汪子杰

(山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濰坊 261021)

鈹?shù)V是我國的緊缺礦種，為國家戰(zhàn)略儲備資源，山東省目前已發(fā)現(xiàn)的鈹?shù)V主要分布于榮成市人和鎮(zhèn)大疃劉家一帶[1]，為一蝕變巖型小型鈹?shù)V床，其形成與燕山晚期巖漿活動有關(guān)，主要賦礦巖石為絹云母化高嶺土化正長花崗巖[2]。該次將其作為典型礦床進(jìn)行了研究，分析了山東省鈹?shù)V資源潛力及找礦方向。

1 礦床地質(zhì)特征

劉家鈹?shù)V大地構(gòu)造位于蘇魯造山帶膠南-威海隆起區(qū)之威海隆起東南部[3]。區(qū)域內(nèi)出露地層主要為新生代第四系；中生代侵入巖極為發(fā)育，遍布全區(qū)，NW向斷裂構(gòu)造發(fā)育。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露地層較為簡單，主要為新生代第四系之山前組、臨沂組、泰安組和旭口組。

1.2 構(gòu)造

受區(qū)域性近EW向石島-邢家同帚狀斷裂構(gòu)造的影響[4]，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，多為NW向壓扭性斷裂或張扭性斷裂，并有不同程度礦化蝕變現(xiàn)象，控制鈹?shù)V體的發(fā)育。

區(qū)內(nèi)張扭性斷裂出露長約2000m，寬25～50m，走向290°～330°，傾向NE，傾角75°～85°，局部地段直立或反傾。帶內(nèi)由角礫巖、碎裂巖等組成，發(fā)育絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化等蝕變。斷裂帶兩側(cè)發(fā)育次級斷裂，多充填有碳酸鹽細(xì)脈。該斷裂控制著鈹?shù)V體的分布，是區(qū)內(nèi)主要控礦斷裂。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)侵入巖極其發(fā)育，主要為中生代印支期寧津所序列峨石山單元中粒角閃正長巖和東山單元中粒含黑云輝石正長巖，槎山序列院夼單元中粗粒正長花崗巖和人和單元粗粒正長花崗巖[5]，均為鈣堿性系列巖石。正長花崗巖為主要賦礦圍巖。

1.4 礦體特征

1.4.1 礦體特征

該礦床共有7個礦體，均賦存于NW向張扭性斷裂構(gòu)造帶中，礦體的產(chǎn)狀與斷裂產(chǎn)狀大致一致，其中規(guī)模較大的有Ⅰ-1，Ⅰ-3，Ⅱ-1，Ⅲ-1號礦體(表1)。礦體具分支復(fù)合現(xiàn)象，局部存在反傾的特點(diǎn)(圖1)。

表1 大疃劉家鈹?shù)V主要礦體特征

1—槎山序列院夼單元；2—槎山序列人和單元；3—寧津所序列峨石山單元；4—寧津所序列東山單元；5—絹云高嶺土；6—碎裂巖圖1 劉家鈹?shù)V地質(zhì)略圖

1.4.2 礦石組分

(1)礦石組分。礦石中主要礦物為絹云母，其次為方解石、石英、鉀長石、斜長石，少量輝石、角閃石、黑云母、重晶石，副礦物為榍石、銳鈦礦、金紅石、磷灰石、磷鋁鈰石、白鈦礦、褐簾石、綠簾石、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、石榴子石、電氣石等。有用礦物為羥硅鈹石[6](表2)。

表2 礦石礦物組成

(2)羥硅鈹石。羥硅鈹石分子式為Be4[Si2O7](OH)2，理論值BeO含量39.6%～42.6%，光譜定量實(shí)測結(jié)果BeO為42.15%，能譜分析其氧硅原子比為4.35∶1(表3)，與羥硅鈹石理論值接近。根據(jù)化學(xué)分析結(jié)果可以看出，全巖BeO含量(20～22)ω(B)/10-6(表4)，未達(dá)到邊界品位(0.04%～0.06%)。

表3 羥硅鈹石能譜分析結(jié)果

表4 巖石化學(xué)全分析結(jié)果

2 礦床成因

根據(jù)大疃正長花崗巖主量元素成分，堿性花崗巖SiO2，K2O+Na2O，MgO，CaO及TFe2O3成分分別為57.56%，10.41%，1.31%，3.05%，5.65%。大疃花崗巖屬于過堿性巖系列[7]。

大疃正長花崗巖具有較低的稀土元素含量(∑REE=754.37×10-6)，并存在弱正Eu異常(δEu=1.02)。大疃正長花崗巖富輕稀土(LREE)，(La/Yb)N比值為58.74，輕重稀土比值(LREE/HREE)為25.05，這表明其發(fā)生了較明顯的輕重稀土分異作用[8](圖2)。

圖2 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Taylor and Mclennan，1985)

此外，大疃正長花崗巖虧損大離子親石元素(LILE，Ba：7474.42×10-6；Sr：3911.53×10-6)，富集高場強(qiáng)元素(HFSE：Nb，Ta，P，Zr，Ti)(圖3)。

圖3 微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough，1989)

綜合分析認(rèn)為，地殼中的鈹元素在巖漿作用的不同階段，其含量隨基性巖(玄武巖)向酸性巖的演化不斷升高，并且在花崗巖中由老到新含量不斷增加，在巖漿分異作用晚期階段得以富集，形成該區(qū)的鈹異常。伴隨構(gòu)造運(yùn)動，巖漿期后熱液沿裂隙上升遷移過程中，在適宜環(huán)境下萃取花崗巖中的鈹元素，并在構(gòu)造有利部位富集、沉淀成礦。該礦床工業(yè)類型屬含鈹蝕變正長花崗巖型，為小型礦床，礦體產(chǎn)于正長花崗巖中，規(guī)模較小，地表斷續(xù)出露，以絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化、硅化、滑石化蝕變?yōu)闃?biāo)志，礦體形態(tài)較復(fù)雜，呈脈狀，透鏡狀，深部呈樹枝狀。大疃劉家鈹?shù)V主要賦存于蝕變的正長花崗巖石中，鈹多以羥硅鈹石單礦物形式存在[9]，再次與褐鐵礦、方解石等連生于絹云母中。礦床中不含鈹寶石類礦物。礦化多發(fā)育于小的構(gòu)造裂隙內(nèi)，呈脈狀或網(wǎng)脈狀分布，且具有明顯的熱液蝕變現(xiàn)象，綜合分析認(rèn)為礦床的形成與構(gòu)造和巖漿熱液作用有關(guān)[10]。

3 找礦遠(yuǎn)景區(qū)劃

3.1 找礦標(biāo)志

(1)尋找成礦母巖正長花崗巖。

(2)在正長花崗巖中尋找構(gòu)造，根據(jù)物探資料，礦區(qū)控礦構(gòu)造蝕變帶走向NE，兩斷裂帶間距越窄，蝕變越強(qiáng)，礦化越明顯，形成礦體的可能性就越大。兩斷裂帶交會處是尋找鈹?shù)V的重點(diǎn)方向。

(3)沿構(gòu)造尋找蝕變帶，由于受成礦后期熱液蝕變，圍繞礦體形成蝕變帶，巖石具絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化、硅化、滑石化等特征[11]，呈灰白色，淺黃綠色，巖石較松軟。礦體具明顯的絹云母化高嶺土化蝕變。

3.2 找礦要素

在成礦要素劃分的基礎(chǔ)上，將山東省鈹?shù)V找礦要素劃分為必要要素3類、重要要素5類、次要要素2類(表5)。

表5 山東省鈹?shù)V區(qū)域找礦要素

3.3 遠(yuǎn)景區(qū)劃分

通過對山東省典型鈹?shù)V床的詳細(xì)解剖，結(jié)合地、物、化、遙各項(xiàng)找礦預(yù)測標(biāo)志，在山東省內(nèi)圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)4處(圖4)。

3.3.1 文疃鎮(zhèn)南鈹?shù)V找礦遠(yuǎn)景區(qū)(Q1)

該遠(yuǎn)景區(qū)面積約700km2。大地構(gòu)造位置位于膠南-威海隆起區(qū)之膠南隆起北部膠南斷隆與膠萊盆地東部的五蓮-莒南斷陷相接地帶。斷裂構(gòu)造以NNE向?yàn)橹?，NW向?yàn)榇?，區(qū)內(nèi)出露地層主要有古元古代粉子山群、白堊系和第四系。堿性花崗巖在寨里河、文疃一帶出露，主要侵入在燕山晚期石英二長巖中[12]。區(qū)內(nèi)航空放射性異常明顯，形態(tài)規(guī)整，主要沿NW向展布。在寨里河、文疃各有1處異常密集區(qū)，最大強(qiáng)度分別為36γ，39γ。

1—遠(yuǎn)景區(qū)位置及類型；2—遠(yuǎn)景區(qū)編號圖4 山東省鈹?shù)V遠(yuǎn)景區(qū)劃分示意圖

3.3.2 五蓮縣街頭鎮(zhèn)南鈹?shù)V找礦遠(yuǎn)景區(qū)(Q2)

該遠(yuǎn)景區(qū)面積約800km2。區(qū)內(nèi)出露地層主要有古元古代粉子山群、白堊系和第四系。區(qū)內(nèi)航空放射性異常明顯，形態(tài)規(guī)整，主要沿NW向展布。在大珠子有1處異常分布密集區(qū)，異常沿NE向展布，最大強(qiáng)度為42γ。區(qū)內(nèi)有3處獨(dú)居石自然重砂異常，其中規(guī)模最大的1處與已知的大珠子稀土礦范圍及放射性異?；疚呛希?處釷石自然重砂異常，分布面積約80km2。燕山期堿性花崗巖衍生的偉晶巖脈內(nèi)主要在大珠子一帶分布，侵入于中元古代角閃閃長質(zhì)片麻巖、新元古代二長花崗質(zhì)片麻巖和燕山晚期二長花崗巖。

3.3.3 海陽地區(qū)鈹?shù)V找礦遠(yuǎn)景區(qū)(Q3)

該遠(yuǎn)景區(qū)面積約400km2。大地構(gòu)造位置位于威海隆起西南部威海凸起內(nèi)。斷裂構(gòu)造主要為NE向，其次為NW向，鈹?shù)V化體受以上斷裂構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)出露地層主要有古元古代荊山群、白堊系和第四系。鈹?shù)V化偉晶花崗巖在亭子口、招虎山一帶分布，主要侵入在古元古代荊山群野頭組中。區(qū)內(nèi)航空放射性異常明顯，形態(tài)規(guī)整，主要沿NW向展布。在亭子口、招虎山各有1處異常分布密集區(qū)，最大強(qiáng)度分別為57γ，33γ。

3.3.4 榮成地區(qū)鈹?shù)V找礦遠(yuǎn)景區(qū)(Q4)

該遠(yuǎn)景區(qū)面積約300km2。礦區(qū)大地構(gòu)造位于膠南-威海造山帶之乳山-威海凸起東南部[13]。區(qū)域內(nèi)出露地層主要為新生代第四系；中生代侵入巖極為發(fā)育，遍布全區(qū)，NW向斷裂構(gòu)造發(fā)育區(qū)內(nèi)出露地層較為簡單，主要為新生代第四紀(jì)之山前組、臨沂組、泰安組和旭口組。受區(qū)域性近EW向石島-邢家同帚狀斷裂構(gòu)造的影響，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，多為NW向壓扭性斷裂或張性斷裂，并有不同程度礦化蝕變現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)查明鈹?shù)V儲量300340t。

3.4 找礦遠(yuǎn)景評價

參考中國地科院區(qū)劃室1988年10月頒發(fā)的《固體礦產(chǎn)成礦預(yù)測工作要求(征求意見稿)》中的規(guī)定，結(jié)合區(qū)內(nèi)化探，重砂和航磁等物化探異常，以及礦床(點(diǎn))資料等實(shí)際情況，借鑒前人分級原則，對區(qū)內(nèi)成礦預(yù)測區(qū)進(jìn)行分類。

榮成地區(qū)鈹?shù)V找礦遠(yuǎn)景區(qū)含礦地質(zhì)體總面積約300km2，礦體品位0.08%，體重3.02t/m3。已查明礦石量300340t，BeO240435kg，BeO平均品位0.0801%。其中(332)礦石量54894t，BeO43476kg，平均品位0.0792%；(333)礦石量221369t，BeO188345kg，平均品位0.0851%；低品位(333D)礦石量24077t，BeO8614kg，平均品位0.0358%。該區(qū)具備蝕變巖型鈹?shù)V的成礦地質(zhì)條件和地球化學(xué)異常，具有較好的找礦前景。預(yù)測級別為Ⅰ級。

文疃鎮(zhèn)南鈹?shù)V找礦遠(yuǎn)景區(qū)、五蓮縣街頭鎮(zhèn)南鈹?shù)V找礦遠(yuǎn)景區(qū)、海陽地區(qū)鈹?shù)V找礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)暫無成型的鈹?shù)V點(diǎn)發(fā)現(xiàn)。然而，上述區(qū)域亦具備鈹?shù)V成礦地質(zhì)條件和地球化學(xué)異常，具有一定的找礦潛力。預(yù)測級別為Ⅲ級。

4 結(jié)論

在充分收集山東省鈹?shù)V有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，選取榮成大疃劉家鈹?shù)V作為典型礦床(點(diǎn))，研究了其成礦地質(zhì)條件、成礦機(jī)制，總結(jié)了找礦標(biāo)志[14]。認(rèn)為榮成大疃劉家鈹?shù)V床的形成與構(gòu)造和巖漿熱液作用有關(guān)。在詳細(xì)的礦床解剖和礦點(diǎn)檢查的基礎(chǔ)上，尋找礦床(體)的分布規(guī)律，總結(jié)了鈹?shù)膮^(qū)域成礦規(guī)律，劃分找礦遠(yuǎn)景區(qū)4處，分別為文疃鎮(zhèn)南鈹?shù)V找礦遠(yuǎn)景區(qū)、五蓮縣街頭鎮(zhèn)南鈹?shù)V找礦遠(yuǎn)景區(qū)、海陽地區(qū)鈹?shù)V找礦遠(yuǎn)景區(qū)、榮成地區(qū)鈹?shù)V找礦遠(yuǎn)景區(qū)。在此基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有資料對圈定的遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行了找礦遠(yuǎn)景評價。

榮成大疃鈹?shù)V為我國已發(fā)現(xiàn)唯一一例以羥硅鈹石為含鈹?shù)V物的新類型鈹?shù)V[15]，根據(jù)該區(qū)成礦地質(zhì)條件及物探資料分析，礦床深部及外圍仍有很大找礦前景。建議在對礦床淺部綜合開發(fā)利用的同時，擴(kuò)大找礦思路，加強(qiáng)對礦床深部及外圍的勘查工作。