山東省南龍口石英砂巖礦床成因及成礦規律

黃坤朋，陸林祥，馬 標，李鵬飛，宋月梅，安 悅

(山東省地勘局第二地質大隊，山東 兗州 272000)

0 引 言

南龍口石英砂巖礦位于沂南縣城東南約20 km處，大地構造位置屬華北陸塊(I)，魯西隆起區(II)，魯中隆起(III)，蒙山-蒙陰斷隆(IV)之蒙陰凹陷(V)的東部邊緣，位于沂沭斷裂帶南段西側。

區內地層主要發育新元古界南華系、古生界寒武系以及第四系，見表1，地層為傾向北東的單斜構造，傾角12°～16°，石英砂巖礦體即賦存于寒武紀李官組砂巖段。區內斷裂構造主要發育有北西向和北東向2組。北西向斷裂F1位于工作區北部，總體走向329°～345°，傾向北東，傾角62°～75°，該斷裂主要切割朱砂洞組地層。礦區中部有北東向斷層F3通過，為正斷層，斷層傾向南東，傾角約80°，該斷層控制礦體的空間展布，影響斷層附近礦石的質量。區內出露巖漿巖為松山單元中粒二長花崗巖、東南峪單元含斑中細粒黑云英云閃長巖及寧子洞單元斑狀中細粒含黑云花崗閃長巖，見圖1。

1.沂河組；2.山前組；3.張夏組上灰巖段；4.饅頭組洪河段；5.饅頭組下頁巖段；6.朱砂洞組上灰巖段；7.朱砂洞組余糧村段；8.朱砂洞組下灰巖段；9.李官組頁巖段；10.李官組砂巖段；11.佟家莊組頁巖段；12.佟家莊組砂巖段；13.松山單元；14.寧子洞單元；15.東南峪單元；16.斷層；17.地質界線；18.角度不整合界線；19.地層產狀

表1 南龍口石英砂巖礦區地層一覽表

1 礦床地質特征

1.1 礦床特征

礦體賦存于李官組砂巖段，該套地層即是礦層，礦體巖性主要為石英砂巖，礦體走向43°～58°，傾向北東，傾角12°～16°，產狀平緩而且較穩定。礦體在南龍口村南部山坡直接裸露于地表，沿走向延伸約5.5 km，沿傾向延伸300～700 m，平均厚度15.67 m。該次工作垂直礦體走向施工了2條探槽，并采集了相應的樣品進行分析化驗，其中SiO2含量平均是98.48 %，可用于玻璃、冶金熔劑及硅質耐火材料，礦石品級可達Ⅰ級品、Ⅱ級品。

1.2 礦石特征

礦石新鮮面呈淺灰紅色，細粒砂狀結構，塊狀構造。主要由碎屑物和填隙物兩部分組成，由壓實作用成巖。碎屑物：主要由礦物碎屑構成，粒徑一般0.06～0.80 mm，大多在0.25～0.50 mm間，分選性較好，構成中粒砂狀結構，形態多呈橢圓狀、卵圓狀、次圓狀等，少許呈棱角狀、次棱角狀，磨圓度較好，砂粒間多呈緊密接觸式膠結，主要成分為石英，多呈單晶，次生加大現象較為明顯，具次生加大邊，無色透明，干凈明亮，極個別微隙發育，碎屑物含量95 %左右。填隙物：主要由雜基和極少許膠結物構成，雜基成分主要為次一級的粒徑更為細小的石英礦物碎屑；膠結物成分主要為氧化鐵質和極少許玉髓，含量5 %左右。

2 區域成礦要素

2.1 控礦地質要素

地層：礦床附近發育南華紀及寒武紀地層，南華紀地層為石英砂巖礦高純度石英提供了物源，同時也是礦體就位的圍巖；寒武紀李官組是礦體的賦存層位。

巖漿巖：礦床南部發育新太代晚期中酸性巖漿巖，為石英砂巖礦床提供了物源。

構造：礦床發育北東向斷層，礦體產出形態受斷層控制，斷層影響礦體的空間分布。

2.2 區域成礦預測要素

通過對南龍口地區區域地質特征、區域成礦的時空物的相互關系的綜合研究，總結出該區石英砂巖礦區域成礦預測要素，并劃分為區域地質環境與礦床特征2大類。根據成礦預測要素在礦體形成中的貢獻程度劃分成必要要素5類、重要要素3類見表2。

表2 南龍口石英砂巖區域成礦要素、預測要素一覽表

3 成礦規律

3.1 賦存地層

礦床賦礦地層為寒武紀李官組，地層即為礦體。

3.2 構造

礦床中部北東向斷層截斷區內礦體，控制著礦體的產出形態，影響了礦體的空間分布。

3.3 巖漿巖

礦床南部發育新太古代晚期中酸性巖漿巖，為李官組砂巖的沉積提供了物源。

3.4 成礦物質來源

區內礦床成礦物質來源主要有2個方面：①是新太古代中酸性巖漿巖，經長期的剝蝕、搬運、分選、沉積，巖漿巖中易風化的長石等礦物被淘汰，不易風化的石英進入濱海環境，經過強烈的篩選，在局部形成純凈的石英砂巖礦床；②是土門群佟家莊組砂巖段，區域上佟家莊組砂巖段出露較厚，該套地層下伏于李官組之下，2者呈平行不整合接觸，且佟家莊組內部存在多個平行不整合接觸面，說明其經歷了多個剝蝕、搬運、分選、沉積的旋回，而每一個旋回都是石英的進一步富集。

4 成礦模型

4.1 成礦背景

新太古代以來，魯西地區長期處于隆起狀態，各種地質體長期處于侵蝕狀態。新元古代末，地殼隆起，海水退進，古陸再次遭受剝蝕，為石英砂巖的沉積提供了物源條件。中寒武世，區內環境為濱海環境，為李官組的沉積提供了水動力環境。

4.2 成礦時代

礦體賦存于中寒武世李官組，為同沉積成礦，成礦時代為中寒武世。

4.3 成礦模式

早寒武世魯西地區首先沿沂沭海峽下沉，海侵方向由南東向北西。中寒武世，工作區為濱海陸屑灘相環境，沉積了李官組，砂巖段局部厚大，形成石英砂巖礦床。成礦模式見圖2。

1.砂巖；2.石英砂巖；3.頁巖；4.灰巖；5.二長花崗巖；6.礦體

5 結 語

(1)通過對南龍口石英砂巖礦床的分析研究，提取了控礦地質要素，總結了區域成礦預測要素，其中必要要素5類，重要要素3類。

(2)從石英砂巖礦體賦存地層、控礦容礦構造、巖漿巖、成礦物質來源等方面系統總結了石英砂巖礦床成礦規律。

(3)分析研究了南龍口石英砂巖礦床成因，為濱海沉積礦床；建立了成礦模型，即中寒武世，工作區為濱海陸屑灘相環境，沉積了李官組，形成石英砂巖礦床。