沂水楊莊地區稀有金屬成礦前景分析

滕文章

（山東省第八地質礦產勘查院，山東 日照 276800）

1 引言

楊莊地區位于沂沭斷裂帶內汞丹山凸起之上，其西側為馬站－蘇村凹陷，東側為莒縣凹陷。以往該地區的工作主要針對金屬礦產，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寨單元。然而該地區韌性剪切帶中有著大量的偉晶巖脈發育，與燕山期大規模成礦作用有著密切的聯系。經實際工作研究，該地區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，顯示該地區有較大的稀有金屬找礦潛力。

2 區域地質概況

楊莊地區大地構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變粒巖、黑云角閃變粒巖、斜長角閃巖、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，巖層變質變形強烈，片麻狀構造發育；

新元古代土門群佟家莊組、浮來山組、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；

古生代寒武紀長清群李官組、朱砂洞組、饅頭組、九龍群張夏組、崮山組、炒米店組、三山子組和奧陶紀馬家溝群東黃山組、北庵莊組、土峪組、五陽山組；巖性為灰巖、白云巖、泥頁巖等，厚度巨大；

中生代白堊紀下統青山群八畝地組，巖性為紫紅色安山質角礫巖、粗安質角礫凝灰巖、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、薄層中細粒長石砂巖、粉砂巖等；新生代第四紀地層。

區域構造發育，以斷裂為主，基底中發育有韌性剪切帶。

該地區最大的斷裂為沂水—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。斷裂帶東側巖性為元古代黑云二長花崗巖，西側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造巖，包括構造角礫巖、構造透鏡體、斷層泥、頁理化帶、碎裂巖等，該斷裂帶經過了多期構造活動，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—下楊林斷裂、吳家樓子—下蔡家溝斷裂，總體性質為壓扭性斷裂。

該地區韌性剪切帶主要為峨山口韌性剪切帶，是區內最大的一條韌性剪切帶，南起北躲莊，經汞丹山、峨山、峨山口到張家黃崖頭南，總體呈北東向展布，全長10km，在秦家莊東側，被秦家莊—下楊林斷裂錯斷右行平移700m。該剪切帶構造巖的原巖為早元古代傲徠山序列松山單元中細粒二長花崗巖，其圍巖片麻理近韌性剪切帶處和構造片理基本一致，遠離時則有較大偏轉，剪切帶中間最寬處約1km，向北變窄，在鶯山東側約500m。構造片理產狀主要為110°∠60°左右，具左行近水平剪切運動特征。該韌性剪切帶構造變形強烈，形成一系列的構造巖，密集的拉伸線理，各種不對稱褶皺發育。剪切帶內s—c面理尤其是c面理十分發育，在剪切帶內中部貫穿性良好，且延伸較遠，常常進一步發展為具平直界面的中厚—中薄層狀滑劈理帶，形成類似沉積巖的“層狀”外貌。韌性剪切帶內構造巖有白云母石英片巖、鉻云母石英片巖、變形的斜長角閃巖及黑云變粒巖包體等，以白云母石英片巖為主。

區域巖漿巖發育，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單元及中生代銅石序列陰陽寨單元。

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寨單元。

條花峪單元分布于峨山口以西，與東側泰山巖群地層呈侵入接觸關系，內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象，帶寬約0.1m左右。巖性為片麻狀中粗粒含黑云二長花崗巖，灰白色、淺肉紅色，中粗粒花崗變晶結構，片麻狀構造。礦物成分主要為微斜長石（30—35%）、斜長石（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，中細粒粒狀變晶結構，弱片麻狀構造，主要由云母（3%—5%）、斜長石（20%—30%）、微斜長石（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，巖石已變質成白云母石英片巖，其中多硅白云母發育。

燕山早期銅石序列陰陽寨單元，呈巖席狀順層侵入于晚元古界震旦系土門群地層中，巖性為輝石閃長玢巖，巖石呈灰綠色，斑狀結構，塊狀構造，斑晶主要為斜長石，亦有少量角閃石、輝石，基質為斜長石、角閃石。

該地區脈巖較發育，分布較廣泛，尤以偉晶巖脈活動為甚，其它脈巖不甚發育，主要有閃長玢巖、霏細斑巖、正長斑巖等。偉晶巖脈主要產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，個別可達20余m；一般長在50—100m左右，最長達數百米。主要由微斜長石（45%）、斜長石（20%）、石英（35%）組成，亦有少量白云母。

3 稀有金屬賦存礦體特征

經光譜分析，偉晶巖中賦含多種稀有金屬，其中銣含量達到工業品位，經化學分析驗證，銣品位達到工業品位。據此對楊莊礦區銣礦進行了普查。

本次普查首先對工作區內的偉晶巖脈進行了追索控制，按照基本工程間距40m的倍數對工作有利地段進行了探槽取樣工作，最后選定較好地段進行了鉆探施工。完成都主要工作量為：機械巖心鉆探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號偉晶巖脈傾向90o～ 105o，傾角65o～ 83o，沿走向長約570m，最大斜深17.5m，寬5.40m～20.10m；Ⅱ號偉晶巖脈傾向102o～120o，傾角54o～76o，沿走向長約290m，最大斜深50m，寬1.50m～3.50m；Ⅲ號偉晶巖脈總體走向北東，傾向124o左右，傾角50o左右，沿走向長約270m，寬7.00m左右。偉晶巖主要由微斜長石、斜長石、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個銣礦體，其中一個賦存于偉晶巖脈中，另一個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，斜長石、少量電氣石等。圍巖巖性主要為黑云變粒巖及斜長角山巖。

4 稀有金屬成因分析

華仁民等認為中國東部在中生代尤其是燕山期發生了大規模的成礦作用，稱為中生代成礦大爆發[1]。毛景文等對中國東部大范圍的測年數據研究后總結中國北方北方大規模成礦作用出現三個峰期，其中120Ma左右時期的成礦作用尤其強烈，是巖石圈快速減薄過程中大量地幔流體參與成礦作用的結果[2]。沈昆等對該地區所在沂水汞丹山地塊角閃巖相 -麻粒巖相巖石中常見淺色長英質深熔脈體和偉晶巖脈中包裹體進行研究，發現其含有大量富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。深熔脈體多見于片麻巖-花崗巖穹隆周邊圍巖，而在穹隆中心則出現紫蘇花崗巖和偉晶巖脈，反映從穹隆周圍至中心深熔作用增強[3]。

種種研究表明，燕山期大規模的巖漿活動與該地區的偉晶巖形成及成礦有著密切的聯系。經過對以往研究梳理和本次工作實際觀察，本人認為該地區偉晶巖成因及成礦過程如下。

中生代太平洋板塊向歐亞大陸俯沖，造成了該地區地幔上隆、巖石圈減薄，華北克拉通遭到破壞，大量深部高溫地幔物質攜帶大量的地幔流體上涌，與地殼物質發生混溶。同時俯沖板塊的部分熔融與地幔物質共同形成了初始巖漿，在其上升過程中不斷的消化和包容所經過的地殼物質，形成成分復雜的火山-巖漿，含有大量的稀有元素[4]。在侵入活動的晚期，殘漿侵入圍巖裂隙，此時殘漿具有較高的揮發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，揮發份逐漸增多，在揮發份的影響下殘余的熔漿保持為液體狀態，構成花崗偉晶巖巖漿，當溫度下降至800℃時，長石、石英、云母等主要礦物便從偉晶巖巖漿中結晶析出，構成偉晶巖脈的主體，此時僅有少量的含稀有元素的礦物結晶。由于巖漿內部揮發份的影響，溫度下降緩慢，有利于巖漿房內結晶分異作用的進行，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生交代化學反應，老礦物熔解消失，新礦物沉淀生成，兩者基本同時進行，被交代的礦物巖石始終在固體狀態下進行，交代前后體積不發生改變。在交代過程中，大量的稀有元素富集成礦。同時氣液流體與圍巖亦進行物質交換，因此與偉晶巖靠近的圍巖亦含有稀有元素。同時韌性剪切帶與成礦亦有著密切的聯系，主要表現為韌性剪切帶的片理化帶為流體提供了通道和容礦空間，其多期次活動往往誘發巖漿活動或熱液活動以及成礦作用的發生，區域韌性剪切帶延伸遠，涉及深度大，有利于不同構造、深部和淺部的流體循環，可提供廣泛的礦質和流體來源。

5 楊莊地區稀有金屬成礦前景

近些年隨著稀有元素的應用越來越廣泛，稀有元素的需求也越來越多，國家也開始重視稀有元素的戰略儲備，對其投入也越來越高。楊莊地區是山東省為數不多的有著大規模韌性剪切帶及大量偉晶巖發育的地區。本次工作僅對楊莊鐵礦采礦權內幾條偉晶巖脈進行了簡單的普查工作，發現偉晶巖沿脈及其附件圍巖黑云變粒巖及斜長角閃巖中含有大量的稀有元素，因此楊莊地區找礦潛力較大，建議對該地區開展稀有金屬礦產調查工作。