臨沂中北部地區(qū)脈石英成礦特征及找礦方向

高繼輝，歐陽友和，王言偉（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊，山東 濟(jì)南 250100）

臨沂中北部地區(qū)脈石英成礦特征及找礦方向

高繼輝，歐陽友和，王言偉
（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊，山東 濟(jì)南 250100）

【摘 要】臨沂中北部地區(qū)脈石英礦床一般成因為低溫?zé)嵋盒偷V床，主要發(fā)育在區(qū)內(nèi)傲徠山序列及泰山序列侵入巖范圍內(nèi)，區(qū)內(nèi)較大的脈石英均發(fā)育于斷層附近，物質(zhì)主要來源是巖漿和混合巖化作用。通過踏勘及對區(qū)內(nèi)地層、控礦構(gòu)造、侵入巖、礦體特征和礦石質(zhì)量的分析論述，認(rèn)為區(qū)內(nèi)具有較好的找礦遠(yuǎn)景。

【關(guān)鍵詞】脈石英；成礦特征；臨沂

近年來，我國石英玻璃、多晶硅對高純石英的需求量迅速增長，高純石英是制造先進(jìn)單晶硅和多晶硅太陽能電池、高溫?zé)艄?、光伏電池、半?dǎo)體硅片、石英玻璃的關(guān)鍵資源[1]，在高科技產(chǎn)業(yè)市場潛力巨大，隨著全球高技術(shù)新材料產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，其需求量將持續(xù)增長。脈石英是制取高純石英的原料，是一種不可多得、引人注目的重要非金屬礦產(chǎn)資源。通過對臨沂中北部地區(qū)脈石英礦踏勘、找礦，發(fā)現(xiàn)該區(qū)脈石英分布較廣泛，具有較好的成礦地質(zhì)條件。

1　成礦地質(zhì)背景

1.1地質(zhì)構(gòu)造單元

研究區(qū)位于華北板塊(Ⅰ)魯西隆起區(qū)(Ⅱ)的魯中隆起(Ⅲ)和沂沭斷裂帶(Ⅲ)中，西自馬牧池斷隆中東部，東至汞丹山斷隆，期間包括孟良崮凸起、馬牧池凸起、沂山凸起、沂水凸起、大盛—馬站凹陷、蘇村凹陷和汞丹山凸起[2]。地層出露較全，構(gòu)造發(fā)育，巖漿巖侵入頻繁。

1.2地層

區(qū)內(nèi)地層出露全，發(fā)育地層由老至新可分為新太古代泰山巖群、新元古代土門群、古生代地層、中生代青山群大盛群、新近系及第四系(見圖1)。

區(qū)內(nèi)新太古代泰山巖群，自下而上分為雁翎關(guān)組、山草峪組和柳杭組，巖性分別為石英巖、斜長角閃巖、變質(zhì)科馬提巖、鐵英巖綠巖、黑云變粒巖、角閃變粒巖綠巖、角閃變粒巖[3]。

1.3構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，按其走向為北北東向，發(fā)育有北北西向、近南北向和近東西向次級斷裂。

北北東向斷裂：主要為沂沭斷裂帶，是山東最主要的深斷裂帶，主要由4條主干斷裂組成。自東向西為：昌邑—大店斷裂、安丘—莒縣斷裂、沂水—湯頭斷裂、鄌郚—葛溝斷裂。4條斷裂切割形成中間地壘兩側(cè)地塹的“兩塹夾一壘”的構(gòu)造格局。斷裂帶內(nèi)發(fā)育韌性剪切構(gòu)造、推覆構(gòu)造。主干斷裂常被NNW向斷裂錯斷，在平面上呈折線狀或羽狀。

研究區(qū)主要位于沂水—湯頭斷裂以西地區(qū)，北西向大型韌性變形構(gòu)造形成的掀斜式盆地中。

北北西向斷裂：位于沂沭斷裂帶以西，主要發(fā)育有馬牧池斷裂、崔家峪—姚店子斷裂、南垛莊—羊早斷裂等。該方向斷裂以張性正斷活動和張扭活動為主，后期充填的巖脈較發(fā)育，為研究區(qū)內(nèi)主要容礦構(gòu)造，為脈石英的產(chǎn)生提供了充足的運(yùn)移和形成空間。

近南北向斷裂及近東西向斷裂發(fā)育較少。

1.4巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖分布廣泛，形成時代自新太古代到中生代均有出現(xiàn)。以魯西地區(qū)新太古代巖漿巖為主，主要為新太古代(Ar3)晚期(γ13)傲徠山序列(超單元) (Ar3A)及新太古代(Ar3)早期(γ13)泰山序列(超單元) (Ar3T)。

圖1　臨沂中北部地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖

2　礦石特征

研究區(qū)脈石英礦體主要賦存于構(gòu)造裂隙內(nèi)。礦體呈不規(guī)則脈狀、透鏡狀、串珠狀。礦體一般走向為北北西，總體上與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，傾向南西，傾角50～70°。礦體沿走向延伸較長，一般＞100m，長者延伸可達(dá)1000m以上；寬度一般為1～5m，少數(shù)礦脈的膨脹部分厚度可達(dá)10m以上；沿傾向延伸一般＞50m。

研究區(qū)內(nèi)脈石英礦石均為致密塊狀，半透明至透明。主要礦物成分為石英，成自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主，新鮮面為乳白、灰白、無色，具貝殼狀斷口、油脂光澤(見圖2)。

本次踏勘工作分別對桃棵子、李家峪、張家莊子、胡同峪4處脈石英礦點(diǎn)進(jìn)行了撿塊取樣，并進(jìn)行了化學(xué)分析。分析結(jié)果見下表。由下表可見，本次研究所有脈石英礦體的礦石中SiO2平均含量為98.86%、Fe2O3含量為0.08%、Al2O3含量為0.53%，原礦石經(jīng)過水洗、酸洗，洗清石英中粘土及鐵薄等，可滿足冶金用硅質(zhì)原料的一般工業(yè)要求。經(jīng)過篩分、擦洗脫泥、搖床、脫泥—反浮選等提純工藝可提純獲得高純石英砂[4-5]。

3　礦床成因

脈石英礦床一般成因為低溫?zé)嵋盒偷V床，礦床形成溫度低于200℃。脈石英礦床的形成必須滿足兩個條件：①成礦物質(zhì)來源，即富Si熱液的供應(yīng)；②富Si熱液的運(yùn)移及成礦空間。富Si熱液主要來自深部的巖漿分異或區(qū)域變質(zhì)熱液演化過程，富Si熱液的運(yùn)移及成礦空間主要是層理、節(jié)理、斷裂等裂隙[6]。

脈石英形成過程：富SiO2的熱液延裂隙運(yùn)移、就位，并在裂縫中充填形成脈石英礦體，形態(tài)簡單，分異程度高，礦石相對富集；脈石英礦體形態(tài)多與容礦空間的形態(tài)一致，呈不規(guī)則狀，不含或者少含圍巖捕擄體。

區(qū)內(nèi)脈石英礦床主要產(chǎn)出于新太古代(Ar3)晚期(γ13)傲徠山序列(Ar3A)侵入巖及新太古代(Ar3)早期(γ13)泰山序列(Ar3T)侵入巖內(nèi)，其分布位置不同表現(xiàn)的礦床也不同。

3.1新太古代晚期傲徠山序列侵入巖

傲徠山序列為細(xì)—中粒二長花崗巖、含黑云二長花崗巖，局部具有弱片麻狀構(gòu)造。該序列與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，其內(nèi)巖體及巖體內(nèi)各單元的展布方向與巖漿巖帶的展布方向一致，且多發(fā)育于斷裂一側(cè)或附近，屬殼源重溶型花崗巖類[7]。

沂水縣崔家峪鎮(zhèn)胡同峪地區(qū)脈石英(見圖3)產(chǎn)出于傲徠山序列侵入巖，其主要表現(xiàn)為熱液沿構(gòu)造裂隙及斷層侵入，并富集成石英脈。該地區(qū)共發(fā)現(xiàn)三條較大的石英脈，脈體長＞600m，寬約5～10m，總體走向326゜，規(guī)模較大。

脈石英物質(zhì)主要來源是巖漿，是在巖漿活動的晚期或侵入體冷凝的最后階段，殘留的富SiO2巖漿侵入附近的圍巖或早期冷凝的侵入體中，受區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動的影響，張性斷裂為富SiO2巖漿的侵入活動提供了通道和空間，最終冷凝成礦。

圖3　沂水縣崔家峪鎮(zhèn)胡同峪地區(qū)脈石英

3.2新太古代早期泰山序列侵入巖

泰山序列為片麻狀及條帶狀黑云花崗閃長巖、斜長角閃巖、黑云英云閃長巖，并有混合巖化，呈明顯的帶狀展布。巖體的延伸方向與區(qū)域的構(gòu)造線方向一致，為一套中酸性—酸性侵入巖組合，其經(jīng)歷多次變質(zhì)變形作用改造[7]。

沂南縣岸堤鎮(zhèn)蘆山頭地區(qū)脈石英(見圖4)主要產(chǎn)于泰山序列侵入巖，脈體似層狀產(chǎn)出，厚度一般不大，約0.2～0.6m，近水平，規(guī)模較小。此地多見民采采坑，部分已回填，據(jù)村民介紹坑內(nèi)多見水晶，直徑約10cm，長約20～30cm，均銷往東海。

圖4　沂南縣岸堤鎮(zhèn)蘆山頭地區(qū)脈石英

脈石英物質(zhì)主要來源為新太古代早期巖漿活動，熔(溶)融隨巖漿侵入泰山巖群形成泰山序列侵入巖，并具有混合巖化作用，在巖漿活動及變質(zhì)分異作用下，產(chǎn)生富含SiO2熱液，熱液沿構(gòu)造裂隙及巖層層面富集形成脈石英，另在混合巖化過程中亦有脈石英形成，其脈體一般較小，與圍巖“條帶”走向一致。

4　找礦標(biāo)志及找礦方向

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)脈石英的成因及特征，結(jié)合野外踏勘資料，總結(jié)本區(qū)內(nèi)脈石英的主要找礦標(biāo)志及方向如下。

(1)圍巖特征：脈石英主要發(fā)育在區(qū)內(nèi)傲徠山序列及泰山序列侵入巖范圍內(nèi)，為脈石英找礦的大體分布范圍。

(2)構(gòu)造特征：區(qū)內(nèi)較大的脈石英均發(fā)育于斷層附近，斷層為找礦的有利標(biāo)志，特別是沂水—湯頭斷裂以西，北北西向斷裂構(gòu)造部位為成礦的有利部位。

(3)野外特征：臨沂中北部脈石英發(fā)育地區(qū)，地形起伏較大，一般為低山—丘陵微地貌，其石英碎石及殘坡積物中石英的滾石較多，且其來源一般都是近源，也是野外找礦最直接的標(biāo)志。

(4)區(qū)域分布特征：經(jīng)初步調(diào)查及分析研究區(qū)，脈石英主要分布范圍在沂水北部馬站、蒙陰南部的垛莊、沂南西北部岸堤、沂水西部崔家峪一帶。

通過本次踏勘，臨沂中北部地區(qū)具有較好的脈石英成礦地質(zhì)背景及條件，已發(fā)現(xiàn)的脈石英質(zhì)量優(yōu)良，具有較好的利用價值，區(qū)內(nèi)具有較好的找礦遠(yuǎn)景。

【參考文獻(xiàn)】

[1]汪靈,李彩俠,王艷,等.我國高純石英加工技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展建議[J].礦物巖石,2011(4):110-114.

[2]張增奇,張成基,王世進(jìn),等.山東省地層侵入巖構(gòu)造單元劃分對比意見[J].山東國土資源,2014,30(3):19-22.

[3]張增奇,劉明渭,宋志勇,等.山東省巖石地層[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1996.

[4]茆令文,谷翠紅,吳建新,等.脈石英替代水晶生產(chǎn)高純石英砂試驗研究[J].建材世界,2010(1):1-4.

[5]袁學(xué)友,吳小文,杜高翔,等.脈石英礦制備高純石英砂工藝的試驗研究[J].中國粉體技術(shù),2013(1):52-57.

[6]謝朝永,韓江偉,巴燕,等.河南省欒川縣脈石英礦特征及找礦遠(yuǎn)景[J].化工礦產(chǎn)地質(zhì),2011(3):161-165.

[7]山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院.山東省區(qū)域地質(zhì)[M].濟(jì)南.山東省地圖出版社,2003.

Metallogenic Features and Prospecting Direction of Vein Quartz in North-central Area of Linyi City

GAO Ji-hui, OUYANG You-he, WANG Yan-wei
(Shangdong Team of Geological Survey Center of China Building Materials Industry, Jinan 250100, China)

Abstract:The genetic type of this vein quartz ore deposit generally belongs to the low temperature hydrothermal one. It mainly generates within the instrusive rocks in this region,which names Aolai mountain and Taishan sequences. The larger quartz vein locals near a fault and the main material comes from magma and migmatization. From the study of reconnaissance and the strata, ore-controlling structure, instrusive rocks, features of deposite and ananlysis of ore quality, the authors think that the ore prospects are good.

Key words:vein quartz; geological characteristics; Linyi

【收稿日期】2015-06-11

【基金項目】山東省臨沂中北部地區(qū)脈石英礦資源調(diào)查評價(編號：12120114004201)。

【中圖分類號】P619.233

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1007-9386(2015)06-0035-03