山东省烟台市山上里金矿地质特征及成因研究

金 刚，吴 鸣，盛顺超，徐 健，王志浩，王吉祥

(1.中国冶金地质总局 山东正元地质勘查院，山东 济南 250100； 2.山东黄金集团 蓬莱矿业有限公司，山东 烟台 265600)

胶东半岛是我国重要的金矿集中地，主要由招莱成矿带、栖蓬成矿带、牟乳成矿带组成[1-3]。区域上金矿富集与太古—元古代的基性火山—沉积建造及其后的区域变质绿岩带关系密切[4-6]，受燕山早期构造岩浆热液影响，成矿元素进一步活化富集，形成胶东特有的“玲珑—焦家式” 中生代交代重熔花岗岩相关的剪切带石英脉—细脉浸染状蚀变岩型金矿床[7]。山上里金矿区地处牟乳成矿带的中部，该地区自20世纪70年代开展工作以来，开展了一系列地质找矿工作，矿床规模由小型到中型，近年来勘探进入了瓶颈期，一直未有所突破。本文通过分析物探、化探、地质等不同层次的成矿特点[8]，对山上里金矿矿床成因及找矿规律进行探讨。

1 成矿地质背景

1.1 矿区地质特征

矿区位于胶北隆起及坳陷区东南部，金牛山断裂带的南段西侧与牟平—即墨断裂毗邻(图1)。矿区处于特殊的大地构造部位，经历了多次韧性变形作用，形成了一系列的韧性变形带和大型脆性断裂构造，构造形迹较为复杂，金及多金属矿成矿条件优越[9]。

图1 胶东金矿地质矿产简图Fig.1 Geological and mineral brief map of Jiaodong Gold Mine

区内地层简单，古元古代荆山群零星分布，以新生代第四纪为主，由灰褐色亚粘土、砂质亚粘土和含砾砂组成，其中砂砾层是砂金矿富集的有利场所。区内岩浆岩分布广泛，以新元古代震旦期玲珑超单元为主体，岩性为片麻状中粒含黑云二长花岗岩、弱片麻状中粗粒二长花岗岩，呈岩基状产出，主要分布矿区中西部[10]。矿区受金牛山断裂影响，断裂构造发育，走向北北东向为主，是区内主要的导矿、容矿构造，矿脉沿走向、倾向均呈舒缓波状，膨缩现象明显[10]。

1.2 地球物理特征

矿区位于重力低值区，相应航磁为0～10 nT平缓的低值区，反映为新元古代玲珑超单元的重磁场特征。物探异常基本反应了区域深部有中生代中酸性侵入岩产出，区域主要金矿(床)点均位于该异常内，说明金矿的成矿与中生代中酸性岩浆侵位关系密切[7]。

1.3 地球化学特征

在乳山市北部、牟平区南部地区，分布一个大的呈南北向展布的Au、Ag、Cu、Pb、Zn综合异常区，异常呈北北东向，沿断裂带分布，与蚀变带发育地段相吻合，显示了断裂构造的控矿性。矿区位于此异常中，异常内已分布大中小金矿床数十个，如邓格庄金矿、南东庄金矿、金牛山金矿、腊子沟金矿等[1]。

2 矿体地质特征

2.1 矿体特征

矿区内圈定3条矿脉，共圈定矿体6个(图2)。其中，Ⅰ-①、Ⅰ-②、Ⅰ-③号矿体分布于Ⅰ号脉内，Ⅱ-①、Ⅱ-②、Ⅱ-③号矿体分布于Ⅱ号脉内。Ⅰ-①、Ⅱ-①号2个矿体为区内主要矿体，储量约占87%；Ⅰ-②、Ⅰ-③、Ⅱ-②、Ⅱ-③号4个矿体规模较小，矿体特征见表1。

表1 矿体特征Tab.1 Ore body characteristics

图2 上山里金矿区地质矿产Fig.2 Geological and mineral resources of Shangshanli Gold Mine Area

(1)Ⅰ-①号矿体。为区内主要矿体，储量约占44%，赋存于黄铁绢英岩化碎裂岩夹黄铁矿化石英脉带内。呈脉状分布，沿走向及倾向呈舒缓波状延伸，具分枝、复合、膨缩特征。沿走向长220～410 m，平均350 m，斜深已达466 m仍未封闭。矿体产状与蚀变带一致，走向20°～30°，倾向北西，倾角为78°～88°。矿体单工程厚0.49～2.59 m，平均厚1.53 m，厚度变化系数89%，属厚度较稳定型矿体。单样金品位0.88×10-6～10.85×10-6，平均4.81×10-6，品位变化系数98%，属有用组分均匀型矿体。矿体品位与厚度之间的变化情况，似具正消长关系。

(2)Ⅱ-①号矿体。为区内主要矿体，储量约占43%，赋存于黄铁绢英岩化碎裂岩夹黄铁矿化石英脉带内。呈脉状分布，沿走向及倾向呈舒缓波状延伸，具分枝、复合、膨缩特征。沿走向长340～480 m，平均长420 m，斜深已达402 m仍未封闭。矿体产状与蚀变带一致，走向20°～30°，倾向北西，倾角为75°～88°。矿体单工程厚0.59～2.49 m，平均厚1.57 m，厚度变化系数为94%，属厚度较稳定型矿体。单样金品位为0.96×10-6～10.75×10-6，平均4.47×10-6，品位变化系数111%，属有用组分较均匀型矿体。矿体品位与厚度之间的变化情况，似具正消长关系。

2.2 矿床规模

矿区共探获资源储量总量(332+333)：矿石量1 521 692 t，金金属量7 016 kg，平均品位4.61×10-6，平均厚度1.49 m。矿区达到中型规模以上。

2.3 矿石质量

矿石结构主要为晶粒状结构、交代残余结构，构造为浸染状构造。矿石矿物有自然金、银金矿、黄铜矿、磁黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿等，脉石矿物有斜长石、石英、绢云母、钾长石、黑云母、方解石、金红石等。矿石类型主要为浸染状黄铁绢英岩质碎裂岩型矿石、浸染状黄铁绢英岩化花岗岩型矿石。金的赋存状态以晶隙金为主，裂隙金次之，包体金少量(表2)。晶隙金主要赋存于黄铁矿晶隙中，其次是石英晶隙中，从镶布关系来看，金与黄铁矿、石英及黄铜矿、闪锌矿关系密切。

表2 金矿物赋存状态统计Tab.2 Statistical table of occurrence status of gold deposits

2.4 蚀变岩带特征

矿体主要赋存于蚀变岩带内。矿区蚀变岩带为黄铁绢英岩化碎裂岩带、绢英岩化花岗岩带[10]。

(1)黄铁绢英岩化碎裂岩带。主要蚀变岩石有黄铁绢英岩化碎裂岩，局部为黄铁绢英岩化角砾岩等，呈带状分布，厚0.8～10.0 m。主要矿物为石英、绢云母、黄铁矿、多金属硫化物及碳酸盐等。由于多次应力作用，蚀变矿物遭受到较强烈破碎，黄铁矿呈浸染状分布，并具不同程度的裂纹。黄铁矿为主的多金属硫化物含量较高，是主矿体赋存的主要部位。

(2)黄铁绢英岩化花岗岩带。主要蚀变岩为黄铁绢英岩化花岗岩。主要矿物成分有黄铁矿、绢云母、石英、钾长石等。以黄铁矿为主的多金属硫化物呈脉状、网脉状及星散状、团块状产出。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因

太古代末到早元古代初，发生了一次强烈的褶皱造山运动—胶东运动，伴随构造运动发生了区域变质作用，形成了新老无序的递进变质带[2]。在区域变质作用过程中，通过原岩脱水，形成具较强溶解能力的热液，促使原岩中碱金属卤化物及部分金、银、铜、锌、铅等成矿组分活化迁移，形成了变质热液，汇集在胶东中部低温、低压变质带(低角闪岩相带)中，构成了胶东中部金元素的高背景异常区[11-16]。中生代，由于太平洋板块与欧亚大陆的俯冲，沂沭断裂带的强烈活动，胶北地块热流值升高，使下地壳物质产生了部分熔融。由于深大断裂与上地幔沟通，上地幔岩汁的渗入形成了交代—重熔岩浆，以顶蚀方式向上渗透扩散交代，形成交代—重熔岩浆岩—玲珑花岗岩和郭家岭花岗闪长岩。在岩体形成过程中，矿源层中的金等成矿元素进一步活化、迁移、汇集，并在成岩作用的晚期形成富含挥发份的含矿热液，赋存于花岗岩之中[3-6]。

在基底构造基础上，断裂早期的压剪性活动和其后的继承活动，使其局部产生了引张扩容带，为含矿溶液的富集沉淀提供了有利空间。含矿热液在断裂裂隙系统中，经早期蚀变作用和晚期多次叠加矿化，形成了该矿床[13-15]。

综上所述，本矿床属交代—重熔岩浆期后中低温热液充填、交代蚀变岩型金矿床。

3.2 矿床形成阶段

矿床形成具有多阶段性和叠加性，这是断裂构造阶段性发育和成矿热液间歇性活动造成的。主生金矿期成矿热液的活动从早期到晚期，矿液的化学成分及其物化条件不断变化，晶出的矿物组合由简单到复杂，再到简单，金含量从少到多再到少。呈规律性变化。矿体主要赋存于构造蚀变岩带中，金属硫化物呈浸染状、细脉网脉状、脉状或细脉浸染状产出，主要载金矿物为黄铁矿。金矿物的富集与蚀变强度有关，蚀变越强，矿化越好。金的赋存状态以晶隙金和裂隙金为主，包体金少量。

根据获得的矿物组合、结构构造及热液脉体相互穿切的关系，并结合区域成矿期次的划分[11]，矿床内热液期划分了4个矿化阶段：①黄铁矿石英阶段。玲珑花岗岩演化的末期，产生了大量富含碱、硅及挥发份的含矿热液沿裂隙充填，发生娟英岩化，黄铁矿析出，形成黄铁绢英岩化岩石。受构造破碎，经含矿热液的广泛交代蚀变作用，含矿热液由碱性演变为中性至酸性，由高温氧化状态逐渐变为中温还原状态。导致早期高温黄铁矿和石英从含矿热液中沉淀。石英和黄铁矿叠加在一起形成黄铁矿石英脉，充填于断裂带中。②金石英黄铁矿阶段。黄铁矿石英阶段之后，构造的继承性活动使早期形成的黄铁矿石英破碎，为含矿热液的富集沉淀提供了有利空间。此时，由于大量SiO2的沉淀，热液由酸性演变成为中性至弱碱性，矿液组分赖以存在的物化条件改变，金、银等元素开始沉淀，黄铁矿和石英的析出，使他们共同组成含金石英黄铁矿脉，充填在构造裂隙中。③金石英多金属硫化物阶段。金石英黄铁矿阶段末期，发生了一次相当强烈的复活性构造运动，构造活动主要承袭先期断裂裂隙，造成早期蚀变岩和早期成矿阶段的产物进一步破碎，含矿热液再次导入，这时的含矿热液偏碱性还原状态，金的络合物稳定性急剧下降，金开始大量沉淀。与此同时，矿液中的Cu2+、Pb2+、Zn2+浓度增大，开始沉淀出各种硫化物。而硫化物的析出又促进了金的沉淀，大量析出的热液矿物呈细脉状、细网脉状或细脉浸染状分布于破碎蚀变带中，构成细脉浸染状矿石。因此，该成矿阶段是金矿物形成的主要阶段。④石英方解石阶段。该阶段热液矿物呈细脉或网脉状分布于破碎蚀变带内，穿切前阶段的热液脉体，主要矿物为方解石，并有少量石英。该阶段热液脉体活动标志着金矿化的尾声。

3.3 找矿标志

金矿的形成和分布受地层、岩浆岩和构造的综合因素控制，而区内基本上是受构造和岩浆岩的控制。通过对区内地质、地球物理、地球化学特征的研究，对金矿的找矿标志可概括为：①北北东向压扭性断裂带，具明显的压扭特征，它与构造的交汇部位是矿床定位的重要构造标志。主干断裂与分支断裂的交汇部位及断裂构造的启开和产状变化部位也是重要的地质找矿标志。②红化蚀变与黄铁绢英岩化蚀变叠加的蚀变岩带，是直接找矿标志；蚀变带中石英多金属硫化物共生组合是找矿的重要标志；黄铁矿、石英是主要载金矿物，是矿床形成的重要标志；蚀变带中常含黄铁矿，在表生作用下，黄铁矿氧化成褐铁矿，经淋滤形成醒目的蜂窝状构造，也是找矿的重要标志。③砂金矿和重砂金异常是预示原生金矿床存在的间接和直接标志。

3.4 找矿模型

根据成矿地质特征，高背景地球化学场，物探综合异常，结合矿床成因等因素，归纳矿区内发现金矿床(点)的基本特征，建立地球化学—地球物理—地质综合找矿模型(图3)。

图3 地球化学—地球物理—地质综合找矿模型Fig.3 Geochemistry-geophysics-geological comprehensive prospecting model

4 效益分析

通过对矿区地质、矿体特征等分析，总结找矿标志、矿床成因，建立找矿模型，将会对矿山产生综合效益，主要表现在经济效益、社会效益、环境效益等方面。通过矿床成因分析，了解矿体分布特征，可直接减少对矿床的勘查经费，扩大矿山的资源储量，扩大矿山生成规模，增加矿山利润，增加当地就业岗位，缓解就业压力。了解矿体分布特征，总结找矿标志，有针对性的开展矿产勘查，尽可能的减少对环境的扰动，促进和保持生态系统间的良性循环，达到人与社会的可持续发展。

5 结论

山上里金矿区域上受东亚大陆与西太平洋活动带相互关联的构造剪切带和活动地带影响，形成了一系列的北北东、北东向断裂构造。受后期岩浆热液影响，矿源层中成矿元素进一步活化，沿地质构造薄弱处迁移，在成矿有利区域沉淀富集，经历了黄铁矿—石英阶段，金—石英—黄铁矿阶段，金—石英—多金属硫化物阶段，石英—碳酸盐阶段等多期蚀变作用和叠加矿化，形成了该矿床。通过勘查矿区共探获(332+333)金金属量7 016 kg，矿山金储量达到了中型规模。