蘇北原生金剛石找礦現(xiàn)存問題探討

張琪，周琦忠，王博，王國強，馮學(xué)知，羅躍

(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊，江蘇 徐州 221004)

0 引言

蘇北地區(qū)位于華北陸塊東南緣，成礦條件良好，為全國金剛石原生礦A類成礦遠(yuǎn)景區(qū)。20世紀(jì)60年代至80年代末，蘇北開展了第一輪金剛石找礦，相繼在新沂—宿遷、徐州—邳州等地的第四系松散層中發(fā)現(xiàn)了200多顆金剛石，在新沂市王圩村提交了1處小型砂礦產(chǎn)地，但原生金剛石找礦一直未有突破[1]。2013年，蘇北啟動了第二輪金剛石找礦，相繼在銅山張集、泗洪梅花、賈汪塔山、銅山吳橋—邳州石匣、銅山西村等地開展了金剛石原生礦普查、調(diào)查及研究工作，共發(fā)現(xiàn)輝綠巖、橄欖玄武巖和橄欖玄武質(zhì)隱爆火山角礫巖等3種金剛石寄主巖體，選獲6顆原生金剛石，發(fā)現(xiàn)金伯利巖4處[1-4]。

蘇北第二輪金剛石找礦歷時8年，雖取得一定進(jìn)展，但尚未取得重大突破，尚未發(fā)現(xiàn)含礦的金伯利巖或金剛石礦床。從目前的找礦思路、找礦線索以及找礦進(jìn)程來看，今后的找礦前景和找礦難度極大，尚存在很多亟待解決的問題。前人對蘇北原生金剛石找礦的研究，多集中在基性-超基性巖地球化學(xué)特征及成因、成礦條件及金剛石成因等方面[1-5]，并不能直接指導(dǎo)蘇北金剛石找礦。筆者以近幾年找礦實踐為基礎(chǔ)，結(jié)合最新的金剛石成礦理論和進(jìn)展，提出和探討制約蘇北原生金剛石找礦的幾個問題，以期為今后找礦提供指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

蘇北地區(qū)位于江蘇省北部的徐州、宿遷一帶，地跨華北陸塊、蘇魯造山帶和揚子陸塊三大構(gòu)造單元，蘇北金剛石找礦區(qū)域主要位于郯廬斷裂帶及西側(cè)的華北陸塊區(qū)內(nèi)[2-4]。郯廬斷裂帶內(nèi)基底為元古宇東海變質(zhì)巖群，其上覆蓋白堊系王氏組紫紅色碎屑巖，缺失晚古生界之前的沉積蓋層。郯廬斷裂帶西側(cè)基底為新太古界泰山巖群，上覆新元古界碳酸鹽巖和碎屑巖，厚達(dá)數(shù)千米。

蘇北區(qū)域構(gòu)造運動較頻繁，多旋回構(gòu)造運動導(dǎo)致區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂發(fā)育，形成錯綜復(fù)雜的構(gòu)造格架[2-4]。褶皺主要發(fā)育在印支—燕山期，郯廬斷裂帶西側(cè)的徐—宿弧形斷褶帶內(nèi)發(fā)育一系列軸向呈NNE漸轉(zhuǎn)為NEE向的復(fù)式褶皺，區(qū)域內(nèi)主要為NE、NNE、NW及近EW向斷裂，多期活動性明顯，NNE向的郯廬斷裂帶是區(qū)域規(guī)模最大、切割最深的一組深大斷裂，NW向的廢黃河斷裂、微山湖斷裂和近EW向的韓莊—鐵富斷裂均為基底斷裂(圖1)。

徐州地區(qū)巖漿巖較發(fā)育，巖石類型從超基性、基性到酸性均有發(fā)育。郯廬斷裂帶西側(cè)主要有3期活動：新元古代以輝綠巖為主；中生代(燕山期)以中酸性侵入巖為主，包括利國巖體和班井巖體；新生代(喜山期)以橄欖玄武巖、煌斑巖、金伯利巖、安山玢巖等脈巖為主，在空間上明顯受NNE向斷裂的控制而呈脈狀展布。郯廬斷裂帶內(nèi)主要發(fā)育3期活動，包括元古宙的變質(zhì)侵入巖、中生代噴出巖(青山旋回)以及新生代的脈巖。

1.古近系；2.侏羅系；3.侏羅系—白堊系；4.白堊系；5.石炭系—二疊系；6.寒武系—奧陶系；7.震旦系；8.青白口系；9.古元古界；10.中太古界；11.中-酸性巖；12.超基性巖；13.輝綠巖；14.復(fù)式背斜；15.復(fù)式向斜；16.基底深大斷裂；17.區(qū)域斷裂；18.地層不整合界線。圖1 蘇北地區(qū)構(gòu)造格架Fig.1 Tectonic framework of Northern Jiangsu Province

2 原生金剛石含礦母巖類型和時代

2.1 含礦母巖類型

目前已發(fā)現(xiàn)金剛石的巖石類型除金伯利巖和鉀鎂煌斑巖外，還有榴輝巖、蛇綠巖套、堿性超基性雜巖、堿性超基性煌斑巖和橄欖巖類等多種偏堿性的超鎂鐵質(zhì)巖石[7]，包括安徽欄桿地區(qū)輝綠巖以及蘇北地區(qū)輝綠巖、橄欖玄武巖和橄欖玄武質(zhì)隱爆火山角礫巖[3-4]。

從經(jīng)濟價值角度來看，目前世界上已知的金剛石礦均賦存于金伯利巖和鉀鎂煌斑巖內(nèi)，其他巖石類型中的金剛石含量很少且缺乏大顆粒金剛石，經(jīng)濟價值有限。2010年，在安徽宿州欄桿地區(qū)的輝綠巖中發(fā)現(xiàn)了微粒金剛石，受此影響，近幾年在蘇北地區(qū)開展的金剛石找礦工作主要集中在輝綠巖、橄欖玄武巖甚至煌斑巖等偏堿性-堿性基性-超基性巖上，選獲了6顆原生金剛石，但工業(yè)價值不大。因此，需要進(jìn)一步明確找礦目標(biāo)為金伯利巖型或鉀鎂煌斑巖型金剛石原生礦，排除輝綠巖、橄欖玄武巖、煌斑巖等其他巖石類型。

2.2 華北金伯利巖侵位時代

華北板塊金伯利巖巖漿活動主要分為3個時期[8]：一為中元古代(1 649～1 181 Ma)，以山西陽高巖區(qū)麻地溝金伯利巖及飲牛溝鉀鎂煌斑巖為代表；二為古生代，以遼寧復(fù)縣和山東蒙陰金伯利巖為代表(462～457 Ma)；三為中生代—新生代，以河南鶴壁和涉縣金伯利巖為代表(117～52 Ma)，蘇北金伯利巖亦屬于該期活動的產(chǎn)物。其中，僅遼寧復(fù)縣和山東蒙陰兩地發(fā)現(xiàn)了金剛石原生礦，其他地區(qū)金伯利巖則不含礦[9]。

不同時期金伯利巖含礦性的差異，與華北陸塊不同時期的區(qū)域構(gòu)造活動密切相關(guān)[8]。金剛石的形成需要厚而穩(wěn)定的巖石圈、低氧逸度和虧損的地幔環(huán)境[10]，而華北陸塊在古生代之前總體是穩(wěn)定的，熱流值較低，其巖石圈厚度達(dá)到200 km，適合金剛石的生長和保存。此外，大陸克拉通的造陸運動是形成金伯利巖巖漿必要的大地構(gòu)造背景，華北陸塊自中奧陶世發(fā)生了大規(guī)模的造陸上升，是古生代含礦金伯利巖活動的根本原因。中生代—新生代，受太平洋板塊俯沖的影響，地幔溫度升高，軟流圈上隆，導(dǎo)致華北陸塊巖石圈減薄至80 km，這一背景明顯不利于金剛石的保存，鶴壁與涉縣金伯利巖含礦性差可能與此有關(guān)[8,10-12]。

2.3 蘇北金伯利巖類型及年代

目前，在蘇北地區(qū)共發(fā)現(xiàn)4處金伯利巖，包括1處巖管和3條巖脈，集中分布于徐州柳泉—利國一帶，走向總體為NE 15°～50°，傾角較陡立，侵入至寒武系—奧陶系碳酸鹽巖中。巖石類型主要包括青灰色或紫紅色斑狀金伯利巖和含角礫斑狀金伯利巖，具斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，斑晶礦物主要為金云母、單斜輝石和橄欖石(多已碳酸鹽化)，基質(zhì)礦物主要為金云母、輝石、蝕變礦物和不透明礦物(圖2)。含渾圓狀角礫，成分包括輝石巖和輝橄巖等暗色超基性巖以及基底片麻巖、中酸性巖、圍巖等。

(a)金云母和橄欖石斑晶(b)橄欖石斑晶Ol.橄欖石；Phl.金云母。圖2 蘇北金伯利巖鏡下照片F(xiàn)ig.2 Photomicrographs of kimberlite in Northern Jiangsu Province

為了測定蘇北金伯利巖的年齡，從柳泉—利國一帶的角礫斑狀金伯利巖中挑選出鋯石，對其進(jìn)行U-Pb同位素測年。鋯石單礦物的挑選工作由河北省廊坊市區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所實驗室完成，采用磁選、重液分選及鏡下觀察等方法；制靶工作由南京宏創(chuàng)地質(zhì)勘查技術(shù)服務(wù)有限公司完成；鋯石U-Pb同位素測年采用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜法(LA-ICP-MS)，由武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司完成。測試采用的剝蝕系統(tǒng)激光波長為213 nm，激光脈沖頻率為5 Hz，剝蝕孔徑為32 μm，剝蝕時間為60 s，背景測量時間為40 s，脈沖能量為10～20 J/cm2，應(yīng)用鋯石標(biāo)樣GJ-1進(jìn)行同位素分餾校正，GJ-1鋯石標(biāo)樣的測試值為(601±1.2) Ma，每輪測試開始和結(jié)束前，分別分析標(biāo)樣2次。

測年結(jié)果顯示，蘇北金伯利巖中鋯石年齡主要分為3組(圖3，表1)。一組鋯石207Pb/206Pb年齡介于2 500～2 381 Ma之間，加權(quán)平均年齡為(2 476±27) Ma，第二組僅有2顆鋯石，207Pb/206Pb年齡介于1 837～1 713 Ma之間；前兩組應(yīng)該是巖漿侵位過程中捕獲的基底鋯石，這兩期的年齡與華北克拉通東部陸塊普遍發(fā)生的2.5 Ga和1.8 Ga兩期巖漿事件完全吻合。第三組有8顆最年輕鋯石的206Pb/238U年齡位于143～129 Ma之間，加權(quán)平均年齡為(135.8±4.3) Ma，該年齡約束了蘇北金伯利巖漿活動時代的上限，表明蘇北金伯利巖形成于晚中生代—新生代。

(a)鋯石U-Pb同位素年齡諧和圖 (b)基底鋯石加權(quán)平均年齡 (c)中生代鋯石加權(quán)平均年齡圖3 蘇北金伯利巖中的鋯石U-Pb同位素年齡諧和圖Fig.3 U-Pb age concordia diagrams of kimberlite in Northern Jiangsu Province

表1 蘇北金伯利巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡測試結(jié)果Tab.1 LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic age data of kimberlite in Northern Jiangsu area

蘇北金伯利巖的成巖時代與華北中—新生代金伯利巖巖漿的活動時期是一致的，形成于華北巖石圈減薄背景下，不利于金剛石的形成和保存，成礦的可能性不大。因此，從含礦金伯利巖侵入時代和大地構(gòu)造背景來看，古生代金伯利巖是蘇北金剛石找礦的首要目標(biāo)，但蘇北地區(qū)巖漿活動期次包括新元古代輝綠巖、中生代中酸性巖和新生代脈巖，尚未發(fā)現(xiàn)古生代巖漿活動的證據(jù)，這無疑增大了蘇北金剛石找礦的難度。

3 構(gòu)造與原生金剛石成礦的關(guān)系

探討構(gòu)造與金剛石原生礦或金伯利巖是否存在密切的成因關(guān)系，其中的關(guān)鍵點在于構(gòu)造的活動時間與金伯利巖巖漿活動時間之間時間上的先后關(guān)系。

3.1 郯廬斷裂帶與成礦的關(guān)系

郯廬斷裂帶作為蘇北地區(qū)規(guī)模最大、深切至地幔的區(qū)域深大斷裂，是幔源巖漿上升的主要通道。20世紀(jì)90年代以來，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為該斷裂受控于太平洋板塊運動所產(chǎn)生的區(qū)域動力，主要經(jīng)歷了3個階段的演化，即晚侏羅世—早白堊世的走滑運動、晚白堊世—古近紀(jì)的伸展運動和新近紀(jì)以來的擠壓逆沖活動[13-16]。而華北陸塊的古生代金伯利巖在郯廬斷裂帶開始活動之前就已就位，其形成與郯廬斷裂帶無關(guān)，即郯廬斷裂帶不是古生代金伯利巖的導(dǎo)巖或控巖構(gòu)造。

通過對比蘇北和遼寧金伯利巖區(qū)的地層，可以發(fā)現(xiàn)兩地奧陶系之前的地層是基本吻合的(表2)，這可能是郯廬斷裂帶的走滑平移作用將兩地錯斷所致[17]。郯廬斷裂帶在金伯利巖形成后可能起到破壞作用,蘇北地區(qū)具有存在古生代金伯利巖的可能性。

此外，郯廬斷裂帶在伸展運動階段，其內(nèi)部廣泛控制發(fā)育了斷陷紅盆[13]，在江蘇段沉積了白堊系王氏組紫紅色含礫砂巖，并伴隨著青山組火山巖(裂谷產(chǎn)物)的噴發(fā)。因此，在白堊系王氏組和青山組火山巖分布區(qū)，古生代金伯利巖會被掩蓋其下，不具備尋找金剛石原生礦的條件。

在郯廬斷裂帶內(nèi)，除了廣泛發(fā)育的白堊系王氏組和青山組火山巖外，局部還存在地殼上隆，并在城崗一帶形成城崗隆起，隆起帶內(nèi)發(fā)育新太古界基底變質(zhì)巖。該地區(qū)圍巖條件與山東金伯利巖區(qū)相似，其圍巖均為新太古界基底變質(zhì)巖[18]。因此如果存在古生代金伯利巖漿活動，只可能出現(xiàn)在城崗隆起上，而城崗隆起的外圍則被覆蓋在白堊系之下。

表2 蘇北和遼寧地區(qū)奧陶系之前地層對比簡表Tab.2 Brief table of stratigraphic comparison before Ordovician in Northern Jiangsu and Liaoning area

3.2 徐宿弧形構(gòu)造與成礦的關(guān)系

徐宿弧形構(gòu)造處于華北陸塊東南緣、郯廬斷裂帶西側(cè)。根據(jù)1∶50 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告[19]，徐宿弧形構(gòu)造的形成開始于新元古代，完成于古生代，大致可分為3個發(fā)育階段：新元古代—古生代華力西期的形成階段、印支期—燕山早期的形成及改造階段以及燕山早期的形成階段[19]。根據(jù)構(gòu)造的空間分布和復(fù)雜程度，可分為外帶、中帶和內(nèi)帶3部分：外帶主要為青龍山斷裂以西地區(qū)，構(gòu)造形態(tài)簡單，主要由石炭系和二疊系組成；中帶為位于青龍山斷裂和張集—欄桿沖斷層之間的構(gòu)造變形區(qū)，發(fā)育一系列的復(fù)式褶皺，軸線向北西呈弧形突出，背斜核部多由青白口系、震旦系和寒武系組成，向斜核部為石炭系和二疊系；內(nèi)帶為張集—欄桿沖斷層以東的構(gòu)造變形區(qū)，以開闊平緩的褶皺和低角度逆掩斷裂為主，震旦系和新元古代輝綠巖廣泛分布[19]。

從郯廬斷裂帶西側(cè)的金伯利巖、原生金剛石和指示礦物的分布位置來看，蘇北金伯利巖位于徐宿弧形構(gòu)造的外帶，在基巖或松散物中均未發(fā)現(xiàn)金剛石或指示礦物；塔山原生金剛石分布于中帶，在其附近的松散物中發(fā)現(xiàn)了金剛石；白露山巖體位于內(nèi)帶，從中發(fā)現(xiàn)了3顆原生金剛石和S1、S2組鉻鐵礦[6]；寺山巖體位于內(nèi)、外帶交界部位，從中選獲了1顆G9組鎂鋁榴石。由此可知，外帶雖有金伯利巖出露，但其形成背景預(yù)示著其含礦的可能性很小，而在中帶和內(nèi)帶發(fā)現(xiàn)的金剛石砂礦、白露山大顆粒原生金剛石以及標(biāo)型指示礦物(G9組鎂鋁榴石)，均表明它們可能來自金伯利巖。

從構(gòu)造和巖漿活動時代上看，古生代金伯利巖的侵位時代正好處于徐宿弧形構(gòu)造形成的早中期，在徐宿弧形構(gòu)造后期由于大規(guī)模的逆沖推覆，使得新地層或巖漿巖被老地層覆蓋，因此古生代金伯利巖可能被掩蓋于推覆體之下。

白露山巖體中大顆粒金剛石的特征與微粒金剛石明顯不同，其形態(tài)經(jīng)熔蝕具渾圓狀(圖4)，為典型的地幔捕擄晶(金伯利巖型金剛石的特征形態(tài))，但其賦存巖石為橄欖玄武巖，暗示了橄欖玄武巖在上升過程中可能捕獲了含礦金伯利巖。因此，對于含較多成分復(fù)雜角礫的基性巖來說，其中發(fā)育含礦金伯利巖亦是可能的。

圖4 白露山巖體中的金剛石鏡下照片F(xiàn)ig.4 Microscope photos of diamond in Bailu Mountain rock mass

4 指示礦物對原生金剛石的指示意義

鎂鋁榴石、鉻透輝石、鉻鐵礦等作為與金剛石緊密共生的礦物，對尋找金剛石礦具有重要的指示作用，利用其礦物地球化學(xué)等特征可有效地判別金剛石含礦性。

4.1 鎂鋁榴石

石榴子石是金伯利巖中重要的指示礦物之一，其氧化物含量及顏色、折光率等物理光學(xué)性質(zhì)可作為石榴子石的標(biāo)型特征[20-21]。Dawson等[22]采用聚類分析方法將不同產(chǎn)狀的石榴子石分為12組，其中G10(低鈣-高鉻鎂鋁榴石)、G9(鉻-鎂鋁榴石)組鎂鋁榴石(w(Cr2O3)>4%)是金剛石礦的標(biāo)型指示礦物[23]。

目前，蘇北基性-超基性巖中發(fā)現(xiàn)G9和G10組鎂鋁榴石的巖體僅包括圣庵和寺山橄欖玄武玢巖巖體。蘇北金伯利巖中的鎂鋁榴石多是含鉻鎂鋁榴石[2]，缺乏G9和G10組鎂鋁榴石，其含礦性可能較差。松散物中的G9和G10組鎂鋁榴石主要分布在郯廬斷裂帶內(nèi)的新沂城崗—王圩和泗洪梅花地區(qū)[1]，郯廬斷裂帶西側(cè)未發(fā)現(xiàn)。

4.2 鉻透輝石

鉻透輝石屬橄欖巖型組合，在地表環(huán)境中很不穩(wěn)定，搬運過程中容易磨損甚至消失，難以形成較大范圍的次生分散暈。作為尋找金剛石原生礦的指示礦物，鉻透輝石在區(qū)域找礦上不及鎂鋁榴石、鉻鐵礦等重要，但一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，就表明離其供源地不遠(yuǎn)。同時，鉻透輝石中的Cr2O3含量也可指示金伯利巖的含礦性，金伯利巖中w(Cr2O3)≥1.5%的高鉻鉻透輝石含量越多，金剛石品位越高[22]。

基性-超基性巖中僅蘇北金伯利巖含鉻透輝石，但其Cr2O3含量普遍低于1.5%，缺少高鉻鉻透輝石。

松散物中發(fā)現(xiàn)的鉻透輝石很少，僅在郯廬斷裂帶內(nèi)的新沂城崗—王圩地區(qū)發(fā)現(xiàn)高鉻鉻透輝石，表明新沂城崗—王圩地區(qū)可能存在近源的含礦金伯利巖。

4.3 鉻鐵礦

高鉻鉻尖晶石類礦物是金伯利巖及其深源包體中極其重要的一類礦物，不僅可以提供較多的成因信息，而且是評價金伯利巖含金剛石性的一級指示礦物和金剛石中較常見的包裹體礦物，因此在金剛石找礦過程中，鉻鐵礦(鉻尖晶石)常作為一種非常重要的指示礦物。張安棣等[23]在研究金剛石指示礦物特征時，將鉻鐵礦劃分為12組，其中S1(無鈦貧鋁富鎂鉻鐵礦)、S2(含鈦貧鋁富鎂鉻鐵礦)組鉻鐵礦(w(Cr2O3)>58%)為金剛石礦的標(biāo)型指示礦物。

蘇北地區(qū)的基性-超基性巖中，除白露山巖體存在S1、S2組鉻鐵礦外，其余巖體均缺乏該類型鉻鐵礦，蘇北金伯利巖中的鉻鐵礦Cr2O3含量普遍低于55%，缺乏標(biāo)型鉻鐵礦。

松散物中，郯廬斷裂帶內(nèi)的新沂城崗—王圩和泗洪梅花地區(qū)發(fā)現(xiàn)少量的S1、S2組鉻鐵礦，郯廬斷裂帶西側(cè)未發(fā)現(xiàn)。

5 找礦方向探討

蘇北原生金剛石找礦工作與山東、遼寧相比，尚處于起步階段，目前還未發(fā)現(xiàn)有價值的含礦巖體，因此工作目標(biāo)是尋找含礦的金伯利巖或鉀鎂煌斑巖，找礦方法的選擇和工作的布置也應(yīng)圍繞這一目標(biāo)。

如前文所述，古生代是華北陸塊含礦金伯利巖的主要時期，因此首要目標(biāo)應(yīng)是古生代的金伯利巖。對于古生代金伯利巖侵位的有利部位，郯廬斷裂帶內(nèi)的城崗隆起是最有利地區(qū)，并且在城崗隆起上及其東南部，從第四系砂礫層中發(fā)現(xiàn)了大量的金剛石和標(biāo)型指示礦物(G9、G10組鎂鋁榴石、高鉻鉻透輝石和S1、S2組鉻鐵礦)。因此城崗隆起上存在古生代含礦金伯利巖是可能的，該地區(qū)是今后找礦的重要靶區(qū)。

此外，郯廬斷裂帶西側(cè)的白露山、寺山和圣庵等地的含角礫基性巖亦是值得關(guān)注的。這些地區(qū)雖受徐宿弧形構(gòu)造的影響，很可能導(dǎo)致古生代巖漿活動被掩蓋在地下，但當(dāng)后期巖漿活動上侵時，如與早期的巖漿通道相吻合，將早期含礦金伯利巖捕擄攜帶至地表亦是可能的，其含礦性主要與所含角礫含礦以及含礦金伯利巖角礫的含礦性密切相關(guān)。

6 勘查方法評價

近幾年，蘇北金剛石找礦基本采用了同一套勘查方法組合，即：地質(zhì)和物探面積性工作先行，優(yōu)選異?；蚩梢蓭r體進(jìn)行探礦工程揭露，然后采集人工重砂對目標(biāo)巖體進(jìn)行含礦性評價。這種勘查方法和思路雖然取得了一定成果，但仍存在局限性。

6.1 專項地質(zhì)填圖

專項地質(zhì)填圖作為先行軍，在金剛石找礦中尤為重要，尤其是在基巖露頭區(qū)，能夠直接定位到金伯利巖或鉀鎂煌斑巖以及其他基性-超基性巖。蘇北地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的金伯利巖全部是在專項地質(zhì)填圖過程中發(fā)現(xiàn)的，即使在第四系覆蓋區(qū)，仍有很多采石宕口、溝渠存在，適宜開展野外專項填圖工作。因此，專項地質(zhì)填圖仍是金剛石找礦的基礎(chǔ)手段。

6.2 物探專項工作

近幾年，蘇北金剛石找礦采用的較為有效的物探方法主要是磁法，尤其在郯廬斷裂帶西側(cè)的徐州中部地區(qū)，由于大面積的沉積巖出露，與基性-超基性巖的磁性差異明顯，因此該方法得到了廣泛應(yīng)用，也取得了非常好的效果。該方法與地質(zhì)測量相結(jié)合，能夠很好地識別基巖出露地區(qū)的巖體；在淺覆蓋區(qū)，通過對磁異常進(jìn)行鉆孔驗證，也能夠較準(zhǔn)確地揭露到異常體。此外，由于磁法反映的深度較淺，對于異常體的深部形態(tài)難以有效反映，因此常采用磁法-音頻大地電磁測深的綜合物探方法對其深部進(jìn)行探測。

然而，由于物探的多解性，雖然對基性-超基性巖有很好的反映，但難以從中區(qū)分出金伯利巖或鉀鎂煌斑巖，目前在淺覆蓋區(qū)通過鉆探驗證的磁異常大多由輝綠巖和橄欖玄武玢巖引起，尚未發(fā)現(xiàn)金伯利巖或鉀鎂煌斑巖。

近年來的金剛石找礦工作均集中在郯廬斷裂帶西側(cè)，巖體與圍巖的物性差異明顯，因此通過物探能夠較為有效地定位基性-超基性巖。而郯廬斷裂帶內(nèi)，城崗變質(zhì)巖、白堊系青山組火山巖、白堊系王氏組砂巖均有分布，巖石類型眾多、物性復(fù)雜，采用物探手段尋找金伯利巖或鉀鎂煌斑巖的難度極大，還需進(jìn)一步加強物探信息研究，合理選擇相應(yīng)的物探手段。

因此，對于蘇北金剛石找礦來說，磁法和電法是較為有效的物探方法，但還需進(jìn)一步加強物探方法的有效性試驗以及金伯利巖或鉀鎂煌斑巖的解釋等工作。

6.3 探礦工程

蘇北金剛石找礦主要選擇槽探和鉆探作為巖體揭露和采樣的重要手段，但在實際施工中存在一些問題：近幾年施工的鉆孔在鉆遇異常體后，只要是基性-超基性巖，均將其穿透至圍巖20～30 m方才停鉆。如前文所述，金剛石找礦目標(biāo)主要是金伯利巖、鉀鎂煌斑巖，如果鉆遇的異常體不是目標(biāo)巖體，則無需穿透巖體，可提前終孔，節(jié)省鉆探工作量，將其用于其他異常的驗證。由于物探資料具有多解性，許多磁異常并非由金伯利巖或鉀鎂煌斑巖引起，切記要與地質(zhì)人員共同參與解釋，鉆探工作量不宜全部依賴于物探推斷解釋成果。此外，由于鉆探費用較高，鉆探宜以淺孔為主，深孔應(yīng)慎重考慮。

因此，在探礦工程中，對于基巖淺覆蓋地段或強風(fēng)化的巖體，槽探是優(yōu)先選擇的有效手段；而鉆探適宜淺覆蓋區(qū)異常驗證，其工作量在實際施工過程中可靈活運用，不應(yīng)循規(guī)蹈矩。

6.4 采樣測試

金剛石找礦中主要選擇巖礦鑒定和重砂鑒定等測試手段，前者可直接判斷巖石類型和礦物組合，后者則用來評價巖體含礦性。由于金伯利巖或鉀鎂煌斑巖極易風(fēng)化蝕變，很難采集到新鮮巖石，為巖礦鑒定帶來了一定困難。此外，即使是含礦金伯利巖中的金剛石含量也很少，這就需要大體積樣品才能具有代表性，但近年來采集的人工重砂樣的重量一般只有50 kg左右，即使該巖體含金剛石，也很可能因為采樣過少而漏掉。與其他礦種不同，重砂鑒定目前作為金剛石含礦性評價的直接手段(選礦相當(dāng)于大體積重砂鑒定)，是整個工作最終成果的落腳點。目前，全國地質(zhì)勘查單位真正能做金剛石重砂選礦鑒定樣的單位極少，樣品處理有一定難度。

因此，在今后金剛石找礦中，要注意從宏觀到微觀，加大人工重砂的采樣體積，尋找合適的鑒定單位。

6.5 勘查方法選擇

蘇北原生金剛石找礦目標(biāo)是尋找含礦的金伯利巖或鉀鎂煌斑巖，勘查方法的選擇和工作的布置也應(yīng)圍繞這一目標(biāo)。按照地質(zhì)找礦“由已知到未知，由淺入深、由表及里”的一般原則，結(jié)合前述各類方法的適用性和局限性，總結(jié)出蘇北原生金剛石勘查方法組合：

(1)郯廬斷裂帶西側(cè)基巖出露總體較好，分布有大面積的碳酸鹽巖和碎屑巖，巖體與圍巖物性差異較大。面上以專項地質(zhì)測量和巖體剖面測量為基礎(chǔ)，重點優(yōu)選航磁、地磁異常，尋找金伯利巖或鉀鎂煌斑巖；在點上，采用地質(zhì)+磁法+電法對目標(biāo)巖體或異常體進(jìn)行定位，地表以槽探揭露為主，驗證性鉆孔應(yīng)以淺鉆為主，以期揭露金伯利巖或鉀鎂煌斑巖；配合大體積人工重砂樣品，評價巖體含礦性。

(2)郯廬斷裂帶內(nèi)第四系分布廣泛，基巖露頭很差，碎屑巖、中-基性火山巖、基性-超基性脈巖、基底變質(zhì)巖等均有分布，地質(zhì)復(fù)雜程度極高。面上應(yīng)以專項地質(zhì)調(diào)查和水系重砂溯源為基礎(chǔ)，結(jié)合以往航磁成果，優(yōu)選異常靶區(qū)；在點上，采用地質(zhì)+磁法+電法+重力對目標(biāo)巖體或異常體進(jìn)行大致定位，以淺鉆進(jìn)行異常驗證，地表輔以槽探工程，以期發(fā)現(xiàn)金伯利巖或鉀鎂煌斑巖；采集大體積人工重砂樣品，評價巖體含礦性。對于第四系覆蓋區(qū)，物探應(yīng)是主要的手段，因此需加強不同物探方法的驗證性試驗，選擇合適的方法開展工作。

7 結(jié)論與建議

(1)蘇北金伯利巖巖石類型主要為青灰色或紫紅色斑狀金伯利巖和含角礫斑狀金伯利巖，其巖漿活動上限為(135.8±4.3) Ma，結(jié)合以往該期次脈巖的年齡，總體應(yīng)屬于中生代—新生代。這與華北中生代—新生代金伯利巖巖漿活動一致，且缺乏標(biāo)型指示礦物，含礦性較差。

(2)郯廬斷裂帶于晚侏羅世—早白堊世開始活動，與古生代金伯利巖并沒有成因聯(lián)系，但其在伸展階段控制發(fā)育的斷陷紅盆，可能使得帶內(nèi)的古生代金伯利巖被掩蓋在白堊系之下。徐宿弧形構(gòu)造發(fā)育時期涵蓋了古生代巖漿活動時期，可能導(dǎo)致古生代金伯利巖被掩蓋于推覆體之下。

(3)蘇北基性-超基性巖中，圣庵和寺山橄欖玄武玢巖中發(fā)現(xiàn)G9和G10組鎂鋁榴石，白露山巖體中發(fā)現(xiàn)了S1和S2組鉻鐵礦，這些指示礦物可能來自捕獲的含礦金伯利巖。松散物中，郯廬斷裂帶內(nèi)的新沂城崗—王圩和泗洪梅花地區(qū)發(fā)現(xiàn)了若干顆標(biāo)型指示礦物，而郯廬斷裂帶西側(cè)則未發(fā)現(xiàn)。

(4)蘇北原生金剛石找礦的首要目標(biāo)為古生代的金伯利巖。郯廬斷裂帶內(nèi)的城崗隆起是古生代含礦金伯利巖侵位的有利部位，是今后找礦的重要靶區(qū)；郯廬斷裂帶西側(cè)的含角礫基性巖亦是值得關(guān)注的對象，但含礦性可能較差。

(5)蘇北金剛石找礦方法主要為：地質(zhì)和物探面積性工作先行，優(yōu)選異常或可疑巖體進(jìn)行探礦工程揭露，然后采集人工重砂對目標(biāo)巖體進(jìn)行含礦性評價。應(yīng)充分考慮工作區(qū)地質(zhì)、地形等因素，根據(jù)不同方法的適用性和局限性，重點加強物探驗證性試驗，合理搭配找礦方法組合。

致謝：本文得到了江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院厲建華正高級工程師的細(xì)心指導(dǎo)，以及江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊劉愛斌正高級工程師、錢靜高級工程師和蔡承剛高級工程師的大力幫助，在此一并致以誠摯的謝意！