山东省鲁西金刚石的类型、源区及区域壳幔演化背景

摘要

山东省鲁西地区具有工业价值的金刚石矿有原生金刚石矿和金刚石砂矿两种类型,前者的母岩类型主要有金伯利岩型和煌斑岩型;后者的母岩类型有砾岩型和砂岩型,产于第四纪小埠岭组和于泉组中.寒武纪李官组、石炭纪本溪组、侏罗纪三台组、古近纪官庄群和新近纪白彦组也是金刚石的储集层,但均达不到工业利用的要求.这些储集层中所含的金刚石比较而言,蒙阴和费县等地的本溪组中的粒度最大,平邑—泗水地区白彦组中的含量最富,临沂金雀山三台组中的完整晶型者占比最高,枣庄上泥河和泗水踅庄地区李官组中的金刚石熔蚀、磨圆最严重.不同层位和类型的金刚石,其源区、形成时代和构造背景不同.岩相古地理分析表明,李官组金刚石来源于其西南侧马山—四海山一带早前寒武纪结晶基底中的超镁铁质岩,这些超镁铁质岩形成于新太古代,元古宙末早前寒武纪结晶基底隆起、超镁铁质岩遭受剥蚀,少量金刚石沉积于寒武纪底部的李官组砾岩中;本溪组和三台组金刚石的分布和特征指示其源区为蒙阴金伯利岩,蒙阴金伯利岩形成于早—中奥陶世,金伯利岩形成之后发生的加里东运动和印支运动—早燕山运动造成鲁西中部的徂徕山—蒙山一带隆起,金伯利岩被抬升至地表遭受剥蚀,金刚石分别沉积于本溪组和三台组砾岩中;官庄群、白彦组、小埠岭组和于泉组中金刚石的分布和特征指示其源区也主要是蒙阴金伯利岩,新生代鲁西北部的徂徕山-蒙山隆起仍然处于强烈隆升状态,造成白彦组、小埠岭组和于泉组的金刚石富集区均分布于鲁西的南部区域.不同时代金刚石源区的地幔地球化学性状明显不同,华北陆块自太古宙至古元古代地幔源区的εNd(t)=+0.5～+4,指示上地幔处于弱亏损状态;鲁西金伯利岩的εNd(t)值变化于-4.78～+2.76,暗示鲁西早古生代地幔总体处于弱富集状态;鲁西中生代镁铁质岩石的εNd(t)介于-9.2～-21.21,说明地幔于中生代发生强烈富集.鲁西金伯利岩型金刚石原生矿源自于早古生代弱富集地幔.