山東乳山南東莊金礦床地質(zhì)特征及找礦潛力分析

黃鑫，宋倩，2，沈立軍，王勇軍，徐昌

(1.山東省煤田地質(zhì)規(guī)劃勘察研究院，山東 濟南 250000；2.山東省煤田地質(zhì)局物探測量隊，山東 濟南 250000)

乳山南東莊金礦位于膠東東部著名的牟(平)-乳(山)金成礦帶(以下簡稱牟乳金成礦帶)中部，是近年來該成礦帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)的金礦床。前人對該成礦帶進行了大量生產(chǎn)和科研工作，發(fā)現(xiàn)了一系列大中型金礦床，如金青頂、鄧格莊、金牛山等，并對該成礦帶及典型礦床進行了深入的研究，從成礦流體演化[1-2]、成礦動力機制[3-6]、控礦構造[7-9]等方面進行了細致的探討，并對成礦前景進行了預測。但由于該礦床發(fā)現(xiàn)時間較晚，對其研究較少，有必要對其地質(zhì)特征展開深入研究，分析該礦床找礦潛力[10]。該文著重從礦床地質(zhì)特征、成礦階段[11-16]、圍巖蝕變、控礦構造、礦化富集規(guī)律等方面開展綜合研究，歸納了區(qū)內(nèi)金礦找礦規(guī)律和找礦標志，為深部找礦預測和下一步找礦工作提供信息。

1 地質(zhì)背景

南東莊金礦位于牟乳金成礦帶中部，大地構造位置為秦嶺-大別-蘇魯造山帶(Ⅰ)—膠南-威海隆起區(qū)(Ⅱ)—威海隆起(Ⅲ)—乳山-榮成斷隆(Ⅳ)—昆崳山-乳山凸起(Ⅴ)西北部(圖1)，將軍石-曲河莊斷裂帶南段中部，主斷裂西側(cè)的次級斷裂帶上。

區(qū)域內(nèi)地層較簡單，出露地層主要為古元古代荊山群及新生代第四系[17]。荊山群變質(zhì)巖呈包體狀零星分布，金平均豐度值為1.36×10-9[18-20]，是區(qū)內(nèi)金礦的主要原始礦源層[21]，出露巖性主要為黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖、斜長透輝巖等。新生代第四系沉積物主要沿溝谷、河流兩側(cè)分布。區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構造發(fā)育，不同期次、不同方向的斷裂構造交織疊加在一起，多次活動，相互錯動、改造和繼承。按照展布方向，可劃分為NNE向、NE向、EW向和NW向斷裂，其中NNE向斷裂控制著區(qū)域金礦的總體展布，與金礦成礦關系密切。巖漿巖分布廣泛，巖性從超基性、基性到中酸性均有出露，以中生代燕山早期玲瓏序列花崗巖和新元古代榮成序列花崗巖分布較為廣泛。區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育，大部分沿NE，NNE方向侵入，局部近SN向或近EW向。主要為煌斑巖脈、石英脈、偉晶巖脈等。

礦區(qū)內(nèi)1/3面積被第四系覆蓋，主要分布于黃壘河及其支流兩側(cè)。區(qū)內(nèi)主要構造特征表現(xiàn)為斷裂構造，以NNE向、NE向斷裂為主，發(fā)育少量NW向斷裂。NNE向斷層為該區(qū)主要構造，也是主要的控礦構造，屬將軍石-曲河莊斷裂及其次級斷裂，延伸長度一般約0.3～2.0km，走向5°～20°，傾向總體SE，傾角大于70°，多為壓扭性斷層。斷裂破碎帶內(nèi)蝕變發(fā)育，地表見硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化等蝕變現(xiàn)象，下部具絹英巖化、硅化、黃鐵礦化、鉀化、綠簾石化、綠泥石化等礦化蝕變。NE向斷裂亦為成礦期構造，但分布較少，規(guī)模普遍較小，長一般小于1km，走向約50°，傾向SE或NW，傾角75°～85°，為壓扭性斷層，偶見少量硅化、鉀化現(xiàn)象。NW向及EW向斷裂分布較少，多為成礦期后構造。巖漿巖遍布全區(qū)，主要為中生代玲瓏序列云山單元片麻狀中細粒含黑云二長花崗巖和郭家?guī)X單元粗粒二長花崗巖。區(qū)內(nèi)脈巖多呈NE向零星發(fā)育，主要有煌斑巖脈、石英脈，其產(chǎn)出往往與斷裂相伴，時代多為中生代(圖1)。

1—沂河組；2—大埠組；3—郭家店單元粗粒二長花崗巖；4—云山單元片麻狀中粒黑云二長花崗巖；5—煌斑巖；6—石英脈；7—礦化帶及編號；8—礦體及編號；9—實測地質(zhì)界線；10—斷裂破碎帶；11—壓扭性斷裂；12—推測斷裂圖1 南東莊金礦區(qū)地質(zhì)圖

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦化蝕變帶地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)共發(fā)現(xiàn)礦化蝕變帶7條，均受斷裂帶控制，延伸長度400～2000m不等，寬1～4m，走向約5°～50°，傾角均大于65°。礦化帶Au品位(1.05～36.40)×10-6。圍巖主要為黑云二長花崗巖。礦化蝕變主要有絹英巖化、硅化、黃鐵礦化、鉀化、綠簾石化、綠泥石化、褐鐵礦化等。

2.2 礦體地質(zhì)特征

共發(fā)現(xiàn)2條金礦體，編號分別為Ⅰ-1，Ⅵ-1，其中Ⅰ-1號礦體為主礦體。

(1)Ⅵ-1礦體走向約5°，傾向約95°，傾角77°。長度約160m，延深約185m，賦存標高-156m～+18m。最大真厚度1.14m，平均0.92m，厚度變化系數(shù)32.87%，厚度隨深度增加有增大趨勢。金品位(1.37～4.14)×10-6，平均品位1.90×10-6，品位變化系數(shù)71.09%，隨深度增加品位有所減小。礦體為

1—礦化蝕變帶及編號；2—金礦體及編號；3—斷層及編號；4—探槽及編號；5—鉆孔位置、編號及孔深圖2 南東莊金礦區(qū)Ⅰ-1礦體地質(zhì)剖面示意圖

黃鐵礦化石英脈，圍巖主要為黑云二長花崗巖。礦化蝕變主要有黃鐵礦化、硅化、絹英巖化、鉀化、綠泥石化、褐鐵礦化等。

(2)主礦體Ⅰ-1走向約5°，傾向約95°，傾角80°。長度約160m，延深約95m，賦存標高-28m～+61m，最大真厚度1.82m，平均1.36m，厚度變化系數(shù)61.58%，變化穩(wěn)定。最大金品位36.40×10-6，平均品位9.14×10-6，品位變化系數(shù)110.63%，變化較均勻。礦體傾向95°，傾角75°。礦體為黃鐵礦化石英脈，圍巖主要為蝕變黑云二長花崗巖，間接圍巖為黑云二長花崗巖。礦化蝕變主要有絹英巖化、硅化、黃鐵礦化、鉀化、綠簾石化、綠泥石化等(圖2)。

2.3 礦石特征

礦石的礦物成分比較簡單。礦石礦物以黃鐵礦為主，少量磁鐵礦、褐鐵礦、鉻鐵礦、赤鐵礦等；脈石礦物主要為石英、絹云母、綠簾石、綠泥石及次生碳酸鹽礦物等。其中黃鐵礦為主要載金礦物。

2.3.1 礦石礦物

黃鐵礦：多為半自形—他形粒狀，少量自形立方體狀，粒度一般為0.001～5mm，呈星散狀、脈狀、浸染狀、集合體狀分布，含量一般為<0.5%～15%，局部高達20%。黃鐵礦在地表礦石中大部分氧化為褐鐵礦，保留其假象，顯微鏡下可見呈隱晶狀，細網(wǎng)脈狀分布。

磁鐵礦：半自形—他形粒狀，大小一般0.001～0.2mm，部分0.2～0.3mm，少量0.3～0.5mm，個別0.5～1.0mm，星散狀分布。

2.3.2 脈石礦物

石英：多為無色，一級黃干涉色，半自形柱狀、粒狀，表面光潔，緊密鑲嵌在一起，有波狀消光現(xiàn)象，多呈鋸齒狀雜亂分布，粒徑一般為0.03～2.0mm，含量在40%～95%之間。

絹云母：鏡下為無色，干涉色十分鮮艷，為半自形—自形鱗片狀集合體，雜亂分布在石英之間，粒徑一般為0.05～0.2mm，含量為1.0%～8.0%。

綠泥石：鏡下為綠色，綠色—無色多色性較明顯，異常靛藍干涉色，呈半自形—自形鱗片狀集合體，粒徑一般為0.3～0.6mm，含量較少。

綠簾石：鏡下為綠色，干涉色較高，為半自形粒狀，粒徑一般為0.3～0.5mm，含量較少。

碳酸鹽：少量，無色，他形粒狀，雜亂分布于石英之間，含量較少。

2.3.3 金礦物

金礦物主要為自然金，見少量銀金礦及金銀礦。粒度以中粗粒為主，形態(tài)以渾圓粒狀，深部以針狀和角(麥)粒狀為主。

金的載體主要為黃鐵礦，次為石英、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等。金的賦存狀態(tài)主要為裂隙金和晶隙金，次為包體金。

2.3.4 礦石有益有害元素

經(jīng)基本分析、光譜分析(表1)和組合分析(表2)，礦石主要有益元素為Au，平均金品位5.90×10-6，單樣最高品位36.40×10-6。伴生有益元素為S，全硫品位0.14%～16.72%，平均品位6.60%，達到了伴生組分工業(yè)要求，可在選冶過程中綜合回收利用。Ag在光譜分析樣品中普遍含量較高，但組合分析結果顯示并未達到伴生工業(yè)指標要求，其他組分Cu，Pb，Zn，W，Mo，Sb等元素亦未達到伴生工業(yè)指標要求，目前技術經(jīng)濟條件下無工業(yè)意義。有害元素為As，最高含量302.5×10-6，平均88.5×10-6，對礦石選冶性能基本不構成影響。

2.4 圍巖蝕變特征

圍巖蝕變是熱液礦床中的一種普遍現(xiàn)象，南東莊金礦床也不例外。蝕變巖石與含金地質(zhì)體均受斷裂體系的控制，在空間上具線狀分布的特點。礦床常見的圍巖蝕變類型有硅化、絹英巖化、黃鐵礦化、鉀長石化、絹云母化、綠泥石化和碳酸鹽化等。由于圍巖蝕變類型及其發(fā)育程度在空間上有一定差異，因而圍巖蝕變往往表現(xiàn)出明顯的分帶性。南東莊地區(qū)石英脈型金礦床的圍巖蝕變分帶大致可分2類。

第一種由礦體向外，內(nèi)帶主要發(fā)育硅化、黃鐵礦化及少量絹云母化，向外逐漸過渡為以絹云母化(鉀化)為主的外蝕變帶。以含金絹云母化石英脈為主要含金地質(zhì)體的石英脈型金礦床，如VI號金礦體。

第二種類型由礦體向外可分出2個蝕變帶：內(nèi)部蝕變帶為鉀長石-碳酸鹽蝕變帶，沿礦體兩側(cè)發(fā)育，受容礦裂隙控制，表現(xiàn)為完全交代主破碎帶巖石而形成0.5～1.0m寬的塊狀蝕變體，沿分支裂隙交代而形成幾毫米至數(shù)厘米寬的鉀長石-碳酸鹽細脈或細脈帶，沿交叉裂隙交代而形成紅色交代網(wǎng)絡，含金石英中的角礫完全被交代成鉀長石蝕變巖或沿其邊部交代形成紅色蝕變?nèi)Γ瑑?nèi)部蝕變帶中原巖的礦物成分基本被蝕變礦物交代，形成微斜長石、方解石及少量鈉長石和石英；外部蝕變帶為綠泥石-絹云母蝕變帶，表現(xiàn)為原巖發(fā)生退色，形成綠泥石、絹云母、碳酸鹽等蝕變礦物，蝕變巖明顯保留原巖結構及殘余礦物，其蝕變寬度要比內(nèi)帶大得多。

表1 礦石光譜分析結果統(tǒng)計

Hg為×10-9，其他均為×10-6。

表2 礦石組合分析結果統(tǒng)計

S平均值采用礦體S平均品位

無論是何種地質(zhì)環(huán)境下，其圍巖蝕變大多表現(xiàn)出明顯的水平分帶，總體上由礦體向外，表現(xiàn)出由強烈硅化、金屬硫化物礦化向絹云母化、綠泥石化過渡。各類蝕變隨距礦化中心距離的增加而減弱直至過渡為原巖。

2.5 礦床成因及成礦階段

2.5.1 穩(wěn)定同位素特征

南東莊金礦礦石中黃鐵礦的δ34S值(×10-3)：變化范圍為6.4～9.4，平均值為7.91，與昆崳山二長花崗巖及其中包裹的荊山群變質(zhì)巖石的硫同位素特征相似，為正向偏離隕石硫值。

鉛的同位素屬正常鉛，206Pb/204Pb，207Pb/204Pb，礦體及礦體的直接圍巖——黃鐵絹英巖的氫氧同位素測定結果顯示，該金礦成礦溶液是由重熔巖漿水、變質(zhì)水和大氣降水組成的混合熱液，從成礦作用早期到晚期，熱液中大氣降水的比例逐漸增加。

208Pb/204Pb比值及變化范圍也與昆崳山二長花崗巖和荊山群變質(zhì)巖石的鉛同位素接近。

綜上所述，南東莊金礦床與昆崳山花崗巖和荊山群變質(zhì)巖石具有同源演化關系，成礦溶液以重熔巖漿水為主，有變質(zhì)水和大氣降水的加入。

2.5.2 成礦物化條件

金礦成礦溫度在353～210℃之間，壓力在75.4～63.9MPa之間，屬巖漿期后中溫熱液礦床。

綜上所述，南東莊金礦床屬于與花崗巖在成因和時空上相關的中低溫熱液石英脈充填型金礦床。

2.5.3 成礦階段

通過野外觀察和室內(nèi)研究，將礦床的成礦階段劃分為5期，主要的金成礦階段為石英-黃鐵礦階段和多金屬硫化物階段。

Ⅰ期為黃鐵礦-石英階段：礦物組合為大量石英和少量黃鐵礦。黃鐵礦顆粒粗大，自形—半自形粒狀結構，形態(tài)多為立方體，少量為五角十二面體，晶形較好；石英為乳白色粒狀集合體，半自形晶，粒度較大。

Ⅱ期為石英-黃鐵礦階段：礦物組合與Ⅰ期基本相同，但以黃鐵礦為主，石英次之。黃鐵礦顆粒細小，晶形不規(guī)則，多為他形或不規(guī)則塊狀集合體，部分半自形。近地表處表面常見褐鐵礦化。石英多為煙灰色，顆粒細小，自形及半自形晶居多。該階段含金量高，金礦物以自然金和銀金礦產(chǎn)出，為主成礦階段。該階段晚期尚可見石英磁黃鐵礦脈產(chǎn)出，可構成一個亞階段，但其發(fā)育空間較局限，其意義主要表現(xiàn)在礦物組合的多樣性對成礦強度的控制方面。

Ⅲ期為金-多金屬硫化物階段：是主成礦階段。早期黃鐵礦石英脈經(jīng)構造破碎，產(chǎn)生裂隙，在黃鐵礦石英脈裂隙和顆粒間隙中沉淀出黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦和銀金礦，并有重結晶黃鐵礦和石英的生成。黃鐵礦呈不規(guī)則狀或細粒狀與其他硫化物構成塊狀或條帶狀礦石：石英為淺煙灰色，自形程度差。多金屬硫化物與金銀礦、銀金礦密切共生。該階段礦石常膠結前幾個階段的角礫或呈細脈狀充填于早期的石英黃鐵礦礦石裂隙中。

Ⅳ期為石英-碳酸鹽階段：以大量碳酸鹽礦物出現(xiàn)為特征，是成礦進入晚期的標志。其礦物組合主要有鐵方解石、鐵白云石及菱鐵礦和石英，金的含量較低，硫化物礦物僅見少量黃鐵礦。石英呈乳白色。碳酸鹽細脈穿切其他階段形成的礦石，具有十分明顯的最終形成的產(chǎn)狀特征。

Ⅴ期為表生氧化階段：在礦體形成之后，由于地表剝蝕或雨水灌入，形成赤鐵礦、褐鐵礦等，局部可見黃銅礦氧化成孔雀石，但對整個礦床影響不大。

3 礦體賦存規(guī)律及找礦經(jīng)驗

3.1 賦存特征

(1)主礦體嚴格受NE向成礦斷裂F6控制，沿走向和傾向均呈反“S”型舒緩波狀產(chǎn)出，礦體傾角較陡，為66°～90°。

(2)主礦體61線以南，-200m標高以下，礦體向SE側(cè)伏規(guī)律尤為明顯，側(cè)伏角由上部的75°左右，變緩為50°左右。

(3)礦體側(cè)伏延深大于延長，目前工程控制側(cè)伏延深已達360m，最大延長240m。

3.2 找礦標志

(1)礦體嚴格受NEE向、NE向斷裂控制，主斷裂產(chǎn)狀急劇變陡和斷裂分支、復合、轉(zhuǎn)折及交會部位為含礦熱液就位提供了空間，是成礦的有利部位。

(2)區(qū)內(nèi)分布礦體同期的多期次多類型的巖墻狀或脈狀侵入，起到導礦和容礦作用，成礦前及成礦期中基性脈巖與礦脈交會部位地段往往是成礦的有利地段。

(3)多期多階段成礦，各階段相互疊加伴生，礦物組合復雜多樣，是形成大礦、富礦的標志。

(4)圍巖蝕變類型多樣，地表出現(xiàn)褐鐵礦化，斷裂帶旁側(cè)發(fā)育大面積強鉀化蝕變、絹英巖帶是接近礦體的標志，通常較窄，有利礦體富集。

(5)礦化蝕變帶內(nèi)礦體在傾向上有膨大收縮、尖滅再現(xiàn)特點，應充分考慮礦體深部存在無礦間隔的可能。

(6)圍巖為高阻低極化，金礦化帶為相對低阻高極化，礦脈與圍巖具有明顯的電性差異。激電中梯測量和激電測深圈定的極化率異常區(qū)可以間接指示金礦體賦存部位。

(7)根據(jù)品位和厚度等值線填圖可看出Ⅵ號礦體向SW向側(cè)伏，設計鉆孔應考慮全面。

3.3 找礦經(jīng)驗及教訓

(1)重視廢棄采礦坑對找礦的指示作用。區(qū)內(nèi)采礦坑廣泛分布，采坑深度一般數(shù)十米至近百米，采坑附近往往能夠觀察到明顯的礦化蝕變現(xiàn)象，在一定程度上反映了礦化富集程度，為勘查工作提供參考。

(2)研究區(qū)內(nèi)成礦條件復雜，部分礦化蝕變帶產(chǎn)狀近直立，不易判定傾向，并存在尖滅再現(xiàn)和側(cè)伏現(xiàn)象，可先施工淺孔，摸清產(chǎn)狀后施工深部鉆孔。

4 找礦潛力分析

4.1 區(qū)域成礦條件優(yōu)越

研究區(qū)位于金牛山金成礦帶西側(cè)，1∶5萬化探異常套合較好，綜合評價金礦成礦潛力較大，周圍分布有一大批金礦床，區(qū)內(nèi)已有礦化蝕變帶的發(fā)現(xiàn)，顯示了該地區(qū)較好的成礦地質(zhì)條件和找礦潛力。

(1)化探異常套合較好。1∶5萬地球化學異常圖中，以金牛山為中心的Au，Ag，As異常覆蓋研究區(qū)，3類異常套合良好，成礦地質(zhì)條件有利。

(2)綜合評價金礦成礦潛力較大。據(jù)山東省地質(zhì)調(diào)查院完成的山東省金礦資源潛力評價報告，研究區(qū)位于牟平-乳山地區(qū)金礦省級整裝勘查區(qū)，礦產(chǎn)資源潛力評價最小預測區(qū)(鄧格莊A級)、(唐家溝B級)、(西直格莊C級)的交界部位，金牛山金礦帶南延部位，臘子溝金礦西側(cè)，成礦地質(zhì)條件有利。

4.2 礦區(qū)成礦前景良好

南東莊礦區(qū)內(nèi)斷裂近10條(圖1)，部分斷裂已證實在區(qū)內(nèi)含礦或在區(qū)外延伸部位含礦。中生代燕山早期玲瓏序列花崗巖遍布全區(qū)(圖1)，玲瓏序列花崗巖為昆崳山巖體的一部分，牟乳金成礦帶內(nèi)成礦流體與昆崳山巖體在來源上具一致性和繼承性[4]，與金礦成礦有密不可分的關系。

礦區(qū)內(nèi)礦化蝕變強烈，發(fā)育強烈的硅化、黃鐵礦化、絹英巖化、鉀化等與金礦化密切相關的蝕變現(xiàn)象，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)礦化蝕變帶8條，2條礦化蝕變帶中已發(fā)現(xiàn)有一定規(guī)模的礦體，證實了成礦流體在該區(qū)的存在，指示了該區(qū)良好的找礦前景。

5 結論

(1)南東莊金礦礦體嚴格受NNE或NE向斷裂帶控制，礦體產(chǎn)狀與斷裂產(chǎn)狀基本一致，走向呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，具尖滅再現(xiàn)特點。中基性脈巖與金礦成礦關系密切。

(2)礦石類型主要為中硫含金石英脈型。金礦物主要為自然金，少量銀金礦及金銀礦，黃鐵礦為礦區(qū)內(nèi)主要載金礦物。圍巖蝕變主要有絹英巖化、硅化、黃鐵礦化、鉀化、綠簾石化、綠泥石化等,并具明顯蝕變組合分帶。礦床的成礦階段劃分為五期，其中石英-黃鐵礦階段和多金屬硫化物階段是主要的金成礦階段。

(3)南東莊金礦區(qū)域成礦條件優(yōu)越，區(qū)內(nèi)斷裂構造發(fā)育，與金礦有關的中生代燕山早期玲瓏序列花崗巖遍布全區(qū)，具有良好的找礦前景。

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