膠東金山金礦床地質(zhì)特征及構(gòu)造控礦模式淺析

戚靜潔，柳志進(jìn)，李鈺欣，王建田，王春來

(中國人民武裝警察部隊黃金第七支隊，山東 煙臺 264004)

膠東礦集區(qū)是華北東部中生代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換和華北地幔熱柱多級演化重大地質(zhì)事件同期耦合作用的結(jié)果[1-2]，金山金礦即位于該礦集區(qū)內(nèi)的棲霞-蓬萊成礦帶中(圖1a)[3-5]，是近年來新發(fā)現(xiàn)的中型金礦床，其毗鄰的笏山-西陡崖金礦規(guī)模已達(dá)大型[6]。該文試圖從控礦地質(zhì)條件分析入手，對該礦床構(gòu)造控礦特征及規(guī)律進(jìn)行初步探討，以期獲得該類金礦成礦機(jī)理方面的新認(rèn)識①。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

金山金礦位于膠北斷隆、棲霞-馬連莊凸起、棲霞-蓬萊金成礦帶中南部。古老的變質(zhì)變形作用，新太古代棲霞序列TTG巖系形成及燕山期巖漿活動，近EW向和NE向韌--脆性斷裂構(gòu)造，構(gòu)成了該區(qū)金礦的成礦地質(zhì)背景。

區(qū)域出露地層主要為古元古代粉子山群變質(zhì)巖，巖性為含石墨大理巖、黑云片巖、黑云變粒巖、透閃巖夾大理巖等，具中等區(qū)域變質(zhì)特點，屬低角閃巖相[7-9]；構(gòu)造分韌性剪切帶、脆性斷裂構(gòu)造，其中小莊-金山-大莊頭韌性剪切帶為區(qū)域性控礦構(gòu)造，近EW向展布，具多期活動特征。脆性斷裂構(gòu)造則主要有馬家窯、羅家和后夼斷裂帶。每個斷裂帶由3～4條平行斷裂組成。各斷裂之間為碎裂巖化巖石，單條斷裂的動力變質(zhì)巖石寬度一般小于10m。沿走向及傾向斷裂的寬度明顯變化。斷裂帶總體走向40°，NW傾，傾角24°～89°，多數(shù)較陡，與金礦關(guān)系密切。侵入巖主要為新太古代棲霞序列，巖石組合為英云閃長巖-奧長花崗巖-花崗閃長巖，屬新太古代TTG花崗巖系列，該超單元與金成礦密切相關(guān)，是金的原始礦源巖之一[10]。

2 礦區(qū)地質(zhì)

區(qū)內(nèi)出露地層主要為古元古代粉子山群，呈狹長條帶狀近EW向展布，巖性主要為含石墨白云母石英片巖、石榴矽線黑云母片巖、含石榴二云石英片巖，為該區(qū)的主要賦礦地層。

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，以大面積出露的新太古代棲霞序列北照單元花崗質(zhì)片麻巖為主，占礦區(qū)面積的80%以上。巖石具有的硅質(zhì)、堿質(zhì)、碳酸鹽物質(zhì)，在變質(zhì)作用過程中形成變質(zhì)熱液，為金活化、運移、沉淀成礦提供了有利的物理化學(xué)條件。區(qū)內(nèi)脈巖主要為石英閃長玢巖以及少量輝綠玢巖、閃斜煌斑巖等，其中石英閃長玢巖最為發(fā)育，呈NE,NEE向展布;與構(gòu)造帶產(chǎn)狀基本一致，多產(chǎn)出于金礦體下盤，為成礦期產(chǎn)物，與金礦關(guān)系密切，與膠東地區(qū)煌斑巖脈多與金礦相伴的產(chǎn)生特征相比，略有不同[11-12]。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，分韌性剪切斷裂帶和斷裂構(gòu)造。其中韌性剪切斷裂帶屬小莊-金山-大莊頭韌性剪切斷裂帶的一部分，控制長2800m，厚20～120m，走向75°～100°，傾向SE，傾角65°左右，斷裂面連續(xù)性好，產(chǎn)狀穩(wěn)定，見構(gòu)造鏡面，自礦區(qū)中部通過，控制了區(qū)內(nèi)1號礦脈。斷裂構(gòu)造為區(qū)內(nèi)的次一級構(gòu)造，規(guī)模較小，走向NE 24°～50°，傾向NW或SE，傾角較陡，一般在70°左右，局部近直立。該斷裂深部見含金黃鐵礦化石英脈，2號礦脈即賦存于其中(圖1)。

1—第四系;2—古元古代粉子山群;3—新太古代棲霞序列北照單元二長花崗質(zhì)片麻巖;4—閃長玢巖;5—韌性剪切斷裂帶;6—礦脈及編號圖1 金山金礦區(qū)地質(zhì)簡圖

3 礦床特征

3.1 礦脈(體)特征

金山礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)7條含金礦脈，規(guī)模較大的為1號、2號礦脈，另外，在1號脈上下盤發(fā)現(xiàn)規(guī)模較小的次級礦脈[13-14]。

1號礦脈：受小莊-金山-大莊頭韌性剪切帶控制，沿走向和傾向均呈舒緩波狀?？刂崎L2800m，厚20～120m，沿傾斜延深大于1000m?？傮w走向75°，傾向SE，傾角50°～75°，整體呈NEE向側(cè)伏。礦脈主要由含石墨黃鐵礦化片巖質(zhì)碎裂巖等組成，局部發(fā)育厚0.20～0.30m灰黑色斷層泥，賦礦圍巖為黑云片巖、黑云變粒巖、片麻狀黑云二長花崗巖等。該脈與石英閃長玢巖脈相伴生，且其產(chǎn)狀基本一致，賦存5個金礦體，主要礦體特征見表1，勘探線剖面如圖2所示。

表1 金山金礦床主要礦體特征

1—古元古代粉子山群；2—棲霞序列；3—石英閃長玢巖；4—輝綠巖；5—絹英巖化碎裂巖；6—實測及推測地質(zhì)界線；7—礦脈及編號；8—金礦體及編號圖2 金山金礦區(qū)0號勘探線剖面圖

2號礦脈：位于1號脈南側(cè)，受NE向斷裂控制。長約500m，厚0.50～2.00m?？傮w走向NE 24°，傾向NW，傾角50°～85°。由硅化碎裂巖、石英脈組成，圈定一個金礦體,品位較低。

3.2 礦石特征

礦石自然類型為含金黃鐵礦化石墨片巖質(zhì)碎裂巖(圖3a)、含金黃鐵絹英巖化碎裂巖、碳酸鹽化碎裂巖。礦石結(jié)構(gòu)主要為自形、半自形—他形晶粒結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造等。礦石礦物以黃鐵礦為主,含少量黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等；脈石礦物主要有石英、斜長石、白云母、石墨、絹云母、方解石等。金礦物為自然金及銀金礦(圖3b)。

Py—黃鐵礦；Au—自然金；Q—石英；Ms—白云母；Ser—絹云母；Gp—石墨圖3 金山金礦床典型礦石礦物照片及構(gòu)造變形特征示意圖

根據(jù)礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征及穿插關(guān)系，可以將主成礦期劃分為4個成礦階段：Ⅰ為黃鐵礦-石英階段，少量黃鐵礦呈自形立方體，星點狀、團(tuán)塊狀分布于石英脈中；Ⅱ為含金石英-黃鐵礦階段，是金成礦的主要階段；Ⅲ為金、銀—多金屬硫化物階段，硫化物以黃鐵礦為主，含少量方鉛礦、閃鋅礦等包體；Ⅳ為碳酸鹽階段，碳酸鹽巖礦物以方解石為主，呈細(xì)脈和團(tuán)塊狀分布于蝕變糜棱巖和碎裂巖中。其中第Ⅱ，Ⅲ為主成礦階段。

3.3 圍巖蝕變

含礦熱液沿先期的構(gòu)造裂隙，以擴(kuò)散滲透交代方式，對構(gòu)造巖和周圍巖石產(chǎn)生蝕變作用，形成了該礦床較典型的中低溫?zé)嵋何g變,主要表現(xiàn)為硅化、黃鐵礦化、絹云母化，與金成礦關(guān)系密切。次為綠泥石化、碳酸鹽化。黃鐵礦化是該區(qū)最重要的礦化類型，以浸染狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、團(tuán)塊狀產(chǎn)出；絹云母多呈細(xì)鱗片狀交代斜長石，部分呈自形片狀定向分布于糜棱巖和碎裂巖中；硅化主要表現(xiàn)為2種形式：一種為石英顆粒發(fā)生重結(jié)晶，呈他形粒狀集合體；另一種為沿裂隙充填形成石英細(xì)脈。碳酸鹽以方解石為主，多呈細(xì)脈狀分布于蝕變巖裂隙中。

4 構(gòu)造控礦特征及規(guī)律

4.1 成礦-構(gòu)造期次及性質(zhì)

控制1號礦脈的小莊-金山-大莊頭韌性剪切斷裂帶具有多期活動的特點，斷裂活動對金成礦作用具有重要影響，根據(jù)構(gòu)造活動與成礦的關(guān)系，可以簡單劃分為成礦前韌性剪切變形階段、成礦期韌--脆性變形階段、成礦后脆--韌性變形階段。

(1)成礦前韌性剪切變形階段

本期構(gòu)造變形強(qiáng)烈，規(guī)模較大，主要沿古元古代粉子山群與二長花崗質(zhì)片麻巖的薄弱帶展布，云母石英片巖發(fā)生韌性變形，形成厚度幾十米到近百米的糜棱巖帶。糜棱巖主要分布于金礦脈中及兩側(cè)，普遍經(jīng)歷了絹英巖化蝕變,具明顯的糜棱面理,呈狹長帶狀分布。局部可見粘滯型石香腸構(gòu)造、拉伸線理和S-C組構(gòu)(圖3c)。糜棱巖中石英發(fā)生明顯的動態(tài)重結(jié)晶并形成核幔構(gòu)造，部分呈眼球狀碎斑，絹白云母圍繞長英質(zhì)礦物定向排列，具揉皺現(xiàn)象，個別發(fā)育云母魚構(gòu)造。根據(jù)野外宏觀現(xiàn)象及鏡下礦物變形特征，該韌性剪切帶在水平方向表現(xiàn)為右行剪切，具壓扭性特點。該期韌性變形直接控制了礦脈的產(chǎn)出，為后來容礦斷裂、裂隙系統(tǒng)的發(fā)育提供了空間基礎(chǔ)，且易于與導(dǎo)礦構(gòu)造貫通，加之其斷裂面波狀起伏特征顯著，因而是成礦的有利場所。

華北板塊與揚(yáng)子板塊的陸陸碰撞作用，形成蘇魯高壓--超高壓變質(zhì)帶及同造山的大規(guī)模推覆構(gòu)造，為后期金礦的形成提供了成礦空間；侏羅-白堊紀(jì)太平洋板塊俯沖造山作用，致使華北克拉通破壞與重構(gòu)，其巖石圈減薄及構(gòu)造-巖漿事件是中生代金礦爆發(fā)時期，先期形成的推覆構(gòu)造發(fā)生拆離形成新的擴(kuò)容空間，為金礦形成提供了基礎(chǔ)；巖漿事件導(dǎo)致的成礦流體及其富含金質(zhì)的沉淀是成礦的物質(zhì)條件[15]。較深層次的韌性變形，使圍巖中金元素被萃取出來，沿構(gòu)造薄弱帶遷移到剪切帶中，形成了金的預(yù)富集[16]。

(2)成礦期韌--脆性變形階段

成礦期韌--脆性變形具有明顯的繼承性和新生性，在成礦前韌性剪切帶的基礎(chǔ)上，巖石普遍發(fā)生碎裂、塑性變形和蝕變，形成各種蝕變碎裂巖和蝕變糜棱巖。在這種剪張作用下，巖石中產(chǎn)生大量裂隙，成礦熱液在構(gòu)造應(yīng)力作用下，沿裂隙運移并交代圍巖，形成規(guī)模較大的以硅化、黃鐵絹英巖化為主的圍巖蝕變，最終在合適的裂隙空間沉淀成礦，形成大量石英細(xì)脈和各種金屬硫化物(圖3d)。根據(jù)張性裂隙與糜棱面理之間的關(guān)系，可以判斷該期變形以左形張剪為特征。在鏡下還可見到石英發(fā)生重結(jié)晶，長石發(fā)生碎裂，形成各種細(xì)條紋狀微裂隙，為云母、綠泥石和少量金屬礦物所充填。

(3)成礦后脆性變形階段

成礦后構(gòu)造主要以各種淺表性的斷層為主，多呈NE，NEE向；規(guī)模整體較小，發(fā)育碎裂巖、構(gòu)造角礫巖及斷層泥等，部分充填石英閃長玢巖脈，礦區(qū)西部可見石英閃長玢巖脈錯斷1號金礦脈，斷裂性質(zhì)為左形壓扭。

4.2 構(gòu)造控礦模式

金山金礦主成礦期構(gòu)造變形以左形張剪為特征，疊加于早期近EW向的小莊-金山-大莊頭韌性剪切斷裂帶之上，形成舒緩波狀韌--脆性斷裂帶，并成為良好的容礦構(gòu)造，嚴(yán)格控制1號礦脈的展布。根據(jù)斷裂波狀延伸特征，礦體的富集總是出現(xiàn)在斷裂構(gòu)造的拐彎部位：平面上，受左形剪切作用，在礦脈產(chǎn)狀由近EW向轉(zhuǎn)為NEE向的部位，形成引張空間，利于金等礦物沉淀，從而形成多條右列式金礦體(圖4)；剖面上，受張扭性作用，在礦脈產(chǎn)狀由陡變緩的部位，同樣易于形成扁長豆莢狀礦體。1號脈地表及深部延伸特征很好地印證了這一構(gòu)造控礦規(guī)律(圖2)。

受左形剪切作用，在舒緩波狀韌--脆性斷裂帶的兩側(cè)易于形成NE向的張性次級破裂面，也可以成為良好的容礦構(gòu)造，從而形成金山礦區(qū)的2號礦脈(圖4)。另外，在統(tǒng)一構(gòu)造應(yīng)力場下，還形成一組規(guī)模較小的NWW向次級剪節(jié)理，同樣發(fā)育破碎蝕變巖，卻無法形成良好的容礦空間。

Tr—破碎蝕變巖；①，②—礦脈號圖4 金山金礦床成礦期構(gòu)造控礦模式圖

前人研究認(rèn)為，膠東中生代構(gòu)造演化對成礦作用起著制約與控制作用，構(gòu)造-巖漿-成礦事件與區(qū)域構(gòu)造事件具有相互耦合性[15]。膠東金礦成礦作用發(fā)生于伸展構(gòu)造背景[17-18]。在棲霞-蓬萊金礦帶中，控礦層間滑脫拆離帶形成于晚侏羅世-早白堊世[19]，控制金山金礦的小莊-金山-大莊頭韌性剪切斷裂帶即是這一拆離構(gòu)造的重要組成部分。

5 結(jié)論

(1)金山金礦屬于熱液交代蝕變巖型金礦床，礦脈產(chǎn)出嚴(yán)格受小莊-金山-大莊頭韌性剪切斷裂帶控制。該斷裂帶具有多期活動的特點：成礦前韌性剪切變形階段為后期成礦提供了有利場所，并促使金元素預(yù)富集；成礦期韌--脆性變形階段形成的引張空間成為金礦物最終沉淀的部位；成礦后脆--韌性變形階段對礦脈產(chǎn)生了較小規(guī)模的破壞。

(2)金山金礦不同類型礦脈的空間展布與成礦期統(tǒng)一構(gòu)造應(yīng)力場有關(guān)。在成礦期左形張剪構(gòu)造應(yīng)力場作用下，在剪切帶中形成規(guī)模較大的呈舒緩波狀展布的1號礦脈，并在構(gòu)造拐彎部位形成富礦體；在次級張裂面中則形成規(guī)模較小的2號礦脈；在次級剪裂面中則僅僅形成破碎蝕變巖。

(3)與膠東其他焦家式金礦床類似，金山金礦床屬于中生代伸展構(gòu)造背景下，受深層次拆離構(gòu)造控制，與韌性剪切帶密切相關(guān)的金礦床。

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