三論蒙陰地區金剛石原生礦的形成時代

楊斌，孫秀珠，羅文強，馬祥縣，唐璐璐

(山東省地質科學研究院，山東省金屬礦產成礦地質過程與綜合利用重點實驗室，山東 濟南 250013)

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地質與礦產

三論蒙陰地區金剛石原生礦的形成時代

楊斌，孫秀珠，羅文強，馬祥縣，唐璐璐

(山東省地質科學研究院，山東省金屬礦產成礦地質過程與綜合利用重點實驗室，山東 濟南 250013)

該文以地質基本事實為依據，以地質構造發展史為主線，結合華北地臺奧陶紀后演化史，以及石炭紀以后古金剛石砂礦儲集層為佐證，再加金伯利巖切穿輝綠巖和煌斑巖脈的實證，都顯示出蒙陰地區金剛石原生礦形成時代不在奧陶紀而在中生代。

形成時代；金剛石原生礦；中生代；蒙陰地區

對蒙陰地區金伯利巖的形成時代，筆者一直在探討[1-2]，一些在該地區從事勘查和科研的學者，提出了一些不同、相似或相同的意見。自20世紀1965年8月至80年代末把蒙陰金剛石原生礦形成定為白堊紀，中英合作隊工作后，才把其形成時間提前到奧陶紀[3-4]，王照波等[5]認為金伯利巖的侵位時間應該在250～30Ma之間。該文以地質基本事實為依據，以地質構造發展史為主線，結合華北地臺奧陶紀后演化史，又以石炭紀以后古金剛石砂礦儲集層為佐證，這些地質事實都顯示出蒙陰地區金剛石原生礦形成時代不在奧陶紀而在中生代。

1 該區金剛石原生礦的地質基本事實

1.1 構造位置

山東金剛石原生礦產于蒙陰縣境內華北地臺東南緣的魯西隆起區中部[6-8]。常馬礦帶(Ⅰ礦帶)、西峪礦帶(Ⅱ礦帶)和坡里礦帶(Ⅲ礦帶)，由南而北呈右行斜列式展布(圖1)。Ⅰ礦帶賦存在NW向蒙山斷裂北側(下盤)，Ⅱ礦帶賦存在NW向新泰-垛莊斷裂南北兩側，Ⅲ礦帶賦存于NW向銅冶店-蔡莊斷裂北側(下盤)。

1--古近紀官莊群；2--石炭紀；3--中生界；4--寒武紀—奧陶紀；5--新太古代片麻巖；6--中生代閃長巖；7--金伯利巖；8--地質界線/不整合線；9--斷裂及傾向；10--金剛石原生礦帶編號圖1 蒙陰地區金剛石原生礦礦帶分布圖

3個礦帶均分布在NNE向上五井斷裂(上盤)，Ⅱ礦帶在鄰近，Ⅰ礦帶在其西南延伸線上，Ⅲ礦帶居其東約17.5km。

1.2 礦帶與斷裂構造的分布關系

Ⅰ礦帶共有2個金伯利巖巖管和8條金伯利巖脈組成，圍巖均為新太古代變質巖[7-9]。所有巖脈皆呈NNE走向，脈壁平齊且陡，走向和傾斜方向皆呈舒緩波狀延伸，圍巖鉀化明顯，控礦斷裂顯壓扭性質。金伯利巖巖管地表形態受多組次級斷裂或節理密集裂隙控制，巖管內經常見直徑10～20cm的石灰巖碌柱狀塊體，表面光滑如鏡?？碧阶C實勝利1號巖管主體呈上大下小藕狀。Ⅰ礦帶的金伯利巖巖體自西向東呈右行斜列式展布，距蒙山斷裂7.5km。

Ⅱ礦帶共有8個金伯巖巖管10條脈組成[9-11]。分布新泰-垛莊斷裂上、下盤近鄰，圍巖有新太古代變質巖，有寒武-奧陶紀石灰巖。金伯利巖巖脈同樣為NNE向延伸，和Ⅰ礦帶脈體特征一樣。巖管地表形態受多組次級斷裂控制。6號金伯利巖巖管出露地表，圍巖為變質片麻狀花崗巖，在其外側發育著許許多多旋卷構造，一般直徑20cm，大者達1m以上，由多層旋迴面，面光滑如鏡，尤如洋蔥頭一層一層，核心巖塊鉀化強烈。這一地質現象曾被認為是尋找隱伏金伯利巖的標志。6號巖管內含大量石灰巖角礫，棱角明顯，多為碎塊。這表明金伯利巖巖管形成時爆發力是巨大的，并且具有強烈的旋轉力。

Ⅱ礦帶分布在變質巖區的金伯利巖管群中，經勘探證實，地表所有巖管最終收縮歸并到NNE向斷裂內，說明其是主要的儲礦構造。

Ⅱ礦帶南部的部分金伯利巖分布在新泰-垛莊斷裂南側(上盤)，既有巖脈，也有巖管，又有巖床，圍巖為寒武-奧陶紀石灰巖。

Ⅲ礦帶由25條金伯利巖巖脈組成[9-11]。皆為NNE向延伸，脈壁尤如刀切，同樣顯示壓扭性。圍巖為新太古代混合花崗巖和寒武-奧陶紀石灰巖。

3個礦帶的金伯利巖巖體均未發現被NW向斷裂切錯和破壞的現象，見Ⅰ礦帶中的紅旗1號巖脈被NW向斷裂阻擋，在其一側呈喇叭狀態。

1.3 金伯利巖侵入的地層和火成巖

Ⅰ，Ⅱ礦帶的金伯利巖巖管內有石灰巖角礫；說明形成時上覆有石灰巖地層。

Ⅱ礦帶的部分金伯利巖侵入到奧陶紀馬家溝群。

Ⅰ礦帶的紅旗1號金伯利巖巖脈探槽揭露證實切穿輝綠巖，紅旗30號金伯利巖脈切穿斜長煌斑巖和正長斑巖。

2 金剛石砂礦儲集層

山東省第七地質礦產勘查院(原沂沭隊、809隊、第七地質隊)在魯西幾十年的金剛石找礦工作中，除發現蒙陰金剛石原生礦，還發現了6個含金剛石層位。

(1)棗莊地區寒武紀李官組礫巖。

(2)石炭紀本溪組礫巖。

(3)上侏羅世三臺組礫巖。

(4)古近紀官莊群石灰質礫巖。

(5)古近紀—新近紀白彥組礫巖。

(6)第四紀中更新世郯城砂礦以及東汶河中、下地區含礦層。

3 對蒙陰金剛石原生礦形成時代的分析

自1965年8月至20世紀80年代末把蒙陰金剛石原生礦形成定為白堊紀，中英合作隊工作后，才把其形成時間提前到奧陶紀，其依據為二。一是金伯利巖的侵入的最高層位中奧陶世馬家溝群，二是測得金伯利巖中單礦物同位素年齡值4億多年。

假設蒙陰地區金剛石原生礦的形成時代為奧陶紀，那么當時這里是一處被一片海相沉積地層所覆蓋，銅冶店-蔡莊斷裂、新泰-垛莊斷裂和蒙山斷裂都沒有，因為這些NW向斷裂是控制中生代斷陷盆地——萊蕪盆地、新泰-蒙陰盆地、平邑盆地的生成和演化的唯一主導因素，這是不容置疑的地質事件。NNE向上五井斷裂，從它分隔中生代沂源盆地和草埠盆地來看，上五井斷裂在當時也不存在。眾說周知，所有內生礦產的形成必須具備有利的構造空間，這對特殊的金伯利來說也不會例外。因而奧陶紀時期該地區沒有形成金伯利巖的斷裂構造條件。

蒙陰地區金剛石原生礦在奧陶紀形成后，應該同整個華北地臺一起抬升成陸，因而缺失志留紀和泥盆沉積，時間長達8400萬年。現已查明蒙陰地區寒武-奧陶紀沉積厚度1100～1500m。假設金剛石原生礦在寒武紀以下1000m爆發形成巖管，其埋深充其量不超過2500m。若每年剝蝕0.03mm，在上述抬升時間內早已把巖管連根剝蝕完了。那么除寒武紀李官組外其余5個含礦層中的金剛石便成了無源之水，無本之木了。事實卻不是這樣，既是在NW向斷裂下盤的金伯利巖巖管所遭受的剝蝕嚴重估算也不超過2000m，勝利巖管中的碌柱狀石灰巖角礫就是有利的證據，它肯定是上覆石灰巖掉入巖管的，但不會掉入很深，在巖漿中翻覆滾動、熔蝕、研磨，才使其表面光亮如鏡。

總之，以上事實和分析，都顯示出蒙陰地區金剛石原生礦形成時代不在奧陶紀，而是中生代，這才符合上述實際金伯利巖展布和金伯利巖脈和巖管的地表特點和深延狀況。中生代正是該地區引張和擠壓相互交替的鼎盛期，為巖漿上侵創造極為有利的構造環境。一般來說輝綠巖脈、煌斑巖脈和正長斑巖脈是在引張期形成，而金伯利巖巖漿則是在擠壓階段上侵，因而在礦帶內金伯利巖切穿輝巖和煌斑巖脈便成了天然地質事件。

4 結語

目前國內地質工作者普遍認為金剛石原生礦與深大斷裂有著密切的成因聯系，似乎沒有深大斷裂金伯利巖型金剛石原生礦根本不可能產生。是否這樣，且不論，先看事實。目前已知在亞洲、歐洲、非洲、北美洲、南美洲和大洋洲都有金剛石原生礦產出，分布幾十個國家。據了解，澳大利亞是目前世界上產金剛石較多的國家，那里金剛石產地就沒有深大斷裂，巴西金剛石原生礦產地也無深大斷裂……。

金伯利巖型金剛石原生礦也屬內生礦產，只是一種特殊的類型罷了。這種巖漿巖內具有足夠的碳元素物質，又具備適宜的壓力、溫度以及充裕的結晶時間，就能形成金剛石礦?，F在人工合成的金剛石就是最好的佐證。那種認為金伯利巖巖漿來自地幔，并且只是攜帶先前已有的金剛石晶體的傳送帶，是一種推測。它主要依據于對某一種礦物同位素年齡測試的結果。同位素年齡值數據是真，但卻往往有多解性，需在結合地質依據加以利用才準確可靠。

[1] 楊斌,馬祥縣,唐璐璐,等.山東省蒙陰地區金剛石原生礦形成時代的討論[J].山東國土資源,2015,31(4),19-22.

[2] 楊斌,陳文韜,馬祥縣,唐璐璐,羅文強. 二論蒙陰地區金剛石原生礦的形成時代[J]. 山東國土資源, 2016,32(3):38-41.

[3] 尹作為,路鳳香,陳美華,等.山東蒙陰金剛石的形成時代及地質環境[J].地學前緣,2005,12(4):614-621.

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[5] 王照波,王慶軍. 華北板塊東緣金剛石成礦區域地質背景分析與成礦預測[J]. 山東國土資源, 2014,30(10):8-14.

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[9] 周玉增.山東金剛石特征及其成礦規律[J].科技創新與應用，2013,(2)：18-21.

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[11] 劉繼太.山東金剛石原生礦找礦前景探討[J].山東地質,2002,18(3-4):100-104.

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

YANG Bin, SUN Xiuzhu, LUO Wenqiang, MA Xiangxian, TANG Lulu

(Key Laboratory of Geological Processes of Mineralization of Metal Minerals and Resources Utilization in Shandong Province; Shandong Institute of Geological Sciences, Shadnong Jinan 250013, China)

In this paper, based on basic geological facts, regarding the history of geological structures as the main line, combining with Ordovician evolution history in North China platform, regarding ancient diamond placer reservoir after Carboniferous, the fact of kimberlite cutting through empirical diabase and lamprophyre dykes as the evidences, it is showed that the formation age of primary diamond ore in Mengyin area is not in Ordovician period. It should be in Mesozoic period.

Ore-forming age; diamond primary ore; Mesozoic; Mengyin area

2016-03-09；

2016-04-11；編輯：王敏

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

楊斌(1975—)，男，山東濟寧人，研究員，主要從事地質礦產勘查工作；E-mail：yangbin71311@163.com

P612

A

楊斌，孫秀珠，羅文強，等.三論蒙陰地區金剛石原生礦的形成時代[J].山東國土資源，2016,32(9)：14-16.YANG Bin, SUN Xiuzhu, LUO Wenqiang，etc.Third Discussion on the Ore-forming Age of Primary Diamond in Mengyin Area of Shandong Province[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(9)：14-16.