萊州紗嶺金礦I-2號礦脈賦存特征及富集規(guī)律

姚樹春

長春黃金設計院有限公司,長春 130012

0 引言

紗嶺金礦床位于焦家成礦帶的中段，探明礦區(qū)工業(yè)資源儲量310 t，低品位資源63 t，其中I-2號礦脈探明工業(yè)資源儲量近274 t，占礦區(qū)工業(yè)資源儲量的88.26%，低品位資源37 t，占礦區(qū)低品位資源儲量58.55%，I-2號礦脈總資源儲量310 t，占全區(qū)資源儲量(373t)的83.23%[注]山東省第六地質礦產勘查院. 山東省萊州市紗嶺礦區(qū)金礦勘探報告. 萊州： 山東省第六地質礦產勘查院， 2015.。

焦家成礦斷裂帶及其周邊大型巖金礦山有：新城金礦、焦家金礦、馬塘金礦及寺莊金礦等；探礦權有：紗嶺金礦勘查區(qū)、前陳—上楊家勘查區(qū)、南呂—欣木勘查區(qū)、東季—南呂勘查區(qū)及朱郭李家勘查區(qū)等。通過已生產礦山(如新城金礦、焦家金礦等)對整個焦家成礦帶淺、中部礦體賦存特征及富集規(guī)律雖然有了初步的了解和認識[1]，但位于焦家成礦帶中部的紗嶺金礦床，已揭露礦脈的賦存標高為-940～-2 020 m，首采富集地段為-940～-1 500 m，充分驗證了焦家成礦斷裂帶深部存在第二富集礦段(紗嶺金礦床首采富集地段為-940～-1 500 m)，甚至第三富集礦段的可能(-1 500 m以下)，表明該區(qū)域深部找礦潛力巨大[2]。而I-2號礦脈為紗嶺金礦的主要礦脈，因此，開展紗嶺金礦I-2號礦脈賦存地質特征及其富集規(guī)律研究，不僅對包括紗嶺金礦在內的焦家成礦帶中、深部礦脈成礦規(guī)律的研究具有承上啟下的作用，而且對該區(qū)域中深部，特別是深部找礦具有重要的借鑒及指導意義。

1 區(qū)域地質概況

紗嶺金礦位于焦家斷裂帶的中段西部，地表距焦家斷裂帶1.5～4.0 km。新城金礦位于礦區(qū)的北東部，焦家、馬塘金礦位于礦區(qū)東部，寺莊金礦位于礦區(qū)東南部。區(qū)域內出露地層有新生代古近紀五圖群朱壁店組、新生代第四紀地層臨沂組、沂河組、旭口組、山前組及第四紀松散堆積物。區(qū)域內巖漿巖發(fā)育，以中生代燕山早期晚侏羅世玲瓏序列巖體為主體，大面積展布；新太古代早期馬連莊序列巖體、棲霞序列巖體分布于焦家斷裂帶以西；中生代早白堊世燕山晚期郭家?guī)X序列巖體侵入玲瓏序列巖體內，其中玲瓏序列巖體及郭家?guī)X序列巖體與成礦關系密切。區(qū)內派生脈巖不甚發(fā)育。區(qū)域內構造以斷裂構造為主，按其展布方向的差異將其大致分為北東向和近南北向兩組。其中，北東向斷裂構造最為發(fā)育，為膠西北伸展拆離控礦構造的重要組成部分，也是區(qū)內最重要的金礦控礦構造。按其規(guī)模和與金礦關系，焦家斷裂帶(龍口—萊州斷裂帶之高家莊到寺莊段稱為焦家斷裂帶)主干斷裂為區(qū)內Ⅰ級控礦構造，焦家主干斷裂下盤支斷裂—望兒山斷裂和靈山溝—北截斷裂為區(qū)內Ⅱ級控礦構造，其余次級斷裂為區(qū)內Ⅲ級控礦構造；近南北向斷裂展布于焦家斷裂帶下盤的玲瓏巖體內，不甚發(fā)育，規(guī)模較小，多數被后期脈巖充填，少數形成礦化蝕變帶但不含礦(圖1)[3]。

2 礦床地質特征

2.1 礦體產狀

紗嶺金礦產于北東向焦家控礦構造，主斷裂中心發(fā)育有連續(xù)穩(wěn)定的主裂面，由里向外，按其破碎程度，將構造巖劃分為三個巖性帶，各巖性帶之間界線多呈漸變過渡關系，局部較清晰。在主裂面附近，下盤以及沿走向、傾向產狀變化部位或“人”字型構造交匯部位都是礦化有利地段。在礦體劃分中，按不同蝕變巖帶控制，分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號四個礦(化)體群。探礦權范圍共圈定80個金礦體(另有116個單工程控制的低品位礦化體，未估算資源量)，其中，最具工業(yè)意義的為I號礦體群的I-2號礦體，其資源儲量約占全區(qū)資源儲量的83.23%。

I-2號礦體分布于礦區(qū)南部，產出于黃鐵絹英巖化碎裂巖帶及黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖帶內，分布于240～352線之間，賦存標高-940～-2 020 m，礦體探礦權內最大走向長1 680 m，最大傾斜長2 180 m。礦體呈大脈狀，具分枝復合、膨脹夾縮、波狀起伏等特點，產狀與主裂面基本一致，傾向243°～291°、平均272°，傾角在2°～42°之間變化。平均傾角約為27°。礦體向北東側沿走向尖滅，向淺部延伸出礦區(qū)，向深部從240線至352線均未封閉，具有延深趨勢；向南部未封閉、延伸展布于前陳—上楊家勘查區(qū)內[4]。

礦體由108個鉆孔(探礦權范圍內104個，勘查區(qū)南部4個)控制，單工程真厚度1.20～122.92 m，平均8.24 m，變化系數96.08%，屬厚度較穩(wěn)定型礦體。

圈入礦體樣品1 935件，單樣金品位0.05×10-6～63.14×10-6，平均品位2.91×10-6，變化系數為132.25%,屬有用組分分布較均勻型礦體[5](圖2)。

圖1 招遠—萊州地區(qū)地質簡圖Fig.1 Schematic geological map of Zhaoyuan-Laizhou region

2.2 礦石、礦物特征

礦石礦物成分由金屬礦物、非金屬礦物組成，其中金屬礦物主要有自然金、銀金礦、黃鐵礦等；非金屬礦物主要有石英、絹云母、長石等。礦石礦物按共生組合及生成關系，可劃分為三個礦物共生組合。原生殘留礦物：斜長石、鉀長石、石英及絹云母等；蝕變礦物：絹云母、微粒石英、鉀長石、碳酸鹽、綠泥石及黃鐵礦等；熱液礦物：黃鐵礦、石英、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、絹云母及銀金礦等。

礦石結構以晶粒狀結構為主，其次有碎裂結構、填隙結構、包含結構、交代殘余結構、交代假象結構、文象結構和乳滴狀結構等；礦石構造以浸染狀、脈狀、細脈浸染狀以及斑點狀構造為主，其次為角礫狀及交錯脈狀構造。

礦石中有益組分以金為主，其次為伴生組分銀、硫，伴生的有害組分中砷的含量遠<0.2%。

金礦物絕大部分為自然金，極少量的為銀金礦。自然金成色為882.47，銀金礦成色為785.15，平均878.41。金礦物粒度以細粒金為主，微粒金及中粒金次之，粗粒金少量。礦床中粗粒粒級以上的金礦物占11.04%，細粒及微粒金以下的占88.96%。

金礦物形態(tài)以角粒狀為主，片狀、麥粒狀、長角粒狀次之，枝杈狀、渾圓粒狀、針狀少量。金礦物賦存狀態(tài)統(tǒng)計顯示，金的賦存以晶隙金為主，其次為包體金，裂隙金少量[6]。

主要載金礦物包括黃鐵礦和石英。

黃鐵礦：為礦石中最主要的金屬礦物，含量達1%～15%，最高達30%，是主要的載金礦物。多呈淺黃色，強金屬光澤。半自形晶粒狀、自形晶粒狀和不規(guī)則粒狀。稀疏或稠密浸染狀分布于脈石礦物中，或呈脈狀填充于裂隙中。金品位與黃鐵礦含量一般呈正相關關系。黃鐵礦粒度一般在0.01～2 mm之間，最大可達5 mm。

據顯微鏡下觀察，成礦期各成礦階段的黃鐵礦存在差異，金-石英-黃鐵礦階段的黃鐵礦多呈不規(guī)則粒狀，淺黃色，強金屬光澤，具裂紋但不發(fā)育，粒度較粗者常與石英呈脈狀集合體分布；金-石英-多金屬硫化物階段中的黃鐵礦以細粒自形晶為主，灰黃色，光澤暗，常與黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等呈細脈狀、網脈狀分布。

石英：是礦石中主要脈石礦物，貫穿于整個成礦過程的始終。

早期石英多為白色，顆粒粗大，壓碎裂紋發(fā)育，石英顆粒多受力作用發(fā)生塑性變形，定向拉長、局部?；?，波狀消光強烈，油脂光澤，石英顆粒多見凈邊現(xiàn)象，常與粗粒黃鐵礦構成脈狀或交代碎裂礦物顆粒。

成礦期石英多為灰白-灰色，呈半自形-自形柱狀、粒狀，不具波狀消光，玻璃光澤，常與多金屬硫化物構成細脈狀或網脈狀，沿裂隙充填。晚期石英呈自形柱粒狀，顆粒細小，呈細脈狀分布。

2.3 圍巖蝕變

礦區(qū)內沿斷裂構造帶圍巖蝕變作用發(fā)育，其規(guī)模、強度決定于斷裂構造的規(guī)模、性質及巖石碎裂程度，蝕變類型主要有鉀長石化、黃鐵絹英巖化和碳酸鹽化，此外還有綠泥石化、高嶺土化等。其中，黃鐵絹英巖化是區(qū)內的主要蝕變，與金礦有著密切關系，其次，硅化與金礦關系亦較密切?？傮w來說，礦床的蝕變作用經歷了一個簡單-復雜-簡單的交代過程，形成了以黃鐵絹英巖為中心的蝕變巖帶。

蝕變巖是在構造巖的基礎上，經后期構造變動及伴隨的熱液作用再次改造而成，呈帶狀分布。以主裂面(斷層泥或糜棱巖)為界，上盤依次為絹英巖化變輝長巖質碎裂巖帶或絹英巖化花崗質碎裂巖帶、絹英巖化變輝長巖帶或絹英巖化花崗巖帶(局部為黃鐵絹英巖化碎裂巖帶、斷續(xù)展布)；下盤依次為黃鐵絹英巖化碎裂巖帶、黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖帶、黃鐵絹英巖化花崗巖帶。

3 礦化類型及礦床成因

3.1 礦化特征

礦體賦存于構造蝕變巖帶中，淺部礦體的金屬硫化物多呈浸染狀、細脈網脈狀或細脈浸染狀產出，而深部多以細脈網脈狀，細脈浸染狀及細脈狀為主。主要載金礦物為黃鐵礦。金礦物的富集與蝕變強度有關，蝕變越強，礦化越好。其淺部多富集在黃鐵絹英巖化碎裂巖中，深部則多富集在黃鐵絹英巖化碎裂巖和黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖中。礦化裂隙中充填物以黃鐵礦石英脈為主，石英黃鐵礦細脈、黃鐵礦細脈次之。

紗嶺金礦I-2號礦脈成礦作用主要為熱液期，其次為氧化期。成礦期間，受熱液本身的演化和交代作用的影響，構造的不斷活動，構成了完整的構造熱液期。在構造熱液期內，成礦是多階段的，根據控礦構造和熱液脈體的相互關系及其與金的成礦關系，將熱液成礦期劃分為三個階段：金-石英-黃鐵礦階段、金-石英-多金屬硫化物階段及石英-碳酸鹽階段，其中，金-石英-多金屬硫化物階段為主要成礦階段，該階段構造活動持續(xù)時間長，礦液組分沉淀充分。

金-石英-黃鐵礦階段主要礦物共生組合為黃鐵礦、石英、鉀長石等，并含有少量絹云母、自然金，呈細脈狀、網脈狀和細脈浸染狀分布于破碎蝕變帶中。

構造的繼承性活動，使各種蝕變巖裂隙更加發(fā)育，早期形成的黃鐵礦石英破碎；由于大量SiO2沉淀及天水的加入，成礦熱液演變?yōu)橹行灾寥鯄A性，溫度、壓力及Eh值降低，金開始沉淀，然后黃鐵礦和石英沉淀，共同組成淺灰色含金石英黃鐵礦脈。

金-石英-多金屬硫化物階段礦物共生組合分為兩個世代，第一世代為黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、石英等，并含有少量閃鋅礦、銀金礦；第二世代主要共生礦物為方鉛礦、閃鋅礦、石英、絹云母等，并含少量黃銅礦、黃鐵礦、銀金礦類礦物，碲銀礦是該世代產物。

第二成礦階段末發(fā)生了一次復活性構造活動，活動后期，應力釋放，斷裂裂隙重新啟開，含礦熱液再度導入；先期成礦熱液在上升至地表時，溫度壓力進一步下降，pH、Eh值升高，溶液呈偏堿性還原狀態(tài)，金的絡合物穩(wěn)定性急劇下降，金開始大量沉淀；同時，礦液中Cu2+、Pb2+、Zn2+濃度增大，沉淀各種金屬硫化物，而硫化物的析出又促進了金的沉淀，并與石英形成金石英多金屬硫化物組合。

該階段為主要成礦階段，成礦熱液沿著啟開或新生斷裂裂隙上升，礦化作用主要發(fā)生于主裂面之下的黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖帶內和黃鐵絹英巖化碎裂巖帶內，其次發(fā)生于黃鐵絹英巖化花崗巖帶內。黃鐵絹英巖化碎裂巖帶內礦化作用方式以交代為主、充填為次；黃鐵絹英巖化花崗巖帶內則以充填方式為主。多金屬硫化物在黃鐵絹英巖化碎裂巖內主要呈細粒浸染狀分布，在黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖帶內主要以細脈浸染狀、細脈短脈狀分布，在黃鐵絹英巖化花崗巖帶內主要以脈狀分布[7]。

石英-碳酸鹽階段主要礦物共生組合為石英、碳酸鹽及少量黃鐵礦，呈細脈或網脈狀分布于破碎蝕變巖帶中，并穿切前期熱液脈體。

含礦熱液經上述一系列演化及天水不斷加入之后，pH 值降低，Eh值升高，溫度壓力進一步下降，熱液中的HCO3-、CO32-、Ca2+、SO2及游離CO2同時沉淀，形成石英碳酸鹽脈。

該礦化階段因構造活動微弱及熱液已大部分上升，蝕變礦化作用進入尾聲(表1)。

表1 成礦階段及礦物生成順序表

Table 1 Mineralization stages and mineralization sequence

3.2 礦化類型

I-2號礦脈是由細粒浸染狀、細脈狀-網脈狀-脈狀黃鐵絹英巖化碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖及黃鐵絹英巖化花崗巖等組成。其中，以浸染狀-細脈狀-脈狀黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖為主，其次為細粒浸染狀黃鐵絹英巖化碎裂巖及少量黃鐵絹英巖化花崗巖。

I-2號礦脈上盤近礦圍巖為絹英巖化花崗質(變輝長巖質)碎裂巖，一般呈淺灰綠色，蝕變略強、金屬硫化物含量極少，大部分與礦體以主裂面為界，界線清楚；下盤近礦圍巖為黃鐵絹英巖化碎裂巖和黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖，局部為黃鐵絹英巖化花崗巖，界線不清。表明 I-2號礦脈礦化類型為蝕變巖型金礦。

3.3 礦床成因

萊州市紗嶺金礦的形成，主要經歷了三個階段。

第一階段陸殼重熔-礦源巖的形成。膠東地區(qū)太古宙巖漿活動強烈，其組成的唐家莊巖群、膠東巖群、官地洼組合、馬連莊組合，和來自地殼深部的TTG巖系組成的棲霞片麻巖巖套，構成了膠東地區(qū)花崗-綠巖建造，該建造中金的豐度較高，成為膠東金礦原生礦源巖。中生代構造巖漿活動強烈，膠東陸殼發(fā)生大規(guī)模重熔，原生礦源層中的金成礦元素在淺部巖漿房中富集，巖漿冷凝結晶后形成富金花崗巖—玲瓏花崗巖、郭家家?guī)X花崗巖，成為膠東金礦直接礦源巖。

第二階段流體活化—金元素遷移、富集。長期、多次熱流體活動是金元素活化、遷移、富集成礦的重要因素。膠東地區(qū)三次大規(guī)模構造變動事件—新元古代造山作用、三疊紀碰撞構造、侏羅-白堊紀巖石圈減薄，造成了多次流體活動和多期金元素活化、遷移成礦作用。三次構造變動事件均伴隨著大規(guī)模巖漿活動，為成礦熱液多期活動的熱源。在多期構造巖漿活動過程中，變質基底中的金活化再分配，造成金的預富集。金最終富集成礦與中生代巖石圈減薄峰期引起的花崗巖漿活動和同期的幔源中基性巖漿活動有關，大規(guī)模巖漿活動造成流體異?；钴S，流體萃取礦源巖中的金元素，形成含金熱液。含金熱液由深部向地表遷移至較淺部位時，與大氣降水混合，形成了一個新的流體—成礦系統(tǒng)。

第三階段伸展拆離—礦體定位。中生代構造體制轉折、幔隆作用、巖石圈減薄，導致的大規(guī)模巖漿活動和廣泛的伸展拆離構造是引起金礦爆發(fā)式成礦的直接原因。伸展構造既為成礦流體運移提供了良好的通道，又為成礦流體富集、礦體定位提供了有利的空間。成礦流體進入伸展拆離構造中，以滲流方式運移，通過與構造巖發(fā)生交代作用形成以細脈浸染狀蝕變巖為主的礦體，即焦家式金礦。主成礦期年齡122～113 Ma[8]。

紗嶺金礦床的成礦，經歷了一個復雜而漫長的演化過程，其成礦物質主要來源于圍巖，熱液的水源主要是大氣降水和巖漿水。礦床成因類型屬混合巖化-重熔巖漿熱液型金礦床。

4 找礦標志及富集規(guī)律

4.1 找礦標志

區(qū)域性的北東向壓扭性斷裂及其派生的次級斷裂構造系統(tǒng)是礦床賦存的重要構造標志；侏羅紀玲瓏巖體和白堊紀郭家?guī)X巖體與之密切相關，并由此形成了東西成帶，北東成串(沿構造)的成礦規(guī)律；破碎蝕變巖帶中鉀化、硅化、黃鐵絹英巖化等蝕變以及石英、多金屬硫化物的發(fā)育也是礦床形成的重要標志[9]。

金礦的形成和分布受地層、巖漿巖和構造的綜合因素控制，而區(qū)內基本上受構造和巖漿巖的控制。通過對區(qū)內地質、地球物理、地球化學特征的研究，對金礦的找礦標志可概括為：

(1)北東向壓扭性斷裂帶的主干斷裂常沿巖體接觸帶展布，具明顯的壓扭特征，與構造的交匯部位是礦床定位的重要構造標志。主干斷裂與分支斷裂的交匯部位及斷裂構造的啟開和產狀變化部位也是重要的找礦標志。

(2)鉀化蝕變與黃鐵絹英巖化蝕變疊加的蝕變巖帶，是直接找礦標志；蝕變帶中石英多金屬硫化物共生組合是找礦的重要標志；黃鐵礦、石英是主要載金礦物，是礦床形成的重要標志[10]。

(3)低磁場的線狀串珠狀異常帶、高極化率和低電阻帶中的高電阻率異常的地球物理特點是指示礦床存在的間接標志。

(4)礦床的主要指示元素有Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi，這些元素的組合異常是直接找礦標志。

4.2 礦化富集規(guī)律

(1)區(qū)域構造控礦：紗嶺金礦床位于焦家成礦帶的中段，屬混合巖化-重熔巖漿熱液型金礦床，斷裂構造控制了礦體的產出，斷裂的生成可分為兩個階段：首先是韌性剪切帶的存在，之后是脆性斷裂、裂隙的迭加。成礦作用主要發(fā)生在脆性變型階段。

(2)巖性控礦：侏羅紀玲瓏巖體二長花崗巖與新太古代馬連莊組合的變輝長巖接觸帶的內帶是賦礦有利部位，其特點與焦家、馬塘、寺莊金礦床的控、賦礦規(guī)律相一致。紗嶺金礦床嚴格受接觸帶內帶的巖性控制。

(3)構造控礦有力部位：北北東-北東向構造與近東西向斷裂的復合部位是礦床形成的有利空間，控制構造沿走向及傾向產狀變化及蝕變巖膨大復合地段是礦體賦存的有利部位。

(4)礦體側伏規(guī)律：斷裂活動與蝕變礦化相一致，主要活動階段有四個：早期石英黃鐵礦階段，金礦化微弱，局部形成工業(yè)礦體；晚期的石英碳酸鹽階段基本無金礦化；只有期間的第二、三階段為石英黃鐵礦及多金屬硫化物礦化階段，金礦化最強。礦床內金礦化的強弱依附于主要礦化階段的發(fā)育及迭加程度，即當含有細粒黃鐵礦細脈和多金屬硫化物石英細脈或其相互迭加時往往形成厚而富的工業(yè)礦體，在空間分布上，服從于礦體南西側伏規(guī)律[11]。

(5)元素異常組合規(guī)律：礦床地球化學特征表明，礦床的主要指示元素為Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi，這些元素的異常組合是指示礦存在的重要地球化學標志，礦體地球化學元素的垂直分帶規(guī)律，對判定礦體剝蝕深度和礦體預測具有重要指導意義。

5 結論

(1)紗嶺金礦I-2號礦脈產于侏羅紀玲瓏巖體二長花崗巖與新太古代馬連莊組合的變輝長巖接觸帶的內帶，受北北東-北東向構造控制，控制構造沿走向及傾向產狀變化及蝕變巖膨大復合地段是礦體賦存的有利部位，為混合巖化-熔巖漿熱液型金礦。

(2)紗嶺金礦I-2號礦脈礦化富集主要在斷裂活動與蝕變礦化的第二、三階段(石英黃鐵礦及多金屬硫化物礦化階段)。礦床內金礦化的強弱依附于主要礦化階段的發(fā)育及迭加程度，即當含有細粒黃鐵礦細脈和多金屬硫化物石英細脈或其相互迭加時往往形成厚而富的工業(yè)礦體，在空間分布上，服從于礦體南西側伏規(guī)律。

(3)紗嶺金礦I-2號礦脈賦存特征及礦化富集規(guī)律的研究表明焦家成礦斷裂帶中、深部存在第二礦化富集段。