山东省南龙口石英砂岩矿床成因及成矿规律

黄坤朋，陆林祥，马 标，李鹏飞，宋月梅，安 悦

(山东省地勘局第二地质大队，山东 兖州 272000)

0 引 言

南龙口石英砂岩矿位于沂南县城东南约20 km处，大地构造位置属华北陆块(I)，鲁西隆起区(II)，鲁中隆起(III)，蒙山-蒙阴断隆(IV)之蒙阴凹陷(V)的东部边缘，位于沂沭断裂带南段西侧。

区内地层主要发育新元古界南华系、古生界寒武系以及第四系，见表1，地层为倾向北东的单斜构造，倾角12°～16°，石英砂岩矿体即赋存于寒武纪李官组砂岩段。区内断裂构造主要发育有北西向和北东向2组。北西向断裂F1位于工作区北部，总体走向329°～345°，倾向北东，倾角62°～75°，该断裂主要切割朱砂洞组地层。矿区中部有北东向断层F3通过，为正断层，断层倾向南东，倾角约80°，该断层控制矿体的空间展布，影响断层附近矿石的质量。区内出露岩浆岩为松山单元中粒二长花岗岩、东南峪单元含斑中细粒黑云英云闪长岩及宁子洞单元斑状中细粒含黑云花岗闪长岩，见图1。

1.沂河组；2.山前组；3.张夏组上灰岩段；4.馒头组洪河段；5.馒头组下页岩段；6.朱砂洞组上灰岩段；7.朱砂洞组余粮村段；8.朱砂洞组下灰岩段；9.李官组页岩段；10.李官组砂岩段；11.佟家庄组页岩段；12.佟家庄组砂岩段；13.松山单元；14.宁子洞单元；15.东南峪单元；16.断层；17.地质界线；18.角度不整合界线；19.地层产状

表1 南龙口石英砂岩矿区地层一览表

1 矿床地质特征

1.1 矿床特征

矿体赋存于李官组砂岩段，该套地层即是矿层，矿体岩性主要为石英砂岩，矿体走向43°～58°，倾向北东，倾角12°～16°，产状平缓而且较稳定。矿体在南龙口村南部山坡直接裸露于地表，沿走向延伸约5.5 km，沿倾向延伸300～700 m，平均厚度15.67 m。该次工作垂直矿体走向施工了2条探槽，并采集了相应的样品进行分析化验，其中SiO2含量平均是98.48 %，可用于玻璃、冶金熔剂及硅质耐火材料，矿石品级可达Ⅰ级品、Ⅱ级品。

1.2 矿石特征

矿石新鲜面呈浅灰红色，细粒砂状结构，块状构造。主要由碎屑物和填隙物两部分组成，由压实作用成岩。碎屑物：主要由矿物碎屑构成，粒径一般0.06～0.80 mm，大多在0.25～0.50 mm间，分选性较好，构成中粒砂状结构，形态多呈椭圆状、卵圆状、次圆状等，少许呈棱角状、次棱角状，磨圆度较好，砂粒间多呈紧密接触式胶结，主要成分为石英，多呈单晶，次生加大现象较为明显，具次生加大边，无色透明，干净明亮，极个别微隙发育，碎屑物含量95 %左右。填隙物：主要由杂基和极少许胶结物构成，杂基成分主要为次一级的粒径更为细小的石英矿物碎屑；胶结物成分主要为氧化铁质和极少许玉髓，含量5 %左右。

2 区域成矿要素

2.1 控矿地质要素

地层：矿床附近发育南华纪及寒武纪地层，南华纪地层为石英砂岩矿高纯度石英提供了物源，同时也是矿体就位的围岩；寒武纪李官组是矿体的赋存层位。

岩浆岩：矿床南部发育新太代晚期中酸性岩浆岩，为石英砂岩矿床提供了物源。

构造：矿床发育北东向断层，矿体产出形态受断层控制，断层影响矿体的空间分布。

2.2 区域成矿预测要素

通过对南龙口地区区域地质特征、区域成矿的时空物的相互关系的综合研究，总结出该区石英砂岩矿区域成矿预测要素，并划分为区域地质环境与矿床特征2大类。根据成矿预测要素在矿体形成中的贡献程度划分成必要要素5类、重要要素3类见表2。

表2 南龙口石英砂岩区域成矿要素、预测要素一览表

3 成矿规律

3.1 赋存地层

矿床赋矿地层为寒武纪李官组，地层即为矿体。

3.2 构造

矿床中部北东向断层截断区内矿体，控制着矿体的产出形态，影响了矿体的空间分布。

3.3 岩浆岩

矿床南部发育新太古代晚期中酸性岩浆岩，为李官组砂岩的沉积提供了物源。

3.4 成矿物质来源

区内矿床成矿物质来源主要有2个方面：①是新太古代中酸性岩浆岩，经长期的剥蚀、搬运、分选、沉积，岩浆岩中易风化的长石等矿物被淘汰，不易风化的石英进入滨海环境，经过强烈的筛选，在局部形成纯净的石英砂岩矿床；②是土门群佟家庄组砂岩段，区域上佟家庄组砂岩段出露较厚，该套地层下伏于李官组之下，2者呈平行不整合接触，且佟家庄组内部存在多个平行不整合接触面，说明其经历了多个剥蚀、搬运、分选、沉积的旋回，而每一个旋回都是石英的进一步富集。

4 成矿模型

4.1 成矿背景

新太古代以来，鲁西地区长期处于隆起状态，各种地质体长期处于侵蚀状态。新元古代末，地壳隆起，海水退进，古陆再次遭受剥蚀，为石英砂岩的沉积提供了物源条件。中寒武世，区内环境为滨海环境，为李官组的沉积提供了水动力环境。

4.2 成矿时代

矿体赋存于中寒武世李官组，为同沉积成矿，成矿时代为中寒武世。

4.3 成矿模式

早寒武世鲁西地区首先沿沂沭海峡下沉，海侵方向由南东向北西。中寒武世，工作区为滨海陆屑滩相环境，沉积了李官组，砂岩段局部厚大，形成石英砂岩矿床。成矿模式见图2。

1.砂岩；2.石英砂岩；3.页岩；4.灰岩；5.二长花岗岩；6.矿体

5 结 语

(1)通过对南龙口石英砂岩矿床的分析研究，提取了控矿地质要素，总结了区域成矿预测要素，其中必要要素5类，重要要素3类。

(2)从石英砂岩矿体赋存地层、控矿容矿构造、岩浆岩、成矿物质来源等方面系统总结了石英砂岩矿床成矿规律。

(3)分析研究了南龙口石英砂岩矿床成因，为滨海沉积矿床；建立了成矿模型，即中寒武世，工作区为滨海陆屑滩相环境，沉积了李官组，形成石英砂岩矿床。