安生海，孫云東

(1.中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊(duì)，山東 濟(jì)南 250100；2.沂南中聯(lián)水泥有限公司，山東 沂南 276300）

汞丹山娟英片巖礦為中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊(duì)近幾年發(fā)現(xiàn)的中型優(yōu)質(zhì)玻璃用絹英片巖礦原料礦山。筆者對(duì)該礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征、礦床成因進(jìn)行了系統(tǒng)研究。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)位于華北板塊(Ⅰ)魯西隆起區(qū)(Ⅱ)沂沭斷裂帶(Ⅲ)汞丹山斷隆(Ⅳ)汞丹山凸起(Ⅴ)的中西部[1]。

1.1 地層

礦區(qū)位于沂水縣城東北25km處，行政區(qū)劃隸屬沂水縣楊莊鎮(zhèn)。出露地層為新太古代泰山巖群柳杭組(Ar3l)和新生代第四系(Q)(圖1)。

柳杭組(Ar3l)巖性為黑云斜長(zhǎng)角閃巖，灰—灰黑色，中粒變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，部分為不明顯的片狀構(gòu)造。呈殘留體狀，巖體總體走向20°，傾向110°，傾角46～54°。該組地層易風(fēng)化，地貌上呈現(xiàn)為平緩的丘陵。

第四系(Q)：巖性主要為灰黃色含礫亞砂土、粘土質(zhì)粉砂及砂礫，分布于地勢(shì)低洼處。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，位于郯廬斷裂帶中，以沂水—湯頭斷裂為界，可劃分東西兩個(gè)截然不同的構(gòu)造單元，西為蘇村—馬站地塹，東為汞丹山凸起。區(qū)內(nèi)發(fā)育2條斷裂構(gòu)造(F1、F2)和一組韌性剪切帶。

F1斷裂總體走向40～50°，傾向SE，傾角80～85°，為壓扭性斷裂。F2斷裂總體走向70～80°，傾向S，傾角52～60°，為壓扭性斷裂。該組斷裂發(fā)育時(shí)間稍早，被晚期的F1斷裂切割，其規(guī)模相對(duì)較小。該組斷裂切割韌性剪切帶，使其發(fā)生位移。

圖1 汞丹山礦區(qū)地質(zhì)略圖

韌性剪切帶位于沂沭斷裂帶中段汞丹山凸起內(nèi)汞丹山—峨山口一帶，總體走向20°，寬0．5～1．2km，長(zhǎng)度約10km。發(fā)育在新太古代泰山巖群柳杭組斜長(zhǎng)角閃巖與新太古代二長(zhǎng)花崗巖接觸帶上，形成一套糜棱巖化變粒巖及糜棱巖化斜長(zhǎng)角閃石，花崗質(zhì)糜棱巖及絹云母石英片巖(原巖為中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖)，礦體賦存在韌性剪切帶上的絹英片巖中，為一構(gòu)造控礦礦床。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)出露巖漿巖主要有：新太古代晚期南澇坡序列南鹽店單元(Ar3vNn)斜長(zhǎng)角閃巖；嶧山序列水牛單元(Ar3γδοYs)條帶狀細(xì)粒英云閃長(zhǎng)巖；傲徠山序列條花峪單元(Ar3ηγAt)條帶狀細(xì)粒英云閃長(zhǎng)巖、虎山單元(Ar3ηγAh)斑狀中粗粒二長(zhǎng)花崗巖、松山單元(Ar3ηγAs)中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖；紅門序列三官寨單元(Ar3γHs)中粗粒角閃輝長(zhǎng)巖，中元古代牛嵐單元(Chβμn)輝綠巖。

1.4 變質(zhì)巖

本區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖主要為絹英片巖及黑云斜長(zhǎng)變粒巖。

絹云母石英片巖分布受韌性剪切帶控制，在地殼較深層次及高溫、高壓、應(yīng)變速率很慢的條件下，剪切帶巖塊間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，使原巖發(fā)生動(dòng)態(tài)結(jié)晶及韌性變形，形成一韌性動(dòng)力變質(zhì)巖。原巖為古元古代呂梁期傲徠山序列松山單元中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖，在礦區(qū)內(nèi)廣泛分布。

黑云斜長(zhǎng)角閃巖為灰—灰黑色，中粒變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，部分為不明顯的片狀構(gòu)造。主要礦物成分為角閃石、斜長(zhǎng)石，次為石英、黑云母，副礦物為磁鐵礦。經(jīng)顯微鏡下鑒定其礦物含量：角閃石68%、斜長(zhǎng)石20%、石英5%、黑云母5%、磁鐵礦2%。黑云斜長(zhǎng)角閃巖為新太古代區(qū)域變質(zhì)巖，呈殘留體狀分布。

2 礦床地質(zhì)特征

礦床屬動(dòng)力變質(zhì)型礦床，礦體圍巖為傲徠山序列松山單元，共劃分1個(gè)礦體(KT01)，呈板狀產(chǎn)出，礦體總體走向20°，傾向SEE，傾角46～54°。礦體賦存最大標(biāo)高371．48m，最小標(biāo)高240．00m，相對(duì)高差131．48m。礦體南北長(zhǎng)500．00m，東西寬149．00～302．61m，沿傾向延深32．36～182．96m。礦體最大厚度108．27m(00線)，最小厚度60．91m(06線)，平均厚度83．75m，厚度變化系數(shù)為42．62%，厚度變化屬較穩(wěn)定類型。

3 礦石質(zhì)量特征

3.1 礦石礦物組成

礦石主要礦物成分為石英、絹云母，次要礦物成分為長(zhǎng)石，副礦物為磷灰石、榍石、鋯石、褐鐵礦等。

石英：白色，不規(guī)則粒狀，粒徑0．5～2．5mm，表面干凈，其邊緩因次生加大呈港灣狀。由于受外力作用顆粒已被拉長(zhǎng)，并沿長(zhǎng)軸作定向排列，且與排列有序的絹云母相間，含量一般為70%～75%。絹云母：絹絲光澤，多呈集合體狀，單片呈磷片狀，正低突起，(001)切面上發(fā)育細(xì)而直的解理縫，干涉色達(dá)二級(jí)。由于受外力作用，絹云母基本沿長(zhǎng)軸定向排列于石英礦物間。含量一般為20%～25%。長(zhǎng)石：淺褐色，主要為板狀鉀長(zhǎng)石，次為少量的殘柱狀斜長(zhǎng)石，晶面有輕微的泥化，格子雙晶發(fā)育，邊緣不完整，含量一般為3%～5%。副礦物：磷灰石、榍石、鋯石、褐鐵礦，含量極少，零星分布于石英及絹云母顆粒間。

3.2 礦石化學(xué)成分

礦石基本化學(xué)組分為：SiO280．88%、Al2O311．69%、Fe2O30．54%。組合樣化學(xué)組分為：Cr2O30．001 3%、TiO20．15%。礦石中主要有益組分為SiO2，變化系數(shù)為2．23%。有害組分為Al2O3、Fe2O3，Al2O3變化系數(shù)為10．02%，F(xiàn)e2O3變化系數(shù)為27．18%。

3.3 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)。

石英呈粒狀，粒徑大致分二個(gè)級(jí)別，小者粒徑為0．15mm左右，無(wú)定向性，分布于絹云母間，約占石英礦物含量的40%；大者粒徑為0．35～1．0mm，大粒徑石英的長(zhǎng)軸方向與絹云母一致，呈定向分布，且表面裂紋較多，顯示石英在韌性剪切動(dòng)力變質(zhì)過(guò)程中，受到過(guò)應(yīng)力的作用，石英顆粒在應(yīng)力作用下定向排列且發(fā)生破裂，約占石英礦物含量的60%。絹云母呈鱗片狀，一般長(zhǎng)0．6～1．0mm，寬0．03～0．05mm，呈定向分布。

礦石構(gòu)造為片狀構(gòu)造：礦石中的石英顆粒受外力作用已不同程度地被拉長(zhǎng)，同時(shí)與絹云母集合體相間呈定向排列，而使礦石呈現(xiàn)片狀構(gòu)造[2]。

3.4 礦石類型

礦石自然類型為絹英片巖，主要礦物成分為石英、絹云母，次要礦物成分為長(zhǎng)石，副礦物為褐鐵礦、鉻鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石等。經(jīng)顯微鏡下鑒定：石英含量70%～74%，絹云母含量20%～25%，長(zhǎng)石含量3%～5%，褐鐵礦1%左右，褐鐵礦零星分布于石英及絹云母顆粒間，鉻鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石含量極少，零星分布于石英及絹云母顆粒間。礦石工業(yè)類型為玻璃用絹英片巖。

3.5 礦體圍巖與夾石

礦床圍巖主要為傲徠山序列松山單元二長(zhǎng)花崗巖，礦區(qū)西部出露黑云斜長(zhǎng)角閃巖，與礦體整合接觸，界線清晰易分。黑云斜長(zhǎng)角閃巖主要組分平均含量為：SiO269．78%、Al2O313．13%、Fe2O35．58%。

礦體內(nèi)共劃分9個(gè)夾層，自下而上編號(hào)依次為JC01～JC09，呈似層狀分布于礦體中，厚度1．37～10．72m，平均4．45m。JC03夾層巖性為黑云斜長(zhǎng)角閃巖，其余夾層巖性均為長(zhǎng)石石英片巖，主要組分平均含量為：SiO271．92%、Al2O314．31%、Fe2O32．91%、K2O 3．42%、Na2O 2．13%。

4 礦床成因

(1) 成礦地質(zhì)背景。

礦區(qū)出露地層為新太古代泰山巖群柳杭組黑云斜長(zhǎng)角閃巖，呈殘留體狀分布[2]。

本區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，礦區(qū)位于沂沭斷裂帶汞丹山凸起中，西部為以沂水—湯頭斷裂，東部為安丘莒縣斷裂，沂沭斷裂帶從啟動(dòng)到現(xiàn)在，經(jīng)歷了燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)兩個(gè)演化階段，燕山階段是斷層運(yùn)動(dòng)過(guò)程，喜馬拉雅階段是以擠壓為主，兼有微弱左行平移[3-4]。

韌性變形構(gòu)造：礦區(qū)位于沂沭斷裂帶內(nèi)，汞丹山地壘呂梁期峨山口韌性變形帶中，特點(diǎn)為北北東向左行平移韌性變形，主要活動(dòng)時(shí)間在古元古代呂梁末期(1 800Ma左右)，早于牛嵐單元輝綠巖晚于紅門序列侵位時(shí)間，屬中淺構(gòu)造相，變形時(shí)溫壓條件較低。發(fā)育于泰山巖群與新太古代晚期二長(zhǎng)花崗巖接觸帶上，主要巖性有花崗質(zhì)糜棱巖、白云石英片巖。礦體賦存在韌性剪切帶上的絹英片巖中，為一構(gòu)造控礦礦床。

巖漿巖分布廣泛，主要出露有新太古代晚期、斜長(zhǎng)角閃巖、英云閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、角閃輝長(zhǎng)巖，中元古代牛嵐單元輝綠巖。

(2) 形成時(shí)代。

通過(guò)對(duì)該區(qū)韌性剪切變形帶中多硅白云母測(cè)定，多硅白云母年齡為1 852．02+20．96Ma，等時(shí)線年齡為1 867．16+49．02Ma。礦床形成時(shí)代為古元古代呂梁末期1 800Ma左右。

(3) 成礦原巖。

新太古代傲徠山序列松山單元二長(zhǎng)花崗巖。

(4) 成礦地質(zhì)作用。

該區(qū)絹英片巖為動(dòng)力變質(zhì)巖，賦存于汞丹山地壘呂梁期峨山口韌性變形帶中，其成因與該區(qū)構(gòu)造應(yīng)力有關(guān)，在區(qū)域北北東向左行平移應(yīng)力作用下，巖塊間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，使原巖礦物發(fā)生韌性變形、破損、重結(jié)晶[5-6]。較穩(wěn)定的礦物在已變形的巖石中朝著有利的方向重結(jié)晶，已磨碎的礦物晶體重新結(jié)合或重結(jié)晶加大[7-8]。

在動(dòng)力變質(zhì)作用過(guò)程中，同時(shí)伴隨局部溫度升高(機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，沿破損帶循環(huán)的熱水溶液所引起的局部化學(xué)反應(yīng)，使巖石的礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生變化，礦物化學(xué)成分也發(fā)生相應(yīng)變化，形成新的礦物[7]，如：①鉀長(zhǎng)石+H+→白云母+石英+K+；②斜長(zhǎng)石+鉀長(zhǎng)石+H+→白云母+鈉長(zhǎng)石+石英+Ca++；③黑云母+石榴石+水→綠泥石+白云母+石英；④角閃石+斜長(zhǎng)石+水→陽(yáng)起石+黝簾石+綠泥石+石英。

該礦床賦存于傲徠山序列松山單元內(nèi)，原巖為新太古代傲徠山序列松山單元二長(zhǎng)花崗巖，分布于韌性變形帶中，受韌性剪切帶控制，為動(dòng)力變質(zhì)成因，屬動(dòng)力變質(zhì)型礦床。

5 結(jié)論

該礦床共劃分一個(gè)礦層(KC01)，賦存于傲徠山序列松山單元內(nèi)，呈板狀產(chǎn)出。礦石自然類型為絹英片巖，主要礦物成分為石英、絹云母，次為長(zhǎng)石。鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，礦石工業(yè)類型為玻璃用絹英片巖。礦體內(nèi)共劃分9個(gè)夾層，呈似層狀分布于礦體中，礦床屬動(dòng)力變質(zhì)型礦床。