山東乳山藍家莊金礦地質特征及礦床成因研究

劉旭壘,熊玉新,常瀚文，玄繼來

(1.山東省第六地質礦產勘查院,山東 威海 264200;2.山東省地質科學研究院,國土資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室,山東省金屬礦產成礦地質過程與資源利用重點實驗室，山東 濟南 250013;3.山東省地質博物館，山東 濟南 250000；4.山東宏鑫黃金礦業有限公司，山東 威海 264200)

0 引言

膠東是我國最重要的金礦集中區,金礦資源儲量和黃金產量均占全國1/4以上。2005年以來,深部找礦取得了重大突破,膠東已成為世界第三大金礦集中區，該區再次成為地學界關注的熱點[1-10]。近年來，地質工作者在膠西北地區發現了三山島北部、紗嶺、笏山等多個大型、超大型礦床，并對其進行了大量研究，取得了優異成果[11-21]。但這些工作主要集中在膠西北金礦集中區，對膠東東部超高壓變質帶內新發現的一些礦床尚缺乏系統研究。以典型礦床為切入點，開展克拉通邊緣膠西北金礦集中區和超高壓變質帶內不同大地構造背景下的礦床研究，對深入探討膠東金礦成礦控制因素具有重要意義。

作者等在牟平-乳山成礦帶南部的藍家莊地區開展了從普查到勘探的系統勘查工作，發現了藍家莊大型金礦床1處，探明金礦資源量23.07t。結合勘查工作中的一些認識，該文試圖通過開展礦床地質特征、礦體特征、礦物組合、圍巖蝕變等方面的研究，初步分析礦床成因，總結該地區的找礦標志，并為下一步找礦工作，提出有益建議。

1 成礦地質背景

藍家莊礦區位于膠東半島東部，牟平-乳山金成礦帶的南部(圖1)。大地構造位置屬蘇魯造山帶(Ⅰ級)膠南-威海隆起區(Ⅱ級)威海隆起(Ⅲ級)乳山-榮成斷隆(Ⅳ級)昆崳山-乳山凸起(Ⅴ級)。

1—太古代變質巖；2—元古代變質巖；3—中生代花崗巖；4—白堊系火山沉積巖；5—第四系；6—中生代萊陽群；7—古元古代荊山群；8—中生代玲瓏序列；9—主要斷裂；10—一般斷裂；11—金礦床圖1 牟平-乳山金成礦帶構造地質略圖

區內地層簡單，主要發育古元古代荊山群及新生代第四系。構造形跡復雜，前寒武紀韌性變形帶發育，中生代以來構造活動強烈，形成一系列斷裂構造。侵入巖發育，元古代、中生代巖漿巖遍布。

2 礦區地質特征

2.1 地層

區內出露地層簡單，主要為少量古元古代荊山群野頭組和新生代第四系(圖2)。野頭組呈殘留體狀分布于玲瓏序列花崗巖中，出露于鍋上村一帶，巖性為斜長角閃巖、黑云變粒巖和角閃變粒巖。新生代第四系分布于礦區西南部濱海地帶，為山前組殘坡積黃褐色礫質黏土夾礫石層，上部為細砂、粉砂層，分選好，層理明顯，一般厚1～3m，最厚處達10m。

1—第四系砂質黏土；2—野頭組斜長角閃巖；3—玲瓏序列花崗巖；4—花崗斑巖；5—正長斑巖；6—煌斑巖；7—黃鐵絹英巖化蝕變巖；8—礦體編號及礦脈圖2 藍家莊礦區地質簡圖

2.2 構造

區內斷裂構造發育，以近SN向為主，主要有清口澗斷裂和辛家廟斷裂及其派生的NNE向次級構造，控制了區內金礦脈的分布。

清口澗斷裂,位于礦區中北部，屬于唐家溝斷裂南延的一個次級斷裂，出露長約1km,寬2～20m,走向355°～10°，局部走向近NNW向，傾向NE，傾角75°～85°。斷裂帶內巖性由碎裂巖、碎裂狀花崗巖及黃鐵礦化石英脈等組成，具硅化、絹云母化、高嶺土化及多金屬礦化等蝕變現象，斷裂帶兩側圍巖內可見糜棱巖化構造巖，野外構造解析為張扭性斷裂。該斷裂控制著區內①號蝕變帶，是該區的主要控礦構造。

辛家廟斷裂位于礦區西南部，出露長800m，寬2～8m，走向0°左右，傾向E，傾角約80°。斷裂帶具分支復合現象，斷裂帶內巖性由碎裂巖、碎裂狀花崗巖及黃鐵礦化石英脈等組成，巖石較破碎，局部具糜棱巖化，野外構造解析為張扭性斷裂。該斷裂控制著該區②號蝕變帶。

2.3 巖漿巖

礦區內巖漿巖分布面積較大，約占礦區面積60%，出露于礦區東南部清口澗至辛家莊及西北部官莊至桑行埠一帶，主要為中生代玲瓏序列弱片麻狀中粒二長花崗巖，巖石新鮮面呈灰白色、淺肉紅色，交代結構發育，塊狀及片麻狀構造。礦物成分主要由斜長石(33.05%)、鉀長石(29.45%)、石英(33.79%)、黑云母(4%～5%)等組成。

脈巖為中生代燕山晚期形成的花崗斑巖、正長斑巖、閃長玢巖、煌斑巖等。主要分布于二長花崗巖內，總體呈NE向延伸。多數位于礦體上部，寬度大小不一，與金礦體密切相關。

2.4 圍巖蝕變

礦床圍巖蝕變較發育，其規模、強度取決于斷裂構造的規模、性質及巖石的碎裂程度。根據圍巖蝕變礦物的組合、分布及原巖結構保留程度，蝕變類型分為鉀化、絹英巖化、硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、綠泥石化等，硅化和黃鐵礦與金礦化關系十分密切。其特點是各種蝕變作用相互疊加，蝕變帶與圍巖之間為漸變關系。黃鐵絹英巖化是破碎蝕變帶內分布最普遍的一種蝕變，蝕變帶中部黃鐵絹英巖化強烈，邊部較弱。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

藍家莊礦區通過多次勘查共圈定礦體20個，①-1號礦體規模最大，為主礦體，其資源量占探求資源總量的77.74%；②-1號礦體規模次之，其資源量占探求資源總量的13.34%。其他礦體規模較小(表1)。

表1 藍家莊礦區其他礦體特征

①-1號礦體為礦區主要礦體，礦體分布于北部21線至南部18線之間，賦存標高+30m～-740m(圖3)。礦體呈脈狀賦存于①號蝕變帶內，具分支復合、膨脹夾縮等特點，礦體控制長1380m，最大斜深708m。總體礦體走向355°，傾向NE，傾角75°～85°，平均82°。賦礦巖性為黃鐵絹英巖化碎裂巖夾黃鐵礦石英脈。礦體厚度0.36～4.87m，平均厚度1.65m，厚度變化系數52.70%，屬厚度變化穩定型礦床；礦體單樣品位在(1.00～156.97)×10-6之間，平均8.90×10-6，品位變化系數152.18%，屬有用組分分布較均勻型礦體。可以看出，厚度品位相關性總體不明顯，只在局部具有正相關，厚度越大，品位越高。礦體沿走向兩端已封閉、深部尚未封閉，且在4～18線間礦體厚度、品位穩定，找礦前景較好。

1—第四系；2—黑云二長花崗巖；3—斜長角閃巖；4—正長斑巖；5—煌斑巖；6—黃鐵絹英巖化蝕變巖；7—金礦體及編號；8—礦化體圖3 藍家莊金礦1線地質剖面示意圖

②-1號礦體分布于22～26線之間，賦存標高地表+40m～-400m。礦體呈似層狀，具分支復合、膨脹夾縮等特點，產狀與蝕變帶基本一致，側伏不明顯，賦存于②號蝕變帶的黃鐵礦石英脈及黃鐵絹英巖化碎裂巖中。礦體控制長220m，最大斜深400m。礦體走向0°，傾向E，傾角87°局部反傾。礦體真厚度0.47～1.87m，平均厚度1.34m，礦體厚度變化系數49.24%，屬厚度變化穩定型礦體；礦體單樣金品位在(1.06～60.20)×10-6之間，單工程平均品位(1.66～33.07)×10-6之間，平均17.93×10-6，品位變化系數85.68%，屬有用組分分布均勻型礦體。礦體沿走向、斜深均未封閉。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石礦物成分

通過巖礦鑒定、光譜定量分析結合選礦試驗，該礦床礦石類型分為蝕變巖型和含金石英脈型兩大類，礦石礦物組成中金屬礦物約占4%，非金屬礦物約占96%，金屬礦物組合簡單，以黃鐵礦為主，少量閃鋅礦，微量黃銅礦及自然金等。非金屬礦物主要為石英，長石、方解石和絹云母等。其主要礦物的相對含量見表2。

金礦物主要為自然金。光片鑒定見自然金，其光性特征為：反射率R=72%，反射色為金黃色，均質性，在正交偏光下不完全消光，呈現典型的淡黃綠色。多擦痕，表面有麻點，沿黃鐵礦晶隙嵌布，呈米粒狀(照片1)，粒度0.03mm×0.02mm。金的賦存狀態以晶隙金、裂隙金為主，少量包體金。金礦物以微細粒金為主，細粒金次之，中粒金、粗粒、巨粒金較少見。

黃鐵礦為礦石中最主要的金屬硫化礦物和載金礦物，礦物呈自形—半自形晶，切面呈三角形、四邊形、多邊形等。粒度0.01～0.06mm，但大部分黃鐵礦受動力擠壓破碎，裂紋發育，且大部分碎裂后未發生錯位、滑移，仍能保持黃鐵礦原晶形，有的被壓碎呈大小不等的帶棱角的碎屑，在黃鐵礦裂紋中有少量閃鋅礦和微量黃銅礦呈網脈狀充填，在黃鐵礦晶隙中見到自然金嵌布，黃鐵礦多與早期石英共生嵌連。閃鋅礦在礦石中為次于黃鐵礦的金屬硫化礦物，含量較少，多沿黃鐵礦裂隙充填呈細網脈狀，且與微量黃銅礦呈他形嵌連。黃銅礦在礦石中含量很少，多與閃鋅礦呈他形嵌連，沿黃鐵礦、石英半自形晶隙與裂隙呈網脈狀充填。

表2 礦石礦物成分

Py—黃鐵礦；Au—自然金；Qtz—石英；Sp—綠簾石照片1 金礦物賦存狀態顯微照片

3.2.2 礦石化學成分

共取礦石光譜分析樣品10件，礦石多元素分析樣品5件，組合分析樣品46件,結合礦床的基本分析結果，確定礦石中有益組分以金為主，其次為伴生有益組分銀、硫。礦床平均金品位8.07×10-6，平均銀品位10.58×10-6，硫平均品位4.75%，銀、硫可做為伴生有益組分加以綜合回收利用。其他有益組分達不到綜合利用標準(表3、表4)。

表3 礦石元素光譜分析結果統計

表4 藍家莊礦區礦石多元素分析

3.2.3 礦石結構構造

礦石中常見結構有半自形粒狀結構、半自形—他形粒狀結構，其次有填隙結構、反應邊結構和鑲嵌結構、交代殘余結構、交代假象結構、文象結構和乳滴狀結構等。

礦石構造主要為角礫狀構造、浸染狀構造、團塊狀構造、脈狀、細脈浸染狀構造、斑點狀構造、交錯脈狀構造。

4 礦床成因

4.1 成礦期次

礦化特征取決于構造活動，主要與蝕變作用有關，根據控礦構造和礦體的相互關系，熱液成礦期可劃分為4個階段：Ⅰ黃鐵礦-白色石英階段；Ⅱ金-灰色石英-黃鐵礦階段；Ⅲ金-石英-多金屬硫化物階段；Ⅳ石英-碳酸鹽巖階段。其中Ⅱ和Ⅲ是主要金礦成礦階段。

Ⅰ黃鐵礦-石英階段：主要共生礦物為石英，并有少量黃鐵礦。石英大部分破碎呈角礫狀，粒度較為粗大，粒度在0.2～1.0mm。

Ⅱ金-石英-黃鐵礦階段：該階段主要礦物共生組合為黃鐵礦、石英等，并含有少量絹云母，呈細脈狀、網脈狀和細脈浸染狀分布于破碎蝕變帶中。黃鐵礦多呈不規則粒狀，少量呈立方體，淺黃色，強金屬光澤，具裂紋，粒度較粗者常與石英呈脈狀集合體。

Ⅲ金-石英-多金屬硫化物階段：該階段礦物共生組合早期為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、石英等，并含有少量閃鋅礦、銀金礦；晚期為方鉛礦、閃鋅礦、石英、絹云母等，并含少量黃銅礦、黃鐵礦、金銀礦。黃鐵礦以五角十二面體和細粒狀為主，少量碎塊狀，灰黃色，光澤暗，常與黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等細脈狀、細網脈狀或細脈浸染狀分布于破碎蝕變帶中(照片2)。

Ⅳ石英-碳酸鹽巖階段:該階段主要礦物共生組合為石英、碳酸鹽巖及少量黃鐵礦，呈細脈或網脈狀分布于破碎蝕變巖帶中，并穿切前期熱液脈體。

Py—黃鐵礦；Au—自然金；Ccp—黃銅礦；Gn—方鉛礦照片2 多金屬硫化物顯微照片

4.2 礦化富集規律

區內近SN向斷裂較發育，對脈狀細脈、網脈狀礦體起定位作用，控礦構造多為張扭性，礦體主要賦存在這類高角度的斷裂帶中。礦床是在熱液蝕變的基礎上經多階段礦化作用形成的，各成礦階段發育程度和礦化強度不同。第Ⅰ(黃鐵礦-石英階段)和第Ⅳ(石英-方解石階段)金礦化較差，一般不能單獨形成工業礦體。第Ⅱ和第Ⅲ成礦階段(石英-黃鐵礦和石英多金屬硫化物階段)金礦化強度大，可形成工業礦體，各成礦階段的發育及疊加程度，決定了礦化富集程度。第Ⅱ和第Ⅲ成礦階段的疊加部位往往形成富礦體。

4.3 礦床成因

經過長期的科學研究，膠東金礦床成因已取得一系列認識。學者們普遍認為區內金礦床的形成與中生代構造—巖漿熱液活動有密切的聯系[1,22-23]。膠東地區的金成礦作用發生于晚中生代130～110Ma[24]，形成的構造背景為中生代太平洋板塊俯沖或者陸-陸碰撞造山過程的擠壓向伸展轉變體制[23]。在成礦流體方面，越來越多的研究認為其成礦作用與地幔流體系統密切相關[22-23]。在膠東金礦成礦作用機制方面，學者們提出了許多理論觀點：“熱隆-伸展論”[7]“克拉通破壞型”[25]等。

藍家莊金礦礦化蝕變帶內發育了大量的與控礦構造產狀一致的煌斑巖脈，指示賦礦斷裂具有切割地層深，貫通下地殼的特點，這為富含多金屬礦物質的地幔巖漿流體沿深大斷裂構造面上涌，到達淺層富集成礦提供了空間條件。值得注意的是，礦化蝕變帶中心發育了大量的正長斑巖屬鈣堿性淺成巖(圖3)，研究表明，這類淺成侵入巖具有A型花崗巖特征，與金成礦密切相關[27]。礦床主成礦期石英—多金屬硫化物脈中大量出現的方鉛礦、閃鋅礦、銀礦礦物組合和成礦后期石英-碳酸鹽巖脈中出現的碳酸鹽礦物組合，指示多期成礦熱液就位過程中至少存在2期低溫熱液成礦期，結合區域金及多金屬礦床特征[26]，綜合判斷礦床應屬低溫熱液礦床。近年來，有學者將這類淺成低溫熱液金礦床與斑巖系統聯系起來[26]，如在德興地區建立了斑巖銅礦—淺成低溫熱液銀鉛鋅—遠接觸帶熱液金礦礦床模型[28]，這些認識對重新思考膠東金礦礦床成因提供了新視角。

根據礦床特征并結合以上認識，作者認為，藍家莊礦床處在華北板塊和大別-蘇魯超高壓變質帶的接合帶，中生代以古太平洋斜向俯沖為主因，超高壓變質帶巖石圈發生了殼幔解耦，剛性巖石圈機械破碎；上地殼表現為NW—SE向擠壓破裂，以左旋走滑為主的深切斷裂以先后不同的序次切割、錯動膠西北地塊和超高壓變質帶，形成一系列沿NNE—SN向斜的碎塊集合體[23]。在深大斷裂構造作用下，膠西北地塊和超高壓變質帶強烈地破碎、離散化，由此誘發了大規模的巖漿熱液活動，巖漿及成礦流體沿碎塊邊緣的深大斷裂或超殼斷裂呈脈動式上涌，在不同深度形成了多個巖漿房，這些巖漿房具有長期活動的特點，后期幔源巖漿注入先期巖漿房是礦化流體形成的主要條件，礦化流體沿巖漿房上部或周邊的次級斷裂以及結構面充填、沉淀形成了現今膠東地區大規模的金礦床。

5 找礦方向分析

5.1 找礦標志

(1)區域性金銀多金屬異常分布區、斷裂構造發育和黃鐵絹英巖化蝕變疊加的蝕變巖帶部位是找礦的重要靶區。

(2)蝕變帶中石英多金屬硫化物共生組合是找礦的重要標志。

5.2 找礦方向

(1)工作區區域上位于牟平-乳山成礦帶的次級構造帶上，嚴格地受構造帶控制，近SN向張扭性斷裂及其次級斷裂和結構面是區內找礦的主要方向。

(2)通過該次勘探工作，從總體上看，藍家莊金礦床仍具有較好的資源前景。主要礦體向深部尚未封閉，且沿傾斜方向向深部有規模擴大趨勢，結合成因認識，主要礦體深部是下一步勘查工作重點地段。

6 結論

(1)藍家莊金礦床位于牟平-乳山金成礦帶南部，金礦床嚴格受NE向構造控制，礦體主要賦存在這類近直立的具有張扭性質的斷裂帶中；中生代二長花崗巖是主要的成礦圍巖；礦化蝕變以黃鐵絹英巖化為主，以斷層面為中心由內向外逐步減弱；通過多次勘查共圈定礦體20個，探求金礦資源量23.07t，為一處蝕變巖型為主石英脈型次之的大型金礦床。

(2)控礦構造內煌斑巖的大量出現，顯示控礦構造具有貫通下地殼的特點，可以為幔源含礦巖漿流體淺部就位提供空間條件，礦化蝕變帶中心發育的正長斑巖與金成礦關系密切；礦床地質特征和穿插關系顯示礦床形成經歷了4個熱液成礦期，第Ⅱ和第Ⅲ成礦階段(石英-黃鐵礦和石英多金屬硫化物階段)為主要的金成礦期，礦物組合特征顯示應屬淺成低溫熱液礦床；礦床深部可能發育的超殼斷裂和斑巖體，為研究膠東金礦礦床成因提供了新視角。

(3)礦床位于牟平-乳山成礦帶的次級構造帶上，區內近SN向具有張扭性質的斷裂及其次級斷裂和結構面是區內找礦的主要方向。礦區內主要礦體向深部尚未封閉，且沿傾斜方向向深部有規模擴大趨勢，結合成因認識，礦體深部是找礦的重要方向。