中国胶东焦家式金矿类型及其成矿理论

宋明春，李三忠，伊丕厚，崔书学，徐军祥，吕古贤，宋英昕，姜洪利，周明岭，张丕建，黄太岭，刘长春，刘殿浩

1.山东省地质矿产勘查开发局，济南 250013 2.国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室，济南 250013 3.中国海洋大学海洋地球科学学院，山东 青岛 266100 4.山东省第六地质矿产勘查院，山东 威海 264209 5.中国地质科学院地质力学研究所，北京 100081 6.山东省地质科学实验研究院，济南 250013 7.山东省第三地质矿产勘查院，山东 烟台 264004

中国胶东焦家式金矿类型及其成矿理论

宋明春1,2，李三忠3，伊丕厚1，崔书学4，徐军祥1，吕古贤5，宋英昕2,6，姜洪利4，周明岭4，张丕建7，黄太岭1，刘长春1，刘殿浩7

1.山东省地质矿产勘查开发局，济南 250013 2.国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室，济南 250013 3.中国海洋大学海洋地球科学学院，山东 青岛 266100 4.山东省第六地质矿产勘查院，山东 威海 264209 5.中国地质科学院地质力学研究所，北京 100081 6.山东省地质科学实验研究院，济南 250013 7.山东省第三地质矿产勘查院，山东 烟台 264004

胶东焦家式金矿是中国最重要的金矿类型，是受构造控制的热液型金矿，可分为破碎带蚀变岩型、含金石英脉型、破碎带石英网脉带型、硫化物石英脉型、层间滑动构造带型、蚀变砾岩型和盆缘断裂角砾岩型等亚类。金矿成矿时期为早白垩世，成矿物质来源于强烈的壳幔相互作用，常具有绢英岩化、黄铁矿化、硅化、钾化等矿化蚀变，金矿体产出具有尖灭再现、分支复合、侧伏、斜列、叠瓦规律。岩浆热隆、流体活动、伸展拆离是导致胶东大规模金矿形成的三大关键要素;早白垩世壳幔同熔岩浆活动分凝和激活的围岩流体是金矿迁移、富集的载体;岩浆上隆产生的伸展拆离构造为金矿成矿提供了有利空间。据此，提出了焦家式金矿“热隆-伸展”成矿理论。焦家式金矿形成于早白垩世中国东部岩石圈大规模减薄阶段，受伸展构造系统控制。控矿构造沿倾向呈现陡缓相间的倾角变化规律，金矿主要沿断裂倾角变化的平缓部位和陡、缓转折部位富集，构成“阶梯式”分布型式。

焦家式金矿成矿理论；成矿规律；热隆-伸展；阶梯式；中国胶东；金矿

0 引言

胶东是中国最重要的金矿基地，累计探明金资源储量2 000 余t，该区面积仅占中国陆地面积的0.27%，但探明金资源储量和黄金产量均超过中国的四分之一。胶东金矿开采历史悠久，自唐朝就有采矿记载。早期勘查、开采的金矿均是石英脉型金矿，由于大部分金矿产于招远市玲珑镇，因此被命名为玲珑式金矿。这种金矿规模一般较小，分布零散，自新中国成立至20世纪60年代初，累计探明金资源储量不足30 t。

1965-1970年，山东省地质局807队打破寻找石英脉型金矿的传统束缚，相继发现和评价了三山岛、焦家等产于区域性断裂带中的破碎带蚀变岩型大型金矿，命名为“焦家式”金矿[1]。此后，胶东地区金矿找矿不断取得新突破。

然而，随着金矿勘查、开发强度的不断加大，胶东金矿找矿越来越难，保有资源储量逐年减少。至20世纪90年代，胶东金矿资源出现严重危机，许多矿山面临资源枯竭局面。2005年以来，山东省地质矿产勘查开发局组织地质勘查队伍在胶东地区开展了深部找矿，相继在寺庄、马塘、焦家、东风和三山岛等金矿的深部(地表以下500～1 500 m)发现和探明了大型(>20 t)和超大型(<100 t)金矿床[2-4]，实现了重大找矿突破，使胶东金矿焕发了新的生机。

自发现破碎带蚀变岩型金矿以来，经过50年勘查、开采、研究，地质工作者基本查清了胶东金矿的类型、特征、成矿规律、成因机制。在此基础上，作者进一步研究了胶东金矿的成矿模式，提出并发展了焦家式金矿成矿理论。

1.第四系；2.新近系、古近系；3.白垩系；4.古-新元古界；5.含榴辉岩的新元古代花岗质片麻岩；6.太古宙花岗-绿岩带；7.白垩纪崂山花岗岩；8.白垩纪伟德山花岗岩；9.白垩纪郭家岭花岗闪长岩；10.侏罗纪花岗岩类；11.三叠纪花岗岩类；12.整合/不整合地质界限；13.断层；14.大-特大型金矿床/中小型金矿床； 15.金成矿小区范围及编号;16.金成矿带位置及编号；17.金矿田编号。 ME1.胶西北成矿小区；ME2.栖蓬福成矿小区；ME3.牟乳成矿小区。MB1.三山岛金矿带；MB2.焦家金矿带；MB3.招平金矿带；MB4.栖霞-大柳行金矿带；MB5.桃村金矿带；MB6.牟乳金矿带。OF1.三山岛金矿田；OF2.焦家金矿田；OF3.灵北金矿田；OF4.鞍石金矿田；OF5.大庄子金矿田；OF6.玲珑金矿田；OF7.大尹格庄金矿田；OF8.旧店金矿田；OF9.栖霞金矿田；OF10.大柳行金矿田；OF11.莱山金矿田；OF12.蓬家夼金矿田；OF13.邓格庄金矿田。图1 胶东地区区域地质和金矿分布图Fig. 1 Regional geological map and distribution of gold deposits in the Jiaodong Peninsula

1 区域地质背景

胶东位于山东省东部，大地构造位置处于华北陆块东南部和秦岭-大别-苏鲁造山带东北部。胶东地区的胶北隆起和胶莱盆地属于华北陆块(东南部)，威海隆起则属秦岭-大别-苏鲁造山带(东北部)。

胶东地区主要由前寒武纪和中生代地质体组成，另有少量古近纪-新近纪火山岩和碎屑沉积及第四纪松散沉积(图1)。胶北隆起前寒武纪基底岩系主要由太古宙花岗-绿岩带和古-新元古代变质地层组成[5]，少量古元古代基性-超基性岩组合、古元古代花岗岩。威海隆起前寒武纪基底岩系则主要由含超高压榴辉岩的新元古代花岗质片麻岩(荣成片麻岩套)组成，少量古元古代变质表壳岩和中元古代基性-超基性岩组合。

中生代地质体在各构造单元均有分布，白垩纪陆相火山-沉积岩系主要分布于胶莱盆地中，少量见于隆起区的小型断陷盆地中。中生代侵入岩侵入于前寒武纪地质体中，在胶北隆起和威海隆起中都很发育，主要包括侏罗纪花岗岩类(玲珑花岗岩、文登花岗岩和垛崮山花岗岩)、白垩纪花岗岩类(郭家岭花岗闪长岩、伟德山花岗岩和崂山花岗岩)，少量三叠纪花岗岩类(宁津所正长岩、槎山正长花岗岩)。在金矿分布区中发育大量与金矿形成密切相关的白垩纪中-基性脉岩(煌斑岩、辉绿岩、细晶闪长岩、闪长玢岩等)。

胶东地区断裂构造发育，最醒目的是NE-NNE走向断裂，断裂数量多、规模大，是胶东金矿的主要控矿构造。

2 主要矿床类型及特征

胶东地区共有金矿床200余处，其中大型以上金矿床20余处，分布于莱州、招远、蓬莱、栖霞、福山、牟平、乳山等地，构成胶东金矿成矿区，包括胶西北、栖蓬福、牟乳3个成矿小区和6条金矿带、13处金矿田(图1)。胶东金矿床分布频度、大型矿床数量均居中国首位，金矿床具有区域集中、规模大、富集强度高和成矿期短的特点，被中国地质学家称为中生代成矿大爆发或金属异常巨量堆积[6]。

主要金矿床类型有破碎带蚀变岩型和含金石英脉型。此外，按照矿石主要特征和控矿构造性质还划分了破碎带石英网脉带型、硫化物石英脉型、层间滑动构造带型、蚀变砾岩型、盆缘断裂角砾岩型等类型[1,7-8]。

2.1 破碎带蚀变岩型金矿

破碎带蚀变岩型金矿为焦家式金矿的典型矿床类型，主要分布于三山岛金矿田、焦家金矿田和大尹格庄金矿田，是胶东金矿的主要类型，以焦家金矿床和仓上金矿床为代表。

矿床受规模较大的区域性断裂构造控制，主要控矿断裂有三山岛断裂、焦家断裂和招平断裂(图2)。控矿断裂总体呈NNE走向，在平面上走向常有变化，呈舒缓波状展布；在剖面上总体具上陡下缓“铲式”特点，断裂倾角20°～50°，地表局部可达80°[9]。

1.第四系；2.白垩系；3.早前寒武纪变质岩系；4.白垩纪崂山花岗岩；5.白垩纪伟德山花岗岩；6.白垩纪郭家岭花岗闪长岩；7.侏罗纪玲珑花岗岩；8.整合/不整合地质界限；9.断裂/主要控矿断裂(出露、隐伏)；10.大型-特大型金矿床/中小型金矿床。F1.三山岛断裂；F2.焦家断裂；F3.招平断裂。图2 胶东西北部3条主要控矿断裂及金矿床分布Fig. 2 Three major ore-controlling faults and distribution of gold deposits in the northeastern Jiaodong Peninsula

矿床主矿体一般产于断裂主断面下盘，矿体规模大，矿化连续稳定，矿体长度可达1 000～1 200 m，延伸可达800～1 500 m。焦家金矿床目前已控制主矿体最大斜深达3 000 m(垂深1 600 m)，矿体平均厚度3～10 m。矿体形态简单，多为脉状、似层状、透镜状。

矿石自然类型主要有浸染状黄铁绢英岩(图3a、b)、细脉浸染状黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩和细脉浸染状黄铁绢英岩化花岗岩。矿床金平均品位(4.56～17.61)×10-6，多数在7×10-6以下。矿石结构主要为晶粒状结构、碎裂结构、填隙结构等，矿石构造以浸染状、细脉浸染状和斑点状为主。围岩蚀变主要有黄铁绢英岩化、硅化、钾化。

2.2 石英脉型金矿

石英脉型金矿曾被称为玲珑式金矿，主要分布于玲珑金矿田、大柳行金矿田和栖霞金矿田，以玲珑金矿床为典型代表。

矿床受主干断裂伴生、派生的低级别、低序次陡倾角断裂控制，因而矿体也呈高角度倾斜。矿床由单条石英脉或多条石英脉群组成，发育在主干断裂附近的含金石英脉长愈1 000 m，宽10～20 m，走向多为NE向。金矿体形态较复杂，主要呈脉状、透镜状、扁豆状、囊状、串珠状或不规则状。单个矿体规模一般较小，长10～250 m，厚0.5～3 m，延伸数10～300 m。

矿石类型为含金石英脉(图3c)，金品位较富，多数矿床金平均品位为(7～20)×10-6，常可见到品位>30×10-6的富矿段。矿石结构为晶粒状结构、骸晶结构、填隙结构，矿石构造以致密块状为主，其次为条带状构造、浸染状构造。围岩蚀变以黄铁绢英岩化为主。

2.3 破碎带石英网脉带型金矿

破碎带石英网脉带型金矿是介于破碎带蚀变岩型和石英脉型金矿之间的一种过渡类型金矿床，以焦家金矿田中的招远市河西金矿最为典型。

河西金矿产于焦家主干断裂下盘的的分支断裂-侯家断裂和河西断裂中的裂隙密集带中。矿体呈脉状、透镜状及不规则状，沿走向、倾向具分支复合、膨胀狭缩现象，厚度、品位变化较大。主要矿体长320～480 m，斜深290～582 m，厚1.28～46.01 m。

矿石自然类型主要为石英网脉状黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、细脉-网脉状黄铁绢英岩化花岗岩(图3d)。河西金矿主矿体平均品位为(5.16～6.85)×10-6。矿石结构主要为压碎结构、晶粒状结构和包含结构，矿石构造主要有细脉浸染状、网脉状和交错脉状构造。围岩蚀变主要有黄铁绢英岩化、硅化、钾化。

2.4 硫化物石英脉型金矿

硫化物石英脉型金矿是邓格庄金矿田的主要金矿类型(图1)，以乳山市邓格庄金矿为代表，其主要特点是富含黄铁矿(一般w(S)≥8%)。

矿床受金牛山断裂带控制，该断裂带由5条平行分布的断层组成，断裂走向NNE，倾向东(局部反倾)，倾角较陡(70°～85°)，断裂性质为张性，硫化物石英脉沿断裂分布。矿床以含金硫化物石英脉单脉为主，部分矿区有脉群出现。矿体多呈脉状、薄板状、透镜状、不规则状等，沿倾向、走向断续分布。长一般100～500 m，部分近千米，厚度多为1～4 m。矿体多为陡倾斜脉状，倾角60°～85°，部分矿体向深部有产状变缓、厚度变薄的趋势。

矿石自然类型主要有金-黄铁矿石英脉型(图3e)和金-多金属硫化物石英脉型，矿石金品位较高，平均值为6.85×10-6左右，邓格庄金矿床Ⅱ号矿体金平均品位为(18.34～23.19)×10-6。矿石中S平均品位为11.77%～22.10%，Cu平均品位为0.30%～0.65%。矿石结构主要有晶粒状结构、压碎结构和填隙结构，矿石构造以致密块状、浸染状和条带状为主。围岩蚀变主要有黄铁矿化、绢云母化、硅化、绢英岩化。

2.5 层间滑脱拆离带型金矿

层间滑脱拆离带型金矿受控于前寒武纪地层层间滑脱拆离构造带或韧性剪切带，分布于栖霞金矿田中(图1)，以福山杜家崖金矿为代表。

矿体呈似层状、透镜状沿变质地层不同岩性层的层间构造带分布。杜家崖金矿矿体长100～750 m，斜深100～200 m，厚度1～25 m。矿体倾角较缓，为10°～60°，多<45°。

矿石自然类型主要有：碎裂状褐铁矿(黄铁矿)绢英岩化变粒岩、褐铁矿(黄铁矿)绢英岩、褐铁矿化大理岩(图3f)、褐铁矿(黄铁矿)绢英岩质碎裂岩、黄铁绢英岩化糜棱岩。矿石品位为(1～20)×10-6，平均为(4～5)×10-6。矿石结构主要有假象结构、碎裂结构、糜棱结构、交代结构和包含结构，矿石构造为浸染状、胶状、多孔状、细网脉状构造。围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化和毒砂化。

2.6 蚀变砾岩型金矿

蚀变砾岩型金矿[7]受发育于胶莱盆地盆缘(东北缘)断裂上盘的断层、裂隙密集带控制，矿体赋存于白垩纪莱阳群底部灰紫-灰黄色砾岩中，见于蓬家夼金矿田(图1)，以乳山市发云夼金矿床为代表。

发云夼金矿床矿体呈似层状、扁豆状、不规则状，走向北东，倾向南东，倾角65°～75°。矿体长330～1 250 m，厚0.74～11.64 m。

矿石自然类型主要为黄铁矿化绢云母化碎裂状砾岩(图3g)，矿床平均品位为5.86×10-6。矿石结构以晶粒状、碎裂状和填隙结构为主，矿石构造常见有致密块状、团块状、脉状、浸染状、角砾状和蜂窝状。围岩蚀变主要有绢云母化、黄铁矿化、弱硅化。

2.7 盆缘断裂角砾岩型金矿

盆缘断裂角砾岩型金矿产于胶莱盆地与变质基底结合部位的盆缘断裂构造带中，见于大庄子金矿田和蓬家夼金矿田中(图1)，以乳山市蓬家夼金矿床[10]和平度大庄子金矿床[11]为代表。

蓬家夼金矿床控矿构造走向近东西向，倾向南，剖面上呈上陡下缓的铲式特点，倾角15°～50°。矿体形态简单，呈透镜状、缓倾脉状，局部有分支复合现象。矿体长50～600 m，斜深50～490 m，厚度0.32～41.92 m，主矿体平均厚度3.31～10.28 m。

矿石类型为含金黄铁矿硅化构造角砾岩，主要由黄铁矿硅化角砾状白云石大理岩、黄铁绢英岩化花岗质角砾岩及黄铁矿化长英质碎裂岩组成(图3h)。矿石品位为(1.00～26.80)×10-6，主矿体平均品位为3.24×10-6。矿石结构主要是碎裂结构和晶粒状结构，矿石构造主要有浸染状、角砾状构造，其次为脉状、块状、蜂窝状构造。围岩蚀变主要有绢云母化、硅化、黄铁矿化。

3 主要成矿规律

通过长期找矿实践及研究，地质工作者总结了胶东金矿成矿规律。这些规律对形成和发展焦家式金矿成矿理论、正确选择找矿靶区及有效指导普查勘探等具有重要的理论和实践意义。

3.1 成矿物质来源和矿化蚀变规律

对稳定同位素[12-15]和流体包裹体[16-21]研究发现，胶东不同类型金矿的地球化学特征具有明显相似性，指示他们具有统一的成矿物质来源，既有来自早前寒武纪变质基底岩系-花岗片麻岩和变质地层的成分，也有来自白垩纪幔源岩浆活动影响的成分，巨量金属元素的堆积是强烈壳-幔相互作用的结果[6]。金矿床的成矿流体为中低温、中压、低到中等盐度[16,19,22]，为中低温热液金矿。

金矿的围岩蚀变主要有绢英岩化、黄铁矿化、硅化、钾化，常具有明显的蚀变分带现象。在蚀变岩型金矿中，由主矿体向外依次出现黄铁绢英岩带、绢英岩带、硅化带、钾化带，一般控矿的主裂面上盘黄铁绢英岩化较弱，尤其是黄铁矿化更为微弱，而下盘黄铁绢英岩化强，往往是主矿体的赋存部位。

3.2 构造控矿规律

主要金矿床受NE向断裂构造控制，构成NE向展布的金矿带(图1和图2)。不同规模的成矿单元受相应规模的构造控制[1,9]：胶东金矿成矿区位于华北板块和大别-苏鲁造山带的结合部，胶西北、栖蓬福和牟乳3个成矿小区分别位于胶北隆起内部和边缘，6条金矿带受NNE向断裂及其次级断裂控制；13处矿田受NNE向控矿主干断裂带与基底构造复合段控制，矿床受NNE向和NE向断裂或裂隙带控制，矿体受NNE向断裂局部开启段或其分支复合部位控制。

不同构造类型或同一构造的不同部位控制了不同类型的金矿。破碎带蚀变岩型金矿产于主干成矿断裂及其次级断裂主断面下盘蚀变碎裂岩中，破碎带石英网脉带型金矿产于断裂下盘蚀变花岗质碎裂岩中的网状剪切裂隙中[1]，石英脉型金矿产于远离主断面蚀变花岗岩中的张裂隙中。层间滑脱拆离带型金矿赋存于胶北隆起内部前寒武纪地层顺层滑脱构造带或韧性剪切带中，硫化物石英脉型金矿产于华北陆块与大别-苏鲁造山带之间的陡倾角断裂构造中。蚀变砾岩型金矿产于胶莱盆地边缘铲式断裂、裂隙中，角砾岩型金矿产于中生代盆地与前寒武纪基底之间的盆缘断裂中。

在平面上，断裂构造的拐弯位置是适于成矿物质富集的引张扩容空间，胶西北许多金矿体产于断裂构造的拐弯部位。如：焦家金矿床，矿体赋存在焦家主干断裂走向由35°转向8°的部位，且矿体偏向于走向方位较大段。两条断裂的交汇处和主断裂分支复合部位是成矿的有利部位[23]，其中靠近主干断裂位置更有利于矿体的赋存[24]。在剖面上，断裂构造倾角变化部位是构造的引张扩容段，常形成厚大矿体[25]。如焦家金矿床，由地表至-400 m，断裂倾角由近70°渐变为45°左右，主矿体厚大部位出现于-100 m以下断裂产状明显变缓处[4]。

在空间分布上，构造分带往往与蚀变分带、矿化分带协调对应，呈现三位一体特点[25]。强蚀变带(黄铁绢英岩带)往往对应强构造变形带(碎裂岩带)，同时也是强的矿化带(高品位矿体)。

3.3 矿体产出规律

1)多类型矿体共生。胶东金矿具有单矿种多类型矿体共生特点，如玲珑金矿田中包含破碎带蚀变岩型、硫化物石英脉型和石英脉型3种金矿类型[1]，望儿山金矿是多种类型矿体同时出现的典型矿床[26]。

2)矿体尖灭再现、分支复合。胶东金矿床矿体常具尖灭再现、分支复合、膨胀狭缩特点。矿体在倾向和走向上均表现出尖灭再现特点，矿体的分支复合则在平面上和剖面上均非常普遍[24]。

3)矿体侧伏。产状基本一致的断裂构造控制的金矿体其侧伏方向具有一致性。走向NE或NNE的控矿断裂，倾向NW者，矿体一般向SW向侧伏,如:焦家断裂带中的矿体，多向SW方向侧伏，侧伏角一般为45°～60°；新城金矿床①号矿体向SW侧伏延伸达1 680 m，侧伏角33°。走向NE或NNE，但倾向SE的控矿断裂，其控制的矿体均向NE侧伏，侧伏角40°～65°不等,如招平带中的矿体一般向NE侧伏。控矿断裂走向NNW，倾向SW者，矿体向SSE侧伏，如威海范家埠金矿。走向NNW，倾向NE者，矿体向NNW侧伏，如栖霞马家窑金矿[1]。金矿体的区域性侧伏规律表明，成矿期控矿断裂是在统一的应力环境下有规律活动的结果。尽管断裂方位不一致，但均表现出了上盘左行斜落运动轨迹,从而造成了不同倾向的断裂，其控制的矿体侧伏方向不一致性的现象。

4)矿体斜列、叠瓦排列。矿体的斜列规律在东季、寺庄金矿床中较为典型，东季金矿床①、②、③号矿体在0～200 m标高之间斜列分布，构成多字形排列[24]。金矿体普遍延深远大于延长且斜立在蚀变带或矿脉中，构成斜立规律，在同一矿床内多个斜立矿体沿走向排列则显示斜列规律。大型控矿构造带常由多条彼此大致平行的断裂或密集裂隙带组成，形成“多层”平行矿体而显叠瓦规律[25]。

3.4 成矿时代规律

对胶东金矿成矿时代的研究发现，不同类型、不同矿区的金矿成矿时代是一致的。在三山岛金矿田仓上金矿绢云母Ar-Ar同位素年龄值为(121.3±0.2) Ma(坪年龄)和(121.1±0.5) Ma(等时线年龄)[27]；焦家金矿田东季金矿钾长石和脉石英的Ar-Ar同位素年龄值为(114.44±0.16)～(116.34±0.81) Ma[28]，新城金矿黄铁绢英岩Rb-Sr等时线年龄值为(116.6±5.3) Ma[29]；玲珑金矿田玲珑、九曲、大开头金矿矿石和黄铁矿的Rb-Sr等时线年龄值为(110.6±2.4)～(123±4) Ma[30-31]；大庄子金矿田大庄子金矿石英的Ar-Ar同位素年龄值为(117.39±0.64) Ma(坪年龄)和(115.62±1.01)Ma(等时线年龄)[32]；蓬家夼金矿田蓬家夼金矿石英、黑云母的Ar-Ar同位素年龄值为(116.83±0.36)～(120.53±0.49) Ma，发云夼金矿床黄铁矿的Rb-Sr等时线年龄为(128.17±7.2) Ma[32]；邓格庄金矿田乳山金青顶金矿热液锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄为(117±3) Ma[33]。上述2000年以来测试的金矿同位素年龄值表明，胶东金矿形成于同一成矿时代，其年龄范围为110.6～128.17 Ma，集中在115～122.5 Ma(图4)。

4 焦家式金矿“热隆-伸展”成矿理论

4.1 焦家式金矿由多种矿床类型组成

早期研究者认为，胶东不同类型金矿是形成于不同地质时代的不同成因类型，即多期成矿论[34]。近年来的研究表明，胶东地区不同类型金矿形成于同一时代、统一的构造背景[35-37]或属同一构造-热液成矿系统[8]。综合分析认为，胶东地区3个金矿成矿小区、7种金矿类型是同一构造背景、同一成因、同一时代形成的产于不同构造部位、不同围岩条件的不同自然类型，是同一成矿作用的产物，应予以统一命名。鉴于“焦家式金矿”一词流传广、认知度高，本文将胶东不同类型金矿统称为焦家式金矿，即将前人命名的狭义的蚀变岩型焦家式金矿扩展为广义的多类型焦家式金矿。

上述成矿规律研究表明，胶东不同金矿类型具有同一成矿物质来源，形成于同一地质时代，但受不同构造类型或同一构造的不同部位控制，赋存于不同的围岩中。蚀变岩型金矿、层间滑脱拆离带型金矿、蚀变砾岩型金矿和盆缘断裂角砾岩型金矿实际上均是成矿流体以渗流方式运移，通过与围岩发生交代作用而成矿的，由于构造型式和围岩特征不同，因此表现为不同的矿床类型。石英脉型金矿和硫化物石英脉型金矿是成矿流体在泵吸作用下通过充填方式而形成的矿，二者的差别在于硫化物含量的多寡。破碎带石英网脉带型金矿则是在交代作用和充填作用共同作用下形成的矿。

由于胶东3个成矿小区的构造变形条件不同，焦家式金矿的矿床类型出现明显差异。胶西北成矿小区邻近郯庐断裂带，断裂构造发育，尤其是发育于玲珑花岗岩和早前寒武纪变质岩系之间的边界断裂，为金矿成矿提供了有利空间，由断裂主断面附近的蚀变破碎岩带至远离主断面的蚀变花岗岩带依次出现破碎带蚀变岩型金矿、破碎带石英网脉带型金矿和石英脉型金矿。栖蓬福成矿小区位于胶北地块核部，前寒武纪地层层间滑动构造发育，韧性剪切带分布广泛，易于形成层间滑脱拆离带型金矿和石英脉型金矿。牟乳成矿小区位于华北陆块与大别-苏鲁造山带之间，陡倾断裂、盆缘断裂发育，发育硫化物石英脉型金矿和蚀变砾岩型金矿、盆缘断裂角砾岩型金矿(图5)。

1.第四系、新近系、古近系；2.白垩系；3.古-新元古界；4.前寒武纪花岗质片麻岩； 5.侏罗-白垩纪花岗岩；6.整合/不整合地质界限；7.断层；8.大型-特大型金矿床/中小型金矿床。图4 胶东金矿成矿年龄分布和直方图Fig. 4 Spatial distribution and temporal histogram of gold mineralization in the Jiaodong Peninsula

1.白垩纪莱阳群；2.白垩纪壳幔混合源花岗岩；3.侏罗纪玲珑花岗岩；4.威海超高压变质岩系；5.胶北前寒武纪变质基底岩系；6.断裂构造；7.地质界限；8.破碎带蚀变岩型金矿；9.破碎带石英网脉带型金矿；10.石英脉型金矿；11.层间滑脱拆离带型金矿；12.盆缘断裂角砾岩型金矿；13.蚀变砾岩型金矿；14.硫化物石英脉型金矿。F1.三山岛断裂；F2.焦家断裂；F3.招平断裂；F4.桃村断裂；F5.牟即断裂；F6.金牛山断裂。图5 焦家式金矿不同矿床类型赋存位置剖面示意图Fig. 5 Sketched profile showing the occurrence of different subtypes of Jiaojia-style gold deposits

4.2 胶东金矿受伸展构造背景控制

胶东金矿控矿断裂是多期活动的复杂断裂带，表现为多力学性质、多演化阶段:一般认为成矿前断裂经受了左行压扭性活动，形成糜棱岩；成矿期断裂活动属右行张扭性质[38-40]，为成矿流体运移、沉淀提供了有利空间；成矿后断裂以压性为主兼扭性。有人认为，胶东西北部的3条控矿断裂均属压扭性断裂[41-42]或压性兼有平移性质[43], 也有人认为属剪切带成矿体系[44]。邓军等[45]提出:焦家式金矿床主要受控于高级别的缓倾角断裂带，断裂多属压性或压扭性；玲珑式金矿床主要受控于低级别陡倾角断裂带，断裂性质多属张性或张扭性。吕古贤等[46]则提出，矿化作用与引张构造作用有密切关系。

研究认为，胶东金矿成矿作用发生于伸展构造背景。首先，白垩纪(主要是130～110 Ma)中国东部处于岩石圈大规模减薄阶段[47-48]，总体为伸展构造背景。其次，中国大陆东部发育有各种型式的早白垩世伸展构造，如变质核杂岩、岩浆底辟、热隆构造、不同尺度和型式的环状断裂，以及不同规模的断陷扩张盆地和裂谷构造等[49-50]。第三，胶东地区白垩纪发育强烈的指示伸展构造背景的构造岩浆活动，如以具拉张裂谷性质的郯庐断裂为代表的大型张性断裂[51]，以胶莱盆地为代表的中生代断陷盆地[52]，以崂山花岗岩为代表的A型花岗岩[53]。

胶东金矿控矿构造具有伸展构造特征。在胶西北成矿小区，控矿的三山岛、焦家、招平3条断裂带均表现为地表倾角陡向深部倾角变缓的铲式断裂特征(图6)，三者构成大致沿早前寒武纪变质岩系(上盘)与侏罗纪玲珑花岗岩(下盘)分布的大型伸展构造带[9]。三山岛、焦家、玲珑和大尹格庄金矿田中的金矿床主要受张扭性断裂具体控制[40]。在栖蓬福成矿小区，控矿的层间滑脱拆离带是形成于晚侏罗世-早白垩世的深层次拆离构造[54]。在牟乳成矿小区，主要控矿断裂-金牛山断裂倾角60°～85°，沿断裂带常有煌斑岩脉和石英脉贯入，控矿构造性质均为张性或张扭性[35]，属高角度正断层；控矿的盆缘断裂则属胶莱盆地边缘正断层[55]。可见，胶东金矿成矿期主要控矿构造以拉张构造体制为主，兼具走滑性质。这些控矿构造构成了一个形成于同一构造背景、同一地质时代的伸展构造系统。

1.金矿体；2.矿化蚀变带；3.早前寒武纪变质岩系；4.玲珑花岗岩；5.焦家断裂；6.钻孔位置；7.金矿体编号。图6 焦家矿区112勘探线焦家断裂剖面图Fig. 6 Structural cross-section along the 112 exploration line across the Jiaojia fault in the Jiaojia gold deposit

4.3 金矿的形成与白垩纪壳幔混合源花岗岩有关

胶东地区中生代岩浆活动非常发育，形成于晚三叠世的宁津所正长岩和槎山正长花岗岩, 被认为是与扬子和华北板块俯冲过程中板片断离作用有关的同造山侵入岩[56]；侏罗纪晚期(160～150 Ma)的玲珑花岗岩、文登花岗岩和垛崮山花岗岩，为壳源重熔型花岗岩[57]；白垩纪是胶东地区岩浆活动最强烈时期，形成I-A型复合岩体，同位素年龄值130～126 Ma的郭家岭花岗岩和127～105 Ma的伟德山花岗岩是具I型花岗岩特点的壳幔混合源花岗岩;形成于115.4～90 Ma的崂山花岗岩是典型的A型花岗岩[53，58]，白垩纪同时伴有大量中-基性、酸性脉岩和火山岩。

以往研究者普遍认为金矿的形成与中生代岩浆活动关系密切，并且认为，玲珑花岗岩或郭家岭花岗岩为金矿成矿的直接矿源岩，郭家岭花岗岩岩浆期后热液活动是导致金矿成矿的直接原因[1]。同位素年龄比较发现，金矿的同位素年龄略晚于郭家岭花岗岩年龄，略早于崂山花岗岩年龄，位于伟德山花岗岩年龄值范围内。因此认为胶东金矿的形成与伟德山花岗岩有关。伟德山花岗岩大量出露于胶东东部大别-苏鲁造山带中，在金成矿区则隐伏在深部(图5)，与之相关的浅成小岩体和大量中-基性脉岩常见于金成矿区内。被认为与金矿成因关系极为密切的中-基性脉岩包括煌斑岩、辉绿岩、细晶闪长岩、闪长玢岩等[59-62]，它们的形成时间(120～100 Ma)[59-62]与伟德山花岗岩及金矿同位素年龄高度一致，构成了联系伟德山花岗岩和金矿的纽带。由胶东西部至胶东东部，随着接近伟德山花岗岩大岩基，金矿中硫化物含量增高，出现高硫化物型金矿(硫化物石英脉型金矿)，同样指示金成矿与伟德山花岗岩的形成有密切联系。伟德山花岗岩分布面积大、范围广，是胶东地区中生代规模最大的花岗岩类，其产生的热量足以造成强烈的流体活动及金的大范围迁移、富集，在金矿成矿作用中起到了“热机”作用。虽然玲珑花岗岩和郭家岭花岗岩常常是金矿的直接围岩，但是研究表明，金矿的成矿深度与花岗岩的就位深度是有差别的，由于金矿成矿流体系统的温度(集中在200～350 ℃)远低于岩浆温度(>573 ℃)，因此，就同一区域而言，无论成矿流体系统是否与岩浆系统有联系，成矿流体系统的发育深度都应浅于岩浆系统；同时，成矿流体系统的密度远低于岩浆，也决定了成矿流体系统发育深度浅于岩浆系统[63]。也就是说胶东金矿成矿时，其直接围岩必定已抬升至流体成矿的深度，成矿流体活动与这种(直接围岩)岩浆活动没有必然的联系。另外，郭家岭花岗岩主要分布于蓬莱-招远一带，分布范围远小于金矿的范围，其产生的岩浆期后热液恐难达到金矿范围。

4.4 焦家式金矿“热隆-伸展”成矿机制

以往对胶东金矿成矿机理和构造背景的主要认识有：多源长期成矿[1]，幔隆作用成矿[64]，壳-幔相互作用成矿[65]，太平洋板块俯冲的远程效应成矿[66]，碰撞造山过程中由挤压向伸展转变成矿[63]，非造山带型金矿[67]，大规模深部物质和热能强烈上涌成矿[68]，地幔柱构造成矿[69]，多因耦合成矿[70]等。

在前人基础上，笔者进一步研究认为，“岩浆热隆、流体活动、伸展拆离”是导致胶东大规模金矿形成的三大关键要素。胶东金矿形成之时，正是中国东部岩石圈减薄之际，也是胶东地区大规模岩浆活动之期。在127～105 Ma，胶东地区岩浆活动强烈，形成大量壳幔混合型花岗岩，称之为伟德山花岗岩，同时形成大量中-基性和酸性脉岩，在胶莱盆地中则发育较多火山岩。岩浆活动分凝和激活的围岩流体成为金矿迁移、富集的载体。岩浆上隆造成上覆围岩中产生的伸展拆离构造，成为金矿成矿的有利空间。

基于上述认识，提出了“焦家式”金矿“热隆-伸展”成矿理论：侏罗纪，在中国东部构造体制出现重大转折背景下，胶东地区因挤压/伸展转换导致由早前寒武纪结晶基底岩系组成的中下地壳减压熔融，形成陆壳重熔型花岗岩(玲珑花岗岩)，金在岩浆中得到初步富集。白垩纪，地幔隆起，软流圈上涌，诱发壳幔相互作用[71]，产生壳幔同熔型花岗岩(伟德山花岗岩)，分凝富金流体并驱动围岩中的流体循环，萃取壳源花岗岩及其他围岩(包括早前寒武纪变质岩系和早白垩世火成岩、沉积岩)中的成矿物质；同时，幔隆作用造成地壳拉张和花岗岩抬升、去根，形成了花岗岩穹窿-伸展构造，伸展构造既为成矿流体运移提供了良好的通道，又为流体富集、矿体定位提供了有利的空间。在伸展构造主断裂带中，以碎裂岩为主的构造岩发育良好，成矿流体以渗流方式运移，通过与构造岩发生交代作用形成以蚀变岩为主的矿体；在伸展构造下盘的花岗岩穹窿边缘，由于岩体上拱造成的引张作用产生大量张裂隙，形成减压空间，成矿流体在泵吸作用下充填成矿[8，72-73]，即所谓的石英脉型金矿(图7)。

4.5 焦家式金矿阶梯式成矿模式

金矿勘查中实施的系统钻探工程发现，焦家式金矿的控矿断裂表现出浅部倾角较陡、向深部逐渐变缓的铲式断裂特点。如:在焦家金矿112勘探线，焦家断裂地表倾角近70°，至400 m深度，断裂倾角为45°左右,至1 000 m深度，断裂倾角为16°;在牟乳成矿小区，控矿的金牛山断裂在剖面上表现为陡缓相间的变化[74]。这些现象说明，焦家式金矿控矿断裂沿倾向呈现陡缓相间的倾角变化规律，金矿沿断裂倾角的平缓部位和陡、缓转折部位富集，构成“阶梯式”分布型式，称之为焦家式金矿阶梯式成矿模式[75](图8)。以往金矿勘查时，在浅部金矿之下出现无矿带，导致认为深部已无矿。阶梯式成矿模式的建立开拓了新的找矿思路，在越过断裂陡倾段的无矿带后发现了深部金矿。

1.早前寒武纪变质岩系；2.侏罗纪陆壳重熔型花岗岩；3.白垩纪壳幔混合型花岗岩；4.黄铁绢英岩化碎裂岩带；5.黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带；6.黄铁绢英岩化花岗岩带；7.破碎带蚀变岩金矿；8.破碎带石英网脉带型金矿；9.石英脉型金矿；10.断裂构造；11.成矿流体运移方向。S.三山岛断裂；J.焦家断裂；Z.招平断裂。图7 焦家式金矿成矿理论模型示意图Fig.7 Sketched map showing a theoretical model of the Jiaojia-type gold mineralization

1.伸展构造上盘；2. 伸展构造下盘；3.铲式断裂；4.金矿体赋存位置；5.构造运动方向；6.成矿流体运移方向。图8 焦家式金矿阶梯式成矿模式示意图Fig. 8 Sketched map showing metallogenical pattern of stepcase of the Jiadong gold deposits

流体成矿和构造特性是产生阶梯式成矿模式的主要原因。成矿流体沿断裂构造运移并最终富集成矿。断裂构造沿走向和倾向呈舒缓波状展布，沿倾向倾角的陡、缓交替形成台阶型式。断裂陡倾段为开放空间，顶部压力小，成矿流体沿断裂运移时向上快速逸散，不宜沉淀成矿；断裂缓倾段，为相对封闭空间，顶部围岩压力大，流体横向逸散速度慢，宜沉淀成矿。因此，矿体主要赋存于断裂缓倾段和陡、缓转折部位，构成了金矿的阶梯式分段富集。在靠近断裂主构造面附近，流体受主构造控制，沿构造带扩散、沉淀，形成平行主构造的缓倾矿体(破碎带蚀变岩型矿石)；远离主构造带，流体沿花岗岩穹窿的边缘张裂隙运移、沉淀，形成与主构造斜交的陡倾矿体(石英脉型矿石)[75]。阶梯式成矿模式的建立，解决了深部成矿空间、赋矿位置、找矿方向问题，揭示了断裂缓倾段赋矿、陡倾段无矿规律，解释了深部无矿段出现的原因。

5 结论

通过上述研究，得出以下几点新认识：

1)焦家式金矿是中国最重要的金矿类型，主要矿床类型包括破碎带蚀变岩型、含金石英脉型、破碎带石英网脉带型、硫化物石英脉型、层间滑动构造带型、蚀变砾岩型和盆缘断裂角砾岩型等。

2)焦家式金矿不同矿石类型形成于同一时代,具有一致的成矿物质来源。金矿床主要受构造控制，不同构造类型或同一构造的不同部位控制了不同类型的金矿。金矿体产出具有尖灭再现、分支复合、侧伏、斜列、叠瓦现象。

3)焦家式金矿“热隆-伸展”成矿理论的要点是:早白垩世壳幔同熔岩浆活动分凝和激活的围岩流体是金矿迁移、富集的载体，岩浆热隆产生的伸展拆离构造为金矿成矿提供了有利空间。

4)焦家式金矿形成于早白垩世中国东部岩石圈大规模减薄阶段，受伸展构造系统控制。控矿构造沿倾向往往出现若干个倾角由陡变缓的变化台阶，金矿主要沿台阶的平缓部位和陡、缓转折部位富集，构成阶梯式分布型式，称之为焦家式金矿阶梯式成矿模式。

在本文项目成果总结时，中国地质科学院地质研究所侯增谦研究员、北京大学陈衍景教授与作者深入讨论了焦家式金矿成矿理论认识，并提出了详细的修改意见和建议，在此深表感谢。

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Classification and Metallogenic Theory of the Jiaojia-Style Gold Deposit in Jiaodong Peninsula, China

Song Mingchun1,2,Li Sanzhong3,Yi Pihou1,Cui Shuxue4,Xu Junxiang1,Lü Guxian5,Song Yingxin2,6,Jiang Hongli4,Zhou Mingling4,Zhang Pijian7,Huang Tailing1,Liu Changchun1,Liu Dianhao7

1.ExplorationandDevelopmentBureauofGeologyandMineralResourcesofShandongProvince,Jinan250013,China2.KeyLaboratoryofGoldMineralizationProcessesandResourcesUtilizationofMinistryofLandandResourcesofthePeople’sRepublicofChina，Jinan250013,China3.CollegeofMarineGeoscience,OceanUniversityofChina,Qingdao266100,Shandong,China4.TheSixthExplorationInstituteofGeologyandMineralResourcesofShandongProvince,Weihai264209,Shandong,China5.InstituteofGeomechanics,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100081,China6.InstituteofGeologicalSciencesandLaboratoriesofShandongProvince,Jinan250013,China7.TheThirdExplorationInstituteofGeologyandMineralResourcesofShandongProvince,Yantai264004,Shandong,China

The Jiaojia-style gold deposit in Jiaodong Peninsula, the most important type of gold deposit in China, belongs to the structure-controlled hydrothermal gold deposit. It can be subdivided into the altered-rock type in the fracture zone, gold-bearing quartz vein type, stockwork quartz vein type along the fracture zone, quartz-sulphide vein type, interlayer type along the detachment belt, altered-conglomerate type and breccia type along the basin margin faults. These types of gold mineralization took place mainly in the Early Cretaceous period. The ore-forming materials were derived from an intensive crust-mantle interaction. The Early Precambrian and Mesozoic ore-hosting rocks were experienced generally phyllic, pyritization, silicification and potassic alteration. Gold bodies are characterized by pinch out, branches, composite, repetition, lateral extension, lateral tilting, echelon and imbrication. The uplifting of hot magma, fluid activities and extensional detachment resulted in the massive formation of gold deposits in Jiaodong Peninsula. The coeval-melted segregation magma and activated fluids derived from the Early Cretaceous crust-mantle interaction are important carriers of migration and enrichment of gold materials. The extensional detachment resulted from magma uplifting provided favorable ore-hosting spaces for the gold mineralization. Therefore, a thermal uplifting-extension-controlled metallogenic theory is proposed. The Jiaojia-style gold deposit was caused by the large-scale thinning of the lithosphere in the Early Cretaceous period in the Eastern China, being controlled by extensional tectonics. The ore-controlling faults have the ladder-style variation from steep to gentle dip angles. The gold deposits are emplaced and enriched at the gentle angle fault segments and the break part from steep to gentle dip angles, displaying a ladder-like distribution pattern.

metallogenic theory of Jiaojia-style gold deposit; metallogenic regularity; thermal uplifting-extension; ladder-like pattern; Jiaodong Peninsula in China; gold deposits

10.13278/j.cnki.jjuese.201401108.

2013-07-20

国家自然科学基金项目(41072152,41190072)；山东省地矿局地质科研和勘查项目([2007]25)

宋明春(1963-)，男，研究员，博士，主要从事矿产勘查、区域地质调查和相关研究，E-mail:mingchuns@163.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201401108

P612

A

宋明春，李三忠，伊丕厚，等.中国胶东焦家式金矿类型及其成矿理论.吉林大学学报:地球科学版,2014,44(1):87-104.

Song Mingchun,Li Sanzhong,Yi Pihou，et al.Classification and Metallogenic Theory of the Jiaojia-Style Gold Deposit in Jiaodong Peninsula, China.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(1):87-104.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201401108.