摘要： 山東蒙陰西峪金剛石原生礦床位于華北克拉通東緣。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景、礦床和礦（化）體地質(zhì)特征，對該礦床的成礦地質(zhì)條件、控礦因素和礦床成因進行研究。斷裂是該礦床的主要控礦因素，礦床的形成及分布與區(qū)域NNE向沂沭斷裂帶、上五井斷裂和NWW向新泰—垛莊斷裂、銅治店—蔡莊斷裂有關，金剛石礦大多產(chǎn)于這些斷裂的交接復合部位，是金伯利巖漿的運移通道和儲存空間。金剛石是加里東期金伯利巖漿作用的產(chǎn)物。

關鍵詞： 深部及外圍;金剛石礦床;地質(zhì)特征;西峪;山東

中圖分類號：P619.24+1文獻標識碼：A

文章編號：2096-1871（2019）02-135-08

西峪金剛石原生礦床位于山東省蒙陰縣高都鎮(zhèn)，自20世紀60年代以來，山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院在該礦區(qū)陸續(xù)開展了地質(zhì)勘查及研究工作[1-6]。前人對金剛石原生礦成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、巖體特征及含礦性進行了全面總結(jié)，系統(tǒng)歸納了金剛石原生礦的找礦標志[7]。近些年來，隨著金剛石需求量的日益增加，尋找深部及周邊金剛石原生礦的重要性尤為突顯。2013—2017年，山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院加大了對金剛石原生礦的深部勘查力度，在西峪礦區(qū)深部及外圍開展金剛石普查工作[8-9]，證實該礦區(qū)深部及外圍具有良好的金剛石找礦潛力。從以往工作程度和找礦成果看，西峪金剛石原生礦礦區(qū)具備金剛石原生礦的地質(zhì)條件。目前，對該礦區(qū)深部及外圍金剛石礦床的地質(zhì)特征及成因缺乏系統(tǒng)總結(jié)。筆者在以往地質(zhì)工作的基礎上，結(jié)合近些年來的找礦新進展和新成果，探討該礦區(qū)深部及外圍金剛石礦床的地質(zhì)特征、控礦因素和礦床成因，以期對該區(qū)及外圍進一步尋找金剛石礦床有所借鑒。

1 地質(zhì)背景

西峪金剛石原生礦產(chǎn)于沂沭斷裂帶西側(cè)華北板塊魯西隆起區(qū)、魯中隆起區(qū)、新甫山—萊蕪斷隆和新甫山凸起東南部[10]。基底主要為早前寒武紀（約2.45 Ga）變形變質(zhì)花崗質(zhì)侵入巖，蓋層主要為新太古代和早古生代海相碳酸鹽巖及碎屑巖系[11-12]。

研究區(qū)巖漿巖主要為新太古代晚期侵入巖和中生代侵入巖，其中傲徠山序列二長花崗巖分布最廣，為結(jié)晶基底。古生代加里東期常馬莊單元金伯利巖以巖管或巖脈分布在蒙陰西峪村一帶，為金剛石原生礦的成礦母巖[13-15]。

研究區(qū)斷裂發(fā)育，與成礦有關的斷裂主要為NNE向沂沭斷裂帶、上五井斷裂和NWW向新泰—垛莊斷裂、銅治店—蔡莊斷裂（圖1）。金剛石原生礦多產(chǎn)于這些斷裂的交接復合部位，是金伯利質(zhì)巖漿的運移通道和儲存空間，控制金伯利巖的空間展布，決定金伯利巖體的形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模[16]?？臻g上，金伯利巖體具有成群成帶的分布特征[17]，已發(fā)現(xiàn)常馬、西峪和坡里金伯利巖帶[18]，西峪礦區(qū)即位于西峪金伯利巖帶[19]。

2 礦床地質(zhì)

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露第四紀臨沂組灰黃色黏土質(zhì)粉砂、含礫中粗砂和沂河組灰黃色含礫混粒砂，主要有NNE向、NE-NEE向、NW-NNW向和NWW向4組斷裂。NNE向斷裂控制礦體的展布，為礦區(qū)的主干斷裂，由近于平行的F1和F10斷裂組成（圖2），傾向SE，傾角75°以上，帶寬>1 m;NE-NEE向斷裂主要分布在巖管群中部和南部，其中F15斷裂為巖管群南部的主干斷裂，傾向NW，傾角65°，帶寬20～40 m，為右行壓扭性斷裂，切斷或限制其他斷層，破壞西峪礦體的連續(xù)性。F2和F5斷裂對礦體影響不大，但隨深度增加，控制各巖管的下界，將礦體向NW-NNW向推移，成為隔礦構(gòu)造。F30斷裂短而寬，寬30～80 m，傾向NW，傾角約70°，含大量圍巖碎屑金伯利巖和金伯利巖化構(gòu)造角礫巖，為壓扭性斷裂;NW-NNW向F7和F26斷裂屬淺部構(gòu)造，是礦區(qū)主要容礦構(gòu)造之一，紅旗6號和紅旗22號巖管在地表受F7斷裂控制，紅旗5號巖脈部分受F26斷裂控制;NWW向F24和F32斷裂為容礦構(gòu)造，傾角較陡，帶內(nèi)充填斑狀金伯利質(zhì)角礫巖，紅旗8號巖管在地表的展布受F32斷裂控制。

傲徠山序列二長花崗巖主要分布于礦區(qū)西北部，構(gòu)成基底，巖石呈條紋狀、粒狀，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀-片麻狀構(gòu)造。主要礦物為斜長石、鉀長石、微斜長石、石英、黑云母、角閃石和綠簾石等。

常馬莊單元金伯利巖主要為斑狀金伯利巖，其次是含有圍巖碎屑的斑狀金伯利巖、細粒金伯利巖、碳酸鹽化斑狀金伯利巖、金伯利質(zhì)角礫巖和褐鐵礦染硅化金伯利巖等。新鮮巖石呈灰綠色、暗綠色，風化后呈灰黃色、黃綠色，中細粒斑狀結(jié)構(gòu)、卵斑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為橄欖石（斑晶，已蛇紋石化）、金云母和透輝石等。西峪礦區(qū)為深源巖漿礦床[20]。

2.2 礦（化）體特征

2.2.1 巖管群深部礦（化）體特征

（1）形態(tài)。西峪金伯利巖管群地表共有9個礦體，分別為紅旗5號、紅旗6號、紅旗7號、紅旗8號、紅旗18號、紅旗22號、紅旗28號、紅旗32號和紅旗33號。巖管主要由雙向或單向延長的礦體組成，地表有圓形、橢圓形、長條形和楔形;巖管大者長約260 m，小者長約15 m，一般百余m。礦體呈波狀彎曲高傾角向下延深，逐漸或急劇規(guī)律性收縮變小，逐步連接。+155 m標高，紅旗22號與紅旗18號巖管相聯(lián)，紅旗32號與紅旗8號巖管相聯(lián)。+75 m標高，紅旗7號、紅旗22號及紅旗18號巖管相聯(lián)。-5 m標高，紅旗7號、紅旗22號、紅旗18號、紅旗32號及紅旗8號巖管相聯(lián)，紅旗33號巖管尖滅。-85 m標高，紅旗7號、紅旗22號、紅旗18號、紅旗6號、紅旗32號及紅旗8號巖管相聯(lián)，各巖管收攏歸并為雙向延長的丁字形礦帶（圖3）。

西峪巖管群深部賦存標高為-205～-805 m，深度為450～1 050 m，斜深607.8 m。-205 m標高，巖管為雙向延長的丁字形，巖管南部、東北部總體傾向330°，傾角約70°，巖管西部為紅旗22號主體，近乎垂直向下延伸。-205～-355 m標高，巖管沿NNE向擴展延伸，南部逐漸向中部收斂。-355 m標高，巖管變?yōu)橐訬NE向為主的人字形礦體，傾向NW，傾角80°～85°。-355～-505 m標高，巖管繼續(xù)向中心收縮，產(chǎn)狀變陡。-505 m標高，巖管為NNE向人字形，總體傾向NW，傾角近直立。至-805 m標高，形成以NNE向為主的單向延伸，中心位于紅旗22號正下方（圖4）。

由地表至深部，巖管形態(tài)由“多個、復雜”向“單個、簡單”變化，說明控制地表巖管的斷裂較深部斷裂發(fā)育。壓性、NNE向斷裂為控礦斷裂，從地表至深部控制礦體的展布;張性、NW-NNW向斷裂屬淺部構(gòu)造，為容礦構(gòu)造。

（2）巖性。巖管群深部主要為斑狀金云母金伯利巖，其次為含圍巖碎屑的斑狀金伯利巖。新鮮巖石呈灰綠色、暗綠色，中細粒斑狀結(jié)構(gòu)、卵斑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分為橄欖石、金云母、磷灰石、輝石、金屬礦物、長石和少量黑云母、角閃石、石英。從地表至深部，巖石顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦物成分基本一致。

（3）含礦性。西峪巖管群金伯利巖的含礦性為2.86～646.44 mg/m3，品位不均勻，變化系數(shù)為63%～72%。地表與+155 m標高相比，除紅旗28號以下金剛石品位變貧外，其余巖體以下金剛石品位均變富。+155 m標高以下除紅旗18號—紅旗22號巖管金剛石品位仍變富外，其他礦體金剛石品位變化不明顯。紅旗18號—紅旗22號巖管在-5 m標高以上品位變化不大，在-5～-355 m標高品位直線升高，-355 m標高以下品位降低，與各巖管在地表的平均品位大致相當。筆者認為，含礦性較高的斷面間，斷裂破碎帶較發(fā)育，儲礦空間較大。

（4）金剛石特征。本次在深部選礦樣中選獲18顆金剛石。在-205 m標高以上有粒徑較大的金剛石，而深部金剛石粒徑較小，皆<2 mm。-205 m標高以上大部分金剛石無色透明，淺色金剛石較多，深色金剛石較少，-205 m標高以下金剛石以無色透明、黃色和淺黃色為主，無深色金剛石，這與取樣體積及金剛石粒級占比有關。巖管深部取樣體積較小，地表取樣體積較大，選獲大顆粒及顏色眾多的金剛石機率較大。

2.2.2 巖管群外圍巖脈

在巖管群外圍，通過可控源音頻大地電磁測深并結(jié)合槽探工程揭露，新發(fā)現(xiàn)紅旗15-1號巖脈為褐鐵礦染硅化金伯利巖（圖5）。

1.臨沂組;2.古生代常馬莊單元金伯利巖;3.新太古代松山單元二長花崗巖;4.新太古代虎山單元二長花崗巖;5.斷層編號產(chǎn)狀;6. 探槽及編號

紅旗15-1號巖脈位于南坪村西南230 m處，紅旗15號巖脈中部西90 m，與紅旗15號巖脈近于平行展布，金伯利巖呈巖脈狀侵入于新太古代二長花崗巖中，總體走向約12°，傾向102°，傾角82°。礦體長約70 m，最寬0.2 m，最窄0.1 m。

在探槽TC01、TC03和TC04（圖6）中對紅旗15-1號褐鐵礦染硅化金伯利巖取人工重砂樣品，由于礦脈規(guī)模小，采樣體積偏小，3個樣品中均未見金剛石，選獲鎂鋁榴石4粒，鉻鐵礦3粒。經(jīng)電子探針分析，1粒為錳鋁榴石，3粒為鐵鋁榴石;后者1粒為鈉鎂-鐵鋁榴石， Na2O含量為 0.07%，Cr2O3含量為 0.02%，TiO2 含量為0.78%，MgO 含量為4.98%。根據(jù)張安棣[21]和羅聲宣等[22]研究，推斷該類金伯利巖為含金剛石金伯利巖。

紅旗15-1號巖脈呈黃褐色、暗褐色， K2O平均含量為1.66%，Na2O平均含量為0.11%，K2O含量是Na2O含量的15.1倍，符合典型金伯利巖特征。

3 礦床成因

3.1 金伯利巖的形成時代

長期以來，關于蒙陰金伯利巖的形成時代眾說紛紜。萬國棟等[23]認為金伯利巖的形成時代為早白堊世，是燕山期巖漿旋回末期的產(chǎn)物;張京良[24]認為金伯利巖是加里東期巖漿活動的產(chǎn)物;朱源等[25]認為金伯利巖的主侵位期為中晚奧陶世，并存在多期侵位。池際尚等[26]認為華北地臺金伯利巖的活動時代可分為3期：第一期為中元古代金伯利巖巖漿及鉀鎂煌斑巖巖漿活動期，時間為1 644～1 811 Ma;第二期冀魯遼陸核中部復縣及蒙陰含礦金伯利巖巖漿活動為奧陶紀末期，時間為457～462 Ma;第三期為晚中生代—早新生代金伯利巖巖漿活動期，時間為50～117 Ma。馮愛平等[27]認為山東金伯利巖形成于加里東期。張宏福等[28]認為蒙陰金伯利巖的侵位年齡約為465±2 Ma。

判定巖漿巖的形成時代，一是根據(jù)侵入接觸關系，西峪金伯利巖帶西南端侵入至奧陶紀馬家溝群五陽山組灰?guī)r中，時間約為460 Ma[31];二是根據(jù)同位素測年數(shù)據(jù)[32]。筆者認為，蒙陰金伯利巖具有多期活動的特點，但其主要侵位期應為455～470 Ma，為加里東期[29]。這個時期，魯西幔源巖漿沿構(gòu)造薄弱帶上侵形成含金剛石的常馬莊單元金伯利巖群[30]。

3.2 金剛石原生礦成礦模式

目前，隨著金剛石原生礦成礦理論的發(fā)展，已提出多種金剛石成礦模式[32-34]，例如，金伯利巖巖筒結(jié)構(gòu)模式，一個完整的金伯利巖巖筒，從上到下，有火山口相、火山通道相和根部相（圖7），巖脈往往分布在巖筒根部相的相應高度，按一定排列方式成群產(chǎn)出。火山口相金伯利巖為碎屑金伯利巖，火山通道相金伯利巖為凝灰質(zhì)金伯利巖，根部相金伯利巖為粗晶金伯利巖[35]。

早前寒武紀地殼演化形成古老的克拉通，為金剛石母巖（金伯利巖）的賦存提供了地質(zhì)條件。早前寒武紀特別是元古代陸塊形成后，由于區(qū)域性地殼運動，魯西地區(qū)NNE向深大斷裂，有利于上地幔深源巖漿——金伯利巖漿沿NNE向、NW向和NE向深大斷裂及其復合部位侵位，形成蒙陰西峪金伯利巖巖管群。西峪巖管群特別是紅旗6號巖管中含有大量寒武紀灰?guī)r和早奧陶世灰?guī)r角礫，說明巖管形成時上覆早古生代灰?guī)r，而金伯利巖侵入的最高層位為中奧陶統(tǒng)。非洲金伯利巖巖管統(tǒng)計表明，完整的金伯利巖巖管火山機構(gòu)總深度為2 km，火山口相500 m，火山通道相1 000 m，根部相500 m[36]，但不同地區(qū)金伯利巖巖管的總深度和火山巖相厚度不同。西峪巖管群剝蝕深度為1 400 m[3]，目前西峪巖管的勘查總深度約為1 000 m，勘查證明根部相繼續(xù)向深部延伸。西峪礦區(qū)巖管群深部金伯利巖主要為斑狀金伯利巖，進一步證實了蒙陰金伯利巖管只保留了根部相的觀點[37]。

3.3 金剛石成因

金剛石成因主要有地幔捕虜晶成因說[39]、幔源巖漿結(jié)晶說[40]、變質(zhì)作用成因說[41]、隕擊作用成因說[42]和大洋板塊俯沖說[40，43]，其中以地幔成因說占主導。Haggerty S E[44]根據(jù)世界金剛石成礦地質(zhì)特征和研究成果，結(jié)合金剛石形成的必要條件，建立了金剛石成因模式（圖8）。

由圖8可知，金剛石位于巖石圈和軟流圈交界處（距地表150～250 km），在900～1 300 ℃和45～60 kPa的高溫高壓條件下，由CO2、CO和 CH等含碳化合物還原形成[45]。西峪金剛石原生礦床屬地幔成因巖漿礦床，金伯利巖是將金剛石從上地幔攜帶至地表的載體。幔源成因的金伯利巖巖漿受構(gòu)造動力和熱動力聯(lián)合驅(qū)動，沿NNE向深斷裂帶向上運移，當穿過“金剛石窗口”時，捕擄攜帶先成的金剛石繼續(xù)快速上升，并在淺部NW-NNW向斷裂空間或旁側(cè)斷裂就位，形成含金剛石的金伯利巖巖體，當局部壓力增大時，揮發(fā)分氣體聚集、爆發(fā)，形成含金剛石的金伯利巖巖管和巖脈，中心式噴發(fā)形成巖管，裂隙式噴發(fā)形成巖脈或巖床。

4 結(jié) 論

（1）斷裂是西峪礦區(qū)深部及外圍金剛石礦床的主要控礦因素，金剛石礦大多產(chǎn)在NNE向沂沭斷裂帶、上五井斷裂和NWW向新泰—垛莊斷裂、銅治店—蔡莊斷裂的交接復合部位，斷裂是金伯利巖漿的運移通道和儲存空間。

（2）西峪礦區(qū)深部及外圍金剛石礦床屬地幔成因巖漿礦床，金剛石是加里東期金伯利巖漿演化作用的產(chǎn)物。

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periphery of the Xiyu mining area in Mengyin， Shandong Province

ZHAO Xiu-fang1，2

（1. The 7th Institute of Geology & Mineral Exploration of Shangdong Province，Linyi 276006，China;

2. Key Laboratory of Diamond Mineralization Mechanism and Exploration， Shandong Province Bureau of

Geology & Mineral Resources， Linyi 276006， China）

Abstract：The Xiyu primary diamond deposit at Mengyin County， Shandong Province， is located in the northeastern margin of North China Craton. Combined with regional geological background， geological characteristics of the ore deposit and mineralization， this paper aimed at understanding metallogenic geological conditions， ore-controlling factors and ore genesis of this deposit. The study shows that faults are the major ore controlling factors and formation and distribution of the deposit is related to the faults within this region， including the NNE-trending Yishu fault zone， Shangwujing fault， NW-trending Xintai-Duozhuang fault and Tongzhidian-Caizhuang fault. Most of the diamond deposits occur in the intersections of these faults， which serve as transport channels and storage spaces for kimberlite magmas. Diamonds were the product of the kimberlite magmatism in Caledonian.

Key words：depth and periphery;diamond deposit;ore deposit characteristics;Xiyu;Shandong Province