山东乳山蓝家庄金矿地质特征及矿床成因研究

刘旭垒,熊玉新,常瀚文，玄继来

(1.山东省第六地质矿产勘查院,山东 威海 264200;2.山东省地质科学研究院,国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室，山东 济南 250013;3.山东省地质博物馆，山东 济南 250000；4.山东宏鑫黄金矿业有限公司，山东 威海 264200)

0 引言

胶东是我国最重要的金矿集中区,金矿资源储量和黄金产量均占全国1/4以上。2005年以来,深部找矿取得了重大突破,胶东已成为世界第三大金矿集中区，该区再次成为地学界关注的热点[1-10]。近年来，地质工作者在胶西北地区发现了三山岛北部、纱岭、笏山等多个大型、超大型矿床，并对其进行了大量研究，取得了优异成果[11-21]。但这些工作主要集中在胶西北金矿集中区，对胶东东部超高压变质带内新发现的一些矿床尚缺乏系统研究。以典型矿床为切入点，开展克拉通边缘胶西北金矿集中区和超高压变质带内不同大地构造背景下的矿床研究，对深入探讨胶东金矿成矿控制因素具有重要意义。

作者等在牟平-乳山成矿带南部的蓝家庄地区开展了从普查到勘探的系统勘查工作，发现了蓝家庄大型金矿床1处，探明金矿资源量23.07t。结合勘查工作中的一些认识，该文试图通过开展矿床地质特征、矿体特征、矿物组合、围岩蚀变等方面的研究，初步分析矿床成因，总结该地区的找矿标志，并为下一步找矿工作，提出有益建议。

1 成矿地质背景

蓝家庄矿区位于胶东半岛东部，牟平-乳山金成矿带的南部(图1)。大地构造位置属苏鲁造山带(Ⅰ级)胶南-威海隆起区(Ⅱ级)威海隆起(Ⅲ级)乳山-荣成断隆(Ⅳ级)昆嵛山-乳山凸起(Ⅴ级)。

1—太古代变质岩；2—元古代变质岩；3—中生代花岗岩；4—白垩系火山沉积岩；5—第四系；6—中生代莱阳群；7—古元古代荆山群；8—中生代玲珑序列；9—主要断裂；10—一般断裂；11—金矿床图1 牟平-乳山金成矿带构造地质略图

区内地层简单，主要发育古元古代荆山群及新生代第四系。构造形迹复杂，前寒武纪韧性变形带发育，中生代以来构造活动强烈，形成一系列断裂构造。侵入岩发育，元古代、中生代岩浆岩遍布。

2 矿区地质特征

2.1 地层

区内出露地层简单，主要为少量古元古代荆山群野头组和新生代第四系(图2)。野头组呈残留体状分布于玲珑序列花岗岩中，出露于锅上村一带，岩性为斜长角闪岩、黑云变粒岩和角闪变粒岩。新生代第四系分布于矿区西南部滨海地带，为山前组残坡积黄褐色砾质黏土夹砾石层，上部为细砂、粉砂层，分选好，层理明显，一般厚1～3m，最厚处达10m。

1—第四系砂质黏土；2—野头组斜长角闪岩；3—玲珑序列花岗岩；4—花岗斑岩；5—正长斑岩；6—煌斑岩；7—黄铁绢英岩化蚀变岩；8—矿体编号及矿脉图2 蓝家庄矿区地质简图

2.2 构造

区内断裂构造发育，以近SN向为主，主要有清口涧断裂和辛家庙断裂及其派生的NNE向次级构造，控制了区内金矿脉的分布。

清口涧断裂,位于矿区中北部，属于唐家沟断裂南延的一个次级断裂，出露长约1km,宽2～20m,走向355°～10°，局部走向近NNW向，倾向NE，倾角75°～85°。断裂带内岩性由碎裂岩、碎裂状花岗岩及黄铁矿化石英脉等组成，具硅化、绢云母化、高岭土化及多金属矿化等蚀变现象，断裂带两侧围岩内可见糜棱岩化构造岩，野外构造解析为张扭性断裂。该断裂控制着区内①号蚀变带，是该区的主要控矿构造。

辛家庙断裂位于矿区西南部，出露长800m，宽2～8m，走向0°左右，倾向E，倾角约80°。断裂带具分支复合现象，断裂带内岩性由碎裂岩、碎裂状花岗岩及黄铁矿化石英脉等组成，岩石较破碎，局部具糜棱岩化，野外构造解析为张扭性断裂。该断裂控制着该区②号蚀变带。

2.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩分布面积较大，约占矿区面积60%，出露于矿区东南部清口涧至辛家庄及西北部官庄至桑行埠一带，主要为中生代玲珑序列弱片麻状中粒二长花岗岩，岩石新鲜面呈灰白色、浅肉红色，交代结构发育，块状及片麻状构造。矿物成分主要由斜长石(33.05%)、钾长石(29.45%)、石英(33.79%)、黑云母(4%～5%)等组成。

脉岩为中生代燕山晚期形成的花岗斑岩、正长斑岩、闪长玢岩、煌斑岩等。主要分布于二长花岗岩内，总体呈NE向延伸。多数位于矿体上部，宽度大小不一，与金矿体密切相关。

2.4 围岩蚀变

矿床围岩蚀变较发育，其规模、强度取决于断裂构造的规模、性质及岩石的碎裂程度。根据围岩蚀变矿物的组合、分布及原岩结构保留程度，蚀变类型分为钾化、绢英岩化、硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化等，硅化和黄铁矿与金矿化关系十分密切。其特点是各种蚀变作用相互叠加，蚀变带与围岩之间为渐变关系。黄铁绢英岩化是破碎蚀变带内分布最普遍的一种蚀变，蚀变带中部黄铁绢英岩化强烈，边部较弱。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

蓝家庄矿区通过多次勘查共圈定矿体20个，①-1号矿体规模最大，为主矿体，其资源量占探求资源总量的77.74%；②-1号矿体规模次之，其资源量占探求资源总量的13.34%。其他矿体规模较小(表1)。

表1 蓝家庄矿区其他矿体特征

①-1号矿体为矿区主要矿体，矿体分布于北部21线至南部18线之间，赋存标高+30m～-740m(图3)。矿体呈脉状赋存于①号蚀变带内，具分支复合、膨胀夹缩等特点，矿体控制长1380m，最大斜深708m。总体矿体走向355°，倾向NE，倾角75°～85°，平均82°。赋矿岩性为黄铁绢英岩化碎裂岩夹黄铁矿石英脉。矿体厚度0.36～4.87m，平均厚度1.65m，厚度变化系数52.70%，属厚度变化稳定型矿床；矿体单样品位在(1.00～156.97)×10-6之间，平均8.90×10-6，品位变化系数152.18%，属有用组分分布较均匀型矿体。可以看出，厚度品位相关性总体不明显，只在局部具有正相关，厚度越大，品位越高。矿体沿走向两端已封闭、深部尚未封闭，且在4～18线间矿体厚度、品位稳定，找矿前景较好。

1—第四系；2—黑云二长花岗岩；3—斜长角闪岩；4—正长斑岩；5—煌斑岩；6—黄铁绢英岩化蚀变岩；7—金矿体及编号；8—矿化体图3 蓝家庄金矿1线地质剖面示意图

②-1号矿体分布于22～26线之间，赋存标高地表+40m～-400m。矿体呈似层状，具分支复合、膨胀夹缩等特点，产状与蚀变带基本一致，侧伏不明显，赋存于②号蚀变带的黄铁矿石英脉及黄铁绢英岩化碎裂岩中。矿体控制长220m，最大斜深400m。矿体走向0°，倾向E，倾角87°局部反倾。矿体真厚度0.47～1.87m，平均厚度1.34m，矿体厚度变化系数49.24%，属厚度变化稳定型矿体；矿体单样金品位在(1.06～60.20)×10-6之间，单工程平均品位(1.66～33.07)×10-6之间，平均17.93×10-6，品位变化系数85.68%，属有用组分分布均匀型矿体。矿体沿走向、斜深均未封闭。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石矿物成分

通过岩矿鉴定、光谱定量分析结合选矿试验，该矿床矿石类型分为蚀变岩型和含金石英脉型两大类，矿石矿物组成中金属矿物约占4%，非金属矿物约占96%，金属矿物组合简单，以黄铁矿为主，少量闪锌矿，微量黄铜矿及自然金等。非金属矿物主要为石英，长石、方解石和绢云母等。其主要矿物的相对含量见表2。

金矿物主要为自然金。光片鉴定见自然金，其光性特征为：反射率R=72%，反射色为金黄色，均质性，在正交偏光下不完全消光，呈现典型的淡黄绿色。多擦痕，表面有麻点，沿黄铁矿晶隙嵌布，呈米粒状(照片1)，粒度0.03mm×0.02mm。金的赋存状态以晶隙金、裂隙金为主，少量包体金。金矿物以微细粒金为主，细粒金次之，中粒金、粗粒、巨粒金较少见。

黄铁矿为矿石中最主要的金属硫化矿物和载金矿物，矿物呈自形—半自形晶，切面呈三角形、四边形、多边形等。粒度0.01～0.06mm，但大部分黄铁矿受动力挤压破碎，裂纹发育，且大部分碎裂后未发生错位、滑移，仍能保持黄铁矿原晶形，有的被压碎呈大小不等的带棱角的碎屑，在黄铁矿裂纹中有少量闪锌矿和微量黄铜矿呈网脉状充填，在黄铁矿晶隙中见到自然金嵌布，黄铁矿多与早期石英共生嵌连。闪锌矿在矿石中为次于黄铁矿的金属硫化矿物，含量较少，多沿黄铁矿裂隙充填呈细网脉状，且与微量黄铜矿呈他形嵌连。黄铜矿在矿石中含量很少，多与闪锌矿呈他形嵌连，沿黄铁矿、石英半自形晶隙与裂隙呈网脉状充填。

表2 矿石矿物成分

Py—黄铁矿；Au—自然金；Qtz—石英；Sp—绿帘石照片1 金矿物赋存状态显微照片

3.2.2 矿石化学成分

共取矿石光谱分析样品10件，矿石多元素分析样品5件，组合分析样品46件,结合矿床的基本分析结果，确定矿石中有益组分以金为主，其次为伴生有益组分银、硫。矿床平均金品位8.07×10-6，平均银品位10.58×10-6，硫平均品位4.75%，银、硫可做为伴生有益组分加以综合回收利用。其他有益组分达不到综合利用标准(表3、表4)。

表3 矿石元素光谱分析结果统计

表4 蓝家庄矿区矿石多元素分析

3.2.3 矿石结构构造

矿石中常见结构有半自形粒状结构、半自形—他形粒状结构，其次有填隙结构、反应边结构和镶嵌结构、交代残余结构、交代假象结构、文象结构和乳滴状结构等。

矿石构造主要为角砾状构造、浸染状构造、团块状构造、脉状、细脉浸染状构造、斑点状构造、交错脉状构造。

4 矿床成因

4.1 成矿期次

矿化特征取决于构造活动，主要与蚀变作用有关，根据控矿构造和矿体的相互关系，热液成矿期可划分为4个阶段：Ⅰ黄铁矿-白色石英阶段；Ⅱ金-灰色石英-黄铁矿阶段；Ⅲ金-石英-多金属硫化物阶段；Ⅳ石英-碳酸盐岩阶段。其中Ⅱ和Ⅲ是主要金矿成矿阶段。

Ⅰ黄铁矿-石英阶段：主要共生矿物为石英，并有少量黄铁矿。石英大部分破碎呈角砾状，粒度较为粗大，粒度在0.2～1.0mm。

Ⅱ金-石英-黄铁矿阶段：该阶段主要矿物共生组合为黄铁矿、石英等，并含有少量绢云母，呈细脉状、网脉状和细脉浸染状分布于破碎蚀变带中。黄铁矿多呈不规则粒状，少量呈立方体，浅黄色，强金属光泽，具裂纹，粒度较粗者常与石英呈脉状集合体。

Ⅲ金-石英-多金属硫化物阶段：该阶段矿物共生组合早期为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、石英等，并含有少量闪锌矿、银金矿；晚期为方铅矿、闪锌矿、石英、绢云母等，并含少量黄铜矿、黄铁矿、金银矿。黄铁矿以五角十二面体和细粒状为主，少量碎块状，灰黄色，光泽暗，常与黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等细脉状、细网脉状或细脉浸染状分布于破碎蚀变带中(照片2)。

Ⅳ石英-碳酸盐岩阶段:该阶段主要矿物共生组合为石英、碳酸盐岩及少量黄铁矿，呈细脉或网脉状分布于破碎蚀变岩带中，并穿切前期热液脉体。

Py—黄铁矿；Au—自然金；Ccp—黄铜矿；Gn—方铅矿照片2 多金属硫化物显微照片

4.2 矿化富集规律

区内近SN向断裂较发育，对脉状细脉、网脉状矿体起定位作用，控矿构造多为张扭性，矿体主要赋存在这类高角度的断裂带中。矿床是在热液蚀变的基础上经多阶段矿化作用形成的，各成矿阶段发育程度和矿化强度不同。第Ⅰ(黄铁矿-石英阶段)和第Ⅳ(石英-方解石阶段)金矿化较差，一般不能单独形成工业矿体。第Ⅱ和第Ⅲ成矿阶段(石英-黄铁矿和石英多金属硫化物阶段)金矿化强度大，可形成工业矿体，各成矿阶段的发育及叠加程度，决定了矿化富集程度。第Ⅱ和第Ⅲ成矿阶段的叠加部位往往形成富矿体。

4.3 矿床成因

经过长期的科学研究，胶东金矿床成因已取得一系列认识。学者们普遍认为区内金矿床的形成与中生代构造—岩浆热液活动有密切的联系[1,22-23]。胶东地区的金成矿作用发生于晚中生代130～110Ma[24]，形成的构造背景为中生代太平洋板块俯冲或者陆-陆碰撞造山过程的挤压向伸展转变体制[23]。在成矿流体方面，越来越多的研究认为其成矿作用与地幔流体系统密切相关[22-23]。在胶东金矿成矿作用机制方面，学者们提出了许多理论观点：“热隆-伸展论”[7]“克拉通破坏型”[25]等。

蓝家庄金矿矿化蚀变带内发育了大量的与控矿构造产状一致的煌斑岩脉，指示赋矿断裂具有切割地层深，贯通下地壳的特点，这为富含多金属矿物质的地幔岩浆流体沿深大断裂构造面上涌，到达浅层富集成矿提供了空间条件。值得注意的是，矿化蚀变带中心发育了大量的正长斑岩属钙碱性浅成岩(图3)，研究表明，这类浅成侵入岩具有A型花岗岩特征，与金成矿密切相关[27]。矿床主成矿期石英—多金属硫化物脉中大量出现的方铅矿、闪锌矿、银矿矿物组合和成矿后期石英-碳酸盐岩脉中出现的碳酸盐矿物组合，指示多期成矿热液就位过程中至少存在2期低温热液成矿期，结合区域金及多金属矿床特征[26]，综合判断矿床应属低温热液矿床。近年来，有学者将这类浅成低温热液金矿床与斑岩系统联系起来[26]，如在德兴地区建立了斑岩铜矿—浅成低温热液银铅锌—远接触带热液金矿矿床模型[28]，这些认识对重新思考胶东金矿矿床成因提供了新视角。

根据矿床特征并结合以上认识，作者认为，蓝家庄矿床处在华北板块和大别-苏鲁超高压变质带的接合带，中生代以古太平洋斜向俯冲为主因，超高压变质带岩石圈发生了壳幔解耦，刚性岩石圈机械破碎；上地壳表现为NW—SE向挤压破裂，以左旋走滑为主的深切断裂以先后不同的序次切割、错动胶西北地块和超高压变质带，形成一系列沿NNE—SN向斜的碎块集合体[23]。在深大断裂构造作用下，胶西北地块和超高压变质带强烈地破碎、离散化，由此诱发了大规模的岩浆热液活动，岩浆及成矿流体沿碎块边缘的深大断裂或超壳断裂呈脉动式上涌，在不同深度形成了多个岩浆房，这些岩浆房具有长期活动的特点，后期幔源岩浆注入先期岩浆房是矿化流体形成的主要条件，矿化流体沿岩浆房上部或周边的次级断裂以及结构面充填、沉淀形成了现今胶东地区大规模的金矿床。

5 找矿方向分析

5.1 找矿标志

(1)区域性金银多金属异常分布区、断裂构造发育和黄铁绢英岩化蚀变叠加的蚀变岩带部位是找矿的重要靶区。

(2)蚀变带中石英多金属硫化物共生组合是找矿的重要标志。

5.2 找矿方向

(1)工作区区域上位于牟平-乳山成矿带的次级构造带上，严格地受构造带控制，近SN向张扭性断裂及其次级断裂和结构面是区内找矿的主要方向。

(2)通过该次勘探工作，从总体上看，蓝家庄金矿床仍具有较好的资源前景。主要矿体向深部尚未封闭，且沿倾斜方向向深部有规模扩大趋势，结合成因认识，主要矿体深部是下一步勘查工作重点地段。

6 结论

(1)蓝家庄金矿床位于牟平-乳山金成矿带南部，金矿床严格受NE向构造控制，矿体主要赋存在这类近直立的具有张扭性质的断裂带中；中生代二长花岗岩是主要的成矿围岩；矿化蚀变以黄铁绢英岩化为主，以断层面为中心由内向外逐步减弱；通过多次勘查共圈定矿体20个，探求金矿资源量23.07t，为一处蚀变岩型为主石英脉型次之的大型金矿床。

(2)控矿构造内煌斑岩的大量出现，显示控矿构造具有贯通下地壳的特点，可以为幔源含矿岩浆流体浅部就位提供空间条件，矿化蚀变带中心发育的正长斑岩与金成矿关系密切；矿床地质特征和穿插关系显示矿床形成经历了4个热液成矿期，第Ⅱ和第Ⅲ成矿阶段(石英-黄铁矿和石英多金属硫化物阶段)为主要的金成矿期，矿物组合特征显示应属浅成低温热液矿床；矿床深部可能发育的超壳断裂和斑岩体，为研究胶东金矿矿床成因提供了新视角。

(3)矿床位于牟平-乳山成矿带的次级构造带上，区内近SN向具有张扭性质的断裂及其次级断裂和结构面是区内找矿的主要方向。矿区内主要矿体向深部尚未封闭，且沿倾斜方向向深部有规模扩大趋势，结合成因认识，矿体深部是找矿的重要方向。