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山东省沂南县东汶河中下游地区钾镁煌斑岩含矿性分析论文

发布时间:2021-12-22 16:40:17 文章来源:SCI论文网 我要评论














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 摘  要 :该地区位于鄌郚深大断裂以东, 铜冶店 - 孙祖断裂以北, 星头断裂以南, 位于马牧池凸起南东部。区内北西向及北东向 断裂发育。出露地层主要是寒武 - 奥陶系。岩浆岩不发育,局部出露煌斑岩岩脉体。区内进行了大量的金伯利岩找矿专项工作, 形成了较为系统的地质、物探、化探等工作及总结大量的资料。综合评价该地区的找矿潜力较好。

关键词 :沂南 ;东汶河中下游地区 ;钾镁煌斑岩 ;含矿性

1  概况

调查区金伯利岩找矿工作始于 1957 年,伴随鲁中南地区金 伯利岩调查断续至今, 其中 1957 年 -1972 年,主要开展 1:50000 水系重砂和地质调查, 进行暗色岩研究和其他调查工作。随后进 行了物探、化探等工作, 金伯利岩成矿指示元素的组合异常和金 伯利岩指示矿物的特征均指示该地区具有较好的成矿前景。

结合以往工作成果,区内曾圈定 3 个最小预测区。大保护最 小预测区、鲁家庄最小预测区、南栗沟最小预测区。预测区内出 土大量的金伯利岩及其指示矿物, 成矿前景较好。

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2  区域地质特征

调查区位于华北板块(Ⅰ)东南缘的鲁西隆起区 ( Ⅱ ) 中东 部。属于鲁中隆起(Ⅲ),跨新甫山 - 莱芜断隆(Ⅳ)、马牧池 - 沂 源断隆(Ⅳ)2 个四级构造单元。跨孟良崮凸起(Ⅴ)、马牧池凸 起(Ⅴ)2 个五级大地构造单元, 东侧紧靠郯庐断裂带。调查区距 蒙阴金伯利岩矿区东约 60 公里,与蒙阴金伯利岩矿区属同一大 地构造单元, 调查区内地层、构造、岩浆岩均十分发育。

(1)地层。依据《山东省地层、侵入岩、构造单元划分方案》 (2014),该区属华北 - 柴达木地层大区,华北地层区,鲁西地层 分区(见图 1)。地层划分以沂沭断裂带之安丘 - 莒县断裂为界, 分为东西两个部分, 该区处于西部的鲁西地层分区。

主要有新太古代地层,主要有雁翎关组 ;新元古代代地层, 主要有土门群佟家庄组 ;古生代地层, 主要有长清群李官组、朱 砂洞组、馒头组,九龙群张夏组、崮山组、炒米店组、三山子组, 马家沟群东黄山组、北庵庄组、土峪组、五阳山组、阁庄组、八 陡组 ;中生代地层, 主要有青山群八亩地组 ;新生代地层, 主要 有临沂组及沂河组 ;风积-坡洪积相的大站组及山前组 ;湖沼 积相的黑土湖组。

(2)构造。根据山东省大地构造单元划分方案,该区大地构 造位置属华北板块(Ⅰ)一级构造单元, 鲁西隆起区(Ⅱ)二级构 造单元,跨越鲁中隆起(Ⅱ a)和沂沭断裂带(Ⅱ c)两个三级构造 单元, 马牧池 - 沂源断隆(Ⅱ a7)、新甫山 -莱芜断隆(Ⅱ a6)、蒙山 - 蒙阴断隆(Ⅱ a5)和马站 - 苏村断陷(Ⅱ c3)四个四级构造单元,马 牧池凸起(Ⅱ a73)、孟良崮凸起(Ⅱ a63)、蒙山凸起(Ⅱ a55)和苏村 凹陷(Ⅱ c33)四个五级构造单元(见图 1)。

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区内断裂构造以北西向和北北东向为主,局部发育近南北 和近东西向断裂。褶皱构造多受北西向断裂影响, 枢纽走向多呈 北西向。局部韧性剪切带走向北西西、北东向。

(3)岩浆岩。调查区内岩浆岩大致分两个时段,即新太古代 至古元古代侵入期和中生代侵入期。前者分布面积大,普遍发生 韧性变形和角闪岩相 -绿片岩相变质,构成本地区结晶基底。后 者局限分布于古生代地层区, 呈不规则等轴状侵入体或条带状群 脉产出。在调查区青杨行村及银山庄村一带,发现多条走向为北 北东向的煌斑岩脉,岩脉长 5m ~ 150m, 宽 0.5m ~ 2m, 脉体大 部被第四纪地层覆盖,岩石风化强烈,易破碎,呈浅灰绿色、灰 黄色,具斑状结构。煌斑岩岩脉沿裂隙侵入燕山晚期闪长玢岩、 二长花岗斑岩中, 与闪长玢岩及二长花岗斑岩呈侵入接触关系。

3  调查区金伯利岩及指示矿物特征

3.1  金伯利岩特征


调查区共出土金伯利岩70颗,全分布于第四系中,其中大部 分是从二阶地样品中选到,只有几颗是在现代小河中选到的,铜 井小河分布有 5颗(两颗-0.5mm粒级,一颗为-1+0.5mm粒级, 总 重 1.03mg),枣林庄小河 1颗(-2+lmm, 重 8.08mg) 夏庄小河 1颗 6.83mg。该区金伯利岩的晶体形态以曲面菱形十二面体为主,其 次为八面体等 ;多数为无色透明或浅棕黄色,少数为浅黄色,有 两颖为棕红色,极个别的有绿色斑点,晶体表面蚀象有熔蚀沟、熔 蚀坑等。多数具石墨包体,少数为无包体者晶体比较完整,颗粒较 大,以-4+2mm粒级为主。其次为-2+lmm粒级,少数为-8+4、-l+0.5 和-0.5mm粒级,还偶尔出现-16+8mm级别的大金伯利岩。

近年来在东汶河次级水系 - 明生小河上游朱家庄村北侧河 道二级阶地中选获金刚石一粒(图 2),淡黄色,八面体与立方体 聚形,晶形完好,粒径 0.3mm。经拉曼光谱鉴定,金伯利岩单晶 特征峰在 1332cm-1 处,峰的半高宽 5.6cm-1,(图 2),且并未存在 其它谱峰, 表明测试矿物确为金刚石。

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3.2  指示矿物特征

依据道森(Dawson)、斯蒂芬斯(Stephens) 聚类分析法将石 榴石进行分类,依据张安棣 Q 聚类分析对铬尖晶石进行分类命 名,判定单体矿物属性、判别其是否为金伯利岩或金伯利岩指示 矿物具有重要指示意义。在银山庄找矿靶区钾镁煌斑岩岩脉中 选获 G9组镁铝榴石、S4 组铬铁矿。青杨行找矿靶区钾镁煌斑岩 岩脉中选获 S4 组、S5组铬铁矿,G9组镁铝榴石。属金伯利岩属 性的指示矿物。

4  调查区钾镁煌斑岩特征

(1)钾镁煌斑岩地质特征。煌斑岩在调查区内主要集中分布 在大保护重点工作区及鲁家庄重点工作区内,其中大保护重点 工作区内发育 1 条岩脉,分布于青杨行村北西。鲁家庄重点工作 区内发育 6 条岩脉, 整体呈北北东向分布。

(2)钾镁煌斑岩矿物特征。岩石新鲜面呈灰黑色, 斑状结构, 基质微晶状结构,球颗结构,块状构造。岩石主要由斑晶(5%) 和基质(95%)组成。斑晶 :由辉石假像、橄榄石假像组成,杂乱 分布,粒度 0.5mm ~ 2.2mm,辉石呈半自形柱状,已全部被绿泥 石、碳酸盐交代呈假像。橄榄石(5%±)呈半自形粒状,已全部 被碳酸盐及少量硅质交代呈假像。基质 :由斜长石(60%±)、暗 色矿物假像(35%±)组成。斜长石呈半自形板条状,杂乱分布, 部分呈束状、放射状,粒度 0.2mm ~ 0.3mm, 高岭土化、绢云母 化明显。暗色矿物已全部被绿泥石、碳酸盐交代呈辉石或橄榄石 假像,粒度< 0.3mm,杂乱分布。另见少量浑圆状球颗,球颗内 部由束状、放射状斜长石及一些暗色矿物假像组成。岩内另见少 量方解石脉。见图 3。

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(3)钾镁煌斑岩化学成分特征。常量元素具有以下特征 : SiO2 含量为 36.91% ~ 55.83%, 平均 49.20%, 属硅酸不饱和的基 性 - 超基性岩。其 SiO2 含量与费县大井头、湖北大洪山、贵州镇 远含金伯利岩钾镁煌斑岩类似,且与西澳钾镁煌斑岩的 SiO2 含 量相当,具有较大的可比性 ;MgO含量为 1.13% ~ 5.36%, 平均 4.00%,明显高于费县大井头钾镁煌斑岩MgO含量,低于其它几 个地区煌斑岩MgO含量,可能与调查区岩浆演化程度较高有关 (岩浆分异度较低)。TiO2 含量为 0.68% ~ 1.14%, 平均 1.03%,略高于费县大井头钾镁煌斑岩中TiO2 含量,低于三个地区钾 镁煌斑岩TiO2 含量。K2O 含量为 2.40% ~ 5.98%,平均 3.57%,Na2O 含量为 0.03% ~ 2.62%, 平均 1.62%。K2O :Na2O ≈ 2.2:1, 其 K2O含量略低于其它地区钾镁煌斑岩,Na2O含量均略高于其 它地区钾镁煌斑岩,相对费县大井头钾镁煌斑岩,钾钠比略低。 调查区内钾镁煌斑岩的过渡元素与其它地区钾镁煌斑岩进行对 比,调查区内钾镁煌斑岩 Cr 平均含量为206.63×10-6,Ni 元素平 均含量为 91.59×10-6,Cr、Ni含量远远高于费县大井头钾镁煌斑 岩的平均含量, 略低于大洪山及镇远钾镁煌斑岩中 Cr、Ni含量。

5  成矿条件及找矿标志

5.1  成矿地质条件


纵观本区基础地质可知,中元古代以后,地壳固化,尤其是 中元古代至早古生代阶段,大地构造变动较弱,岩浆岩以基性、 超基性岩为主,岩体规模小,岩性类型简单,具典型的地台型特 征,有利于发育钾镁煌斑岩型金伯利岩原生矿, 尤其是在青杨行 村北、银山庄西侧均发现了超基性钾镁煌斑岩岩脉, 经过本次地 质工作, 基本确定其与 S4 的贫钛富铝富镁金伯利岩属性相吻合, 为区内金伯利岩原生矿找矿具有指导意义。另外在珠宝庄至张 庄地段,以往工作中通过工程对物探异常的揭露发现许多煌斑 岩类岩脉, 其中在拉辉煌斑岩中采用人工重砂样, 亦选到了与金 伯利岩相似的镁铝榴石, 铬铁矿等指示矿物。

5.2  找矿标志

(1)直接找矿标志—矿物出土。调查区出土矿石 70颗,全分 布于第四系中, 其中大部分是从二阶地样品中选到。该区矿石的 晶体形态以曲面菱形十二面体为主,其次为八面体等 ;多数为 无色透明或浅棕黄色,少数为浅黄色,有2 颗为棕红色,极个别 的有绿色斑点,晶体表面蚀象有熔蚀沟、熔蚀坑等。多数具石墨 包体,少数为无包体者晶体比较完整,颗粒较大,以 -4+2mm粒 级为主。其次为 -2+lmm 粒级, 少数为 -8+4、-l+0.5 和 -0.5mm 粒 级,还偶尔出现 -16+8mm级别的大矿石。

特别需要说明的是近年来新出土的 1 颗金刚石位于东汶河 支流 - 明生小河的上游地带,和以往在铜井小河出土的几颗金伯 利岩均在东汶河流域之外,无蒙阴金伯利岩原生矿供源的干扰 因素,距离上游的钾镁煌斑岩距离仅有 800 米,更有力的证明了 该地区存在新的供源。

(2)间接找矿标志。水系重砂 :在水系重砂中选取重砂矿物 进行电子探针判别。结果显示,其中具 G4 属性(Na2O>0.07%) 的石榴子石 5 颗,G9 属性石榴子石 1 颗,G10 属性石榴子石 1 颗;具S4属性(TiO2<0.5%) 铬铁矿 12颗,具S5属性(TiO2>0.5%) 铬铁矿 1 颗 , 具 S8 属性铬铁矿 1 颗。人工重砂 :对调查区钾镁煌 斑岩人工重砂中选获重砂矿物进行电子探针判别。结果显示, 其 中具 G9 属性石榴子石 2 颗,具 S4 属性(1.1%>TiO2>0.5%) 铬铁 矿 36颗,具 S5 属性(TiO2>1.1%) 铬铁矿2颗。
均属金伯利岩属性的指示矿物。

6  结语

该地区的钾镁煌斑岩和金伯利岩属性的指示矿物大量出土, 且多种物化探异常套合较好, 多种证据证明, 调查区的金伯利岩 和大量的金伯利岩指示矿物来源于本区的钾镁煌斑岩,成矿前景较好。

参考文献

[1]  刘继太 . 山东金伯利岩原生矿找矿前景探讨 [J]. 山东地质 ,2002(Z1):100-104. 
[2]  刘安同, 吴静, 单宏. 山东平邑大井头地区金伯利岩与伴生矿物来源的新认识 [J].地质找矿论丛 ,2007(01):62-65.
[3]  仲卫国 , 周登诗 , 刘继太 , 等 . 山东费县大井头地区金伯利岩原生矿找矿前景探讨 [J]. 山 东地质 ,2003(01):43-49. 

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