摘要：山東省新泰市桃花峪—石棚地區(qū)稀有金屬礦床位于新甫山凸起中部，區(qū)內(nèi)可見百余條花崗偉晶巖脈侵入泰山巖群雁翎關(guān)組地層及新甫山序列奧長(zhǎng)花崗巖中。通過(guò)勘查工作在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)5條含稀有金屬元素花崗偉晶巖脈，圈定1個(gè)鋰鈹鈮鉭礦體、1個(gè)鈹鈮鉭礦體、2個(gè)鈮鉭礦體。本文在系統(tǒng)分析區(qū)域地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，闡述了稀有金屬礦體地質(zhì)特征，總結(jié)了控礦因素及找礦標(biāo)志，探討了找礦前景，為區(qū)內(nèi)偉晶巖型稀有金屬礦勘查提供了參考。

關(guān)鍵詞：稀有金屬礦；地質(zhì)特征；找礦前景；桃花峪—石棚；山東新泰

中圖分類號(hào)：P618.6""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""" doi：10.12128/j.issn.16726979.2024.03.009

引文格式：陳珂，廉永彪，高繼雷，等.山東新泰桃花峪-石棚地區(qū)稀有金屬礦地質(zhì)特征及找礦前景分析［J］.山東國(guó)土資源，2024，40（3）：7378. CHEN Ke， LIAN Yongbiao， GAO Jilei， et al. Geological Characteristics and Prospecting Prospect of Rare Metal Deposits inTaohuayu-Shipeng Area in Xintai City in Shandong Province［J］.Shandong Land and Resources，2024，40（3）：7378.

0 引言

稀有金屬是發(fā)展新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保、航空航天、電子信息等新興產(chǎn)業(yè)的核心資源，稀有礦產(chǎn)將是支撐科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵資源之一［1］?；◢弬ゾr型是最重要的稀有金屬礦床類型之一，是稀有金屬的傳統(tǒng)來(lái)源，主要分布在阿爾泰、松潘甘孜西昆侖、喜馬拉雅、阿爾金柴北緣、秦嶺、江南、武夷云開等造山帶中［2］。

近年來(lái)，山東省部署了一系列稀有金屬的找礦工作，在新泰桃花峪—石棚地區(qū)發(fā)現(xiàn)一處小型花崗偉晶巖型鋰鈹鈮鉭等稀有金屬礦床，填補(bǔ)了山東省偉晶巖型稀有金屬礦產(chǎn)的空白［3］。然而，該區(qū)偉晶巖型稀有金屬礦床的地質(zhì)特征、成礦地質(zhì)條件及找礦遠(yuǎn)景缺乏系統(tǒng)的總結(jié)分析。

本文通過(guò)對(duì)以往勘查及科研資料的充分研究，結(jié)合野外實(shí)際工作，系統(tǒng)分析了成礦地質(zhì)背景，闡述了稀有金屬礦體的地質(zhì)特征，總結(jié)了控礦因素、成礦模式及找礦標(biāo)志，分析了找礦前景。為山東省開展偉晶巖型稀有金屬礦勘查開發(fā)提供了參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

該區(qū)大地構(gòu)造位置位于華北板塊（Ⅰ）魯西隆起區(qū)（Ⅱ）魯中隆起（Ⅲ），新甫山萊蕪斷?。á簦┲赂ι酵蛊穑á酰┲胁浚?］（圖1）。

區(qū)域內(nèi)出露地層由老至新依次為：新太古代泰山巖群［5］、古生代寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系及新生代古近系、第四系。

區(qū)域上大面積出露巖漿巖，主要為新太古代晚期紅門序列、傲徠山序列、嶧山序列，新太古代中期新甫山序列，新太古代早期萬(wàn)山莊序列。

區(qū)域內(nèi)花崗偉晶巖脈較為發(fā)育，為稀有金屬礦成礦母巖，廣泛分布于前寒武紀(jì)結(jié)晶基底區(qū)，其中在雁翎關(guān)組中最為發(fā)育，以NW向居多，NE次之，寬0.5～50m，長(zhǎng)10～1000m，與圍巖界線清楚。

該區(qū)主要發(fā)育隆起及斷陷盆地，在隆起區(qū)，出露前寒武紀(jì)結(jié)晶基底和早古生代蓋層，基底巖石中常發(fā)育變形面理、褶皺及韌性剪切帶等［6］；蓋層多呈單斜層產(chǎn)出，局部發(fā)育寬緩褶皺。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系，分布于礦區(qū)中部，呈NW向展布，主要為新太古代泰山巖群雁翎關(guān)組與山草峪組。稀有金屬花崗偉晶巖脈大多侵入于雁翎關(guān)組地層中［7-8］（圖2）。

雁翎關(guān)組主要巖性為綠泥片巖、陽(yáng)起透閃石巖、斜長(zhǎng)角閃巖以及變粒巖、片麻巖等。地層呈NW向315°～325°展布，傾向NE，傾角70°左右。底部與新甫山序列上港單元的片麻狀中粒含黑云奧長(zhǎng)花崗巖呈侵入接觸關(guān)系。

山草峪組主要巖性為石榴富黑云中長(zhǎng)變粒巖、紅柱富黑云中長(zhǎng)變粒巖、黑云中長(zhǎng)變粒巖以及黑云更長(zhǎng)變粒巖。巖層呈NW向310°～325°展布，傾向SW，傾角65°～85°。地層底部與雁翎關(guān)組地層呈整合接觸。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，主要為韌性剪切帶，分布于礦區(qū)北西部雁翎關(guān)村西部，呈NW向展布于山草峪組與雁翎關(guān)組接觸部位，區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)度2km，寬10～40m，整體走向320°，沿走向呈舒緩波狀，糜棱面理傾向NE，局部近直立，傾角多在80°左右。該帶發(fā)育在雁翎關(guān)組頂部，多被陽(yáng)起石片巖、綠泥透閃陽(yáng)起石片巖脈充填。區(qū)內(nèi)NW向小斷裂比較發(fā)育，傾向SW，多延伸較小。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)發(fā)育各個(gè)時(shí)代巖漿巖，分布于前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系兩側(cè)，主要為新甫山序列老牛溝單元、上港單元、任家莊單元；嶧山序列窩鋪單元；傲徠山序列條花峪單元、邱子峪單元、松山單元?；◢弬ゾr脈部分侵入于上港單元巖體內(nèi)。

新甫山序列上港單元，巖性為片麻狀中粒含黑云奧長(zhǎng)花崗巖，分布于礦區(qū)東部大部，呈NW向展布，與雁翎關(guān)組地層呈侵入接觸關(guān)系。

傲徠山序列松山單元，巖性為中粒二長(zhǎng)花崗巖，分布于礦區(qū)西南東石棚村南側(cè)，呈NW向展布，與山草峪組地層呈侵入接觸關(guān)系。

2.4 花崗偉晶巖脈

區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)花崗偉晶巖脈百余條，大部分侵入雁翎關(guān)組地層中，少量侵入上港單元奧長(zhǎng)花崗巖巖體內(nèi)。

巖體中偉晶巖脈主要位于礦區(qū)的東部，主要分布上港單元奧長(zhǎng)花崗巖中，上港單元花崗巖與雁翎關(guān)組接觸帶中也有一些分布，單脈規(guī)模不一，形態(tài)較為復(fù)雜，大者長(zhǎng)2000m，寬80m，傾向40°左右，傾角一般大于45°，分支復(fù)合現(xiàn)象明顯，脈內(nèi)普遍見夾石，多呈透鏡狀。巖脈內(nèi)部結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，無(wú)分帶現(xiàn)象，整體稀有金屬礦化較差。

地層中花崗偉晶巖脈，大致沿東石棚—天井峪—梨園溝一帶分布，單脈規(guī)模不一，形態(tài)較為簡(jiǎn)單，大多數(shù)脈長(zhǎng)200～1000m，最長(zhǎng)可達(dá)1500m，寬0.5～20m，平剖面呈現(xiàn)舒緩波狀，傾向30°～50°，傾角變化較大，為20°～70°，一般近地表變陡。圍巖普遍具綠泥石化，形成蝕變帶寬10～30cm，局部硅化。巖性為花崗偉晶巖，灰白色，偉晶結(jié)構(gòu)、文象結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造、帶狀構(gòu)造等，整體分帶性較差，在巖脈膨脹部位具有較好分帶現(xiàn)象，一般礦物成分為：斜長(zhǎng)石（鈉長(zhǎng)石）50%～80%，石英10%～30%，微斜、微紋長(zhǎng)石3%～30%，白云母10%左右，石榴子石、電氣石等較發(fā)育。巖脈中普遍含有稀有金屬礦物但分布不均勻，主要為鈮鐵礦，其次有鈮鈣礦、鋰輝石、綠柱石等。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦化花崗偉晶巖脈特征

區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)了5條稀有金屬礦化花崗偉晶巖脈，編號(hào)ρⅠ～ρⅤ，共圈出4個(gè)稀有金屬礦體、1個(gè)礦化體（表1，圖3）。

由表1、圖3可知，稀有金屬礦化花崗偉晶巖脈呈平行展布，為脈狀，沿走向、傾向均呈舒緩波狀延伸，具明顯的膨脹夾縮現(xiàn)象。巖脈總體走向120°～140°，傾向30°～50°，傾角18°～40°，長(zhǎng)度410～960m，厚度0.93～15m。主要巖性為花崗偉晶巖，灰白色，偉晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為斜長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、石英、白云母、電氣石等，可見稀有金屬礦物發(fā)育，為鋰輝石、鈮鐵礦、綠柱石等。巖石具有鈉長(zhǎng)石化、電氣石化、白云母化發(fā)育。

其中ρⅠ號(hào)礦化花崗偉晶巖脈規(guī)模較大且礦化較好，該脈具有較好的分異和交代作用。整體從邊部至內(nèi)部可劃分為鈉長(zhǎng)石化粒狀斜長(zhǎng)石帶、鈉長(zhǎng)石化塊體斜長(zhǎng)石帶、微紋長(zhǎng)石塊體帶，但分帶性不完整，一般在膨脹部位分帶性較好，收縮和分支部位分帶較差。Nb2O5品位為0.006%～0.021%；Ta2O5品位為0.001%～0.013%。

3.2 礦體特征

區(qū)內(nèi)圈出4個(gè)稀有金屬礦體（表2），礦體產(chǎn)于侵入雁翎關(guān)組花崗偉晶巖脈內(nèi)，嚴(yán)格受其控制，頂?shù)装鍨樾遍L(zhǎng)角閃巖、綠泥片巖，礦體形態(tài)較簡(jiǎn)單，呈脈狀產(chǎn)出。

由表2可知，Ⅰ號(hào)礦體為本區(qū)稀有金屬主礦體，呈脈狀產(chǎn)出，礦體總體走向130°～140°，傾向40°～50°，傾角18°～38°，礦體長(zhǎng)233m，沿傾向控制182～230m，稀有金屬礦物為鈮鉭鐵礦、鋰輝石、綠柱石等。Nb2O5平均品位0.016%，Ta2O5平均品位0.010%，為品位變化均勻、厚度變化較穩(wěn)定礦體；Ⅳ號(hào)礦體，呈脈狀產(chǎn)出，總體走向120°，傾向30°，傾角26°～45°，礦體長(zhǎng)120m，稀有金屬礦物為鈮鐵礦、綠柱石。Nb2O5平均品位0.011%，Ta2O5平均品位0.011%，為品位變化均勻、厚度變化較穩(wěn)定礦體。

3.3 礦石特征

3.3.1 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為花崗偉晶結(jié)構(gòu)、文象結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造為塊狀構(gòu)造。

3.3.2 礦石礦物組分

礦石礦物主要有鈮鐵礦、鋰輝石、綠柱石等，脈石礦物主要有斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、白云母等［910］。

鈮鐵礦：呈黑色或淺褐黑色，粉沫為淺褐色，半金屬光澤，表面由于風(fēng)化較強(qiáng)，有一層黑褐色的薄膜，光澤暗淡。性脆，硬度中等。賦存于塊體帶中的鈮鐵礦，晶體較大，含礦不均勻，往往靠近石英塊體的長(zhǎng)石內(nèi)和大片束狀白云母集合體中出現(xiàn)，常被壓碎破裂，并沿裂隙有鈉長(zhǎng)石貫入。賦存于粒狀結(jié)構(gòu)帶中的鈮鐵礦，晶體較小，分布于鈉長(zhǎng)石、白云母、石英集合體中，含礦較為均勻。

鋰輝石：無(wú)色，多呈短柱狀和平行板狀晶體，顆粒表面可見裂理發(fā)育，橫切面上見近正交的兩組解理，結(jié)晶粒度普遍較粗，介于6～35mm，少部分介于0.1～3mm，常與鈉長(zhǎng)石、白云母、石英形成集合體，分布于塊體斜長(zhǎng)石帶中，與石英、長(zhǎng)石呈規(guī)則—半規(guī)則連生，沿部分鋰輝石邊緣或裂理可見少量白云母、石英等礦物分布。

綠柱石：呈半自形柱狀，粒徑分別為5.5mm、6mm，單偏光下無(wú)色，正交光下具一級(jí)灰干涉色，軸晶，負(fù)旋光性。主要賦存于鈉長(zhǎng)石與石英顆粒間隙內(nèi)。

3.4 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)礦體賦存于花崗偉晶巖脈內(nèi)，因此礦體圍巖即花崗偉晶巖脈圍巖，頂、底板主要巖性為斜長(zhǎng)角閃巖、綠泥片巖、黑云變粒巖等。主要圍巖蝕變?yōu)殁c長(zhǎng)石化、電氣石化、絹云母化。

鈉長(zhǎng)石化：主要分布于偉晶巖脈內(nèi)，常與電氣石化共存于同一巖脈中，與白云母化隨時(shí)共生。巖石發(fā)生鈉長(zhǎng)石化時(shí)，大量的葉鈉長(zhǎng)石及糖粒狀鈉長(zhǎng)石呈細(xì)脈狀、不規(guī)則狀集合體交代原巖，形成鈉長(zhǎng)石化花崗偉晶巖。

電氣石化：以巖脈及巖體與圍巖接觸面附近的內(nèi)外蝕變帶的電氣石化交代活動(dòng)最為劇烈，向兩側(cè)逐漸減弱。其蝕變?cè)瓗r為從巖體、花崗偉晶巖脈，巖石中多出現(xiàn)黑色電氣石。

絹云母化：主要見于外側(cè)的偉晶巖脈中，巖石中的鉀鈉長(zhǎng)石及斜長(zhǎng)石等堿性鋁硅酸鹽礦物主要產(chǎn)生絹云母化，鱗片狀絹云母和白云母集合體交代蝕變長(zhǎng)石等礦物使之呈殘留體存在，局部強(qiáng)烈者可完全取代長(zhǎng)石類礦物而呈假象存在。

3.5 稀有金屬礦化富集規(guī)律

區(qū)內(nèi)交代作用主要為鈉交代，主要形成白云母—石英交代集合體、含石英鈉長(zhǎng)石交代集合體、糖粒狀鈉長(zhǎng)石交代集合體3種礦物組合。這3種礦物組合呈不規(guī)則的脈狀、團(tuán)塊狀等形態(tài)，發(fā)育于粒狀和塊體斜長(zhǎng)石帶中，有時(shí)糖粒狀鈉長(zhǎng)石交代集合體可呈帶狀出現(xiàn)在粒狀斜長(zhǎng)石帶中。

稀有金屬富集與偉晶巖脈內(nèi)部結(jié)構(gòu)分帶有較為密切的關(guān)系，其中粒狀和塊體帶有利于富集成礦，微紋長(zhǎng)石塊體帶不成礦；鈉長(zhǎng)石化強(qiáng)烈地段，稀有金屬較為富集。

4 控礦因素與成礦模式

4.1 控礦因素

該區(qū)與稀有金屬成礦關(guān)系最為密切的地層為新太古代泰山巖群雁翎關(guān)組，巖性為綠泥片巖及斜長(zhǎng)角閃巖。為稀有金屬礦化偉晶巖的就位與成礦提供了空間及充足時(shí)間。綠泥片巖及斜長(zhǎng)角閃巖內(nèi)發(fā)育的破碎帶為偉晶巖漿侵入提供了較為密閉的就位空間，有利于稀有金屬礦的富集成礦。

區(qū)內(nèi)總體構(gòu)造線方向?yàn)镹W向，偉晶巖脈的走向與區(qū)域構(gòu)造線一致，但其傾向大都與地層產(chǎn)狀相反，并且脈壁中可見斜沖擦痕，說(shuō)明NW向構(gòu)造控制的偉晶巖脈的生成。

該區(qū)的稀有金屬礦床為花崗偉晶巖型，成礦與巖漿的分異演化密切相關(guān)，區(qū)內(nèi)新太古代晚期—古元古代早期巖漿活動(dòng)為偉晶巖脈的生成提供了富含稀有金屬元素的殘余巖漿。

4.2 成礦模式

本區(qū)的花崗偉晶巖的礦化形成過(guò)程是巖漿演化后期巖漿熱液作用的繼續(xù)［11］?；◢徺|(zhì)巖漿侵入以后，在后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下，花崗巖在地殼深部重熔，產(chǎn)生富含稀有金屬元素的巖漿，侵位后冷卻產(chǎn)生收縮斷裂，使巖體內(nèi)部的壓力、溫度降低，從而導(dǎo)致巖漿結(jié)晶分異作用的發(fā)生。在此過(guò)程中，富含揮發(fā)分和稀有金屬元素的熔流體向壓力低的方向遷移，通過(guò)各種斷裂侵入巖體周圍的地層中，同時(shí)地層中斜長(zhǎng)角閃巖、片巖、片麻巖具有良好的封閉條件，使得稀有金屬偉晶巖礦床生成［1225］。

4.3 找礦標(biāo)志

（1）區(qū)內(nèi)花崗偉晶巖型稀有金屬礦與新太古代晚期-古元古代早期巖漿活動(dòng)有成因關(guān)系，偉晶巖脈是稀有金屬含礦脈體，因此巖體內(nèi)外接觸帶偉晶巖密集區(qū)是尋找稀有金屬礦的首選地段［26］。

（2）與巖體接觸的雁翎關(guān)組地層是尋找稀有金屬礦化偉晶巖的重要地段。目前已發(fā)現(xiàn)的礦化偉晶巖均產(chǎn)于雁翎關(guān)組斜長(zhǎng)角閃巖及綠泥片巖內(nèi)。

（3）區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的稀有金屬礦床與鈮鉭重砂異常分布基本吻合，稀有金屬重砂異常對(duì)找礦具有重要的指示作用。

（4）具有較好分異作用的偉晶巖中鈉長(zhǎng)石石英白云母帶為稀有金屬富集的有利部位。

（5）強(qiáng)烈的鈉長(zhǎng)石化、白云母化是重要的蝕變標(biāo)志。

5 找礦前景分析

區(qū)內(nèi)與稀有金屬礦成礦關(guān)系密切的花崗偉晶巖脈廣泛發(fā)育，且發(fā)育地段與鈮鉭礦甲級(jí)重砂異常套合較好，區(qū)內(nèi)具有較好的成礦地質(zhì)條件。

區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的花崗偉晶巖脈大多數(shù)缺乏系統(tǒng)工程驗(yàn)證，具有進(jìn)一步工作的前景。

區(qū)內(nèi)工程控制的5條礦化花崗偉晶巖脈整體礦化情況較好，已發(fā)現(xiàn)礦體沿走向、傾向均未控制。

綜上，該區(qū)具有較好的稀有金屬礦找礦前景。

6 結(jié)論

（1）桃花峪—石棚地區(qū)共發(fā)現(xiàn)4個(gè)稀有金屬礦體，1個(gè)礦化體。礦（化）體呈脈狀，大致沿區(qū)域構(gòu)造線方向展布，總體走向135°，傾向NE，傾角變化較大18°～45°，礦床類型為花崗偉晶巖型。

（2）該地區(qū)稀有金屬礦體賦存于花崗偉晶巖脈中，礦石中主要稀有元素為鉭、鈮、鈹、鋰，銣在局部地段以伴生礦物的形式出現(xiàn)，主要稀有金屬礦物為鋰輝石、綠柱石、鈮鉭鐵礦等。

（3）該地區(qū)與稀有金屬礦成礦關(guān)系密切的花崗偉晶巖脈廣泛發(fā)育，重砂異常與花崗偉晶巖脈對(duì)應(yīng)較好；在已發(fā)現(xiàn)5條礦化花崗偉晶巖脈中圈出4個(gè)稀有金屬礦體，表明該區(qū)具有較好的稀有金屬找礦前景。

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Geological Characteristics and Prospecting Prospect of Rare Metal Deposits inTaohuayu-Shipeng Area in Xintai City in Shandong Province

CHEN Ke， LIAN Yongbiao，GAO Jilei，LI Yadong，MA Ming，F(xiàn)ENG Qiwei，ZHANG Zhenfei，JIANG Rui，WANG Zheng，WANG Ligang，LI Jian

（No.1 Geological Exploration Institute of Geology and Mineral Resources，Shandong Engineering Research Center for Rich Iron Ore Exploration and Development Technology，Shandong Ji'nan 250100，China）

Abstract：The rare metal deposits in Taohuayu-Shipeng area in Xintai city in Shandong province are located in the middle of Xinfushan uplift. Five granitic pegmatite veins containing rare metal elements have been found in the area. One Li-Be-Nb-Ta orebody， one Be-Nb-Ta orebody and two Nb-Ta orebodies have been delineated. Based on systematic analysis of regional geological background， geological characteristics of rare metal orebodies have been explained， the ore control factors and prospecting criteria have been summarized， and the prospecting prospects has been studied." It will provide some references for the exploration of pegmatite type rare metal deposits in this area.

Key words：Rare metal deposits；geological characteristics；prospecting prospect；Taohuayu-Shipeng;Xintai city in Shandong province