山东海阳周格庄多金属矿化带地质特征及找矿标志

司乃欣，张亚军，李俊志*，李连杰，杨敬一，兰杰

(1.山东省煤田地质局第四勘探队，山东 潍坊 261206；2.江苏省第二地质大队，江苏 常州 213022)

0 引言

周格庄多金属矿化带位于胶东半岛东部，海阳市东约15km的周格庄镇后望海村西，矿区位于苏鲁造山带(Ⅰ)胶南-威海隆起区(Ⅱ)胶莱坳陷区东部(Ⅳ)朱吴-留格庄凸起东南缘，优势大地构造相属于伟德山造山晚期侵入岩相[1]。中生代莱阳群地层广泛分布、构造活动强烈、岩浆岩活动频繁[2]。岩体边部和外侧的断裂破碎带为成矿热液运移、储存提供了有利空间，是寻找多金属矿的有利部位。工作中圈定了4处激电异常，利用槽探、钻探对异常进行了验证，发现3条多金属矿化带，矿床成矿远景较好(1)山东省第四地质矿产勘查院，司乃欣，夏林，山东省海阳市周格庄铜多金属矿普查报告，2012年。。矿区属于鲁东Ag、Cu、Pb、Zn多金属成矿带，矿产以多金属矿为主。目前该区尽管有多金属成矿的条件，可供利用的多金属矿床尚未发现。本文在总结矿化特征的基础上，整理了找矿标志，以期为进一步勘查提供依据。

1 矿区地质

1.1 地层

区内地层自老至新依次为下白垩统莱阳群止风庄组、水南组碎屑岩及新生代第四纪山前组。止风庄组主要在研究区北部呈NE向分布，倾向SE，倾角5°～31°，岩性以灰黄色厚层—中厚层长石砂岩为主，夹紫灰色厚层砾岩及粉砂岩。水南组分布在研究区东南部与止凤庄组整合产出，以黄绿色页岩为主，夹薄层泥灰岩，岩性为灰黄、灰绿、灰黑色页岩、泥岩、粉砂岩夹泥灰岩。由于伟德山岩体侵入的热力作用，围岩普遍发育程度不同的热接触变质(角岩化)，热变质为砂岩质角岩及灰黑色、灰绿色纹层状粉砂质角岩、泥岩质角岩。第四纪地层沿沟谷低洼地带分布。

1.2 构造

区域构造线呈NE向，矿区主要控矿构造为海阳断裂，即牟平-即墨断裂带最东边的一条区域大断裂，走向35°～45°，倾向SE，局部反倾，倾角65°～80°，断裂破碎带宽20～150m，多被后期脉岩充填。断裂带内见碎裂岩、构造角砾岩、碎粉岩、挤压透镜体及断层泥。周格庄断裂F1从西部延伸穿过矿区，总体走向60°左右，倾向NW，倾角75°。周格庄多金属矿化带受F1断裂及次级隐伏断裂控制，为研究区导矿容矿构造(图1)。

1.3 岩浆岩

区内岩浆活动十分强烈，岩体为燕山晚期斑状中细粒二长花岗岩及正长花岗岩，呈岩株大面积分布于研究区北部，包括伟德山序列崖西岩体、通天岭岩体及崂山序列下书院岩体、午山岩体。早白垩世，下地壳拆沉及基性岩浆上升底侵，地壳底部部分岩石熔化，形成伟德山壳幔混合花岗岩及基性岩脉[3]。伟德山岩体岩浆活动规模大、热量高，是引起区域成矿流体活化的重要热源[4]，其产生的热量造成强烈的流体活动及成矿物质大范围活化、迁移、富集，不同元素选择在不同构造有利部位成矿[5]。燕山晚期正长斑岩、正长花岗斑岩、二长花岗斑岩及煌斑岩岩脉等，沿断裂侵入到莱阳群中，为多金属矿成矿提供热液及含矿热液。

2 矿床地质特征

2.1 矿化体地质

研究区已经发现3条重晶石化铅锌矿化角砾岩矿化带，圈定4个矿化体。矿化体多隐伏于地下深处(或为残破积物覆盖)，独Ⅰ号矿化体东部断续出露(图2)。

Ⅰ号矿化体位于研究区东部39～16线之间，控制长535m，延深308m，走向60°左右，倾向NW，倾角59°～85°。单工程厚度最大4.31m，最小0.84m，平均厚2.29m，厚度变化系数为43.65%。单工程锌品位ω(Zn)(0.37～11.70)×10-2，平均2.48×10-2，品位变化系数为136.31%。矿化体同时伴生银、铅及铜等有益元素，伴生银品位ω(Ag)(2.86～6.97)×10-6，平均品位3.99×10-6；铅品位ω(Pb)(0.23～1.30)×10-2，平均0.70%；伴生铜品位ω(Cu)平均0.12%。矿化体东段富锌，西段富铜，深部富锌。其中铅与锌质量分数比值ω(Pb)/ω(Zn)在矿化体上部为1/2.96，下部为1/8.46，在矿化体上部银、铜、铅等元素含量与锌呈正相关。

Ⅱ号矿化体走向为NE 60°，倾向NW，倾角70°～80°，含矿岩石为含铅重晶石化角砾岩；Ⅲ号矿化体走向72°，倾向NW，倾角75°，带长240m，宽为0.10～1.30m，含铅(0.49～0.52)×10-2,含锌(0.68～1.00)×10-2；Ⅳ号矿化带走向NW 300°，倾向NE，倾角79°，带长200m，宽为0.20～3.30m，矿脉断续分布，向两端变薄。含铅(0.30～0.45)×10-2,含锌(0.68～1.20)×10-2。

矿化断裂带蚀变较强，主要有重晶石化、闪锌矿化、方铅矿化、黄铜矿化、硅化、黄铁矿化等。矿化分带现象从内向外为重晶石脉及铅锌角砾岩—硅化碳酸盐化碎裂岩—硅化碎裂状砂岩。

2.2 矿石特征

矿石以原生硫化矿石为主，极少见次生氧化矿。矿石乳白色，为含铅、锌重晶石化、硅化角砾岩，致密坚硬；矿石矿物以闪锌矿、方铅矿为主，次为黄铜矿、沥青铜矿及孔雀石，黄铁矿少见；脉石矿物以重晶石为主，见少量毒重石、方解石。铅锌矿均呈团块状、星点状、细脉状，选矿较为容易。矿石结构以自形—半自形不等粒粗粒结构为主。矿石构造以角砾状、浸染状、条带状构造为主，其次有细脉浸染状和网脉状。矿石中主要有用组分为Cu、Pb、Zn，伴生有益组分为BaSO4、CaF2等。矿床成因类型为中低温热液充填型。

2.3 矿物生成顺序

根据成矿地质特征，矿石测定鉴定结果，矿物组合关系、赋存状态，矿物生成顺序为石英、重晶石、方解石、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、萤石。

2.4 岩(矿)石物性特征

中生代岩体的电阻率较高，多大于10000Ω·m，极化率较低，一般在2%～3%之间；元古代岩体的电阻率略低，一般小于10000Ω·m，极化率在1.61%～6.0%范围内[6]。各种矿石的电阻率、极化率与其围岩有较大差异。电阻率随金属硫化物的增多而降低，如含金黄铁矿化石英脉的电阻率为70Ω·m，是其围岩的几十分之一至几百分之一，极化率则明显升高，是其围岩的几倍至几十倍(表1)。说明电性探测浸染状多金属硫化物矿具有良好的地层—岩矿石物性基础，利用这一电性特征进行找矿具有良好的前景。

表1 鲁东地区各岩层物性参数统计表[7]

2.5 激电异常特征

使用DWJ-3B接收机在研究区进行了激电测量工作，网度为100m×20m，测线方向150°，电极距AB=1200m，MN=20m。

矿区激电异常分布较有规律，高电阻率异常分布与花岗斑岩脉一致，激电异常分布于斑岩脉的北西，与之平行。多金属矿化重晶石矿脉属于低温岩浆期后热液充填型，地球物理特征表现为高电阻率，中高极化率，自南向北共有3条异常带，都呈NE向，走向60°左右，与地质圈定的矿脉位置及走向比较吻合，分别编号为JⅠ、JⅡ、JⅢ(2)山东省第四地质矿产勘查院，郭恒，胡庆辉，山东省海阳市周格庄铜多金属矿普查物探报告，2011年。。

JⅠ异常位于后望海村北西，视极化率图和视电阻率图显示总体走向60°左右，呈条带状，长约600m，宽在50～100m之间，视极化率极值为4%，背景场的视极化率值为2%左右(下同)；视电阻率值在1500Ω·m左右,属于一条高阻带，此异常带属于高阻中高极化异常。从等值线的密集程度来看，此异常带的倾向较陡。在两图240～260点之间都有一明显的接触带，视极化率值和视电阻率值都与中梯测量时的数值吻合，倾向NW，近直立(图3)。

图3 研究区后望海54线电测深地质剖面图

JⅡ异常位于研究区中部，异常的形态产状和测量数据与JⅠ异常相似，条带状，NE向，走向60°左右，长约400m，宽约100m，视极化率值也为4%，视电阻率值在1500Ω·m左右，异常体的倾向较陡，近直立。

JⅢ异常位于研究区的东北部，东山口村东南方向，长约400m，呈不规则椭圆状，宽约100m，成果数据同JⅠ、JⅡ两个异常带相似，视极化率值也为4%，视电阻率值在1500Ω·m左右。

3 矿床成因

按照山东省重要矿种成矿系列与谱系研究[7]，该矿化带类型属于鲁东地区与燕山期侵入岩有关的胶南七宝山铅矿式多金属矿床。中生代由于受库拉板块和太平洋板块运动作用，华北克拉通东部岩石圈减薄伸展，地幔上涌，地壳减薄[8]。研究区处于沂沭断裂带东侧的中生代坳陷内，在白垩纪期间太平洋板块向NWW向运动，沂沭断裂带发生左旋压扭活动，构造形态转为SE—NW拉张，裂谷形成，岩浆作用及成矿作用达到鼎盛时期[9]，火山侵入岩系及相关多金属硫化物的成岩成矿作用发生[10]。目前浅成低温矿床成矿机制认为，流体沸腾可能是造成贵贱金属沉淀的主要原因。流体沸腾是指热液从深部向上运移到开放空间，发生减气去压导致沸腾，致使成矿元素在沸腾面或不相容面附近沉淀成矿[11]。含矿热液沿断裂运移、集中充填成矿。断裂不但控制了斑岩脉的区域分布，同时控制了矿体的形态、规模、产状及矿石质量及矿石结构构造。矿体围岩为莱阳群止凤庄组及水南组页岩、泥岩及粉砂岩，成矿物质来源于上地幔，伟德山岩体多金属成矿提供热源及成矿物质。118～105Ma时，伟德山造山晚期，闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩组合沿NE向断裂侵位，伴随火山岩形成，浅成—超浅成石英闪长玢岩-花岗闪长斑岩-石英二长斑岩组合就位，为区域铜铅锌多金属矿主要成矿期[12]。大气降水在向深部渗透运移，在深部加热后沿破碎带上升，在敞开的富氧环境下由于pH及Eh值发生变化，随着热液蚀变围岩的温度、压力条件变化，重晶石、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、方解石等相继沉淀，形成不同阶段的矿物组合。根据区域包体测温资料，矿床成因为浅成低温热液矿床[13]。

4 找矿标志

4.1 地层标志

热液型矿床主要找矿标志为地层层位、岩性和围岩。矿体主要发育于中生代止凤庄组、水南组破碎带中，脆性断裂产生裂隙成为热液通道和成矿物质沉淀空间，页岩及粉砂岩导水性差，起到屏蔽作用，促使成矿物质易于沉淀成矿[14]。研究区位于鲁东盘石店Ag、Cu、Pb、Zn高背景地球化学分区，Cu、Pb、Zn异常多分布在伟德山岩体接触带附近，Au、Ag、As、Sb、Hg等元素套合较好、强度高，多金属矿成矿趋势明显。

4.2 构造标志

区内构造以断裂为主，海阳断裂为牟平-即墨断裂带东边的区域大断裂，为导矿断裂，脉岩及成矿热液沿断裂运移、进入次级断裂有利部位沉淀，进行充填蚀变交代成矿。区内不同岩石中Cu、Pb、Zn含量分配差异较大，碎裂岩、硅化砂岩中的Cu、Pb、Zn含量远大于其他地质体，硅化砂岩中成矿元素较高是因为靠近断裂带而已，显示了断裂控矿的特征。

4.3 地球物理标志

矿化岩石具有较高的极化率，一般为围岩的3～4倍以上，电阻率差异明显，因为矿化体与斑岩脉平行紧密共生，相对较高的极化体处于电阻率高低梯度带上，显示多金属硫化物富集体特征，是寻找多金属矿体的标志[15-16]。探槽揭露的激电异常，见硅化重晶石化角砾岩、碎裂岩，普遍发育闪锌矿化、方铅矿化、褐铁矿化，局部见孔雀石化，多呈团块状、星散状及浸染状，闪锌矿偶呈细脉状集合体存在。其旁侧为与之小角度斜交的花岗斑岩脉，证实了激电异常由矿化蚀变带引起。研究区内激电异常的分布规律性很强，平面上激电异常与电阻率异常均呈带状平行分布，电阻率异常位于激电异常的南东，电测深剖面也有如此特征。

4.4 斑岩脉标志

从研究区地质特征上来看，斑岩脉及矿化带走向均为60°～70°，倾向NNW,斑岩脉为矿体的顶底板，与物探测量结果是一致的，间接证明了中生代燕山晚期斑岩脉与多金属矿成矿关系密切。研究区激电异常分布规律性强，激电异常与电阻率异常平行产出，与矿体及顶底板斑岩脉相对应，矿化带铅锌铜矿化发育是引起激电异常的原因。斑岩脉与激电异常伴生是矿区明显的找矿标志之一。研究区矿床露头零星，斑岩脉断续出露，矿化带位置与激电异常基本吻合。

5 结论

周格庄多金属矿床受海阳断裂的次级构造隐伏性NEE向断裂控制，伟德山岩体岩浆期含矿热液沿断裂侵入到莱阳群，为成矿提供热源及成矿流体。多金属矿体多与燕山晚期花岗斑岩脉及石英正长斑岩脉伴生。断裂带矿化蚀变较强，从中间向外为重晶石脉及铅锌角砾岩-硅化碳酸盐化碎裂岩-硅化碎裂状砂岩，伴随着重晶石化，矿石中主要有用组分为Zn、Pb、Cu，矿床成因属中低温热液充填类浅成矿床。矿区激电异常分布于斑岩脉的北西，长约400～600m，宽约50～100m，呈条带状，走向NE60°，倾向近于直立，在平面及剖面上反映明显，为钻探设计提供了依据。建议今后辅助物化探勘查手段，对矿区深部及外围加大勘查及综合研究力度，扩大矿床规模。

致谢：在工作及成文过程中，承蒙夏林、宋双喜等师傅的悉心指导以及审稿老师的斧正，再次衷心致谢。