山東省鈹礦典型礦床特征及找礦遠景區劃分

汪子杰

(山東省第四地質礦產勘查院，山東 濰坊 261021)

鈹礦是我國的緊缺礦種，為國家戰略儲備資源，山東省目前已發現的鈹礦主要分布于榮成市人和鎮大疃劉家一帶[1]，為一蝕變巖型小型鈹礦床，其形成與燕山晚期巖漿活動有關，主要賦礦巖石為絹云母化高嶺土化正長花崗巖[2]。該次將其作為典型礦床進行了研究，分析了山東省鈹礦資源潛力及找礦方向。

1 礦床地質特征

劉家鈹礦大地構造位于蘇魯造山帶膠南-威海隆起區之威海隆起東南部[3]。區域內出露地層主要為新生代第四系；中生代侵入巖極為發育，遍布全區，NW向斷裂構造發育。

1.1 地層

區內出露地層較為簡單，主要為新生代第四系之山前組、臨沂組、泰安組和旭口組。

1.2 構造

受區域性近EW向石島-邢家同帚狀斷裂構造的影響[4]，區內斷裂構造較為發育，多為NW向壓扭性斷裂或張扭性斷裂，并有不同程度礦化蝕變現象，控制鈹礦體的發育。

區內張扭性斷裂出露長約2000m，寬25～50m，走向290°～330°，傾向NE，傾角75°～85°，局部地段直立或反傾。帶內由角礫巖、碎裂巖等組成，發育絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化等蝕變。斷裂帶兩側發育次級斷裂，多充填有碳酸鹽細脈。該斷裂控制著鈹礦體的分布，是區內主要控礦斷裂。

1.3 巖漿巖

區內侵入巖極其發育，主要為中生代印支期寧津所序列峨石山單元中粒角閃正長巖和東山單元中粒含黑云輝石正長巖，槎山序列院夼單元中粗粒正長花崗巖和人和單元粗粒正長花崗巖[5]，均為鈣堿性系列巖石。正長花崗巖為主要賦礦圍巖。

1.4 礦體特征

1.4.1 礦體特征

該礦床共有7個礦體，均賦存于NW向張扭性斷裂構造帶中，礦體的產狀與斷裂產狀大致一致，其中規模較大的有Ⅰ-1，Ⅰ-3，Ⅱ-1，Ⅲ-1號礦體(表1)。礦體具分支復合現象，局部存在反傾的特點(圖1)。

表1 大疃劉家鈹礦主要礦體特征

1—槎山序列院夼單元；2—槎山序列人和單元；3—寧津所序列峨石山單元；4—寧津所序列東山單元；5—絹云高嶺土；6—碎裂巖圖1 劉家鈹礦地質略圖

1.4.2 礦石組分

(1)礦石組分。礦石中主要礦物為絹云母，其次為方解石、石英、鉀長石、斜長石，少量輝石、角閃石、黑云母、重晶石，副礦物為榍石、銳鈦礦、金紅石、磷灰石、磷鋁鈰石、白鈦礦、褐簾石、綠簾石、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、石榴子石、電氣石等。有用礦物為羥硅鈹石[6](表2)。

表2 礦石礦物組成

(2)羥硅鈹石。羥硅鈹石分子式為Be4[Si2O7](OH)2，理論值BeO含量39.6%～42.6%，光譜定量實測結果BeO為42.15%，能譜分析其氧硅原子比為4.35∶1(表3)，與羥硅鈹石理論值接近。根據化學分析結果可以看出，全巖BeO含量(20～22)ω(B)/10-6(表4)，未達到邊界品位(0.04%～0.06%)。

表3 羥硅鈹石能譜分析結果

表4 巖石化學全分析結果

2 礦床成因

根據大疃正長花崗巖主量元素成分，堿性花崗巖SiO2，K2O+Na2O，MgO，CaO及TFe2O3成分分別為57.56%，10.41%，1.31%，3.05%，5.65%。大疃花崗巖屬于過堿性巖系列[7]。

大疃正長花崗巖具有較低的稀土元素含量(∑REE=754.37×10-6)，并存在弱正Eu異常(δEu=1.02)。大疃正長花崗巖富輕稀土(LREE)，(La/Yb)N比值為58.74，輕重稀土比值(LREE/HREE)為25.05，這表明其發生了較明顯的輕重稀土分異作用[8](圖2)。

圖2 稀土元素球粒隕石標準化配分圖(標準化值據Taylor and Mclennan，1985)

此外，大疃正長花崗巖虧損大離子親石元素(LILE，Ba：7474.42×10-6；Sr：3911.53×10-6)，富集高場強元素(HFSE：Nb，Ta，P，Zr，Ti)(圖3)。

圖3 微量元素原始地幔標準化蛛網圖(標準化值據Sun and McDonough，1989)

綜合分析認為，地殼中的鈹元素在巖漿作用的不同階段，其含量隨基性巖(玄武巖)向酸性巖的演化不斷升高，并且在花崗巖中由老到新含量不斷增加，在巖漿分異作用晚期階段得以富集，形成該區的鈹異常。伴隨構造運動，巖漿期后熱液沿裂隙上升遷移過程中，在適宜環境下萃取花崗巖中的鈹元素，并在構造有利部位富集、沉淀成礦。該礦床工業類型屬含鈹蝕變正長花崗巖型，為小型礦床，礦體產于正長花崗巖中，規模較小，地表斷續出露，以絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化、硅化、滑石化蝕變為標志，礦體形態較復雜，呈脈狀，透鏡狀，深部呈樹枝狀。大疃劉家鈹礦主要賦存于蝕變的正長花崗巖石中，鈹多以羥硅鈹石單礦物形式存在[9]，再次與褐鐵礦、方解石等連生于絹云母中。礦床中不含鈹寶石類礦物。礦化多發育于小的構造裂隙內，呈脈狀或網脈狀分布，且具有明顯的熱液蝕變現象，綜合分析認為礦床的形成與構造和巖漿熱液作用有關[10]。

3 找礦遠景區劃

3.1 找礦標志

(1)尋找成礦母巖正長花崗巖。

(2)在正長花崗巖中尋找構造，根據物探資料，礦區控礦構造蝕變帶走向NE，兩斷裂帶間距越窄，蝕變越強，礦化越明顯，形成礦體的可能性就越大。兩斷裂帶交會處是尋找鈹礦的重點方向。

(3)沿構造尋找蝕變帶，由于受成礦后期熱液蝕變，圍繞礦體形成蝕變帶，巖石具絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化、硅化、滑石化等特征[11]，呈灰白色，淺黃綠色，巖石較松軟。礦體具明顯的絹云母化高嶺土化蝕變。

3.2 找礦要素

在成礦要素劃分的基礎上，將山東省鈹礦找礦要素劃分為必要要素3類、重要要素5類、次要要素2類(表5)。

表5 山東省鈹礦區域找礦要素

3.3 遠景區劃分

通過對山東省典型鈹礦床的詳細解剖，結合地、物、化、遙各項找礦預測標志，在山東省內圈定成礦遠景區4處(圖4)。

3.3.1 文疃鎮南鈹礦找礦遠景區(Q1)

該遠景區面積約700km2。大地構造位置位于膠南-威海隆起區之膠南隆起北部膠南斷隆與膠萊盆地東部的五蓮-莒南斷陷相接地帶。斷裂構造以NNE向為主，NW向為次，區內出露地層主要有古元古代粉子山群、白堊系和第四系。堿性花崗巖在寨里河、文疃一帶出露，主要侵入在燕山晚期石英二長巖中[12]。區內航空放射性異常明顯，形態規整，主要沿NW向展布。在寨里河、文疃各有1處異常密集區，最大強度分別為36γ，39γ。

1—遠景區位置及類型；2—遠景區編號圖4 山東省鈹礦遠景區劃分示意圖

3.3.2 五蓮縣街頭鎮南鈹礦找礦遠景區(Q2)

該遠景區面積約800km2。區內出露地層主要有古元古代粉子山群、白堊系和第四系。區內航空放射性異常明顯，形態規整，主要沿NW向展布。在大珠子有1處異常分布密集區，異常沿NE向展布，最大強度為42γ。區內有3處獨居石自然重砂異常，其中規模最大的1處與已知的大珠子稀土礦范圍及放射性異常基本吻合；1處釷石自然重砂異常，分布面積約80km2。燕山期堿性花崗巖衍生的偉晶巖脈內主要在大珠子一帶分布，侵入于中元古代角閃閃長質片麻巖、新元古代二長花崗質片麻巖和燕山晚期二長花崗巖。

3.3.3 海陽地區鈹礦找礦遠景區(Q3)

該遠景區面積約400km2。大地構造位置位于威海隆起西南部威海凸起內。斷裂構造主要為NE向，其次為NW向，鈹礦化體受以上斷裂構造控制。區內出露地層主要有古元古代荊山群、白堊系和第四系。鈹礦化偉晶花崗巖在亭子口、招虎山一帶分布，主要侵入在古元古代荊山群野頭組中。區內航空放射性異常明顯，形態規整，主要沿NW向展布。在亭子口、招虎山各有1處異常分布密集區，最大強度分別為57γ，33γ。

3.3.4 榮成地區鈹礦找礦遠景區(Q4)

該遠景區面積約300km2。礦區大地構造位于膠南-威海造山帶之乳山-威海凸起東南部[13]。區域內出露地層主要為新生代第四系；中生代侵入巖極為發育，遍布全區，NW向斷裂構造發育區內出露地層較為簡單，主要為新生代第四紀之山前組、臨沂組、泰安組和旭口組。受區域性近EW向石島-邢家同帚狀斷裂構造的影響，區內斷裂構造較為發育，多為NW向壓扭性斷裂或張性斷裂，并有不同程度礦化蝕變現象。區內查明鈹礦儲量300340t。

3.4 找礦遠景評價

參考中國地科院區劃室1988年10月頒發的《固體礦產成礦預測工作要求(征求意見稿)》中的規定，結合區內化探，重砂和航磁等物化探異常，以及礦床(點)資料等實際情況，借鑒前人分級原則，對區內成礦預測區進行分類。

榮成地區鈹礦找礦遠景區含礦地質體總面積約300km2，礦體品位0.08%，體重3.02t/m3。已查明礦石量300340t，BeO240435kg，BeO平均品位0.0801%。其中(332)礦石量54894t，BeO43476kg，平均品位0.0792%；(333)礦石量221369t，BeO188345kg，平均品位0.0851%；低品位(333D)礦石量24077t，BeO8614kg，平均品位0.0358%。該區具備蝕變巖型鈹礦的成礦地質條件和地球化學異常，具有較好的找礦前景。預測級別為Ⅰ級。

文疃鎮南鈹礦找礦遠景區、五蓮縣街頭鎮南鈹礦找礦遠景區、海陽地區鈹礦找礦遠景區內暫無成型的鈹礦點發現。然而，上述區域亦具備鈹礦成礦地質條件和地球化學異常，具有一定的找礦潛力。預測級別為Ⅲ級。

4 結論

在充分收集山東省鈹礦有關資料的基礎上，選取榮成大疃劉家鈹礦作為典型礦床(點)，研究了其成礦地質條件、成礦機制，總結了找礦標志[14]。認為榮成大疃劉家鈹礦床的形成與構造和巖漿熱液作用有關。在詳細的礦床解剖和礦點檢查的基礎上，尋找礦床(體)的分布規律，總結了鈹的區域成礦規律，劃分找礦遠景區4處，分別為文疃鎮南鈹礦找礦遠景區、五蓮縣街頭鎮南鈹礦找礦遠景區、海陽地區鈹礦找礦遠景區、榮成地區鈹礦找礦遠景區。在此基礎上，利用現有資料對圈定的遠景區進行了找礦遠景評價。

榮成大疃鈹礦為我國已發現唯一一例以羥硅鈹石為含鈹礦物的新類型鈹礦[15]，根據該區成礦地質條件及物探資料分析，礦床深部及外圍仍有很大找礦前景。建議在對礦床淺部綜合開發利用的同時，擴大找礦思路，加強對礦床深部及外圍的勘查工作。