胶东阎家疃金矿床地质特征及成因研究

李志强，邹键，李勇，于森，马方

(山东省第三地质矿产勘查院，山东 烟台 264000)

0 引言

牟乳成矿带是胶东著名的金矿集中区，控制了邓格庄、西直格庄、金牛山等大中型金矿床及唐家沟、初家沟、福禄地等多处中小型金矿床[1]，矿床沿金牛山断裂带分布，受该断裂控制明显。金牛山断裂是牟乳成矿带内一条重要的控矿构造，控制了多处石英脉型金矿。而阎家疃金矿位于金牛山断裂北段西侧，是受金牛山断裂次级断裂控制的以蚀变岩型为主的金矿。该区的相关文献和研究资料较少，2013—2016年山东省第六地质矿产勘查院对该区进行了详查并编写了《山东省烟台市牟平区阎家疃矿区金矿详查报告》，矿区已查明Au金属量7591kg，为中型金矿床。该矿床是牟乳成矿带中较为少见的蚀变岩型金矿，矿山外围及深部仍具较好的找矿潜力，其矿床地质特征与矿床成因研究为矿床深部及外围找矿工作提供理论基础，为牟乳成矿带提供新的找矿方向。该文以中国地质调查局地质调查项目“胶东成矿区栖霞—牟平地区地质矿产调查”下属子项目“1∶5万水道、观水、冯家、崖子矿产地质调查”为依托，通过资料收集与类比，结合区域成矿地质背景，对该矿床成矿地质特征、成矿规律以及矿床成因等方面进行总结和讨论。

1 成矿地质背景

胶东阎家疃金矿位于烟台市牟平区城南约7km，阎家疃村南部。其大地构造位置处于华北板块胶辽隆起区胶北隆起回里-养马岛断隆牟平凹陷南缘与秦岭-大别-苏鲁造山带胶南-威海隆起区威海隆起成山卫昆嵛山-乳山凸起北缘接壤部位，牟乳成矿带北段金牛山断裂西侧(图1)。金牛山断裂是中国东部郯庐大断裂的次级断裂，是牟乳成矿带重要的控矿断裂，具有多期次活动的特征，在成矿早期呈左行压扭性特征，到成矿中晚期，受区域性右行走滑断裂叠加，呈右行张剪性断裂[2]，并控制着区内金矿的产出与分布。区内地层主要有古元古代荆山群陡崖组、野头组、禄格庄组的一套变质岩组合和白垩纪莱阳群林家庄组一套碎屑沉积岩。侵入岩广泛分布，主要为晚侏罗世玲珑序列九曲单元弱片麻状细中粒含石榴二长花岗岩，锆石SHRIMP U-Pb年龄为153±2Ma[3]；晚侏罗世玲珑序列郭家店单元中粗粒二长花岗岩，锆石SHRIMP U-Pb年龄为144±3Ma[3]；新元古代荣成序列玉林店单元细中粒含黑云二长花岗质片麻岩，锆石U-Pb年龄约为650Ma。

1—白垩纪莱阳群砾岩、砂砾岩；2—古元古代荆山群黑云变粒岩、大理岩；3—古元古代粉子山群长石石英岩、大理岩；4—早白垩世伟德山单元二长花岗岩；5—晚侏罗世玲珑序列九曲单元弱片麻状细中粒含石榴二长花岗岩；6—新元古代荣成序列玉林店单元细中粒含黑云二长花岗质片麻岩；7—地质界线；8—断裂；9—金矿床；10—矿区位置图1 胶东牟平—乳山地区区域地质概略图

2 矿区地质特征

矿区出露地层简单，以第四纪沂河组淡黄色—黄褐色含砾砂质黏土、砂质黏土为主，呈带状分布于矿区北部及西南部。

矿区构造较发育，主要以断裂为主，具有一定规模的断裂有10条，其走向可分为NE和NNE向2组，构成区内主要构造格架。其中矿化蚀变较好的断裂带有7条，编号分别为F2,F3,F4,F6,F7,F8,F9，走向5°～40°，倾向SE，倾角50°～80°，上王格庄-陈家沟断裂(F1)和阎家疃-溪山断裂(F7)是矿区内2条主要的NNE向断裂，是金牛山断裂的次级断裂(图2)。每条断裂带内均发育不同程度的绢英岩化蚀变，局部岩石裂隙充填侵染状、斑杂状黄铁矿。带内岩石组成主要为绢英岩化花岗质碎裂岩，与围岩接触关系截然，断裂性质均为压扭性断裂。

区内侵入岩以中生代侵入岩为主，新元古代次之。新元古代侵入岩为荣成序列玉林店单元细中粒含黑云二长花岗质片麻岩，产出于阎家疃东部及南部一带，是区内金矿化蚀变带的主要围岩；中生代侵入岩有侏罗纪玲珑序列九曲单元弱片麻状细中粒含石榴二长花岗岩，分布于阎家疃西部及西南部一带，与东侧的玉林店单元岩体呈侵入接触关系，两者侵入界线大致呈NNE向，侏罗纪玲珑序列郭家店单元中粗粒二长花岗岩，分布于矿区东南侧，与玉林店单元呈侵入接触关系。矿区脉岩较发育，主要包括煌斑岩、石英脉、伟晶岩、闪长玢岩等。

1—第四系；2—郭家店单元中粗粒二长花岗岩；3—九曲单元弱片麻状细中粒含石榴二长花岗岩；4—玉林店单元细中粒含黑云二长花岗质片麻岩；5—煌斑岩；6—闪长玢岩；7—石英脉；8—绢英岩化花岗质碎裂岩带；9—矿化蚀变带及其编号；10—断裂带及其编号图2 胶东阎家疃金矿床地质简图

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

在区内发现规模较大且矿化较好的蚀变带共有9条，编号依次为(2)～(10)，如图2所示。圈定的9条矿化蚀变带均产于断裂带内，其产状与断裂产状基本一致，含矿岩石以黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩为主，局部石英细脉穿插。含矿蚀变带内细脉状、斑杂状及浸染状黄铁矿化蚀变发育较强，并含少量黄铜矿、方铅矿等其他金属矿物，金元素富集达到工业品位构成矿体。针对每条含矿蚀变带，利用槽探、钻探等工程圈定了多个矿体。其中(3)-1、(9)-1号、(9)-2规模较大为主要矿体。3条主要矿体的地质特征见表1：

表1 阎家疃金矿床主要矿体特征统计

(3)-1号矿体：发育在(3)号矿化蚀变带内，矿体呈脉状、透镜状产出，产状与蚀变带产状一致，走向NNE，倾向SE，倾角在20°～55°之间，整体呈45°。矿体沿走向和倾向呈舒缓波状弯曲，由南向北倾角变大，局部可见膨胀夹缩现象，呈透镜状产出，局部见石英细脉穿插，矿体围岩为绢英岩化花岗质碎裂岩。矿体单样品金品位(1.00～8.56)×10-6，平均品位 2.89×10-6，品位变化系数73%。

(9)-1号矿体：发育在(9)号矿化蚀变带内，矿体呈脉状，产状与蚀变带产状一致，走向NNE，倾向SE，倾角40°～55°。矿体沿走向和倾向呈舒缓波状，局部可见膨胀夹缩现象，最大厚度达9.1m，呈透镜状产出。矿体单样品金品位(1.0～11.67)×10-6，平均品位3.81×10-6。矿体品位变化系数76%。

(9)-2号矿体：发育在(9)号矿化蚀变带内，位于(9)-1号矿体下盘位置。矿体呈脉状，产状与矿化蚀变带产状相近，走向NNE，倾向SE，倾角45°～65°，整体倾角为55°。矿体沿走向和倾向呈舒缓波状。矿体单样品金品位(1.00～11.03)×10-6，平均品位3.59×10-6，品位变化系数66%。

3.2 矿石特征

矿石矿物成分较简单，主要由矿石矿物和脉石矿物组成，如表2所示。

矿石矿物主要为自然金属和金属硫化物，自然金属包括自然金和银金矿，多分布在黄铁矿内或分布于黄铁矿与黄铜矿、方铅矿晶隙之间，以包体金和晶隙金出现。金属硫化物主要为黄铁矿，其次为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等，黄铁矿主要以半自形—他形发育在矿物粒间或脉石矿物裂隙中，方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等常与黄铁矿镶嵌分布。黄铁矿与金矿物的成矿关系密切，为金矿物的主要载体(图3)。

表2 矿石矿物成分统计

脉石矿物常见有石英、长石、绢云母等。石英是主要脉石矿物和载金矿物，多呈细脉、网脉状产出。绢云母呈羽状集合体、鳞片状或细脉状发育和硅化石英共生而形成绢英岩化蚀变。长石因热液交代作用常被硅质矿物或鳞片状绢云母交代形成残余粒状。

A—黄铁矿(Py)与方铅矿(Gap)间的晶隙金(Au)；B—黄铁矿(Py)中的黄铜矿(Cop)与金包体(Au)；C—黄铁矿(Py)中的包体金(Au)；D—黄铁矿(Py)与方铅矿(Gap)中的晶隙金及包体金(Au)；E—绢英岩化花岗质碎裂岩夹石英脉；F—断裂带中的绢英岩化花岗质碎裂岩图3 矿石特征及金赋存状态

矿石结构主要有半自形—他形粒状结构、碎裂结构、包含结构、填隙结构、交代溶蚀结构等。矿石构造主要为细脉状致密块状构造、角砾状构造、斑杂状构造、浸染状构造等。

区内矿石大多以脉状含金黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩为主。矿石类型为含金黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩型，局部充填含金黄铁矿化石英脉。矿石S平均含量较低，矿石工业类型为低硫型金矿石。

3.3 围岩蚀变

区内矿体围岩为绢英岩化花岗质碎裂岩，由矿体到围岩，蚀变由强变弱，矿体与围岩无明显的界线，呈渐变过渡关系，围岩蚀变类型主要为：①绢云母化，鳞片状绢云母交代黑云母和斜长石，在空间上与金属硫化物的分布关系密切；②硅化，可分为两类，一类呈隐晶质结构，多交代围岩，使岩石内硅质含量增多，与围岩呈过渡关系，另一类沿岩石节理或裂隙充填形成石英细脉或网脉，2种硅化蚀变均与矿化相伴生；③黄铁矿化，多呈细粒侵染状、细脉状发育，与矿体相比，围岩黄铁矿化发育较弱；④绿泥石化，发育较弱，常与绢云母化、黄铁矿化等蚀变相伴生；⑤碳酸盐化，方解石呈细脉状、侵染状、斑杂状分布于岩石裂隙中。围岩金属矿物含量较少，Au含量也较低，围岩Au品位大多在(0.05～0.90)×10-6之间(图4)。

A—绢英岩化蚀变，鳞片状绢云母(ser)及它形粒状石英(q)不规则发育；B—绢英岩化、黄铁矿化(Py)、方解石(cal)等发育；C—细脉状、侵染状黄铁矿化及网脉状石英脉发育；D—绢英岩化花岗质碎裂岩标本图4 矿体围岩蚀变特征

4 成矿阶段划分

通过对区内矿化蚀变带特征、矿体及矿石特征的研究，认为区内成矿期可分为4个成矿阶段：①黄铁矿-石英阶段：由于岩浆活动，含矿热液通过断裂构造上升，形成强烈的硅化蚀变及石英脉，并伴有少量黄铁矿以自形—半自形粗粒结构发育，金矿化较弱；②石英-黄铁矿阶段：热液持续上升，大量黄铁矿多以半自形—他形细粒结构发育，同时发育硅化及少量绢云母化、绿泥石化等蚀变；③金-多金属硫化物阶段：进一步的构造活动，使得前期发育的黄铁矿和硅质矿物破碎形成裂隙及晶隙，含矿热液再次上升，在矿物晶隙内和矿物晶体间，发育形成黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等矿物组合，同时自然金及银金矿等金属矿物与金属硫化物伴生出现，其中黄铜矿以半自形—他形结构填充于黄铁矿晶隙中，方铅矿和闪锌矿大多交代早期黄铁矿，该阶段主要蚀变为绢云母化和少量绿泥石化，形成脉状、块状和角砾状矿石；④石英-碳酸盐阶段：热液中的碳酸盐结晶形成方解石，沿先期构造裂隙及矿石裂隙充填形成碳酸盐化和硅化蚀变，矿物组合为方解石及石英等[4-7]。成矿阶段矿物组合特征与蚀变类型如表3所示：

表3 成矿阶段矿物组合与蚀变类型统计

5 矿床成因分析

5.1 成矿时代

区内矿体主要赋存于玉林店单元岩体中，矿石类型以蚀变岩为主，其周边矿区牟平金矿蚀变岩Rb-Sr年龄为121.78Ma[8]，邓格庄金矿含金石英脉中锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为120±36Ma[9]。牟平金矿位于阎家疃矿区南约10km处，邓格庄金矿位于阎家疃矿区南约15km处，金矿受金牛山断裂及中生代岩体控制作用明显，闫家疃金矿与上述两矿床位于同一构造单元，成矿环境一致，其成矿时代应为120Ma左右，为早白垩世时期。

5.2 成矿物质来源

区内成矿时代(120Ma)与晚侏罗世二长花岗岩形成年龄(140～160Ma)[10]相差较大，说明晚侏罗世二长花岗岩非阎家疃金矿的成矿母岩，成矿物质主要来源于深部流体。胶东地区中生代构造环境受控于特提斯洋、古亚洲洋和太平洋三大构造域，金矿形成于中生代构造体制转折和岩石圈减薄的动力学背景[11]，与太平洋板块的俯冲机制存在密切关系。晚侏罗世古太平洋板块向亚洲大陆发生低角度俯冲引起地壳增厚和地壳深熔作用，形成壳源型玲珑序列花岗岩[12]。增厚地壳的重力垮塌、岩石圈地幔拆沉和弧后地幔扩张引发了早白垩世岩石圈减薄，地幔物质上涌，地壳伸展隆起，壳幔物质剧烈的交换和混合作用，形成壳幔混合型花岗岩(郭家岭序列、伟德山序列、崂山序列花岗岩等)[12-14]，同时为深源含矿物质上升运移并参与成矿作用提供了动力和物质条件。在这一构造环境中含金流体在不断上升运移，并与围岩反应使得流体的氧逸度、pH值发生变化，在运移至构造有利部位沉淀富集成矿[15]。

5.3 构造因素

金牛山断裂的多期次运动影响并发育了区内多条NNE向的次级剪性断裂，成矿前呈左形压剪，成矿期为右形张剪[16]。区域内压剪性断裂带及深部地带赋存蚀变岩型金矿床，次级张剪性断裂形成石英脉型或过渡型金矿脉，两者一般呈“入”字型展布[17]，该组断裂为活化运移的含金热液提供了运输通道和存储空间。该区内主要以蚀变岩型金矿为主，区内矿体受金牛山断裂次级断裂控制明显，大多赋存于断裂构造下盘，多呈透镜状、脉状产出，具膨大收缩，分支复合的特点。牟乳成矿带主要发育的金矿类型为石英脉型，蚀变岩型较少，闫家疃金矿的发现，为该区蚀变岩型金矿的找寻提供了新的方向。

6 结论

胶东阎家疃金矿地处胶东牟乳成矿带北段，金牛山主断裂西侧的次级断裂为区内主要控矿构造。矿体赋存于玉林店单元岩体中，矿石类型为含金黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩，局部夹少量黄铁矿化石英脉。结合区域地质背景，通过对区内矿化蚀变带和矿体特征、矿石质量、成矿阶段划分等方面的综合研究，认为该矿区矿床成因类型主要为热液蚀变型金矿床。阎家疃金矿的发现，为在牟乳成矿带寻找同类型的矿床提供理论基础及找矿方向。