山東海陽周格莊多金屬礦化帶地質(zhì)特征及找礦標志

司乃欣，張亞軍，李俊志*，李連杰，楊敬一，蘭杰

(1.山東省煤田地質(zhì)局第四勘探隊，山東 濰坊 261206；2.江蘇省第二地質(zhì)大隊，江蘇 常州 213022)

0 引言

周格莊多金屬礦化帶位于膠東半島東部，海陽市東約15km的周格莊鎮(zhèn)后望海村西，礦區(qū)位于蘇魯造山帶(Ⅰ)膠南-威海隆起區(qū)(Ⅱ)膠萊坳陷區(qū)東部(Ⅳ)朱吳-留格莊凸起東南緣，優(yōu)勢大地構(gòu)造相屬于偉德山造山晚期侵入巖相[1]。中生代萊陽群地層廣泛分布、構(gòu)造活動強烈、巖漿巖活動頻繁[2]。巖體邊部和外側(cè)的斷裂破碎帶為成礦熱液運移、儲存提供了有利空間，是尋找多金屬礦的有利部位。工作中圈定了4處激電異常，利用槽探、鉆探對異常進行了驗證，發(fā)現(xiàn)3條多金屬礦化帶，礦床成礦遠景較好(1)山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，司乃欣，夏林，山東省海陽市周格莊銅多金屬礦普查報告，2012年。。礦區(qū)屬于魯東Ag、Cu、Pb、Zn多金屬成礦帶，礦產(chǎn)以多金屬礦為主。目前該區(qū)盡管有多金屬成礦的條件，可供利用的多金屬礦床尚未發(fā)現(xiàn)。本文在總結(jié)礦化特征的基礎(chǔ)上，整理了找礦標志，以期為進一步勘查提供依據(jù)。

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 地層

區(qū)內(nèi)地層自老至新依次為下白堊統(tǒng)萊陽群止風(fēng)莊組、水南組碎屑巖及新生代第四紀山前組。止風(fēng)莊組主要在研究區(qū)北部呈NE向分布，傾向SE，傾角5°～31°，巖性以灰黃色厚層—中厚層長石砂巖為主，夾紫灰色厚層礫巖及粉砂巖。水南組分布在研究區(qū)東南部與止鳳莊組整合產(chǎn)出，以黃綠色頁巖為主，夾薄層泥灰?guī)r，巖性為灰黃、灰綠、灰黑色頁巖、泥巖、粉砂巖夾泥灰?guī)r。由于偉德山巖體侵入的熱力作用，圍巖普遍發(fā)育程度不同的熱接觸變質(zhì)(角巖化)，熱變質(zhì)為砂巖質(zhì)角巖及灰黑色、灰綠色紋層狀粉砂質(zhì)角巖、泥巖質(zhì)角巖。第四紀地層沿溝谷低洼地帶分布。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造線呈NE向，礦區(qū)主要控礦構(gòu)造為海陽斷裂，即牟平-即墨斷裂帶最東邊的一條區(qū)域大斷裂，走向35°～45°，傾向SE，局部反傾，傾角65°～80°，斷裂破碎帶寬20～150m，多被后期脈巖充填。斷裂帶內(nèi)見碎裂巖、構(gòu)造角礫巖、碎粉巖、擠壓透鏡體及斷層泥。周格莊斷裂F1從西部延伸穿過礦區(qū)，總體走向60°左右，傾向NW，傾角75°。周格莊多金屬礦化帶受F1斷裂及次級隱伏斷裂控制，為研究區(qū)導(dǎo)礦容礦構(gòu)造(圖1)。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動十分強烈，巖體為燕山晚期斑狀中細粒二長花崗巖及正長花崗巖，呈巖株大面積分布于研究區(qū)北部，包括偉德山序列崖西巖體、通天嶺巖體及嶗山序列下書院巖體、午山巖體。早白堊世，下地殼拆沉及基性巖漿上升底侵，地殼底部部分巖石熔化，形成偉德山殼?；旌匣◢弾r及基性巖脈[3]。偉德山巖體巖漿活動規(guī)模大、熱量高，是引起區(qū)域成礦流體活化的重要熱源[4]，其產(chǎn)生的熱量造成強烈的流體活動及成礦物質(zhì)大范圍活化、遷移、富集，不同元素選擇在不同構(gòu)造有利部位成礦[5]。燕山晚期正長斑巖、正長花崗斑巖、二長花崗斑巖及煌斑巖巖脈等，沿斷裂侵入到萊陽群中，為多金屬礦成礦提供熱液及含礦熱液。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦化體地質(zhì)

研究區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)3條重晶石化鉛鋅礦化角礫巖礦化帶，圈定4個礦化體。礦化體多隱伏于地下深處(或為殘破積物覆蓋)，獨Ⅰ號礦化體東部斷續(xù)出露(圖2)。

Ⅰ號礦化體位于研究區(qū)東部39～16線之間，控制長535m，延深308m，走向60°左右，傾向NW，傾角59°～85°。單工程厚度最大4.31m，最小0.84m，平均厚2.29m，厚度變化系數(shù)為43.65%。單工程鋅品位ω(Zn)(0.37～11.70)×10-2，平均2.48×10-2，品位變化系數(shù)為136.31%。礦化體同時伴生銀、鉛及銅等有益元素，伴生銀品位ω(Ag)(2.86～6.97)×10-6，平均品位3.99×10-6；鉛品位ω(Pb)(0.23～1.30)×10-2，平均0.70%；伴生銅品位ω(Cu)平均0.12%。礦化體東段富鋅，西段富銅，深部富鋅。其中鉛與鋅質(zhì)量分數(shù)比值ω(Pb)/ω(Zn)在礦化體上部為1/2.96，下部為1/8.46，在礦化體上部銀、銅、鉛等元素含量與鋅呈正相關(guān)。

Ⅱ號礦化體走向為NE 60°，傾向NW，傾角70°～80°，含礦巖石為含鉛重晶石化角礫巖；Ⅲ號礦化體走向72°，傾向NW，傾角75°，帶長240m，寬為0.10～1.30m，含鉛(0.49～0.52)×10-2,含鋅(0.68～1.00)×10-2；Ⅳ號礦化帶走向NW 300°，傾向NE，傾角79°，帶長200m，寬為0.20～3.30m，礦脈斷續(xù)分布，向兩端變薄。含鉛(0.30～0.45)×10-2,含鋅(0.68～1.20)×10-2。

礦化斷裂帶蝕變較強，主要有重晶石化、閃鋅礦化、方鉛礦化、黃銅礦化、硅化、黃鐵礦化等。礦化分帶現(xiàn)象從內(nèi)向外為重晶石脈及鉛鋅角礫巖—硅化碳酸鹽化碎裂巖—硅化碎裂狀砂巖。

2.2 礦石特征

礦石以原生硫化礦石為主，極少見次生氧化礦。礦石乳白色，為含鉛、鋅重晶石化、硅化角礫巖，致密堅硬；礦石礦物以閃鋅礦、方鉛礦為主，次為黃銅礦、瀝青銅礦及孔雀石，黃鐵礦少見；脈石礦物以重晶石為主，見少量毒重石、方解石。鉛鋅礦均呈團塊狀、星點狀、細脈狀，選礦較為容易。礦石結(jié)構(gòu)以自形—半自形不等粒粗粒結(jié)構(gòu)為主。礦石構(gòu)造以角礫狀、浸染狀、條帶狀構(gòu)造為主，其次有細脈浸染狀和網(wǎng)脈狀。礦石中主要有用組分為Cu、Pb、Zn，伴生有益組分為BaSO4、CaF2等。礦床成因類型為中低溫?zé)嵋撼涮钚汀?/p>

2.3 礦物生成順序

根據(jù)成礦地質(zhì)特征，礦石測定鑒定結(jié)果，礦物組合關(guān)系、賦存狀態(tài)，礦物生成順序為石英、重晶石、方解石、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、螢石。

2.4 巖(礦)石物性特征

中生代巖體的電阻率較高，多大于10000Ω·m，極化率較低，一般在2%～3%之間；元古代巖體的電阻率略低，一般小于10000Ω·m，極化率在1.61%～6.0%范圍內(nèi)[6]。各種礦石的電阻率、極化率與其圍巖有較大差異。電阻率隨金屬硫化物的增多而降低，如含金黃鐵礦化石英脈的電阻率為70Ω·m，是其圍巖的幾十分之一至幾百分之一，極化率則明顯升高，是其圍巖的幾倍至幾十倍(表1)。說明電性探測浸染狀多金屬硫化物礦具有良好的地層—巖礦石物性基礎(chǔ)，利用這一電性特征進行找礦具有良好的前景。

表1 魯東地區(qū)各巖層物性參數(shù)統(tǒng)計表[7]

2.5 激電異常特征

使用DWJ-3B接收機在研究區(qū)進行了激電測量工作，網(wǎng)度為100m×20m，測線方向150°，電極距AB=1200m，MN=20m。

礦區(qū)激電異常分布較有規(guī)律，高電阻率異常分布與花崗斑巖脈一致，激電異常分布于斑巖脈的北西，與之平行。多金屬礦化重晶石礦脈屬于低溫巖漿期后熱液充填型，地球物理特征表現(xiàn)為高電阻率，中高極化率，自南向北共有3條異常帶，都呈NE向，走向60°左右，與地質(zhì)圈定的礦脈位置及走向比較吻合，分別編號為JⅠ、JⅡ、JⅢ(2)山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，郭恒，胡慶輝，山東省海陽市周格莊銅多金屬礦普查物探報告，2011年。。

JⅠ異常位于后望海村北西，視極化率圖和視電阻率圖顯示總體走向60°左右，呈條帶狀，長約600m，寬在50～100m之間，視極化率極值為4%，背景場的視極化率值為2%左右(下同)；視電阻率值在1500Ω·m左右,屬于一條高阻帶，此異常帶屬于高阻中高極化異常。從等值線的密集程度來看，此異常帶的傾向較陡。在兩圖240～260點之間都有一明顯的接觸帶，視極化率值和視電阻率值都與中梯測量時的數(shù)值吻合，傾向NW，近直立(圖3)。

圖3 研究區(qū)后望海54線電測深地質(zhì)剖面圖

JⅡ異常位于研究區(qū)中部，異常的形態(tài)產(chǎn)狀和測量數(shù)據(jù)與JⅠ異常相似，條帶狀，NE向，走向60°左右，長約400m，寬約100m，視極化率值也為4%，視電阻率值在1500Ω·m左右，異常體的傾向較陡，近直立。

JⅢ異常位于研究區(qū)的東北部，東山口村東南方向，長約400m，呈不規(guī)則橢圓狀，寬約100m，成果數(shù)據(jù)同JⅠ、JⅡ兩個異常帶相似，視極化率值也為4%，視電阻率值在1500Ω·m左右。

3 礦床成因

按照山東省重要礦種成礦系列與譜系研究[7]，該礦化帶類型屬于魯東地區(qū)與燕山期侵入巖有關(guān)的膠南七寶山鉛礦式多金屬礦床。中生代由于受庫拉板塊和太平洋板塊運動作用，華北克拉通東部巖石圈減薄伸展，地幔上涌，地殼減薄[8]。研究區(qū)處于沂沭斷裂帶東側(cè)的中生代坳陷內(nèi)，在白堊紀期間太平洋板塊向NWW向運動，沂沭斷裂帶發(fā)生左旋壓扭活動，構(gòu)造形態(tài)轉(zhuǎn)為SE—NW拉張，裂谷形成，巖漿作用及成礦作用達到鼎盛時期[9]，火山侵入巖系及相關(guān)多金屬硫化物的成巖成礦作用發(fā)生[10]。目前淺成低溫礦床成礦機制認為，流體沸騰可能是造成貴賤金屬沉淀的主要原因。流體沸騰是指熱液從深部向上運移到開放空間，發(fā)生減氣去壓導(dǎo)致沸騰，致使成礦元素在沸騰面或不相容面附近沉淀成礦[11]。含礦熱液沿斷裂運移、集中充填成礦。斷裂不但控制了斑巖脈的區(qū)域分布，同時控制了礦體的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀及礦石質(zhì)量及礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造。礦體圍巖為萊陽群止鳳莊組及水南組頁巖、泥巖及粉砂巖，成礦物質(zhì)來源于上地幔，偉德山巖體多金屬成礦提供熱源及成礦物質(zhì)。118～105Ma時，偉德山造山晚期，閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖組合沿NE向斷裂侵位，伴隨火山巖形成，淺成—超淺成石英閃長玢巖-花崗閃長斑巖-石英二長斑巖組合就位，為區(qū)域銅鉛鋅多金屬礦主要成礦期[12]。大氣降水在向深部滲透運移，在深部加熱后沿破碎帶上升，在敞開的富氧環(huán)境下由于pH及Eh值發(fā)生變化，隨著熱液蝕變圍巖的溫度、壓力條件變化，重晶石、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、方解石等相繼沉淀，形成不同階段的礦物組合。根據(jù)區(qū)域包體測溫資料，礦床成因為淺成低溫?zé)嵋旱V床[13]。

4 找礦標志

4.1 地層標志

熱液型礦床主要找礦標志為地層層位、巖性和圍巖。礦體主要發(fā)育于中生代止鳳莊組、水南組破碎帶中，脆性斷裂產(chǎn)生裂隙成為熱液通道和成礦物質(zhì)沉淀空間，頁巖及粉砂巖導(dǎo)水性差，起到屏蔽作用，促使成礦物質(zhì)易于沉淀成礦[14]。研究區(qū)位于魯東盤石店Ag、Cu、Pb、Zn高背景地球化學(xué)分區(qū)，Cu、Pb、Zn異常多分布在偉德山巖體接觸帶附近，Au、Ag、As、Sb、Hg等元素套合較好、強度高，多金屬礦成礦趨勢明顯。

4.2 構(gòu)造標志

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，海陽斷裂為牟平-即墨斷裂帶東邊的區(qū)域大斷裂，為導(dǎo)礦斷裂，脈巖及成礦熱液沿斷裂運移、進入次級斷裂有利部位沉淀，進行充填蝕變交代成礦。區(qū)內(nèi)不同巖石中Cu、Pb、Zn含量分配差異較大，碎裂巖、硅化砂巖中的Cu、Pb、Zn含量遠大于其他地質(zhì)體，硅化砂巖中成礦元素較高是因為靠近斷裂帶而已，顯示了斷裂控礦的特征。

4.3 地球物理標志

礦化巖石具有較高的極化率，一般為圍巖的3～4倍以上，電阻率差異明顯，因為礦化體與斑巖脈平行緊密共生，相對較高的極化體處于電阻率高低梯度帶上，顯示多金屬硫化物富集體特征，是尋找多金屬礦體的標志[15-16]。探槽揭露的激電異常，見硅化重晶石化角礫巖、碎裂巖，普遍發(fā)育閃鋅礦化、方鉛礦化、褐鐵礦化，局部見孔雀石化，多呈團塊狀、星散狀及浸染狀，閃鋅礦偶呈細脈狀集合體存在。其旁側(cè)為與之小角度斜交的花崗斑巖脈，證實了激電異常由礦化蝕變帶引起。研究區(qū)內(nèi)激電異常的分布規(guī)律性很強，平面上激電異常與電阻率異常均呈帶狀平行分布，電阻率異常位于激電異常的南東，電測深剖面也有如此特征。

4.4 斑巖脈標志

從研究區(qū)地質(zhì)特征上來看，斑巖脈及礦化帶走向均為60°～70°，傾向NNW,斑巖脈為礦體的頂?shù)装?，與物探測量結(jié)果是一致的，間接證明了中生代燕山晚期斑巖脈與多金屬礦成礦關(guān)系密切。研究區(qū)激電異常分布規(guī)律性強，激電異常與電阻率異常平行產(chǎn)出，與礦體及頂?shù)装灏邘r脈相對應(yīng)，礦化帶鉛鋅銅礦化發(fā)育是引起激電異常的原因。斑巖脈與激電異常伴生是礦區(qū)明顯的找礦標志之一。研究區(qū)礦床露頭零星，斑巖脈斷續(xù)出露，礦化帶位置與激電異?；疚呛?。

5 結(jié)論

周格莊多金屬礦床受海陽斷裂的次級構(gòu)造隱伏性NEE向斷裂控制，偉德山巖體巖漿期含礦熱液沿斷裂侵入到萊陽群，為成礦提供熱源及成礦流體。多金屬礦體多與燕山晚期花崗斑巖脈及石英正長斑巖脈伴生。斷裂帶礦化蝕變較強，從中間向外為重晶石脈及鉛鋅角礫巖-硅化碳酸鹽化碎裂巖-硅化碎裂狀砂巖，伴隨著重晶石化，礦石中主要有用組分為Zn、Pb、Cu，礦床成因?qū)僦械蜏責(zé)嵋撼涮铑悳\成礦床。礦區(qū)激電異常分布于斑巖脈的北西，長約400～600m，寬約50～100m，呈條帶狀，走向NE60°，傾向近于直立，在平面及剖面上反映明顯，為鉆探設(shè)計提供了依據(jù)。建議今后輔助物化探勘查手段，對礦區(qū)深部及外圍加大勘查及綜合研究力度，擴大礦床規(guī)模。

致謝：在工作及成文過程中，承蒙夏林、宋雙喜等師傅的悉心指導(dǎo)以及審稿老師的斧正，再次衷心致謝。