山东谢家沟金矿深部成矿预测及找矿方向研究

刘培海　丛培章　杜培杰

【摘 要】 谢家沟金矿床严格受招平断裂下盘的次级断裂及其分支构造（韧性剪切带）控制，空间分布上呈右行雁形排列，成群成组产出，单个矿体规模小，品位高，不连续，同一水平面上呈跳跃式等间距分布；现仅在浅部探明矿体若干，根据已探明矿体及区域花岗岩体与金富集的关系的讨论，推测深部（-500m以下）仍有工业矿体赋存。

【关键词】 谢家沟金矿床；深部成矿预测；找矿方向研究

目的：加大地下资源的探测力度，提高探测精度和分辨率，降低勘探成本，建立新型的找矿模式，在-500m至-1500m之间进行找矿靶区定位预测。

一、矿区与矿床地质概况

该矿区位于华北地台胶东隆起西北部，招平断裂带主裂面以西约3.5km处的谢家沟东部地区，面积5km2，区内地层仅见少量第四系，沿沟谷、丘陵分布；区内出露岩浆岩主要是二长花岗岩，出露面积较大，脉岩沿北北东、北西西、南北向展布，分布较广，倾角60～63°，区内断裂和韧性剪切带发育，金矿脉的产出受北东向剪切带构造控制。

1、地层与岩浆岩

地层：区内地层简单，地表仅见第四系，主要为残积坡及冲击坡堆积物，厚度0.2～5m，岩性为含砾粘土质砂岩、砂质粘土、含砾砂、淤泥腐殖土等；未见胶东群地层出露。

构造：区内断裂构造发育，性质各异，具有多期次活动特征。按其走向分为北北东向韧性剪切带和构造破碎带（F1、F2、F3）、北北西向张剪性断裂、近南北向、近东西向脆性剪切带和压扭性断裂带四组，其中北北东向组控制了区内韩金矿脉的展布。成矿过程中，继承性断裂活动控制了矿化的多期富集，小的节理裂隙控制了矿化均匀程度和矿石组构。

岩浆岩：区内大面积出露的岩浆岩主要为中生代的片马庄黑云母二长花岗岩及酸性、中性、基性脉岩，脉岩种类主要有花岗闪长玢岩、石英闪长玢岩、辉石闪长岩、正长斑岩、辉绿岩、煌斑岩等，其中走向北北西向的中酸性脉岩群与金成矿有着密切的时空关系。

2、矿床与矿体特征

谢家沟金矿区及其外围发育一组平行产出、总体走向NE30°的韧性剪切带，倾向南东，倾角75°～85°，单条韧性剪切带50～80m不等，地表表现为绢英岩化糜棱岩带，部分为强硅化带，含金矿体受韧性剪切带控制。韧性剪切带由主应变带中心向外岩相学变化明显，依次为糜棱岩、初糜棱岩、糜棱化花岗岩、劈理化花岗岩。总体表现为由中心向外有韧性变形到脆性变形的横向应变分带特征。目前已揭露的五条剪切带构造，均受统一的构造动力系统控制，形成控制剪切带系（北至董家继续向北延伸，南经铁夼进入平度境内）。

金礦化与构造的关系：韧性剪切带中部为构造应变强烈的部位，对应岩石为含金糜棱岩，含有细脉状、网脉状黄铁矿，金品位也较高，从中心往两侧，渐变过度到糜棱岩化绢英岩化花岗岩，黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物也主要以侵染状产出，金品位明显降低，直至过度到蚀变带外围的钾化花岗岩则基本不含金。

矿床主要围岩蚀变类型有：绢英岩化、黄铁绢英岩化、黄铁矿化、硅化、钾化、绿泥石化等。

按成矿构造系统和含金矿脉的分布特征可将该矿床分为1号脉带、2号脉带、10号脉带、12号脉带，其中1、3、10号脉带位于谢家沟矿区，12号脉带位于东南部的白鹤顶矿段，3号脉带为主要矿带，其特征如下：

3号脉带：位于谢家沟矿区中部的F3断层的下盘，由3-1、3-2、3-4、3-5、3-6、3-7、3-22等8个矿体组成，矿体均赋存在走向北北东30°宽80～100m的韧性剪切带中，除3-4矿体为隐伏矿体外，其他矿体均有出露。3-1矿体长994m，倾向延深436m，平均厚度7.5m，平均品位5.46g/t；3-2、3-3、3-5、3-6等矿体长212～250m，倾向延深106～325m，平均厚度2.33～2.94m，平均品位3.63g/t；3-4、3-7矿体分别为40m、63m，延深分别为72m、162m，厚度1.12m、1.14m，品位6.75g/t、5.38g/t；3-22矿体较小，平均品位2.99g/t。

1号脉带：主要分布在矿区西部，为完全隐伏型矿体。该脉带由1-1、1-2、1-3等3个矿体组成，各矿体长度140～259m不等，厚度2.48～9.15m不等，平均品位3.33～7.79g/t。

10号脉带：分布在矿区东部，走向NW30°绢英岩化糜棱岩带中，矿化蚀变带15～20m，由10-1、10-2、10-3号矿体组成，各矿体长度66～142m，厚度2.52～3.57m，平均品位1.62～4.98g/t。

12号脉带：分布在矿区东部，走向NW30°绢英岩化糜棱岩带中，由12-1、12-2、12-3号矿体组成，各矿体长度103～159m，厚度0.97～3.16m，平均品位1.62～4.98g/t。

矿化类型：主要为黄铁绢英岩化糜棱岩蚀变岩型、黄铁绢英岩化千枚岩化蚀变岩型，统称为同韧性剪切带蚀变岩型，其次为石英-硫化物脉型和石英-硫化物细脉群型。

3、矿石特征

矿石矿物成分：矿石中金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿、褐铁矿、孔雀石、方铅矿、闪锌矿、锑铋铅矿及自然金等，脉石矿物主要有石英、绢云母、绿泥石等。

矿石的自然类型：主要分为氧化矿石和原生矿石，近地表为氧化矿石，深部为原生矿石。

矿石结构：主要有半自形粒状结构、自形晶状结构、他形粒状结构、填隙结构、网脉结构、压碎结构、包含结构、晶隙结构、交代残余及假象结构、文象结构、楔状结构等。

矿石构造：以细脉状浸染状为主，其次脉状构造、网状构造、角砾状构造、斑状构造及块状构造。

金的赋存：矿床中的金矿物以银金矿为主，金矿物形态有粒状、微细脉状、不规则状等，裂隙金占52.4%，包体金占36.9%，晶隙金占10.7%，金矿物的粒度以微细粒为主，据统计，77%的金矿物颗粒的粒度在60um以下。

二、韧性剪切带及成岩成矿的认识

1、对F3断层和韧性剪切带的认识

F3断层是招平断裂带下盘的次级平行构造，是统一应力场作用下产生的共生构造，是本区主要的成矿断层，区内展布长约2000m，宽约1～6m，总体走向25～30°，倾向北西，倾角65～80°，在平面上呈现“S”字形（1001采场109线揭露F3断层基本扭为东西向），矿床主要分布在断裂交叉和产状变化部位，韧性剪切带与F3断层呈“入”字形交叉，可视为F3断层的次级构造，与F3断层及其分支构造共同控制了金矿脉的空间分布，上部近地表矿体主要赋存在95～100勘探线之间，向下延深逐渐向北东侧伏，-190m中段矿体赋存在129～130勘探线之间（-190中段1217采场相当明显），金矿体在脉岩之间的韧性带内呈左行雁形排列（+170m中段最为明显），金矿体主要赋存在F3断层下盘，F3断层上盘的韧性剪切带不赋存矿体或极少赋存矿体；另因金矿体受F3断层及韧性剪切带共同控制，所以在空间分布上，还呈现多列平行跳跃式排列，成群成组产出，单个矿体规模小，品位高，但多个矿体组成一个有规律的矿体群，呈点格式分布。

2、脉岩与成矿关系

该区内脉岩以闪长玢岩最为发育，形态为脉状和透镜状，穿插于玲珑花岗岩和栾家河花岗岩之中，走向NW320～350°，倾角55～80°，多为NW倾，浅部较缓，深部较陡，长一般150～700m，最长一条1400m，宽1.5～15m不等，主要组成矿物斜长石、钾长石、角闪石、黑云母等，局部见有石英，长石多绢云母化，暗色矿物绿泥石化，半自形粒状结构，块状构造，在空间上多与北西向蚀变带平行，蚀变带多分布在脉岩之间的剪切带内，或脉岩与围岩的接触带中，走向和倾向上与脉岩基本一致；蚀变带中的闪长玢岩发育有硫化物细脉，并且含金品位较高，硫化带明显穿切脉岩（脉岩在蚀变带内发生蚀变），说明从成矿时间上，闪长玢岩应早于成矿时间（属于中生代燕山中期产物，稍晚于栾家河花岗岩体），这些脉岩群为金的富集提供了“隔离墙”的空间作用及PH酸碱变化的环境条件。矿体在蚀变带内沿脉岩两侧呈右行雁形排列。

3、花岗岩体与成矿的关系

玲珑片麻状黑云母花岗岩：以岩基产出，分布在胶北地台中心部位，被招平和焦新两条大断裂夹持，玲珑花岗岩的同位素年龄（152～160Ma）、成岩时的低压环境（150～200Pa）和较高的地温场等证据证明，玲珑花岗岩是燕山早期（侏罗纪）产物；它的化学组份、稀土元素、微量元素、稳定同位素组成特征与基底TTG杂岩具有一致性，以及岩体中大量的变质岩残留体和宇宙尘的存在，均表明玲珑花岗岩是壳源物质的衍生体，实验表明（1998，曲晓明等）玲珑片麻状黑云母花岗岩在810℃，1.5×100MPa，水不饱和条件下，经18%的熔融可以转化为中粗粒二长花岗岩（即栾家河、郭家店等地花岗岩）。玲珑花岗岩还是同构造花岗岩，岩体中广泛发育的片麻理构造、岩石中常见的应变矿物和应变结构反映了构造形变与花岗岩成岩同时存在，也就是说，玲珑花岗岩与招平断裂等成矿早期构造同时期形成，而后又经多期次变化为成矿提供了容矿围岩及导容矿构造。

栾家河中粗粒钾长石花岗岩：由郭家店、栾家河、岗山（毕郭）三个岩体组成，以中粗粒等粒结构、块状构造，含钾长石高，局部含白云母为特征，该岩体岩浆结晶作用的温度应为400～900℃之间；由两个熔融包裹体得出的资料显示，岩浆结晶早期含水量很低（2.5%），粘度较大（3.8×106Pa·S）。随着结晶作用的进行，残余岩浆中流体不断富集，到晚期含水量达到5.8%，已接近硅酸鹽熔体的饱和度（6%）。该岩体中大量发育CO2三相包裹体，含水矿物除了黑云母之外，还出现了相当多的白云母（2%），以及明显偏高的87RS/86Sr和87Sr/86Sr同位素比值（分别为2.57888和0.7180），这些都说明该岩体成岩过程中有较多的沸腾流体活动，按（400～600）×102Pa的捕获压力推算，岩浆大体侵位深度为1.3～2km之间，说明该岩体是一种浅侵位花岗岩，岩体与胶东岩群、玲珑花岗岩体呈明显的侵入接触关系，说明成岩时间要晚于玲珑花岗岩。主要岩石类型为钾长石花岗岩、含黑云母钾长石花岗岩、中粗粒黑云母花岗岩。郭家店栾家河型花岗岩体东侧与胶东群接触带上（即招平断裂带上），有尹格庄特大型金矿床、夏店大型金矿床、姜家窑曹家洼等中小型金矿床产出。

郭家岭斑状花岗闪长岩：分布在胶北地台西北部，由郭家岭、丛家、北截、尚庄、三山岛五个岩体组成，从东到西由岩基逐渐向岩株过度，地球物化探测试，深部连通成一个大的岩基，以含有角闪石、钾长石巨斑晶为特征，且钾长石斑晶的含金量相当高，局部高达0.39×10-6（白鹤顶），经研究表明，郭家岭花岗岩是中生代燕山运动末期在造山后地壳隆起的构造背景下形成的，在时间和空间上，与金矿脉的形成和富集密切相关。成岩温度应应低于400℃，从岩体含有大量的镁铁质岩石（具有强磁性）及较少的印支期花岗岩看，应是燕山晚期的产物，与玲珑花岗岩相比，融入了更多的幔源物质，壳源比约为65：35，地壳熔融发生在斜长石阶段，晚期的石英闪长岩岩株地幔组分比例增大，壳源物质的混合比接近1：1，地壳源区经历过早期分熔体的提取，熔融进入角闪石阶段。经试验，金硫混合物生成条件为250～320℃、5～25MPa，PH约7～8，金硫混合物在条件改变时在有利空间部位沉积并形成工业矿体。

从以上分析，成矿模式可以划分为三个期次：燕山早期，玲珑花岗岩体侵入胶东岩群，地壳隆起，并伴随着一系列断裂发生，即早期成矿断裂的雏形；到中期，栾家河花岗岩体侵入玲珑花岗岩体及胶东岩群，结晶粒度有中细粒转向中粗粒，断裂也进一步压扭衍变，到燕山晚期，随着温度的降低，结晶粒度更粗，金属矿物质进一步富集，郭家岭花岗岩岩浆热液携带大量的金银等贵金属矿物组分，沿成矿断裂上升，并在一定的有利部位沉积富集，后又经汽水热液重熔、交代充填形成工业矿体。

三、成矿规律及深部成矿预测

（一）成矿规律及找矿方向

1、矿床分布在郭家岭花岗岩内外接触带和北北东交叉构造带中，因此，花岗闪长岩及其内外边缘通过的北东或北北东向构造是金矿定位的重要空间（玲珑混合岩岩底为花岗闪长岩体隐伏）。

2、谢家沟金矿矿体严格受北东向（局部东西向）韧性剪切带构造系统控制，单矿体近于直立，走向多为NE15～20°，在剪切带内呈右行雁形排列，矿体长度近于相等。整条剪切带宽80m，分布在F3断层两侧，呈现NE30°延伸，为主要容矿构造。F3断层分支复合、交叉及走向转弯、倾向由陡变缓等有利部位及韧性剪切带发育区段为工业矿体赋存空间部位。

3、矿化类型的分布形式：该金矿床矿化类型主要有蚀变岩型、细脉带型、石英硫化物脉型，它们在空间上呈规律分布。

蚀变岩型矿体多分布在脉带中部，矿体走向延伸和倾向延深均较稳定，矿体内金的品位分布均匀。

细脉带型矿体多分布在蚀变岩型矿体两侧，呈囊状或不规则形状产出，该类矿体走向延伸和倾向延深不大，一般不超过30m，但品位极高，有时超过20g/t，如186m中段95勘探线附近主矿带东侧矿体，细脉宽5～10cm，平行排列成細脉群，单脉走向nw320～350°，倾向北东或南西，矿体呈不规则形状。

石英硫化物脉型指单矿脉宽度20cm的矿脉，该类型矿体分布在脉带的外侧，近于直立，走向NW320～350°，矿体厚20～50cm，矿体长10～20m，如242m中段97勘探线矿体，也属于小而富的矿体，平均品位大于20g/t，矿体可以分布在远离主矿带几十米的位置上。

控矿蚀变以黄铁绢英岩化为主，向两侧减弱，即中心强硅化+绢英岩化——黄铁绢英岩化——钾化绢英岩化——钾化（基本不含金矿化）——围岩。

4、脉岩（基性、中性侵入岩）与金的富集密切相关：含金热液沿剪切带、脉岩与围岩的接触带交代充填。在蚀变带内沿脉岩两侧、脉岩之间的韧性剪切带内寻找矿体；在蚀变带外沿F3断层下盘及分支断裂（韧性剪切带）寻找矿体。正长岩和正长斑岩发育地段矿化较好，矿体品位较高，脉岩走向、倾向变化部位及膨大夹缩部位矿体厚而富，易于形成高品位工业矿体。

5、矿体侧伏规律：矿体群整体沿走向和倾向具有左行排列的规律，北东侧伏，矿体尖灭再现，单个矿体倾角80～85°，但整个矿体群沿F3下盘的韧性剪切带分布，不排除平行隐伏矿体群赋存。

（二）深部成矿预测

1、区域资料显示：在招远中部存在两条平行的磁异常和重力异常带，东部一条与招平断裂带吻合，西侧一条与招平断裂下盘的谢家沟剪切带构造系统相吻合（不排除晚期黄铁矿、磁黄铁矿的影响），说明底部为一隐伏的花岗闪长岩构造岩浆带。

2、焦家金矿及其以南的马塘、寺庄、赵家等金矿围岩为玲珑花岗岩，但深部（下盘）均发现音符的郭家岭花岗岩；新城、河东、河西、尚庄、界河、等金矿都分布在尚庄岩体（属郭家岭花岗岩）边缘的北东、北北东构造带中；玲珑、岭南、东风、营家洼等金矿在玲珑混合岩之下，为一隐伏的花岗闪长岩；北截、金翅岭、金岭等金矿在玲珑混合花岗岩下面也发现隐伏的花岗闪长岩。

3、硫化带与金矿化密切相关：硫铁和金应属同源矿物，虽然后期热液对金的富集有一定的重熔改造作用，但可以说有硫铁赋存的部位，其早期也能有金矿富集。

4、从坑道揭露看，-110m中段1001采场、+90m中段118.5勘探线的断层充填物——石英硫化物，硫化物由粒状他形、半自晶、自晶等多种形态，说明该矿化的多期次性，石英为乳白色，并且有石英晶洞，说明该矿段具有浅部早期矿化特征，且经过后期侵入改造明显，其深部早期构造应有很好的成矿前景。

5、根据矿体北东侧伏的规律，可以推断沿F3断层向下延深韧性剪切带发育区段（-230m以下），仍有富矿体存在。

四、结论

综上所述，在郭家岭花岗岩与其他岩体接触面带上，尤其有北北东或北东向构造通过的交叉部位（如F3与其韧性剪切带交叉部位），是金矿富集的有利部位，又由于后期汽水热液的重熔、交代充填作用，致使矿体可能远离主裂面一段距离（几十米、上百米不等），因此，在深部仍有很好的找矿前景。

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