻的成礦概念，指出了含礦金伯利巖的產(chǎn)狀，除巖筒、巖脈之外，呈巖墻狀產(chǎn)出的也含有高品位的金剛石，拓寬了找尋金剛石的遠(yuǎn)景范圍.袁家溝地區(qū)位于3條已知金伯利巖礦帶的西南延伸方向上，距著名的頭道溝金剛石原生礦區(qū)15 km，推測(cè)該區(qū)所處地段應(yīng)為3條金伯利巖成礦帶的延伸部位.本文主要介紹利用新的找礦方法，沿著重點(diǎn)尋找隱伏礦體的總體思路，通過(guò)與已知礦對(duì)比分析并研究地物化遙綜合找礦信息，認(rèn)為遼南瓦房店地區(qū)袁家溝一帶為有望實(shí)現(xiàn)金剛石原生礦找礦突破的遠(yuǎn)景區(qū)，特別是在尋找隱伏礦方面潛力更大.

1 區(qū)域地質(zhì)特征

瓦房店地區(qū)袁家溝位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)膠遼臺(tái)隆復(fù)州灣臺(tái)陷復(fù)州-大連凹陷的中部.區(qū)域上出露的地層主要有太古宇城子坦組，元古宇震旦系，古生界寒武系、奧陶系、石炭系，中生界侏羅系和新生界第四系.

新元古界震旦系不整合覆于太古宙混合巖之上，出露面積約占80%.震旦系出露地層有：永寧組（Z1y）、釣魚臺(tái)組（Z1d）、南芬組（Z1n）、橋頭組（Z2q）、長(zhǎng)嶺子組（Z2c）、南關(guān)嶺組（Z2n）、甘井子組（Z2g）、十三里臺(tái)組和馬家屯組（Z2s+m）、北山組（Z3b）和興民村組（Z3x）.目前所發(fā)現(xiàn)金伯利巖主要與震旦系地層關(guān)系密切.

本區(qū)巖漿巖不發(fā)育，主要有早古生代金伯利巖脈，其分布在李店-嵐崮山一帶，組成3個(gè)金剛石成礦帶；晚侏羅世巖脈，巖性主要為花崗斑巖、閃長(zhǎng)玢巖、橄欖輝長(zhǎng)輝綠巖和輝綠巖.

本區(qū)斷裂構(gòu)造與褶皺構(gòu)造均有發(fā)育.斷裂構(gòu)造主要為北東、北北東向華夏系、新華夏系壓扭性沖斷層，北西向壓扭性沖斷層也較發(fā)育.以上斷裂構(gòu)造均屬于金剛石成礦后構(gòu)造，對(duì)成礦作用影響不大.褶皺構(gòu)造主要發(fā)育在測(cè)區(qū)南部袁家溝和嵐崮山一帶.

袁家溝同心環(huán)狀向斜核部位于袁家溝，向斜呈同心環(huán)狀，由外及里地層由老至新，依次為震旦系南芬組、橋頭組、長(zhǎng)嶺子組、南關(guān)嶺組和甘井子組，構(gòu)成向斜西、北、東三翼；核部為寒武系，向斜向南撒開(kāi).

嵐崮山向斜位于袁家溝向斜東部，兩者相距15 km，該向斜為近同心園狀，向斜四周翼部地層為震旦系南芬組，中心為橋頭組砂巖.50號(hào)金伯利巖管產(chǎn)于該向斜之中?遼寧省礦產(chǎn)勘查院.遼寧省瓦房店市金剛石原生礦普查報(bào)告.2009..

2 瓦房店地區(qū)金伯利巖特征

2.1 金伯利巖區(qū)域地質(zhì)概況及空間展布特征

金伯利巖分布在普蘭店市以北，松樹(shù)鎮(zhèn)以南，瓦房店市以西，長(zhǎng)興島以東地區(qū)，大地構(gòu)造位置屬膠遼臺(tái)隆復(fù)州臺(tái)陷復(fù)州-大連凹陷，區(qū)內(nèi)地層主要為中、新元古界和古生界，主要巖管產(chǎn)生部位為上元古界地層?遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局.遼寧省區(qū)域礦產(chǎn)總結(jié).2006..

瓦房店地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的金伯利巖以巖脈為主，由22個(gè)巖管和111個(gè)金伯利巖體組成，巖管大約占巖體總數(shù)的1/5.區(qū)內(nèi)主要金剛石原生礦床有3處，即30號(hào)巖管、42號(hào)巖管和由50、51、68、74號(hào)巖管共同組成的礦區(qū)（后4個(gè)巖管組成的礦區(qū)以下簡(jiǎn)稱頭道溝礦區(qū)，其中50號(hào)巖管為主要巖管），空間上有成群成帶展布特點(diǎn)，呈3條金伯利巖成礦帶（見(jiàn)圖1）［1］.Ⅰ礦帶金伯利巖體較多，由13個(gè)巖管和62條巖脈組成.其中30、42號(hào)巖管規(guī)模較大.Ⅱ礦帶金伯利巖體略少，主要集中分布在嵐崮山頭道溝地區(qū)，由6個(gè)巖管和23條巖脈組成，主要為50、51、68、74號(hào)巖管，其中50號(hào)巖管最大.該礦帶中金剛石品位較高，質(zhì)量好.Ⅲ礦帶金伯利巖體較少，由3個(gè)巖管和4條金伯利巖脈組成，均含礦，但尚未發(fā)現(xiàn)有工業(yè)意義的巖管?遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院.遼寧省瓦房店市金剛石原生礦普查報(bào)告.2009..

圖1 遼寧瓦房店地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Simplified geologic map of Wafangdian area,Liaoning Province

2.2 金伯利巖地質(zhì)特征?

金伯利巖體形態(tài)有管狀和脈狀2類，脈狀金伯利巖體主要受北東東向、近東西向密集節(jié)理帶及破碎帶和斷層控制，脈長(zhǎng)一般60～1000 m，寬0.2～0.7 m，最寬可達(dá)14 m，成為膨大體，脈間互相平行，產(chǎn)狀穩(wěn)定，一般傾向南東，傾角70～80°.管狀金伯利巖有橢圓狀、枝形狀、舌狀和不規(guī)則狀，長(zhǎng)軸多為北東東至近東西向.其形態(tài)變化與圍巖性質(zhì)和控礦構(gòu)造有關(guān).

本區(qū)巖石類型主要為斑狀金伯利巖、含圍巖角礫金伯利巖和金伯利角礫巖.金伯利巖主要造巖礦物有橄欖石、金云母，副礦物有金剛石、鎂鋁榴石、鉻尖晶石、鈦鐵礦等.蝕變礦物有金云母、蛇紋石、方解石等.金剛石指示礦物為含鉻鎂鋁榴石和鉻鐵礦.區(qū)內(nèi)主要蝕變?yōu)樯呒y石化、金云母化、碳酸巖化、滑石化、硅化、褐鐵礦化和土化等.

對(duì)金伯利巖角礫成分及巖管形態(tài)等形成機(jī)制的研究表明，瓦房店地區(qū)的金伯利巖管具有明顯的火山爆發(fā)形成特點(diǎn)，反映爆破型成因，具有空間大的特點(diǎn)，是形成隱伏巖體的必然條件.

2.3 金伯利巖地球物理特征

金伯利巖中含有磁性礦物（磁鐵礦、鉻鐵礦等），因此具有中弱磁性，其場(chǎng)值規(guī)模與巖體大小有關(guān).脈狀巖體一般無(wú)異常反映，管狀巖體則為低緩的孤立異常.如果圍巖與金伯利巖具一定磁性差，則普查可獲得明顯找礦效果.電法異常為低阻正交點(diǎn)，而且分離帶寬PAS和PBS曲線投值點(diǎn)位置與巖管邊界基本對(duì)應(yīng).

2.4 金伯利巖地球化學(xué)特征?

金伯利巖巖石化學(xué)成分為：SiO234%左右，K2O＞Na2O，Al2O3＞（K2O+Na2O）.在金伯利巖分布區(qū)，Ni、Cr、Co、V、Ti、Nb、Zr、TR、Sc、Sr、Ba等元素含量較高，可作為普查金伯利巖的指示元素。

3 瓦房店地區(qū)袁家溝異常區(qū)特征?

3.1 地質(zhì)特征

袁家溝異常區(qū)內(nèi)出露地層主要為震旦系，少量寒武系分布在區(qū)內(nèi)的中部.地層由老至新為震旦系長(zhǎng)嶺子組（Zc）灰白—灰綠色頁(yè)巖，粉砂質(zhì)頁(yè)巖及粉砂巖；南關(guān)嶺組（Zn）灰色、黃綠色含鐵質(zhì)砂質(zhì)泥晶灰?guī)r，灰—深灰色粉晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、疊層石灰?guī)r，灰色、黃綠色泥晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r；甘井子組（Zg）灰色粉晶白云巖、含砂屑礫屑疊層石白云巖、紋石藻白云巖、燧石條帶砂屑灰質(zhì)白云巖，淺灰色殘余礫屑白云巖、藻團(tuán)狀白云巖.寒武系堿廠組（Cj）灰色細(xì)晶質(zhì)白云巖，粗晶薄層灰?guī)r；饅頭組（Cm）黃綠色長(zhǎng)石砂巖，頁(yè)巖及白云質(zhì)灰?guī)r.

袁家溝異常位于袁家溝同心環(huán)狀向斜核部.向斜呈同心環(huán)狀，西、北、東三翼由長(zhǎng)嶺子組和南關(guān)嶺組一段、二段形成的環(huán)形山脊構(gòu)成，南側(cè)為撒開(kāi)傾未端，同時(shí)也是袁家溝同心環(huán)狀向斜的北翼.向斜直徑約2～3 km，三翼地層產(chǎn)狀較緩，一般5～20°之間.袁家溝異常區(qū)發(fā)現(xiàn)有角礫巖存在，推斷為隱爆角礫巖，具有明顯的火山爆發(fā)形成特點(diǎn)，是形成隱伏金伯利巖體的必然條件.

3.2 遙感影像特征

金伯利巖群通常具有環(huán)形影像，金伯利巖體在黑白航片上呈暗灰色—深灰色色調(diào)，巖管呈斑塊狀或斑狀影紋，巖脈呈條帶狀影紋［2］.

本區(qū)利用TM遙感數(shù)據(jù)合成的假彩色圖像間接反映了50號(hào)等巖管的位置.圖2中環(huán)狀影像即為頭道溝礦區(qū)，中間的小環(huán)為51、68、74號(hào)3個(gè)巖管位置，50號(hào)巖管位于環(huán)狀影像邊部的小環(huán)內(nèi).圖3中環(huán)狀影像即為袁家溝異常區(qū)，可以看出本區(qū)影像特征與頭道溝礦區(qū)有相似的環(huán)狀影像［1］.

3.3 物探異常特征

對(duì)袁家溝遙感和化探異常開(kāi)展物探1/1萬(wàn)高精度磁測(cè)工作，按40 nT和60 nT圈定磁異常內(nèi)外帶，其中達(dá)到60 nT的較大磁異常3個(gè)，單個(gè)異常規(guī)模（100×20）～（200×350）m2，異常均分布于黃土掩蓋的負(fù)地貌上，下伏地層為南關(guān)嶺組灰?guī)r（震旦系屬無(wú)磁性地層），產(chǎn)狀接近水平.而金伯利巖中含有一些磁性礦物（磁鐵礦，鉻鐵礦等）具有中弱磁性?遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局.遼寧省區(qū)域礦產(chǎn)總結(jié).2006.，金伯利角礫巖中鐵磁性礦物含量最低，僅能引起數(shù)十nT的正磁異常?彭聰，孫德梅.借助人機(jī)交互解釋系統(tǒng)研究山東、遼寧金伯利巖重、磁場(chǎng)特征.1994.，隱伏金伯利巖體具有低緩磁異常特征［3］.據(jù)此推測(cè)本區(qū)引起磁異常的地質(zhì)體應(yīng)為隱伏金伯利巖體.

根據(jù)大地層析測(cè)深解譯推斷，本區(qū)有3條走向北東65～70°的隱伏斷裂，斷裂長(zhǎng)度大于100 m，寬5～10 m，且北東走向的布格重力異常等值線在該處明顯出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎現(xiàn)象，說(shuō)明該北東向斷裂帶具有一定的切割深度［1］.而金伯利巖體恰與北東向斷裂有關(guān)，特別是斷裂交匯處最有利于金伯利巖形成，說(shuō)明本區(qū)極有可能存在隱伏金伯利巖體.

3.4 化探異常特征

通過(guò)對(duì)袁家溝異常區(qū)開(kāi)展1/5萬(wàn)的化探水系沉積物測(cè)量，圈出2個(gè)Cr、Nb和1個(gè)K/Na異常，位置與物探異常一致.異常區(qū)地層為震旦系南關(guān)嶺組深灰色泥晶泥質(zhì)灰?guī)r.該異常區(qū)異常元素含量是Cr平均值67.6×10－6，最高值72.3×10－6，最低59.3×10－6，異常形態(tài)近橢圓形、圓形，走向北東；Nb平均值17.3×10－6，最高值18.8×10－6，最低15.7×10－6，異常形態(tài)近圓形；K/Na平均比值6.2，最高值9.8，最低4.3，異常形態(tài)近圓形、橢圓形，北東向展布.

金伯利巖中微量元素Cr、Ni、Co含量高于鎂鐵質(zhì)巖而低于超鎂鐵巖，Nb、Ti、Ba、As、U、Th含量高于鎂鐵質(zhì)巖和超鎂鐵巖.上述諸元素，在外營(yíng)力作用下，形成高含量的分散暈（流）異常，可以作為預(yù)測(cè)和找礦標(biāo)志［2］.

3.5 重砂異常特征

對(duì)新發(fā)現(xiàn)的物化探異常開(kāi)展了重砂采樣測(cè)試，其中自然重砂2個(gè)，人工重砂1個(gè).經(jīng)鑒定樣品中含有較多與金伯利巖有關(guān)的重礦物.人工重中含有金紅石、鋯石、榍石和石榴石4種副礦物.自然重砂中含有榍石、金紅石、鈦鐵礦、磷灰石和鋯石5種重礦物.

4 找礦前景分析

袁家溝異常區(qū)根據(jù)遙感影像和化探異常確定，其地質(zhì)特征、遙感影像特征、物探異常特征、化探異常特征和重砂金伯利巖副礦物特征與瓦房店地區(qū)頭道溝礦區(qū)50、51、68、74號(hào)金伯利巖管十分相像，二者地、物、化、遙特征綜合分析對(duì)比見(jiàn)表1.

表1 袁家溝異常區(qū)與頭道溝礦區(qū)特征對(duì)比Table1 Comparison of characteristics between the Yuanjiagou anomalous area and Toudaogou orefield

綜合分析袁家溝地區(qū)找礦前景，結(jié)論如下.

（1）在異常區(qū)發(fā)現(xiàn)角礫成分為南關(guān)嶺組灰?guī)r的隱爆角礫巖，具有明顯的火山爆發(fā)形成特點(diǎn)，是形成隱伏金伯利巖體的必然條件.

（2）通過(guò)地面高精度磁測(cè)，發(fā)現(xiàn)有低緩磁異常，區(qū)內(nèi)未見(jiàn)能引起磁異常的巖體或地層.推測(cè)本區(qū)引起磁異常的地質(zhì)體應(yīng)為隱伏金伯利巖體.

（3）物探推斷有北東向隱伏斷裂存在，且具有一定的切割深度，而金伯利巖體恰與北東向斷裂有關(guān)，斷裂交匯處最有利于金伯利巖形成，說(shuō)明本區(qū)極有可能存在隱伏金伯利巖體.

致謝：本文在成文過(guò)程中得到遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局付海濤、遼寧省礦產(chǎn)勘查院王長(zhǎng)青兩位教授級(jí)高級(jí)工程師的大力幫助和悉心指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝.

［1］付海濤.遼寧省瓦房店地區(qū)金剛石原生礦找礦信息研究［J］.地質(zhì)找礦論叢，2005，20（4）:1—8.

［2］潘玉玲，等.金剛石原生礦預(yù)測(cè)的六準(zhǔn)則［J］.地質(zhì)科技情報(bào)，1993，12（增刊）:81—84.

［3］劉世義.遼南金伯利巖的磁異常特征［J］.地質(zhì)科技情報(bào)，1993，12（增刊）:14—20.

Abstract：The characteristics of geology,remote sensing,geophysical and geochemical anomalies,and accessory minerals of kimberlite in Yuanjiagou,Wafangdian,Southern Liaoning Province are similar to those of Toudaogou area,which is a well known diamond ore field nearby.Particularly,the new metallogenic concept of kimberlite dike breaks through the traditional theory of kimberlite pipe.The new understanding on the origin and occurrence of diamond expands the potential for hidden ores.Study on the metallogenic laws of the Yuanjiagou area shows a great prospect for primary diamond deposit.

Key words：diamond;primary ore;prospect;Yuanjiagou;Southern Liaoning Province

PROSPECT FOR PRIMARY DIAMOND ORE IN YUANJIAGOU AREA OF SOUTHERN LIAONING PROVINCE

LI Yue-xin
（Liaoning Institute of Mineral Resources Survey,Shenyang 110031,China）

1671-1947（2010）06-0119-05

P619.24

A

2010－04－15；

2010-05-16.李蘭英編輯.

?種瑞元，等.巖石分類命名與鑒定.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局.1984.

?遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院.遼寧省瓦房店市金剛石原生礦普查報(bào)告.2009.

李月新(1960—)，女，地質(zhì)高級(jí)工程師，1983年畢業(yè)于長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及礦產(chǎn)普查專業(yè)，現(xiàn)從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查項(xiàng)目管理工作，通信地址沈陽(yáng)市皇姑區(qū)寧山中路42號(hào)羽豐大廈，E-mai//lnsydkjlyx@163.com