山東省東書院地區(qū)金多金屬礦礦床地質(zhì)特征及找礦方向研究

（山東泰山地質(zhì)勘查公司，山東 泰安 271000）

摘 要：東書院金多金屬礦為破碎帶蝕變巖型金礦床。通過普查對東書院礦床的成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、地球物理、地球化學特征等多方面的研究，認為中生代燕山期巖漿活動為元素的活化遷移提供了充足的熱源和熱液，區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造為礦液的遷移和元素的沉淀富集提供了有利的賦存空間。在分析礦床成因的基礎(chǔ)上，在礦床深部及外圍預測新的找礦方向。

關(guān)鍵詞：金多金屬;地質(zhì)特征;礦床成因;找礦方向

東書院金多金屬礦床為膠南—威海隆起上第一個具有工業(yè)價值的礦床，該礦床為小型礦床。位于莒南縣城南約6km處，地理坐標：東經(jīng)118°50′45″～118°54′00″，北緯35°04′45″～35°10′30″。在構(gòu)造控礦、圍巖蝕變以及礦體的穩(wěn)定性等方面與“焦家式”金礦床有著某些相似之處，但在巖漿巖等方面卻有著顯著的區(qū)別[2]。通過土壤地球化學測量顯示：其周圍缺少金豐度值較高的地質(zhì)體作為礦源層。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東書院金多金屬礦位于沂沭斷裂帶的主干斷裂昌邑—大店斷裂的東側(cè)。大地構(gòu)造屬于秦嶺—大別—蘇魯造山帶（Ⅰ）膠南—威海隆起區(qū)（Ⅱ）、膠萊盆地東部（Ⅲ）、五蓮—莒南斷陷（Ⅳ）、莒南凹陷（Ⅴ）東南緣[1]。

區(qū)域斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，以北東向斷裂構(gòu)造為主，近東西向斷裂構(gòu)造次之。礦區(qū)內(nèi)斷裂總體走向35°，南東傾，傾角74°左右，破碎帶寬1.0～15.0m，帶內(nèi)角礫巖、糜棱巖、絹英巖發(fā)育，并有閃長玢巖充填。經(jīng)歷多期活動，以左行壓扭為主，至中生代晚期仍有強烈活動?？傮w以左行壓扭為主，經(jīng)歷了壓扭-張扭的多期次交替。

區(qū)域巖漿巖廣為發(fā)育，包括新元古代南華紀榮成序列、月季山序列、鐵山序列，以及中生代三疊紀柳林莊序列、白堊紀埠柳序列、偉德山序列、大店序列、嶗山序列。

區(qū)域出露的地層主要有中生代白堊紀青山群八畝地組、石前莊組、方戈莊組，王氏群林家莊組、辛格莊組、紅土崖組以及新生界第四系山前組、臨沂組、沂河組。

2 礦床地質(zhì)特征

東書院礦區(qū)共圈出3個金礦體（圖1），金礦體編號分別為AuⅠ、AuⅡ、AuⅢ。金礦體形態(tài)呈脈狀、透鏡狀。其中以AuⅠ號礦體規(guī)模為最大，現(xiàn)已閉坑[3]。

2.1 金礦體地質(zhì)特征

AuⅠ號礦體為礦區(qū)主礦體，賦存與F29斷裂蝕變帶內(nèi)，嚴格受斷裂構(gòu)造控制。礦體呈脈狀，形態(tài)較簡單，分布較穩(wěn)定，沿走向和傾向上具有膨脹狹縮的現(xiàn)象，礦體連續(xù)性好。礦體走向長約535m，沿傾向延深約292.50m?？傮w走向為40°，傾向北西，傾角76°左右，礦體產(chǎn)狀自淺部向深部有變陡的趨勢，具有向南西側(cè)伏的特征。平均厚度為1.40m，厚度變化系數(shù)為74.08%，厚度穩(wěn)定。礦體金品位ω（Au）2.64～4.28×10-6，平均品位ω（Au）3.46×10-6，品位變化系數(shù)為83.52%，系有用組分分布均勻型礦體。伴生銀品位ω（Ag）35.67～43.70×10-6、鉛品位ω（Pb）0.36～0.96%。AuⅠ號脈現(xiàn)已停采，開采最深處為150m。

AuⅡ號礦體位于AuⅠ號礦體西側(cè)105m處，賦存于F28斷裂蝕變帶內(nèi)。礦體呈細脈狀，透鏡狀，形態(tài)較簡單，分布較穩(wěn)定。礦體走向長約263m，沿深40m?？傮w走向45°，傾向北西，傾角80～85°。平均厚度0.69m，厚度變化系數(shù)為61.49%，厚度穩(wěn)定。金品位ω（Au）1.41～4.35×10-6，平均品位ω（Au）2.24×10-6，品位變化系數(shù)為72.18%，屬有用組分分布均勻型礦體。伴生銀品位ω（Ag）5.67～10.00×10-6、鉛品位ω（Pb）0.26～0.48%。

AuⅢ號礦體位于AuⅠ號礦體東側(cè)77m處，賦存于F31斷裂蝕變帶內(nèi)。礦體呈脈狀，透鏡狀，形態(tài)較簡單，分布較穩(wěn)定。沿走向上具尖滅再現(xiàn)、膨脹狹縮的現(xiàn)象?？傮w走向58°，傾向南東，傾角75～83°。平均厚度0.94m，厚度變化系數(shù)為35.36%，厚度穩(wěn)定。金品位ω（Au）1.14～1.64×10-6，平均品位ω（Au）1.39×10-6，品位變化系數(shù)為25.44%，屬有用組分分布均勻型礦體。伴生銀品位ω（Ag）6.24～6.97×10-6，鉛品位ω（Pb）0.19～0.27%。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石礦物成分

礦石礦物以自然金、黃鐵礦為主，次為褐鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦，少量黃銅礦等，脈石礦物主要是石英，次為絹云母、斜長石、鉀長石、綠泥石，以及少量方解石、黑云母等。

自然金：金礦物粒度多在0.037mm以下;以粒間金為主，次為裂隙金。主要以角粒狀為主，其余呈長粒狀、樹枝狀、尖角狀、渾圓狀、細脈狀等。

黃鐵礦：多呈自形-半自形晶粒狀，粒度0.02-0.40mm，晶體中常包含有少量非金屬礦物，部分被壓碎呈棱角狀的碎屑。黃鐵礦為金的主要載體。

褐鐵礦：由黃鐵礦氧化次生而成，常保留黃鐵礦假象，沿黃鐵礦裂隙分布。

2.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)：金屬礦物以碎裂結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)最為常見，其次為晶粒結(jié)構(gòu)、包裹結(jié)構(gòu)等。

礦石構(gòu)造：以浸染狀、角礫狀、蜂窩狀構(gòu)造最為常見，其次有斑點狀、團塊狀、條帶狀構(gòu)造等。

2.3 圍巖蝕變

礦石交代與圍巖蝕變主要有黃鐵礦化、絹英巖化、硅化、方鉛礦化、閃鋅礦化，其中金礦化與黃鐵礦化、絹英巖化及鉀化關(guān)系密切。

硅化：可大致分為二期。早期硅化石英呈均勻分布的它形隱晶質(zhì)狀態(tài)，呈團塊狀、斑雜狀分布;晚期呈它形—半自形粒狀集合體與碳酸鹽等細脈沿裂隙充填。

黃鐵礦化：黃鐵礦分兩期，早期黃鐵礦顆粒較粗，約2mm左右，具壓碎結(jié)構(gòu)，與金礦化關(guān)系密切;晚期黃鐵礦呈自形—半自形微粒結(jié)構(gòu)。黃鐵礦化強烈地帶見有黃銅礦和方鉛礦。

鉀化：普遍交代斜長石、石英、黑云母等礦物，亦有鉀長石呈不規(guī)則浸染狀交代斜長石，使巖石局部出現(xiàn)不均勻的細脈狀、斑塊狀鉀化，與金礦化關(guān)系明顯。

3 地球物理特征

東書院礦區(qū)的圍巖、蝕變巖石、礦化巖石及礦石之間的極化率存在著明顯的差異（表1），其極化率的高低與所含硫化物含量的多少呈正相關(guān)。

從表1可以看出：巖石的電阻率隨其破碎程度的增高而明顯降低，隨其硅化程度的增強而升高。區(qū)內(nèi)絹英巖化碎裂巖具有低阻高極化的特征，含金石英脈具有高阻高極化的特征，而黑云二長花崗質(zhì)片麻巖、石英二長巖等圍巖一般表現(xiàn)低極化率的特征。區(qū)內(nèi)出露的各種巖石除絹英巖化碎裂巖、含金石英脈極化率高于2.5%外，其余各巖石極化率均在2.5%以下。因此，在本區(qū)開展激發(fā)激化法來圈定金硫化物富集體是可行的。

4 地球化學特征

4.1 景觀地球化學特征

礦區(qū)發(fā)育有渾圓殘丘狀山頂，基巖露頭零星，地形起伏不大，覆蓋物厚度一般不超過1m，以殘坡積物為主，距母質(zhì)層較近，適宜土壤測量。

4.2 化探異常特征

東書院異常由Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Bi、Mo、Hg、W等10種元素組成，通過對東書院金礦異常元素特征分析認為：As、Hg是礦體前緣指示元素;Au、Ag、Cu、Pb、Zn是成礦及近礦指示元素;W、Mo、Bi是尾暈指示元素。

表2為東書院礦區(qū)微量元素相關(guān)系數(shù)矩陣，從不同元素之間的相關(guān)系數(shù)看：Au與Pb、As、Cu、Zn、Ag相關(guān)系數(shù)較高，分別為0.649、0.603、0.545、0.492、0.476。Pb與Zn相關(guān)系數(shù)為0.848，Pb與As的相關(guān)系數(shù)為0.681。Au與Ag、Cu、Pb、Zn、As顯著相關(guān)，可以作為次生暈找金的指示元素;礦化強度與次生暈強度呈線性相關(guān)關(guān)系，即次生暈異常愈高，礦化強度愈強;次生暈異常軸向能大致反映含礦蝕變帶的走向，因此，可以用金元素異常來圈定含礦蝕變帶的大致范圍。

5 礦床成因及找礦方向

5.1 礦床成因

5.1.1 "硫同位素

在金礦體中采集了黃鐵礦同位素樣品4件，測得硫同位素δ34S分析結(jié)果分別為：+5.2‰、+5.3‰、+5.0‰、+5.5‰;巖體中的硫δ34S為7.4‰，可以看出礦石和巖體中硫同位素組成基本一致，從+5.0‰～+7.4‰，變化范圍不大，遠離隕石硫（-5‰～+5‰），反映黃鐵礦中的硫具單源特性，礦石中硫可能是巖體提供。

5.1.2 氫氧同位素

根據(jù)礦物-水之間氧同位素分餾方程計算的流體δ18OH2O與相應(yīng)的氫同位素值投影在δD-δ18O的關(guān)系圖上（見圖2），從圖上可見：δ18OH2O的值變化范圍在+6.3‰～+9.5‰之間，δD的值在-104.1‰～-78.3‰之間[4]。由此可知，成礦熱液是巖漿水和大氣降水的混合。

5.1.3 鉛同位素

對已有鉛同位素資料研究表明[5]：206Pb/204Pb在15.461-16.117之間，207Pb/204Pb在15.223-15.373之間，208Pb/204Pb在35.718-36.745之間，變化范圍較小，差值一般不會超過1，顯示出正常鉛的特征。按Doe單階段模式年齡計算，成礦年齡在125-160Ma之間，成礦時代為燕山晚期。

綜上所述，深部巖漿可能為金成礦的礦源層，巖漿活動、變質(zhì)作用、混合巖化作用促使礦質(zhì)活化、遷移;在燕山晚期巖漿活動驅(qū)使下，沿裂隙遷移并混有大量的大氣降水，形成熱水溶液;熱水溶液沿構(gòu)造裂隙循環(huán)過程中，又不斷從圍巖中萃取Au、Ag、Pb、S等成礦元素，由于物理化學條件改變，在NE向斷裂構(gòu)造部位富集成礦。

5.2 找礦方向

（1）AuⅠ號礦體為前期開采礦體，礦體平均品位ω（Au）3.46×10-6，ZK01鉆孔在深部見到了金礦化，ω（Au）在0.16～0.24×10-6之間，對鉆孔中樣品光譜分析顯示，As、Hg前緣指示元素異常出現(xiàn)，顯示深部具有更好的金成礦條件，且Ag、Cu、Pb、Zn異常較強，構(gòu)造原生暈反映礦體的淺部相特征。

（2）激電中梯測量顯示在金礦體的西南端，存在一處高極化率的異常體，AuⅠ號礦體沿走向和傾向上具有膨脹狹縮的現(xiàn)象，且向南西側(cè)伏的特征，預測在礦體深部有望揭露到第二富集帶。

（3）土壤地球化學測量在東書院礦區(qū)共圈出金異常4處，總體沿相家溝—洙邊斷裂下盤呈NE向分布。工作證實，大部分化探異常為礦致異常，已發(fā)現(xiàn)的金礦體均位于化探金異常內(nèi)，因此，其他3處化探異常區(qū)均具有良好的找礦前景。

6 結(jié)論

（1）東書院金多金屬礦賦存于北東向相家溝—洙邊斷裂的次級斷裂中，礦床類型為破碎帶蝕變巖型。

（2）中生代閃長玢巖脈與金礦體關(guān)系密切，燕山晚期巖漿活動為成礦提供了熱源和成礦熱液。

（3）硅化、碎裂巖化、黃鐵礦化、絹英巖化是本區(qū)找礦蝕變標志，其中碎裂巖鉀化、褐鐵礦化是找礦的直接標志。

（4）AuⅠ號礦體沿走向和傾向上具有膨脹狹縮的特征，有望在礦體深邊部揭露到第二富集帶。

參考文獻：

[1]張增奇，劉書才等.山東省地層侵入巖構(gòu)造單元劃分對比意見[J].山東國土資源，2014，30（03）：1-23.

[2]趙先平，衣德學.東書院金礦地質(zhì)特征及礦床成因初探[J].山東輕工業(yè)學院學報，1994，8（04）：68-72.

[3]山東泰山地質(zhì)勘查公司.山東省莒南縣東書院地區(qū)金礦普查報告[R].濟南：山東省國土資源廳，2014.

[4]張韞璞，文子中主編.山東焦家式金礦地質(zhì)[M].煙臺：山東省地質(zhì)局第六地質(zhì)隊，1983.

[5]馮文濤.魯西東書院金礦成因的同位素信息[J].冶金地質(zhì)動態(tài)，1991（07）：35-37.

作者簡介：楊沖（1983-），男，山東巨野人，助理工程師，主要從事：地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。