山东省蓬莱市强沟金矿地质特征及成因研究

张其凯,盛顺超,韩 成,王明波,孙璐伟,卢文姬,贺 丹

(中国冶金地质总局山东正元地质勘查院,山东 烟台 264000)

0 引 言

研究区位于郯庐大断裂东侧,处于华北板块(Ⅰ)、胶辽隆起(Ⅱ)、胶北隆起(Ⅲ)、胶北断隆(Ⅳ)、胶北凸起(Ⅴ)的东北部,东有乳山牟平金矿带,西邻招莱金矿集中区,处于栖霞蓬莱金矿成矿区的北部,区内分布的数十条断裂构造带,多数赋存金的工业矿体[1-5]。该区已发现大型金矿床1处、中型金矿床4处,小型金矿床25处,生产矿山密布[6-7]。本文通过对蓬莱市强沟金矿及外围的基础地质特征、矿床成因、找矿方向及前景进行初步研究,总结了矿床成因及找矿规律,为后期工作提出建议。

1 地质背景

1.1 区域地质

研究区位于胶东半岛招平—莱州金成矿带,栖霞蓬莱金成矿区的北部[1-2](见图1)。

1—新生代玄武岩;2—前寒武纪岩石;3—白垩纪花岗岩;4—白垩纪火山岩;5—侏罗纪花岗岩;6—新生代沉积物;7—>50 t、50～10 t、<10 t的金矿床图1 胶东区域地质简图及金矿分布图

出露地层有胶东岩群、荆山群、粉子山群、蓬莱群、莱阳群等,其中胶东岩群为本区金矿的主要矿源层。区内构造主要为近东西向、北东—北北东向及北西向断裂构造[3]。区内岩浆岩较发育,按其生成顺序有新太古代序列,出露的岩性有含角闪黑云英云闪长质片麻岩、片麻状细粒含黑云花岗闪长岩、片麻状细粒黑云二长花岗岩、中细粒变辉长岩;古元古代序列,出露的岩性有片麻状细粒二长花岗岩;中生代序列,出露的岩性有斑状中细粒含黑云二长花岗岩、斑状粗中粒含黑云花岗闪长岩[1]。区内脉岩发育,主要有闪长玢岩脉、石英闪长玢岩脉、煌斑岩脉、伟晶岩脉、花岗岩脉、石英脉等,多呈北东向展布,规模不等。

1.2 矿区地质

矿区地层较简单,除第四系外,均为胶东岩群郭格庄岩组变质岩,岩性主要为厚层状黑云斜长片麻岩及黑云斜长角闪片麻岩夹黑云变粒岩、花岗片麻岩等。矿区构造以北东—北北东向断裂为主,形成于成矿前,为右行张扭性为主局部压扭性的断裂,是主要控矿断裂。矿区内发育中生代斑状粗中粒含黑云花岗闪长岩,属郭家岭岩体东部的边缘相,主要分布于矿区的西部,侵入胶东岩群郭格庄岩组,局部与胶东岩群郭格庄岩组混合岩相呈过渡接触。矿区内脉岩主要有石英闪长玢岩脉,次为煌斑岩脉、石英脉。

2 矿体特征

2.1 蚀变带特征

矿区范围内共发现5条北东向的构造蚀变带,自东向西编号依次为1、2、3、4、5号,其中1号蚀变带规模最大。蚀变带特征见表1。

表1 强沟矿区蚀变带特征

2.2 矿体特征

矿区内共查明4个金矿体,其中Ⅰ、Ⅴ号矿体为主矿体,Ⅴ-1、Ⅴ-2号矿体为小矿体(见图2)。

图2 矿区地质简图

Ⅰ号矿体：为矿区主要矿体,赋存于1号矿化蚀变带内,由含金黄铁绢英岩化碎裂岩组成。矿体走向8°～29°,倾向南东,倾角62°～70°。矿体平面形态呈脉状,断续分布,倾向上具有分支复合现象,在+60 m以上为单一的脉状矿体,在+60 m以下分为4个独立的脉状矿体。矿体最大断续走向延长约1 180 m,单个脉体最大走向延长约521 m,控制最大倾斜延深391 m。矿体最小厚度为0.16 m,最大厚度为1.61 m,平均为0.56 m,厚度变化系数30.54%,属稳定类型;矿体单样金最低品位1.56 g/t,最高品位77.20 g/t,平均品位8.26 g/t。矿石类型为黄铁绢英岩化碎裂岩,该矿体探获矿石量占矿床探获总量的52.7%,金属量占矿床探获总量的54.8%。典型地质剖面见图3。

图3 典型地质剖面图

Ⅴ号矿体：为矿区主要矿体,赋存于5号矿化蚀变带内,由含金黄铁绢英岩化碎裂岩组成。矿体走向31°～72°,+160 m标高以上北西倾,倾角约68°,该标高以下南东倾,倾角65°～82°。矿体形态近弧面脉状。走向延长504 m,控制最大倾斜延深606 m。矿体最小厚度为0.19 m,最大厚度为1.28 m,平均为0.69 m,厚度变化系数32.52%,属稳定类型。矿体单样金最低品位1.67 g/t,最高品位33.68 g/t,矿石类型为黄铁绢英岩化碎裂岩。该矿体探获矿石量占本次矿床探获总量的34.6%,金属量占本次矿床探获总量的34.1%。

Ⅴ-1号和Ⅴ-2号矿体：矿体规模较小,位于Ⅴ号矿体的下盘,为隐伏矿体,其矿体的规模、形态、产状、厚度、品位、见矿标高等详见表2。

表2 矿体特征一览表

2.3 矿石质量

2.3.1 矿石结构构造

矿石结构以晶粒状结构,碎裂结构为主,其次可见填隙、交代、包含、交代残余结构等;矿石构造有块状构造、浸染状构造和脉状构造。

2.3.2 矿物成分

主要矿物成分较为简单,金属矿物主要有银金矿、自然金、黄铁矿等;非金属矿物主要有石英等。次要矿物成分较为复杂,金属矿物有黄铜矿、方铅矿、褐铁矿及少量磁黄铁矿等;非金属矿物有绢云母、斜长石、方解石、绿泥石等(见表3)。

表3 矿石矿物成分一览表

金矿物的载体矿物主要为黄铁矿、石英,少量辉铜矿。金矿物主要赋存于上述各种矿物的晶隙、裂隙中,少部分分布于矿物之中(见图4)。以晶隙金为主,约占67.4%,其中黄铁矿晶隙金约占16.4%,黄铁矿与石英晶隙金约占51%,裂隙金14%,包体金占18.6%。

a—自然金呈包体赋存于石英中; b—自然金呈包体赋存于黄铁矿中图4 金矿物赋存状态

3 成矿条件及作用

3.1 成矿条件

通过对郭家岭花岗闪长岩地球化学分析(见表4),具有高SiO2、Na2O、K2O,低TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、P2O5、H2O的特点。其中,近矿花岗闪长岩与正常花岗闪长岩的岩石化学成分相比,前者中的SiO2、Na2O、K2O、Fe2O3有明显增加,FeO、MgO、CaO、P2O5、H2O有明显降低[8-9]。这种相对富硅富碱贫钙镁的角闪质花岗岩体对金成矿更为有利[10]。

表4 郭家岭花岗闪长岩体岩石化学成分 %

郭家岭花岗闪长岩体的微量元素含量见表5。由表5可知：郭家岭花岗闪长岩体Au含量是标准花岗闪长岩体的7倍,Ag、Cu、As、Sb、Te等含量也普遍偏高。数十年来有大量的科研成果表明：郭家岭花岗闪长岩体形成时,其富含大量金质的期后热液是胶东金矿床形成的主要物质来源[1-5]。

表5 郭家岭花岗闪长岩体微量元素含量表 g/t

3.2 成矿作用

根据矿石的结构构造、矿物共生组合及其相互穿插关系,认为本矿区成矿作用可分为3个阶段,各矿物的生成顺序见表6。

表6 矿物形成序列表

由表6可知：(1)石英-粗粒黄铁矿阶段：该阶段主要形成黄铁矿化石英脉,黄铁矿为粗粒状,零星镶嵌于石英脉中;(2)金-石英-细粒黄铁矿阶段：该阶段为微粒金的主要成矿阶段,石英以细粒为主,常与绢云母、细粒黄铁矿等形成黄铁绢英岩;(3)绢云母-方解石阶段：该阶段以绢云母形成为主,后期有少量方解呈细脉状石分布。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

根据以上成矿过程,该矿床成因类型为岩浆期后中温热液充填交代型金矿床。

4.2 成矿规律

研究区位于栖霞蓬莱金矿成矿区的北部,围岩蚀变较弱,且类型较简单,矿石类型以石英脉型和蚀变岩型为主。矿床具有以下成矿规律：(1)研究区内花岗闪长岩体与胶东岩群的接触带是成矿有利地段。(2)矿体严格受NNE向张扭性断裂控制。(3)矿体浅部产状相对稍缓,约50°～60°,随着深度增加产状逐渐变陡,局部近直立或反倾。(4)矿石以含金石英脉型为主,少见金属硫化物。矿体浅部为石英脉充填型,深部多为黄铁绢英岩、黄铁绢英岩化碎裂岩夹石英脉型。(5)矿脉较薄,总体上厚度较稳定,但在走向上常常尖灭再现。(6)有用组分分布不均匀,部分矿段金品位较低,部分矿段品位上千克,甚至出现明金。纵向上看,随着深度增加金品位有逐渐变均匀的趋势。(7)煌斑岩脉较为发育,常与含金石英脉并行发育于断裂中,在伴有煌斑岩脉大量发育的部位,特别是矿体的浅部,常有明金出现;另外,矿区(石英)闪长玢岩脉也较发育,但(石英)闪长玢岩脉为成矿后脉岩,常对矿体构成破坏作用。

根据以上成矿规律,Ⅰ号矿体规模较大、矿化连续、矿体形态简单、产状稳定,据此推断,本次Ⅰ号矿体北东部深部有很好的找矿潜力。

4.3 找矿标志

根据矿床成矿规律,总结本矿床找矿标志如下：

地层标志：矿床产于花岗闪长岩体与胶东岩群接触带附近的黑云斜长片麻岩中。

断层标志：本矿床受控于近等间距(150～300 m)分布的NNE向断裂带中。

产状标志：矿体产状大都较陡,一般65°～85°。

矿脉标志：本矿床为含金石英脉充填型金矿,石英脉为乳白—灰白色,地表常为黄白色,与围岩界限明显,在野外找矿中标志十分明显。

脉岩标志：本矿床煌斑岩较为发育,常与含金石英脉并行充填于控矿断裂中,野外找矿标志较为明显。

5 结 论

(1)研究区成矿地质条件较好。区内出露地层主要为胶东岩群,是区域主要的金矿源层。区内花岗闪长岩体发育,其Au含量是标准花岗闪长岩体的7倍,岩体形成时,含大量金质的期后热液是胶东金矿床形成的主要物质来源。

(2)根据矿石的结构构造、矿物共生组合及其相互穿插关系判断,研究成矿作用可分为粗粒石英-粗粒黄铁矿阶段、金-细粒石英-细粒黄铁矿多金属硫化物阶段、绢云母-石英、方解石阶段。前两个阶段为金主要富集阶段。

(3)强沟金矿围岩蚀变较弱,且类型简单,矿石类型以石英脉型和蚀变岩型为主,为中温热液充填交代型金矿床。

(4)花岗闪长岩体与胶东岩群接触带、NNE向断裂带中金石英脉是研究区内重要的找矿标志。