山東泰萊地區重要礦產成礦規律及預測

摘要：泰萊地區礦產資源豐富，擁有鐵礦、金礦、煤等多種金屬及非金屬礦產資源。本文采用地質勘探、地球物理、地球化學、自然重砂特征以及遙感等手段，對區內成礦地質條件和礦產資源特征進行調查研究。梳理了研究區域內礦床、礦（化）點等71處，其中包括新發現礦（化）點7處；確定了各礦種的礦床地質特征、成因類型以及成礦時代；總結了區域成礦規律與成礦模式，以及劃分了成礦遠景與找礦靶區。本研究為下一步找礦方向與工作布署提供了重要參考與指導意義。

關鍵詞：礦產資源；地質特征；成礦規律；找礦預測;泰萊地區；山東

中圖分類號：P62""" 文獻標識碼：A""" doi：10.12128/j.issn.16726979.2024.03.005

0 引言

泰萊地區地質工作歷史悠久，研究程度較高。前人開展了基礎地質調查、物探、化探、遙感、礦產勘查及地學研究等一系列地質工作，主要查明礦產資源包括鐵礦、金礦、煤等數十種金屬及非金屬礦，顯示出較好的找礦前景和巨大的資源潛力［14］。

結合研究區遙感解譯程度、巖石地層特征、物化探異常及礦產資源分布規律等已有資料，本研究采用地質勘探、地球物理、地球化學、自然重砂特征以及遙感等工作手段，查明區內典型礦床與成礦地質條件。通過對研究區地質礦產特征及成礦規律分析，為該地區開展找礦勘探提供依據。

1 地質背景

研究區主要位于山東省泰安市岱岳區、新泰市和濟南市萊蕪區，大地構造位置位于華北板塊（Ⅰ）魯西隆起區（Ⅱ）魯中隆起（Ⅲ），新甫山萊蕪斷隆（Ⅳ）泰萊凹陷和新甫山凸起（Ⅴ）［5］（圖1）。

1.1 成礦建造

研究區地層自下而上劃分為新太古代泰山巖群，古生代寒武紀朱砂洞組、饅頭組、張夏組、崮山組、炒米店組，寒武奧陶紀三山子組、奧陶紀東黃山組、北庵莊組、土峪組、五陽山組、閣莊組、八陡組，石炭二疊紀本溪組、太原組、山西組、石盒子群，中生代侏羅紀三臺組、白堊紀方戈莊組，新生代古近紀朱家溝組及第四系［6］。廣泛分布的沉積地層為石灰巖、白云巖、煤炭等沉積型礦產提供了良好的成礦條件。區域內侵入巖廣泛分布，形成時代主要為新太古代、中生代，其中以新太古代最為發育；燕山中晚期閃長巖和閃長玢巖的大規模侵入，與奧陶紀馬家溝群石灰巖接觸形成接觸交代矽卡巖型鐵礦床，新太古代及中生代的部分小侵入體、偉晶巖脈和石英脈是金、稀有金屬（鈮鉭）等的有利成載體。此外，廣泛分布的新太古代泰山巖群是變質沉積型鐵礦床與綠巖帶型金礦床的有利賦存層位。

1.2 礦產特征

研究區內礦產資源豐富，包括煤、油頁巖等能源礦產，金、鐵、稀有（稀土）金屬等金屬礦產，以及石灰巖、白云巖、磷灰石、陶瓷用黏土、硫鐵礦、重晶石、硅石、長石、白云母、飾面石材等非金屬礦產［712］。本研究共梳理了礦產地24處（大型4處、中型6處、小型14處）、礦點40處、礦化（線索）點7處，合計71處；其中包括本次新發現礦（化）點7處；涉及礦種26種。

區內煤礦主要分布于距萊蕪區城東南約8 km處，主要由南冶、南港、西港、東港等礦井組成。另外隱伏礦層賦存于泰萊凹陷南緣，煤層形成于石炭二疊紀，主要賦存于太原組、山西組中。

區內金屬礦產分為貴金屬礦產、有色金屬礦產、黑色金屬礦產、稀有金屬礦產。貴金屬礦產主要為金礦，分為巖金和砂金2類。巖金按成因又可分為變質熱液型和石英脈型2種類型，巖金主要分布于西南峪和東官莊一帶；砂金產于第四紀堆積物中，主要沿2個帶分布：紙房周家莊官橋砂金帶（西帶）與李條莊石河莊安樂莊砂金帶（東帶）；有色金屬礦產主要為銅礦，出露有龍石崖銅礦點、雁翎關銅礦點；黑色金屬礦產主要為鐵礦，按成因類型分屬接觸交代矽卡巖型鐵礦、沉積變質型鐵礦，主要包括萊蕪市柴莊接觸交代矽卡巖型鐵礦與新泰市邢家莊沉積變質型鐵礦；稀有金屬礦產主要為鈮、鉭，二者共生于同一礦床中，主要產于新泰市石棚—雁翎關一帶偉晶巖內，與長石、云母、鋰等礦產伴生或共生。

區內非金屬礦產地位重要、種類多、規模較大，開采、開發利用時間早，有較高的經濟價值。主要非金屬礦產包括：冶金輔助原料礦產（石灰巖、白云巖）；化工原料及化肥礦產（硫鐵礦、蛇紋巖、磷灰石、重晶石）；陶瓷及玻璃工業原料（硅石、長石、陶瓷黏土礦）；工藝美術材料（燕子石、假山石）；鑄石材料（輝綠巖）。

2 地球物理背景

2.1 地球物理

區域重力特征總體反映為大規模的重區域重力特征總體反映為大規模的重力低，布格重力值范圍（0～40）×105m/s2。在此背景上，重力場區呈塊狀相間分布，表現為強波動性，不同塊狀場區以舒緩的等值線分界。從總體上看塊狀異常有NW向的走向趨勢，反映該區的斷裂、凸起和基底巖系的走向以NW向為主，近地表地質體橫向密度差大、埋藏淺。中新生代斷陷盆地（如泰安—范鎮—口鎮一帶）反映為重力低背景上的負極值異常帶，古生代地層分布區及蒙山、新浦山等凸起區均反映為相對重力高異常。根據重力場值高低、異常形態及其性質，該調查區內重力場可分為8個區域（圖2）：西北部重力低、西南部重力高、北部重力高、中南部重力高、中部重力高、東北部重力低、東南部重力高、南部重力低。

研究區磁場特征表現為NW向分布的波動正負磁場，北部以正磁異常為主，中南部以負磁異常為主。磁異常總體呈NW向展布，ΔT值變化范圍300～600 nT（圖2）。磁異常整體較為雜亂，尤其是研究區西部，高低磁異常雜亂分布，形成復雜的磁場特征。東北部區域磁場相對較為平穩，局部出現相對高磁場。根據磁場的變化特征，將研究區磁場劃分為以下6個區域：北部磁異常高、西北部磁異常低、西南部波動磁異常高、中部帶狀磁異常高、東北部磁異常平緩、東南部磁異常高。

2.2 地球化學

基于前人開展的化探工作包括水系沉積物、土壤和巖石測量工作，本文通過對研究區主要元素富集趨勢分析發現：金的“隆起”區主要出現于周家莊—官橋、單家莊—石河莊地區，“凹陷”區位于徂徠山及新甫山地區；銅的“隆起”區主要分布于櫻桃園—戚家峪及柴莊附近；鉛的“隆起”區主要分布于柴莊及東王莊幅東北角；鋅的“隆起”區主要分布于櫻桃園—戚家峪及襪子鋪地區。

本文根據異常組合特征共劃分15處異常，其中包括優選出的5處重要異常：泰安市西南峪金異常區（Ⅰ級）；新泰市單家莊東官莊金銅鋅組合異常區（Ⅰ級）；泰安市櫻桃園新泰市戚家峪鋅銅金異常區（Ⅱ級）；泰安市櫻桃園新泰市戚家峪鋅銅金異常區（Ⅱ級）；新泰市蓮花山襪子鋪銅鉛鋅金組合異常區（Ⅱ級）；新泰市單家峪李家莊金異常區（Ⅱ級）。

2.3 自然重砂特征

研究區除大汶河流經區堆積有較厚的第四系外，絕大多數地區基巖裸露。西南部及東南部地勢較高，為中低山丘陵剝蝕堆積區。地形切割強烈，河谷發育，主要為間歇性河流，河床內砂礫沉積物較多，有利于重礦物賦存，是重砂測量工作的有利地區。

根據1∶20萬區域重砂和1∶5萬區調工作重砂測量成果資料，對研究區有用礦物進行了整理，共圈出各類單礦物異常144處，孤高點45處，經篩選確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級別異常65處。在異常評序基礎上，優選出泰安市郊西南峪新泰市官橋金異常、萊蕪市李條莊金異常、新泰市東官莊金異常、萊蕪市劉家林新泰市襪子鋪公山前獨居石異常、新泰市天井峪鈮鉭礦異常、新泰市單家莊重晶石異常等6處重要異常。

2.4 遙感特征

區內遙感羥基異常較為發育，鐵染異常中等發育。羥基異常整體呈NW向展布，鐵染異常呈近EW向展布，與區域構造線、蓋層走向基本一致。羥基異常規模大，異常局部沿斷裂分布，形成多個濃集中心，異常主要發育于泰山巖群、寒武紀地層，少量分布于新太古代二長花崗巖、片麻巖中。鐵染異常主要發育于寒武紀、奧陶紀地層以及新太古代二長花崗巖中。結合成礦地質條件、蝕變信息特征，研究區共圈定遙感異常5處（表1）。其中，YG1、YG4為采石活動引起的假異常；YG5異常區內無已知礦產地，但成礦地質條件較好；YG2、YG3異常內存在已知礦產地，是重點異常查證區。

3 成礦規律與成礦模式

3.1 區域成礦規律

研究區內礦產資源豐富，種類繁多。盡管形成于不同的地質時期與成礦背景，但在時間和空間上呈現一定的規律性。

3.1.1 礦產空間展布特征

礦產在區域分布上的特點表現在不均勻性和集中分布的規律性。以變質礦床為主的礦產主要出露于泰山巖群變質火山—沉積地層出露區，大面積出露的花崗巖區則未能發現有價值的礦產。以沉積型為主的礦產賦存在古生代所形成的蓋層中，分布于研究區北部。燕山期礦產以內生礦產為主，主要分布在蓋層出露區。喜山期的砂礦受基巖出露區和地貌制約，主要分布于相應礦產元素豐度值較高的巖石出露區附近的第四系中。砂金多分布于雁翎關組和柳杭組地層出露區及附近的第四系中。獨居石砂礦、磷釔砂礦分布于上港單元奧長花崗巖和偉晶巖分布區及附近的第四系中。

根據研究區內礦產分布和成礦地質條件，劃分出4個成礦帶：①北部EW向成礦帶，主要發育石灰巖、白云巖、煤及黏土礦等沉積型礦產；②NNW向單家莊東官莊成礦帶，集中分布有硫鐵礦、蛇紋巖礦、長石礦、鈮鉭礦、巖金及砂金礦、獨居石砂礦；③NNW向紙房官橋成礦帶，主要礦產有巖金、砂金、硅石等；④東官莊羊流斷裂南側成礦帶，為主要的石膏成礦區。

3.1.2 成礦時代及演化規律

礦產在地史上的形成具有明顯的階段性，每一個階段又表現出同一成因類型礦床的集中性［13］。根據本區礦產形成的時代、地史演化、成礦條件等，大致劃分了5個成礦期：泰山（太古宙）成礦期、加里東成礦期、海西成礦期、燕山成礦期、喜山成礦期。

泰山（太古宙）成礦期：以變質類型礦產為主，本期的大地構造環境為萌地槽，構造復雜，具多期變質的火山沉積地層，地史演化周期長，有從超基性、中性至酸性的巖漿巖侵入，形成了沉積變質型礦產（磁鐵礦）、巖漿型變質礦產（蛇紋巖）和其他內生礦產（硫鐵礦、偉品巖型礦床、磷礦、金礦等）。

加里東及海西成礦期：本期地殼穩定、蓋層發育，大面積的沉降引起了多次的海進和海退。在早期，以海進為主，形成一套淺海相碳酸鹽—頁巖建造，形成豐富的石灰巖和白云巖礦床。晚期是以海退為主，形成一套海陸交互相、陸相、湖泊沼澤相砂頁巖、灰巖建造，形成煤礦和黏土礦。

燕山成礦期：進入燕山期，地殼重新活化，構造運動強烈，伴隨發生一系列的巖漿侵入，地熱增溫，形成一些重要的內生礦產，矽卡巖型鐵礦，熱液型的銅礦、重晶石礦等，都與斷裂構造和巖漿作用有關。

喜山成礦期：喜山期自始新世紀開始，燕山期斷裂構造又開始活動，由于差異性升降運動而形成凸起區和坳陷區。某些坳陷盆地形成封閉的內陸湖泊，接受凸起區提供的物質沉積，在有利的氣候條件下形成一套含膏、硫、油沉積建造。進入第四紀，地殼趨于穩定，凸起區出露泰山巖群古基底，為砂礦床的形成提供了必要礦源物質，相繼形成砂金礦、獨居石砂礦。

3.2 區域成礦模式

研究區礦產成因類型復雜。巖金按成因可分為綠巖帶變質熱液型和綠巖帶石英脈型；鐵礦按成因類型分屬接觸交代矽卡巖型與沉積變質型；砂金與稀土金屬礦賦存于第四系沉積物中；以及偉晶巖型稀有金屬礦與沉積型為主的石灰巖、白云巖等非金屬礦。本文基于前人資料以及對成礦地質背景研究、成礦規律研究、典型礦床研究的基礎上，初步總結了研究區內金礦、鐵礦、稀有金屬（鈮鉭）礦的區域成礦要素和區域成礦模式。

3.2.1 變質熱液型金礦床成礦要素及成礦模式

化馬灣式變質熱液綠巖帶型金礦區域成礦模式建立在泰安市西營埠洼預測工作區內（圖3）。在魯西地區新太古代末期古元古代發生的區域變質作用，泰山巖群原巖的火山沉積巖系發生變質作用，伴隨著區域變質、TTG巖系的侵入、韌性變形、推覆剪切等構造巖漿活動，礦源層中的金活化富集，形成了高金背景的金礦化帶［7］。

古元古代韌性剪切帶是化馬灣式變質熱液綠巖帶型金礦的主要控礦構造，一般發育在泰山巖群內或與新太古代巖體的接觸部位，走向以NW、NWW向為主。區域性韌性剪切帶往往控制著礦床的產出部位，大規模的韌性剪切活動與成礦密切相關，是綠巖型金礦的主成礦期。受燕山期巖漿活動的影響，使早期形成的含金硅化脈金元素再次富集，提高了礦石品位。

3.2.2 接觸交代型鐵礦床成礦要素及成礦模式

萊蕪式接觸交代型鐵礦區域成礦模式建立在萊蕪預測工作區內（圖4）。萊蕪式接觸交代（矽卡巖）型鐵礦產于中生代白堊紀中—基性巖漿巖與奧陶紀灰巖接觸帶上，主要為塊狀磁鐵礦。與成礦有關的侵入巖在濟南地區為輝長巖和輝石閃長巖，在萊蕪地區主要為正長閃長巖和輝石閃長巖，在淄博金嶺為輝石閃長巖，以上特征說明萊蕪式接觸交代（矽卡巖）型鐵礦成礦巖體以中基性侵入巖為主［1415］。

與成礦有關的沉積巖在濟南地區為馬家溝群五陽山段和北庵莊段，在萊蕪地區主要為馬家溝群北庵莊段、五陽山段和八陡段，在淄博金嶺為馬家溝群五陽山段和八陡段及太原組下部灰巖，以上地層均為質地較純的灰巖，故萊蕪式接觸交代（矽卡巖）型鐵礦成礦圍巖以純灰巖最為有利。矽卡巖化、蛇紋石化、強烈的蛭石綠泥石化與成礦關系密切。

3.2.3 偉晶巖型稀有金屬礦床成礦要素及成礦模式

區域偉晶巖脈規模成群，相對集中分布。巖脈的產出顯著受斷裂構造、層間裂隙等控制，以脈狀、透鏡狀為主產出。偉晶巖的產出形態，明顯受控于早期的裂隙，體現為深部偉晶巖漿在侵位體冷卻后瞬間噴發至先存裂隙中，遷移、利用早期裂隙的特點。而在結晶分異成因偉晶巖中，控脈裂隙規律性差，且在流體緩慢遷移和結晶的過程中，水力破裂常誘發新的斷裂，使流體在遷移過程中不斷并流，規模變大［1617］（圖5）。

新太古代泰山巖群是Rb、Nb、Ta、Li、Cs、Zr等元素的重要物質來源，吸附于雁嶺關組巖層中的Rb、Nb、Ta元素在富F、K、Na等高溫流體作用下，發生遷移而富集成礦，最終形成具有工業價值的礦床。

4 找礦預測

4.1 成礦遠景

成礦遠景區又稱“成礦預測區”或“礦產遠景區”，是指具有有利的成礦地質條件，可能發現某些礦產的地區［19］。依據構造—控礦構造、含礦地層、構造沉積建造、與早中生代花崗巖類有關成礦巖漿建造和已知礦床、礦（化）點的空間分布，結合物化探各類組合異常的分布、套合情況，以及發現礦床的可能性初步圈出了9個成礦遠景區，分別是：西南峪柳杭成礦遠景區、郗官莊魯東冶成礦遠景區、任家莊梨園溝成礦遠景區、高家莊戚家莊成礦遠景區、塔子成礦遠景區、大荒峪徐家峪野虎溝成礦遠景區、西港成礦遠景區、蘇莊成礦遠景區、襪子鋪公山前成礦遠景區（圖6）。

4.2 找礦靶區

找礦靶區是指通過礦產地質調查，依據地質、物探、化探、遙感等資料，綜合分析成礦地質條件和找礦標志，與已知礦床找礦預測模型吻合程度高，成礦條件有利、資源潛力較大、預測依據充分，預期可發現新的礦產資源的地區［20］。本次工作通過礦產地質調查圈定找礦靶區6個，其中優選靶區3個：西南峪金礦深部及外圍找礦靶區、石棚稀有金屬礦深部找礦靶區、柴莊鐵礦深部找礦靶區（表2）。

5 結論

（1）研究區礦產資源豐富，種類繁多，包括能源礦產、金屬礦產、非金屬礦產等3大類共26種。本研究共梳理出礦床、礦（化）點等71處，包括新發現礦（化）點7處。

表2 研究區優選靶區劃分及特征靶區名稱靶區特征靶區礦種西南峪金礦深部及外圍找礦靶區 該區發育較好的太古宙晚期綠巖帶，金礦化帶具層控性質，韌性剪切帶與走向斷裂構造破碎帶為金礦化有利地段，成礦前景較好；重力高磁力高異常形態與泰山巖群分布大致對應；金異常呈NW向分布，北寬南窄，主要分布在西南峪—李家莊一帶金石棚稀有金屬礦深部找礦靶區 該區發育NW向斷裂及走向NW，傾向NE的劈理和節理，偉晶巖脈發生鈉長石化、鉀長石化等蝕變交代現象；重力異常呈帶狀，走向NW，磁異常相對較弱，形態為串珠狀；化探結果顯示Nb、Ta、Rb、Cs、Li 等元素的含量在靠近花崗偉晶巖的地段出現高峰值鈮鉭、銣柴莊鐵礦深部找礦靶區 本區第四系覆蓋嚴重，礦體主要賦存于石灰巖與閃長巖的接觸帶；重力異常由多個不規則團塊狀組成的EW向橢圓狀異常帶，磁異常呈長條狀，走向NW鐵（鈷）

（2）研究區內礦產的時空分布特征大致分為5個成礦期以及4個主要成礦區（帶），初步總結了研究區內礦產資源的區域成礦規律和區域成礦模式。

（3）本研究共圈定了9個成礦遠景區以及6個找礦靶區，為下一步找礦方向與工作布署提供了重要參考與指導意義。

參考文獻：

［1］ 山東省地質礦產局.山東省區域地質志［M］.北京：地質出版社，1991：1120.

［2］ 張增奇，劉明渭.山東省巖石地層［M］.武漢：中國地質大學出版社，1996：120.

［3］ 孔慶友，張天禎，于學峰，等.山東礦床［M］.濟南：山東科學技術出版社，2006：120.

［4］ 王海芹，梁太濤，王秀鳳，等.山東省鐵礦資源供需形勢分析［J］.山東國土資源，2021，37（11）：3035.

［5］ 張增奇，張成基，王世進，等.山東省地層侵入巖構造單元劃分對比意見［J］.山東國土資源，2014，30（3）：123.

［6］ 章森桂，張允白，嚴惠君.《中國地層表》（2014）正式使用［J］.地層學雜志，2015，39（4）：359366.

［7］ 高長亮，王公運，呂振山，等.新泰地區綠巖型金礦及其成因探討［J］.山東地質，2000，16（4）：3338.

［8］ 李強，劉敬杰，崔學敏，等.泰安市化馬灣金礦地質特征及找礦標志［J］.成果與方法，2004（2）：4750.

［9］ 湯立成.魯西地區古生代非金屬礦含礦沉積建造［J］.山東地質，1996，10（2）：4861.

［10］ 于明光，鄧覺梅，熊玉強，等.山東泰安柴莊地區鐵礦成礦特征［J］.礦業工程，2019，17（1）：45.

［11］ 王繼芳，安茂國，徐然，等.魯中隆起區稀土礦成礦地質特征及找礦前景分析［J］.山東國土資源，2022，38（11）：114.

［12］ 王云燕，徐韶輝，吳秉祿.山東萊蕪地區牛泉鐵礦成礦地質特征及成因探討［J］.山東國土資源，2021，37（4）：916.

［13］ 于學峰，張天禎，王虹，等.山東省礦床成礦系列研究［J］.礦床地質，2016，35（1）：169184.

［14］ 宗信德，賈東亮，劉超，等.山東萊蕪接觸交代熱液鐵礦礦體形態研究［J］.山東國土資源，2010，26（11）：1318.

［15］ 宗信德，李衛，趙宏生，等.山東萊蕪接觸交代熱液鐵礦多因素成礦及特征［J］.地質與資源，2011，20（5）：370375.

［16］ 謝玉玲，夏加明，崔凱，等.中國碳酸巖型稀土礦床：時空分布與成礦過程［J］.科學通報，2020（33）：37943808.

［17］ 汪子杰.山東省鈮鉭礦典型礦床特征及找礦遠景區劃分［J］.有色金屬，2020（2）：4551.

［18］ 呂曉強.柴北緣生格地區花崗偉晶巖型鈮鉭礦成因及成礦潛力評價［D］.西安：長安大學，2012：120.

［19］ 葉天竺.勘查區找礦預測理論與方法［M］.北京：地質出版社，2014：120.

［20］ 牛金.昆崳山巖體東緣金礦成礦規律研究及找礦靶區劃分［J］.山東國土資源，2022，38（4）：1422.

Metallogenic Regularity and Prediction of Important Mineral Resources in Tailai Area in Shandong Province

YANG Bin， LIANG Jipo， LUO Wenqiang， TANG Lulu， NI Yongjin， WU Kanglin， XIN Hao

（Shandong Institute of Geological Sciences， Key Laboratory of Gold Mineralization Processes and Resource Utilization， MNR， Shandong Provincial Key Laboratory of Metallogenic Geological Process and Resource Utilization， Shandong Jinan 250013， China）

Abstract：Tailai area is rich in mineral resources， with iron deposit， gold deposit， coal and other metal and non-metallic mineral resources. In this study， by using field geological survey， geophysics， geochemistry， heavy mineral anomaly， remote sensing and other means， geological condition and mineral characteristics in the area have been investigated and studied. 71 mineral deposits and mineralization sites in the study area have been sorted out， including 7 newly discovered mineralization sites. In this study， geological characteristics of the deposits， genetic types， and the age of mineralization of each mineral species have been determined. Regional metallogenic regularity and mineralization pattern have been summarized， and the mineralization prospect and prospecting target area have been divided. It will provide essential references and guidance for future work.

Key words：Tailai area; mineral resources; geological characteristics; metallogenic regularity; mineral prediction