山东省铍矿典型矿床特征及找矿远景区划分

汪子杰

(山东省第四地质矿产勘查院，山东 潍坊 261021)

铍矿是我国的紧缺矿种，为国家战略储备资源，山东省目前已发现的铍矿主要分布于荣成市人和镇大疃刘家一带[1]，为一蚀变岩型小型铍矿床，其形成与燕山晚期岩浆活动有关，主要赋矿岩石为绢云母化高岭土化正长花岗岩[2]。该次将其作为典型矿床进行了研究，分析了山东省铍矿资源潜力及找矿方向。

1 矿床地质特征

刘家铍矿大地构造位于苏鲁造山带胶南-威海隆起区之威海隆起东南部[3]。区域内出露地层主要为新生代第四系；中生代侵入岩极为发育，遍布全区，NW向断裂构造发育。

1.1 地层

区内出露地层较为简单，主要为新生代第四系之山前组、临沂组、泰安组和旭口组。

1.2 构造

受区域性近EW向石岛-邢家同帚状断裂构造的影响[4]，区内断裂构造较为发育，多为NW向压扭性断裂或张扭性断裂，并有不同程度矿化蚀变现象，控制铍矿体的发育。

区内张扭性断裂出露长约2000m，宽25～50m，走向290°～330°，倾向NE，倾角75°～85°，局部地段直立或反倾。带内由角砾岩、碎裂岩等组成，发育绢云母化、高岭土化、碳酸盐化等蚀变。断裂带两侧发育次级断裂，多充填有碳酸盐细脉。该断裂控制着铍矿体的分布，是区内主要控矿断裂。

1.3 岩浆岩

区内侵入岩极其发育，主要为中生代印支期宁津所序列峨石山单元中粒角闪正长岩和东山单元中粒含黑云辉石正长岩，槎山序列院夼单元中粗粒正长花岗岩和人和单元粗粒正长花岗岩[5]，均为钙碱性系列岩石。正长花岗岩为主要赋矿围岩。

1.4 矿体特征

1.4.1 矿体特征

该矿床共有7个矿体，均赋存于NW向张扭性断裂构造带中，矿体的产状与断裂产状大致一致，其中规模较大的有Ⅰ-1，Ⅰ-3，Ⅱ-1，Ⅲ-1号矿体(表1)。矿体具分支复合现象，局部存在反倾的特点(图1)。

表1 大疃刘家铍矿主要矿体特征

1—槎山序列院夼单元；2—槎山序列人和单元；3—宁津所序列峨石山单元；4—宁津所序列东山单元；5—绢云高岭土；6—碎裂岩图1 刘家铍矿地质略图

1.4.2 矿石组分

(1)矿石组分。矿石中主要矿物为绢云母，其次为方解石、石英、钾长石、斜长石，少量辉石、角闪石、黑云母、重晶石，副矿物为榍石、锐钛矿、金红石、磷灰石、磷铝铈石、白钛矿、褐帘石、绿帘石、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、石榴子石、电气石等。有用矿物为羟硅铍石[6](表2)。

表2 矿石矿物组成

(2)羟硅铍石。羟硅铍石分子式为Be4[Si2O7](OH)2，理论值BeO含量39.6%～42.6%，光谱定量实测结果BeO为42.15%，能谱分析其氧硅原子比为4.35∶1(表3)，与羟硅铍石理论值接近。根据化学分析结果可以看出，全岩BeO含量(20～22)ω(B)/10-6(表4)，未达到边界品位(0.04%～0.06%)。

表3 羟硅铍石能谱分析结果

表4 岩石化学全分析结果

2 矿床成因

根据大疃正长花岗岩主量元素成分，碱性花岗岩SiO2，K2O+Na2O，MgO，CaO及TFe2O3成分分别为57.56%，10.41%，1.31%，3.05%，5.65%。大疃花岗岩属于过碱性岩系列[7]。

大疃正长花岗岩具有较低的稀土元素含量(∑REE=754.37×10-6)，并存在弱正Eu异常(δEu=1.02)。大疃正长花岗岩富轻稀土(LREE)，(La/Yb)N比值为58.74，轻重稀土比值(LREE/HREE)为25.05，这表明其发生了较明显的轻重稀土分异作用[8](图2)。

图2 稀土元素球粒陨石标准化配分图(标准化值据Taylor and Mclennan，1985)

此外，大疃正长花岗岩亏损大离子亲石元素(LILE，Ba：7474.42×10-6；Sr：3911.53×10-6)，富集高场强元素(HFSE：Nb，Ta，P，Zr，Ti)(图3)。

图3 微量元素原始地幔标准化蛛网图(标准化值据Sun and McDonough，1989)

综合分析认为，地壳中的铍元素在岩浆作用的不同阶段，其含量随基性岩(玄武岩)向酸性岩的演化不断升高，并且在花岗岩中由老到新含量不断增加，在岩浆分异作用晚期阶段得以富集，形成该区的铍异常。伴随构造运动，岩浆期后热液沿裂隙上升迁移过程中，在适宜环境下萃取花岗岩中的铍元素，并在构造有利部位富集、沉淀成矿。该矿床工业类型属含铍蚀变正长花岗岩型，为小型矿床，矿体产于正长花岗岩中，规模较小，地表断续出露，以绢云母化、高岭土化、碳酸盐化、硅化、滑石化蚀变为标志，矿体形态较复杂，呈脉状，透镜状，深部呈树枝状。大疃刘家铍矿主要赋存于蚀变的正长花岗岩石中，铍多以羟硅铍石单矿物形式存在[9]，再次与褐铁矿、方解石等连生于绢云母中。矿床中不含铍宝石类矿物。矿化多发育于小的构造裂隙内，呈脉状或网脉状分布，且具有明显的热液蚀变现象，综合分析认为矿床的形成与构造和岩浆热液作用有关[10]。

3 找矿远景区划

3.1 找矿标志

(1)寻找成矿母岩正长花岗岩。

(2)在正长花岗岩中寻找构造，根据物探资料，矿区控矿构造蚀变带走向NE，两断裂带间距越窄，蚀变越强，矿化越明显，形成矿体的可能性就越大。两断裂带交会处是寻找铍矿的重点方向。

(3)沿构造寻找蚀变带，由于受成矿后期热液蚀变，围绕矿体形成蚀变带，岩石具绢云母化、高岭土化、碳酸盐化、硅化、滑石化等特征[11]，呈灰白色，浅黄绿色，岩石较松软。矿体具明显的绢云母化高岭土化蚀变。

3.2 找矿要素

在成矿要素划分的基础上，将山东省铍矿找矿要素划分为必要要素3类、重要要素5类、次要要素2类(表5)。

表5 山东省铍矿区域找矿要素

3.3 远景区划分

通过对山东省典型铍矿床的详细解剖，结合地、物、化、遥各项找矿预测标志，在山东省内圈定成矿远景区4处(图4)。

3.3.1 文疃镇南铍矿找矿远景区(Q1)

该远景区面积约700km2。大地构造位置位于胶南-威海隆起区之胶南隆起北部胶南断隆与胶莱盆地东部的五莲-莒南断陷相接地带。断裂构造以NNE向为主，NW向为次，区内出露地层主要有古元古代粉子山群、白垩系和第四系。碱性花岗岩在寨里河、文疃一带出露，主要侵入在燕山晚期石英二长岩中[12]。区内航空放射性异常明显，形态规整，主要沿NW向展布。在寨里河、文疃各有1处异常密集区，最大强度分别为36γ，39γ。

1—远景区位置及类型；2—远景区编号图4 山东省铍矿远景区划分示意图

3.3.2 五莲县街头镇南铍矿找矿远景区(Q2)

该远景区面积约800km2。区内出露地层主要有古元古代粉子山群、白垩系和第四系。区内航空放射性异常明显，形态规整，主要沿NW向展布。在大珠子有1处异常分布密集区，异常沿NE向展布，最大强度为42γ。区内有3处独居石自然重砂异常，其中规模最大的1处与已知的大珠子稀土矿范围及放射性异常基本吻合；1处钍石自然重砂异常，分布面积约80km2。燕山期碱性花岗岩衍生的伟晶岩脉内主要在大珠子一带分布，侵入于中元古代角闪闪长质片麻岩、新元古代二长花岗质片麻岩和燕山晚期二长花岗岩。

3.3.3 海阳地区铍矿找矿远景区(Q3)

该远景区面积约400km2。大地构造位置位于威海隆起西南部威海凸起内。断裂构造主要为NE向，其次为NW向，铍矿化体受以上断裂构造控制。区内出露地层主要有古元古代荆山群、白垩系和第四系。铍矿化伟晶花岗岩在亭子口、招虎山一带分布，主要侵入在古元古代荆山群野头组中。区内航空放射性异常明显，形态规整，主要沿NW向展布。在亭子口、招虎山各有1处异常分布密集区，最大强度分别为57γ，33γ。

3.3.4 荣成地区铍矿找矿远景区(Q4)

该远景区面积约300km2。矿区大地构造位于胶南-威海造山带之乳山-威海凸起东南部[13]。区域内出露地层主要为新生代第四系；中生代侵入岩极为发育，遍布全区，NW向断裂构造发育区内出露地层较为简单，主要为新生代第四纪之山前组、临沂组、泰安组和旭口组。受区域性近EW向石岛-邢家同帚状断裂构造的影响，区内断裂构造较为发育，多为NW向压扭性断裂或张性断裂，并有不同程度矿化蚀变现象。区内查明铍矿储量300340t。

3.4 找矿远景评价

参考中国地科院区划室1988年10月颁发的《固体矿产成矿预测工作要求(征求意见稿)》中的规定，结合区内化探，重砂和航磁等物化探异常，以及矿床(点)资料等实际情况，借鉴前人分级原则，对区内成矿预测区进行分类。

荣成地区铍矿找矿远景区含矿地质体总面积约300km2，矿体品位0.08%，体重3.02t/m3。已查明矿石量300340t，BeO240435kg，BeO平均品位0.0801%。其中(332)矿石量54894t，BeO43476kg，平均品位0.0792%；(333)矿石量221369t，BeO188345kg，平均品位0.0851%；低品位(333D)矿石量24077t，BeO8614kg，平均品位0.0358%。该区具备蚀变岩型铍矿的成矿地质条件和地球化学异常，具有较好的找矿前景。预测级别为Ⅰ级。

文疃镇南铍矿找矿远景区、五莲县街头镇南铍矿找矿远景区、海阳地区铍矿找矿远景区内暂无成型的铍矿点发现。然而，上述区域亦具备铍矿成矿地质条件和地球化学异常，具有一定的找矿潜力。预测级别为Ⅲ级。

4 结论

在充分收集山东省铍矿有关资料的基础上，选取荣成大疃刘家铍矿作为典型矿床(点)，研究了其成矿地质条件、成矿机制，总结了找矿标志[14]。认为荣成大疃刘家铍矿床的形成与构造和岩浆热液作用有关。在详细的矿床解剖和矿点检查的基础上，寻找矿床(体)的分布规律，总结了铍的区域成矿规律，划分找矿远景区4处，分别为文疃镇南铍矿找矿远景区、五莲县街头镇南铍矿找矿远景区、海阳地区铍矿找矿远景区、荣成地区铍矿找矿远景区。在此基础上，利用现有资料对圈定的远景区进行了找矿远景评价。

荣成大疃铍矿为我国已发现唯一一例以羟硅铍石为含铍矿物的新类型铍矿[15]，根据该区成矿地质条件及物探资料分析，矿床深部及外围仍有很大找矿前景。建议在对矿床浅部综合开发利用的同时，扩大找矿思路，加强对矿床深部及外围的勘查工作。