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山东莱州莲花山萤石矿地质特征及找矿方向
论文类别:专家论文
作 者:佚名
所在地区:山东莱州莲花山萤石矿地质特征及找矿方向
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摘 要:
    摘 要:莱州莲花山地区位于胶北突起的西南部,地层仅零星出露新太古代胶东岩群,区内岩浆岩广泛发育,主要为中生代晚侏罗世燕山早期玲珑序列。区内断裂构造较发育,分布有东西向、北东向和北西向三组断裂,其中东西向断裂具有多期活动特点,是区内导矿和储矿构造。区内发育三条萤石矿脉,赋存在断裂带硅化角砾岩内或硅化角砾岩顶板二长花岗岩中,呈裂隙密集脉状、网脉状沿东西向断裂带展布。该矿床的成因类型应属浅成中低温、热液裂隙充填脉型萤石矿床。
    关键词:萤石;地质特征;找矿方向;莲花山
    萤石是唯一能形成工业矿产的氟化物,广泛用于钢铁、氟化工、炼铝、建材工业、精密光学仪器、医药、农业等行业。随着工业和科学技术的发展,其需求量不断增加。山东较大的萤石矿床均分布在沂沐断裂带东侧白垩纪火山-沉积岩系附近的燕山期花岗质侵入岩及早前寒武纪变质岩系中,主要有3个萤石矿集中区[1]。该区即位于其中的胶北隆起西南部莱州东-平度西一带的新元古代二长花岗岩和古元古代荆山群变质岩分布区。胶北隆起的基底变质岩系受到晚中生代构造热事件的影响[2],构造活动强烈,岩浆活动比较频繁,该区萤石矿也多与此有关,其中招远青龙萤石矿[3]与本区为同一构造带控制。
    1 区域地质背景
    该区大地构造位置位于华北板块、胶辽隆起区、胶北隆起、胶北断隆、胶北凸起。区内出露地层仅为新太古代胶东岩群和古元古代荆山群、粉子山群等中深变質岩系,是整个胶北隆起区最古老的基底,缺失中元古-中生代地层。本区位于胶北突起的西南部,基底构造近东西向展布,是由一系列次级背斜、向斜构造所组成的大型复式褶皱,横亘整个区域。印支期以来,尤其是中生代燕山期,区内构造活动强烈,使长期处于隆起状态的古老基底构造活动加剧。在基底构造的基体上又生成发展了一系列脆性断裂构造,不同地质时期的构造岩浆活动多期性叠加,形成了金属、非金属矿产,萤石矿与燕山晚期活动形成的东西向断裂密切相关。区内岩浆活动强烈,从新太古代、古元古代、中元古代、中生代印支期和燕山期均有侵入体活动。
    2 地质特征
    2.1 地层
    区内地层比较简单,主要为新太古代胶东岩群和第四系。新太古代胶东岩群主要由呈规模不等的残留体零星分布于玲珑花岗岩之中,残留体小者数米,大者几十米,皆成浑圆状。主要岩性为斜长角闪岩、黑云变粒岩、黑云斜长片麻岩和黑云片岩。为一套混合岩化较强的中深变质岩,原岩为基性火山沉积与泥沙质沉积。片麻理方向近东西,与褶皱轴的走向近一致,倾角55°~75°。第四系主要为冲、洪积层,堆积于河床、沟谷等低洼地带,岩性为砂土、砂质粘土、砾石等。
    2.2 构造
    区内断裂构造较发育,分布有东西向断裂,北东向断裂和北西向断裂。东西向断裂形成时间比较早,且活动时间长,有多次活动变形痕迹,从元古宙末期至中生代及新生代都有活动,是区内导矿和储矿构造。北东向断裂从区域上分布广,规模较大。北西向断裂裂形成时间比较晚,发育程度较弱,它切断东西向断裂,对矿体有破坏作用。
    (1)东西向断裂。区内分布有三条F1、F4、F5,各段规模不等,早期形成压扭性构造,晚期形成张扭性构造,具有规模是F1东西向断裂,是赋存矿体的主要构造。F1东西向断裂:全长3.7km,宽一般4-16m,最宽可达60m,总体走向近东西,即走向85°-110°,倾向北,倾角50°-70°,断裂分布二长花岗岩内,呈舒缓波状,断裂活动的影响,造成一系列的碎裂岩、角砾岩、碎斑岩、含砾断层泥及断层结构面擦痕和阶步,随之发育的围岩蚀变及矿化强烈,围岩蚀变主要为硅化,沿断裂带形成硅化角砾岩带。次为高岭土化,沿断裂带顶底板形成1-6m宽高岭土及强高岭土化。沿断裂带内或顶低板绿泥石化较为发育。矿化主要为萤石矿化,萤石矿主要赋存在硅化角砾岩内。F4东西向断裂:长1.5km,宽1-2m,近东西向,总体走向105°,倾向北,倾角60°,断裂大部分地段由形成的硅化角砾岩占据。F5东西向断裂:近东西向,长1km,宽1-2m,总体走向75°,倾向北,倾角60°。
    (2)北东向断裂。区内分布有三条,即F6、F7、F8,断裂显示张扭性特点,具有多期次不同性质构造相互叠加的特征,其F6具有规模,断裂活动产生碎裂岩、角砾岩及断层泥发育。派生次级的北东向构造多为脉岩充填。F6北东向断裂:全长3.5km,宽一般4-8m,总体走向30°-40°,倾向北西,倾角50°-70°。断裂内碎裂岩、角砾岩、断层泥、构造擦痕及阶步发育,断裂顶板发育高岭土,宽约1-4m,局部形成高岭土带。F7北东向断裂:长1.8km,宽1-3m,近北北东向,总体走向25°,倾向北西,倾角60°-70°,断裂形成碎裂岩、构造擦痕及阶步发育。F8北东向断裂:近北北东向,长0.8km,宽1-2m,总体走向15°,倾向北西,倾角60°-70°。
    (3)北西向断裂。区内有两条,即F2、F3,具有张扭性特征,断裂主要处在二长花岗岩内,形成的碎裂岩、花岗质碎裂岩、碎裂状二长花岗岩十分发育,局部有断层泥及断层结构面擦痕,它切割东西向成矿构造及脉岩,对矿体有不同程度的破坏作用。F2北西向断裂:长2km,宽1-4m,近北北西向,总体走向340°,倾向北东,倾角60°-70°。断裂形成的碎裂岩、花岗质碎裂岩、碎裂状二长花岗岩十分发育,断层结构面擦痕明显,横切东西向与矿化关系密切的硅化角砾岩,矿体由此截然而止。F3北西向断裂:长1.7km,宽1-4m,北西向,总体走向330°,倾向北东,倾角60°-70°。它切断东西向硅化角砾岩,使硅化角砾岩位移60m。
    2.3 岩浆岩
    区内岩浆岩广泛发育,主要为中生代晚侏罗世燕山早期玲珑序列。岩体岩性为中细粒二长花岗岩:浅肉红色-灰白色,中细粒结构,块状构造,主要矿物成分为钾长石、斜长石、石英、黑云母等。钾长石肉红色,呈他形板状及不规则粒状,粒径2-5mm,常见有黑云母及斜长石包体,含量20-25%;斜长石灰白色,呈他形板状及粒状,粒径2-4mm,具高岭土化及绢云母化现象,含量30-40%;石英灰色,他形粒状,粒径2-3mm,多呈结晶集合体分布于长石间隙中,含量25-30%;黑云母褐色或暗灰色,片状集合体布于长石间隙中,常被绿泥石所交代,含量3-5%。岩石中含有磁铁矿、褐铁矿、绿帘石、黄铁矿、石榴子石、榍石、磷灰石、锆石等副矿物。萤石矿是岩浆活动期后的产物,该岩体的侵入活动与萤石矿产有密切关系。
    3 矿床地质特征
    3.1 矿体特征
    该区共三条萤石矿脉,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿脉,Ⅰ、Ⅲ号矿脉具有一定规模,Ⅱ号矿脉是盲矿体,不具规模。三条萤石矿脉受东西向断裂带(F1)控制,萤石矿大部分赋存硅化角砾岩内或硅化角砾岩顶板二长花岗岩中,呈裂隙密集脉状、网脉状沿东西向断裂带展布。萤石脉宽窄不一,一般5mm-60mm,宽者100mm-120mm。萤石颜色各异,有白色、灰白色、蛋青色、绿色及紫色。
    (1)Ⅰ号萤石矿体。地表出露两段,一段东西延长190m,宽2-4m,走向东西90o,倾向北,倾角60°。另一段东西延长230m,宽2-3m,走向东西95°-100°,倾向5°-10°,倾角65°-70°。两段萤石矿体赋存在硅化角砾岩内,与硅化角砾岩产状相一致,硅化角砾岩宽窄不同,宽2-14m,最宽达46m,沿东西向断裂带(F1)呈舒缓波状分布。深部萤石矿体沿东西向断裂带(F1)延长,萤石矿体呈条带状或弯曲脉状连续不断的东西分布,萤石矿脉沿倾向也存在这种现象。矿体走向95°-105°,倾向5°-15°,倾角60°-70°。矿体全长650m,厚2m-8m,最大厚度23.80m,矿体平均厚7.25。矿体平均品位:CaF264.42×10-2。(2)Ⅱ号萤石矿体。地表Ⅱ号萤石矿体没有出露,是盲矿体。位于Ⅰ号萤石矿体北侧,处在同一东西向断裂带内,矿体走向90°,倾向北,倾角65°-85°。矿体长150m,厚2-8m。礦体平均厚4.88m。矿体平均品位:CaF276.59×10-2。(3)Ⅲ号萤石矿体。地表东西延长310m,宽22m,呈透镜状或同另一条萤石脉连接呈V字形。走向85°-90°,倾向北,倾角70°,矿体平均厚7.73米,矿体平均品位:CaF241.95×10-2。
    3.2 矿石特征
    矿石矿物主要以萤石为主,见有少量的重晶石。脉石矿物为石英、斜长石、钾长石、绢云母、高岭土及绿泥石。矿石结构以结晶粒状为主,次为碎裂结构及溶蚀结构。矿石构造有块状、角砾状、条带状、细脉状、网脉状和晶族状。矿石化学成分主要是CaF2,其它组分都没有达到综合利用的含量。
    3.3 围岩蚀变
    矿区的围岩岩性有中细粒二长花岗岩、中粗粒二长花岗岩和硅化角砾岩。围岩蚀变主要为硅化、高岭土化、绢云母化、绿泥石化,发育于构造碎裂岩内及两侧岩体中,形成蚀变破碎带及硅化角砾岩,尤其东西向断裂发育规模大且强烈。硅化角砾岩与萤石矿关系密切,似硅化阶段形成的萤石矿或期后形成。
    4 矿床成因及找矿标志
    4.1 矿床成因
    本区萤石矿处在二长花岗岩内,受构造控制,岩浆多次活动形成的含氟较高气水溶液沿构造断裂空间充填沉淀结晶成矿。根据本区成矿地质条件、主要控矿因素、围岩蚀变类型、矿石结构构造特征,该矿床的成因类型应属浅成中低温、热液裂隙充填脉型萤石矿床。
    4.2 找矿标志
    依据该区控矿因素、矿化类型,结合区域和矿区地质特征,总结找矿标志为:(1)玲珑序列二长花岗岩内外接触带。(2)几组不同性质、不同方向的断裂交汇处或几组断裂所形成的断块内。(3)具有硅化、高岭土、绢云母及绿泥石化的蚀变破碎带,蚀变形成的高岭土带。
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