辽南瓦房店地区袁家沟金刚石原生矿找矿前景分析

李月新

（辽宁省矿产勘查院，辽宁沈阳110031）

辽南瓦房店地区袁家沟金刚石原生矿找矿前景分析

李月新

（辽宁省矿产勘查院，辽宁沈阳110031）

通过对瓦房店袁家沟地区地质特征、遥感影像特征、物探异常特征、化探异常特征和重砂金伯利岩副矿物特征的综合分析，发现上述特征与头道沟矿区十分相似.特别值得关注的是近期辽宁省第六地质大队首次提出的金伯利岩墙成矿概念，打破了传统的金刚石岩管成矿的说法，对金刚石的成因、赋存规律有了新的认识，扩大了隐伏矿的找矿空间.通过总结袁家沟地区成矿规律，分析找矿前景，认为在袁家沟地区有望实现金刚石原生矿找矿突破，并具有找寻隐伏矿的巨大潜力.

金刚石；原生矿；找矿前景；瓦房店地区袁家沟；辽南

辽南瓦房店地区是我国金刚石重要产地之一，自20世纪70年代在瓦房店地区首次发现金刚石矿以来，共发现金伯利岩体111个，其中岩管22个，呈3条金伯利岩成矿带展布，所发现的金刚石原生矿均为金伯利岩型.2009年，辽宁省第六地质大队在瓦房店地区110、111、38号岩管（3条已知矿带内）附近新发现一处中型金刚石矿床，该矿的发现在找矿理论上有了新的突破，首次提出了金伯利岩墙的成矿概念，指出了含矿金伯利岩的产状，除岩筒、岩脉之外，呈岩墙状产出的也含有高品位的金刚石，拓宽了找寻金刚石的远景范围.袁家沟地区位于3条已知金伯利岩矿带的西南延伸方向上，距著名的头道沟金刚石原生矿区15 km，推测该区所处地段应为3条金伯利岩成矿带的延伸部位.本文主要介绍利用新的找矿方法，沿着重点寻找隐伏矿体的总体思路，通过与已知矿对比分析并研究地物化遥综合找矿信息，认为辽南瓦房店地区袁家沟一带为有望实现金刚石原生矿找矿突破的远景区，特别是在寻找隐伏矿方面潜力更大.

1 区域地质特征

瓦房店地区袁家沟位于中朝准地台胶辽台隆复州湾台陷复州-大连凹陷的中部.区域上出露的地层主要有太古宇城子坦组，元古宇震旦系，古生界寒武系、奥陶系、石炭系，中生界侏罗系和新生界第四系.

新元古界震旦系不整合覆于太古宙混合岩之上，出露面积约占80%.震旦系出露地层有：永宁组（Z1y）、钓鱼台组（Z1d）、南芬组（Z1n）、桥头组（Z2q）、长岭子组（Z2c）、南关岭组（Z2n）、甘井子组（Z2g）、十三里台组和马家屯组（Z2s+m）、北山组（Z3b）和兴民村组（Z3x）.目前所发现金伯利岩主要与震旦系地层关系密切.

本区岩浆岩不发育，主要有早古生代金伯利岩脉，其分布在李店-岚崮山一带，组成3个金刚石成矿带；晚侏罗世岩脉，岩性主要为花岗斑岩、闪长玢岩、橄榄辉长辉绿岩和辉绿岩.

本区断裂构造与褶皱构造均有发育.断裂构造主要为北东、北北东向华夏系、新华夏系压扭性冲断层，北西向压扭性冲断层也较发育.以上断裂构造均属于金刚石成矿后构造，对成矿作用影响不大.褶皱构造主要发育在测区南部袁家沟和岚崮山一带.

袁家沟同心环状向斜核部位于袁家沟，向斜呈同心环状，由外及里地层由老至新，依次为震旦系南芬组、桥头组、长岭子组、南关岭组和甘井子组，构成向斜西、北、东三翼；核部为寒武系，向斜向南撒开.

岚崮山向斜位于袁家沟向斜东部，两者相距15 km，该向斜为近同心园状，向斜四周翼部地层为震旦系南芬组，中心为桥头组砂岩.50号金伯利岩管产于该向斜之中❶辽宁省矿产勘查院.辽宁省瓦房店市金刚石原生矿普查报告.2009..

2 瓦房店地区金伯利岩特征

2.1 金伯利岩区域地质概况及空间展布特征

金伯利岩分布在普兰店市以北，松树镇以南，瓦房店市以西，长兴岛以东地区，大地构造位置属胶辽台隆复州台陷复州-大连凹陷，区内地层主要为中、新元古界和古生界，主要岩管产生部位为上元古界地层❶辽宁省地质矿产勘查局.辽宁省区域矿产总结.2006..

瓦房店地区已发现的金伯利岩以岩脉为主，由22个岩管和111个金伯利岩体组成，岩管大约占岩体总数的1/5.区内主要金刚石原生矿床有3处，即30号岩管、42号岩管和由50、51、68、74号岩管共同组成的矿区（后4个岩管组成的矿区以下简称头道沟矿区，其中50号岩管为主要岩管），空间上有成群成带展布特点，呈3条金伯利岩成矿带（见图1）［1］.Ⅰ矿带金伯利岩体较多，由13个岩管和62条岩脉组成.其中30、42号岩管规模较大.Ⅱ矿带金伯利岩体略少，主要集中分布在岚崮山头道沟地区，由6个岩管和23条岩脉组成，主要为50、51、68、74号岩管，其中50号岩管最大.该矿带中金刚石品位较高，质量好.Ⅲ矿带金伯利岩体较少，由3个岩管和4条金伯利岩脉组成，均含矿，但尚未发现有工业意义的岩管❷辽宁省地质矿产勘查院.辽宁省瓦房店市金刚石原生矿普查报告.2009..

图1 辽宁瓦房店地区地质简图Fig.1 Simplified geologic map of Wafangdian area,Liaoning Province

2.2 金伯利岩地质特征❶

金伯利岩体形态有管状和脉状2类，脉状金伯利岩体主要受北东东向、近东西向密集节理带及破碎带和断层控制，脉长一般60～1000 m，宽0.2～0.7 m，最宽可达14 m，成为膨大体，脉间互相平行，产状稳定，一般倾向南东，倾角70～80°.管状金伯利岩有椭圆状、枝形状、舌状和不规则状，长轴多为北东东至近东西向.其形态变化与围岩性质和控矿构造有关.

本区岩石类型主要为斑状金伯利岩、含围岩角砾金伯利岩和金伯利角砾岩.金伯利岩主要造岩矿物有橄榄石、金云母，副矿物有金刚石、镁铝榴石、铬尖晶石、钛铁矿等.蚀变矿物有金云母、蛇纹石、方解石等.金刚石指示矿物为含铬镁铝榴石和铬铁矿.区内主要蚀变为蛇纹石化、金云母化、碳酸岩化、滑石化、硅化、褐铁矿化和土化等.

对金伯利岩角砾成分及岩管形态等形成机制的研究表明，瓦房店地区的金伯利岩管具有明显的火山爆发形成特点，反映爆破型成因，具有空间大的特点，是形成隐伏岩体的必然条件.

2.3 金伯利岩地球物理特征

金伯利岩中含有磁性矿物（磁铁矿、铬铁矿等），因此具有中弱磁性，其场值规模与岩体大小有关.脉状岩体一般无异常反映，管状岩体则为低缓的孤立异常.如果围岩与金伯利岩具一定磁性差，则普查可获得明显找矿效果.电法异常为低阻正交点，而且分离带宽PAS和PBS曲线投值点位置与岩管边界基本对应.

2.4 金伯利岩地球化学特征❶

金伯利岩岩石化学成分为：SiO234%左右，K2O＞Na2O，Al2O3＞（K2O+Na2O）.在金伯利岩分布区，Ni、Cr、Co、V、Ti、Nb、Zr、TR、Sc、Sr、Ba等元素含量较高，可作为普查金伯利岩的指示元素。

3 瓦房店地区袁家沟异常区特征❷

3.1 地质特征

袁家沟异常区内出露地层主要为震旦系，少量寒武系分布在区内的中部.地层由老至新为震旦系长岭子组（Zc）灰白—灰绿色页岩，粉砂质页岩及粉砂岩；南关岭组（Zn）灰色、黄绿色含铁质砂质泥晶灰岩，灰—深灰色粉晶灰岩、砂屑灰岩、叠层石灰岩，灰色、黄绿色泥晶灰岩、白云质灰岩；甘井子组（Zg）灰色粉晶白云岩、含砂屑砾屑叠层石白云岩、纹石藻白云岩、燧石条带砂屑灰质白云岩，浅灰色残余砾屑白云岩、藻团状白云岩.寒武系碱厂组（Cj）灰色细晶质白云岩，粗晶薄层灰岩；馒头组（Cm）黄绿色长石砂岩，页岩及白云质灰岩.

袁家沟异常位于袁家沟同心环状向斜核部.向斜呈同心环状，西、北、东三翼由长岭子组和南关岭组一段、二段形成的环形山脊构成，南侧为撒开倾未端，同时也是袁家沟同心环状向斜的北翼.向斜直径约2～3 km，三翼地层产状较缓，一般5～20°之间.袁家沟异常区发现有角砾岩存在，推断为隐爆角砾岩，具有明显的火山爆发形成特点，是形成隐伏金伯利岩体的必然条件.

3.2 遥感影像特征

金伯利岩群通常具有环形影像，金伯利岩体在黑白航片上呈暗灰色—深灰色色调，岩管呈斑块状或斑状影纹，岩脉呈条带状影纹［2］.

本区利用TM遥感数据合成的假彩色图像间接反映了50号等岩管的位置.图2中环状影像即为头道沟矿区，中间的小环为51、68、74号3个岩管位置，50号岩管位于环状影像边部的小环内.图3中环状影像即为袁家沟异常区，可以看出本区影像特征与头道沟矿区有相似的环状影像［1］.

3.3 物探异常特征

对袁家沟遥感和化探异常开展物探1/1万高精度磁测工作，按40 nT和60 nT圈定磁异常内外带，其中达到60 nT的较大磁异常3个，单个异常规模（100×20）～（200×350）m2，异常均分布于黄土掩盖的负地貌上，下伏地层为南关岭组灰岩（震旦系属无磁性地层），产状接近水平.而金伯利岩中含有一些磁性矿物（磁铁矿，铬铁矿等）具有中弱磁性❸辽宁省地质矿产勘查局.辽宁省区域矿产总结.2006.，金伯利角砾岩中铁磁性矿物含量最低，仅能引起数十nT的正磁异常❹彭聪，孙德梅.借助人机交互解释系统研究山东、辽宁金伯利岩重、磁场特征.1994.，隐伏金伯利岩体具有低缓磁异常特征［3］.据此推测本区引起磁异常的地质体应为隐伏金伯利岩体.

根据大地层析测深解译推断，本区有3条走向北东65～70°的隐伏断裂，断裂长度大于100 m，宽5～10 m，且北东走向的布格重力异常等值线在该处明显出现转弯现象，说明该北东向断裂带具有一定的切割深度［1］.而金伯利岩体恰与北东向断裂有关，特别是断裂交汇处最有利于金伯利岩形成，说明本区极有可能存在隐伏金伯利岩体.

3.4 化探异常特征

通过对袁家沟异常区开展1/5万的化探水系沉积物测量，圈出2个Cr、Nb和1个K/Na异常，位置与物探异常一致.异常区地层为震旦系南关岭组深灰色泥晶泥质灰岩.该异常区异常元素含量是Cr平均值67.6×10－6，最高值72.3×10－6，最低59.3×10－6，异常形态近椭圆形、圆形，走向北东；Nb平均值17.3×10－6，最高值18.8×10－6，最低15.7×10－6，异常形态近圆形；K/Na平均比值6.2，最高值9.8，最低4.3，异常形态近圆形、椭圆形，北东向展布.

金伯利岩中微量元素Cr、Ni、Co含量高于镁铁质岩而低于超镁铁岩，Nb、Ti、Ba、As、U、Th含量高于镁铁质岩和超镁铁岩.上述诸元素，在外营力作用下，形成高含量的分散晕（流）异常，可以作为预测和找矿标志［2］.

3.5 重砂异常特征

对新发现的物化探异常开展了重砂采样测试，其中自然重砂2个，人工重砂1个.经鉴定样品中含有较多与金伯利岩有关的重矿物.人工重中含有金红石、锆石、榍石和石榴石4种副矿物.自然重砂中含有榍石、金红石、钛铁矿、磷灰石和锆石5种重矿物.

4 找矿前景分析

袁家沟异常区根据遥感影像和化探异常确定，其地质特征、遥感影像特征、物探异常特征、化探异常特征和重砂金伯利岩副矿物特征与瓦房店地区头道沟矿区50、51、68、74号金伯利岩管十分相像，二者地、物、化、遥特征综合分析对比见表1.

表1 袁家沟异常区与头道沟矿区特征对比Table1 Comparison of characteristics between the Yuanjiagou anomalous area and Toudaogou orefield

综合分析袁家沟地区找矿前景，结论如下.

（1）在异常区发现角砾成分为南关岭组灰岩的隐爆角砾岩，具有明显的火山爆发形成特点，是形成隐伏金伯利岩体的必然条件.

（2）通过地面高精度磁测，发现有低缓磁异常，区内未见能引起磁异常的岩体或地层.推测本区引起磁异常的地质体应为隐伏金伯利岩体.

（3）物探推断有北东向隐伏断裂存在，且具有一定的切割深度，而金伯利岩体恰与北东向断裂有关，断裂交汇处最有利于金伯利岩形成，说明本区极有可能存在隐伏金伯利岩体.

致谢：本文在成文过程中得到辽宁省地质矿产勘查局付海涛、辽宁省矿产勘查院王长青两位教授级高级工程师的大力帮助和悉心指导，在此表示衷心的感谢.

［1］付海涛.辽宁省瓦房店地区金刚石原生矿找矿信息研究［J］.地质找矿论丛，2005，20（4）:1—8.

［2］潘玉玲，等.金刚石原生矿预测的六准则［J］.地质科技情报，1993，12（增刊）:81—84.

［3］刘世义.辽南金伯利岩的磁异常特征［J］.地质科技情报，1993，12（增刊）:14—20.

Abstract：The characteristics of geology,remote sensing,geophysical and geochemical anomalies,and accessory minerals of kimberlite in Yuanjiagou,Wafangdian,Southern Liaoning Province are similar to those of Toudaogou area,which is a well known diamond ore field nearby.Particularly,the new metallogenic concept of kimberlite dike breaks through the traditional theory of kimberlite pipe.The new understanding on the origin and occurrence of diamond expands the potential for hidden ores.Study on the metallogenic laws of the Yuanjiagou area shows a great prospect for primary diamond deposit.

Key words：diamond;primary ore;prospect;Yuanjiagou;Southern Liaoning Province

PROSPECT FOR PRIMARY DIAMOND ORE IN YUANJIAGOU AREA OF SOUTHERN LIAONING PROVINCE

LI Yue-xin
（Liaoning Institute of Mineral Resources Survey,Shenyang 110031,China）

1671-1947（2010）06-0119-05

P619.24

A

2010－04－15；

2010-05-16.李兰英编辑.

❶种瑞元，等.岩石分类命名与鉴定.辽宁省地质矿产局.1984.

❷辽宁省地质矿产勘查院.辽宁省瓦房店市金刚石原生矿普查报告.2009.

李月新(1960—)，女，地质高级工程师，1983年毕业于长春地质学院区域地质调查及矿产普查专业，现从事地质矿产勘查项目管理工作，通信地址沈阳市皇姑区宁山中路42号羽丰大厦，E-mai//lnsydkjlyx@163.com