膠東西嶺金礦床地質(zhì)特征與金的賦存狀態(tài)

孫之夫，馮 濤，胡躍亮，柏 瑞，張子衿，馬盛鈞，賈 飛，王俊潔，曾慶棟，俞 炳，范宏瑞，吳金檢

(1.山東黃金地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有限公司，山東萊州 261400；2.中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，礦產(chǎn)資源研究重點實驗室，北京 100029；3.中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，巖石圈演化國家重點實驗室，北京 100029;4.中國科學(xué)院地球科學(xué)研究院，北京 100029；5.中國科學(xué)院大學(xué)地球與行星科學(xué)學(xué)院，北京 100049)

0 引言

西嶺金礦床(破碎蝕變巖型)是山東黃金近來新發(fā)現(xiàn)的一超大型金礦床，探明的金資源量高達475 噸，平均品位4.56 g/t①，其位于著名三山島金礦床(超大型)的東側(cè)，屬于三山島金礦床向深部NE向延伸的礦體(劉祥朋等，2017a)。前人對三山島金礦床的地質(zhì)特征、成礦流體性質(zhì)及來源、金成礦時代、礦床成因和成礦模式等進行了大量的研究(Fan et al.,2003；姜曉輝等，2011；Hu et al.,2013；Li et al.,2013；Wen et al.,2016；Xu et al.,2016；林祖葦?shù)龋?019；Peng et al.,2021)，取得了三山島金礦床成礦時代為早白堊世，成礦流體屬于中溫、中低鹽度的H2O-NaCl-CO2± CH4熱液體系，形成于與華北克拉通破壞有關(guān)的構(gòu)造背景等諸多一致的認識(Fan et al.,2003；姜曉輝等，2011；Hu et al.,2013)。經(jīng)過多年的大規(guī)模開采，目前三山島金礦床的保有金資源儲量不斷減少，亟需進行深部及外圍找礦的突破。受益于山東黃金在該金成礦有利區(qū)段進行了大力度的投資和勘查工作，最終在三山島金礦床的東側(cè)深部成功探獲了又一個超大型的西嶺金礦床。然而，目前對于西嶺金礦床的研究工作仍然十分薄弱，尤其是缺乏對西嶺金礦床金的賦存狀態(tài)的系統(tǒng)研究，這一不足極大制約了對西嶺金礦床的深入認識，直接影響了西嶺金礦床金的選冶技術(shù)和礦床開發(fā)，嚴重滯后了對膠東金礦集區(qū)開展金礦深部找礦工作的進度。本文在系統(tǒng)闡述西嶺金礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，通過光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和電子探針等手段，深入研究了西嶺金礦床金的賦存狀態(tài)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

膠東金礦集區(qū)位于華北克拉通東南緣(圖1)，與遼東金礦集區(qū)隔渤海相望，西以郯廬斷裂帶為界，東南與蘇魯超高壓變質(zhì)帶相連，由前寒武紀變質(zhì)基底和超高壓變質(zhì)帶組成。中生代構(gòu)造-巖漿活動在這一礦集區(qū)強烈發(fā)育，早白堊世(～120 Ma)巖漿熱液型金礦在這一礦集區(qū)集中產(chǎn)出，是我國目前規(guī)模最大的金礦集區(qū)(>5000噸，Deng et al.，2020；李衣鑫等，2020)。膠東金礦集區(qū)自西向東依次可劃分為招遠-萊州、蓬萊-棲霞和牟平-乳山三大金成礦帶(陳光遠等，1989)。

圖1 膠東金礦集區(qū)地質(zhì)及三大金成礦帶分布圖(據(jù)Fan et al.，2003修改)Fig.1 Geological sketch map of the Jiaodong gold-concentration district showing the distribution of three major gold metallogenic belts(modified from Fan et al.，2003)1-第四系；2-蘇魯超高壓變質(zhì)巖；3-元古代變質(zhì)巖；4-太古代變質(zhì)巖；5-早白堊世火山巖；6-早白堊世花崗巖；7-早白堊世花崗閃長 巖；8-晚侏羅世花崗巖類；9-晚三疊世花崗巖類；10-主要斷裂；11-蝕變巖型金礦；12-石英脈型金礦1-Quaternary;2-Sulu UHP metamorphic rock;3-Proterozoic metamorphic rock;4-Archean metamorphic rock;5-Early Cretaceous volcanic rock;6-Early Cretaceous granite;7-Early Cretaceous granodiorite;8-Late Jurassic granitoid;9-Late Triassic granitoid;10-major fault;11-altered-rock type Au deposit;12-quartz-vein type Au deposit

區(qū)內(nèi)出露的地層主要為新太古界膠東群，以斜長角閃巖、斜長片麻巖和黑云變粒巖為主，屬角閃巖相-麻粒巖相變質(zhì)巖，其原巖為一套超基性、基性到中酸性火山巖和碎屑沉積巖(楊敏之和呂古賢，1996)。此外，局部可見古元古界荊山群和粉子山群角度不整合于新太古界膠東群之上，屬角閃巖相變質(zhì)巖，其原巖為一套富鎂碳酸鹽巖建造和超基性、基性到中酸性火山巖(陳光遠等，1993)。新元古界蓬萊群以變質(zhì)石英砂巖夾變質(zhì)粉砂巖為主(初航等，2011)。

區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動強烈，中生代侵入巖大面積發(fā)育，主要包括玲瓏巖體、郭家?guī)X巖體和艾山巖體等。玲瓏巖體巖性以黑云母花崗巖為主，呈NE向侵位于前寒武紀變質(zhì)基底中，帶狀分布于焦家斷裂和招平斷裂帶之間，鋯石U-Pb年齡為165～150 Ma(苗來成等，1998;Wang et al.,1998；Ma et al.，2013)。郭家?guī)X巖體巖性以花崗閃長巖為主，呈近EW向侵位于玲瓏巖體和膠東群中，鋯石U-Pb年齡為130～125 Ma(Wang et al.,1998；陳廣俊等，2014)。艾山巖體巖性以二長花崗巖和正長花崗巖為主，呈近NE向侵位于郭家?guī)X巖體中，鋯石U-Pb年齡為118～113 Ma(Goss et al.,2010)。此外，區(qū)內(nèi)還發(fā)育大量偉晶巖、閃長巖、閃長玢巖、煌斑巖、輝綠巖等脈巖。其中，玲瓏巖體和郭家?guī)X巖體是膠東金礦集區(qū)內(nèi)主要的容礦地質(zhì)體，眾多早白堊世金礦床賦存在該兩者巖體中(楊立強等，2014；范宏瑞等，2016;Deng et al.，2020)。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造格架主要包括EW、NE-NNE和NW向構(gòu)造系統(tǒng)。其中，金成礦作用主要受控于NE-NNE 向斷裂構(gòu)造體系。EW向構(gòu)造為古老基底褶皺和其伴生的斷裂構(gòu)造體系，兩者共同組合而成東西向褶斷帶，其在中新生代構(gòu)造活動異常強烈，伴隨有大規(guī)模巖漿侵入和火山活動的特點(鄧軍等，2010；Deng et al.,2019)。NE-NNE向斷裂帶是郯廬斷裂的次級斷裂系統(tǒng)(Goldfarb et al.,2001)，以～35 km近等間距平行分布于膠東金礦集區(qū)，自西向東發(fā)育有三山島斷裂、焦家斷裂、招平斷裂、棲霞斷裂和牟乳斷裂及其次級斷裂，區(qū)內(nèi)眾多金礦床的定位產(chǎn)出嚴格受控于這些NE-NNE向斷裂(楊立強等，2014；范宏瑞等，2016;Deng et al.，2020)。NW向斷裂規(guī)模較小，一般切穿早期NE向斷裂，形成于主成礦期金成礦作用之后的擠壓事件(鄧軍等，1996，2010)，對金礦起破壞作用。

2 礦床地質(zhì)特征

西嶺金礦床位于膠東半島西北部，萊州市區(qū)以北約25 km，經(jīng)緯度坐標為東經(jīng)119°57′03″-119°59′42″，北緯37°23′46″-37°25′00″。

2.1 地層

區(qū)內(nèi)出露地層較為簡單，以第四系覆蓋為主，另有古元古界荊山群祿格莊組呈殘留體零星出露(圖2)。祿格莊組巖性為黑云片巖、大理巖和變粒巖等變質(zhì)巖，屬高角閃巖相變質(zhì)，厚度為數(shù)十米至百余米，其原巖為富鋁的碎屑巖(劉祥朋等，2017a)。

圖2 西嶺金礦床地質(zhì)簡圖(據(jù)劉祥朋等，2017b)Fig.2 Geological sketch map of the Xiling gold deposit (modified from Liu et al.2017b)1-第四系；2-元古代變質(zhì)巖；3-太古代變質(zhì)巖；4-早白堊世郭家?guī)X花崗閃長巖；5-晚侏羅世玲瓏二長花崗巖；6-金礦體；7-斷裂；8-海水1-Quaternary;2-Proterozoic metamorphic rock;3-Archean metamorphic rock;4-Early Cretaceous Guojialing granodiorite;5-Late Jurassic Linglong monzonitic granite;6-gold orebody;7-fault;8-seawater

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，規(guī)模最大的為NE向F1斷裂(三山島斷裂)，次為NWW向F2、F3和F4斷裂(圖2)。西嶺金礦床位于F1斷裂的北東段，F(xiàn)1斷裂疊加在中生代花崗巖和新太古界膠東群變質(zhì)基底的接觸帶上，地表出露長達12 km，寬為20～400 m，具舒緩波狀特征，總體走向35°左右，傾向南東，傾角在不同標高表現(xiàn)出明顯的變化。在-600 m標高以上傾角相對較緩，為～42°；在-600～-1000 m標高區(qū)段傾角逐漸變陡，最陡達80°；在-1000 m標高以下傾角穩(wěn)定集中在30°～50°。F1斷裂是區(qū)內(nèi)主要的控礦和容礦斷裂(劉詩鵬等，2019；杜利明等，2021)，具有多期次活動的特點，該斷裂受控于區(qū)域右行剪切應(yīng)力場，在成礦期的右行張扭運動所造成的引張啟開部位是有利的賦礦部位，賦存了金礦床(Ⅰ號蝕變帶)。F2 斷裂，走向290°，傾向NE，局部反傾，傾角80°～90°，位于新立金礦北部，目前主要由5個鉆孔工程控制。鉆孔工程控制延深達270 m，推測長度～300 m。F2斷裂與區(qū)內(nèi)F3斷裂特征基本一致(趙海軍等，2009)，向北西延伸入萊州灣。F3斷裂，走向290°～300°，延深大于600 m，向北西延伸入萊州灣，傾向NE，傾角大于80°。該斷裂至少存在兩期活動(劉詩鵬等，2019)，早期具張性特征，大量基性脈巖充填侵入；晚期發(fā)生左行平移，使早期侵入的煌斑巖等脈巖破碎，并將其左行水平錯開，可見煌斑巖中含有黃鐵絹英巖的捕虜體或角礫等構(gòu)造特點，屬于成礦后活動較強的斷裂，對區(qū)內(nèi)礦體起破壞作用。F4斷裂，走向295°，傾向NE，局部反傾，傾角84°～88°，該斷裂由1∶5000高精度磁測結(jié)果推斷和水文鉆孔揭露共同控制(劉詩鵬等，2019)。F4斷裂寬0.2～5.0 m，推測長度大于400 m，向北西延伸入萊州灣。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要由鉆孔工程揭露，地表鮮有出露。鉆孔工程揭露的巖漿巖主要有新太古代中細粒變輝長巖和中生代晚侏羅世黑云母二長花崗巖及早白堊世似斑狀花崗閃長巖。新太古代中細粒變輝長巖主要分布在礦區(qū)西南側(cè)、三山島斷裂帶上盤，呈巖基狀大面積侵入。巖石呈灰綠-深綠色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，普遍發(fā)育片麻狀、條紋-條帶狀構(gòu)造。晚侏羅世黑云母二長花崗巖主要分布在三山島斷裂兩側(cè)。巖石呈淺肉紅色，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。早白堊世似斑狀花崗閃長巖主要分布在三山島斷裂帶的下盤。巖石為淺肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。區(qū)內(nèi)脈巖眾多，均為成礦后的脈巖，主要有煌斑巖和輝綠玢巖，個別鉆孔可見少量閃長玢巖?；桶邘r多沿NE向斷裂在蝕變帶中呈脈狀產(chǎn)出，長度40～340 m，厚度多為1～10 m，少數(shù)大于10 m。輝綠玢巖主要沿NWW向張扭性斷裂充填。石英閃長玢巖分布于中粒黑云二長花崗巖中，切割斷裂蝕變帶。

2.4 礦體特征

西嶺金礦床為典型的破碎蝕變巖型金礦床(圖3、圖4、圖5a～b)，在西嶺金礦探礦權(quán)范圍內(nèi)共核實210個礦體①，其中Ⅰ-1和Ⅰ-2為主礦體(圖4)，次要礦體為Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3，其它均為零散礦體。工程控制走向最大長度為2357 m，傾向最大斜深為1510 m，礦體規(guī)模大，呈層狀產(chǎn)出，礦體以脈狀和大脈狀為主。主礦體Ⅰ-1和Ⅰ-2地質(zhì)特征描述如下，部分礦體的主要地質(zhì)特征詳見表1。

表1 西嶺金礦床部分礦體地質(zhì)特征表Table 1 Geological characteristics of some representative orebodies in the Xiling gold deposit

圖3 西嶺金礦床I號(I-1和I-2)金礦體縱投影圖Fig.3 Longitudinal projection of No.I (I-1 and I-2) gold orebodies in the Xiling gold deposit

圖4 西嶺金礦床主要金礦體聯(lián)合剖面圖Fig.4 Joint cross sections of the main gold orebodies in the Xiling gold deposit1-金礦體及編號；2-勘探線1-gold orebody and number;2-exploration line

Ⅰ-1礦體發(fā)育在F1斷裂(三山島斷裂)主裂面以下，距主裂面0～27 m范圍內(nèi)，賦存于黃鐵絹英巖化碎裂蝕變巖帶內(nèi)。礦體整體呈似層狀產(chǎn)出，局部具膨脹夾縮、分支復(fù)合和尖滅再現(xiàn)的現(xiàn)象。礦體無明顯的斷層錯動或脈巖穿插，后期構(gòu)造活動對Ⅰ-1礦體影響小。Ⅰ-1礦體為主要礦體之一，金礦石量占西嶺金礦床總量32.03%。礦體由84個鉆孔工程控制，賦存標高為-722～-2201 m，走向最大長度2357 m，傾向最大斜深1245 m。礦體產(chǎn)狀與主裂面基本一致，呈舒緩波狀，總體走向22°左右，傾向SE，傾角20°～59°。礦體厚度為0.59～52.44 m，平均厚度為8.85 m，平均品位為4.22×10-6。

Ⅰ-2礦體發(fā)育在Ⅰ-1礦體下盤，距Ⅰ-1礦體底板4～88 m范圍內(nèi)，賦存于黃鐵絹英巖化碎裂蝕變巖帶內(nèi)。礦體整體呈似層狀產(chǎn)出，局部具膨脹夾縮、分支復(fù)合和尖滅再現(xiàn)的現(xiàn)象。礦體無明顯的斷層錯動或脈巖穿插，后期構(gòu)造活動對礦體影響小。Ⅰ-2礦體是主要礦體之一，金礦石量占西嶺金礦總量37.72%。礦體由88個鉆孔工程控制，賦存標高為-910～-2213 m，走向長度1943 m，傾向最大斜深1510 m。礦體產(chǎn)狀與主裂面基本一致，呈舒緩波狀，總體走向19°左右，傾向SE，傾角24°～69°。礦體厚度為0.59～59.52 m，平均厚度為10.20 m，平均品位為3.89×10-6。

2.5 圍巖蝕變

圍巖蝕變作用在西嶺金礦強烈發(fā)育，鉀化、絹英巖化、硅化、絹云母化、綠泥石化和碳酸鹽化等均是西嶺金礦主要的蝕變類型(圖5c～d)。鉀化是成礦早期的熱液蝕變，主要分布在整個破碎蝕變帶內(nèi)，但受到后期的絹英巖化等熱液蝕變的改造，僅在絹英巖化較弱的破碎帶邊部清晰可見。鉀化是高溫熱液鉀質(zhì)交代作用，斜長石經(jīng)鉀質(zhì)交代作用形成鉀長石，以蝕變帶下盤的中粒黑云二長花崗巖具明顯的鉀化為特征。絹英巖化是西嶺金礦廣泛發(fā)育的主要的蝕變作用，主要分布在蝕變帶的中心，它構(gòu)成蝕變巖帶的基本骨架。在熱液作用下，黑云母蝕變成絹云母，斜長石和鉀長石先后被細粒石英和絹云母所取代形成蝕變產(chǎn)物以絹云母和石英為主的礦物組合。硅化、絹云母化和綠泥石化往往疊加分布，是區(qū)內(nèi)重要的熱液蝕變類型，與金成礦有著密切的時空聯(lián)系。碳酸鹽化是破碎蝕變帶內(nèi)普遍存在的一種熱液蝕變作用，標志金銀礦化的尾聲，同時也標志各期次熱液活動的結(jié)束。碳酸鹽化形成各類碳酸鹽礦物(方解石、鐵白云石、菱鐵礦)，伴有少量石英出現(xiàn)，常呈細脈狀或網(wǎng)脈狀穿插于巖石之中。

圖5 西嶺金礦床礦石、圍巖蝕變和不同成礦階段特征Fig.5 Characteristics of ores,wall rock alterations,and different ore-forming stages in the Xiling gold deposita～b-破碎蝕變巖型礦石；c-郭家?guī)X巖體鉀化蝕變；d-玲瓏巖體硅化蝕變；e-石英-黃鐵礦-絹英巖(I)階段；f-石英-黃鐵礦(II)階段；g-灰石英-多金屬硫化物(III)階段；h-石英-碳酸鹽(IV)階段a～b-fractured altered rock type ore;c-potassic alteration of the Guojialing pluton;d-silicification of Linglong pluton;e-quartz-pyrite-sericitolite stage(stage I);f-quartz-pyrite stage(stage II);g-grey quartz-polymetallic sulfide stage(stage III);h-quartz-carbonate stage(stage IV)

2.6 礦石組構(gòu)

黃鐵礦在西嶺金礦大量產(chǎn)出。此外，方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、毒砂、磁黃鐵礦和磁鐵礦等金屬礦物在西嶺金礦也較為發(fā)育(圖6)。石英是西嶺金礦最主要的脈石礦物，絹云母和綠泥石普遍發(fā)育，此外，還含少量的方解石、白云石和螢石。

圖6 西嶺金礦床礦物組合特征Fig.6 Characteristics of mineral assemblages from the Xiling gold deposita-粗粒自形黃鐵礦；b-黃鐵礦和方鉛礦共生；c-黃銅礦和閃鋅礦呈固溶體分離結(jié)構(gòu)；d-金以包體金的形式賦存在黃銅礦中；e～l-大量 金顆粒賦存在黃鐵礦中；Au-自然金;Ccp-黃銅礦;Gn-方鉛礦;Py-黃鐵礦;Qtz-石英;Sp-閃鋅礦a-coarse-grained euhedral pyrite;b-pyrite is intergrown with galena;c-exsolution texture of chalcopyrite-sphalerite solid solution;d-gold inclusion in chalcopyrite;e～l-many gold grains in pyrite;Au-native gold;Ccp-chalcopyrite;Gn-galena;Py-pyrite;Qtz-quartz;Sp-sphalerite

粒狀變晶結(jié)構(gòu)在西嶺金礦最為普遍發(fā)育，主要由石英、長石和方解石等粒狀礦物緊密排列而成。碎裂結(jié)構(gòu)也較為常見，黃鐵礦呈壓碎粒狀分布于細粒石英與絹云母之間。交代結(jié)構(gòu)常見早期金屬硫化物礦物被晚期金屬硫化物礦物交代或晚期金屬硫化物礦物穿插交代早期礦物，如毒砂交代黃鐵礦，石英被黃銅礦穿插交代。固溶體分離結(jié)構(gòu)常見閃鋅礦中分布有出溶作用形成的黃銅礦，構(gòu)成乳滴狀結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造為主，具體表現(xiàn)為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦等金屬硫化物，呈致密或稀疏的不均勻星散狀分布在于以長石和石英為主的脈石礦物中。網(wǎng)脈狀和細脈狀構(gòu)造在西嶺金礦也較為常見，其中網(wǎng)脈狀構(gòu)造常見黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦等多金屬硫化物呈細脈狀沿著黃鐵絹英巖的網(wǎng)狀裂隙充填灌入；細脈狀構(gòu)造常見多金屬硫化物呈細脈狀分布于黃鐵絹英巖、石英脈和蝕變圍巖中。此外，礦石被破碎成角礫，被石英或各種金屬硫化物所膠結(jié)，該角礫狀構(gòu)造也是西嶺金礦重要的礦石類型。

2.7 成礦階段

西嶺金礦床不同成礦階段的礦物組合差異性明顯，常見晚期礦脈切穿早期礦脈。根據(jù)上述特征，可將西嶺金礦劃分為4個成礦階段(圖5e～h)。I石英-黃鐵礦-絹英巖階段，為成礦作用的早期，含金較少，主要以石英和絹云母為主，以及含少量黃鐵礦，黃鐵礦以不規(guī)則粒狀或粗粒自形晶分布于熱液交代作用而成的絹英巖/黃鐵絹英巖中。II石英-黃鐵礦階段，為成礦作用的中期，形成較多的黃鐵礦和毒砂，明顯富含金，這個階段形成的黃鐵礦以細粒它形為特征，交代或充填早期(I階段)粗粒自形黃鐵礦，金礦物主要以包體金形式賦存在石英和黃鐵礦中，少量賦存在黃鐵礦和毒砂的晶隙/裂隙中。III灰石英-多金屬硫化物階段，為成礦作用的中晚期，明顯富含金，黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、砷黝銅礦和銀黝銅礦等多金屬硫化物在這個階段廣泛發(fā)育，多為細粒常呈細脈狀和浸染狀分布，礦物間充填交代作用強烈，金礦物主要以裂隙金和晶隙金形式賦存在黃鐵礦、方鉛礦和石英的裂隙/晶隙中。Ⅳ石英-碳酸鹽階段，是成礦作用的晚期，含金極少，石英、方解石、菱鐵礦和少量螢石多呈細脈狀穿插于礦石之中，無明顯金礦化。

2.8 礦床成因

前人對膠東西北部金礦床的C-H-O-S-Pb-He-Ar-Sr等多元同位素綜合研究表明,該地區(qū)金礦床成礦流體為殼-?；旌蟻碓?，幔源流體對于金成礦起了重要作用(Mao et al.,2008；Zhang et al.,2008；Deng et al.,2015；Wen et al.,2016)；成礦物質(zhì)可能來源于兩部分，主要由幔源流體從地幔中攜帶上來大量的成礦物質(zhì)，改造活化的前寒武變質(zhì)基底可能也提供了部分成礦物質(zhì)(Zhai and Santosh,2013;Feng et al.,2021)。前人將三山島斷裂上盤的三山島金礦成礦年齡限定為～120 Ma(Zhang et al.,2003;Hu et al.,2013)，而西嶺金礦床位于三山島金礦床的東側(cè)深部，這表明西嶺金礦床成礦時代可能也為～120 Ma。這一成礦時代對應(yīng)于古太平洋板塊向歐亞大陸板塊俯沖-滯留-后撤的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)折背景下(Zhu et al.,2015)，表明其形成于華北克拉通破壞機制下伸展構(gòu)造背景，而非典型造山型金礦的碰撞造山構(gòu)造背景。因此，西嶺金礦床礦床成因應(yīng)當歸類于中溫巖漿熱液充填-交代作用而形成的蝕變巖型金礦床。

3 樣品采集及測試方法

3.1 光薄片鑒定及掃描電鏡觀察

對西嶺金礦16個深鉆孔開展了細致觀察，選取有代表性的樣品制成42件探針片和19件薄片，進行詳細的光學(xué)顯微鏡下觀察和背散射掃描電鏡觀察，對金礦物和其他金屬礦物進行照片采集和統(tǒng)計分析工作。相關(guān)研究工作均在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所礦產(chǎn)資源研究院重點實驗室進行，光學(xué)顯微鏡下觀察和背散射掃描電鏡觀察分別使用德國ZEISS AXIO Scope.A HAL 100型顯微鏡和荷蘭Phenom XL型掃描電鏡觀察完成。

3.2 電子探針分析

在發(fā)現(xiàn)的366粒金礦物中，隨機選擇20粒具有代表性的金礦物進行電子探針微區(qū)定量分析。測試工作在華北有色地質(zhì)勘查局燕郊中心實驗室電子探針分析實驗室(JXA-8230)完成。測試工作采用儀器電壓20 kV、電流1×10-8A、束斑大小1 μm、環(huán)境溫度20℃～25℃、濕度45%～55%。檢測依據(jù)為GB/T15074-2008標準，采用ZAF法校正，檢測元素包含Au、Ag、Cu、Cr、Fe、Ni、Te和S。測試結(jié)果詳見表2。

表2 西嶺金礦床金礦物化學(xué)成分表Table 2 Chemical compositions of gold minerals in the Xiling gold deposit

4 金的賦存狀態(tài)討論

4.1 金礦物賦存狀態(tài)

利用光學(xué)顯微鏡和背散射掃描電鏡對采自西嶺金礦的探針片進行了詳細的觀察，共發(fā)現(xiàn)有366粒金礦物，金礦物主要有晶隙金、裂隙金和包體金三種賦存狀態(tài)(圖6d～l，表3)。晶隙金表現(xiàn)為金礦物沿著一種或多種伴生礦物(如黃鐵礦、石英、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦)顆粒充填。裂隙金表現(xiàn)為金礦物常常以線狀充填在黃鐵礦裂隙中。包體金表現(xiàn)為金礦物常常以粒狀被包裹于黃鐵礦和石英中。其中，晶隙金占72.95%、包體金占17.49%、裂隙金占9.56%。金的主要載體礦物為黃鐵礦，次為石英、黃銅礦和方鉛礦等。晶隙金主要位于黃鐵礦內(nèi)，占總量的57.38%，次為黃鐵礦與石英等脈石礦物之間。

表3 西嶺金礦床金礦物賦存狀態(tài)統(tǒng)計表Table 3 Statistics of occurrences of gold in the Xiling gold deposit

4.2 金礦物粒度及形態(tài)

統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)的366粒金礦物，粗粒金(>0.074 mm)占2.18%，中粒金(0.074～0.037 mm)占8.20%，細粒金(0.037～0.010 mm)占55.19%，微粒金(0.010～0.0001 mm)占34.43%。在西嶺金礦中，礦石中金礦物粒度以細粒-微粒(0.037～0.0001 mm)為主，占89.62%(表4)。由于金礦物的粒度大小是準確確定選礦方法和磨礦細度的主要依據(jù)(朱炳玉等，2010；楊隆勃等，2013)，為最大提高西嶺金礦床選冶效益，結(jié)合金礦物粒度統(tǒng)計(表4)和磨礦細度試驗結(jié)果①，磨礦細度達到細粒金(～0.010 mm)，就可以經(jīng)濟且高效選出絕大多數(shù)的金礦物。西嶺金礦石屬低硫易選礦石，可采用浮選-氰化工藝選礦，并注意回收有益組分Ag，能獲較好的指標。具體選礦方案可采用快速浮選、兩次粗選、兩次掃選、兩次精選順序返回工藝流程。此外，金礦物粒度的分布與賦存狀態(tài)往往有一定的關(guān)系(表5)：粗粒主要為裂隙金和晶隙金；中粒主要為晶隙金；細粒主要為晶隙金，次為包體金；微粒主要為晶隙金，次為包體金。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)的366粒金礦物，各金礦物形態(tài)各異，金礦物形態(tài)以各種粒狀為主(表6)，占74.0%，其次為葉片狀(18.9%)，以及少量的線狀、鉤狀、枝杈狀和啞鈴狀，占7.1%。

表5 西嶺金礦床金礦物粒級與賦存狀態(tài)關(guān)系統(tǒng)計表Table 5 Statistics of relationship between grain sizes of gold mineral and their occurrences in the Xiling gold deposit

表6 西嶺金礦床金礦物形態(tài)統(tǒng)計表Table 6 Statistics of gold mineral forms in the Xiling gold deposit

4.3 金礦物化學(xué)成分

通過對20粒具有代表性的金礦物的電子探針測試分析結(jié)果表明金礦物主要以Au和Ag為主，尚含微量的Cu、Cr、Fe、Ni、Te、S等元素。金礦物Au含量為68.48%～83.11%，Ag含量為15.99%～29.52%。礦石中金礦物主要為銀金礦(金50%～80%，銀20%～50%)，含少量自然金(金l00%～80%，銀0%～20%)。自然金為金黃色-亮金黃色；銀金礦為淡乳黃色，磨光性差。金礦物最高成色為831，最低成色為685。金粒的金成色在500～800之間的占95%，平均成色為739。依據(jù)金礦物成色與其成礦溫度和深度呈明顯正相關(guān)關(guān)系(張振儒和楊思學(xué)，1986；Liu and Beaudoin,2021)，西嶺金礦金成色研究表明其對應(yīng)于中溫巖漿熱液型金礦床。

5 結(jié)論

(1)光學(xué)顯微鏡和背散射掃描電鏡研究表明西嶺金礦床有晶隙金、裂隙金和包體金三種賦存狀態(tài)，主要以晶隙金的形式賦存在黃鐵礦內(nèi)。載金礦物主要為黃鐵礦，次為黃銅礦、方鉛礦和石英。

(2)西嶺金礦床金礦物粒度較細，以微細粒金(0.037～0.0001 mm)為主，金礦物形態(tài)以各種粒狀為主。金礦物成分主要以Au和Ag為主，含微量元素。金成色為685～831，以銀金礦為主，含少量自然金。西嶺金礦金成色研究表明其對應(yīng)于中溫巖漿熱液型金礦床。

(3)西嶺金礦床成因類型為中溫巖漿熱液充填-交代蝕變巖型金礦床，形成于早白堊世華北克拉通破壞機制下伸展構(gòu)造背景。

致謝：感謝山東黃金地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有限公司地質(zhì)工作人員對本文成稿提供的幫助和支持，感謝審稿人對本文提出的寶貴修改意見。

[注 釋]

①山東黃金地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有限公司.2020.山東省萊州市三山島礦區(qū)西嶺金礦資源量核實報告(初稿)[R].

[附中文參考文獻]

陳光遠,孫岱生,周繤若,邵偉,宮潤譚,邵岳.1993.膠東郭家?guī)X花崗閃長巖成因礦物學(xué)與金礦化[M].北京:中國地質(zhì)大學(xué)出版社:1-230.

陳光遠,邵偉,孫岱生.1989.膠東金礦成因礦物學(xué)與找礦[M].重慶:重慶出版社:125-234.

陳廣俊,孫豐月,李玉春,劉凱.2014.膠東郭家?guī)X花崗閃長巖U-Pb年代學(xué)、地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義[J].世界地質(zhì),33(1):39-47.

初航,陸松年,王惠初,相振群,劉歡.2011.山東長島地區(qū)蓬萊群輔子夼組碎屑鋯石年齡譜研究[J].巖石學(xué)報,27(4):1017-1028.

鄧軍,陳玉民,劉欽,楊立強.2010.膠東三山島斷裂帶金成礦系統(tǒng)與資源勘查[M].北京:地質(zhì)出版社:1-371.

鄧軍,徐守禮,方云,周顯強,萬麗.1996.膠東西北部構(gòu)造體系及金成礦動力學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社:1-98.

杜利明,胡創(chuàng)業(yè),付世興,梅貞華,王璐,陳琦,馮娜.2021.膠東萊州新立金礦床深部三山島斷裂物化探異常特征及找礦靶區(qū)預(yù)測[J].地質(zhì)與勘探,57(3):563-571.

范宏瑞,馮凱,李興輝,胡芳芳,楊奎鋒.2016.膠東-朝鮮半島中生代金成礦作用[J].巖石學(xué)報,32(10):3225-3238.

李衣鑫,劉漢棟,于曉衛(wèi),李秀章,王立功.2020.膠東地區(qū)招平斷裂帶南段構(gòu)造地球化學(xué)特征及找礦方向[J].地質(zhì)與勘探,56(6):1105-1115.

林祖葦,趙新福,熊樂,朱照先.2019.膠東三山島金礦床黃鐵礦原位微區(qū)微量元素特征及對礦床成因的指示[J].地球科學(xué)進展,34(4):399-413.

劉詩鵬,王樹亞,馮欣欣,殷傳印.2019.膠東三山島西嶺金礦區(qū)NW向斷裂帶的確定:綜合物探證據(jù)[J].黃金科學(xué)技術(shù),27(1):25-32.

劉祥朋,馮濤,鄧其海,雷印祥,王璽.2017a.膠西北西嶺金礦床地質(zhì)特征及找礦方向[J].黃金,38(2):15-23.

劉祥朋,王璽,宋英昕,張琪,張聰穎.2017b.膠西北西嶺特大型金礦床蝕變圍巖特征研究[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),40(3):225-236.

苗來成,羅鎮(zhèn)寬,關(guān)康,黃佳展.1998.玲瓏花崗巖中鋯石的離子質(zhì)譜U-Pb年齡及其巖石學(xué)意義[J].巖石學(xué)報,(2):71-79.

姜曉輝,范宏瑞,胡芳芳,楊奎鋒,藍廷廣,鄭小禮,金念憲.2011.膠東三山島金礦中深部成礦流體對比及礦床成因[J].巖石學(xué)報,27(5):1327-1340.

楊敏之,呂古賢.1996.膠東綠巖帶金礦地質(zhì)地球化學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社:1-228.

楊立強,鄧軍,王中亮,張良,郭林楠,宋明春,鄭小禮.2014.膠東中生代金成礦系統(tǒng)[J].巖石學(xué)報,30(9):2447-2467.

楊隆勃,劉家軍,王建平,陳冬,李志國,王維鈺,王立新,于康偉.2013.陜西略陽鏵廠溝金礦床金的賦存狀態(tài)研究[J].現(xiàn)代地質(zhì),27(2):303-313.

張振儒,楊思學(xué).1986.金的成色研究[J].地質(zhì)與勘探,22(11):36-37.

趙海軍,馬鳳山,李國慶,丁德民,劉欽,王成.2009.新立海底金礦水文地質(zhì)特征及水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),36(4):41-45.

朱炳玉,劉家軍,朱億廣,夏斌,馬華東,Steven Allutt.2010.新疆伊寧金山金礦床金的賦存狀態(tài)[J].地質(zhì)通報,29(7):1049-1055.