榮成大疃劉家鈹?shù)V礦物賦存狀態(tài)

孫緒德，尹升，張海芳

(山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 煙臺(tái) 264004)

①山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，孫緒德等，山東省榮成市大疃劉家鈹?shù)V區(qū)普查地質(zhì)報(bào)告，1999年。

②山東海天礦業(yè)有限公司，鄒建等，山東省榮成市大疃劉家礦區(qū)鈹?shù)V詳查報(bào)告，2009年。

榮成市大疃劉家鈹?shù)V床是目前山東省內(nèi)唯一以單獨(dú)鈹?shù)V物進(jìn)行評(píng)價(jià)的鈹?shù)V床。1998—1999年6月，山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院進(jìn)行了較為系統(tǒng)的普查評(píng)價(jià)①，2007—2009年7月山東海天礦業(yè)有限公司進(jìn)行了詳查評(píng)價(jià)②，為小型礦床。礦床成因?yàn)橹袦責(zé)嵋盒外數(shù)V床(含鈹蝕變花崗巖型鈹?shù)V床)[1]。鈹?shù)V物為獨(dú)立存在的羥硅鈹石，是目前已知礦床中不含寶石類礦物的鈹?shù)V床。

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)位于蘇魯造山帶膠南-威海隆起、威海隆起、威海-榮成凸起區(qū)[2]。區(qū)內(nèi)侵入巖極其發(fā)育，主要為中生代印支期寧津所超單元峨石山單元中粒角閃正長(zhǎng)巖和東山單元中粒含黑云輝石正長(zhǎng)巖，燕山晚期槎山超單元院夼單元中粗粒正長(zhǎng)花崗巖和人和單元粗粒正長(zhǎng)花崗巖(圖1)，均為鈣堿性系列巖石。正長(zhǎng)花崗巖為主要賦礦圍巖。

區(qū)內(nèi)發(fā)育一系列NW向脆性斷裂構(gòu)造，規(guī)模不一。帶內(nèi)多發(fā)育斷層泥、碎裂巖、角礫巖，發(fā)育硅化、高嶺土化、碳酸鹽化、絹云母化等蝕變。斷裂以張性、張扭性質(zhì)為主，控制鈹?shù)V體的生成。

1，2—槎山超單元院夼單元，人和單元；3，4—寧津所超單元峨石山單元，東山單元；5—壓扭性斷裂；6—張扭性斷裂；7—碎裂巖；8—絹云高嶺土；9—鈹?shù)V體及編號(hào)圖1 大疃劉家鈹?shù)V地質(zhì)略圖

1.2 礦體特征

該礦床共有7個(gè)礦體,均賦存于NW向張扭性斷裂構(gòu)造帶中,產(chǎn)狀與斷裂產(chǎn)狀基本一致。其中規(guī)模較大的有Ⅰ-1，Ⅰ-3，Ⅱ-1和Ⅲ-1號(hào)礦體(表1)。礦體主要呈透鏡狀，其中Ⅲ-1礦體呈脈狀。

Ⅰ-1號(hào)礦體：地表出露長(zhǎng)度280m，寬20m，呈透鏡狀展布。總體走向319°，傾向NE，傾角60°～73°。控制最大延深138m，賦存標(biāo)高0～+172m。BeO品位0.033%～0.1838%,平均品位0.09%；厚度1.31～21.61m,平均厚度7.79m。礦體地下有分支現(xiàn)象,局部具反傾特點(diǎn)。

表1 大疃劉家鈹?shù)V礦體特征

注：#為低品位礦體

1.3 礦石特征

該鈹?shù)V床含礦巖性為含鈹絹云母化高嶺土化正長(zhǎng)花崗巖。強(qiáng)烈風(fēng)化者,呈土黃色、灰土黃色、褐土黃色、灰綠土黃色，呈粉末狀、土狀、土塊狀，手摸之具滑感，手拈后呈粉末狀；半風(fēng)化者，具塊狀構(gòu)造，錘敲易碎。

根據(jù)礦石風(fēng)化程度，礦石自然類型為全風(fēng)化礦石和半風(fēng)化礦石。根據(jù)圍巖蝕變、礦石夾石特征，礦石成因類型為含鈹絹云母化高嶺土化正長(zhǎng)花崗巖型礦石。

根據(jù)礦石中有用礦物和脈石礦物組合，礦石類型為羥硅鈹石-絹云母-碳酸鹽巖-長(zhǎng)石-石英型鈹?shù)V石，礦石結(jié)構(gòu)以鱗片變晶結(jié)構(gòu)為主，其次為鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)、自形晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、輕微碎裂結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為土狀、粉末狀構(gòu)造，其次是蜂窩狀和空洞狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。

2 礦物賦存狀態(tài)

2.1 礦石物質(zhì)組成

礦石中主要礦物為絹云母，其次為方解石、石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石，有少量輝石、角閃石、黑云母、重晶石，副礦物為榍石、銳鈦礦、金紅石、磷灰石、磷鋁鈰石、白鈦礦、褐簾石、綠簾石、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、石榴子石、電氣石等。有用礦物為羥硅鈹石(表2)。

2.2 羥硅鈹石賦存狀態(tài)

2.2.1 羥硅鈹石一般特征

羥硅鈹石分子式為Be4[Si2O7](OH)2,理論值BeO含量39.6%～42.6%[3],光譜定量實(shí)測(cè)結(jié)果BeO為42.51%，能譜分析其氧硅原子比為4.35∶1(表3)，與羥硅鈹石理論值接近。

表2 礦石礦物組成

表3 羥硅鈹石能譜分析結(jié)果

羥硅鈹石呈無(wú)色、白色，長(zhǎng)柱狀、針柱狀產(chǎn)出，中正突起，解理中等。平行消光,一級(jí)灰黃—橙黃干涉色；部分晶體沿橫斷面發(fā)生斷裂，晶體彎曲、波狀消光。礦物顆粒細(xì)小，延展率比較大，1.8～32；粒度范圍長(zhǎng)徑0.014～0.30mm，短徑0.002～0.032mm，顆粒長(zhǎng)寬比主要分布于4～15之間,占92.99%。

2.2.2 羥硅鈹石賦存狀態(tài)

鈹元素主要以羥硅鈹石單礦物賦存在礦石中(表4)。以羥硅鈹石單礦物存在的BeO占79.45%；少部分分散在其他礦物中，以赤鐵礦、褐鐵礦中BeO含量較高，其次是絹云母、重晶石等。BeO呈分散狀態(tài)占20.55%，主要集中在絹云母中，這是由于礦石中絹云母含量高所致，分散狀態(tài)的BeO無(wú)法回收。

羥硅鈹石在礦石中有4種賦存狀態(tài)：①呈針柱狀、長(zhǎng)柱狀細(xì)小晶體散布于絹云母中(圖2a)；②羥硅鈹石晶體往往斷裂，多分布于絹云母、硅化石英粒間或被石英包裹(圖2b)；③羥硅鈹石主要呈單晶分布，或呈柱狀堆積體產(chǎn)出，分布不均勻，部分呈浸染狀分布(圖2c)；④羥硅鈹石與褐鐵礦、方解石、重晶石連生于絹云母中(圖2d)，可穿插褐鐵礦、方解石、重晶石，有時(shí)可見針柱狀自形晶分布于重晶石、方解石單晶中，呈包裹連晶。

表4 BeO的賦存分配結(jié)果

2.3 絹云母賦存狀態(tài)

礦石中絹云母含量80%～90%，與羥硅鈹石密切連生。絹云母呈細(xì)小鱗片狀集合體,交代原巖礦物，無(wú)色—淡黃褐色—淡黃綠色，粒度0.002mm×(0.003～0.015)mm×0.025mm；少數(shù)白云母為片狀、放射狀集合體，粒度0.02mm×(0.05～0.3)mm×0.5mm，與碳酸鹽礦物關(guān)系密切，可沿早期絹云母集合體裂隙分布。該區(qū)絹云母成分與理論值比較，Al偏低，Si偏高，K相當(dāng)，有少量的Fe,Mg帶入。SiO2含量52.96%，應(yīng)為多硅絹云母。

圖2 羥硅鈹石在礦石中的4種賦存狀態(tài)

2.4 碳酸鹽礦物賦存狀態(tài)

碳酸鹽礦物以方解石為主，呈他形粒狀，因氧化、風(fēng)化作用有鐵染現(xiàn)象。碳酸鹽礦物粒度一般0.2～0.5mm,細(xì)可達(dá)0.03mm左右，粗可達(dá)1.2mm。

集合體呈細(xì)脈浸染狀、不規(guī)則脈狀分布于絹云母中；或分布于絹云母角礫間，與板狀、短柱狀重晶石共生關(guān)系密切。與羥硅鈹石多不連生,局部見粒狀方解石交代柱狀羥硅鈹石而連生，或者羥硅鈹石針柱狀自形晶分布于方解石單晶中呈包裹連晶，或者羥硅鈹石柱狀、放射狀分布在絹云母與方解石間；在方解石單晶中可分布有粒狀硅化石英。

3 結(jié)語(yǔ)

榮成市大疃劉家鈹?shù)V產(chǎn)于蝕變正長(zhǎng)花崗巖中，鈹主要以羥硅鈹石單礦物賦存在礦石中，其次與褐鐵礦、方解石、重晶石連生于絹云母中,少量鈹分散在絹云母、赤鐵礦、褐鐵礦、重晶石等礦物中。與已知鈹?shù)V床相比，無(wú)含鈹寶石類礦物出現(xiàn)。羥硅鈹石和石英波狀消光等礦物特征，說明礦床的形成與構(gòu)造和巖漿熱液作用有關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉玉潭，孫緒德，董祥呈.榮成市大疃劉家鈹?shù)V地質(zhì)特征[J].山東國(guó)土資源，2006，22(6-7):85-88.

[2] 山東省國(guó)土資源廳資源儲(chǔ)量處，山東省國(guó)土資源檔案館.山東省礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量報(bào)告編制指南[M].濟(jì)南：山東省地圖出版社，2010：274-279.

[3] 地質(zhì)礦產(chǎn)部地質(zhì)辭典辦公室.地質(zhì)大辭典(二)[M].北京：地質(zhì)出版社，2005：63.