山東省沂南縣東汶河中下游地區鉀鎂煌斑巖含礦性分析

張 勇，劉成帥，褚志遠，賈志斌，仝永慶

（山東省地質礦產勘查開發局第七地質大隊，山東 臨沂 276000）

1 概況

調查區金伯利巖找礦工作始于1957年，伴隨魯中南地區金伯利巖調查斷續至今，其中1957年-1972年，主要開展1:50000水系重砂和地質調查，進行暗色巖研究和其他調查工作。隨后進行了物探、化探等工作，金伯利巖成礦指示元素的組合異常和金伯利巖指示礦物的特征均指示該地區具有較好的成礦前景。

結合以往工作成果，區內曾圈定3個最小預測區。大保護最小預測區、魯家莊最小預測區、南栗溝最小預測區。預測區內出土大量的金伯利巖及其指示礦物，成礦前景較好。

2 區域地質特征

調查區位于華北板塊（Ⅰ）東南緣的魯西隆起區(Ⅱ)中東部。屬于魯中隆起（Ⅲ），跨新甫山-萊蕪斷隆（Ⅳ）、馬牧池-沂源斷隆（Ⅳ）2個四級構造單元。跨孟良崮凸起（Ⅴ）、馬牧池凸起（Ⅴ）2個五級大地構造單元，東側緊靠郯廬斷裂帶。調查區距蒙陰金伯利巖礦區東約60公里，與蒙陰金伯利巖礦區屬同一大地構造單元，調查區內地層、構造、巖漿巖均十分發育。

（1）地層。依據《山東省地層、侵入巖、構造單元劃分方案》（2014），該區屬華北-柴達木地層大區，華北地層區，魯西地層分區（見圖1）。地層劃分以沂沭斷裂帶之安丘-莒縣斷裂為界，分為東西兩個部分，該區處于西部的魯西地層分區。

主要有新太古代地層，主要有雁翎關組；新元古代代地層，主要有土門群佟家莊組；古生代地層，主要有長清群李官組、朱砂洞組、饅頭組，九龍群張夏組、崮山組、炒米店組、三山子組，馬家溝群東黃山組、北庵莊組、土峪組、五陽山組、閣莊組、八陡組；中生代地層，主要有青山群八畝地組；新生代地層，主要有臨沂組及沂河組；風積－坡洪積相的大站組及山前組；湖沼積相的黑土湖組。

（2）構造。根據山東省大地構造單元劃分方案，該區大地構造位置屬華北板塊（Ⅰ）一級構造單元，魯西隆起區（Ⅱ）二級構造單元，跨越魯中隆起（Ⅱa）和沂沭斷裂帶（Ⅱc）兩個三級構造單元，馬牧池-沂源斷隆（Ⅱa7）、新甫山-萊蕪斷隆（Ⅱa6）、蒙山-蒙陰斷隆（Ⅱa5）和馬站-蘇村斷陷（Ⅱc3）四個四級構造單元，馬牧池凸起（Ⅱa73）、孟良崮凸起（Ⅱa63）、蒙山凸起（Ⅱa55）和蘇村凹陷（Ⅱc33）四個五級構造單元（見圖1）。

圖1 大地構造位置圖

區內斷裂構造以北西向和北北東向為主，局部發育近南北和近東西向斷裂。褶皺構造多受北西向斷裂影響，樞紐走向多呈北西向。局部韌性剪切帶走向北西西、北東向。

（3）巖漿巖。調查區內巖漿巖大致分兩個時段，即新太古代至古元古代侵入期和中生代侵入期。前者分布面積大，普遍發生韌性變形和角閃巖相-綠片巖相變質，構成本地區結晶基底。后者局限分布于古生代地層區，呈不規則等軸狀侵入體或條帶狀群脈產出。在調查區青楊行村及銀山莊村一帶，發現多條走向為北北東向的煌斑巖脈，巖脈長5m～150m，寬0.5m～2m，脈體大部被第四紀地層覆蓋，巖石風化強烈，易破碎，呈淺灰綠色、灰黃色，具斑狀結構。煌斑巖巖脈沿裂隙侵入燕山晚期閃長玢巖、二長花崗斑巖中，與閃長玢巖及二長花崗斑巖呈侵入接觸關系。

3 調查區金伯利巖及指示礦物特征

3.1 金伯利巖特征

調查區共出土金伯利巖70顆，全分布于第四系中，其中大部分是從二階地樣品中選到,只有幾顆是在現代小河中選到的，銅井小河分布有5顆（兩顆-0.5mm粒級，一顆為-1+0.5mm粒級，總重1.03mg），棗林莊小河1顆（-2+lmm，重8.08mg）夏莊小河1顆6.83mg。該區金伯利巖的晶體形態以曲面菱形十二面體為主，其次為八面體等；多數為無色透明或淺棕黃色，少數為淺黃色，有兩穎為棕紅色，極個別的有綠色斑點，晶體表面蝕象有熔蝕溝、熔蝕坑等。多數具石墨包體，少數為無包體者晶體比較完整，顆粒較大，以-4+2mm粒級為主。其次為-2+lmm粒級，少數為-8+4、-l+0.5和-0.5mm粒級，還偶爾出現-16+8mm級別的大金伯利巖。

近年來在東汶河次級水系-明生小河上游朱家莊村北側河道二級階地中選獲金剛石一粒（圖2），淡黃色，八面體與立方體聚形，晶形完好，粒徑0.3mm。經拉曼光譜鑒定，金伯利巖單晶特征峰在1332cm-1處，峰的半高寬5.6cm-1，（圖2），且并未存在其它譜峰，表明測試礦物確為金剛石。

圖2 重砂樣品選獲金剛石

3.2 指示礦物特征

依據道森（Dawson）、斯蒂芬斯（Stephens）聚類分析法將石榴石進行分類，依據張安棣Q聚類分析對鉻尖晶石進行分類命名，判定單體礦物屬性、判別其是否為金伯利巖或金伯利巖指示礦物具有重要指示意義。在銀山莊找礦靶區鉀鎂煌斑巖巖脈中選獲G9組鎂鋁榴石、S4 組鉻鐵礦。青楊行找礦靶區鉀鎂煌斑巖巖脈中選獲S4 組、S5組鉻鐵礦，G9組鎂鋁榴石。屬金伯利巖屬性的指示礦物。

4 調查區鉀鎂煌斑巖特征

（1）鉀鎂煌斑巖地質特征。煌斑巖在調查區內主要集中分布在大保護重點工作區及魯家莊重點工作區內，其中大保護重點工作區內發育1條巖脈，分布于青楊行村北西。魯家莊重點工作區內發育6條巖脈，整體呈北北東向分布。

（2）鉀鎂煌斑巖礦物特征。巖石新鮮面呈灰黑色，斑狀結構，基質微晶狀結構，球顆結構，塊狀構造。巖石主要由斑晶（5%）和基質（95%）組成。斑晶：由輝石假像、橄欖石假像組成，雜亂分布，粒度0.5mm～2.2mm，輝石呈半自形柱狀，已全部被綠泥石、碳酸鹽交代呈假像。橄欖石（5%±）呈半自形粒狀，已全部被碳酸鹽及少量硅質交代呈假像。基質：由斜長石（60%±）、暗色礦物假像（35%±）組成。斜長石呈半自形板條狀，雜亂分布，部分呈束狀、放射狀，粒度0.2mm～0.3mm，高嶺土化、絹云母化明顯。暗色礦物已全部被綠泥石、碳酸鹽交代呈輝石或橄欖石假像，粒度＜0.3mm，雜亂分布。另見少量渾圓狀球顆，球顆內部由束狀、放射狀斜長石及一些暗色礦物假像組成。巖內另見少量方解石脈。見圖3。Na2O含量為0.03%～2.62%，平均1.62%。K2O：Na2O≈2.2:1，其K2O含量略低于其它地區鉀鎂煌斑巖，Na2O含量均略高于其它地區鉀鎂煌斑巖，相對費縣大井頭鉀鎂煌斑巖，鉀鈉比略低。調查區內鉀鎂煌斑巖的過渡元素與其它地區鉀鎂煌斑巖進行對比，調查區內鉀鎂煌斑巖Cr平均含量為206.63×10-6，Ni元素平均含量為91.59×10-6，Cr、Ni含量遠遠高于費縣大井頭鉀鎂煌斑巖的平均含量，略低于大洪山及鎮遠鉀鎂煌斑巖中Cr、Ni含量。

圖3 煌斑巖鏡下照片

5 成礦條件及找礦標志

5.1 成礦地質條件

縱觀本區基礎地質可知，中元古代以后，地殼固化，尤其是中元古代至早古生代階段，大地構造變動較弱，巖漿巖以基性、超基性巖為主，巖體規模小，巖性類型簡單，具典型的地臺型特征，有利于發育鉀鎂煌斑巖型金伯利巖原生礦，尤其是在青楊行村北、銀山莊西側均發現了超基性鉀鎂煌斑巖巖脈，經過本次地質工作，基本確定其與S4的貧鈦富鋁富鎂金伯利巖屬性相吻合，為區內金伯利巖原生礦找礦具有指導意義。另外在珠寶莊至張莊地段，以往工作中通過工程對物探異常的揭露發現許多煌斑巖類巖脈，其中在拉輝煌斑巖中采用人工重砂樣，亦選到了與金伯利巖相似的鎂鋁榴石，鉻鐵礦等指示礦物。

5.2 找礦標志

（1）直接找礦標志—礦物出土。調查區出土礦石70顆，全分布于第四系中，其中大部分是從二階地樣品中選到。該區礦石的晶體形態以曲面菱形十二面體為主，其次為八面體等；多數為無色透明或淺棕黃色，少數為淺黃色，有2顆為棕紅色，極個別的有綠色斑點，晶體表面蝕象有熔蝕溝、熔蝕坑等。多數具石墨包體，少數為無包體者晶體比較完整，顆粒較大，以-4+2mm粒級為主。其次為-2+lmm粒級，少數為-8+4、-l+0.5和-0.5mm粒級，還偶爾出現-16+8mm級別的大礦石。

特別需要說明的是近年來新出土的1顆金剛石位于東汶河支流-明生小河的上游地帶，和以往在銅井小河出土的幾顆金伯利巖均在東汶河流域之外，無蒙陰金伯利巖原生礦供源的干擾因素，距離上游的鉀鎂煌斑巖距離僅有800米，更有力的證明了該地區存在新的供源。

（2）間接找礦標志。水系重砂：在水系重砂中選取重砂礦物進行電子探針判別。結果顯示，其中具G4屬性（Na2O>0.07%）的石榴子石5顆，G9屬性石榴子石1顆，G10屬性石榴子石1顆；具S4屬性（TiO2<0.5%）鉻鐵礦12顆，具S5屬性（TiO2>0.5%）鉻鐵礦1顆,具S8屬性鉻鐵礦1顆。人工重砂：對調查區鉀鎂煌斑巖人工重砂中選獲重砂礦物進行電子探針判別。結果顯示，其中具G9屬性石榴子石2顆，具S4屬性（1.1%>TiO2>0.5%）鉻鐵礦36顆，具S5屬性（TiO2>1.1%）鉻鐵礦2顆。

均屬金伯利巖屬性的指示礦物。

（3）鉀鎂煌斑巖化學成分特征。常量元素具有以下特征：SiO2含量為36.91%～55.83%，平均49.20%，屬硅酸不飽和的基性-超基性巖。其SiO2含量與費縣大井頭、湖北大洪山、貴州鎮遠含金伯利巖鉀鎂煌斑巖類似，且與西澳鉀鎂煌斑巖的SiO2含量相當，具有較大的可比性；MgO含量為1.13%～5.36%，平均4.00%，明顯高于費縣大井頭鉀鎂煌斑巖MgO含量，低于其它幾個地區煌斑巖MgO含量，可能與調查區巖漿演化程度較高有關（巖漿分異度較低）。TiO2含量為0.68%～1.14%，平均1.03%，略高于費縣大井頭鉀鎂煌斑巖中TiO2含量，低于三個地區鉀鎂煌斑巖TiO2含量。K2O含量為2.40%～5.98%，平均3.57%，

6 結語

該地區的鉀鎂煌斑巖和金伯利巖屬性的指示礦物大量出土，且多種物化探異常套合較好，多種證據證明，調查區的金伯利巖和大量的金伯利巖指示礦物來源于本區的鉀鎂煌斑巖，成礦前景較好。