遼寧瓦房店金剛石礦床50號巖管地質(zhì)特征及找礦預(yù)測

劉禮廣，吳大天

(1.遼寧省第六地質(zhì)大隊有限責(zé)任公司，大連 116200；2.中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，沈陽 110032)

0 引言

遼寧省是中國金剛石礦產(chǎn)大省，目前已在遼南瓦房店、遼北鐵嶺、遼東桓仁及遼西葫蘆島等地區(qū)發(fā)現(xiàn)了含金剛石的金伯利巖[1]。至2019年，瓦房店金伯利巖礦田已發(fā)現(xiàn)4個金伯利巖成礦帶和120個巖體，其中1～3號金伯利巖成礦帶分布金伯利巖巖管24個、巖脈89個，永寧地區(qū)分布(疑似)金伯利巖巖脈7個[2]。目前，已評價了4個大型原生金剛石礦床和3個中小型第四系沖積砂礦床，提交金剛石儲量1 221萬ct，占全國金剛石儲量的52%，是中國重要的金剛石產(chǎn)區(qū)[3]。1974年，遼寧省第六地質(zhì)大隊發(fā)現(xiàn)的50號巖管是目前亞洲最大且經(jīng)濟價值極高的金伯利巖型金剛石礦床，金剛石質(zhì)地優(yōu)良，含Ⅱ型金剛石比例較大，寶石級金剛石占62%，準寶石級金剛石占13%，工業(yè)用金剛石占25%，金剛石平均品位為1.54 ct/m3。1976年，提交(B+C)級金剛石原生礦儲量3 898 205.511 ct[4]，從勘查、開采到閉坑經(jīng)歷了28年。2002年，遼寧瓦房店50號巖管礦區(qū)開采完畢，現(xiàn)已閉坑。本文根據(jù)探采實際資料，系統(tǒng)總結(jié)了50號巖管的地質(zhì)特征，對在遼南地區(qū)進一步開展金剛石找礦工作具有重要參考意義。

1 地質(zhì)概況

1.1 地層

瓦房店金剛石礦區(qū)地層為元古宙下震旦統(tǒng)南芬組與橋頭組，上覆橋頭組與下伏南芬組呈整合接觸[5]。南芬組以頁巖為主夾粉砂巖，分布在50號巖管南西部。橋頭組以厚層石英砂巖為主夾薄層粉砂巖，在礦區(qū)廣泛出露[6]。50號巖管圍巖為橋頭組厚層石英砂巖夾粉砂巖和頁巖。橋頭組在巖管南西側(cè)傾向為NE 45°～55°，在巖管附近向N-S傾斜，北側(cè)向N傾斜，傾角一般均為10°～20°，局部傾角略陡。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于郯廬斷裂帶東側(cè)，金州大斷裂以西[7]。區(qū)內(nèi)金伯利巖巖體的斷裂主要有EW向、NE向和NW向3組，以EW向和NE向為主，控制著金伯利巖巖體的展布方向和礦體形態(tài)[8]。

區(qū)內(nèi)金伯利巖巖體呈巖管狀和巖脈狀，產(chǎn)于不同斷裂和節(jié)理裂隙中，受巨型斷裂控制，沿斷裂呈群呈帶展布。EW向斷裂長幾百米至幾千米，寬十幾米至幾十米，多數(shù)呈帶或呈束分布，走向80°～90°，傾向大多向南，傾角65°～80°，空間上對金伯利巖具有控制作用，是對成礦有利的構(gòu)造空間。NE向斷裂走向40°～55°，傾向以NW向為主，傾角55°～80°，斷裂帶最長10余km，一般為幾十米至幾百米，帶寬一般為1～3 m，最寬10～20 m，斷裂面為擠壓破碎帶，呈舒緩波狀，階步清楚，以斜沖擦痕為主，局部具有水平擦痕，部分地段被斷層穿切。其中NNE向斷裂較發(fā)育，是礦田蓋層構(gòu)造格架，走向大多為10°～30°，呈單一構(gòu)造線或呈束平行分布，大體可分為2期：第一期斷裂不連續(xù)，總體走向25°～35°，傾向以NW向為主，傾角70°～80°，為逆斷層，寬1～50 m，幾乎縱貫整個礦田；第二期斷裂在礦區(qū)極發(fā)育，展布走向10°～15°，傾向不定，傾角陡立，多數(shù)為擠壓帶，部分被脈巖充填。NW向斷裂在該區(qū)較發(fā)育，走向一般為320°～340°，傾向不一，傾角為60°～70°，大多為高角度逆斷層，寬幾米至十幾米，長幾百米，最長10 km，具有平行排列特征。

礦區(qū)構(gòu)造以區(qū)域斷裂為主，不同方向的斷裂交織復(fù)合，對50號巖管的形成、規(guī)模、產(chǎn)狀和形態(tài)具有控制作用。按其對礦體控制、影響及生成時間不同，可分為以下3期構(gòu)造(圖1)。

圖1 50號巖管地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of No.50 kimberlite pipe

1.2.1 成礦前期構(gòu)造

EW向斷裂是該區(qū)最發(fā)育的構(gòu)造，形成時間早，活動時間長，展布方向穩(wěn)定，多以壓性-壓扭性擠壓破碎帶或斷裂帶出現(xiàn)，在礦區(qū)南西部南芬組粉砂巖及頁巖內(nèi)呈褶皺現(xiàn)象。擠壓破碎帶和斷裂帶多由碎裂巖、糜棱巖、壓碎巖和構(gòu)造角礫巖組成，主壓面走向為80°～95°，傾角75°～80°，傾向不定，在走向和延深上均呈舒緩波狀，顯示壓性和壓扭性特征。該組斷裂沿走向延長可達3 km以上，寬2～20 m，連續(xù)性較差，多為順時針扭動，在50號巖管北部平行于該組斷裂的次一級擠壓帶尤為發(fā)育。

EW向斷裂以F1和F2斷裂為代表[9]。F1斷裂分布于巖管北側(cè)，呈近EW向展布，在礦區(qū)東段傾向南，傾角70°～85°。破碎帶最寬達16 m，延長達3 km，在礦區(qū)出露長0.5 km，呈舒緩波狀，屬壓性-壓扭性擠壓破碎帶，被F3、F4、F5斷裂切割。F2斷裂位于巖管南側(cè)，呈近EW向展布，傾向NNW，傾角70°～81°。破碎帶寬1～3 m，在礦區(qū)出露長0.3 km，屬壓性-壓扭性斷裂。在+60 m坑道可見既控制礦體又破壞礦體現(xiàn)象，如在101勘探線與100勘探線(圖2)之間的沿脈坑道中見斑狀富金云母金伯利巖呈脈狀充填于F2斷裂中，在脈壁又見平行礦脈的后期活動跡象，并向東切入巖管中。

圖2 50號巖管不同標高礦體形態(tài)水平投影Fig.2 Horizontal projection map of the orebody shape of No.50 kimberlite pipe with different elevations

1.2.2 成礦期構(gòu)造

區(qū)內(nèi)華夏系發(fā)育，走向NE 45°～50°，傾向NW，傾角70°～80°，延長可達2 km，寬2～15 m，具一定規(guī)模者有13條，主要由擠壓片理、密集節(jié)理、壓性劈理、構(gòu)造透鏡體、扁豆體等構(gòu)成，膠結(jié)緊密。華夏系以F6斷裂為代表。

F6斷裂與李店—太陽溝斷裂平行展布，走向NE 45°～50°，傾向NW，傾角76°～83°，由構(gòu)造角礫巖組成，結(jié)構(gòu)面具有壓性特征。在F6與F1和F2斷裂交匯處構(gòu)成了50號巖管通道，控制著巖管產(chǎn)狀與形態(tài)。礦體中可見含圍巖角礫斑狀金伯利巖與金伯利凝灰角礫巖呈構(gòu)造接觸，接觸部位有斑狀富金云母金伯利巖穿插，可作為成礦構(gòu)造依據(jù)。

1.2.3 成礦后期構(gòu)造

NNE向斷裂主要為F3和F4斷裂，主裂面走向NNE 18°～25°，傾向SEE，局部傾向NWW，傾角80°～85°，寬1～4 m，延長可達1 km。該組斷裂在平面和剖面上均呈舒緩波狀，裂面光滑，具水平和斜沖擦痕，并有斷層泥，斷裂南東盤向NW方向逆沖，多表現(xiàn)為逆時針壓扭性斷裂。

NW向斷裂中F5斷裂為該區(qū)最晚一期斷裂，主要分布在礦區(qū)北西部，呈NW向330°～340°展布。擠壓破碎帶寬一般為3～5 m，延長可達500 m，傾向SW，傾角70°～85°。

1.3 巖漿巖

除金伯利巖外，礦區(qū)出露的巖漿巖主要為輝綠巖。巖石呈暗綠色，輝綠結(jié)構(gòu)，呈脈狀或巖床狀，右列雁行展布，多受NW向斷裂控制，在108勘探線(圖2)可見輝綠巖脈穿切金伯利巖，說明其形成時間晚于金伯利巖。

輝綠巖在礦區(qū)北東部尤為發(fā)育，長900 m，最寬50 m，與50號巖管無接觸關(guān)系。雖然金伯利巖巖漿活動對地層無明顯選擇性，但區(qū)內(nèi)各巖管均產(chǎn)于脆性巖石中。50號巖管下部圍巖為南芬組頁巖，塑性大，斷裂發(fā)育，使巖管急劇收縮尖滅，并使礦脈沿層間貫入。可見，地層對礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀及延深具有控制作用。

2 巖管地質(zhì)特征

2.1 形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模

50號巖管地表出露在標高130～200 m的構(gòu)造剝蝕低山丘陵溝谷中，被浮土掩蓋，顯示負地形特征。

50號巖管的展布方向呈不規(guī)則菱形狀，NW向較長，SN向較短，在110勘探線往東呈脈狀延長100余米。巖管縱向變化較大，從(104+20)勘探線到103勘探線，巖管在-20～+60 m標高處膨大，從102勘探線開始向275°方向側(cè)伏，側(cè)伏角為55°～75°。地表與+60 m標高面積比為1∶1.9，總體傾向SSW，傾角為70°～78°，在-70 m標高處急劇收縮尖滅(圖2、表1)。

表1 50號巖管形態(tài)特征Tab.1 Shape characteristics of No.50 kimberlite pipe

2.2 金伯利巖特征

50號巖管金伯利巖可分為塊狀金伯利巖和角礫狀金伯利巖，以角礫狀金伯利巖為主。

斑狀金伯利巖主要呈角礫狀被包裹在金伯利凝灰角礫巖中，在整個巖管中無單獨地質(zhì)體。

斑狀富金云母金伯利巖可分為2期：早期呈包裹體存在于金伯利凝灰角礫巖和含圍巖角礫斑狀金伯利巖中；晚期呈不規(guī)則脈狀產(chǎn)于巖管西端。

金伯利凝灰角礫巖主要分布在巖管中上部，呈不規(guī)則似漏斗狀在-20 m標高處尖滅。含圍巖角礫斑狀金云母金伯利巖分布在巖管四周-20 m標高以下，大部分為富含圍巖角礫斑狀金云母金伯利巖。

塊狀金伯利巖包括斑狀金伯利巖和斑狀富金云母金伯利巖，角礫狀金伯利巖包括金伯利凝灰角礫巖、含圍巖角礫斑狀金云母金伯利巖和含金伯利物質(zhì)角礫巖[11]。

(1)斑狀金伯利巖。呈暗綠色，塊狀構(gòu)造、圓斑狀結(jié)構(gòu)(圖3(a))。圓斑晶為第一世代蛇紋石化、滑石化、碳酸鹽化橄欖石(假象)和橢圓餅狀金云母。斑晶含量15%～20%，基質(zhì)由第二、三世代橄欖石(假象)、鉻鐵礦、銳鈦礦及其隱晶質(zhì)-微晶質(zhì)方解石等組成。

(a)斑狀金伯利巖 (b)斑狀富金云母金伯利巖

(2)斑狀富金云母金伯利巖。呈灰綠色，地表風(fēng)化后呈灰色、黃褐色，致密塊狀構(gòu)造、斑狀結(jié)構(gòu)。斑晶為蛇紋石化、碳酸鹽化橄欖石(假象)，直徑一般為0.3～0.5 cm，最大可達1 cm以上，含量2.84%～27.51%，平均含量16.78%。金云母呈淡黃色，風(fēng)化后呈銀白色薄片狀(圖3(b))，片徑3～5 mm。常見橢圓形黑色次變邊的新鮮鎂鋁榴石或鎂鋁榴石的蝕變產(chǎn)物 “綠豆”(由綠泥石、蛇紋石、碳酸鹽、高嶺土等組成)。

(3)金伯利凝灰角礫巖。呈灰綠色、暗綠色，強碳酸鹽化后呈灰白色，地表風(fēng)化后呈黃褐色，角礫狀構(gòu)造，碎屑結(jié)構(gòu)。角礫以灰白色結(jié)晶灰?guī)r為主，其次是粉砂巖、鮞狀灰?guī)r和窩卷灰?guī)r(圖3(c))、竹葉狀灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r。局部可見早期金伯利巖角礫和鎂鋁榴石橄欖巖團塊及金云母巖、尖晶石金云母巖、鎂鋁榴石金云母巖、斑狀富金云母金伯利巖等同源包體(圖3(c))。角礫大小一般為0.2～10 cm，含量15%～30%。晶屑多為暗綠色，以呈尖棱角狀的蝕變橄欖石晶屑為主，粒徑<2 mm，含量10%～30%。此外，可見少量棕黃色金云母、鉻鐵礦、鉻尖晶石和蝕變鎂鋁榴石晶屑等。膠結(jié)巖屑、晶屑是碳酸鹽化細粒金伯利巖，局部顯示流動構(gòu)造。

(4)含圍巖角礫斑狀金云母金伯利巖。暗綠色、灰綠色，風(fēng)化后呈黃綠色、黃褐色，角礫狀構(gòu)造、碎屑結(jié)構(gòu)。角礫以尖棱角狀粉砂巖為主，其次為石英砂巖及早期金伯利凝灰角礫巖、斑狀富金云母金伯利巖、鎂鋁榴石橄欖巖等同源角礫(圖3(d))。角礫大小為幾毫米至數(shù)米，含量一般為15%～50%。靠近圍巖，粉砂巖角礫增多，塊度變大，粉砂巖含量可達80%～90%。圍巖角礫邊部有滑石化、綠泥石化，膠結(jié)物為暗綠色斑狀金云母金伯利巖。50號巖管各類金伯利巖的同源捕虜體可分為鎂鋁榴石橄欖巖和金云母巖。

(5)含金伯利物質(zhì)角礫巖。為金伯利巖的伴生巖石，多數(shù)在50號巖管邊緣或巖管中產(chǎn)出。在巖管北側(cè)+60 m標高處呈透鏡體狀立附于礦體邊部。含金伯利物質(zhì)角礫巖為灰白色或黃褐色，碎屑結(jié)構(gòu)，角礫狀構(gòu)造。角礫主要為石英砂巖、粉砂巖及砂質(zhì)頁巖，呈不規(guī)則棱角狀，大小不一，含量約95%以上。膠結(jié)物主要由細碎屑及金伯利物質(zhì)組成，偶見含鉻鎂鋁榴石的蝕變產(chǎn)物“綠豆”。通過選礦，發(fā)現(xiàn)該巖石普遍含金剛石，部分巖石含礦品位達0.1～0.5 ct/m3。大部分樣品含礦不高或不含礦，但樣品總體含礦平均品位可達0.13 ct/m3。雖已超過最低工業(yè)指標，不過由于樣品數(shù)量不足，巖石尚未作為礦體處理。

2.3 蝕變特征

2.3.1 金伯利巖自變質(zhì)作用

金伯利巖自變質(zhì)作用主要為金云母化、蛇紋石化、碳酸鹽化、滑石化及硅化[12-14]。

(1)金云母化。金伯利巖巖漿捕虜外來組分后進行雙交代，圍巖角礫邊緣生成了呈片狀、顯微鱗片狀且具反吸收能力的金云母。后期生成的金云母呈葉片狀、細脈狀、透鏡狀充填于金伯利巖裂隙中。

(2)蛇紋石化。巖漿期形成的橄欖石經(jīng)后期熱液作用，發(fā)生蛇紋石化，僅保留晶體假象。主要為葉蛇紋石和膠蛇紋石，偶見纖維蛇紋石呈網(wǎng)脈狀充填于金伯利巖裂隙中。

(3)碳酸鹽化。主要表現(xiàn)為它形粒狀方解石(少數(shù)為自形白云石)均勻交代橄欖石、金云母和基質(zhì)；其次表現(xiàn)為晚期方解石脈沿裂隙充填在構(gòu)造破碎帶中，巖管邊部碳酸鹽化尤為強烈。

(4)滑石化。主要表現(xiàn)為顯微鱗片狀滑石均勻交代蝕變了的橄欖石和基質(zhì)。在含圍巖角礫斑狀金云母金伯利巖中滑石化尤為發(fā)育。

(5)硅化。僅出現(xiàn)在巖管構(gòu)造破碎帶中或穿插于圍巖中的細小金伯利巖脈中，以它形粒狀石英交代橄欖石、金云母和基質(zhì)。

2.3.2 圍巖蝕變

圍巖蝕變較弱，僅在巖管邊部小裂隙及富含圍巖角礫斑狀金云母金伯利巖中的圍巖角礫邊部發(fā)生綠泥石化。

2.3.3 表生作用

金伯利巖暴露地表后，長期風(fēng)化作用使巖石中的鐵質(zhì)析出，經(jīng)氧化后形成褐鐵礦，金伯利巖外貌呈黃褐色易碎土狀物[14]。

2.4 金剛石品位與質(zhì)量

2.4.1 品位

50號巖管金剛石平均品位為1.54 ct/m3，單個樣品最高品位為6.234 ct/m3，最低品位為0.104 ct/m3，品位為0.004～0.50 ct/m3者最多(圖4)，變化系數(shù)為84%。

巖石類型不同，含礦性差異較大。50號巖管總體屬于不均勻礦床，但同一巖石類型的含礦性較均勻。水平方向上，地表以102勘探線為界，坑道以101勘探線為界，西部含礦品位較高，東部含礦品位較低；斷面方向上，地表含礦品位為1.50 ct/m3，+60 m坑道含礦品位為1.69 ct/m3，-20 m坑道含礦品位為1.36 ct/m3，-20 m以下含礦品位為1.78 ct/m3，礦體品位在垂向上變化不大。

2.4.2 質(zhì)量

50號巖管金剛石含石墨包體最多,占包體總數(shù)的99.09%；此外,還含有橄欖石、鎂鋁榴石、鉻尖晶石等包體[15]，但數(shù)量極少。金剛石粒度大小懸殊，平均質(zhì)量為2.57 mg(表2)。

從金剛石粒級看，(-1+0.5) mm級占78.36%。從金剛石質(zhì)量看，(-2+1) mm級占30.59%，約是金剛石總質(zhì)量的l/3(表3)。

表3 50號巖管金剛石粒級及質(zhì)量占比統(tǒng)計Tab.3 Statistics of the diamond particles cond quality percentage of No.50 kimberlite pipe

3 金伯利巖礦物學(xué)特征

50號巖管共有50多種礦物，根據(jù)其來源和成因可分為金伯利巖巖漿期礦物、巖漿期后熱液期礦物和圍巖捕虜體礦物，金剛石伴生礦物具有找礦指示意義。

3.1 含鉻鎂鋁榴石

50號巖管金伯利巖中，鎂鋁榴石含量豐富，含鉻量較高(1.63%～13.49%)，出現(xiàn)富鉻鎂鋁榴石變種。含鉻鎂鋁榴石一般呈斑晶產(chǎn)出，渾圓狀、圓餅狀及不規(guī)則棱角狀，粒徑0.1～1.5 mm，顆粒表面蝕變現(xiàn)象發(fā)育，多數(shù)顆粒具有次變邊外殼，經(jīng)X射線粉晶衍射儀鑒定，外殼由綠泥石、蛇紋石及碳酸鹽礦物組成。顏色以玫瑰紫色為主，其次為玫瑰色和粉紅色。隨著鎂鋁榴石顏色加深，其折光率與Cr2O3含量均增高。

3.2 鉻鐵礦

50號巖管中的鉻鐵礦屬鎂質(zhì)富鐵鉻鐵礦，斑狀富金云母金伯利巖含量最高(可達66.32%)，其次是含圍巖角礫斑狀金云母金伯利巖(9.65%～11.47%)，金伯利凝灰角礫巖含量最低(2.84%～4.75%)。絕大部分鉻鐵礦呈渾圓狀、半渾圓狀或沿二次對稱軸拉長、沿三次對稱軸壓扁的顆粒，顆粒大者粒徑可達1.5 mm左右，小者粒徑僅為0.15 mm左右，大部分顆粒粒徑為0.2～0.5 mm。

鉻鐵礦為黑色，貝殼狀斷口，斷面呈瀝青光澤、金屬光澤或半金屬光澤，粉末為棕色。鉻鐵礦是電磁性礦物，由于表面或內(nèi)部裂隙含磁鐵礦雜質(zhì)而顯磁性[16]。絕大部分表面有麻點狀蝕變現(xiàn)象，普遍具碳酸鹽、蛇紋石的白色粉末狀薄膜。鉻鐵礦絕對硬度為707.6～1 290，摩氏硬度為6～7.5，密度為4.5～4.81g/cm3，折光率為2.099～2.174，鈉光下反射率為11.0%～14.6%，晶胞參數(shù)為8.310 6～8.331 6 ?(1 ?=10-8cm)[6]。

3.3 銳鈦礦

50號巖管各類金伯利巖中銳鈦礦含量較少，一般呈細粒(粒徑0.2 mm以下)集合體，極個別呈雙錐體，半透明，晶面具橫紋，金剛光澤，灰黑色，密度為3.80～3.98 g/cm3。銳鈦礦TiO2含量為76.00%，F(xiàn)e2O3含量為2.60%，Nb2O5含量為1.05%，Ta2O5含量為0.10%，含微量Cr2O3。

3.4 碳硅石

50號巖管碳硅石含量總體較低，僅斑狀富金云母金伯利巖中碳硅石含量相對較高，呈藍色和綠色不規(guī)則碎塊狀，其中1粒呈六方板柱狀，透明-半透明。粒度一般為0.1～0.4 mm。

4 巖石化學(xué)及微量元素特征

4.1 巖石化學(xué)特征

對50號巖管采集3類26個巖石樣品進行巖石化學(xué)分析(表4)，每類金伯利巖的向量分布均各具特點(圖5)。金伯利凝灰角礫巖(Kb25)的向量連線最醒目，無論在A與B面還是C與B面，連線由上至下縱貫其中，表明超基性成分值擺動幅度較大。碳酸鹽化金伯利凝灰角礫巖超基性成分值較小，分布在上部?；⑸呒y石化及碳酸鹽化混合金伯利凝灰角礫巖超基性成分值較大，分布在下部。

表4 50號巖管金伯利巖巖石化學(xué)成分分析結(jié)果Tab.4 Petrochemical comosition analysis of No.50 kimberlite pipe

(續(xù)表)

圖5 50號巖管金伯利巖巖石化學(xué)成分分解Fig.5 Decomposition diagram of petrochemical composition of No.50 kimberlite pipe

4.2 微量元素特征

50號巖管各類金伯利巖中微量元素含量差別不明顯。鉻、鎳、鈦在金伯利凝灰角礫巖中的含量較低，在含圍巖角礫斑狀金云母金伯利巖中的含量略高，在斑狀富金云母金伯利巖和斑狀金伯利巖中的含量最高。

5 金伯利巖含礦性

5.1 礦物學(xué)

(1)主要造巖礦物對含礦性的影響。金伯利巖中橄欖石斑晶(假象)含量與金剛石含量之間呈明顯正相關(guān)，其中第一世代橄欖石(包括捕虜晶和晶屑)與金剛石之間的相關(guān)性最顯著。第一世代金云母與金剛石呈不明顯負相關(guān)。第二世代金云母、磷灰石及磁鐵礦等與金剛石呈不同程度的正相關(guān)。50號巖管中斑狀富金云母金伯利巖含礦富，其第一世代橄欖石斑晶的含量也較高(平均含量24.64%)，顯著高于含礦較差的金伯利凝灰角礫巖(平均含量5.89%)和含圍巖角礫斑狀金云母金伯利巖(平均含量14.47%)，表明第一世代橄欖石與金剛石密切相關(guān)。

(2)主要伴生礦物對含礦性的影響。一般情況下，金伯利巖巖管中的鉻鐵礦和鎂鋁榴石含量越高，金剛石含量越高，銳鈦礦含量越高，金剛石含量越低。50號巖管也是如此，鎂鋁榴石的含鉻量越高，金剛石含量也越高。

5.2 巖石化學(xué)

50號巖管金伯利巖由于蝕變和風(fēng)化強烈，主要化學(xué)成分含量變化較大。巖石的超基性組分MgO和Fe2O3與金剛石呈正相關(guān)，堿質(zhì)組分A12O3和Na2O與金剛石呈負相關(guān)，表明金伯利巖超基性程度高對形成金剛石有利，而堿性程度高對形成金剛石不利。此外，CaO、CO2和SO3與金剛石呈負相關(guān)。

5.3 微量元素

通過對金伯利巖樣品微量元素和金剛石含量進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)：Cr、Ni、CO等超基性指示元素與金剛石含量呈正相關(guān)，其中以Ni最為顯著；Ti、Zr、Ba等基性、堿性指示元素與金剛石含量呈負相關(guān)。此外，Mn、Sn與金剛石含量呈正相關(guān)。

5.4 生成環(huán)境及異源物質(zhì)混入程度

超淺成爆發(fā)成因的金伯利凝灰角礫巖，是在溫度和壓力(特別是壓力)迅速降低的情況下生成的，這種環(huán)境不利于金剛石的保存，所以金剛石質(zhì)量和顆粒含量均較低，平均質(zhì)量較小。含圍巖角礫斑狀金云母金伯利巖是在較低溫度的壓力條件下形成的，同時有大量異源物質(zhì)混入，其金剛石含量較低。

6 深部找礦預(yù)測

50號巖管是斷裂錯斷形成的，不是巖體根部[17]，50巖管在-70 m標高處急劇收縮尖滅。結(jié)合以往鉆孔資料，建立了50號巖管三維地質(zhì)模型(圖6)。50號巖管在EW向剖面上呈底部西側(cè)上翹、東側(cè)拖尾的蝌蚪狀，在SN向剖面上呈略南傾近直立厚板狀，推測是受EW向推覆構(gòu)造作用影響形成的。通過三維建模，認為50號巖管可能受構(gòu)造運動影響發(fā)生斷層錯位，其東側(cè)還應(yīng)存在對應(yīng)的下部金伯利巖體，說明已開采閉坑的50號巖管并非巖體根部，預(yù)測巖管東部600 m深處存在50-1號金伯利巖體。

圖6 50號巖管三維地質(zhì)模型[17-18]Fig.6 Three-dimensional geological model of No.50 kimberlite pipe[17-18]

7 結(jié)論

(1)50號巖管受斷裂控制，EW向斷裂為導(dǎo)礦、控礦和賦礦構(gòu)造，NE向斷裂為控礦構(gòu)造，NNE向和NW向斷裂為礦體破壞性構(gòu)造。巖管地表呈不規(guī)則菱形狀，在-20～+60 m標高處膨大，在-70 m標高處急劇收縮尖滅。

(2)水平方向上，50號巖管西部含礦品位較高，東部含礦品位較低；垂直方向上，50號巖管含礦品位變化不大。

(3)通過三維建模發(fā)現(xiàn)，50號巖管在EW向剖面上呈底部西側(cè)上翹、東側(cè)拖尾的蝌蚪狀，在SN向剖面上呈略向南傾近直立的厚板狀，推測50號巖管并非巖體根部，而是受EW向推覆構(gòu)造作用影響發(fā)生斷層錯位，在東側(cè)600 m深處存在50-1號金伯利巖體。

致謝：本文得到了遼寧省第六地質(zhì)大隊許洪斌教授級高級工程師、遼寧省地質(zhì)勘查院張國仁教授級高級工程師和中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心楊獻忠教授級高級工程師的精心指導(dǎo)，在此表示由衷感謝。