綠巖帶金礦三位一體成礦及成礦預測——以山東泰安地區為例

宗信德，趙宏生，彭 超，方傳昌，石周青，喬 偉，李楠楠

（泰安市鈺鏹地質資源勘查開發有限責任公司，山東泰安271000）

0 序言

對泰安地區東部金（鐵）成礦遠景區綜合分析研究認為，該區金礦是含金背景值較高的綠巖帶形成后，在其后多期次花崗巖類巖漿侵入改造和多期次韌性剪切作用下，綠巖帶中的金活化、遷移，在有利部位，特別是靠近花崗巖體的綠巖帶之邊緣（接觸帶）部位富集所形成的金礦床.

其成礦機制大致是：①太古宙陸核拼合后，地殼較薄，活動性較大，邊緣產生裂陷，基性巖漿沿其噴發，形成綠巖帶并產生第一次韌性剪切作用；②新太古代早期片麻狀雜巖體TTG侵入，在TTG巖系中產生第二次韌性剪切作用，使TTG富含硅質的巖石糜棱巖化，并使成礦物質金活化、遷移、富集［1］；③新太古代中期底辟式巖基沿韌性剪切帶侵入，綠巖帶呈殘留體包裹其中遭受改造，產生第三次韌性剪切作用，成礦物質金活化、遷移、富集；④新太古代晚期較大規模的鉀質花崗巖、堿性巖漿侵入，產生第四次大規模的韌性剪切作用，使金屬進一步富集成礦，或直接形成金、稀有、稀土、分散元素等礦床；⑤燕山期的巖漿活動，促使礦源層中的金或金礦重新活化、改造和再富集而形成金礦床.

根據這一分析，綠巖帶金礦是以韌性剪切作用及所形成的韌性剪切帶為主線，以綠巖為基礎，以花崗巖侵入為導火的三位一體成礦.

所謂韌性剪切帶為主線，是指韌性剪切作用的功能：①可使一些富含硅質的巖石糜棱巖化，形成多孔隙的砂糖狀似硅質巖；②可使鎂鐵質、超鎂鐵質巖石構造蝕變，形成滑石菱鎂片巖等，硅質巖、滑石菱鎂片巖易于在后期熱液作用中形成捕獲金的巖相；③可使成礦物質活化遷移，從分散狀態聚集成為有工業價值的礦體；④產生剪切成礦流體并形成脈狀礦體［2-3］.韌性剪切帶產生在較深部位（大于15 km），所產生的硅質糜棱巖因具良好滲透性，流體沿微裂隙滲透,為其發生廣泛的化學反應提供了有利條件，韌性剪切作用是一種重要的成礦作用［1-2］.大的韌性剪切帶具有延伸較遠較深、長期多次活動的特點，而且是巖漿活動及熱液活動比較強烈的地帶，對成礦十分有利，因此有韌性剪切帶金礦之說.找礦工作必須以韌性剪切帶為主線.

所謂以綠巖帶為基礎，是說泰山巖群是礦源層：雁翎關組有強滑石化、蛇紋透閃片巖，巖石具鬣刺結構，它是科馬提巖特有的結構，是綠巖帶的典型代表.科馬提巖是一種富含高鐵鎂和多種金屬元素（Au、Fe、Cu、Ni、Co、S、Ti、稀有金屬、分散元素、稀土元素）的超基性熔巖，是綠巖帶的重要組成部分，含金背景值較高?王慶平，于學峰，周群，等.泰安市礦產資源可持續發展戰略研究.泰安市國土資源局.［4］，平均 10.7×10-9～72.42×10-9，是金礦床形成的礦源層物質基礎，金和其他有益元素由此析出.世界各地所有綠巖帶，無論規模大小都有金礦床產出，超大型金礦都在綠巖帶內，必須以綠巖帶為基礎.

所謂以花崗巖侵入為導火，是由于花崗質巖漿對綠巖帶的多次侵入改造，巖漿熱源促進了綠巖帶的區域變質和超變質作用，促使礦源層成礦物質活化、遷移、富集成礦，它起導火作用.

泰安地區東部金（鐵）成礦遠景區，必須以三位一體成礦模式為導向，綜合全面分析區內物化探異常特征、礦產分布，以及以往工作所取得的成果和存在的問題，對區內各類礦產、特別是金礦成礦遠景作出評價和資源潛力預測，為今后勘查工作指出方向.

1 綠巖帶金礦成礦因素分析

1.1 綠巖帶

泰山巖群是公認的綠巖帶，三分為：①下部超鎂鐵質巖群，包括超鎂鐵質—鎂鐵質火山巖（金主要從中析出，大致相當雁翎關組），含少量火山碎屑巖沉積；②中部鎂鐵質—長英質火山巖、火山碎屑巖和沉積巖組合（大致相當山草峪組、柳杭組）；③上部沉積巖為主，含少量火山巖和條帶狀含鐵建造［5］（大致相當柳杭組、孟家屯組）.

泰山巖群自下而上分為雁翎關組、山草峪組、柳杭組和孟家屯組［3］.因受多期巖漿侵入和韌性變形作用的改造，支離破碎，往往作為殘留體賦存在新太古代和古元古代的侵入巖中.

（1）雁翎關組

巖石類型以角閃質巖石為主，夾變粒巖、云英片巖、透閃片巖、變質礫巖及磁鐵石英巖.分三段，一段為超基性火山巖建造，二、三段為基性火山巖建造.變質程度為低角閃巖相，局部退變為綠片巖相.厚度200～1430 m.在新泰市羊流鎮雁翎關村、石河村雁翎關組地層中，有強滑石化蛇紋透閃片巖，巖石具鬣刺結構，屬標準的科馬提巖.

（2）山草峪組

巖石類型以黑云變粒巖為主，夾云母片巖、磁鐵石英巖、淺粒巖及角閃變粒巖，變質程度為低角閃巖相.原巖為雜砂巖、泥質巖，為陸源碎屑巖建造.厚度144～5281 m.

（3）柳杭組

巖石類型以斜長角閃巖、黑云變粒巖、角閃黑云變粒巖為主，夾變質礫巖、絹英片巖、磁鐵石英巖等，變質程度為角閃巖相，局部綠片巖相，原巖為碎屑巖建造.厚度 170～1744 m.

（4）孟家屯組

巖石類型為石榴石英巖、含石榴石英巖、十字石黑云石榴石英巖、黑云石榴石英片巖等.分兩段，一段以巖石粒度粗、石榴石含量多、含黑云母少為特征，二段以巖石粒度細、含石榴石少、含黑云母多為特征.變質程度為低角閃巖相，原巖為含泥質碎屑巖.厚度217.6 m.

1.2 花崗巖

泰山花崗巖三分為片麻狀雜巖體、底辟式巖基或巖株、鉀質花崗巖侵入體.

（1）片麻狀雜巖體

分布于泰山-蒙山一線的新太古代早期第二階段望府山單元條帶狀細粒含黑云英云閃長質片麻巖、東近臺單元條帶狀中細粒黑云英云閃長質片麻巖、西官莊單元中粒含黑云角閃英云閃長質片麻巖、李家樓單元中細粒黑云英云閃長質片麻巖、掃帚峪單元細粒片麻狀含黑云英云閃長巖等，屬英云閃長巖（T）；新太古代中期第二階段上巷單元中粒含黑云片麻狀奧長花崗巖（T）；新甫山單元中細粒片麻狀花崗閃長巖（G）.巖石均具片麻狀或條帶狀構造，呈北西向帶狀展布，屬灰色片麻狀雜巖體，也稱TTG系列.同位素年齡值在2520～2730 Ma之間.

（2）底辟式巖基或巖株

由花崗閃長巖或紫蘇花崗巖組成，常侵入到片麻狀雜巖體內部或邊部.分布于泰山-沂山一線的新太古代晚期第二階段的臥牛石單元弱片麻狀中粗粒含角閃黑云英云閃長巖、窩鋪單元中粒黑云英云閃長巖、后峪單元細粒黑云英云閃長巖，屬英云閃長巖（T）；接山單元片麻狀中細粒含黑云奧長花崗巖、東桃園單元片麻狀中粒含黑云奧長花崗巖等（T）；布山單元細粒含黑云花崗閃長巖（G）.侵入巖為底辟式巖基或巖株，呈北北西向帶狀分布.同位素年齡值在2520～2570 Ma之間.

（3）鉀質花崗巖侵入體

鉀質花崗巖、二長花崗巖等，呈小型深成巖體或巖脈侵入體，包括新太古代晚期第三階段的侵入巖蔣峪單元條帶狀中粒黑云二長花崗巖、條花峪單元弱片麻狀中粗粒含黑云二長花崗巖、邱子峪單元片麻狀細粒含黑云二長花崗巖、巖馬單元斑狀中粒含黑云二長花崗巖、虎山單元斑狀中粗粒二長花崗巖、松山單元中粒二長花崗巖、調軍頂單元細粒二長花崗巖.同位素年齡值在2520～2570 Ma之間.

鉀質花崗巖侵入體對金礦有重要的控制作用.金是從超鎂鐵—鎂鐵質火山巖中由于花崗巖的侵入，特別是呂梁期的花崗巖侵入建立起的溫度梯度而富集的.呂梁運動晚期區域性大規模擠壓作用，在形成一系列緊閉倒轉褶皺的同時，褶皺翼部派生出局部的層間剪切作用，并產生大多數金的礦化.因此，在一定意義上講，大部分金的礦化是呂梁期熱-構造事件的產物［5］.

（4）中生代巖漿巖

中生代重熔花崗質巖漿對再生型金礦床的形成起著重要的控制作用.金礦體既可產在巖體內，也可分布在外接觸帶.巖體在成礦過程中既提供熱源，促進流體循環，并使圍巖中的金活化、遷移、聚集，同時重熔作用使綠巖重熔釋放部分金，重熔巖漿熱液進入淺層的斷裂構造中成礦［6］.

1.3 韌性剪切帶

泰安地區東部金（鐵）成礦遠景區（圖1）范圍內及附近，自北向南分布著香山-二虎官莊、永豐莊-前麻峪-南澇坡韌性剪切帶?中華人民共和國地質圖（1/5萬）說明書：放城幅.山東省地質礦產局，1993.，簡稱泰、萊、新韌性剪切帶，也稱下港-化馬灣-蒙山構造巖漿雜巖帶.雜巖帶經受了多期次韌性剪切、脆性斷裂活動的改造，并分布有燕山期脈巖、火山巖和以金為主的多金屬元素組合異常,因此是有利的金礦成礦構造帶.

泰、萊、新韌性剪切帶呈北北西向舒緩的“S”型展布，隱（斷）續延長92 km，分三區段出露，出露長度62 km，兩區段隱伏，隱伏區長30 km.

（1）北區段

為香山、吊鼓山韌性剪切帶，展布于泰山凸起、萊蕪大王莊陡崖村以北，直至章丘西營-垛莊間，長度約25 km，成礦遠景區（東）內長度13 km，寬度2～3 km，走向330°左右.向南隱伏于第四系及其以下地層，隱伏區長約20 km.

（2）中區段

為二虎官莊-官橋-永豐莊韌性剪切帶，展布于新甫山凸起，長度19 km，北部寬200 m，中部寬250 m，南部寬100～350 m.總體走向330°，北部傾向南西，傾角69～75°，南部近直立.向南隱伏于第四系及其以下地層，隱伏區長約10 km.

（3）南區段

南區段北部為前麻峪-簍子峪韌性剪切帶，南部為南澇坡韌性剪切帶，展布于蒙山凸起.走向310～330°，長近 30 km，寬 3～5 km.韌性剪切帶規模大，多期活動并有構造變質作用.另與南澇坡韌性剪切帶近于平行的尚有南西側東進-邱子峪韌性剪切帶，東側角山-魯家莊韌性剪切帶和李家莊韌性剪切帶.

前麻峪-簍子峪-南澇坡韌性剪切帶復雜，特別是南澇坡韌性剪切帶最寬、最發育、最復雜，且有與其平行的3條韌性剪切帶使其更加復雜化.產生韌性剪切的巖石既有孟家屯組和雁翎關組地層，又有新太古代各類巖體，也有混合巖化產生的各類脈體條帶.多期活動明顯，新太古代晚期始直到燕山期均有巖漿活動.古元古代早期中天門單元含角閃黑云英云閃長巖呈條帶狀順韌性剪切帶展布，新太古代晚期第三階段的二長花崗巖斜切并捕虜中期第二階段的新甫山巖套已糜棱巖化的巖體，本身也糜棱巖化，晚期脆性狀態又有活動，表現為石英脈、花崗斑巖、閃長玢巖呈脈狀沿剪切帶分布.成因復雜，是集地層殘留、巖漿作用、變質作用和混合巖化作用于一體的多成因構造帶.

2 綠巖帶金礦成因類型分析

沈保豐教授將綠巖帶有關的金礦床劃分為同構造晚期初生型金礦床和構造期后再生型熱液金礦床兩種類型［6］.前一類型細分為①細脈浸染狀金礦床和②脈狀金礦床2個亞類；后一類型細分為③與殼源深熔花崗巖有關的金礦床，④與偏堿性雜巖和堿質交代作用有關的金礦床，⑤與巖漿隱爆作用有關的金礦床，⑥與次火山巖-火山巖有關的金礦床4個亞類.共計6個亞類.共同點是：①都產在深變質綠巖帶中,與綠巖帶有關；②受韌性剪切帶控制；③與不同期次或多期次花崗巖有關.不同點是：①細脈浸染狀金礦床多產在綠巖層序的中上部位，原巖為安山質-長英質巖層，礦石品位不高，礦體與圍巖界限不明顯，礦體呈似層狀和透鏡狀；②脈狀金礦床多產在鎂鐵質火山巖中，分單脈、復脈、網脈和交代脈，常賦存在柔脆疊加構造帶、退變質帶和強變形帶部位，礦石品位不高，石英大脈型礦石品位較高，礦體以陡傾為主，延深較大，且延深常大于延長；③構造期后與殼源深熔花崗巖有關的金礦床強調新太古代晚期第三階段鉀質花崗巖和中生代燕山運動的影響，受構造控制，既可產在巖體內，也可產在外接觸帶的圍巖中，甚至在脈巖體內，強調石英二長閃長玢巖和煌斑巖脈的褐鐵礦化是全巖礦化，強調礦石品位較富；④與偏堿性雜巖和堿質交代作用有關的金礦床由一系列近平行的含金石英脈、石英-鉀長石脈、鉀長石脈和細脈浸染狀礦脈組成，與二長巖-正長巖類巖石有關，圍巖蝕變以鉀長石化為主；⑤與巖漿隱爆作用有關的金礦床細分為隱爆角礫巖筒型、隱爆侵入角礫巖墻型和隱爆震碎角礫巖型，礦石品位不高，可選性好；⑥與次火山巖-火山巖有關的金礦床特點是產在凸起凹陷的過渡地帶，基底是深變質綠巖帶，成礦作用與燕山期同源的中酸性次火山巖有關，侵入巖呈巖株狀.

張貽俠教授的綠巖帶金礦分類［5］值得重視和研究.他將綠巖帶金礦分為原生金礦和再生金礦兩種類型.這里對再生金礦姑且不論，只對原生金礦作一淺析.原生金礦分為層控型金礦、脈狀剪切帶金礦兩個亞類.層控型金礦包括產在長英質火山碎屑巖和沉積巖中的金礦，產在條帶狀鐵建造中的金礦和產在銅鋅塊狀硫化物中的金礦3個細類.這一分類較前一分類初生型金礦床更具實際意義，它比前一分類的第一類型細分為細脈浸染狀金礦床和脈狀金礦床2個亞類更具體、更細化.可以說，前一分類的第二類型具體完美，后一分類的第一類型具體完美，二者的結合盡善盡美.特別是后一分類能把產在條帶狀鐵建造中的金礦單列出來，這對于尋找變質沉積鐵礦及其頂、底板巖石中的共生、伴生或獨立金礦有重要的指導意義.

3 成礦遠景區劃分

泰安地區東部金（鐵）成礦遠景區基本以凸起、凹陷為界，分為 1、2、3、4、5 區段（圖 1）.其中 1、3、5 區段為凸起區，分別稱為北區段、中區段和南區段，是工作重點.2、4區段為凹陷區.

（1）北區段

北區段面積118.678 km2.韌性剪切帶不在北區范圍，而是在以東2～4 km的萊蕪境內.

北區段礦產主要為黃峪金礦、彭家莊鐵礦.它們所處的地質背景遠離韌性剪切帶.

（2）中區段

中區段面積242.515 km2，由二虎官莊-官橋-永豐莊韌性剪切帶控制，分布在化馬灣-謝家莊斷裂與紙房-官橋-永豐莊-南羊流斷裂間，長度19 km，寬度平均2000 m.

韌性剪切帶東鄰富山倒轉向斜和雌山褶皺（圖2）.富山倒轉向斜走向330°，西翼紙房-官橋-永豐莊-南羊流斷裂，東翼新甫山雌山褶皺為新甫山復背斜西翼的次級褶皺，褶皺軸走向320°，褶皺寬約3 km，褶皺地層為山草峪組二段.

正因如此，本區段分2片，西片為韌性剪切帶范圍，圖上測得面積144.76 km2，剪切率為0.2625.東片為富山倒轉向斜和雌山褶皺區，面積97.39 km2.

（3）南區段

南區段面積197.517 km2，由南澇坡韌性剪切帶控制.圖上測得韌性剪切帶面積145 km2.剪切率為0.7341.

南區段礦產主要有砂金礦、岳家莊金礦、劉杜金礦、二龍山-太平頂金礦、角山金礦.據分析研究，岳家莊金礦、劉杜金礦處在三位一體成礦區內，礦床成因類型屬同構造晚期初生型金礦床中的第一亞類細脈浸染狀金礦床.

（4）凹陷區

凹陷區即2、4區段，面積分別是90.02 km2和124.388 km2.2區段為泰（安）萊（蕪）凹陷，4區段為汶東凹陷.兩凹陷均可能賦存有煤礦、石膏礦、巖鹽礦、鉀鹽礦、自然硫、石油及以往勘查可能疏漏的銅、鈷、金及稀有元素礦產.其次，在馬家溝組八陡段與上部月門溝群本溪組之間的假整合面上，如有燕山晚期閃長巖類侵入巖，假整合面上的山西式鐵礦則可能經熱液改造疊加，形成假整合面礦體.另外，凹陷區深部與相鄰凸起區有相似的地質條件，是今后勘查工作需加以重視的.

4 成礦預測

4.1 預測指標的建立

為有效地開展綠巖帶金礦找礦，按照“三位一體”成礦模式，需對成礦區進行成礦預測.思路是對綠巖、花崗巖、韌性剪切帶三因素以100分等分制進行量化分解，以各區段所得分數進行成礦預測.綠巖中按雁翎關組、山草峪組、柳杭組、孟家屯組巖石類型特點劃定不同的分數，總分33.4分；花崗巖類分片麻狀雜巖體、底辟式巖基、鉀質花崗巖、印支-燕山晚期巖漿巖，并根據作用大小劃定不同的分數，總分33.3分；韌性剪切帶則根據本要素的分數33.3乘以本區的韌性剪切率.各預測區預測分數如表1.

表1 各區量化指標分數一覽表Table 1 Quantized indexes of metallogenic factors for the predicted areas

4.2 各區段成礦預測

表1基本反映了各區段的成礦遠景優劣.總體來說，成礦遠景區均屬綠巖帶，理論上均有綠巖帶金礦賦存.南區段（82.15分）為最理想的成礦遠景區，其次是中區段東片和西片，再次是北區段.

北區段：預測金資源量6 t左右.

中區段西片：其中的化馬灣金礦普查已結束，查明金資源量約5.3 t.預測金資源量在8.7 t左右.

中區段東片：成礦遠景較為樂觀，不僅已有1～2處理想的金礦化點，而且有單家峪鐵礦、偉晶巖、長石、鈮鉭礦、鋰礦、白云母、黃鐵礦、蛇紋石、獨居石砂礦等.一個地區如有星羅棋布的大量礦點，無論有無經濟價值，都是成礦預測的有利的標志.眾多礦點的分布反映該區屬于成礦元素的異常區，大型礦床往往與小礦床、礦點構成眾星捧月的布局［5］.預測金資源量6.3 t左右.

南區段：大的韌性剪切帶具有延伸較遠、較深、長期多次活動的特點，而且是巖漿活動及熱液活動比較強烈的地帶，對成礦作用十分有利.泰、萊、新韌性剪切帶本身規模大，南區規模大而復雜.預測金資源量12.8 t左右.

總計預測金資源量33.8 t.

5 結語

綠巖帶金礦是以韌性剪切帶為主線，以綠巖為基礎，以花崗巖侵入為導火的三位一體成礦.根據目前所掌握的資料，成礦遠景區內以往的找礦工作一是個別偏離三位一體成礦區，但由于仍在綠巖帶內，取得了初步的找礦效果；二是在三位一體成礦區內，取得了一定的找礦效果，但因投入不足，區內仍有找礦潛力；三是對礦床的成因類型認識不夠，勘查工作針對性不強，找礦工作膚淺，找礦效果不明顯；四是以往個別探礦權設置不盡合理，一個較好的成礦區段被分割，還有勘查周期過長、不能統籌勘查等因素影響，束縛了地質找礦工作的進展.凡此種種，使成礦遠景區內以往的地質找礦工作僅在初生型金礦床類型上徘徊，不能向再生型熱液金礦床類型上跨越，找礦工作無重大突破.基于上述，大的找礦突破必須突破再生型熱液金礦床類型找礦這一關，必須首先把握“三位一體”成礦模式，分析工作區成礦條件和可能存在的礦床成因類型，有的放矢地部署勘查工作；此外根據以往的資料，認真分析礦床的成因類型，掌握不同成因類型礦床的特征和突出特點，并應用于找礦實踐；必須提高對綠巖金礦的認識，認識的提高將會帶來找礦的突破；必須加大投入、整裝勘查.

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［5］趙龍文.礦區找礦效果潛力評價與找礦方向及礦床定位預測實務全書［M］.北京：中國礦業大學出版社，2006.

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