山东省沂南县东汶河中下游地区钾镁煌斑岩含矿性分析

张 勇，刘成帅，褚志远，贾志斌，仝永庆

（山东省地质矿产勘查开发局第七地质大队，山东 临沂 276000）

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。

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（Ⅱa）和沂沭断裂带（Ⅱc）两个三级构造单元，马牧池-沂源断隆（Ⅱa7）、新甫山-莱芜断隆（Ⅱa6）、蒙山-蒙阴断隆（Ⅱa5）和马站-苏村断陷（Ⅱc3）四个四级构造单元，马牧池凸起（Ⅱa73）、孟良崮凸起（Ⅱa63）、蒙山凸起（Ⅱa55）和苏村凹陷（Ⅱc33）四个五级构造单元（见图1）。

图1 大地构造位置图

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。

图2 重砂样品选获金刚石

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。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。

图3 煌斑岩镜下照片

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。

（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%，

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。