瓦房店金刚石成矿规律及整装勘查

1辽宁省瓦房店地区金刚石成矿规律及整装勘查董永适赵春强王晓东戴本桥赵建军（瓦房店市国土资源局辽宁瓦房店116300）[摘要]瓦房店金刚石矿集区被确定为全国的整装勘查区。为推动勘查工作，获得金刚石找矿的重大突破，本文讨论了金刚石矿集区的区域地质背景、区域成矿规律、资源潜力分析、金刚石勘查布局等。阐述了金刚石整装勘查的原则与思维，提出：当代金刚石勘查必须以精确的认识和了解已知矿床为基础；当代金刚石勘查必须充分了解成矿的区域地质背景；当代金刚石勘查必须使地质、地球物理、地球化学诸方法处于最佳组合状态。辽宁瓦房店地区是全国重要的金刚石矿集区，金刚石储量占全国已探明储量的54%。瓦房店市被誉为新兴的“东方钻石城”，质地优良，晶形完整，色泽晶莹剔透，首饰级含量占70%，在市场上蜚声中外。1金刚石成矿区域地质背景瓦房店金刚石矿集区产于稳定的中朝准地台胶辽台隆复州台陷区内的复州-大连凹陷。1.1地层瓦房店金刚石矿集区太古界结晶基底分布零星。大面积分布了中上元古界盖层，古生界和中生界盖层不发育。按地质发展阶段及沉积环境，可划分成两大沉积构造层，即震旦系～二叠系和侏罗系沉积构造层。金刚石矿床形成对地层没有太大的选择性，本区永宁组砂岩、钓鱼台组石英岩、南芬组泥灰岩、桥头组石英岩、寒武系灰岩等都可成为金刚石成矿母岩金伯利岩的围岩。但是，金刚石矿床形成必须具备两个重要因素，一是古老的结晶基底是由前震旦系混合花岗岩、花岗闪长岩、片麻岩等组成，二是有平缓的盖层由上元古到古生代一套沉积碎屑岩组成。复州—大连凹陷完全具备金伯利岩形成所需的典型双层构造。1.2岩浆岩金伯利岩是金刚石的成矿母岩。1.2.1金伯利岩岩体特征矿集区内金伯利岩是一种主要由橄榄石、金云母，其次为铬尖晶石、镁铝榴石、铬透辉石组成的富钾超基性岩石。按照地质产状，本区金伯利岩体可分为岩脉和岩管两种。脉状金伯利岩体均赋存于北东东向—近东西向构造带内；而管状金伯利岩体主要出现在北北东、北北西向断裂与北东东向构造带的交接部位。管状金伯利岩体虽规模大小不等，形态复杂有椭圆形、肾形、舌形、葫芦形及不规则形态，但其长轴方向多为北东东—近东西向，倾向南东，倾角75°—85。1.2.2金伯利岩岩石学特征瓦房店地区金伯利岩岩石呈黑色—褐黑色，具斑状、碎屑状结构，块状、球状、角砾状构造。其主要造岩矿物为橄榄石、金云母，矿石矿物为金刚石，副矿物主要有镁铝榴石、铬尖晶石、铬透辉石、钛铁矿碳硅石等。岩石具有不同程度的自变质作用，主要为蛇纹石化、金云母化、碳酸盐化及滑石化等。瓦房店地区金伯利岩的岩石化学特征表现为SiO2含量27.82—35.31%平均为33.78%，K2O＞Na2O，Al2O3＞K2O＋Na2O，Al2O3＜CaO＋K2O＋Na2O。据此特征，瓦房店地区金伯利岩属于硅酸强烈不饱和并较富含碱性组份的偏碱性超基性岩。1.3构造1.3.1导矿构造瓦房店金刚石矿集区位于郯庐断裂带东侧，和金州大断裂以西的中间地带。北北东向郯（城）庐（江）断裂带是一条中生代初期中国东部构造格局由EW向转为NE—NNE向的转折时期发生的规模巨大的超岩石圈断裂带，该断裂带向北延入辽宁境内，具有明显的板内转换断裂特征。沿深大断裂两侧分布着山东蒙阴金伯利岩矿田、辽宁瓦房店金伯利岩矿田和辽宁铁岭金伯利岩矿田。而本区正位于辽宁瓦房店金伯利岩矿田内，是重要的成矿区之一。断裂带附近碱性岩、基性岩和超基性岩发育，它们与金伯利岩在构造空间上有着密切联系，所以断裂带两侧是寻找金伯利岩矿床最有利地区。金州大断裂位于金州—瓦房店—熊岳一带，断续延长约150km，是一条发生于古元古代并控制了新元古代、古生代及中生代长期活动的岩石圈断裂；属于正断层，走向北北东20°左右，倾向北西。瓦房店金刚石矿集区分布于该断裂的上盘，金州大断裂控制了矿集区的展布，三个矿带的串联线方向为北北东，金州大断裂是瓦房店地区金刚石矿床的导矿构造。1.3.2控矿构造——金伯利岩脉的控矿构造区内北东东—近东向密集构造节理带和构造破碎带很发育，且大多控制了脉状金伯利岩体的产出。这一组结构面在力学性质上表现为压扭性，在运动方式上表现为右行扭动。该组结构面被称为“泰山式断裂”。“泰山式断裂”带是金伯利岩脉的控岩控矿构造。——金伯利岩管的控矿构造管状金伯利岩体主要出现在北北东断裂、北北西向断裂与北东东向构造带的交接部位。北北东断裂在力学性质上表现为压扭性，在运动方式上表现为左行扭动，是属新华夏系主干断裂。北北西向断裂在力学性质上表现为张扭性，在运动方式上表现为左行扭动，被称为“大义山式断裂”。新华夏系主干断裂、“大义山式断裂”与“泰山式断裂”带迭加部位控制了本区金伯利岩管的定位。2金刚石区域成矿规律瓦房店金刚石矿集区内金伯利岩体集中分布在瓦房店以西的东西长约28千米，南北宽约18千米范围内。由24个岩管和88条岩脉共112个岩体组成，空间上成群成带展布。根据岩体排列组合由北向南大致可划分三个金伯利岩矿带：Ⅰ号带：位于瓦房店金刚石矿集区北部，东西延长约20余km，南北宽约4km，面积80余km2。该岩（矿）带中金伯利岩体数量多且较集中，岩（矿）带连续性较好，由14个金伯利岩管和67条岩脉构成。其中42号和30号岩管经勘探金刚石储量规模均达到大型矿床。Ⅱ号带：位于矿集区中部，延长约15km，宽约3km，面积约45km2。带内金伯利岩体较集中分布在岩（矿）带西段头道沟一带；由8个金伯利岩管和17条金伯利岩脉构成。其中50号金伯利岩管经勘探金刚石储量规模达到大型矿床，51号、68号金伯利岩管经勘探金刚石储量规模达到中型矿床，74号金伯利岩管金刚石储量规模仅为小型。Ⅲ号带：位于矿集区南部延长约10km，宽约2km，面积约20km2。由2个金伯利岩管和3条金伯利岩脉构成。目前尚未发现具工业价值的金刚石矿床。三条金伯利岩带一个十分明显的规律是：三条金伯利岩（矿）带总体显示了自北而南，岩体群数量由多到少，岩体规模由大到小，成矿作用由强到弱的规律性变化的特点。2但是一个十分奇怪的现象是：从南向北，逐渐增强的成矿带，到了太阳沟以北地区突然中断，再也没有发现其踪影，这一点不符合成矿带对称性分布的规律。因此，有理由推断：在Ⅰ号带以北地区，即太阳→松树一带应有与Ⅰ号带以南地区呈对称性存在的1～2个金伯利岩带，并有可能形成规模较大的金刚石矿床。3金刚石资源潜力分析太阳→松树一带是进一步寻找金刚石原生矿的新区，对该区的资源潜力，以综合找矿类比方法进行预测，金刚石的潜在资源量应为200～300万克拉。矿集区（老区）内三条金伯利岩带深部和外围应有隐伏的含矿岩体存在，据近期报导在该区的110号岩管的进一步勘查中，发现了可达大型规模的金刚石矿床，这是近四十年来辽南地区金刚石勘查史上的重要突破，证明老区仍有找矿空间和资源潜力。据有人推算，老区金伯利岩的剥蚀深度应逾千米，按照老区已探明的6个金刚石矿床资源量推算约有3000万克拉金刚石在成矿后的漫长地史时期逐渐形成金刚石古砂矿和现代砂矿。据《辽宁省区域矿产总结》中记载，瓦房店地区经调查估算在中生代以来的各时代地层中金刚石砂矿资源量约200万克拉（主要是现代砂矿）。目前在复州河谷阶地边滩和长兴岛滨海海蚀阶地中多处淘洗到金刚石。在矿集区东部瓦房店中生代侏罗系地层底部砾岩中发现有金刚石古砂矿。因此，瓦房店地区金刚石砂矿的资源潜力是巨大的。4金刚石勘查布局《瓦房店市矿产资源总体规划（2008～2015年）》在本区划分了2个金刚石重点调查评价区和4个金刚石鼓励勘查区。4.1松树—太阳金刚石(原生矿)调查评价区勘查规划分区类别：重点调查评价区勘查区面积：218.75平方千米主攻矿种：主攻矿种是金刚石原生矿。4.2涝田沟-太阳金刚石(砂矿)调查评价区勘查规划分区类别：重点调查评价区勘查区面积：74.9平方千米主攻矿种：主攻矿种是金刚石砂矿。4.3岚崮河水系金刚石砂矿勘查规划分区勘查规划分区类别：鼓励勘查区勘查区面积：54.4平方千米主攻矿种：主攻矿种是金刚石砂矿。4.4复州河水系金刚石砂矿勘查规划分区勘查规划分区类别：鼓励勘查区勘查区面积：109.19平方千米主攻矿种：主攻矿种是金刚石砂矿。4.5李店—石灰窑子金刚石勘查规划分区勘查规划分区类别：鼓励勘查区勘查区面积：41.19平方千米主攻矿种：主攻矿种是金刚石原生矿。4.6高屯—西泡崖金刚石勘查规划分区勘查规划分区类别：鼓励勘查区勘查区面积：113.22平方千米主攻矿种：主攻矿种是金刚石原生矿。5当代金刚石整装勘查的最佳途径2011年4月29日，国土资源部为进一步深化矿业权分类管理，优化矿产资源勘查开采布局，落实地质找矿新机制，保障找矿突破战略行动顺利实施，发布文件《国土资源部关于进一步完善矿业权管理促进整装勘查的通知》（国土资发[2011]55号），促进全国的整装勘查。日前，瓦房店金刚石矿集区被确定为全国的整装勘查区。当代金刚石新一轮整装勘查工作中必须遵循下列原则和思维：5.1当代金刚石勘查必须以精确的认识和了解已知矿床为基础“就矿找矿”是多年来行之有效的一种惯用的勘查思维方式，那是因为矿床具有成群出现的特点，它们在已知矿床赋存地区，基本上是处于同一地质背景，也就是说已知矿床区内容易找到类似矿床。一个地区矿床“概念模型”的建立是至关重要的，其内容是多方面的，包括“矿床成因模型”、“找矿地球化学模型”、“找矿地球物理模型等”，其正确建立对指导找矿具有重要意义。5.2当代金刚石勘查必须充分了解成矿的区域地质背景在当代，不管从什么角度，凡是在探讨找矿工作的成败时，几乎没有哪一位地质学家不在强调：“没有什么东西能代替地质图和剖面图”。一张成功的地质图，应是勘查区内各种地质体的时间、空间、物质组份有机结合的综合反映。地质图之所以重要，是因为只有它才能反映成矿区域地质背景及其演化历史，而矿床的形成，只是这一历史进程中的一个特殊的、局部的作用结果。5.3当代金刚石勘查必须使地质、地球物理、地球化学诸方法处于最佳组合状态现在看来，随着地质工作程度的逐步深入，找到地表露头矿的可能性越来越小了，不可避免地大大增加了隐伏矿体或覆盖层下盲矿体的比例。显而易见，综合找矿方法毕竟是当代科学找矿的正确途径。而理论所预测的矿床最有利地区，也必须通过地球物理、地球化学的方法去识别微矿化线索、深部物性异常等，这样才能缩短勘查周期，提高见矿率。金刚石勘查中，必须综合运用地质、磁法、水系重砂等有效手段。作为一个地质工作者来说，不仅面临着难度更大的对象，而且在当代不断出现的直接的、间接的地质成矿理论，不断更新的适于各种地质背景和地质条件的找矿方法仪器的出现和数据处理的多模式化，有效的选用和科学的组合，才是最佳的找矿途径。这就要求我们不断地更新知识，及时掌握新的信息。以期获得金刚石整装勘查的重大突破。参考文献：[1]张秋生，等.辽东半岛早期地壳与矿床[M].北京：地质出版社》.1986.[2]辽宁省地质矿产勘查局.辽宁省区域地质志[M].北京：地质出版社》.1989.[3]朱训.非金属矿产（中国矿情第三卷）[M].北京：地质出版社》.1999.[4]毛景文，等.大规模成矿作用与大型矿集区[M].北京：地质出版社》.2006.[5]赵建军，等.辽宁瓦房店金刚石矿集区区域成矿控制条件及资源潜力预测[J].地质与资源，2011（1）.[6]赵光慧，关玉波，赵建军，等.辽宁板块构造特征及大地构造单元划分[J].地质与资源，2011（2）.