沂水楊莊地區(qū)稀有金屬成礦前景分析

滕文章

（山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 日照 276800）

1 引言

楊莊地區(qū)位于沂沭斷裂帶內(nèi)汞丹山凸起之上，其西側(cè)為馬站－蘇村凹陷，東側(cè)為莒縣凹陷。以往該地區(qū)的工作主要針對(duì)金屬礦產(chǎn)，較大的有楊莊鐵礦及秦家莊鈦鐵礦，其賦存地層分別為新太古代泰山巖群柳杭巖組及中生代銅石序列陰陽(yáng)寨單元。然而該地區(qū)韌性剪切帶中有著大量的偉晶巖脈發(fā)育，與燕山期大規(guī)模成礦作用有著密切的聯(lián)系。經(jīng)實(shí)際工作研究，該地區(qū)偉晶巖脈及圍巖含有多種稀有金屬，尤其是銣，本次圈定了兩條銣礦體，顯示該地區(qū)有較大的稀有金屬找礦潛力。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

楊莊地區(qū)大地構(gòu)造位置位于華北陸塊（Ⅰ）魯西隆起（Ⅱ）沂沭斷裂帶（Ⅲ）汞丹山斷?。á簦┕ど酵蛊穑á酰〇|北部[1]。

區(qū)域地層出露較齊全，自下而上有：

新太古代泰山巖群柳杭巖組巖性組合為黑云斜長(zhǎng)變粒巖、黑云角閃變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖、磁鐵石英巖、磁鐵石英角閃巖，鐵礦體就賦存于該組地層的上部，巖層變質(zhì)變形強(qiáng)烈，片麻狀構(gòu)造發(fā)育；

新元古代土門(mén)群佟家莊組、浮來(lái)山組、石旺莊組，與上覆古生代寒武系呈平行不整合或微角度不整合接觸；

古生代寒武紀(jì)長(zhǎng)清群李官組、朱砂洞組、饅頭組、九龍群張夏組、崮山組、炒米店組、三山子組和奧陶紀(jì)馬家溝群東黃山組、北庵莊組、土峪組、五陽(yáng)山組；巖性為灰?guī)r、白云巖、泥頁(yè)巖等，厚度巨大；

中生代白堊紀(jì)下統(tǒng)青山群八畝地組，巖性為紫紅色安山質(zhì)角礫巖、粗安質(zhì)角礫凝灰?guī)r、角礫集塊巖夾粗安巖，大盛群馬朗溝組巖性為灰色厚層礫巖、灰綠色中厚層巖屑砂巖、含礫砂巖等，田家樓組巖性為褐灰色至紫灰色中薄層含礫砂巖、薄層中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖、粉砂巖等；新生代第四紀(jì)地層。

區(qū)域構(gòu)造發(fā)育，以斷裂為主，基底中發(fā)育有韌性剪切帶。

該地區(qū)最大的斷裂為沂水—湯頭斷裂，總體延伸方向25°，局部呈波狀彎曲，主要由兩條主干斷裂組成，二者相距200-400m。斷裂帶東側(cè)巖性為元古代黑云二長(zhǎng)花崗巖，西側(cè)分別為白堊系大盛群馬朗溝組及田家樓組地層。斷裂帶中充填了大量的構(gòu)造巖，包括構(gòu)造角礫巖、構(gòu)造透鏡體、斷層泥、頁(yè)理化帶、碎裂巖等，該斷裂帶經(jīng)過(guò)了多期構(gòu)造活動(dòng)，總體為左行壓扭特征。另外較大的斷裂還有郭家峪—雞叫山—薛家莊斷裂、雞叫山—張家黃崖頭斷裂、秦家莊—下楊林?jǐn)嗔?、吳家樓子—下蔡家溝斷裂，總體性質(zhì)為壓扭性斷裂。

該地區(qū)韌性剪切帶主要為峨山口韌性剪切帶，是區(qū)內(nèi)最大的一條韌性剪切帶，南起北躲莊，經(jīng)汞丹山、峨山、峨山口到張家黃崖頭南，總體呈北東向展布，全長(zhǎng)10km，在秦家莊東側(cè)，被秦家莊—下楊林?jǐn)嗔彦e(cuò)斷右行平移700m。該剪切帶構(gòu)造巖的原巖為早元古代傲徠山序列松山單元中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖，其圍巖片麻理近韌性剪切帶處和構(gòu)造片理基本一致，遠(yuǎn)離時(shí)則有較大偏轉(zhuǎn)，剪切帶中間最寬處約1km，向北變窄，在鶯山東側(cè)約500m。構(gòu)造片理產(chǎn)狀主要為110°∠60°左右，具左行近水平剪切運(yùn)動(dòng)特征。該韌性剪切帶構(gòu)造變形強(qiáng)烈，形成一系列的構(gòu)造巖，密集的拉伸線理，各種不對(duì)稱褶皺發(fā)育。剪切帶內(nèi)s—c面理尤其是c面理十分發(fā)育，在剪切帶內(nèi)中部貫穿性良好，且延伸較遠(yuǎn)，常常進(jìn)一步發(fā)展為具平直界面的中厚—中薄層狀滑劈理帶，形成類(lèi)似沉積巖的“層狀”外貌。韌性剪切帶內(nèi)構(gòu)造巖有白云母石英片巖、鉻云母石英片巖、變形的斜長(zhǎng)角閃巖及黑云變粒巖包體等，以白云母石英片巖為主。

區(qū)域巖漿巖發(fā)育，主要有新太古代晚期嶧山序列的水牛單元、彩山單元、寧子洞單元，傲徠山序列的杜家岔河單元、條花峪單元、虎山單元、松山單元，古元古代萊州序列郭家埠?jiǎn)卧爸猩~石序列陰陽(yáng)寨單元。

其中分布較廣的為條花峪單元、虎山單元及中生代銅石序列陰陽(yáng)寨單元。

條花峪單元分布于峨山口以西，與東側(cè)泰山巖群地層呈侵入接觸關(guān)系，內(nèi)部出露大量的呈小包體狀的泰山巖群柳杭組地層殘留體，其接觸界線清楚，接觸處巖體有退色現(xiàn)象，帶寬約0.1m左右。巖性為片麻狀中粗粒含黑云二長(zhǎng)花崗巖，灰白色、淺肉紅色，中粗?；◢徸兙ЫY(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。礦物成分主要為微斜長(zhǎng)石（30—35%）、斜長(zhǎng)石（30—35%）、石英（20—25%）、黑云母（5—10%），其次有少量的磁鐵礦、榍石、磷灰石、鋯石等。

松山單元巖石呈灰紅—灰白色，中細(xì)粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)，弱片麻狀構(gòu)造，主要由云母（3%—5%）、斜長(zhǎng)石（20%—30%）、微斜長(zhǎng)石（30%—40%）、石英（35%）組成，另有少量鋯石、磷灰石、金紅石。由于受韌性剪切帶影響，巖石已變質(zhì)成白云母石英片巖，其中多硅白云母發(fā)育。

燕山早期銅石序列陰陽(yáng)寨單元，呈巖席狀順層侵入于晚元古界震旦系土門(mén)群地層中，巖性為輝石閃長(zhǎng)玢巖，巖石呈灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶主要為斜長(zhǎng)石，亦有少量角閃石、輝石，基質(zhì)為斜長(zhǎng)石、角閃石。

該地區(qū)脈巖較發(fā)育，分布較廣泛，尤以偉晶巖脈活動(dòng)為甚，其它脈巖不甚發(fā)育，主要有閃長(zhǎng)玢巖、霏細(xì)斑巖、正長(zhǎng)斑巖等。偉晶巖脈主要產(chǎn)于泰山巖群柳杭組地層和傲徠山序列條花峪單元、松山單元花崗巖中，多成群分布，總體呈北東向、北北東向，亦有少量為北西向。脈寬一般2—6m，個(gè)別可達(dá)20余m；一般長(zhǎng)在50—100m左右，最長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米。主要由微斜長(zhǎng)石（45%）、斜長(zhǎng)石（20%）、石英（35%）組成，亦有少量白云母。

3 稀有金屬賦存礦體特征

經(jīng)光譜分析，偉晶巖中賦含多種稀有金屬，其中銣含量達(dá)到工業(yè)品位，經(jīng)化學(xué)分析驗(yàn)證，銣品位達(dá)到工業(yè)品位。據(jù)此對(duì)楊莊礦區(qū)銣礦進(jìn)行了普查。

本次普查首先對(duì)工作區(qū)內(nèi)的偉晶巖脈進(jìn)行了追索控制，按照基本工程間距40m的倍數(shù)對(duì)工作有利地段進(jìn)行了探槽取樣工作，最后選定較好地段進(jìn)行了鉆探施工。完成都主要工作量為：機(jī)械巖心鉆探392.10m，槽探231.70m3，基本分析樣144件，小體重樣品2件。

本次工作共圈定偉晶巖脈3條，Ⅰ號(hào)偉晶巖脈傾向90o～ 105o，傾角65o～ 83o，沿走向長(zhǎng)約570m，最大斜深17.5m，寬5.40m～20.10m；Ⅱ號(hào)偉晶巖脈傾向102o～120o，傾角54o～76o，沿走向長(zhǎng)約290m，最大斜深50m，寬1.50m～3.50m；Ⅲ號(hào)偉晶巖脈總體走向北東，傾向124o左右，傾角50o左右，沿走向長(zhǎng)約270m，寬7.00m左右。偉晶巖主要由微斜長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英、白云母組成，另含有少量的電氣石（如圖1）。

圖1 偉晶巖

本次共圈定2個(gè)銣礦體，其中一個(gè)賦存于偉晶巖脈中，另一個(gè)賦存于與偉晶巖脈接觸的黑云變粒巖中。礦石中的銣主要賦存于云母中，其它礦物主要為石英，斜長(zhǎng)石、少量電氣石等。圍巖巖性主要為黑云變粒巖及斜長(zhǎng)角山巖。

4 稀有金屬成因分析

華仁民等認(rèn)為中國(guó)東部在中生代尤其是燕山期發(fā)生了大規(guī)模的成礦作用，稱為中生代成礦大爆發(fā)[1]。毛景文等對(duì)中國(guó)東部大范圍的測(cè)年數(shù)據(jù)研究后總結(jié)中國(guó)北方北方大規(guī)模成礦作用出現(xiàn)三個(gè)峰期，其中120Ma左右時(shí)期的成礦作用尤其強(qiáng)烈，是巖石圈快速減薄過(guò)程中大量地幔流體參與成礦作用的結(jié)果[2]。沈昆等對(duì)該地區(qū)所在沂水汞丹山地塊角閃巖相 -麻粒巖相巖石中常見(jiàn)淺色長(zhǎng)英質(zhì)深熔脈體和偉晶巖脈中包裹體進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其含有大量富CO2流體包裹體，少量H2O包裹體、CO2-H2O包裹體和飽和鹽水包裹體。深熔脈體多見(jiàn)于片麻巖-花崗巖穹隆周邊圍巖，而在穹隆中心則出現(xiàn)紫蘇花崗巖和偉晶巖脈，反映從穹隆周?chē)林行纳钊圩饔迷鰪?qiáng)[3]。

種種研究表明，燕山期大規(guī)模的巖漿活動(dòng)與該地區(qū)的偉晶巖形成及成礦有著密切的聯(lián)系。經(jīng)過(guò)對(duì)以往研究梳理和本次工作實(shí)際觀察，本人認(rèn)為該地區(qū)偉晶巖成因及成礦過(guò)程如下。

中生代太平洋板塊向歐亞大陸俯沖，造成了該地區(qū)地幔上隆、巖石圈減薄，華北克拉通遭到破壞，大量深部高溫地幔物質(zhì)攜帶大量的地幔流體上涌，與地殼物質(zhì)發(fā)生混溶。同時(shí)俯沖板塊的部分熔融與地幔物質(zhì)共同形成了初始巖漿，在其上升過(guò)程中不斷的消化和包容所經(jīng)過(guò)的地殼物質(zhì)，形成成分復(fù)雜的火山-巖漿，含有大量的稀有元素[4]。在侵入活動(dòng)的晚期，殘漿侵入圍巖裂隙，此時(shí)殘漿具有較高的揮發(fā)性組分及稀有元素等組分，且侵入深度大，圍巖為太古界泰山巖群柳杭組地層，滲透性差，殘漿溫度降低慢，形成了大量的含稀有金屬的偉晶巖脈。

在偉晶巖形成的早期，揮發(fā)份逐漸增多，在揮發(fā)份的影響下殘余的熔漿保持為液體狀態(tài)，構(gòu)成花崗偉晶巖巖漿，當(dāng)溫度下降至800℃時(shí)，長(zhǎng)石、石英、云母等主要礦物便從偉晶巖巖漿中結(jié)晶析出，構(gòu)成偉晶巖脈的主體，此時(shí)僅有少量的含稀有元素的礦物結(jié)晶。由于巖漿內(nèi)部揮發(fā)份的影響，溫度下降緩慢，有利于巖漿房?jī)?nèi)結(jié)晶分異作用的進(jìn)行，形成較粗大的晶體。偉晶巖主體形成后，早期形成的巖石礦物與殘存的氣液流體發(fā)生交代化學(xué)反應(yīng)，老礦物熔解消失，新礦物沉淀生成，兩者基本同時(shí)進(jìn)行，被交代的礦物巖石始終在固體狀態(tài)下進(jìn)行，交代前后體積不發(fā)生改變。在交代過(guò)程中，大量的稀有元素富集成礦。同時(shí)氣液流體與圍巖亦進(jìn)行物質(zhì)交換，因此與偉晶巖靠近的圍巖亦含有稀有元素。同時(shí)韌性剪切帶與成礦亦有著密切的聯(lián)系，主要表現(xiàn)為韌性剪切帶的片理化帶為流體提供了通道和容礦空間，其多期次活動(dòng)往往誘發(fā)巖漿活動(dòng)或熱液活動(dòng)以及成礦作用的發(fā)生，區(qū)域韌性剪切帶延伸遠(yuǎn)，涉及深度大，有利于不同構(gòu)造、深部和淺部的流體循環(huán)，可提供廣泛的礦質(zhì)和流體來(lái)源。

5 楊莊地區(qū)稀有金屬成礦前景

近些年隨著稀有元素的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，稀有元素的需求也越來(lái)越多，國(guó)家也開(kāi)始重視稀有元素的戰(zhàn)略儲(chǔ)備，對(duì)其投入也越來(lái)越高。楊莊地區(qū)是山東省為數(shù)不多的有著大規(guī)模韌性剪切帶及大量偉晶巖發(fā)育的地區(qū)。本次工作僅對(duì)楊莊鐵礦采礦權(quán)內(nèi)幾條偉晶巖脈進(jìn)行了簡(jiǎn)單的普查工作，發(fā)現(xiàn)偉晶巖沿脈及其附件圍巖黑云變粒巖及斜長(zhǎng)角閃巖中含有大量的稀有元素，因此楊莊地區(qū)找礦潛力較大，建議對(duì)該地區(qū)開(kāi)展稀有金屬礦產(chǎn)調(diào)查工作。