山东莱芜—淄博地区中生代雪野序列岩体成岩成矿机制

刘书锋，邵艳琴，刘鑫冉，孙思涵，郑德超，宋 波，李晓波

(1.山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250100；2.山东省地矿工程集团有限公司，山东 济南 250014；3.山东商业职业技术学院，山东 济南 250103；4.山东正元地质资源勘查有限责任公司，山东 淄博 255035)

0 引 言

图1 研究区大地构造位置简图(据张增奇等，2014 修编)1-一级单元界线；2-二级单元界线；3-三级单元界线；4-四级单元界线；5-五级单元界线；6-断裂及推测断裂;7-不整合界线；8-单元代号；9-研究区范围F1-连云港—泗阳—嘉山断裂；F2-五莲断裂；F3-牟平—即墨断裂；F4-昌邑—大店断裂；F5-安丘—莒县断裂；F6-鄌郚—葛沟断裂；F7-齐河—广饶断裂；F8-聊城—兰考断裂Fig. 1 Simplified map showing the geotectonic location of the study area (modified from Zhang et al.,2014)

1 断裂特征

山东莱芜—淄博地区断裂构造发育，不仅控制了岩体、地层和矿产的分布，而且将该区分割成凸起与凹陷相间分布的构造格局(图1)，主要划分为NE、SN、NW向(包括NNW向)3组断裂(图2)。

图2 山东莱芜—淄博地区构造略图(据山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队，2018 修编)1-上五井断裂；2-淄河断裂；3-金山—姚家峪断裂；4-船厂—五色崖断裂；5-文祖断裂；6-长清断裂；7-曹县断裂；8-巨野断裂；9-肥城断裂；10-嘉祥断裂；11-孙氏店断裂；12-峄山断裂；13-塔子—石门官庄断裂；14-铜冶店—孙祖断裂；15-泰山—孝义断裂；16-汶上—泗水断裂；17-郓城断裂；18-菏泽断裂；19-凫山断裂；20-单县断裂；21-尼山断裂；22-独角山断裂；23-韩旺断裂；24-九山断裂；25-夏蔚断裂；26-蒙山断裂；27-长龙断裂；28-鹿野断裂(铜冶店—孙祖断裂)；29-断裂性质；30-稀土矿；31-磷矿Fig. 2 Structural sketch of Laiwu-Zibo area,Shandong Province(modified from the Fifth Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology &Mineral Resources,2018)

图3 文祖断裂素描图(莱芜鹿野北)(据山东省地质调查院，2014)1-寒武系朱砂洞组；2-寒武系馒头组；3-硅化及铜矿化；4-产状；5-断裂；6-断裂破碎带Fig. 3 Sketch of Wenzu fault (North Luye,Laiwu)(after Shandong Institute of Geological Survey,2014)

1.1 NW、NNW向断裂

NNW向断裂为该区规模较大、变形强烈的主干构造之一，延伸远，走向稳定，断层南端常与NW向断裂复合，对该区构造格局影响较大。沿断裂有白垩纪岩浆侵入，古近纪仍在活动。规模较大者主要有文祖断裂、铜冶店—孙祖断裂、船厂—五色崖断裂。该组断裂早期为强烈的张性活动，后期为左行压扭性构造运动。

1.1.1 文祖断裂 北起水寨镇以北，向南经文祖、上游等地，在雪野与铜冶店—孙祖断裂(鹿野断裂)会合(刘书锋等，2021)。北端与齐河—广饶断裂相交，被新近系巴漏河组及第四系覆盖，总长度>50 km，宽50～200 m。该断裂总体走向330°～350°，倾向SWW，倾角75°～80°，由2～4条断裂破碎带组成，具张性断落活动特征；断裂两盘的压性劈理、牵引褶皱和两翼紧闭小揉皱等伴生与派生次级构造较为发育，劈理化带产状与主干断面产状基本保持一致(图3)。

平面上，根据邻断裂劈理及褶皱枢纽与主断面关系和地质体的错动情况，判断主干断裂具有左行扭动特征。在断面横剖面上，断裂两盘的牵引褶曲以及由次级压扭性小断裂组成的剖面“入”字形构造指示断裂西盘(上盘)由西向东向上逆冲(图4)，发育的水平擦线亦佐证了该断裂的水平走滑运动。沿断裂带局部有闪长岩脉充填，晚白垩世形成的碳酸岩脉、云母岩脉与断裂走向一致。

综上，该断裂早期以张性断落活动为主，晚期以左行走滑兼具压扭特征；中新世以后活动不太明显。该断裂带后期的左行扭动造成断裂两盘寒武—奥陶系的左行错移达4.5 km。

1.1.2 船厂—五色崖断裂 北起马家峪以北，向南经甘泉庄—东张庄—北栾宫—东富荣，走向330°～350°，倾向SWW，倾角75°～80°，其两侧伴生一系列与其平行的次级小断裂(图5)。组成该断裂系的每条断裂带宽50～200 m不等，局部发育褐铁矿化石英脉、碳酸岩脉等。显微构造分析表明，构造岩为脆性碎裂作用形成的张性角砾岩，说明该断裂在其变形早期曾发生强烈的张性构造活动。在平面上，根据断裂带内派生的邻断裂劈理及与主断面斜交的小褶皱枢纽等，可判定该断裂带后期曾发生过EW向压性构造运动，兼具左行扭动。

1.1.3 铜冶店—孙祖断裂 北起章丘垛庄，经鹿野、莲旺崖等地，南至沂南孙祖，走向320°，倾向SW，断裂面产状230°∠80°(刘书锋，2019a)。该断裂规模巨大，总体分6段，该区属铜冶店—孙祖断裂垛庄—鹿野段和鹿野—前孤山段(刘书锋，2019a)。为凸起与凹陷的分界断裂，对该区侵入体和矿产分布起明显控制作用。

图4 文祖断裂联合剖面(北段)(据中国地质大学(北京)区域地质调查研究所，1999)(a) 文祖以北；(b) 三德范南东；(c) 水龙洞以西(远观)；(d) 水龙洞以西(近观)1-灰岩；2-白云岩；3-砂岩；4-长石砂岩；5-泥岩；6-石炭—二叠系月门沟群太原组；7-奥陶系马家沟群八陡组；8-奥陶系马家沟群阁庄组；9-奥陶系马家沟群五阳山组；10-奥陶系马家沟群土峪组；11-奥陶系马家沟群北庵庄组；12-奥陶系马家沟群三山子组a段；13-寒武—奥陶系马家沟群炒米店组；14-断裂；15-产状；16-石英脉；17-硅化蚀变；18-断裂破碎带Fig. 4 Joint section of Wenzu fault (north section) (after the Institute of Regional Geological Survey,China University of Geosciences (Beijing),1999)(a) North of Wenzu;(b) Southeast of Sandefan;(c) West of Shuilongdong (distant view);(d) West of Shuilongdong (close view)

图5 白泉庄—五色崖断裂素描图(章丘横沟东)(据山东省地质调查院，2014)1-奥陶系马家沟群北庵庄组石灰岩段；2-奥陶系马家沟群五阳山组石灰岩段；3-奥陶系马家沟群阁庄组白云岩段；4-产状；5-断裂；6-断裂破碎带Fig. 5 Sketch of Baiquanzhuang-Wuseya fault (East Henggou,Zhangqiu) (after Shandong Institute of Geological Survey,2014)

图6 铜冶店—孙祖断裂主断面剖面素描(莱芜铜山南)(据山东省地质调查院，2014)1-碎斑岩；2-碎裂岩；3-碎裂岩化花岗岩；4-碎斑岩及断层泥；5-擦痕及阶步；6-节理①碎裂岩化花岗岩带；②碎裂岩带；③碎斑岩及断层泥带；④碎裂岩带；⑤碎裂岩化花岗岩带；⑥密集节理带Fig. 6 Sketch of main section of Tongyedian-Sunzu fault (South Tongshan,Laiwu)(after Shandong Institute of Geological Survey,2014)

该断裂带由2～4条断裂破碎带组成，带内构造角砾岩呈棱角-次棱角状，钙质胶结，岩性复杂，具张性断裂活动特征；断裂两盘的压性劈理、牵引褶皱和两翼紧闭小揉皱等伴生、派生次级构造较为发育，劈理化带产状与主干断面产状基本保持一致(图6)。早白垩世之前，在区域性压扭-扭性应力场作用下，铜冶店—孙祖断裂带形成NW向构造带；晚白垩世—古近纪渐新世转为张性断裂活动，沿断裂带侵入早白垩纪侵入岩体和云母碳酸岩脉(雪野南断裂附近)等，在凹陷盆地沉积了白垩系及古近系；古近纪末期，在近EW向挤压应力作用下，该断裂被近EW向张性断裂切割；中新世以后，在左行压扭机制作用下，构造格局重新调整，切过EW向断裂，亦使不同断裂相互连接。

1.2 SN向断裂

金山—姚家峪断裂北起周村西侧，向南经磁村、和庄等地，与NW向断裂会合。该断裂为区域性主干断裂带，NW向延伸，长度>50 km，东西宽1～2 km，由一系列长度不等的NW向次级断裂相互平行排列构成。断裂带总体产状为断层面东倾，倾角陡立，一般为60°～85°(图7)；断裂带在平面及剖面上均呈齿状，显示了张性追踪的特征，局部地段伴有重晶石脉、闪长玢岩脉、辉长玢岩脉和碳酸岩脉等侵入(刘书锋等，2021)。在张性碳酸盐岩角砾岩中发育压溶流劈理构造，微劈理切过早期张性构造角砾岩，反映张性角砾形成后又经历了压扭作用，说明该断裂带经历了先张扭后压扭的力学机制转换过程。

图7 金山—姚家峪断裂剖面素描(博山大峪口)(据山东省地质调查院，2003)1-奥陶系马家沟群三山子组a段含燧石结核白云岩；2-奥陶系马家沟群东黄山组泥质白云岩；3-奥陶系马家沟群北庵庄组石灰岩A-方解石雁列脉；B-挤压带中的S-C劈理；C-张性构造角砾岩Fig. 7 Sketch of Jinshan-Yaojiayu fault (Dayukou,Boshan)(after Shandong Institute of Geological Survey,2003)

图8 五井断裂素描图(临朐嵩山西)(据山东省地质调查院，2003)1-页岩；2-灰岩；3-白云岩；4-断裂破碎带；5-断裂；6-奥陶系马家沟群；7-寒武—奥陶系马家沟群三山子组a段；8-寒武—奥陶系马家沟群炒米店组Fig. 8 Sketch of Wujing fault (West Songshan,Linqu)(after Shandong Institute of Geological Survey,2003)

图9 葫芦台断层联合剖面图(据山东省地质矿产局第一地质大队，1981)1-灰岩；2-泥质白云岩；3-奥陶系马家沟群五阳山组；4-奥陶系马家沟群土峪组；5-奥陶系马家沟群北庵庄组；6-断裂；7-产状Fig. 9 Joint section of Hulutai fault(after the First Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology &Mineral Resources,1981)

1.3 NE向断裂

1.3.1 五井断裂 为鲁中地区大型断裂构造之一，对该区的构造格局、岩浆活动、矿产分布以及中-新生代盆地的形成及发展起明显控制作用。该断裂带地表出露北起临朐县城北，南至新泰龙廷，出露总长约80 km，宽约1 km，走向25°～30°，倾向SE，局部倾向NW，倾角60°～80°(图8)。见牵引褶皱，局部见构造角砾岩以及擦痕等构造。

该断裂带的活动具多期性，每期性质不同，活动期次大致可分为左行走滑(三叠纪晚期)—压性(侏罗纪)—张性(白垩纪—早始新世)—压性(始新—渐新世)—左行张性(中新—早更新世)—右行压扭(中更新世—现代)6期。

1.3.2 淄河断裂 大致沿山东淄博淄河河谷蜿蜒展布，东盘为寒武系及下奥陶统，西侧主要为中奥陶统，常有辉绿岩脉侵入，太河一带发育有较大面积的中基性-中偏碱性侵入杂岩，断裂带附近碳酸岩脉、煌斑岩脉发育广泛，构成了一条复杂的构造岩浆岩带(刘书锋，2019b)。

淄河断裂带形成时代较早，活动时间较长。在侏罗纪，区域性的剪切力形成较平直的构造薄弱带；白垩—古近纪显示张性(图9)、张扭性，断面呈舒缓波状，控制白垩纪碳酸岩脉、闪长岩等侵入岩分布；新近纪以后转为压扭性，沿断裂侵入的岩浆岩亦遭受断裂破坏。

1.4 断裂形成机制及活动序列

根据断裂与地质体以及断裂之间的相互切割关系，区内断裂一般具多期活动性，在不同地质时期，活动性质不尽相同。

1.4.1 NW、NE向断裂 具共轭断裂特征，形成时间早，活动周期长，棋盘状构造,二者控制了基岩露头区的总体构造格局。在侏罗纪，区域性挤压应力形成一系列NW、NE向的压扭性破裂面；在白垩纪—古近纪渐新世，以张性或张扭性活动为主，形成中-新生代断陷盆地，控制了白垩系和古近系沉积，同时沿断裂侵入了早白垩世中酸性-中性-偏碱性侵入岩体；古近纪早期，被近EW向张性断裂切割；中新世以后，以左行压扭活动为主，切割近EW向张性断裂，在NE向断裂中形成压性结构面，此次左行压扭机制不但造成EW向断裂走向不连续，而且因构造应力调整，部分邻近断裂相互连通，导致NW向与NNW向断裂复合。

1.4.2 SN、NNW向断裂 形成年代稍晚于上述断裂，对早白垩世侵入岩脉的展布起明显控制作用。白垩—古近纪以张性或张扭性活动为主；白垩纪末或古近纪初期被近NS向张性断裂切割；新近纪中新世之后以左行压扭活动为主，切割近NS向断裂，张性结构面演化为压扭性结构面。

2 岩体地质特征

2.1 腰关蛭石化云母岩

主要分布于莱芜腰关、雪野、淄博石马等地，岩体多为脉状、层状成群产出，走向多为NW向，倾向NE，倾角一般在10°～30°之间。脉体长几百至数千米，宽1～5 m，多侵入于傲徕山序列二长花岗岩和寒武—奥陶系灰岩中。岩石呈灰绿-灰黑色，矿物组分(表1)主要为蛭石，质量分数为60%～70%，最高可达95%，黑云母大部分蛭石化，磷灰石有被碳酸盐矿物交代现象。

2.2 鹿野碳酸岩

主要分布于莱芜胡家庄—东峪、章丘垛庄，以及淄博博山区八陡(图10a、b)、淄川区太河乡阳泉村一带，多呈脉状、层状产出，多为NW、EW走向，产状较平缓，倾角5°～15°，长800～1 100 m，宽0.5～1.0 m，多侵入于寒武—奥陶系中(图10c)。

表1 莱芜—淄博地区中生代燕山晚期腰关单元云母岩脉矿物质量分数对比Table 1 Comparison of mineral mass fraction of mica veins in Yaoguan Unit of Late Yanshanian period in the Mesozoic Era,Laiwu-Zibo area

表2 莱芜—淄博地区中生代燕山晚期鹿野单元碳酸岩脉矿物质量分数对比Table 2 Comparison of mineral mass fraction of carbonatite veins in Luye Unit of Late Yanshanian period in the Mesozoic Era,Laiwu-Zibo area

图10 淄博碳酸岩脉野外照片Fig.10 Field photos of carbonatite vein,Zibo (a) Granite breccia in carbonatite vein;(b) Limestone breccia in carbonatite vein;(c) Contact relationship between carbonatite vein and the overlying limestone

岩石呈灰白、红棕色，中粒结构，块状构造，矿物成分(表2)主要为方解石，少量白云石，为碳酸岩脉的主要矿物成分。其中，方解石质量分数为70%～80%，最高>95%，自形粒状，粒径一般为0.1～1.5 mm，等轴状，无色，具闪突起及双晶；白云石为自形粒状，横断面为菱形。碳酸盐矿物中有磷灰石及磁铁矿等矿物的包裹体；石英质量分数一般在1.0%左右，局部有集中现象，达20%～30%；磷灰石粒径一般为0.01～0.10 mm，部分被碳酸盐交代。

2.3 岩体岩石类型、成因及就位机制

2.3.1 岩石类型 莱芜—淄博地区中生代燕山晚期雪野序列侵入体岩石类型主要为蛭石化云母岩、碳酸岩，属超基性碳酸岩系列。腰关岩体化学成分(表3)显示，w(SiO2)为3.89%～20.47%，w(K2O+Na2O)为0.020%～3.28%，w(P2O5)为3.00%～4.30%。岩石普遍含稀土元素，∑REE最高值在2 390～5 427 g/t之间，稀土元素主要为La、Ce、Pr、Nd、Y等，∑LREE/∑HREE为22.43～55.94，轻重稀土分馏程度高；δEu为0.76～1.18，具弱正Eu异常(图11)。

表3 莱芜—淄博地区中生代燕山晚期碳酸岩脉和云母岩脉主要化学成分及特征参数Table 3 Main chemical constituents and characteristic parameters of carbonate veins and mica veins of Late Yanshanian period in Laiwu-Zibo area

图11 稀土元素球粒陨石标准化分布型式图(据山东省第一地质矿产勘查院，1995；山东省地质调查院，2003；中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，2017；山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队，2018)1-碳酸岩(莱芜鹿野)；2-碳酸岩(莱芜胡家庄)；3-碳酸岩(淄博阳泉村)；4-碳酸云母岩(淄博石马)；5-蛭石化云母岩(莱芜腰关)Fig. 11 Chondrite-normalized distribution pattern of rare earth elements(after the First Institute of Geology and Mineral Resources Exploration of Shandong Province,1995;Shandong Institute of Geological Survey,2003;Shandong Zhengyuan Geological Exploration Institute of China metallurgical Geology Bureau,2017;The Fifth Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology &Mineral Resources,2018)

2.3.2 成因及就位机制 雪野序列岩体岩石化学、地球化学特征指示原始岩浆来源于上地幔，属幔源结晶型侵入岩，岩体的产状特征指示就位机制为岩墙扩张侵位机制。

2.3.3 侵入体形成年代 (1)莱芜胡家庄稀土矿稳定同位素测试。硫化物来源单一，为地壳中富34S的沉积物及大气降水下渗循环之地下热水(表4)。δ18O值在20.78‰～22.09‰之间(表5)，平均值为21.48‰，极差为1.31‰，此结果比围岩地层中的方解石(23.3‰～24.9‰)略低，C同位素充分确定了碳酸岩具幔源特征。因此，方解石矿物经后期改造为次生矿物,是成矿热液与围岩进行水岩反应混合后的结果。

表4 莱芜胡家庄稀土矿S 同位素组成Table 4 S isotope composition of rare earth ore in Hujiazhuang,Laiwu

表5 莱芜胡家庄稀土矿C、O同位素组成Table 5 C and O isotope composition of rare earth ore in Hujiazhuang,Laiwu

(2)莱芜胡家庄稀土矿流体包裹体测试。包裹体长径皆<10 μm，测温片镜下可见次生包裹体呈线形分布，原生包裹体多呈独立散点分布(图12)，局部见与碳酸盐矿物生长边界协调。此次测试的包裹体均为原生包裹体，类型皆为气液两相包裹体(刘敬杰等，2019)，于120、160、180 ℃形成3个峰值。

图12 莱芜胡家庄包裹体镜下照片及特征(据山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队，2018)V-气相，L-液相Fig. 12 Microscopic photos and characteristics of Hujiazhuang inclusion in Laiwu (after the Fifth Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology &Mineral Resources,2018) V-gas phase;L-liquid phase

沸腾体系(相分离体系)流体包裹体的捕获温度高于其均一温度，由等容线图可确定莱芜胡家庄碳酸岩流体之温压特征(图13)。使用等容线相交法推测所测流体捕获温度为190～230 ℃、捕获压力为30～95 MPa(刘敬杰等，2019)，静水压对应深度为3.0～9.5 km，静岩压对应深度为1.2～3.8 km。可见，莱芜胡家庄稀土矿所处深度为静水压—静岩压过渡阶段，成岩、成矿深度为3.0～3.8 km，属幔源成因。

图13 莱芜胡家庄流体包裹体等容线图(据山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队，2018)Fig. 13 Isochore diagram of fluid inclusions in Hujiazhuang,Laiwu (after the Fifth Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology &Mineral Resources,2018)

莱芜雪野、淄博东石马、淄博八陡地区鹿野单元碳酸岩体的同位素年龄分别为(122.94±0.70)Ma、(134.94±1.80)Ma、(132.96±0.75)Ma，在莱芜茶叶村附近蛭石化含磷灰石云母岩中取磷灰石单矿物，绘制U-Pb同位素谐和曲线(图14)，莱芜地区鹿野岩体切割燕山期煌斑岩脉，侵入年代为中生代白垩纪燕山晚期。

图14 莱芜腰关单元锆石U-Pb谐和曲线图(据中国地质大学(北京)区域地质调查研究所，1999)Fig. 14 Zircon U-Pb concordia diagram of Yaoguan Unit,Laiwu(after the Institute of Regional Geological Survey,China University of Geosciences (Beijing),1999)

3 中生代多期脉岩的成矿特征

在铜冶店—孙祖断裂带(刘书锋，2019a)、白泉庄—五色崖断裂、金山—姚家峪断裂和淄河断裂带(刘书锋，2019b)的寒武—奥陶系层间滑动带及中酸性侵入岩(二长花岗岩等)的构造裂隙和破碎带中，岩浆期后热液促成中-低温热液型矿脉，如含磷云母岩脉、含磷碳酸岩脉、含稀土碳酸岩脉等，虽规模较小，但分布较广，可作为“就矿找矿”的一条重要线索。

3.1 与蛭石化含磷云母岩、碳酸岩脉有关的磷矿

该类型磷矿主要分布于淄河断裂带(刘书锋，2019b)以西—莱芜盆地北侧的泰山凸起区，产于中生界雪野序列蛭石化含磷云母岩和碳酸岩脉中，均属岩浆岩型成因(罗益清，1991；杨合群，2020)。成矿母岩有蛭石化辉石黑云母岩和碳酸盐岩，侵入寒武—奥陶系或下元古界二长花岗岩中，受断裂构造和地层层间裂隙控制。

3.1.1 蛭石化辉石黑云母岩中的磷矿 该矿床之母岩为含磷辉石黑云母岩，属偏碱性超基性岩(倪守斌等，1995)，因在雪野发现最早，故在山东被称为“雪野式磷矿”。主要分布于莱芜北部及章丘普集、垛庄，形成了莱芜雪野磷矿、莱芜腰关磷矿、莱芜狂山磷矿、章丘普集磷矿、章丘垛庄磷矿等。该类型矿体产于傲徕山序列二长花岗岩的构造裂隙中，个别为奥陶系、寒武系碳酸盐岩和馒头组下页岩段紫红色页岩，或二叠系紫红色砂页岩。“雪野式磷矿”可分为蛭石化含磷辉石黑云母岩型与碳酸盐化蛭石化含磷黑云母岩型。①蛭石化含磷辉石黑云母岩型，围岩主要为二长花岗岩，个别为馒头组下页岩段紫红色页岩或二叠系紫红色砂页岩。矿石普遍含有蛭石，个别矿体蛭石磷片直径大，因次生碳酸盐化较弱，故选矿性能良好，莱芜北部及章丘普集抬头等地磷矿属之。②碳酸盐化蛭石化含磷黑云母岩型，矿体围岩为奥陶系、寒武系碳酸盐岩，蛭石含量较多，磷片直径较小，多<1 mm，矿体次生碳酸盐化强烈，矿石含大量碳酸盐矿物，章丘垛庄等地磷矿属之。“雪野式磷矿”含有大量蛭石，矿石中蛭石质量分数一般为40%～70%，高者可达90%。

图15 莱芜腰关地区地质简图(据山东省地质矿产局第一地质队，1995修编)1-第四系；2-白垩系雪野序列腰关单元斑状蛭石化含磷灰石云母岩；3-上太古界傲徕山序列松山单元中粒二长花岗岩；4-上太古界傲徕山序列邱子峪单元巨斑状细粒含黑云二长花岗岩；5-上太古界傲徕山序列蒋峪单元条带状中粒黑云二长花岗岩；6-斜长角闪岩包体；7-石英岩脉；8-实测断裂及产状；9-铜矿体Fig. 15 Simplified geological map of Yaoguan area,Laiwu (modified from the First Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology &Mineral Resources,1995)

图16 莱芜腰关地区磷矿Ⅰ—Ⅰ′、Ⅳ—Ⅳ′地质剖面图(据山东省革委地质局第一地质队一分队，1976 修编)1-二长花岗岩；2-条带状二长花岗岩；3-白垩系雪野序列腰关单元斑状蛭石化含磷灰石云母岩；4-上太古界傲徕山序列松山单元中粒二长花岗岩；5-上太古界傲徕山序列蒋峪单元条带状中粒黑云二长花岗岩；6-探槽位置及编号；7-钻孔位置及编号脉；8-磷矿体Fig. 16 Geological profile of phosphate ore Ⅰ-Ⅰ′ and Ⅳ-Ⅳ′ in Yaoguan area,Laiwu (modified from the First Division of the First Geological Brigade of the Geological Bureau of Shandong Provincial Revolution Commission,1976)

莱芜峪门东南至腰关磷矿(图15)，产于傲徕山序列片麻状二长花岗岩构造裂隙中，呈脉状(图16)产出，共有3条磷矿脉，倾角4°～32°，w(P205)为5.33%～8.96%。

3.2 与碳酸岩脉有关的稀土矿

表6 碳酸岩型稀土矿中稀土及其他元素含量Table 6 Rare earth and other elements contained in rare earth carbonate

3.2.1 莱芜胡家庄稀土矿 位于铜冶店—孙祖断裂带西侧(图17)，主要由3个矿体组成，薄层状，产状平缓，矿体头尾均已出露，在地质平面图上呈3个长形薄层状矿体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 号矿体)。

图17 莱芜胡家庄地区稀土矿地质略图(据山东省第一地质矿产勘查院，2012修编)1-第四系；2-奥陶系马家沟群五阳山组；3-奥陶系马家沟群土峪组；4-奥陶系马家沟群五北庵庄组；5-奥陶系马家沟群东黄山组；6-寒武—奥陶系马家沟群三山子组；7-寒武系长清群馒头组石店段；8-寒武系朱砂洞组丁家庄段；9-寒武系；10-白垩系雪野序列鹿野单元碳酸岩；11-上太古界傲徕山序列调军顶单元细粒二长花岗岩；12-上太古界傲徕山序列松山单元中粒二长花岗岩；13-上太古界新甫山序列上港单元片麻状中粒含黑云奥长花岗岩；14-重晶石脉；15-闪长岩脉；16-闪长玢岩脉；17-含铜石英岩脉；18-实测断裂及产状；19-稀土矿体；20-探槽位置及编号Fig. 17 Geological sketch of rare earth ore in Hujiazhuang area,Laiwu (modified from the First Geological and Mineral Exploration Institute of Shandong Province,2012)

图18 莱芜胡家庄碳酸盐稀土矿探槽素描图(据山东省革委地质局第一地质队三连，1972 修编)1-残坡积相含砾砂质黏土、黏土质粉矿、砂砾石层；2-泥质灰岩；3-煌斑岩脉；4-第四系；5-寒武系馒头组；6-煌斑岩脉；7-中生界白垩系雪野序列鹿野单元碳酸岩；8-磷矿化；9-产状；10-磷矿体Fig. 18 Sketch of Hujiazhuang carbonate rare earth ore exploration trench,Laiwu(a) Trench TC1;(b) Trench TC5 (modified from the Third Company of the First Geological Brigade of the Geological Bureau of Shandong Provincial Revolution Commission,1972)

Ⅰ号矿体：呈薄层状，WN、ES向展布，矿体TRE2O3平均品位为1.01%。平均厚0.84 m，总体西薄东厚。矿体与围岩有斜切现象，在探槽TC5中可见碳酸岩脉切穿闪斜煌斑岩脉(图18)，该脉体中矿物颗粒大小有变化，局部有伟晶结构，条带状构造，由此确定矿床的母岩为碳酸岩。岩体与围岩界线清晰，轻微蚀变，与围岩没有依存关系，同时未发现与碳酸岩脉有成因关系的岩体，因此碳酸岩脉是由碳酸岩岩浆沿地层层面及层间滑动面等薄弱地带侵入、充填而成。矿体与碳酸岩脉完全吻合，后期热液活动不太强烈，稀土矿床与母岩基本上同期形成，矿床含有一定量的Nb2O5，因此该矿床为碳酸岩型含铌稀土矿床。

Ⅱ号矿体：NE走向，呈薄层状产出，TRE2O3平均品位为1.10%。野外观察发现，矿体与围岩有斜切现象。

Ⅲ号矿体：走向近EW，呈薄层状产出，TRE2O3平均品位为0.95%。自西向东厚度沿走向和倾向有变薄趋势。

3.2.2 淄博石马稀土矿 该矿体位于淄博西石马北(图19)，矿床呈岩床状，倾向 NNW，倾角 5°，东西长约 900 m ，南北宽约400 m，该矿床主要包括Ⅰ、Ⅱ号矿体，呈岩床状产出于奥陶系马家沟群五阳山组灰岩中。矿石中稀土组分以轻稀土为主，稀土品位在 0.13%～0.27%之间。

稀土矿物均以富轻稀土(田世洪等，2006；刘书锋等，2020)为共同特征，但因在该区岩体中含量极少，对岩石稀土品位影响不大。主要化学成分为 CaO、MgO、Fe2O3、SiO2、P2O5、CO2，其次为 REO、Al、Ba、Mn、Sr、Ti 等，Zr、Na、Nb、Cu、Pb、Ga等很少，TRE2O3平均品位为1.00%。矿石类型为含铌稀土-铈组类型。矿体围岩主要为泥质灰岩，其次是粉砂质页岩等。莱芜胡家庄轻稀土矿相关的岩浆岩与中生代燕山晚期碳酸岩(许成等,2002b，2004)密切相关，属中生代白垩纪燕山晚期。

莱芜—淄博地区与白垩纪燕山晚期碳酸岩有关的岩浆型轻稀土矿成矿地质条件为中生代燕山期的岩浆岩在期后发生了碱质交代和热液交代作用，岩石中富碱质、富轻稀土元素；有利的成矿构造即铜冶店—孙祖断裂穿过该区，莱芜富铁矿地区亦有较大的稀土矿找矿潜力。

图19 淄博石马地区地质略图(据山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队，2018修编)1-第四系；2-二叠系；3-石炭—二叠系；4-二叠—三叠—侏罗系；5-奥陶系；6-寒武系；7-寒武—奥陶系；8-白垩系雪野序列鹿野单元碳酸岩；9-白垩系沂南序列上水河单元细粒角闪闪长岩；10-上太古界岩体；11-地质界线；12-平行不整合地质界线；13-角度不整合地质界线；14-断裂；15-稀土矿Fig. 19 Geological sketch of Shima area,Zibo (modified from the Fifth Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology &Mineral Resources,2018)

4 中生代雪野序列岩体成矿规律

4.1 控矿因素

4.1.1 岩体的成矿作用 中生代燕山晚期构造-岩浆活动强烈，受太平洋板块及库拉板块(古太平洋板块)共同作用(刘书锋等，2019)，深大断裂进一步活化，随地幔上涌而地壳减薄，物质重熔，高温高压深熔岩浆流体沿区域性深大断裂带上升，为成矿提供了大量的矿质及热源，成矿岩浆和矿化热液为同一地质时期的不同产物，成矿岩浆形成的岩体与矿化热液形成的矿体在空间上共存，岩体本身即为成矿母岩。

莱芜—淄博地区磷矿和稀土矿的形成在空间上与燕山晚期沂南序列碳酸岩脉、云母岩脉等密切相关，莱芜腰关等磷矿赋存于燕山晚期斑状蛭石化含磷灰石云母岩体中，云母岩为成矿母岩；莱芜胡家庄稀土矿床、淄博石马稀土矿皆赋存于燕山晚期碳酸岩体中，碳酸岩即为成矿母岩。

4.1.2 构造的成矿作用 断裂构造本身具有巨大的机械能，在转变为热能和化学能时导致矿物质迁移、活化、重新分配及再定位等，在有利构造部位极易富集成矿。构造本身具有必要的空间，可作为能量释放之低能部位，故磷矿及稀土矿便可赋存于不同级别、不同序次的构造之中。

莱芜—淄博地区“雪野式磷矿”“莱芜式磷矿”“胡家庄式稀土矿”均分布于鲁中隆起的次级构造单元中，其矿床形态、产状和规模受云母岩脉和碳酸岩脉的产出部位与产状，以及铜冶店—孙祖断裂带、文祖断裂、船厂—五色崖断裂带、金山—姚家峪断裂带、淄河断裂带及其次级派生不同方向断裂所控制，多产于寒武—奥陶系灰岩的断裂破碎带、层间构造滑动带等构造部位。故区域分划性断裂是最有利的控岩、控矿构造，其不同方向的次级构造是有利的导矿和储矿构造，矿(化)体的生成、规模、形态和展布严格受其控制。

4.2 矿床类型及成因

莱芜—淄博地区稀土矿、磷矿属与碳酸岩及云母岩有关的岩浆热液型成因。

自中侏罗世开始，中国东部岩石圈快速减薄，地幔物质迅速隆升，沂沭断裂带剧烈活动，鲁西隆起开始复活，沂沭断裂带的左行平移致使鲁西地块产生次级区域性深大断裂，上地幔岩浆逐渐沿深大断裂附近的构造薄弱带上侵，在上侵过程中岩浆冷凝成侵入岩体。因岩浆的迅速上侵，围岩亦随之产生不同规模的地质应力活动，除发生产状变化外，同时产生了一些新构造，包括断裂构造、岩体接触带构造及围岩的层间滑动带、层间破碎带等，原构造(如断裂、不整合面等)被活化，进而成为热流体运移之通道和场所，为成矿物质的进一步聚集提供了有利的空间条件。

岩浆在上移过程中会伴随热流体的出现，有岩浆本身的，亦有运移过程中围岩组分加入的，这些流体高温高压，大大增加了对许多物质的溶解度。由于这些流体多为高碱性或酸性流体，对稀土元素的溶解度很高，在不断的循环运移过程中很多稀土元素被逐步溶解，即从围岩中“萃取”了成矿物质。在岩浆定位冷凝过程中，流体不断冷却，温度随之降低，流体结晶形成固体矿物而富集成矿。

在成矿过程中，流体起着极其重要的作用，首先溶解成矿物质并不断运移，伴随着岩体的缓慢上升，温度缓慢降低，围岩流体的加入也不断增多，流体的酸碱平衡被打破，成矿物质结晶富集成矿。构造为成矿流体的运移、富集提供了有利的通道和空间，流体运载成矿物质，其酸碱平衡打破后，流体中的成矿物质在有利构造部位沉淀而富集成矿。

5 结 论

(1)莱芜—淄博地区NE、SN、NW向断裂将该区分割成凸起与凹陷相间分布的构造格局，明显控制了岩体、地层和矿产的分布，具有重要的控岩控矿性。

(2)研究区沂南序列雪野岩体分布广泛，产出形态、分布特征不尽相同，是多期构造-岩浆活动的产物，同位素年龄为122～134 Ma，侵入年代为中生代白垩纪燕山晚期。与其成矿密切相关的脉岩主要为蛭石化含磷云母岩脉和碳酸岩脉，形成深度为中—超浅成，因此矿体的形成深度亦基本在此范围内，同时侵入脉岩亦是岩浆岩型磷矿、稀土矿(化)体的成矿母岩。

(3)构造、侵入脉岩为该区主要控矿因素，在“就矿找矿”基础上，应进一步开拓找矿思路和视野，在寻找同类型矿(化)体的同时，于中生代脉岩中自稀土找金铜和自金铜找稀土兼顾。