山東省沂南縣東汶河中下游地區(qū)鉀鎂煌斑巖含礦性分析

張 勇，劉成帥，褚志遠(yuǎn)，賈志斌，仝永慶

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第七地質(zhì)大隊(duì)，山東 臨沂 276000）

1 概況

調(diào)查區(qū)金伯利巖找礦工作始于1957年，伴隨魯中南地區(qū)金伯利巖調(diào)查斷續(xù)至今，其中1957年-1972年，主要開展1:50000水系重砂和地質(zhì)調(diào)查，進(jìn)行暗色巖研究和其他調(diào)查工作。隨后進(jìn)行了物探、化探等工作，金伯利巖成礦指示元素的組合異常和金伯利巖指示礦物的特征均指示該地區(qū)具有較好的成礦前景。

結(jié)合以往工作成果，區(qū)內(nèi)曾圈定3個(gè)最小預(yù)測(cè)區(qū)。大保護(hù)最小預(yù)測(cè)區(qū)、魯家莊最小預(yù)測(cè)區(qū)、南栗溝最小預(yù)測(cè)區(qū)。預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)出土大量的金伯利巖及其指示礦物，成礦前景較好。

2 區(qū)域地質(zhì)特征

調(diào)查區(qū)位于華北板塊（Ⅰ）東南緣的魯西隆起區(qū)(Ⅱ)中東部。屬于魯中隆起（Ⅲ），跨新甫山-萊蕪斷?。á簦ⅠR牧池-沂源斷?。á簦?個(gè)四級(jí)構(gòu)造單元?？缑狭坚耐蛊穑á酰?、馬牧池凸起（Ⅴ）2個(gè)五級(jí)大地構(gòu)造單元，東側(cè)緊靠郯廬斷裂帶。調(diào)查區(qū)距蒙陰金伯利巖礦區(qū)東約60公里，與蒙陰金伯利巖礦區(qū)屬同一大地構(gòu)造單元，調(diào)查區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造、巖漿巖均十分發(fā)育。

（1）地層。依據(jù)《山東省地層、侵入巖、構(gòu)造單元?jiǎng)澐址桨浮罚?014），該區(qū)屬華北-柴達(dá)木地層大區(qū)，華北地層區(qū)，魯西地層分區(qū)（見圖1）。地層劃分以沂沭斷裂帶之安丘-莒縣斷裂為界，分為東西兩個(gè)部分，該區(qū)處于西部的魯西地層分區(qū)。

主要有新太古代地層，主要有雁翎關(guān)組；新元古代代地層，主要有土門群佟家莊組；古生代地層，主要有長(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，馬家溝群東黃山組、北庵莊組、土峪組、五陽(yáng)山組、閣莊組、八陡組；中生代地層，主要有青山群八畝地組；新生代地層，主要有臨沂組及沂河組；風(fēng)積－坡洪積相的大站組及山前組；湖沼積相的黑土湖組。

（2）構(gòu)造。根據(jù)山東省大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐址桨?，該區(qū)大地構(gòu)造位置屬華北板塊（Ⅰ）一級(jí)構(gòu)造單元，魯西隆起區(qū)（Ⅱ）二級(jí)構(gòu)造單元，跨越魯中隆起（Ⅱa）和沂沭斷裂帶（Ⅱc）兩個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元，馬牧池-沂源斷?。á騛7）、新甫山-萊蕪斷?。á騛6）、蒙山-蒙陰斷?。á騛5）和馬站-蘇村斷陷（Ⅱc3）四個(gè)四級(jí)構(gòu)造單元，馬牧池凸起（Ⅱa73）、孟良崮凸起（Ⅱa63）、蒙山凸起（Ⅱa55）和蘇村凹陷（Ⅱc33）四個(gè)五級(jí)構(gòu)造單元（見圖1）。

圖1 大地構(gòu)造位置圖

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以北西向和北北東向?yàn)橹?，局部發(fā)育近南北和近東西向斷裂。褶皺構(gòu)造多受北西向斷裂影響，樞紐走向多呈北西向。局部韌性剪切帶走向北西西、北東向。

（3）巖漿巖。調(diào)查區(qū)內(nèi)巖漿巖大致分兩個(gè)時(shí)段，即新太古代至古元古代侵入期和中生代侵入期。前者分布面積大，普遍發(fā)生韌性變形和角閃巖相-綠片巖相變質(zhì)，構(gòu)成本地區(qū)結(jié)晶基底。后者局限分布于古生代地層區(qū)，呈不規(guī)則等軸狀侵入體或條帶狀群脈產(chǎn)出。在調(diào)查區(qū)青楊行村及銀山莊村一帶，發(fā)現(xiàn)多條走向?yàn)楸北睎|向的煌斑巖脈，巖脈長(zhǎng)5m～150m，寬0.5m～2m，脈體大部被第四紀(jì)地層覆蓋，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，易破碎，呈淺灰綠色、灰黃色，具斑狀結(jié)構(gòu)?；桶邘r巖脈沿裂隙侵入燕山晚期閃長(zhǎng)玢巖、二長(zhǎng)花崗斑巖中，與閃長(zhǎng)玢巖及二長(zhǎng)花崗斑巖呈侵入接觸關(guān)系。

3 調(diào)查區(qū)金伯利巖及指示礦物特征

3.1 金伯利巖特征

調(diào)查區(qū)共出土金伯利巖70顆，全分布于第四系中，其中大部分是從二階地樣品中選到,只有幾顆是在現(xiàn)代小河中選到的，銅井小河分布有5顆（兩顆-0.5mm粒級(jí)，一顆為-1+0.5mm粒級(jí)，總重1.03mg），棗林莊小河1顆（-2+lmm，重8.08mg）夏莊小河1顆6.83mg。該區(qū)金伯利巖的晶體形態(tài)以曲面菱形十二面體為主，其次為八面體等；多數(shù)為無色透明或淺棕黃色，少數(shù)為淺黃色，有兩穎為棕紅色，極個(gè)別的有綠色斑點(diǎn)，晶體表面蝕象有熔蝕溝、熔蝕坑等。多數(shù)具石墨包體，少數(shù)為無包體者晶體比較完整，顆粒較大，以-4+2mm粒級(jí)為主。其次為-2+lmm粒級(jí)，少數(shù)為-8+4、-l+0.5和-0.5mm粒級(jí)，還偶爾出現(xiàn)-16+8mm級(jí)別的大金伯利巖。

近年來在東汶河次級(jí)水系-明生小河上游朱家莊村北側(cè)河道二級(jí)階地中選獲金剛石一粒（圖2），淡黃色，八面體與立方體聚形，晶形完好，粒徑0.3mm。經(jīng)拉曼光譜鑒定，金伯利巖單晶特征峰在1332cm-1處，峰的半高寬5.6cm-1，（圖2），且并未存在其它譜峰，表明測(cè)試礦物確為金剛石。

圖2 重砂樣品選獲金剛石

3.2 指示礦物特征

依據(jù)道森（Dawson）、斯蒂芬斯（Stephens）聚類分析法將石榴石進(jìn)行分類，依據(jù)張安棣Q聚類分析對(duì)鉻尖晶石進(jìn)行分類命名，判定單體礦物屬性、判別其是否為金伯利巖或金伯利巖指示礦物具有重要指示意義。在銀山莊找礦靶區(qū)鉀鎂煌斑巖巖脈中選獲G9組鎂鋁榴石、S4 組鉻鐵礦。青楊行找礦靶區(qū)鉀鎂煌斑巖巖脈中選獲S4 組、S5組鉻鐵礦，G9組鎂鋁榴石。屬金伯利巖屬性的指示礦物。

4 調(diào)查區(qū)鉀鎂煌斑巖特征

（1）鉀鎂煌斑巖地質(zhì)特征?；桶邘r在調(diào)查區(qū)內(nèi)主要集中分布在大保護(hù)重點(diǎn)工作區(qū)及魯家莊重點(diǎn)工作區(qū)內(nèi)，其中大保護(hù)重點(diǎn)工作區(qū)內(nèi)發(fā)育1條巖脈，分布于青楊行村北西。魯家莊重點(diǎn)工作區(qū)內(nèi)發(fā)育6條巖脈，整體呈北北東向分布。

（2）鉀鎂煌斑巖礦物特征。巖石新鮮面呈灰黑色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)微晶狀結(jié)構(gòu)，球顆結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由斑晶（5%）和基質(zhì)（95%）組成。斑晶：由輝石假像、橄欖石假像組成，雜亂分布，粒度0.5mm～2.2mm，輝石呈半自形柱狀，已全部被綠泥石、碳酸鹽交代呈假像。橄欖石（5%±）呈半自形粒狀，已全部被碳酸鹽及少量硅質(zhì)交代呈假像?；|(zhì)：由斜長(zhǎng)石（60%±）、暗色礦物假像（35%±）組成。斜長(zhǎng)石呈半自形板條狀，雜亂分布，部分呈束狀、放射狀，粒度0.2mm～0.3mm，高嶺土化、絹云母化明顯。暗色礦物已全部被綠泥石、碳酸鹽交代呈輝石或橄欖石假像，粒度＜0.3mm，雜亂分布。另見少量渾圓狀球顆，球顆內(nèi)部由束狀、放射狀斜長(zhǎng)石及一些暗色礦物假像組成。巖內(nèi)另見少量方解石脈。見圖3。Na2O含量為0.03%～2.62%，平均1.62%。K2O：Na2O≈2.2:1，其K2O含量略低于其它地區(qū)鉀鎂煌斑巖，Na2O含量均略高于其它地區(qū)鉀鎂煌斑巖，相對(duì)費(fèi)縣大井頭鉀鎂煌斑巖，鉀鈉比略低。調(diào)查區(qū)內(nèi)鉀鎂煌斑巖的過渡元素與其它地區(qū)鉀鎂煌斑巖進(jìn)行對(duì)比，調(diào)查區(qū)內(nèi)鉀鎂煌斑巖Cr平均含量為206.63×10-6，Ni元素平均含量為91.59×10-6，Cr、Ni含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于費(fèi)縣大井頭鉀鎂煌斑巖的平均含量，略低于大洪山及鎮(zhèn)遠(yuǎn)鉀鎂煌斑巖中Cr、Ni含量。

圖3 煌斑巖鏡下照片

5 成礦條件及找礦標(biāo)志

5.1 成礦地質(zhì)條件

縱觀本區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)可知，中元古代以后，地殼固化，尤其是中元古代至早古生代階段，大地構(gòu)造變動(dòng)較弱，巖漿巖以基性、超基性巖為主，巖體規(guī)模小，巖性類型簡(jiǎn)單，具典型的地臺(tái)型特征，有利于發(fā)育鉀鎂煌斑巖型金伯利巖原生礦，尤其是在青楊行村北、銀山莊西側(cè)均發(fā)現(xiàn)了超基性鉀鎂煌斑巖巖脈，經(jīng)過本次地質(zhì)工作，基本確定其與S4的貧鈦富鋁富鎂金伯利巖屬性相吻合，為區(qū)內(nèi)金伯利巖原生礦找礦具有指導(dǎo)意義。另外在珠寶莊至張莊地段，以往工作中通過工程對(duì)物探異常的揭露發(fā)現(xiàn)許多煌斑巖類巖脈，其中在拉輝煌斑巖中采用人工重砂樣，亦選到了與金伯利巖相似的鎂鋁榴石，鉻鐵礦等指示礦物。

5.2 找礦標(biāo)志

（1）直接找礦標(biāo)志—礦物出土。調(diào)查區(qū)出土礦石70顆，全分布于第四系中，其中大部分是從二階地樣品中選到。該區(qū)礦石的晶體形態(tài)以曲面菱形十二面體為主，其次為八面體等；多數(shù)為無色透明或淺棕黃色，少數(shù)為淺黃色，有2顆為棕紅色，極個(gè)別的有綠色斑點(diǎn)，晶體表面蝕象有熔蝕溝、熔蝕坑等。多數(shù)具石墨包體，少數(shù)為無包體者晶體比較完整，顆粒較大，以-4+2mm粒級(jí)為主。其次為-2+lmm粒級(jí)，少數(shù)為-8+4、-l+0.5和-0.5mm粒級(jí)，還偶爾出現(xiàn)-16+8mm級(jí)別的大礦石。

特別需要說明的是近年來新出土的1顆金剛石位于東汶河支流-明生小河的上游地帶，和以往在銅井小河出土的幾顆金伯利巖均在東汶河流域之外，無蒙陰金伯利巖原生礦供源的干擾因素，距離上游的鉀鎂煌斑巖距離僅有800米，更有力的證明了該地區(qū)存在新的供源。

（2）間接找礦標(biāo)志。水系重砂：在水系重砂中選取重砂礦物進(jìn)行電子探針判別。結(jié)果顯示，其中具G4屬性（Na2O>0.07%）的石榴子石5顆，G9屬性石榴子石1顆，G10屬性石榴子石1顆；具S4屬性（TiO2<0.5%）鉻鐵礦12顆，具S5屬性（TiO2>0.5%）鉻鐵礦1顆,具S8屬性鉻鐵礦1顆。人工重砂：對(duì)調(diào)查區(qū)鉀鎂煌斑巖人工重砂中選獲重砂礦物進(jìn)行電子探針判別。結(jié)果顯示，其中具G9屬性石榴子石2顆，具S4屬性（1.1%>TiO2>0.5%）鉻鐵礦36顆，具S5屬性（TiO2>1.1%）鉻鐵礦2顆。

均屬金伯利巖屬性的指示礦物。

（3）鉀鎂煌斑巖化學(xué)成分特征。常量元素具有以下特征：SiO2含量為36.91%～55.83%，平均49.20%，屬硅酸不飽和的基性-超基性巖。其SiO2含量與費(fèi)縣大井頭、湖北大洪山、貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)含金伯利巖鉀鎂煌斑巖類似，且與西澳鉀鎂煌斑巖的SiO2含量相當(dāng)，具有較大的可比性；MgO含量為1.13%～5.36%，平均4.00%，明顯高于費(fèi)縣大井頭鉀鎂煌斑巖MgO含量，低于其它幾個(gè)地區(qū)煌斑巖MgO含量，可能與調(diào)查區(qū)巖漿演化程度較高有關(guān)（巖漿分異度較低）。TiO2含量為0.68%～1.14%，平均1.03%，略高于費(fèi)縣大井頭鉀鎂煌斑巖中TiO2含量，低于三個(gè)地區(qū)鉀鎂煌斑巖TiO2含量。K2O含量為2.40%～5.98%，平均3.57%，

6 結(jié)語(yǔ)

該地區(qū)的鉀鎂煌斑巖和金伯利巖屬性的指示礦物大量出土，且多種物化探異常套合較好，多種證據(jù)證明，調(diào)查區(qū)的金伯利巖和大量的金伯利巖指示礦物來源于本區(qū)的鉀鎂煌斑巖，成礦前景較好。