山东省长石矿成矿规律研究及找矿方向

苏迎春

(中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队，山东 济南 250100)

山东省作为我国长石矿的重要产区，进行过大量的地质勘查工作。通过对长石矿时空分布规律、特征、形成条件和成因研究，总结成矿规律，进行成矿预测，为今后寻找长石矿床提供参考。

1 长石矿勘查及开发利用程度

山东省长石矿勘查工作始于1960年，提交了大量的勘查成果。截至2017年底，山东省共查明长石矿产地51处，其中大型8处，中型27处，小型16处；勘探4处，详查7处，普查29处，预查3处，其他8处(图1)。累计查明资源储量3287.1万t，保有资源储量3054.4万t。

1—小型矿床；2—中型矿床；3—大型矿床图1 山东省长石矿床分布图

山东省正在开采长石矿山28处、未采矿山13处、停产矿山3处、关闭矿山6处、闭坑矿山1处。开采矿山生产规模一般为3～5万t/a，总生产规模为119.0万t/a。大都为露天开采，仅5家为地下开采。山东省长石矿主要用于陶瓷原料及玻璃熔剂[1]。

2 长石矿床类型的划分

根据矿物共生关系和构造特征，将长石花岗伟晶岩矿床分为弱分异型、分异型2个类型。

(1)弱分异型：该类矿床主要矿物成分为钾长石、钠长石和石英，代表伟晶岩结晶作用的开始阶段，粗大颗粒的长石和石英共生，二者大致是同时形成，在结晶过程中没有发生分异作用或发生了微弱的分异作用，没有明显的带状构造，也没有交代现象。

(2)分异型：该类矿床出现明显的分带现象，具有明显的带状构造，长石和石英在空间上已经完全分离，形成2个独立的单独矿物带[2]。

3 长石矿床的分布

3.1 长石矿床的空间分布

长石矿与岩浆活动关系密切，主要赋存各时代伟晶岩中，以花岗伟晶岩型长石矿为主。

(1)鲁西构造岩浆区：长石矿主要分布在泰山-傲徕山-蒙山岩浆岩带的中酸性岩浆岩分布区，次为马山-灵山-四海山岩浆岩带的西部宁阳县罡成镇附近的中酸性岩浆岩分布区(表1)。

表1 鲁西构造岩浆区长石矿床分布

(2)鲁东构造岩区：长石矿主要分布在玲珑-平度及鹊山-昆嵛山侵入岩带(表2)[3]。

表2 鲁东构造岩浆区长石矿(点)床分布

3.2 长石矿床的时间分布

在时间分布上，从新太古代至中生代各时期均有长石矿产出。已发现的51处矿产地中，位于新太古代27处，新元古代2处，中生代燕山期22处。

4 矿床特征

4.1 矿体特征

4.1.1 典型矿床

山东省宁阳县茂公山长石矿产自花岗伟晶岩脉内，其围岩为新太古代晚期傲徕山序列松山单元中粒二长花岗岩，该矿床与山东省内的其他长石矿床产出环境基本一致。茂公山长石矿工作程度高，勘探手段较齐全，工作量投入大，各项勘探工程布置合理，地表及深部矿脉得到较好控制，矿床规模属大型，故选取茂公山长石矿作为长石矿典型矿床研究(图2)。

1—第四系；2—傲徕山序列松山单元；3—伟晶岩脉；4—矿体；5—地质界线；6—勘探线；7—探槽；8—钻孔图2 茂公山长石矿矿床地质图

(1)典型矿体规模

矿区分北、南2个矿段，共划分10条矿体，其中北矿段5条，编号为KT01、KT03、KT04、KT05、KT10，其中KT01矿体在17线以南又分为2个亚矿体KT01-1、KT01-2，上述矿体与脉体ρ1-1、ρ1-3、ρ1-4、ρ1-5、ρ1-10相对应，2个亚矿体KT01-1、KT01-2与2个亚脉体ρ1-1-1、ρ1-1-2相对应，矿脉沿走向长251.11～867.19m，厚度2.00～19.33m，斜深30.00～97.54m。南矿段5条，编号为KT11、KT12、KT13、KT14、KT15，与脉体ρ1-11、ρ1-12、ρ1-13、ρ1-14、ρ1-15相对应，矿脉沿走向长156.75～932.78m，厚度2.23～42.10m，斜深30.00～57.06m(图3)。

(2)典型矿体特征

10条矿体均呈脉状产出，矿石自然类型均为钾长花岗伟晶岩，矿石质量较好，走向延伸较远，连续性较好。矿体与围岩接触面清晰且较平直，围岩蚀变现象不明显，只在19线冲沟内见蚀变蛇纹石、绿泥石(表3)。

1—傲徕山序列松山单元；2—伟晶岩脉；3—二长花岗岩；4—花岗伟晶岩；5—黑云斜长片麻岩；6—矿体图3 茂公山长石矿07线剖面图

矿体编号斜深(m)长度(m)厚度(m)最大最小平均倾向(°)倾角(°)长石品位(%)矿石自然类型KT01187.15823.2318.602.488.59244758963.44钾长花岗伟晶岩KT01297.54823.3419.332.298.2724481～8962.05钾长花岗伟晶岩KT0352.95867.1911.673.297.5624380～8961.39钾长花岗伟晶岩KT0446.00540.0210.752.004.9724383～8961.96钾长花岗伟晶岩KT0531.62424.3412.323.077.1624683～8960.85钾长花岗伟晶岩KT1030.00251.1110.113.115.9824483～8860.10钾长花岗伟晶岩KT1136.49932.7811.094.587.8124483～8763.35钾长花岗伟晶岩KT1257.06477.988.952.235.7024578～8661.79钾长花岗伟晶岩KT1353.59917.7615.796.6510.5624583～8862.91钾长花岗伟晶岩KT1430.00225.1242.107.8324.9724671～8067.24钾长花岗伟晶岩KT1530.00156.758.033.885.962378169.65钾长花岗伟晶岩

(3)典型矿床矿石特征

矿石类型：矿石工业类型为陶瓷、玻璃用长石矿，矿石自然类型为钾长花岗伟晶岩。

矿石结构：为中—粗粒伟晶结构，正长石呈宽板状，晶面因泥化而混浊，双晶发育，局部与石英接触处有蠕英石生成，粒径为0.5～2.0cm；斜长石呈半自形柱状，聚片双晶发育，粒径为0.5～1.0cm；微斜长石由主晶微斜长石和嵌晶钠长石组成，钠长石嵌晶呈不规则的树枝状分布，粒径为0.5～1.0cm，有的达数厘米。石英呈他形粒状，常集中出现，多数不规则的分布在长石间，粒径为0.45～5.0cm。

矿石构造：为块状构造，结晶的正长石、微斜长石、斜长石、石英均匀地分布于岩石中，构成钾长花岗伟晶岩均质体。

矿物成分：主要为正长石、微斜长石、斜长石、石英，次要矿物为绿帘石、铁矿物等。正长石颗粒较粗大，一般0.5～2.0cm，含量约40%；微斜长石粒径0.5～1.0cm，含量约15%～20%；斜长石粒径0.5～1.0cm，含量10%；石英粒径0.45～4.50mm，含量30%。绿帘石呈细粒状，浅黄褐色，正高突起，三级干涉色，偶见于长石中，常与黑云母混在一起，含量小于1%。铁矿物主要是磁铁矿、褐铁矿，含量小于1%。

矿石的化学组分：矿区矿石组分基本分析结果为：SiO275.35%,Al2O313.73%,Fe2O30.61%,K2O 4.87%,NaO4.03%,K2O+Na2O 8.91%。 矿区长石平均品位为62.88%。

4.1.2 矿体特征

山东省内长石矿体呈脉状产出于花岗伟晶岩脉中，地表大部分呈群出现，并呈平行状排列，矿体规模以中型为主，矿石自然类型均为花岗伟晶岩，矿石质量较好，规模大者走向延伸较远，连续性较好。矿体与围岩接触面清晰且较平直，围岩蚀变现象一般不明显(表4)。

4.2 矿石特征

矿石类型：矿石自然类型主要为钾长花岗伟晶岩、二长花岗伟晶岩、斜长花岗伟晶岩，矿石工业类型为陶瓷、玻璃用长石矿[4]。

矿石物质组成：矿物成分主要为钾长石、斜长石、石英，次为黑云母等暗色矿物。钾长石颗粒较粗大，粒径一般0.5～3.0cm，含量约50%～60%；斜长石粒径0.5～1.0cm，含量10%～15%；石英粒径0.45～4.50cm，含量约30%。绿帘石呈细粒状，含量<1%；铁矿物主要是磁铁矿、褐铁矿，二者总含量<1%。磁铁矿为细粒状，粒径<0.3mm，可见褐铁矿化；褐铁矿呈浸染状。

矿石结构：为伟晶结构，粒径0.3～2.5cm。斜长石呈半自形，柱状，粒径0.5～1.5cm；微斜长石由主晶微斜长石和嵌晶钠长石组成，粒径0.5～1.0cm，有的达数厘米；石英呈他形粒状，粒径0.45～5.0cm。

矿石构造：为块状构造，长石、石英晶体均匀地分布于矿石中，构成长石花岗伟晶岩均质体。

矿石主要化学组分为：SiO273.53%～75.35%,Al2O313.73%～14.25%,Fe2O30.44%～0.61%,K2O 4.50%～7.02%,Na2O 3.19%～4.13%,K2O+Na2O 8.63%～10.22%。

4.3 赋矿岩体特征

长石矿赋存于花岗伟晶岩体内。岩体呈带状构造，由边缘向中心依次为边缘带、外侧带、中间带和内核。

花岗伟晶岩主要矿物成分为石英、钾长石、斜长石，次要矿物成分为黑云母、角闪石，副矿物为磷灰石、锆英石、榍石、磁铁石。石英含量约30%，呈不规则他形晶体充填于其他矿物中间；钾长石和斜长石多为半自形状，含量约50%；暗色矿物含量约13%，副矿物含量小于1%。主要化学组分为：SiO265.22%～67.78%,Al2O314.52%～15.53%,Fe2O33.49%～3.82%,K2O 2.18%～2.48%,Na2O 4.42%～5.02%,K2O+Na2O 6.90%～7.20%。

社区不仅是一个地域概念，而且是一个精神概念、文化概念，是社区成员守望相助、共同生活的摇篮及共同学习、共同成长、生命完善的精神家园。发育良好的社区离不开良好的社区治理。社区治理最理想的模式就是调动基层社群组织力量，实行公民自治。正如法国社会学家迪尔凯姆所言：“团体生活可以矫正失范和绝望。”［7］与其花费巨大的精力去设计一个不可能完美的制度来管理，不如依赖非正式制度，靠民众自发的力量，由民间自治，实现独善其身、自我管理。而社会资本是社区治理的增能之源，社区内社会资本存量的增加有助于社区治理。

4.3.1 花岗伟晶岩中主要结构

(1)细粒伟晶结构：主要由石英、斜长石和微斜长石组成。呈半自形或他形粒状，粒径一般小于0.5cm。这种结构一般产在花岗伟晶岩体边缘带。

(2)中粒伟晶结构：主要由长石和石英组成。正长石呈宽板状，双晶发育，局部与石英接触处有蠕英石生成，粒径0.5～2.0cm；斜长石呈半自形、柱状、聚片双晶发育，粒径0.5～1.0cm；微斜长石由主晶微斜长石和嵌晶钠长石组成。钠长石呈不规则的树枝状，粒径0.5～1.0cm，有的达数厘米。石英呈他形粒状，常集中出现，多数不规则地分布在长石间，粒径0.45～5.0cm。这种结构一般产在花岗伟晶岩体外侧带。

(3)粗粒伟晶结构：主要由长石或石英单独组成。正长石呈宽板状，粒径2.0～3.0cm；斜长石呈半自形，柱状，聚片双晶发育，粒径2.0～3.0cm。石英呈他形粒状，粒径2.0～5.0cm。这种结构一般产在块状长石中间带及块状石英内核带[5]。

4.3.2 花岗伟晶岩中主要构造

(1)块状构造：结晶的长石、石英均匀地分布于岩石中，构成花岗伟晶岩均质体。

(2)带状构造：分异型长石花岗伟晶岩常见带状构造。

表4 山东省内长石矿床特征

5 长石矿床的形成条件

5.1 物理化学条件

温度：由于花岗伟晶岩形成的长期性和复杂性，其形成的温度变化范围很大。A.费尔斯曼[2]根据研究资料，认为花岗伟晶岩岩浆开始结晶温度为800～700°C，而伟晶作用的主要阶段为600～400°C，最后石英核心的晶簇形成温度为300～200°C，因此认为长石花岗伟晶岩主要在600～200°C时形成。

深度：A.И金兹堡[2]认为花岗伟晶岩矿床形成的深度是较大的，深度小的近地表带或浅成带不利于花岗伟晶岩的形成。陶瓷原料用伟晶岩矿床，其形成深度超过11km。

5.2 岩浆岩条件

长石矿主要形成于岩浆后期含有SiO2，Al2O3，K2O，Na2O的熔浆。目前已发现的51处长石矿床，在成因上和空间上都与深成的花岗岩类侵入体有关。花岗岩类侵入体常呈岩基状或巨大的岩株状产出，它们主要分布在稳定的地台区，由于地壳运动的多旋回性，伟晶岩也往往具有多时代性。

成矿围岩主要有新太古代新甫山序列上港单元片麻状中粒含黑云奥长花岗岩，峄山序列太平顶单元片麻状中细粒含黑云花岗闪长岩，傲崃山序列松山单元中粒二长花岗岩，红门序列房庄单元中粒含黑云花岗闪长岩；中生代侏罗纪玲珑序列云山单元弱片麻状细粒含石榴二长花岗岩、九曲单元弱片麻状细中粒含石榴二长花岗岩、崔召单元中粒含黑云二长花岗岩、笔架山单元伟晶不等粒花岗岩，白垩纪崂山序列会稽山单元中粗粒二长花岗岩。

5.3 地质构造条件

山东省长石矿大都分布在构造裂隙内[6-10]。地下深处的岩浆，原本处于相对平衡稳定状态，当地壳运动产生裂隙时，岩浆所受的压力发生了变化，岩浆热液便会受到挤压沿着裂隙上升转移，构造裂隙就成为成矿物质运移的重要通道。

6 长石矿床成因

在高温、高压地壳深部环境中，挥发分大量溶解在岩浆中。当岩浆在地下深处慢慢结晶，结晶末期便形成富含挥发分的伟晶岩岩浆，这种岩浆在相对封闭和高温、高压条件下，缓慢冷却结晶而形成花岗伟晶岩。具有工业价值的长石花岗伟晶岩分异较好，具有明显的带状构造[11](图4)。

1—细晶岩边缘带；2—长石、石英伟晶岩外侧带；3—块状长石中间带；4—石英内核；5—花岗岩图4 长石矿成因模式示意图

7 找矿方向

7.1 成矿预测区圈定

以含有长石花岗伟晶岩的酸性—中酸性岩浆岩分布区已有的51处长石矿床为依据，经过综合分析，圈定出5个长石矿预测区(图5)。

图5 预测区分布图

7.2 预测区成矿要素特征

依据矿床地质环境(岩石类型、成矿围岩、矿体形态、构造)和矿床特征(矿物组合、结构构造、矿石类型)两大要素，各预测区成矿要素见表5，预测量见表6。

表5 预测成矿区成矿要素

表6 预测资源量

在预测区实地调查过程中，发现了7个新矿点，并以新矿点为依据对预测区资源量进行了预测。共预测矿石量3114.4万t，矿物量1982.3万t，可作为今后找矿靶区。

8 结论

(1)查明了山东省内长石矿床勘查工作程度及开发利用现状。

(2)将长石花岗伟晶岩矿床分为弱分异型、分异型2个类型。

(3)查明了长石矿床的时空分布规律，在时间分布上，从新太古代至中生代各时期均有长石矿产出；在空间分布上，鲁西构造岩浆区，长石矿主要分布在泰山-傲徕山-蒙山岩浆岩带的中酸性岩浆岩分布区，鲁东构造岩区：长石矿主要分布在玲珑-平度及鹊山-昆嵛山侵入岩带。

(4)总结了长石矿成矿特征要素、成矿模式和找矿标志，为长石矿找矿提供了理论依据。

(5)探讨了长石矿床形成条件和成因。形成条件主要受温度、深度、地质构造等控制，在成因上与深成的花岗岩类侵入体有关。

(6)圈定了5个长石成矿预测区，并进行了资源量预测，共预测长石矿矿物量1982.3万t，新发现的7个矿点可作为今后找矿靶区。