吕梁山中北部地区“三稀”矿产资源潜力评价

2021-04-19张风伟

世界有色金属 2021年2期

张风伟

（山西省第一水文地质工程地质队，山西太原 030000）

为助力山西走出传统能源的困境，山西省国土、地勘、矿产资源、测绘四厅局颁布了酝酿已久的《山西省国土资源科技创新行动计划》，强调高度重视“三稀”矿产资源价值，加大对其进行研究开发利用力度，开辟资源利用新空间，提高共伴生资源综合利用。在此背景之下，本次研究通过对吕梁山中北部地区“三稀”地质背景进行地球化学分析，对该地区“三稀”矿产资源潜力进行评价。

1 地质成矿背景

1.1 地层

区内主要出露地层为古生界、新生界地层。

1.1.1 古生界

古生界地层出露有寒武系地层。寒武系主要有霍山组（∈2h）、馒头组（∈2m）、张夏组（∈2z）、崮山组（∈3g）。

霍山组（∈2h）：主要分布于研究区南部及中部轿儿山、山山崖顶部，与下伏变质岩系呈角度不整合接触，本组厚度约35m。下部及中部以中厚层中细粒石英砂岩为主，岩石中发育低角度冲洗交错层理、鱼骨状交错层理，平行层理发育，常见流水波痕、干涉波痕等层面构造；上部为中厚层中细粒石英砂岩夹暗紫红色薄层泥质粉砂岩或泥岩[1]。

馒头组（∈2m）：分布于研究区南部万年山中上部，与下伏霍山组整合接触，顶部被张夏组一段整合覆盖。下部岩性为紫红色粉砂质泥岩夹中细粒石英砂岩；中部为紫红色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩夹钙质页岩；上部为紫红色与灰绿色泥岩、粉砂质泥岩互层夹中厚层生物屑砂屑白云岩、灰质白云岩、竹叶状砾屑灰岩、生物屑鲕粒灰岩。本组厚度约20m。岩石中可见小型交错层理、水平层理、波痕、泥裂、石盐假晶等沉积构造。

张夏组（∈2z）：分布于研究区南部万年山中上部，厚度约60m。底部与下伏馒头组整合接触，以厚层状鲕粒灰岩出现与馒头组划界，顶部被崮山组整合覆盖

崮山组（∈3g）：分布于研究区南部万年山顶部，厚20.6m。与上覆三山子组及下伏张夏组地层间均为整合接触，地貌上呈一缓坡，底部以张夏组二段厚层状鲕粒灰岩结束，而出现青灰色薄板状（含泥质条带）泥晶灰岩夹钙质页岩组合与张夏组划界，顶部与三山子组白云岩划界。其中下部岩性为深灰色薄层、薄板状泥晶灰岩夹竹叶状砾屑灰岩、灰红色钙质页岩、灰黄色鲕粒灰岩、生物碎屑灰岩等；上部岩性以紫红色、灰黄色、灰红色竹叶状砾屑灰岩为主夹少量薄层、薄板状泥晶灰岩、含海绿石鲕粒灰岩、残余砂砾屑白云岩、残余鲕粒灰岩等。

1.1.2 新生界

新生界为第四系上更新统马兰组(Qp3m)，全新统选仁组(Qhx)、沱阳组(Qht)。主要分布在沟谷中，主要岩性为褐色粘土、粉细砂及砂砾石。

1.2 构造

研究区位于吕梁造山隆起带，以古元古代马家坪花岗岩为主，中元古代辉绿岩脉、伟晶岩脉、正长斑岩脉、石英岩脉倾入古元古代花岗岩中，走向近东西；发育一条逆断层，走向近东西，断面倾向南，倾角58°，断层附近岩石破碎较强烈，断层南侧可见伟晶岩细脉，宽3cm～5cm。研究区内岩浆岩与南部的寒武系地层呈角度不整合接触，研究区北部及中部为第四系沉积盖层。

1.3 岩浆岩

研究区内岩浆岩较发育，主要为古元古代花岗岩和中元古代辉绿岩脉、伟晶岩脉、正长斑岩脉、花岗斑岩脉等。主要为古元古代花岗岩和中元古代辉绿岩脉、伟晶岩脉、正长斑岩脉、花岗斑岩脉等。

古元古代：马家坪花岗岩（Pt1M）：主要岩性为灰白色中粗粒花岗岩，次为斜长花岗岩，为预查区内的主要岩体。被晚期花岗岩侵入体、辉绿岩脉、伟晶岩脉、正长斑岩脉、花岗斑岩脉侵入，局部见有早期变质岩（斜长角闪岩、变粒岩、黑云斜长片麻岩）包体，水系处为第四系黄土覆盖，南侧与寒武系地层呈角度不整合接触。

后沟花岗岩（Pt1H）：主要岩性为浅肉红色中粗粒黑云母花岗岩，分布于预查区中部及西侧，侵入于早期马家坪花岗岩，局部被晚期辉绿岩脉及正长斑岩脉侵入。

草沟花岗岩（Pt1C）：主要岩性为浅肉红色中细粒黑云母花岗岩。局部发育早期变质岩（斜长角闪变粒岩）包体。

中元古代：伟晶岩（Pt2ρ）：区内出露数条伟晶岩脉，多呈直立脉状产出，近东西向侵入于早期古元古代花岗岩中，脉体般长几百米至数千米，宽数米至数十米。局部分异较好，部分显示分带性，即边部颗粒结晶细，中心颗粒粗大，常见到伟晶结构及文象结构[2]。

正长斑岩脉（Pt2ξπ）：分布于山山崖南部，多呈直立脉（墙）状侵入于古元古代的马家坪花岗岩和后沟花岗岩中，长约500m，宽约50m，走向以近东西向。主要岩性有正长斑岩、石英正长斑岩等。

花岗斑岩脉（Pt2γπ）：分布于山山崖西部，多呈近东西向展布，侵入于古元古代马家坪花岗岩中。脉体长约1500m，宽50m～100m，最宽达120m。代表岩性为花岗斑岩、花斑岩等。

辉绿岩（脉）（Pt2βμ）：区内分布较广，多呈脉（墙）状侵入于古元古代花岗岩中，脉体走向主要为近东西向，个别呈北西向，脉体宽度几米至几十米不等，岩墙与围岩接触处有烘烤边、冷凝边，围岩蚀变不明显。它是在古元古代吕梁造山运动之后[1，2]，以伸展构造体制为特征的非造山岩浆活动，属大陆拉斑玄武岩系。主要岩性为辉绿岩、辉绿玢岩等。

2 地球化学特征

研究区内分布异常形态呈不规则状，向东延出图外未封闭（图1），NAP值为43.86，组合异常排序为3，主要由成矿元素Ag平均值为0.172ppm、特高值达0.819ppm，NAP值为9.93；pb元素平均值为28.19ppm,特高值达38.9ppm，NAP值为6.65；mo元素平均值为0.90ppm，特高值达1.2ppm，NAP值为6.49；w元素平均值为2.49 ppm，特高值达11.6ppm，NAP值为4.26。表明内诸多金属元素及稀有稀土元素含量普遍较高，存在局部富集与矿化的条件，具有一定的地球化学找矿意义。对所有组合异常要合并进行概略检查或重点检查。

其中铌在全区背景平均值为16.13ppm，标准离差4.08，变异系数0.25。

2.1 重砂异常特征

根据山西省地调院1:5万重砂异常结果，研究区内主要圈定了AR-3、AR-12、AR-13等多处重砂异常区。上述异常均呈不规则椭圆状，近南北向分布，异常区内植被覆盖严重，主要出露古元古代花岗岩，其中穿插有中元古代的辉绿岩脉及伟晶岩脉，在出露的古元古代花岗岩中出现较发育的褐铁矿化、高岭土化，引起异常的原因很可能为花岗岩中的褐铁矿化伟晶岩脉、蚀变带等。