膠東閻家疃金礦床地質特征及成因研究

李志強，鄒鍵，李勇，于森，馬方

(山東省第三地質礦產勘查院，山東 煙臺 264000)

0 引言

牟乳成礦帶是膠東著名的金礦集中區，控制了鄧格莊、西直格莊、金牛山等大中型金礦床及唐家溝、初家溝、福祿地等多處中小型金礦床[1]，礦床沿金牛山斷裂帶分布，受該斷裂控制明顯。金牛山斷裂是牟乳成礦帶內一條重要的控礦構造，控制了多處石英脈型金礦。而閻家疃金礦位于金牛山斷裂北段西側，是受金牛山斷裂次級斷裂控制的以蝕變巖型為主的金礦。該區的相關文獻和研究資料較少，2013—2016年山東省第六地質礦產勘查院對該區進行了詳查并編寫了《山東省煙臺市牟平區閻家疃礦區金礦詳查報告》，礦區已查明Au金屬量7591kg，為中型金礦床。該礦床是牟乳成礦帶中較為少見的蝕變巖型金礦，礦山外圍及深部仍具較好的找礦潛力，其礦床地質特征與礦床成因研究為礦床深部及外圍找礦工作提供理論基礎，為牟乳成礦帶提供新的找礦方向。該文以中國地質調查局地質調查項目“膠東成礦區棲霞—牟平地區地質礦產調查”下屬子項目“1∶5萬水道、觀水、馮家、崖子礦產地質調查”為依托，通過資料收集與類比，結合區域成礦地質背景，對該礦床成礦地質特征、成礦規律以及礦床成因等方面進行總結和討論。

1 成礦地質背景

膠東閻家疃金礦位于煙臺市牟平區城南約7km，閻家疃村南部。其大地構造位置處于華北板塊膠遼隆起區膠北隆起回里-養馬島斷隆牟平凹陷南緣與秦嶺-大別-蘇魯造山帶膠南-威海隆起區威海隆起成山衛昆崳山-乳山凸起北緣接壤部位，牟乳成礦帶北段金牛山斷裂西側(圖1)。金牛山斷裂是中國東部郯廬大斷裂的次級斷裂，是牟乳成礦帶重要的控礦斷裂，具有多期次活動的特征，在成礦早期呈左行壓扭性特征，到成礦中晚期，受區域性右行走滑斷裂疊加，呈右行張剪性斷裂[2]，并控制著區內金礦的產出與分布。區內地層主要有古元古代荊山群陡崖組、野頭組、祿格莊組的一套變質巖組合和白堊紀萊陽群林家莊組一套碎屑沉積巖。侵入巖廣泛分布，主要為晚侏羅世玲瓏序列九曲單元弱片麻狀細中粒含石榴二長花崗巖，鋯石SHRIMP U-Pb年齡為153±2Ma[3]；晚侏羅世玲瓏序列郭家店單元中粗粒二長花崗巖，鋯石SHRIMP U-Pb年齡為144±3Ma[3]；新元古代榮成序列玉林店單元細中粒含黑云二長花崗質片麻巖，鋯石U-Pb年齡約為650Ma。

1—白堊紀萊陽群礫巖、砂礫巖；2—古元古代荊山群黑云變粒巖、大理巖；3—古元古代粉子山群長石石英巖、大理巖；4—早白堊世偉德山單元二長花崗巖；5—晚侏羅世玲瓏序列九曲單元弱片麻狀細中粒含石榴二長花崗巖；6—新元古代榮成序列玉林店單元細中粒含黑云二長花崗質片麻巖；7—地質界線；8—斷裂；9—金礦床；10—礦區位置圖1 膠東牟平—乳山地區區域地質概略圖

2 礦區地質特征

礦區出露地層簡單，以第四紀沂河組淡黃色—黃褐色含礫砂質黏土、砂質黏土為主，呈帶狀分布于礦區北部及西南部。

礦區構造較發育，主要以斷裂為主，具有一定規模的斷裂有10條，其走向可分為NE和NNE向2組，構成區內主要構造格架。其中礦化蝕變較好的斷裂帶有7條，編號分別為F2,F3,F4,F6,F7,F8,F9，走向5°～40°，傾向SE，傾角50°～80°，上王格莊-陳家溝斷裂(F1)和閻家疃-溪山斷裂(F7)是礦區內2條主要的NNE向斷裂，是金牛山斷裂的次級斷裂(圖2)。每條斷裂帶內均發育不同程度的絹英巖化蝕變，局部巖石裂隙充填侵染狀、斑雜狀黃鐵礦。帶內巖石組成主要為絹英巖化花崗質碎裂巖，與圍巖接觸關系截然，斷裂性質均為壓扭性斷裂。

區內侵入巖以中生代侵入巖為主，新元古代次之。新元古代侵入巖為榮成序列玉林店單元細中粒含黑云二長花崗質片麻巖，產出于閻家疃東部及南部一帶，是區內金礦化蝕變帶的主要圍巖；中生代侵入巖有侏羅紀玲瓏序列九曲單元弱片麻狀細中粒含石榴二長花崗巖，分布于閻家疃西部及西南部一帶，與東側的玉林店單元巖體呈侵入接觸關系，兩者侵入界線大致呈NNE向，侏羅紀玲瓏序列郭家店單元中粗粒二長花崗巖，分布于礦區東南側，與玉林店單元呈侵入接觸關系。礦區脈巖較發育，主要包括煌斑巖、石英脈、偉晶巖、閃長玢巖等。

1—第四系；2—郭家店單元中粗粒二長花崗巖；3—九曲單元弱片麻狀細中粒含石榴二長花崗巖；4—玉林店單元細中粒含黑云二長花崗質片麻巖；5—煌斑巖；6—閃長玢巖；7—石英脈；8—絹英巖化花崗質碎裂巖帶；9—礦化蝕變帶及其編號；10—斷裂帶及其編號圖2 膠東閻家疃金礦床地質簡圖

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

在區內發現規模較大且礦化較好的蝕變帶共有9條，編號依次為(2)～(10)，如圖2所示。圈定的9條礦化蝕變帶均產于斷裂帶內，其產狀與斷裂產狀基本一致，含礦巖石以黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖為主，局部石英細脈穿插。含礦蝕變帶內細脈狀、斑雜狀及浸染狀黃鐵礦化蝕變發育較強，并含少量黃銅礦、方鉛礦等其他金屬礦物，金元素富集達到工業品位構成礦體。針對每條含礦蝕變帶，利用槽探、鉆探等工程圈定了多個礦體。其中(3)-1、(9)-1號、(9)-2規模較大為主要礦體。3條主要礦體的地質特征見表1：

表1 閻家疃金礦床主要礦體特征統計

(3)-1號礦體：發育在(3)號礦化蝕變帶內，礦體呈脈狀、透鏡狀產出，產狀與蝕變帶產狀一致，走向NNE，傾向SE，傾角在20°～55°之間，整體呈45°。礦體沿走向和傾向呈舒緩波狀彎曲，由南向北傾角變大，局部可見膨脹夾縮現象，呈透鏡狀產出，局部見石英細脈穿插，礦體圍巖為絹英巖化花崗質碎裂巖。礦體單樣品金品位(1.00～8.56)×10-6，平均品位 2.89×10-6，品位變化系數73%。

(9)-1號礦體：發育在(9)號礦化蝕變帶內，礦體呈脈狀，產狀與蝕變帶產狀一致，走向NNE，傾向SE，傾角40°～55°。礦體沿走向和傾向呈舒緩波狀，局部可見膨脹夾縮現象，最大厚度達9.1m，呈透鏡狀產出。礦體單樣品金品位(1.0～11.67)×10-6，平均品位3.81×10-6。礦體品位變化系數76%。

(9)-2號礦體：發育在(9)號礦化蝕變帶內，位于(9)-1號礦體下盤位置。礦體呈脈狀，產狀與礦化蝕變帶產狀相近，走向NNE，傾向SE，傾角45°～65°，整體傾角為55°。礦體沿走向和傾向呈舒緩波狀。礦體單樣品金品位(1.00～11.03)×10-6，平均品位3.59×10-6，品位變化系數66%。

3.2 礦石特征

礦石礦物成分較簡單，主要由礦石礦物和脈石礦物組成，如表2所示。

礦石礦物主要為自然金屬和金屬硫化物，自然金屬包括自然金和銀金礦，多分布在黃鐵礦內或分布于黃鐵礦與黃銅礦、方鉛礦晶隙之間，以包體金和晶隙金出現。金屬硫化物主要為黃鐵礦，其次為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等，黃鐵礦主要以半自形—他形發育在礦物粒間或脈石礦物裂隙中，方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等常與黃鐵礦鑲嵌分布。黃鐵礦與金礦物的成礦關系密切，為金礦物的主要載體(圖3)。

表2 礦石礦物成分統計

脈石礦物常見有石英、長石、絹云母等。石英是主要脈石礦物和載金礦物，多呈細脈、網脈狀產出。絹云母呈羽狀集合體、鱗片狀或細脈狀發育和硅化石英共生而形成絹英巖化蝕變。長石因熱液交代作用常被硅質礦物或鱗片狀絹云母交代形成殘余粒狀。

A—黃鐵礦(Py)與方鉛礦(Gap)間的晶隙金(Au)；B—黃鐵礦(Py)中的黃銅礦(Cop)與金包體(Au)；C—黃鐵礦(Py)中的包體金(Au)；D—黃鐵礦(Py)與方鉛礦(Gap)中的晶隙金及包體金(Au)；E—絹英巖化花崗質碎裂巖夾石英脈；F—斷裂帶中的絹英巖化花崗質碎裂巖圖3 礦石特征及金賦存狀態

礦石結構主要有半自形—他形粒狀結構、碎裂結構、包含結構、填隙結構、交代溶蝕結構等。礦石構造主要為細脈狀致密塊狀構造、角礫狀構造、斑雜狀構造、浸染狀構造等。

區內礦石大多以脈狀含金黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖為主。礦石類型為含金黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖型，局部充填含金黃鐵礦化石英脈。礦石S平均含量較低，礦石工業類型為低硫型金礦石。

3.3 圍巖蝕變

區內礦體圍巖為絹英巖化花崗質碎裂巖，由礦體到圍巖，蝕變由強變弱，礦體與圍巖無明顯的界線，呈漸變過渡關系，圍巖蝕變類型主要為：①絹云母化，鱗片狀絹云母交代黑云母和斜長石，在空間上與金屬硫化物的分布關系密切；②硅化，可分為兩類，一類呈隱晶質結構，多交代圍巖，使巖石內硅質含量增多，與圍巖呈過渡關系，另一類沿巖石節理或裂隙充填形成石英細脈或網脈，2種硅化蝕變均與礦化相伴生；③黃鐵礦化，多呈細粒侵染狀、細脈狀發育，與礦體相比，圍巖黃鐵礦化發育較弱；④綠泥石化，發育較弱，常與絹云母化、黃鐵礦化等蝕變相伴生；⑤碳酸鹽化，方解石呈細脈狀、侵染狀、斑雜狀分布于巖石裂隙中。圍巖金屬礦物含量較少，Au含量也較低，圍巖Au品位大多在(0.05～0.90)×10-6之間(圖4)。

A—絹英巖化蝕變，鱗片狀絹云母(ser)及它形粒狀石英(q)不規則發育；B—絹英巖化、黃鐵礦化(Py)、方解石(cal)等發育；C—細脈狀、侵染狀黃鐵礦化及網脈狀石英脈發育；D—絹英巖化花崗質碎裂巖標本圖4 礦體圍巖蝕變特征

4 成礦階段劃分

通過對區內礦化蝕變帶特征、礦體及礦石特征的研究，認為區內成礦期可分為4個成礦階段：①黃鐵礦-石英階段：由于巖漿活動，含礦熱液通過斷裂構造上升，形成強烈的硅化蝕變及石英脈，并伴有少量黃鐵礦以自形—半自形粗粒結構發育，金礦化較弱；②石英-黃鐵礦階段：熱液持續上升，大量黃鐵礦多以半自形—他形細粒結構發育，同時發育硅化及少量絹云母化、綠泥石化等蝕變；③金-多金屬硫化物階段：進一步的構造活動，使得前期發育的黃鐵礦和硅質礦物破碎形成裂隙及晶隙，含礦熱液再次上升，在礦物晶隙內和礦物晶體間，發育形成黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等礦物組合，同時自然金及銀金礦等金屬礦物與金屬硫化物伴生出現，其中黃銅礦以半自形—他形結構填充于黃鐵礦晶隙中，方鉛礦和閃鋅礦大多交代早期黃鐵礦，該階段主要蝕變為絹云母化和少量綠泥石化，形成脈狀、塊狀和角礫狀礦石；④石英-碳酸鹽階段：熱液中的碳酸鹽結晶形成方解石，沿先期構造裂隙及礦石裂隙充填形成碳酸鹽化和硅化蝕變，礦物組合為方解石及石英等[4-7]。成礦階段礦物組合特征與蝕變類型如表3所示：

表3 成礦階段礦物組合與蝕變類型統計

5 礦床成因分析

5.1 成礦時代

區內礦體主要賦存于玉林店單元巖體中，礦石類型以蝕變巖為主，其周邊礦區牟平金礦蝕變巖Rb-Sr年齡為121.78Ma[8]，鄧格莊金礦含金石英脈中鋯石LA-ICPMS U-Pb年齡為120±36Ma[9]。牟平金礦位于閻家疃礦區南約10km處，鄧格莊金礦位于閻家疃礦區南約15km處，金礦受金牛山斷裂及中生代巖體控制作用明顯，閆家疃金礦與上述兩礦床位于同一構造單元，成礦環境一致，其成礦時代應為120Ma左右，為早白堊世時期。

5.2 成礦物質來源

區內成礦時代(120Ma)與晚侏羅世二長花崗巖形成年齡(140～160Ma)[10]相差較大，說明晚侏羅世二長花崗巖非閻家疃金礦的成礦母巖，成礦物質主要來源于深部流體。膠東地區中生代構造環境受控于特提斯洋、古亞洲洋和太平洋三大構造域，金礦形成于中生代構造體制轉折和巖石圈減薄的動力學背景[11]，與太平洋板塊的俯沖機制存在密切關系。晚侏羅世古太平洋板塊向亞洲大陸發生低角度俯沖引起地殼增厚和地殼深熔作用，形成殼源型玲瓏序列花崗巖[12]。增厚地殼的重力垮塌、巖石圈地幔拆沉和弧后地幔擴張引發了早白堊世巖石圈減薄，地幔物質上涌，地殼伸展隆起，殼幔物質劇烈的交換和混合作用，形成殼幔混合型花崗巖(郭家嶺序列、偉德山序列、嶗山序列花崗巖等)[12-14]，同時為深源含礦物質上升運移并參與成礦作用提供了動力和物質條件。在這一構造環境中含金流體在不斷上升運移，并與圍巖反應使得流體的氧逸度、pH值發生變化，在運移至構造有利部位沉淀富集成礦[15]。

5.3 構造因素

金牛山斷裂的多期次運動影響并發育了區內多條NNE向的次級剪性斷裂，成礦前呈左形壓剪，成礦期為右形張剪[16]。區域內壓剪性斷裂帶及深部地帶賦存蝕變巖型金礦床，次級張剪性斷裂形成石英脈型或過渡型金礦脈，兩者一般呈“入”字型展布[17]，該組斷裂為活化運移的含金熱液提供了運輸通道和存儲空間。該區內主要以蝕變巖型金礦為主，區內礦體受金牛山斷裂次級斷裂控制明顯，大多賦存于斷裂構造下盤，多呈透鏡狀、脈狀產出，具膨大收縮，分支復合的特點。牟乳成礦帶主要發育的金礦類型為石英脈型，蝕變巖型較少，閆家疃金礦的發現，為該區蝕變巖型金礦的找尋提供了新的方向。

6 結論

膠東閻家疃金礦地處膠東牟乳成礦帶北段，金牛山主斷裂西側的次級斷裂為區內主要控礦構造。礦體賦存于玉林店單元巖體中，礦石類型為含金黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖，局部夾少量黃鐵礦化石英脈。結合區域地質背景，通過對區內礦化蝕變帶和礦體特征、礦石質量、成礦階段劃分等方面的綜合研究，認為該礦區礦床成因類型主要為熱液蝕變型金礦床。閻家疃金礦的發現，為在牟乳成礦帶尋找同類型的礦床提供理論基礎及找礦方向。