二論蒙陰地區(qū)金剛石原生礦的形成時代

楊斌，陳文韜，馬祥縣，唐璐璐，羅文強

(山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與資源利用重點實驗室，山東 濟南　250013)

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地質(zhì)與礦產(chǎn)

二論蒙陰地區(qū)金剛石原生礦的形成時代

楊斌，陳文韜，馬祥縣，唐璐璐，羅文強

(山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與資源利用重點實驗室，山東 濟南250013)

目前不少學(xué)者認為，蒙陰地區(qū)金剛石原生礦形成于加里東期。然而這一觀點，與依據(jù)多年來野外工作取得的實際資料所給出的結(jié)論不符。加里東期魯西地區(qū)NW向斷裂還不存在，NNE走向的上五井?dāng)嗔迅粫嬖冢@些晚于加里東的斷裂不可能是金伯利巖儲存的場所。大量金伯利巖巖脈、巖管的展布特點，巖體的完好程度，以及它們與上述斷裂的相互關(guān)系，和金伯利巖切穿輝綠巖、斜長煌斑巖、正長斑巖等，都說明了金剛石原生礦的形成時代不是在加里東期，而是在中生代后期。

金伯利巖巖脈、巖管；形成時代；金剛石；山東蒙陰

對蒙陰地區(qū)金伯利巖的形成時代，一些在該地區(qū)從事勘查和科研的學(xué)者，提出了一些不同、相似或相同的意見[1-2]。20世紀(jì)80年代中英合作隊對蒙陰地區(qū)金剛石原生礦進行研究，利用先進的同位素測年技術(shù)，對常馬礦帶的紅旗1號、勝利1號、勝利2號礦體的云母、鈣鈦礦、云母單礦物測試，獲得同位素年齡值為484～474Ma[3]。結(jié)合西峪礦帶的金伯利巖侵入的最高層位是奧陶紀(jì)馬家溝群。目前一致認為金剛石原生礦的形成時代為加里東期。這與多年來野外工作取得的實際資料所給出的結(jié)論不符，對此，筆者始終不解。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

山東金剛石原生礦產(chǎn)于蒙陰縣境內(nèi)華北地臺東南緣的魯西隆起區(qū)中部。魯西隆起為由早前寒武紀(jì)結(jié)晶基底及新元古代蓋層組成的剛性地塊，由一系列凸起和凹陷構(gòu)成[4-5]。

蒙陰金伯利巖居于沂沭斷裂帶西側(cè)40～70 km，其形成與之有著密切關(guān)系。沂沭斷裂帶結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模巨大、切割深度達上地幔，控制了魯西、魯東地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展與演化。

魯西隆起區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，可分為EW向、SN向、NW向和NE向4組，其中以NW向和NE向最為發(fā)育。NW向斷裂是一組古生代活動較弱，而中生代活動強烈的基底斷裂，通常是凸起與凹陷的邊界，而且控制凸起與凹陷的發(fā)生與發(fā)展。

蒙陰金伯利巖賦存在蒙山凸起和金星頭凹陷中。NE向斷裂走向變化較大，從25°到60°，其中NEE向斷裂往往與NW向斷裂相交。蒙陰常馬莊金剛石原生礦帶產(chǎn)在NE向的上五井-臨澗斷裂帶中。目前所知，只有分布于魯西地區(qū)的加里東期金伯利巖與金剛石礦床具有極為密切的關(guān)系。蒙陰金伯利巖帶位于幔隆與幔拗相交的斜坡部分，并偏向于幔拗區(qū)[6，7]。蒙陰金伯利巖帶位于魯西重低磁高區(qū)。

2　金伯利巖的巖體特征

2.1金伯利巖巖體形態(tài)

蒙陰地區(qū)發(fā)現(xiàn)的金伯利巖巖體產(chǎn)出形態(tài)有巖脈、巖管、巖床3種，其中以巖脈居多[4,8-10]。

蒙陰地區(qū)絕大多數(shù)金伯利巖脈賦存在NNE向壓扭性節(jié)理、裂隙或規(guī)模較小的破碎帶中。巖脈長度一般為300～800m，最長者在1 000m以上；巖脈厚度為幾厘米到3.35 m，一般中間厚(0.2～0.6m)。巖脈走向多為NNE向，個別NW向，傾角一般在85°左右。在垂向上呈上寬下窄的扇形。每條(組)金伯利巖脈多由幾條至20余條小巖脈組成；小巖脈的長度從幾米、幾十米到百米；最長者可達400 m，最短的只有幾厘米。

金伯利巖巖管在地表呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形狀。巖管在平面上的長軸方向主要有NNE，NW，NWW，NEE 4個方向；長40～260m，寬10～60 m。①NNE向巖管傾向不穩(wěn)定，傾角80°～85°，向下收縮，到一定深度變成巖脈。此方向巖管一般規(guī)模較小。②NW向巖管傾向SW或NE，傾角近于90°，延深到一定深度后逐漸歸并到NNE向巖管中。規(guī)模一般較大。③NEE向與NWW向巖管傾向N或S，傾角65°～85°。該方向巖管規(guī)模中等，到一定深度后也歸并到NNE向巖管中。

藥后15 d，30 g/L甲基二磺隆4個劑量處理及對照藥劑（CK）對野燕麥的株防效分別為83.73%，88.39%，92.86%，96.11%，87.61%；對雀麥的株防效分別為84.53%，89.77%，91.83%，93.90%，92.71%（表2）。

金伯利巖巖床一般產(chǎn)于沉積蓋層地區(qū)，其產(chǎn)狀與巖層層理基本一致。此類巖體規(guī)模較小，出露地表者僅有紅旗23號。

2.2金伯利巖巖體產(chǎn)狀及規(guī)模

已發(fā)現(xiàn)的蒙陰常馬莊、西峪和坡里3個金伯利巖帶，總體走向為55°左右；全長約50 km，寬15km。3個巖帶由南向北逐漸向東偏轉(zhuǎn)；從平面上看有向北撒開、向南收斂之勢。其方向性、等距性及側(cè)列式展布規(guī)律比較明顯[4,11-12]。蒙陰地區(qū)發(fā)現(xiàn)的3個金伯利巖帶共有巖管10個，巖脈47條(組)，巖床1個。

常馬莊金伯利巖帶位于蒙陰縣城西南約13 km的聯(lián)城鄉(xiāng)常馬莊之西，該巖帶由8組巖脈和2個巖管組成。總體走向(展布方向)345°，長約14 km，寬2.5 km。各巖脈之間呈右列式排列，走向150°～350°，與巖帶總體走向構(gòu)成30°～50°的夾角。巖帶中部巖體分布比較集中，在王村有2個巖管產(chǎn)出(勝利1號大、小巖管)；向南、北兩端巖脈分布變稀。

西峪巖帶位于蒙陰縣城西北約12 km的高幫鎮(zhèn)西峪村。該巖帶按巖脈展布方向可分NNE向巖帶和NW向巖帶2部分。NNE向巖帶位于新泰-垛莊斷裂與銅冶店-孫祖斷裂之間，巖帶長12 km，寬0.5～1.0 km，由10組巖脈和8個巖管組成，總體走向15°左右。巖脈斷續(xù)分布在2條互相平行的NNE向斷裂內(nèi)，其走向基本與巖帶走向一致。巖管則集中分布在巖帶中部的西峪村附近，稱“兩峪巖管群”。NW向巖帶位于新泰-垛莊斷裂主斷面的南側(cè)，總體走向300°左右，斷裂長4.5 km，寬100m；由一個巖床，4條巖脈組成。巖脈走向與巖帶一致；巖床產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀基本一致。西峪巖管群地表由8個巖管組成，向下逐漸合并收攏。

坡里巖帶位于蒙陰縣城東北約30 km岱崮鎮(zhèn)的野店坡里—金星頭一帶，長約18 km，寬0.5 km，巖帶總走向35°～40°。由25條巖脈組成，單脈之間呈平行側(cè)列式斷續(xù)分布，單脈與巖帶方向基本一致。

2.3金伯利巖體含礦性

金伯利巖中金剛石的含礦性，決定于金剛石晶出時所處的物理、化學(xué)條件和金伯利巖巖漿攜帶其上升、爆發(fā)、侵位的保存環(huán)境，影響因素較多，十分復(fù)雜[4]。蒙陰地區(qū)發(fā)現(xiàn)的58個巖體中，含礦巖體43個，占發(fā)現(xiàn)巖體總數(shù)的74.14%；達到工業(yè)品位的巖體25個，占發(fā)現(xiàn)巖體總數(shù)的43.1%。不同巖帶中的金伯利巖巖體含礦性不同，蒙陰地區(qū)3個巖帶相比，常馬莊巖帶含礦性最好，發(fā)現(xiàn)巖體9個，均含礦，8個達到工業(yè)品位；西峪巖帶含礦性次之，發(fā)現(xiàn)巖體24個，均含礦，17個達到工業(yè)品位；坡里巖帶含礦性較差，發(fā)現(xiàn)巖體25個，10個巖體含礦，均達不到工業(yè)品位。不同產(chǎn)狀的金伯利巖巖體含礦性不同，蒙陰地區(qū)發(fā)現(xiàn)的10個金伯利巖管和1個巖床含金剛石均在工業(yè)品位之上；47條金伯利巖脈中只有14條達到工業(yè)品位。不夠工業(yè)品位的金伯利巖脈中，常馬莊巖帶1條，西峪巖帶7條，坡里巖帶25條。坡里地區(qū)金伯利巖脈含金剛石甚微，而且有的巖脈勘探時未選獲到金剛石。

3　金剛石原生礦形成時代的討論

3.1斷裂構(gòu)造發(fā)育關(guān)系證據(jù)

大量研究資料證實，加里東期，整個山東大地和華北準(zhǔn)地臺一塊被廣布的奧陶系所覆蓋，魯西地區(qū)的銅冶店-蔡莊斷裂、新泰-垛莊斷裂、蒙山斷裂還沒出現(xiàn)，直到中生代時期，由于發(fā)生了強烈的斷塊升降運動，才產(chǎn)生了由以上3條NW向斷裂控制的萊蕪盆地、新泰-蒙陰盆地和平邑盆地。NNE向且切錯沂源盆地內(nèi)石炭系上五井?dāng)嗔?，更不會存在。那么，形成于加里東期金伯利巖絕對不會儲存于上述斷裂之中，這是誰都明白的道理。然而，蒙陰地區(qū)，無論是分布在坡里礦帶上還是西峪礦帶和常馬礦帶上的數(shù)十條金伯利巖脈體，都呈NNE向延展，沒有一條例外。有人會提出NNE向斷裂可能是繼承性的，它在加里東前就已有初形。即便這無依據(jù)的推測成立，那么經(jīng)中生代強烈的構(gòu)造作用，充填在內(nèi)的金伯利巖理應(yīng)遭受破壞或變形。然而現(xiàn)在人們所看到的所有巖脈，不論是分布在基底片麻巖中的還是分布在奧陶紀(jì)灰?guī)r中的，都無發(fā)生形變或破壞。

分布在新泰-垛莊斷裂北側(cè)(下盤)的西峪礦田中7個金伯利巖巖管組成的巖管群，經(jīng)詳細勘探證實，隨著深度的增加，巖管群逐漸收縮、歸并，到600m，都被歸入到NNE向斷裂內(nèi)。這確鑿的實際地質(zhì)成果，充分證明NNE向斷裂具有導(dǎo)礦作用。它清楚表明金伯利巖巖漿沿著斷裂上升，當(dāng)?shù)竭_離地表一定深度時，壓力大減，巖漿沖破不同方向的薄弱帶，形成了軸向各異的金伯利巖巖管群。該地區(qū)NNE向斷裂是上五井?dāng)嗔训哪涎硬糠帧?/p>

3.2金伯利巖巖體特征證據(jù)

再來看蒙陰地區(qū)金剛石原生礦3個礦帶，北邊的坡里礦帶在銅冶店-蔡莊斷裂北側(cè)(下盤)，西峪礦帶在新泰-垛莊斷裂兩側(cè)，常馬礦帶在蒙山斷裂北側(cè)(下盤)。經(jīng)過多次普查找礦，在這3條斷裂帶內(nèi)，至今沒找到一個金伯利巖巖體，也沒找見一塊金伯利巖角礫，這似乎順理成章的證明了金伯利巖形成要早于斷裂。然而下面金伯利巖的實際現(xiàn)況，就不難得出與此相佐的結(jié)論。

坡里礦帶有數(shù)十條長短不一、寬窄不等的金伯利巖巖脈，無巖管，圍巖是寒武—奧陶紀(jì)灰?guī)r，不少脈寬僅幾厘米，充填在灰?guī)r節(jié)理裂隙內(nèi)。這么如此細小脈體，若是經(jīng)過強烈的中生代構(gòu)造活動，應(yīng)遭受破壞和變形，但它們完好無損。西峪礦帶有巖管和巖脈，且前者多于后者。不論分布在新泰-垛莊斷裂北側(cè)較遠的金伯利巖巖體，還是緊靠南側(cè)分布的金伯利巖巖體，均未遭受破壞，也未見到一個巖體被北西向斷裂切錯。勝利7號金伯利巖就分布在新泰—垛莊斷裂帶內(nèi)，并且沿奧陶紀(jì)灰?guī)r巖層延伸百米以上，也未變形，直到被古近紀(jì)官莊群礫巖覆蓋。常馬礦帶有兩個金伯利巖巖管和十來條NNE向巖脈，其中一條向南延伸到白馬關(guān)以南的平邑縣境。

紅旗1號金伯利巖脈，是1965年8月發(fā)現(xiàn)的我國第一個具有工業(yè)意義的金剛石原生礦礦體，也是常馬莊礦帶唯一勘探開采的金伯利巖巖脈。它在延深方向上呈舒緩波狀，傾向時左時右，但傾角始終在70°以上。筆者見到紅旗1號脈被NW走向的斷層阻擋而形成喇叭口狀現(xiàn)象(圖1)。

圖1　紅旗1號金伯利巖巖脈與NW向斷層關(guān)系示意圖

3.3金伯利巖巖體與其他脈巖穿插關(guān)系證據(jù)

上述實際資料足以說明金伯利巖形成晚于NW向斷裂而不是在它之前。從更廣大的視野來看也如此。蒙陰地區(qū)3個礦帶，SN斷續(xù)長65km，EW向?qū)?0km以上，在這650km2范圍內(nèi)，沒有找到一條經(jīng)中生代構(gòu)造活動而遭受破壞的金伯利巖巖體，這也并非偶然。在蒙陰常馬莊礦帶，紅旗1號金伯利巖巖脈切穿了中生代的輝綠巖(同位素年齡113Ma)，紅旗30號金伯利巖巖脈切穿了中生代的斜長煌斑巖和正長斑巖(圖2)。

圖2　探槽素描圖(據(jù)山東省蒙陰縣紅旗30號金剛石儲量報告，809隊，1970年)

4　結(jié)語

根據(jù)大量實際資料綜合分析，都說明蒙陰地區(qū)金剛石原生礦的形成時代不是加里東期，而是中生代后期。

并不否認那些金伯利巖中單礦物同位素年齡值的可靠性，但它畢竟不是判斷金伯利巖形成時代的直接證據(jù)。影響礦物年齡值的因素不少，它只能結(jié)合所見不同地質(zhì)體之間相互穿插、切割的先后關(guān)系加以利用，方能客觀可信。

[1]楊斌,馬祥縣,唐璐璐,等.山東省蒙陰地區(qū)金剛石原生礦形成

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The Second Discussion on the Age of Primary Diamond Ore-forming in Mengyin Area of Shandong Province

YANG Bin, CHEN Wentao, MA Xiangxian ,TANG Lulu, LUO Wenqiang

(Shandong Institute of Geological Sciences, Shandong Key Laboratory of Geological Processes and Resource Utilization in Metallic Minerals, Key Laboratory of the Ministry of Land and Resources of Gold Mineralization Process and Resource Utilization, Shandong Jinan 250013, China)

At present, many scholars believe that the age of primary diamond ore-forming is in Caledonian. However, this view is not accordance with the conclusion gained by field work. The fault with the trend of NW was not existed in Luxi area in Caledonian, and Shangwujing fault with the trend of NNE in western Shandong was not existed as well. The forming age of these faulst was later than Caledonian, so they can not be the storage space for the forming of kimberlite. The distribution characteristics of kimberlite vein or pipe, the soundness of kimberlite rock, the relation with the above mentioned faults, and the diabase, lamprophyre and syenite porphyry was cut through by kimberlite all showed that the ore-forming age of primary diamond was in the late Mesozoic, not in Caledonian.

Kimberlite vein; pipe; formation age; diamond; Mengyin in Shandong province

2015-12-11；

2016-01-11；編輯：王敏

國家自然科學(xué)基金項目(41272047)“魯西地區(qū)金剛石礫巖物源分析及沉積——構(gòu)造反演研究”資助

楊斌(1975—)，男，山東濟寧人，研究員，長期從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作；E-mail:yangbin71311@163.com

P619.2

A

楊斌，陳文韜，馬祥縣，等.二論蒙陰地區(qū)金剛石原生礦的形成時代[J].山東國土資源，2016,32(3)：38-41.YANG Bin, CHEN Wentao, MA Xiangxian. The Second Discussion on the Age of Primary Diamond Ore-forming in Mengyin Area of Shandong Province[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(3)：38-41.