張風(fēng)偉

（山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，山西 太原 030000）

為助力山西走出傳統(tǒng)能源的困境，山西省國(guó)土、地勘、礦產(chǎn)資源、測(cè)繪四廳局頒布了醞釀已久的《山西省國(guó)土資源科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，強(qiáng)調(diào)高度重視“三稀”礦產(chǎn)資源價(jià)值，加大對(duì)其進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)利用力度，開(kāi)辟資源利用新空間，提高共伴生資源綜合利用。在此背景之下，本次研究通過(guò)對(duì)呂梁山中北部地區(qū)“三稀”地質(zhì)背景進(jìn)行地球化學(xué)分析，對(duì)該地區(qū)“三稀”礦產(chǎn)資源潛力進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 地質(zhì)成礦背景

1.1 地層

區(qū)內(nèi)主要出露地層為古生界、新生界地層。

1.1.1 古生界

古生界地層出露有寒武系地層。寒武系主要有霍山組（∈2h）、饅頭組（∈2m）、張夏組（∈2z）、崮山組（∈3g）。

霍山組（∈2h）：主要分布于研究區(qū)南部及中部轎兒山、山山崖頂部，與下伏變質(zhì)巖系呈角度不整合接觸，本組厚度約35m。下部及中部以中厚層中細(xì)粒石英砂巖為主，巖石中發(fā)育低角度沖洗交錯(cuò)層理、魚(yú)骨狀交錯(cuò)層理，平行層理發(fā)育，常見(jiàn)流水波痕、干涉波痕等層面構(gòu)造；上部為中厚層中細(xì)粒石英砂巖夾暗紫紅色薄層泥質(zhì)粉砂巖或泥巖[1]。

饅頭組（∈2m）：分布于研究區(qū)南部萬(wàn)年山中上部，與下伏霍山組整合接觸，頂部被張夏組一段整合覆蓋。下部巖性為紫紅色粉砂質(zhì)泥巖夾中細(xì)粒石英砂巖；中部為紫紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖夾鈣質(zhì)頁(yè)巖；上部為紫紅色與灰綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖互層夾中厚層生物屑砂屑白云巖、灰質(zhì)白云巖、竹葉狀礫屑灰?guī)r、生物屑鮞?；?guī)r。本組厚度約20m。巖石中可見(jiàn)小型交錯(cuò)層理、水平層理、波痕、泥裂、石鹽假晶等沉積構(gòu)造。

張夏組（∈2z）：分布于研究區(qū)南部萬(wàn)年山中上部，厚度約60m。底部與下伏饅頭組整合接觸，以厚層狀鮞粒灰?guī)r出現(xiàn)與饅頭組劃界，頂部被崮山組整合覆蓋

崮山組（∈3g）：分布于研究區(qū)南部萬(wàn)年山頂部，厚20.6m。與上覆三山子組及下伏張夏組地層間均為整合接觸，地貌上呈一緩坡，底部以張夏組二段厚層狀鮞?；?guī)r結(jié)束，而出現(xiàn)青灰色薄板狀（含泥質(zhì)條帶）泥晶灰?guī)r夾鈣質(zhì)頁(yè)巖組合與張夏組劃界，頂部與三山子組白云巖劃界。其中下部巖性為深灰色薄層、薄板狀泥晶灰?guī)r夾竹葉狀礫屑灰?guī)r、灰紅色鈣質(zhì)頁(yè)巖、灰黃色鮞粒灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r等；上部巖性以紫紅色、灰黃色、灰紅色竹葉狀礫屑灰?guī)r為主夾少量薄層、薄板狀泥晶灰?guī)r、含海綠石鮞?；?guī)r、殘余砂礫屑白云巖、殘余鮞粒灰?guī)r等。

1.1.2 新生界

新生界為第四系上更新統(tǒng)馬蘭組(Qp3m)，全新統(tǒng)選仁組(Qhx)、沱陽(yáng)組(Qht)。主要分布在溝谷中，主要巖性為褐色粘土、粉細(xì)砂及砂礫石。

1.2 構(gòu)造

研究區(qū)位于呂梁造山隆起帶，以古元古代馬家坪花崗巖為主，中元古代輝綠巖脈、偉晶巖脈、正長(zhǎng)斑巖脈、石英巖脈傾入古元古代花崗巖中，走向近東西；發(fā)育一條逆斷層，走向近東西，斷面傾向南，傾角58°，斷層附近巖石破碎較強(qiáng)烈，斷層南側(cè)可見(jiàn)偉晶巖細(xì)脈，寬3cm～5cm。研究區(qū)內(nèi)巖漿巖與南部的寒武系地層呈角度不整合接觸，研究區(qū)北部及中部為第四系沉積蓋層。

1.3 巖漿巖

研究區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，主要為古元古代花崗巖和中元古代輝綠巖脈、偉晶巖脈、正長(zhǎng)斑巖脈、花崗斑巖脈等。主要為古元古代花崗巖和中元古代輝綠巖脈、偉晶巖脈、正長(zhǎng)斑巖脈、花崗斑巖脈等。

古元古代：馬家坪花崗巖（Pt1M）：主要巖性為灰白色中粗?；◢弾r，次為斜長(zhǎng)花崗巖，為預(yù)查區(qū)內(nèi)的主要巖體。被晚期花崗巖侵入體、輝綠巖脈、偉晶巖脈、正長(zhǎng)斑巖脈、花崗斑巖脈侵入，局部見(jiàn)有早期變質(zhì)巖（斜長(zhǎng)角閃巖、變粒巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖）包體，水系處為第四系黃土覆蓋，南側(cè)與寒武系地層呈角度不整合接觸。

后溝花崗巖（Pt1H）：主要巖性為淺肉紅色中粗粒黑云母花崗巖，分布于預(yù)查區(qū)中部及西側(cè)，侵入于早期馬家坪花崗巖，局部被晚期輝綠巖脈及正長(zhǎng)斑巖脈侵入。

草溝花崗巖（Pt1C）：主要巖性為淺肉紅色中細(xì)粒黑云母花崗巖。局部發(fā)育早期變質(zhì)巖（斜長(zhǎng)角閃變粒巖）包體。

中元古代：偉晶巖（Pt2ρ）：區(qū)內(nèi)出露數(shù)條偉晶巖脈，多呈直立脈狀產(chǎn)出，近東西向侵入于早期古元古代花崗巖中，脈體般長(zhǎng)幾百米至數(shù)千米，寬數(shù)米至數(shù)十米。局部分異較好，部分顯示分帶性，即邊部顆粒結(jié)晶細(xì)，中心顆粒粗大，常見(jiàn)到偉晶結(jié)構(gòu)及文象結(jié)構(gòu)[2]。

正長(zhǎng)斑巖脈（Pt2ξπ）：分布于山山崖南部，多呈直立脈（墻）狀侵入于古元古代的馬家坪花崗巖和后溝花崗巖中，長(zhǎng)約500m，寬約50m，走向以近東西向。主要巖性有正長(zhǎng)斑巖、石英正長(zhǎng)斑巖等。

花崗斑巖脈（Pt2γπ）：分布于山山崖西部，多呈近東西向展布，侵入于古元古代馬家坪花崗巖中。脈體長(zhǎng)約1500m，寬50m～100m，最寬達(dá)120m。代表巖性為花崗斑巖、花斑巖等。

輝綠巖（脈）（Pt2βμ）：區(qū)內(nèi)分布較廣，多呈脈（墻）狀侵入于古元古代花崗巖中，脈體走向主要為近東西向，個(gè)別呈北西向，脈體寬度幾米至幾十米不等，巖墻與圍巖接觸處有烘烤邊、冷凝邊，圍巖蝕變不明顯。它是在古元古代呂梁造山運(yùn)動(dòng)之后[1，2]，以伸展構(gòu)造體制為特征的非造山巖漿活動(dòng)，屬大陸拉斑玄武巖系。主要巖性為輝綠巖、輝綠玢巖等。

2 地球化學(xué)特征

研究區(qū)內(nèi)分布異常形態(tài)呈不規(guī)則狀，向東延出圖外未封閉（圖1），NAP值為43.86，組合異常排序?yàn)?，主要由成礦元素Ag平均值為0.172ppm、特高值達(dá)0.819ppm，NAP值為9.93；pb元素平均值為28.19ppm,特高值達(dá)38.9ppm，NAP值為6.65；mo元素平均值為0.90ppm，特高值達(dá)1.2ppm，NAP值為6.49；w元素平均值為2.49 ppm，特高值達(dá)11.6ppm，NAP值為4.26。表明內(nèi)諸多金屬元素及稀有稀土元素含量普遍較高，存在局部富集與礦化的條件，具有一定的地球化學(xué)找礦意義。對(duì)所有組合異常要合并進(jìn)行概略檢查或重點(diǎn)檢查。

其中鈮在全區(qū)背景平均值為16.13ppm，標(biāo)準(zhǔn)離差4.08，變異系數(shù)0.25。

2.1 重砂異常特征

根據(jù)山西省地調(diào)院1:5萬(wàn)重砂異常結(jié)果，研究區(qū)內(nèi)主要圈定了AR-3、AR-12、AR-13等多處重砂異常區(qū)。上述異常均呈不規(guī)則橢圓狀，近南北向分布，異常區(qū)內(nèi)植被覆蓋嚴(yán)重，主要出露古元古代花崗巖，其中穿插有中元古代的輝綠巖脈及偉晶巖脈，在出露的古元古代花崗巖中出現(xiàn)較發(fā)育的褐鐵礦化、高嶺土化，引起異常的原因很可能為花崗巖中的褐鐵礦化偉晶巖脈、蝕變帶等。

圖1 地球化學(xué)異常分布

2.2 礦 （化）體特征

礦化成因?yàn)榈蜏責(zé)嵋骸淮停V化產(chǎn)出于太古代—古元古代文峪河花崗片麻雜巖中的花崗偉晶巖與大理巖殘留體接觸部位，接觸蝕變帶長(zhǎng)30m，寬20m。主要為角閃石、陽(yáng)起石針狀、柱狀晶簇集合體及板狀褐簾石，呈鑲嵌狀產(chǎn)出。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，巖漿活動(dòng)頻繁，礦化特征明顯，礦化成因?yàn)榈蜏責(zé)嵋骸淮停V化產(chǎn)出于太古代—古元古代文峪河花崗片麻雜巖中的花崗偉晶巖與大理巖殘留體接觸部位，成礦地質(zhì)條件相對(duì)較好，表明呂梁山中北部地區(qū)“三稀”礦產(chǎn)具有良好的找礦前景。