膠西北大尹格莊金礦床與夏甸金礦床差異性研究

王興剛，孫 濤，向胤合，鄒艷紅，楊 斌

(1.山東招金集團(tuán)有限公司； 2.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院； 3.有色金屬成礦預(yù)測(cè)與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

引 言

大尹格莊金礦床和夏甸金礦床均分布在招平斷裂中段，有多位學(xué)者對(duì)二者的地質(zhì)地球化學(xué)特征進(jìn)行過(guò)對(duì)比研究。于昆[1]提出，夏甸金礦床的巖體年齡明顯大于大尹格莊金礦床的巖體年齡，大尹格莊金礦床的巖體巖性為玲瓏型花崗巖，其為中生代晚侏羅世形成；夏甸金礦床的花崗巖為郭家店巖體，其形成時(shí)代為古元古代晚期。孫偉清等[2]認(rèn)為，大尹格莊金礦床主要受招平斷裂控制；夏甸金礦床主要受控于招平斷裂下盤伴生、派生的低級(jí)和低序次斷裂，或受控于招平斷裂下盤巖體局部張性顯微裂隙帶[2]。潘紅偉等[3]提出，大尹格莊礦區(qū)北西西向大尹格莊斷裂對(duì)礦化類型、強(qiáng)度和礦體產(chǎn)狀都有明顯的控制作用。王慧等[4]認(rèn)為，夏甸金礦區(qū)礦體空間分布明顯受主斷裂產(chǎn)狀變化部位及主斷裂下盤次級(jí)構(gòu)造制約。馬偉東等[5]提出，夏甸金礦床成礦過(guò)程中SiO2、Fe2O3帶入量較大尹格莊金礦床多，表明夏甸金礦床具有較好的硅化、黃鐵礦化及較強(qiáng)的金礦化；大尹格莊金礦床成礦過(guò)程中Cu、Pb、Zn帶入量，以及CaO、MgO帶入量較夏甸金礦床少，表明大尹格莊金礦床成礦期活動(dòng)較弱，攜帶成礦物質(zhì)較少；黃鐵礦微量元素LA-ICP-MS 測(cè)試分析顯示，夏甸金礦床黃鐵礦Cu+Pb+Zn、Ga+In+Cd+Tl、As含量較大尹格莊金礦床多，反映夏甸金礦床熱液活動(dòng)較強(qiáng)，金礦化較好。

在以上研究的基礎(chǔ)上，本文從圍巖特征、礦石特征、蝕變礦物學(xué)特征等方面分析了大尹格莊金礦床與夏甸金礦床的差異性，并探討了其形成原因。

1 地質(zhì)概況

膠西北金礦集區(qū)位于膠東半島的西北部地區(qū)，并夾持于沂沭斷裂與牟平—乳山斷裂之間(見(jiàn)圖1-A)，由東向西分布有3個(gè)主要的成礦斷裂，即招平斷裂、焦家斷裂和三山島斷裂。

1—第四系 2—白堊系 3—中生代玲瓏型花崗巖4—中生代郭家?guī)X型花崗閃長(zhǎng)巖 5—太古代膠東群6—古元古代荊山群 7—斷裂 8—金礦床圖1 膠西北地質(zhì)簡(jiǎn)圖

大尹格莊金礦床與夏甸金礦床均位于招平斷裂中段，二者相距約10 km(見(jiàn)圖1-B)。招平斷裂是膠西北主要控礦斷裂之一，該斷裂南起平度市城北，向北東經(jīng)招遠(yuǎn)市城區(qū)轉(zhuǎn)為北東東向，延伸至龍口市顏家溝一帶尖滅。該斷裂全長(zhǎng)120 km，總體走向北北東，傾向南東，傾角20°～60°。該斷裂大致沿中生代玲瓏型花崗巖與太古代、元古代變質(zhì)巖接觸帶展布，發(fā)育有連續(xù)穩(wěn)定的主裂面，其兩側(cè)發(fā)育構(gòu)造巖帶。該斷裂平面形態(tài)極不規(guī)則，沿走向及傾向均呈舒緩波狀展布并具多期次活動(dòng)特征，控制了臺(tái)上、破頭青、大尹格莊、曹家洼、姜家窯、夏甸等金礦床的分布，發(fā)育于其下盤的次級(jí)斷裂則控制了玲瓏金礦田及金翅嶺、埃子王家、謝家溝等一系列金礦床(點(diǎn))的分布。

招平斷裂中段被北東東向梁郭—馬連斷裂錯(cuò)斷成南北兩段：北段被南周家、大尹格莊、南溝斷裂所切割，控制大尹格莊、曹家洼金礦床；南段被姜家窯、嵐子頂、夏甸F1、黑虎山等斷裂切割，控制著姜家窯、夏甸金礦床[6]。

在大尹格莊金礦床，招平斷裂大體沿中生代玲瓏型花崗巖與太古代膠東群變質(zhì)巖接觸帶展布，寬40～78 m，由糜棱巖、碎裂巖和少量斷層泥等組成。礦區(qū)發(fā)育一系列北東東向、南東東向斷裂，包括南周家斷裂、大尹格莊斷裂、后倉(cāng)斷裂、南溝斷裂等。礦體主要賦存于招平斷裂主裂面下盤的黃鐵絹英巖化碎裂巖和黃鐵絹英巖化花崗巖中，容礦構(gòu)造為招平斷裂，其制約礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀和分布。

夏甸金礦床所處的招平斷裂區(qū)段又稱為芝下—姜家窯斷裂，長(zhǎng)約20 km。礦體產(chǎn)出部位該斷裂總體走向45°～50°，傾向南東，傾角35°～50°，寬150～300 m，也是太古代膠東群變質(zhì)巖與中生代玲瓏型花崗巖的接觸帶，發(fā)育糜棱巖、碎裂巖和黑色斷層泥。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育大量北東向與北北東向次級(jí)斷裂。招平斷裂在礦區(qū)中部通過(guò)，控制了Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ號(hào)等礦體；其下盤次級(jí)構(gòu)造發(fā)育，與主干斷裂呈“入”字形相交，次級(jí)構(gòu)造含礦性亦較好。

2 賦礦圍巖特征對(duì)比

2.1 玲瓏型花崗巖化學(xué)成分的對(duì)比

分布于大尹格莊金礦床與夏甸金礦床礦體下盤的巖體，通常被定為玲瓏型花崗巖。但也有不同認(rèn)識(shí)，如認(rèn)為夏甸金礦床的巖體屬于郭家?guī)X店巖體[1]。大尹格莊金礦床與夏甸金礦床玲瓏型花崗巖與蝕變巖化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，大尹格莊金礦床玲瓏型花崗巖中SiO2、K2O、BaO含量顯著低于夏甸金礦床，而Al2O3、CaO、MgO、TFe2O3、MnO、P2O5含量則明顯高于夏甸金礦床。

表1 大尹格莊金礦床與夏甸金礦床玲瓏型花崗巖與蝕變巖化學(xué)成分分析結(jié)果

2.2 招平斷裂上盤變質(zhì)巖的對(duì)比

分布在大尹格莊金礦床和夏甸金礦床的變質(zhì)巖，其主體通常被劃為太古代膠東群變質(zhì)巖。也有學(xué)者將分布在大尹格莊金礦床南部的部分變質(zhì)巖劃為古元古代荊山群祿格莊組變質(zhì)巖[7]；夏甸金礦床部分變質(zhì)巖系也有被劃為元古代粉子山群[8]或太古代唐家莊巖群[9]。

夏甸金礦床礦體上盤變質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)多處大理巖夾層，其單層厚度10～30 cm，發(fā)育條帶狀構(gòu)造，局部見(jiàn)有黃鐵礦化蝕變。而大尹格莊金礦床變質(zhì)巖中未見(jiàn)有大理巖夾層。因此，認(rèn)為夏甸金礦床變質(zhì)巖圍巖巖性及所屬巖群與大尹格莊金礦床不同。夏甸金礦床玲瓏型花崗巖中常見(jiàn)有變質(zhì)巖殘留體，而大尹格莊金礦床則很少見(jiàn)。

研究顯示，大尹格莊金礦區(qū)招平斷裂上盤變質(zhì)巖中普遍發(fā)育青磐巖化蝕變[10]。本次研究顯示，夏甸礦區(qū)招平斷裂上盤變質(zhì)巖中也普遍發(fā)育青磐巖化蝕變。

2.3 招平斷裂主裂面黏土化斷層泥的對(duì)比

招平斷裂主裂面是識(shí)別該斷裂的主要標(biāo)志之一。大尹格莊金礦床和夏甸金礦床主礦體通常分布在斷裂面下盤。

大尹格莊金礦床與夏甸金礦床的招平斷裂主裂面差異性明顯。在大尹格莊金礦床，該主裂面通常出現(xiàn)灰黑色或灰白色斷層泥(見(jiàn)圖2-a)，斷層泥厚度2～20 cm，條帶狀構(gòu)造，其上下盤圍巖中往往發(fā)育糜棱巖。在夏甸金礦床，該主裂面斷層泥通常為黑色(見(jiàn)圖2-d)，斷層泥厚度10～50 cm，其中發(fā)育糜棱狀構(gòu)造。

由于主裂面斷層泥與圍巖之間存在衍生和繼承關(guān)系，因此從斷層泥顏色判斷，形成大尹格莊金礦床招平斷裂主裂面斷層泥的物質(zhì)主要來(lái)自玲瓏型花崗巖，而形成夏甸金礦床招平斷裂主裂面斷層泥的物質(zhì)主要來(lái)自變質(zhì)巖。

a—大尹格莊金礦床招平斷裂主裂面斷層泥(A)與糜棱巖(B) b—大尹格莊金礦床含金黃鐵絹英巖(C)與多金屬硫化物-菱鐵礦-石英脈(D) c—大尹格莊金礦床礦體下盤玲瓏型花崗巖(E)中發(fā)育紅化蝕變(F) d—夏甸金礦床招平斷裂主裂面斷層泥(G)與上盤蝕變圍巖(H)和下盤糜棱巖(I) e—夏甸金礦床保留有變片麻狀構(gòu)造的金礦石(J)與變條帶狀構(gòu)造的石英脈(K) f—夏甸金礦床石英脈型礦石，含金黃鐵礦網(wǎng)脈(L)沿石英(M)裂隙發(fā)育圖2 大尹格莊金礦床與夏甸金礦床典型地質(zhì)現(xiàn)象照片

3 礦石特征對(duì)比

大尹格莊金礦床與夏甸金礦床礦石特征差異顯著。大尹格莊金礦床礦石通常帶有淺綠色調(diào)，顯示典型黃鐵絹英巖顏色特征；夏甸金礦床常見(jiàn)礦石顏色為淺灰白色或暗灰色，淺灰白色礦石主要賦存于玲瓏型花崗巖內(nèi)，局部發(fā)育石英脈型礦石(見(jiàn)圖2-f)，暗灰色礦石主要產(chǎn)于變質(zhì)巖圍巖中，常保留有變片麻狀構(gòu)造和變條帶狀構(gòu)造(見(jiàn)圖2-e)。

夏甸金礦床礦石中常見(jiàn)有磁黃鐵礦，而大尹格莊金礦床礦石中磁黃鐵礦較少見(jiàn)。大尹格莊金礦床礦石中的銀含量顯著高于夏甸金礦床，其中大尹格莊金礦床礦石中Ag品位9.65×10-6～18.07×10-6，夏甸金礦床礦石中Ag品位4.79×10-6～5.57×10-6，其與大尹格莊金礦床礦石中發(fā)育方鉛礦等多金屬硫化物(見(jiàn)圖2-b)有關(guān)。

4 蝕變巖與蝕變礦物特征對(duì)比

4.1 蝕變巖及其化學(xué)成分對(duì)比

大尹格莊金礦床礦體下盤玲瓏型花崗巖中發(fā)育紅化蝕變[11](見(jiàn)圖2-c)，蝕變帶厚度可達(dá)數(shù)十米至數(shù)百米，而夏甸金礦床玲瓏型花崗巖中僅局部見(jiàn)有紅化蝕變，紅化蝕變規(guī)模和強(qiáng)度遠(yuǎn)不及大尹格莊金礦床。

蝕變巖化學(xué)成分分析結(jié)果(見(jiàn)表1)顯示，大尹格莊金礦床紅化花崗巖和黃鐵絹英巖化學(xué)成分與夏甸金礦床有顯著差異。與夏甸金礦床紅化花崗巖相比，大尹格莊金礦床紅化花崗巖中Al2O3、K2O、TFe2O3、MnO、SO3含量明顯較高，TiO2、SrO、BaO含量明顯較低，Na2O、CaO含量略低。夏甸金礦床紅化花崗巖中K2O含量低于玲瓏型花崗巖，也不同于大尹格莊金礦床。

大尹格莊金礦床黃鐵絹英巖中SiO2、Al2O3、SO3含量明顯高于夏甸金礦床黃鐵絹英巖，K2O、Na2O、CaO、MgO、TiO2、SrO、BaO、P2O5含量明顯低于夏甸金礦床黃鐵絹英巖。

4.2 蝕變礦物特征的對(duì)比

近年來(lái)，夏甸金礦床發(fā)現(xiàn)的白鎢礦化[12]在礦體、蝕變巖和石英-黃鐵礦脈中均有分布，但其含量與金的相關(guān)性不明顯。白鎢礦多呈不規(guī)則粒狀，與黃鐵礦、磁黃鐵礦、鐵白云石、綠泥石等礦物密切伴生。

大尹格莊金礦床和夏甸金礦床蝕變巖中常見(jiàn)金紅石發(fā)育。其中，大尹格莊金礦床紅化蝕變巖中金紅石多見(jiàn)，黃鐵絹英巖中含量較少；而夏甸金礦床暗灰色黃鐵絹英巖中則常見(jiàn)金紅石。大尹格莊金礦床與夏甸金礦床蝕變巖中金紅石電子探針?lè)治鼋Y(jié)果見(jiàn)表2。 由表2可知：夏甸金礦床黃鐵絹英巖中常見(jiàn)含鎢金紅石(WO3含量明顯較高)，而大尹格莊金礦床紅化蝕變巖及黃鐵絹英巖中金紅石WO3含量較低。

表2 大尹格莊金礦床與夏甸金礦床蝕變巖中金紅石電子探針?lè)治鼋Y(jié)果

此外，大尹格莊金礦床富礦石中常發(fā)育菱鐵礦(見(jiàn)圖2-b)，菱鐵礦沿張性裂隙分布，常與方鉛礦、鐵閃鋅礦、黃銅礦等多金屬硫化物伴生。夏甸金礦床礦石中則少見(jiàn)菱鐵礦。

5 差異性形成原因分析

膠西北金礦床的形成與中生代大規(guī)模巖漿活動(dòng)有關(guān)，40Ar/39Ar法、Rb-Sr法等同位素測(cè)年方法獲得的成礦年代為120 ～130 Ma[13-18]。賦礦圍巖巖性差異及不同圍巖對(duì)成礦的影響程度是造成大尹格莊金礦床與夏甸金礦床差異性的關(guān)鍵。

從夏甸金礦床礦體上盤變質(zhì)巖中出現(xiàn)大理巖的現(xiàn)象判斷，夏甸金礦床與大尹格莊金礦床礦體上盤變質(zhì)巖巖性存在顯著差異，可能屬于不同時(shí)代的變質(zhì)巖系或發(fā)生變質(zhì)前的原巖巖性存在差異。

保留有顯著變余片麻狀構(gòu)造和變余條帶狀構(gòu)造的金礦化類型、招平斷裂主裂面附近厚大的黑色斷層泥，以及玲瓏型花崗巖中紅化蝕變較弱的現(xiàn)象，都指示夏甸金礦床金礦化和變質(zhì)巖的空間與成因關(guān)系更密切。

夏甸金礦床白鎢礦化現(xiàn)象與棲霞的馬家窯金礦床相似[12]，而馬家窯金礦床主要賦礦圍巖為古老變質(zhì)巖，顯示白鎢礦化與古老變質(zhì)巖有密切的空間和成因聯(lián)系，而夏甸金礦床白鎢礦化與變質(zhì)巖的成因關(guān)系值得探討。

圍巖蝕變是圍巖提供成礦物質(zhì)的重要線索。大尹格莊金礦床和夏甸金礦床礦體上盤變質(zhì)巖圍巖中普遍發(fā)育青磐巖化蝕變，而礦體下盤玲瓏型花崗巖中紅化蝕變規(guī)模和強(qiáng)度則差異較大。根據(jù)膠西北金礦床成礦電化學(xué)作用機(jī)制[19]，紅化蝕變和青磐巖化蝕變均形成于偏堿性、高氧逸度物理化學(xué)條件，其蝕變區(qū)域代表了金成礦的物源區(qū)，蝕變規(guī)模及強(qiáng)度與金礦化規(guī)模及強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系，據(jù)此可以判斷，夏甸金礦床成礦元素主要來(lái)自礦體上盤變質(zhì)巖圍巖，而大尹格莊金礦床成礦元素主要有2種來(lái)源，即玲瓏型花崗巖和膠東群變質(zhì)巖。

6 結(jié) 論

1)大尹格莊金礦床與夏甸金礦床礦體下盤的玲瓏型花崗巖在化學(xué)成分上有顯著差異；夏甸金礦床礦體上盤變質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)有多處大理巖夾層，玲瓏型花崗巖中常見(jiàn)變質(zhì)巖殘留體，不同于大尹格莊金礦床；二者的招平斷裂主裂面斷層泥在顏色與厚度上差異明顯。

2)夏甸金礦床暗灰色礦石主要產(chǎn)于變質(zhì)巖圍巖中，常保留有變片麻狀構(gòu)造和變條帶狀構(gòu)造，礦石中常見(jiàn)有磁黃鐵礦，局部發(fā)育石英脈型礦石，均有別于大尹格莊金礦床。大尹格莊金礦床礦石中的銀含量較高，富礦石中常發(fā)育菱鐵礦，不同于夏甸金礦床。

3)大尹格莊金礦床紅化蝕變規(guī)模和強(qiáng)度顯著高于夏甸金礦床，紅化蝕變花崗巖與黃鐵絹英巖主量成分與夏甸金礦床有顯著差異。夏甸金礦床見(jiàn)有白鎢礦化，蝕變巖中發(fā)育含鎢金紅石，不同于大尹格莊金礦床。

4)夏甸金礦床金礦化與變質(zhì)巖的空間與成因關(guān)系更密切，成礦元素主要來(lái)自礦體上盤變質(zhì)巖圍巖。大尹格莊金礦床紅化蝕變規(guī)模和強(qiáng)度顯著高于夏甸金礦床，成礦元素來(lái)自玲瓏型花崗巖和膠東群變質(zhì)巖。