膠東牟平－乳山成礦帶拆離斷層控礦特征及找礦方向

楊喜安，趙國春，宋玉波，田飛，董漢文，高建偉

(1.中國地質大學地質過程與礦產資源國家重點實驗室，北京100083;2.山東金洲集團，山東乳山264500)

膠東牟平－乳山成礦帶拆離斷層控礦特征及找礦方向

楊喜安1，趙國春1，宋玉波2，田飛1，董漢文1，高建偉1

(1.中國地質大學地質過程與礦產資源國家重點實驗室，北京100083;2.山東金洲集團，山東乳山264500)

通過對比牟乳成礦帶和其西部變質核雜巖區金礦床的控礦構造、成礦時代、地球化學特征可知，這些金礦床具有同構造、同成礦期、同物質來源的特點，控礦構造同為拆離斷層，其中牟乳成礦帶為拆離斷層上盤發育的，一系列近似平行且等間距的NNE向的斷層控礦。預測在牟乳成礦帶下部，即在拆離斷層附近可能存在品位更高、厚度更大的礦床。

金礦;拆離斷層;控礦構造

膠東牟平－乳山成礦帶(牟乳成礦帶)位于膠東東部(圖1)，是山東半島三個主要成礦帶之一。沿牟乳成礦帶分布著大大小小一百多個金礦床(點)，黃金礦產較為豐富，其中金青頂金礦是目前該成礦帶上最大的金礦床(圖2)，達大型規模。然而，經過幾十年的開采，面臨閉坑和資源危機。近幾年，國家投入大筆資金，進行危機礦山接替資源勘查，效果不甚理想，尋找接替資源迫在眉睫。

圖1 膠東牟乳成礦帶與大地構造位置圖Fig.1 Map showing the Muping-Rushan metallogenic belt in Jiaodong and its geotectonic settings

前人對牟乳成礦帶的構造進行研究所取得的成果，主要表現在以下幾個方面:(1)根據牟乳成礦帶成礦特征和物理化學條件進行成礦構造地球化學實驗，表明分散在黃鐵礦中的成礦元素在高溫高壓剪應力作用下，產生活化遷移。金的遷移可以固態納米金形式及在化學遷移作用下進行(高太忠等，1998，1999)。(2)通過對區內脈狀金礦的定位構造研究，提出乳山式金礦具有NNE向成帶、NE向成行的特點，礦體定位受NNE及NE向斷裂的聯合控制(謝宏遠等，1999)。(3)利用波狀鑲嵌構造理論，對斷裂帶內礦床的分布特征和礦床(體)有利成礦部位進行了分析，認為本區控礦構造系統主要由近南北向容礦斷裂和北西向構造帶組成，礦床就位主要受近南北向斷裂與北西向構造帶的聯合控制，分布于其相交的構造結中;在每一個良好的成礦段內，礦床的分布具近等距性(賀振和張學仁，2006a，2006b)?？傮w上，前人對牟乳成礦帶控礦構造的研究僅限于構造控礦規律，沒有探討牟乳成礦帶形成的構造背景，在認識上存在局限性。本文以華北地塊為背景，對膠東牟乳成礦帶及其西部變質核雜巖區的金礦床的控礦構造特征、成礦時代、地球化學特征進行了對比，可知這些金礦床具有同構造、同成礦期、同物質來源的特點，探討了牟乳成礦帶與五蓮－煙臺斷裂的關系，對牟乳成礦帶控礦構造提出了新的認識。這對于進一步找礦，實現深部找礦的突破將有著重要的啟示意義。

圖2 乳山東北部區域地質略圖Fig.2 Regional geological sketch map of the northeast Rushan

1 區域地質概況

牟乳成礦帶內已發現唐家溝金礦床、鄧格莊金礦床、金牛山金礦床、英格莊金礦床、金青頂金礦床(即乳山金礦)、三甲金礦床(點)達100余處。區內主要出露有西部的元古界荊山群變質核雜巖和東部的中生代昆崳山巖體、三佛山巖體。區內NNE向斷裂發育，五蓮－煙臺斷裂穿過變質核雜巖區，牟乳成礦帶位于五蓮－煙臺斷裂的東部。

西部的牟平－乳山的變質核雜巖(圖2)，出露厚度4758～5574m，主要分布于唐家溝、車道及青虎山、徐家寨一帶。變質核雜巖主要由荊山群祿格莊組、野頭組、陡崖組組成。主要巖性下部為蛇紋石大理巖、透閃大理巖、黑云變粒巖，上部為黑云片巖、硅線石黑云片巖夾透輝變粒巖、黑云變粒巖、大理巖。地層產狀與東部的牟乳成礦帶相比，地層走向近似平行，為NE10°～60°，同為南東傾向，傾角較緩為40°～60°。

研究區內巖漿巖分布廣泛，主要有昆崳山巖體和三佛山巖體。昆崳山巖體鋯石SHRIMP U-Pb法測年為(142±3)Ma(郭敬輝等，2005)，巖性為弱片麻狀斑狀含綠簾石花崗閃長巖、中粒二長花崗巖、含斑中粗粒二長花崗巖等，分布于牟平、乳山、文登境內，總面積1500km2(區內出露面積450km2)，呈北東東向展布，是本區金礦的主要圍巖。

三佛山巖體鋯石SHRIMP U-Pb法測年為(113±1)Ma(郭敬輝等，2005)，巖性為中粗粒二長花崗巖，灰白色－肉紅色，中粗粒結構，塊狀構造，沿昆崳山花崗巖南部邊緣侵入，面積380km2(區內出露面積60km2)。

2 構造控礦特征

2.1 牟乳成礦帶構造控礦特征

楊士望等(1993)認為膠東牟乳成礦帶的容礦構造為一系列張性或張扭性的斷層，這些斷層構成了牟乳斷裂帶(郭曉東等，2010)。牟乳斷裂帶自西向東依次有青虎山－唐家溝斷裂(控制唐家溝金礦床)、石溝－巫山斷裂(控制英格莊金礦床)、岔河－三甲斷裂(控制三甲金礦床)、將軍石－曲河莊斷裂(控制金青頂金礦床)、葛口斷裂(控制石城金礦床)和馬家莊斷裂。這些斷裂呈近于平行、等間距分布(4～5km)。斷裂長4～25km，寬2～20m。產狀總體走向5°～20°，南東傾，傾角60°～85°。區內金礦床(點)多沿該斷裂帶呈等間距分布(表1)，構成了牟乳金成礦帶(楊喜安等，2009)(圖2)，牟乳斷裂帶成為金礦控礦構造。部分斷裂露頭特征如下:

石溝－巫山斷裂位于煙臺市牟平區曹格莊以東的一段，走向20°，傾向SE，傾角70°，破裂面粗糙不平，破碎帶中有棱角狀角礫，早期乳白色不含金的石英脈充填于張性破碎帶中，石英晶粒較粗，呈對稱梳狀排列，其被后期斷裂切過部位，出現點狀黃鐵礦或蜂窩狀構造和鐵染。該斷裂在牟平區玉林店一段，走向20°，傾向 SE，傾角75°，斷裂早中期的絹英巖角礫被晚期硅質物膠結，膠結面參差不平，石英呈梳狀晶簇生長，石英集合體內含粗粒團塊狀黃鐵礦。斷裂特征表明，該斷裂面是保存下來的張性結構面。

將軍石－曲河莊斷裂在瓦善金礦點處，走向20°，傾向NW，傾角85°，斷裂帶中乳白色粗粒石英呈梳狀對稱生長，斷裂面粗糙不平，看不到擦痕，為張性特征。

金青頂金礦產于將軍石－曲河莊斷裂中，控礦構造為張性正斷層(李振江等，1999)，走向5°～30°，傾向SE，傾角85°～90°，出露長度2000m，寬0.5～10m。通過對金青頂金礦－385中段成礦期的應力分析(圖3)，得出研究區在成礦早期受到NESW向的擠壓，發生NW-SE向伸展，形成了一系列具伸展特征的斷層，張性斷層的形成為成礦流體的運移和沉淀提供了通道和空間。

表1 牟乳成礦帶金礦床地質特征Table 1 Geological characteristics of the gold deposits in the Muping-Rushan metallogenic belt

圖3 金青頂金礦－385中段成礦期應力解析圖Fig.3 Stress analysis of metallogenic stage in－385 level of the Jinqingding gold deposit

2.2 牟乳成礦帶西側變質核雜巖區的構造控礦特征

位于研究區西部變質核雜巖區的金礦床有郭城金礦床、蓬家夼金礦床等，均為伸展作用下形成的拆離斷層控礦(楊金中等，2000a;朱清波等，2010)，礦石類型為蝕變巖型，礦體傾角上陡下緩，礦體由幾毫米到幾厘米的細脈組成。

郭城金礦床:區內拆離斷裂走向NEE，傾向SSE，寬約70～100m，表現為一組走向NE55°～70°的斷裂帶，為拆離斷裂帶中的一系列強變形域。其地表產狀較陡，傾角為65°左右，在深部逐漸變緩，傾角為35°左右，斷層面呈舒緩波狀;帶內變形極強處表現為斷層角礫巖，呈灰黑色，原巖多為大理巖，寬數米，長斷續可達400m以上，主要的金礦體即賦存其中。礦石類型為硅化碎裂巖型，硅化與金礦化關系密切，從強硅化帶－弱硅化帶再到鉀長石化帶，金含量由高變低(表2)。

蓬家夼金礦床(聶愛國等，1999;楊金中等，1999，2000b，2001;張連昌等，2000;趙玉靈和楊金中，2000):受層間滑脫斷層控礦(圖4)，層間滑脫斷裂帶即為金礦化蝕變帶。沿萊陽組礫巖與膠東群變質雜巖的構造接觸部位，發育一EW向產出的層間滑脫斷層帶?；摌嬙鞄|起河西村，西至東井口村，長4km左右，由一套含石墨片麻巖質、黑云斜長片麻巖質、長英質、大理質等的角礫巖系或碎裂巖系組成。沿該構造帶發育十數條閃長巖、閃長玢巖巖席，而且大部分蝕變變形，含礦構造帶基本上呈上陡下緩的鏟式正斷層。該構造帶呈一向南凸出的弧形，以蓬家夼金礦8線為界，其西為NW 290°±10°，傾向SW ，其東為 NE75°～90°，傾向 SE，傾角5°～50°。層間滑脫構造寬度在60～730m之間，控制長度4000m。目前所發現的具工業意義的金礦床產于該構造帶的黃鐵礦化、硅化長英質角礫巖中。礦石類型為蝕變構造碎裂－角礫巖型(表2)。

圖4 蓬家夼金礦床地質剖面圖(據楊金中等，2000b修改)Fig.4 Geological section of the Pengjiakuang gold deposit(modified from Yang et al.，2000b)

表2 變質核雜巖區金礦床地質特征Table 2 Geological characteristics of the gold deposits in the metamorphic core complex

3 成礦年齡

位于牟乳成礦帶上金礦床的成礦年齡為:金青頂金礦床成礦年齡(117±3)Ma(胡芳芳等，2004)，牟乳成礦帶成礦年齡(121.30 ±5.87)Ma、(113.31±4.43)Ma、(101.78 ± 3.40)Ma(張振海等，1994)，鄧格莊金礦床118Ma(張德全等，1995)。

變質核雜巖區的金礦床成礦年齡為:郭城金礦床成礦年齡110.8Ma(楊金中等，2000c)，蓬家夼金礦床成礦年齡117.33～118.42Ma(張連昌等，2002)。

膠東牟乳成礦帶與其西側變質雜巖區的成礦年齡一致，成礦年齡主要在110～130Ma之間，個別成礦年齡較小。

4 地球化學特征

通過前人對蓬家夼金礦、金青頂金礦、鄧格莊金礦、金牛山金礦礦石的硫、鉛、碳、氧同位素分析結果可知(表3)，牟乳成礦帶的δ34S同位素的變化范圍在 5.2‰～11.7‰，蓬家夼金礦的 δ34S 是 11.8‰，δ34S同位素組成和圍巖的同位素組成相同，表明硫同位素來源于圍巖;Pb同位素的成分是相似的，鉛同位素組成穩定，反映鉛以殼?；煸礊橹?牟乳成礦帶的δ18O同位素的變化范圍在5.8‰～13.7‰，δD同位素的變化范圍在－67.4‰ ～－120.2‰，蓬家夼金礦的 δ18O同位素的變化范圍在8.2‰～12.3‰，δD 同位素的變化范圍在－89.9‰～－97.9‰，表明成礦流體為巖漿水、變質水和大氣水的混合流體;金青頂金礦的C同位素的變化范圍在－4.01‰～－1.82‰，蓬家夼金礦的C同位素的變化范圍在－1.7‰～－0.9‰，蓬家夼金礦的碳同位素組成明顯不同于鄧格莊金礦，碳質可能來源于荊山群碳酸鹽巖。

蓬家夼金礦氧化還原電位分別為0.46eV、0.52eV，這說明本區成礦環境具弱還原環境(楊金中等，2000b)，牟乳成礦帶氧化還原電位為－0.65～0.35eV，成礦環境為近氧化環境(楊士望等，1993)。

表3 研究區硫、鉛、碳、氧同位素組成Table 3 Sulfur，lead，carbon and oxygen isotopic compositions from the ores from the studying area

5 討 論

通過對比牟乳成礦帶和其西部的變質雜巖區的金礦床的控礦構造、成礦時代、地球化學特征可知:

(1)牟乳成礦帶的控礦構造為張性或張扭性斷層，變質雜巖區金礦床的控礦構造為拆離斷層，均為伸展環境下形成的構造。

(2)牟乳成礦帶的成礦年齡為(112.31±3.31)～(124.6±2.52)Ma，變質核雜巖區的金礦床成礦時間:110.8～118.42Ma。膠東牟乳成礦帶與其西側變質雜巖區金礦床的成礦年齡一致，成礦年齡在110～130Ma之間。

(3)由蓬家夼金礦、金青頂金礦、鄧格莊金礦、金牛山金礦礦石的硫、鉛、碳、氧同位素分析結果可知，硫、鉛、氧的同位素組成是一致的，因此認為牟乳成礦帶和西部變質雜巖區的成礦物質來源、流體成分相同。

從以上數據可知，牟乳成礦帶和其西部的變質雜巖區的金礦床具有同構造、同成礦期、同物質來源的特點，其控礦構造是在同一個區域構造過程產生的拆離斷層上盤發育的斷層系和拆離斷層。這個區域構造和五蓮－煙臺斷裂相關。

五蓮－煙臺斷裂形成于240～210Ma(Ames et al.，1993;Li，1994)。曾經有人認為五蓮－煙臺斷裂帶為華北板塊與揚子板塊的分界線(郭振一，1985;曹國權，1990)，Faure認為五蓮－煙臺斷裂不是華北板塊與揚子板塊間的碰撞帶(Faure et al.，2001)，而是一條板內的地殼斷裂(萬天豐，2004)，該斷裂與北美西部變質核雜巖區的脆性剝離斷層具有相似的構造意義，是白堊紀伸展構造活動及其在地表的表現(張長厚等，1998;張岳橋等，2007;邱連貴等，2008)。

在白堊紀早期，中國大陸西南側的印度板塊快速朝北北東向運移，造成中國大陸廣泛的板內變形，華北地塊的構造體制由擠壓為主轉為伸展為主(萬天豐，2004)，中國大陸東部原來發育著的一系列NNE向的斷層，在白堊紀早期普遍表現為近西北西－東南東的拉張(孫和風等，2009)，局部發生構造拆離作用(徐貴忠等，2001;翟明國，2008;邱連貴等，2008)。地球物理測量成果(楊文采等，1999)、變質雜巖區普遍發育的拉伸線理的傾伏向(林偉等，2003)等證明位于華北地塊東部的五蓮－煙臺斷裂在130～120Ma向西北西－東南東伸展，并發生拆離(翟明國等，2003;吳福元等，2003;張宏遠等，2006;劉俊來等，2006;張岳橋等，2007)。

伸展初期，在五蓮－煙臺斷裂北部即墨－牟平段(即墨－牟平斷裂)的下部形成近水平的拆離斷層，在拆離斷層上盤形成一系列張性斷層。這種拆離斷層是一個氧化還原界面，上盤是氧化環境，下盤是還原環境(翟裕生等，1999)。拆離斷層既是良好的導礦構造，也是良好的容礦構造，斷層泥、不透水巖層起到了封閉作用，形成了下盤還原環境下的熱液循環系統。拆離斷層上盤斷層系頂部沉積盆地的沉積物和斷層泥、碎裂巖、糜棱巖起到了封閉作用，這些張性的斷層系成為良好的容礦構造。上盤斷層系和巖石的脆性破裂為地下水的深循環提供了通道，從而使上盤形成了一個與大氣降水相連通的氧化環境的循環系統。伸展作用使地殼減薄，由于均衡效應，深部的花崗巖上侵，含有殼幔物質的巖漿水和下盤巖石的退變質作用和糜棱巖化提供的變質水混合而成的成礦熱液沿五蓮－煙臺斷裂上升進入拆離斷層形成的角礫巖、碎裂巖裂隙中并和圍巖發生蝕變(牛樹銀等，2009)，形成了蝕變巖型礦床(聶愛國等，1999;楊金中等，2000a，2001;張連昌等，2000;趙玉靈和楊金中，2000)。進入到拆離斷層的成礦熱液繼續沿上盤斷層系向上遷移，與淋濾了圍巖中成礦物質的大氣水混合，巖漿水、變質水和大氣水組成了新的成礦流體，在構造泵吸作用下，成礦熱液進入上盤斷層系富集成礦，形成了石英脈型礦床。

伸展后期，拆離斷層下盤巖石由于淺處相應的卸載和深處花崗巖侵入的均衡效應而發生局部拱形上隆，同時新的拆離斷層不斷從成長中的褶隆上分出來，老斷層則同步彎曲，變質核雜巖在相對年輕的拆離斷層下出露，向上隆起的變質核雜巖構成萊陽穹窿(Faure et al.，2001;沈曉明等，2008)。在變質核雜巖區拆離斷層控礦的礦床如郭城金礦、蓬家夼金礦等，拆離斷層上盤斷層系控礦的礦床為膠東牟乳成礦帶(圖5)。

圖5 牟乳成礦帶和變質核雜巖結構示意圖Fig.5 Diagram showing the Muping-Rushan metallogenic belt and structure of the metamorphic core complex

從研究區西部的變質核雜巖到東部的牟乳成礦帶，由西向東分布的礦床依次為郭城金礦床、蓬家夼金礦床、唐家溝金礦床、英格莊金礦床、鄧格莊金礦床、金青頂金礦床，位于西部變質核雜巖區的郭城金礦(楊金中等，2000)、蓬家夼(楊金中等，1999)為拆離斷層控礦，礦石類型為蝕變巖型金礦床;東部的唐家溝金礦床(張成范等，2008)、英格莊金礦床(賀振等，2006)、鄧格莊金礦床(劉玉潭等，2008)、金青頂金礦床(李振江等，1999)為拆離斷層上盤斷層系控礦，礦石類型為石英脈型金礦床，因此認為蝕變巖型金礦床位于石英脈型金礦床的下部，拆離斷層上部的石英脈型金礦床和拆離斷層附近的蝕變巖型金礦床組成“兩層樓式”的上、下兩層礦床，和膠東焦家金礦的成礦模式相似(宋明春等，2008)。

金青頂金礦是牟乳成礦帶上最大的大型金礦。危機礦山接替資源勘查項目深部找礦發現，金青頂金礦Ⅱ號礦體下部存在小型蝕變巖型金礦體(單個鉆孔控制深度－1000m)。預測在石英脈型牟乳成礦帶的下部，即拆離斷層附近，可能存在品位更高、厚度更大的蝕變巖型礦床，礦體的走向、傾向與上部的石英脈型金礦床一致，傾角較緩，礦床規模較大，為中－大型。

6 結論

膠東牟乳成礦帶的控礦構造為拆離斷層上盤發育的一系列斷層，拆離斷層具有“兩層樓式”的上、下兩層礦床。五蓮－煙臺斷裂為牟乳成礦帶的導礦構造，是一級構造，牟乳斷裂帶為容礦構造，是二級構造。

致謝:中國地質大學(北京)萬天豐教授、北京大學張進江教授在百忙之中審閱了本文，他們的建設性意見和建議提升了稿件的質量，在此表示衷心的感謝。

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Characteristics of Ore-Controlling Detachment Fault and Future Prospecting in the Muping-Rushan Metallogenic Belt，Eastern Shandong Province

YANG Xi'an1，ZHAO Guochun1，SONG Yubo2，TIAN Fei1，DONG Hanwen1and GAO Jianwei1
(1.State Key Laboratory of Geological Process and Mineral Resources，China University of Geosciences，Beijing100083，China;2.Shandong Jinzhou Mining Industry Group，Rushan264500，Shandong，China)

The Muping-Rushan belt situated in Eastern Shandong is one of the three main metallogenic belts in Shandong peninsula.The ore-controlling structure is characterized by a series of roughly parallel，distant NNE-trending faults.Comparison of the ore-controlling structures，metallogenic geochronology and geochemistry of the Muping-Rushan metallogenic belt with the gold deposits in its western metamorphic core complex suggests that they are syntectonic，coeval and cogenetic.A detachment fault，its secondary fault system developed in the upper side in particular，controls the occurrence of the gold deposits in the western area.It can be inferred that there may be a higher grade and thicker gold orebodies at depth，close to the detachment fault beneath the belt.

Muping-Rushan metallogenic belt;detachment fault;ore-controlling structure

P542;P613

A

1001-1552(2011)03-0339-009

2010－10－06;改回日期:2010－10－25

項目資助:膠東地區石英脈型金礦床成礦規律總結研究(編號:20089937);國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)(2009CB421003、2009CB421005);高等學校學科創新引智計劃項目(B07011)。

楊喜安(1972－)，男，工程師，在讀博士生，從事礦床學研究。Email:yangxianyantai@163.com