临沂中北部地区脉石英成矿特征及找矿方向

高继辉，欧阳友和，王言伟（中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队，山东 济南 250100）

临沂中北部地区脉石英成矿特征及找矿方向

高继辉，欧阳友和，王言伟
（中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队，山东 济南 250100）

【摘 要】临沂中北部地区脉石英矿床一般成因为低温热液型矿床，主要发育在区内傲徕山序列及泰山序列侵入岩范围内，区内较大的脉石英均发育于断层附近，物质主要来源是岩浆和混合岩化作用。通过踏勘及对区内地层、控矿构造、侵入岩、矿体特征和矿石质量的分析论述，认为区内具有较好的找矿远景。

【关键词】脉石英；成矿特征；临沂

近年来，我国石英玻璃、多晶硅对高纯石英的需求量迅速增长，高纯石英是制造先进单晶硅和多晶硅太阳能电池、高温灯管、光伏电池、半导体硅片、石英玻璃的关键资源[1]，在高科技产业市场潜力巨大，随着全球高技术新材料产业的不断发展，其需求量将持续增长。脉石英是制取高纯石英的原料，是一种不可多得、引人注目的重要非金属矿产资源。通过对临沂中北部地区脉石英矿踏勘、找矿，发现该区脉石英分布较广泛，具有较好的成矿地质条件。

1　成矿地质背景

1.1地质构造单元

研究区位于华北板块(Ⅰ)鲁西隆起区(Ⅱ)的鲁中隆起(Ⅲ)和沂沭断裂带(Ⅲ)中，西自马牧池断隆中东部，东至汞丹山断隆，期间包括孟良崮凸起、马牧池凸起、沂山凸起、沂水凸起、大盛—马站凹陷、苏村凹陷和汞丹山凸起[2]。地层出露较全，构造发育，岩浆岩侵入频繁。

1.2地层

区内地层出露全，发育地层由老至新可分为新太古代泰山岩群、新元古代土门群、古生代地层、中生代青山群大盛群、新近系及第四系(见图1)。

区内新太古代泰山岩群，自下而上分为雁翎关组、山草峪组和柳杭组，岩性分别为石英岩、斜长角闪岩、变质科马提岩、铁英岩绿岩、黑云变粒岩、角闪变粒岩绿岩、角闪变粒岩[3]。

1.3构造

区内构造发育，按其走向为北北东向，发育有北北西向、近南北向和近东西向次级断裂。

北北东向断裂：主要为沂沭断裂带，是山东最主要的深断裂带，主要由4条主干断裂组成。自东向西为：昌邑—大店断裂、安丘—莒县断裂、沂水—汤头断裂、鄌郚—葛沟断裂。4条断裂切割形成中间地垒两侧地堑的“两堑夹一垒”的构造格局。断裂带内发育韧性剪切构造、推覆构造。主干断裂常被NNW向断裂错断，在平面上呈折线状或羽状。

研究区主要位于沂水—汤头断裂以西地区，北西向大型韧性变形构造形成的掀斜式盆地中。

北北西向断裂：位于沂沭断裂带以西，主要发育有马牧池断裂、崔家峪—姚店子断裂、南垛庄—羊早断裂等。该方向断裂以张性正断活动和张扭活动为主，后期充填的岩脉较发育，为研究区内主要容矿构造，为脉石英的产生提供了充足的运移和形成空间。

近南北向断裂及近东西向断裂发育较少。

1.4岩浆岩

区内岩浆岩分布广泛，形成时代自新太古代到中生代均有出现。以鲁西地区新太古代岩浆岩为主，主要为新太古代(Ar3)晚期(γ13)傲徕山序列(超单元) (Ar3A)及新太古代(Ar3)早期(γ13)泰山序列(超单元) (Ar3T)。

图1　临沂中北部地区区域地质图

2　矿石特征

研究区脉石英矿体主要赋存于构造裂隙内。矿体呈不规则脉状、透镜状、串珠状。矿体一般走向为北北西，总体上与区域构造线方向一致，倾向南西，倾角50～70°。矿体沿走向延伸较长，一般＞100m，长者延伸可达1000m以上；宽度一般为1～5m，少数矿脉的膨胀部分厚度可达10m以上；沿倾向延伸一般＞50m。

研究区内脉石英矿石均为致密块状，半透明至透明。主要矿物成分为石英，成自形—半自形粒状结构为主，新鲜面为乳白、灰白、无色，具贝壳状断口、油脂光泽(见图2)。

本次踏勘工作分别对桃棵子、李家峪、张家庄子、胡同峪4处脉石英矿点进行了捡块取样，并进行了化学分析。分析结果见下表。由下表可见，本次研究所有脉石英矿体的矿石中SiO2平均含量为98.86%、Fe2O3含量为0.08%、Al2O3含量为0.53%，原矿石经过水洗、酸洗，洗清石英中粘土及铁薄等，可满足冶金用硅质原料的一般工业要求。经过筛分、擦洗脱泥、摇床、脱泥—反浮选等提纯工艺可提纯获得高纯石英砂[4-5]。

3　矿床成因

脉石英矿床一般成因为低温热液型矿床，矿床形成温度低于200℃。脉石英矿床的形成必须满足两个条件：①成矿物质来源，即富Si热液的供应；②富Si热液的运移及成矿空间。富Si热液主要来自深部的岩浆分异或区域变质热液演化过程，富Si热液的运移及成矿空间主要是层理、节理、断裂等裂隙[6]。

脉石英形成过程：富SiO2的热液延裂隙运移、就位，并在裂缝中充填形成脉石英矿体，形态简单，分异程度高，矿石相对富集；脉石英矿体形态多与容矿空间的形态一致，呈不规则状，不含或者少含围岩捕掳体。

区内脉石英矿床主要产出于新太古代(Ar3)晚期(γ13)傲徕山序列(Ar3A)侵入岩及新太古代(Ar3)早期(γ13)泰山序列(Ar3T)侵入岩内，其分布位置不同表现的矿床也不同。

3.1新太古代晚期傲徕山序列侵入岩

傲徕山序列为细—中粒二长花岗岩、含黑云二长花岗岩，局部具有弱片麻状构造。该序列与区域构造线方向一致，其内岩体及岩体内各单元的展布方向与岩浆岩带的展布方向一致，且多发育于断裂一侧或附近，属壳源重溶型花岗岩类[7]。

沂水县崔家峪镇胡同峪地区脉石英(见图3)产出于傲徕山序列侵入岩，其主要表现为热液沿构造裂隙及断层侵入，并富集成石英脉。该地区共发现三条较大的石英脉，脉体长＞600m，宽约5～10m，总体走向326゜，规模较大。

脉石英物质主要来源是岩浆，是在岩浆活动的晚期或侵入体冷凝的最后阶段，残留的富SiO2岩浆侵入附近的围岩或早期冷凝的侵入体中，受区内构造活动的影响，张性断裂为富SiO2岩浆的侵入活动提供了通道和空间，最终冷凝成矿。

图3　沂水县崔家峪镇胡同峪地区脉石英

3.2新太古代早期泰山序列侵入岩

泰山序列为片麻状及条带状黑云花岗闪长岩、斜长角闪岩、黑云英云闪长岩，并有混合岩化，呈明显的带状展布。岩体的延伸方向与区域的构造线方向一致，为一套中酸性—酸性侵入岩组合，其经历多次变质变形作用改造[7]。

沂南县岸堤镇芦山头地区脉石英(见图4)主要产于泰山序列侵入岩，脉体似层状产出，厚度一般不大，约0.2～0.6m，近水平，规模较小。此地多见民采采坑，部分已回填，据村民介绍坑内多见水晶，直径约10cm，长约20～30cm，均销往东海。

图4　沂南县岸堤镇芦山头地区脉石英

脉石英物质主要来源为新太古代早期岩浆活动，熔(溶)融随岩浆侵入泰山岩群形成泰山序列侵入岩，并具有混合岩化作用，在岩浆活动及变质分异作用下，产生富含SiO2热液，热液沿构造裂隙及岩层层面富集形成脉石英，另在混合岩化过程中亦有脉石英形成，其脉体一般较小，与围岩“条带”走向一致。

4　找矿标志及找矿方向

根据研究区内脉石英的成因及特征，结合野外踏勘资料，总结本区内脉石英的主要找矿标志及方向如下。

(1)围岩特征：脉石英主要发育在区内傲徕山序列及泰山序列侵入岩范围内，为脉石英找矿的大体分布范围。

(2)构造特征：区内较大的脉石英均发育于断层附近，断层为找矿的有利标志，特别是沂水—汤头断裂以西，北北西向断裂构造部位为成矿的有利部位。

(3)野外特征：临沂中北部脉石英发育地区，地形起伏较大，一般为低山—丘陵微地貌，其石英碎石及残坡积物中石英的滚石较多，且其来源一般都是近源，也是野外找矿最直接的标志。

(4)区域分布特征：经初步调查及分析研究区，脉石英主要分布范围在沂水北部马站、蒙阴南部的垛庄、沂南西北部岸堤、沂水西部崔家峪一带。

通过本次踏勘，临沂中北部地区具有较好的脉石英成矿地质背景及条件，已发现的脉石英质量优良，具有较好的利用价值，区内具有较好的找矿远景。

【参考文献】

[1]汪灵,李彩侠,王艳,等.我国高纯石英加工技术现状与发展建议[J].矿物岩石,2011(4):110-114.

[2]张增奇,张成基,王世进,等.山东省地层侵入岩构造单元划分对比意见[J].山东国土资源,2014,30(3):19-22.

[3]张增奇,刘明渭,宋志勇,等.山东省岩石地层[M].武汉:中国地质大学出版社,1996.

[4]茆令文,谷翠红,吴建新,等.脉石英替代水晶生产高纯石英砂试验研究[J].建材世界,2010(1):1-4.

[5]袁学友,吴小文,杜高翔,等.脉石英矿制备高纯石英砂工艺的试验研究[J].中国粉体技术,2013(1):52-57.

[6]谢朝永,韩江伟,巴燕,等.河南省栾川县脉石英矿特征及找矿远景[J].化工矿产地质,2011(3):161-165.

[7]山东省第四地质矿产勘查院.山东省区域地质[M].济南.山东省地图出版社,2003.

Metallogenic Features and Prospecting Direction of Vein Quartz in North-central Area of Linyi City

GAO Ji-hui, OUYANG You-he, WANG Yan-wei
(Shangdong Team of Geological Survey Center of China Building Materials Industry, Jinan 250100, China)

Abstract:The genetic type of this vein quartz ore deposit generally belongs to the low temperature hydrothermal one. It mainly generates within the instrusive rocks in this region,which names Aolai mountain and Taishan sequences. The larger quartz vein locals near a fault and the main material comes from magma and migmatization. From the study of reconnaissance and the strata, ore-controlling structure, instrusive rocks, features of deposite and ananlysis of ore quality, the authors think that the ore prospects are good.

Key words:vein quartz; geological characteristics; Linyi

【收稿日期】2015-06-11

【基金项目】山东省临沂中北部地区脉石英矿资源调查评价(编号：12120114004201)。

【中图分类号】P619.233

【文献标识码】A

【文章编号】1007-9386(2015)06-0035-03