胶东范家庄金矿控矿构造与蚀变分带特征

李小彦， 朱裕振， 沈立军

（山东省煤田地质规划勘察研究院，中国地球物理学会煤田地球物理重点实验室，山东 济南250104）

0 引言

胶东地区是我国最大的金矿集区，探明金资源储量4 000 余吨［1－2］。 区内有超大型、大型及中型金矿床60 余处，小型金矿床上百处［3］，其中超百吨的特大型金矿床6 处，如三山岛北部海域金矿、纱岭金矿、水旺庄金矿、西岭金矿等［4－5］，已探明3 个超千吨的世界级金矿田，玲珑金矿田已探明资源量1 057 t，三山岛金矿田已探明资源储量1 100 t，焦家金矿田已探明资源储量1 260 t［3］。 胶东地区共划分了胶西北、栖蓬福、牟乳三大成矿区带［6－7］，近年来均取得了一定的找矿进展。

范家庄金矿位于牟乳金成矿带内，为近年新发现的金矿床。 前人对该矿床开展了一定的研究工作，沈立军等（2017）对矿床基本地质特征进行了初步总结，对找矿潜力进行了分析［8］；黄鑫（2018） 研究了区内围岩蚀变，并划分了成矿期次［9］；王怀洪等（2019）采用原生晕地球化学方法对区内主矿体进行了研究， 探讨了范家庄金矿床深部成矿潜力［10］；张铭等（2019）通过S、Pb 同位素的对比与分析，认为范家庄金矿床的成矿物质来源于地壳和地幔的混合，且以地幔物质为主［11］；刘晓阳等（2020）对区内埃达克质岩进行了研究，分析认为范家庄花岗岩侵位于晚侏罗世（161±2 Ma），软流圈上涌导致加厚地壳部分熔融可能是形成胶东范家庄低镁埃达克岩的地球动力学背景［12］。 范家庄作为典型的构造控矿型金矿床，其构造控矿特征尚缺乏系统研究。本文在野外系统观察及室内综合研究的基础上，对该矿床构造控矿特征及构造蚀变分带进行了研究，以期为进一步勘查及研究工作奠定基础。

1 地质背景

范家庄金矿大地构造位置为秦岭—大别—苏鲁造山带（ Ⅰ）—胶南—威海隆起（ Ⅱ）—威海隆起（Ⅲ）—乳山—荣成断隆（ Ⅳ）—昆嵛山—乳山凸起Ⅳb22（Ⅴ）西北部［13］（图1）。 区内断裂构造发育，金矿床多沿NNE 向或NE 向的含矿断裂带分布，成矿地质条件优越。

图1 范家庄金矿大地构造位置图

1.1 区域地层

区域内地层较简单，出露地层主要为古元古代荆山群及新生代第四系。

（1）古元古代荆山群。 仅出露禄格庄组地层，该组分布于区域中西部上潘格庄村至里二地村一带。 被黑云二长花岗岩包裹。 其岩性为一套灰绿色、灰色黑云斜长片麻岩、黑云片岩。 区域内仅出露安吉村片岩段，最大厚275.81 m。

（2）新生代第四系。 主要分布于河流两侧及丘陵缓坡区河床。 区内出露更新世大埠组及全新世沂河组。

更新世大埠组：岩性为灰黄色含砾砂质粘土层、含粘土砂质砾石层。 时代及成因类型属更新统洪冲积，分布在阶地后缘与基岩过渡部位。 厚度0～20 m不等，变化较大，在山坡及冲沟中可见露头，具二元结构，下粗上细，底部为砾石层，韵律清楚。

全新世沂河组：主要由河漫滩及河床相组成，岩性以砾砂、粗砂、中砂为主，局部可见细砂及淤泥。属含砾石的混粒砂，砾石具一定程度的磨圆，多为浑圆状，少数为次棱角状，最大粒径可达10 cm，成分受两侧基岩限制，多为二长花岗岩、黑云二长片麻岩、脉石英及各类脉岩。 该组内水平层理及斜层理发育。 厚约0 ～5 m。 该组沿河流自上而下由薄变厚，在上游甚至直接有基岩裸露。

1.2 区域构造

区域内地质构造比较发育，不同期次、不同方向的断裂构造交织叠加地一起，经多次活动，相互错动，改造和继承，呈现出各期各种构造发育程度差别悬殊的展布格局。 区域内构造以韧性剪切变形、脆性断裂及不同类型褶皱构造为主，发育多期多相迭加变形构造，不同性质、不同样式的构造组合相互制约。

按照展布方向，可将区域内的断裂构造大致划分如下：北北东向断裂、北东向断裂、东西向断裂和北西向断裂（图2），其中北北东向断裂控制着区域金矿的总体展布，与金矿成矿关系密切。

图2 区域构造纲要图

北北东向断裂：比较发育，规模较大，一般长度达10～20 km，走向5° ～35°，倾向南东，部分倾向北西，倾角70° ～85°。 该组断裂与金矿关系密切，是本区最重要的金矿控矿构造，最具代表性的是金牛山断裂，现已发现的金矿床有邓格庄金矿、金牛山金矿、福禄地金矿、金青顶金矿等。 东西向断裂为成矿期前构造，含矿（金）性都较差，一般长度较小，区域内受此类构造控制的金矿（化点）极少。

北西向断裂构造多为成矿期后构造，长度较小，一般小于5 km，产状变化大，切割、破坏金矿脉（金成矿带）。

1.3 区域岩浆岩

岩浆岩分布广泛，岩性从超基性、基性到中酸性均有出露，主要以二长花岗岩为主。 时代从中元古代到中生代，既有壳源交代-重熔型花岗岩，又有幔源侵入岩及喷发岩、脉岩。

区域内新元古代荣成序列玉林店单元及中生代燕山早期玲珑序列九曲单元、郭家店单元分布较为广泛。 其中与金矿有关的岩浆岩为中生代燕山早期玲珑序列九曲单元及郭家店单元的二长花岗岩。

玉林店单元：岩性为片麻状中粒黑云母二长花岗岩，呈浅灰色、灰白色，细粒花岗结构，片麻状构造，成分主要由斜长石、钾长石、石英、微量黑云母等组成，斑晶含量一般约5%，粒径5～7 mm，基质粒径0.3～2 mm。

九曲单元：岩性为弱片麻状细中粒含石榴二长花岗岩，新鲜岩石呈浅灰色、灰白色，风化后呈浅黄褐色，粒度2～3.5 mm，细中粒花岗结构，半自形晶粒状结构及交代结构，片麻状构造、局部呈块状构造。主要 组 成 矿 物： 钾 长 石 （ 31. 64%）、 斜 长 石 （ 31.28%）、石英（30.84%）、黑云母（4.19%）、角闪石（8.57%）。 岩石中斜长石呈不规则粒状、拉长状。 钾长石以微斜长石为主，交代斜长石，呈孤岛状、蠕虫状。石英不规则粒状，具裂纹及拉长状。 黑云母棕红色，红褐色，多色性明显。 另有石榴石、磷灰石、榍石、绿泥石、褐帘石、锆石、赤铁矿等副矿物。

郭家店单元：岩性为中粗粒二长花岗岩，岩石新鲜面呈灰白-浅肉红色，中粗粒花岗变晶结构，块状构造。 斜长石（38.64% ～44.57%），呈半自形粒状，聚片双晶明显，被钾长石交代呈不规则状；钾长石（27.9% ～28.6%），它形粒状，具微斜格子双晶，强烈交代斜长石，呈缝合线、岛屿状、蠕虫状等交代结构，常有斜长石、石英、黑云母等交代残余包含其中；石英（22.39% ～27.16%），它形粒状，表面光洁，波状消光明显；黑云母（2.71% ～4.77%），呈片状，褐色，多色性明显，部分褪变为绿泥石、绿帘石。 另外，有少量锆石及榍石、绿帘石、磁铁矿、磷灰石等副矿物。

区内脉岩发育，大部分沿北东、北北东方向侵入，局部近南北向或近东西向。 脉岩主要为煌斑岩脉、石英脉，其次为正长斑岩、闪长玢岩、二长斑岩、伟晶岩脉等。

2 控矿构造特征

范家庄金矿位于牟平—即墨断裂带北端东侧，区内主要构造特征表现为断裂构造。 断裂以北北东向、北东向断层为主，也发育少量北西向断层。 区内断裂构造主要有37 条，编号分别为F1～F37（图3），现按走向分组叙述如下：

2.1 北北东向断层

北北东向断层为本区主要构造（图3），也是主要的控矿构造，断裂带内控制矿体局尖灭再现特征，主要分布于矿区西南部上潘格庄矿段、东南部苏家口矿段。 区内共划分出北北东向断层24 条，编号分别为：F1～F3、F5～F7、F10、F14～F17、F19～F26、F28～F32。

北北东向断层延伸长度一般较大，约0. 5 ～5 km。 走向一般为5° ～20°，倾角一般65° ～85°，多为压扭性断层，为成矿期构造。 与成矿关系较为密切的有F1～F3、F6、F19 ～F21、F26、F28、F31，现将主要断层分别叙述如下：

F1 断层：位于矿区西南部，长约2.4 km，向南延伸出本区。 断层中部被第四系沂河组覆盖，北段长约1.3 km，南段长约0.8 km。 该断层走向为10° ～20°，断面倾向北西，倾角75°左右。 该断层为一压扭性断层，破碎带宽最大可达3 m。 断层内发育Ⅰ号金构造蚀变带，地表见硅化、褐铁矿化、黄铁矿化等蚀变现象，钻孔岩芯显示下部具黄铁矿化、硅化、钾化、绢英岩化、绿泥石化等矿化蚀变。

F2 断层：位于矿区西南部，F1 东约200 m，延伸长度约2.2 km，向南延伸出本区。 该断层为一压扭性断层，断面破碎严重。 走向为5° ～20°，断面倾向北西，倾角约75°。 断层内发育Ⅱ号金构造蚀变带，地表见硅化、褐铁矿化、黄铁矿化等蚀变现象，钻孔岩芯显示下部具黄铁矿化、硅化、钾化、绿泥石化、绢英岩化等矿化蚀变。

F3 断层：位于矿区西南部，F2 东约650 m，长约1.3 km。 该断层为一压扭性断层，断面破碎严重。走向为10° ～30°，断面倾向南东，倾角约75° ～80°。断层内发育Ⅲ号金构造蚀变带，地表见硅化、褐铁矿化、黄铁矿化等蚀变现象，钻孔岩芯显示下部具钾化、硅化、绿泥石化、绢英岩化等矿化蚀变，煌斑岩脉较为发育。 矿区南部以外距边界200 m 处在F3 断层上有一见矿钻孔，见矿深度约400 m，地表未见矿体出露，矿体厚约1～1.3 m，为浸染状含金黄铁矿矿石。

F6 断层：位于矿区西部，长约1.6 km，走向为20° ～30°，倾向南东，倾角65° ～87°，向西南延伸出本区，为压扭性断层。 断层中发育角砾，直径为5 ～30 mm 不等。 断层内发育Ⅵ号金构造蚀变带，地表见硅化、褐铁矿化、钾化等蚀变现象，钻孔岩芯显示下部具黄铁矿化、硅化、钾化、绿泥石化、绢英岩化等矿化蚀变。

其他与成矿关系较为密切的北北东向断层特征见表1。

图3 范家庄金矿区构造简图

表1 范家庄金矿北北东向断层特征一览表

2.2 北东向断层

矿区内北东向断层较少，亦为成矿期构造，主要包括F8、F9、F18。 普遍规模较小，长一般小于1 km，走向一般为30° ～45°，倾向南东或北西，倾角51° ～70°，为压扭性断层。 偶见少量硅化、钾化现象。

2.3 北西向断层

区内北西向断层分布较少，规模较小，为成矿期后构造，一般具张扭性特点，常切割北东、北北东向断层；区内主要包括F4、F27、F35、F36、F38 断层，其中F35 断裂规模较大。 F12 断层长2. 5 km，走向300° ～330°，倾向南西，倾角60° ～80°。 断面总体舒缓波状，局部平直。 破碎带由花岗质碎裂岩及绢英岩组成。

3 构造蚀变带特征

3.1 构造蚀变带划分

区内共发现构造蚀变带15 条，编号Ⅰ～Ⅺ、ⅩⅢ～ⅩⅥ号，主要构造蚀变带介绍如下：

Ⅰ号构造蚀变带：分布于矿区西南部，受F1 断层控制。 矿化带全长约1 100 m，倾向深120 m 以上，宽0.8～4.0 m，走向约15° ～20°，倾向北西西，倾角约75°。 矿化带含Au 品位一般为0.1×10－6～1.22×10－6。 地表可见氧化矿，矿石孔洞发育，蚀变强烈，氧化矿倾向深一般不超过10 m。 围岩主要为黑云二长花岗岩。 矿化蚀变主要有钾化、硅化、绢英岩化、黄铁矿化、褐铁矿化、绿泥石化等。 该矿化带内共圈定了Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3 三个矿体，具尖灭再现特点。

Ⅳ号构造蚀变带：分布于矿区西南部，受F31 断层控制。 矿化带长约160 m，倾向深约45 m，宽度0.3～0.65 m，走向约30°，倾向南东东，倾角约75°。矿化带含Au 品位0.10×10－6～2.70×10－6。 地表为氧化矿，第四系覆盖较为严重。 围岩主要为黑云二长花岗岩及黑云花岗岩。 矿化蚀变主要有钾化、硅化、绿泥石化、绢英岩化、黄铁矿化、褐铁矿化等。

Ⅵ号构造蚀变带：位于矿区西部，受F6 断层控制。 矿化带长约1 500 m 以上，向南西延伸至区外，倾向深约400 m 以上，宽0.85 ～30.0 m，走向20° ～35°，总体倾向南东东，倾角57° ～75°，向北延伸蚀变带宽度增大，倾角逐渐变缓。 矿化带含Au 品位为0.36×10－6～16.00×10－6。 地表为氧化矿，蚀变十分强烈。 围岩为黑云二长花岗岩。 矿化蚀变主要有钾化、硅化、绿泥石化、绢英岩化、黄铁矿化、褐铁矿化等。 该带内圈定了Ⅵ-1、Ⅵ-2 号矿体。

3.2 蚀变类型及特征

沿断裂及两侧产生围岩蚀变，形成构造蚀变带，其规模、产状严格受断裂构造控制，普遍具钾化、硅化、黄铁矿化、绢英岩化及绿泥石化等（照片1）。

（1）钾化：是成矿前热液蚀变产物。 分布广、强度大，其特征为均匀的粒状交代，钾长石含量明显增加，粒度增大，岩石呈鲜艳的肉红色。 远离矿体逐渐减弱，过渡为沿裂隙呈脉状交代，呈脉状或不规则团块状分布。

（2）硅化：与成矿关系密切，一般发育在矿体两侧数米范围内，叠加于钾化蚀变之上。 表现形式主要为是沿节理充填交代，呈细脉状，脉宽2 ～20 mm。细脉状硅化可分为两期，早期是主成矿阶段产物，产状与矿体一致，石英多为灰白色，常含少量黄铁矿。

（3）黄铁矿化：较发育，常发育于矿体内，与成矿关系密切，一般与硅化蚀变现象伴生，黄铁矿多为中细粒自形～半自形立方体，多呈浸染状分布，少量团块状分布。

（4）绢英岩化：斜长石表面形成显微鳞片状绢云母，原岩一般为碎裂状二长花岗岩，是围岩蚀变程度最高的一种。 表现为硅化、绢云母化的相互叠加，发育于矿体边部、碎裂程度较高地段，常伴随黄铁矿化。 高岭土化多相伴而生，不甚发育，特征为钾长石形成白色高岭土，原岩一般为碎裂状花岗岩。

（5）绿泥石化：是斜长角闪岩或角闪斜长片麻岩中常见的蚀变种类，常与硅化、绢云母化和黄铁矿化伴生，不甚发育。

照片1 构造带野外照片

3.3 蚀变分带特征

由于控矿断裂较陡，一般呈现水平对称分带，局部则呈不对称分带。 其对称分带是以矿体为中心，向两侧依次对称出现，即：矿体（硅化、黄铁矿化发育）→黄铁绢英岩化带→绢云母化钾化黑云二长花岗岩带→钾化黑云二长花岗岩带→黑云二长花岗岩（图4）。 各蚀变岩带间为渐变过渡关系，特征描述如下：

（1）黄铁绢英岩化带：岩石破碎程度较高的地段发育，是矿体的直接围岩，厚度20～50 cm，与矿体边界一般较清楚，仅局部地段因出现大量的细脉和网脉，则与矿体呈渐变关系。

（2）绢云母化钾化黑云二长花岗岩带：它是钾化与绢云母化相互叠加的产物，是介于钾化黑云二长花岗岩带与黄铁绢英岩带的中间类型。 厚度一般为1 m 左右，最厚达3 ～5 m。 当该带为矿体直接围岩，且发育有较强的黄铁矿化时，可与含金黄铁矿石英脉一起组成矿体。

图4 蚀变分带示意图

（3）钾化黑云二长花岗岩带：在矿体两侧围岩中十分发育。 是围岩蚀变的外带，其外侧为新鲜的黑云二长花岗岩，内侧为绢云母化钾化黑云二长花岗岩，两侧均为渐变关系。 厚度变化较大，从几米至十几米不等。

4 结论

（1）范家庄金矿床位于位于牟平—即墨断裂带北端东侧，区内主要构造特征表现为断裂构造；断裂以北北东向、北东向断层为主，也发育少量北西向断层。

（2） 矿区内北北东向断裂与金矿成矿关系密切，为区内主要控矿构造，以压扭性质为主，断裂内控制矿体具尖灭再现特征。

（3）沿断裂及两侧产生围岩蚀变，形成构造蚀变带，其规模、产状严格受断裂构造控制，普遍具钾化、硅化、黄铁矿化、绢英岩化及绿泥石化等蚀变。

（4）控矿断裂较陡，断裂带蚀变一般呈现水平对称分带，即矿体（硅化、黄铁矿化发育） →黄铁绢英岩化带→绢云母化钾化黑云二长花岗岩带→钾化黑云二长花岗岩带→黑云二长花岗岩，各蚀变岩带间为渐变过渡关系。