胶西北大尹格庄金矿床与夏甸金矿床差异性研究

王兴刚，孙 涛，向胤合，邹艳红，杨 斌

(1.山东招金集团有限公司； 2.中南大学地球科学与信息物理学院； 3.有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室)

引 言

大尹格庄金矿床和夏甸金矿床均分布在招平断裂中段，有多位学者对二者的地质地球化学特征进行过对比研究。于昆[1]提出，夏甸金矿床的岩体年龄明显大于大尹格庄金矿床的岩体年龄，大尹格庄金矿床的岩体岩性为玲珑型花岗岩，其为中生代晚侏罗世形成；夏甸金矿床的花岗岩为郭家店岩体，其形成时代为古元古代晚期。孙伟清等[2]认为，大尹格庄金矿床主要受招平断裂控制；夏甸金矿床主要受控于招平断裂下盘伴生、派生的低级和低序次断裂，或受控于招平断裂下盘岩体局部张性显微裂隙带[2]。潘红伟等[3]提出，大尹格庄矿区北西西向大尹格庄断裂对矿化类型、强度和矿体产状都有明显的控制作用。王慧等[4]认为，夏甸金矿区矿体空间分布明显受主断裂产状变化部位及主断裂下盘次级构造制约。马伟东等[5]提出，夏甸金矿床成矿过程中SiO2、Fe2O3带入量较大尹格庄金矿床多，表明夏甸金矿床具有较好的硅化、黄铁矿化及较强的金矿化；大尹格庄金矿床成矿过程中Cu、Pb、Zn带入量，以及CaO、MgO带入量较夏甸金矿床少，表明大尹格庄金矿床成矿期活动较弱，携带成矿物质较少；黄铁矿微量元素LA-ICP-MS 测试分析显示，夏甸金矿床黄铁矿Cu+Pb+Zn、Ga+In+Cd+Tl、As含量较大尹格庄金矿床多，反映夏甸金矿床热液活动较强，金矿化较好。

在以上研究的基础上，本文从围岩特征、矿石特征、蚀变矿物学特征等方面分析了大尹格庄金矿床与夏甸金矿床的差异性，并探讨了其形成原因。

1 地质概况

胶西北金矿集区位于胶东半岛的西北部地区，并夹持于沂沭断裂与牟平—乳山断裂之间(见图1-A)，由东向西分布有3个主要的成矿断裂，即招平断裂、焦家断裂和三山岛断裂。

1—第四系 2—白垩系 3—中生代玲珑型花岗岩4—中生代郭家岭型花岗闪长岩 5—太古代胶东群6—古元古代荆山群 7—断裂 8—金矿床图1 胶西北地质简图

大尹格庄金矿床与夏甸金矿床均位于招平断裂中段，二者相距约10 km(见图1-B)。招平断裂是胶西北主要控矿断裂之一，该断裂南起平度市城北，向北东经招远市城区转为北东东向，延伸至龙口市颜家沟一带尖灭。该断裂全长120 km，总体走向北北东，倾向南东，倾角20°～60°。该断裂大致沿中生代玲珑型花岗岩与太古代、元古代变质岩接触带展布，发育有连续稳定的主裂面，其两侧发育构造岩带。该断裂平面形态极不规则，沿走向及倾向均呈舒缓波状展布并具多期次活动特征，控制了台上、破头青、大尹格庄、曹家洼、姜家窑、夏甸等金矿床的分布，发育于其下盘的次级断裂则控制了玲珑金矿田及金翅岭、埃子王家、谢家沟等一系列金矿床(点)的分布。

招平断裂中段被北东东向梁郭—马连断裂错断成南北两段：北段被南周家、大尹格庄、南沟断裂所切割，控制大尹格庄、曹家洼金矿床；南段被姜家窑、岚子顶、夏甸F1、黑虎山等断裂切割，控制着姜家窑、夏甸金矿床[6]。

在大尹格庄金矿床，招平断裂大体沿中生代玲珑型花岗岩与太古代胶东群变质岩接触带展布，宽40～78 m，由糜棱岩、碎裂岩和少量断层泥等组成。矿区发育一系列北东东向、南东东向断裂，包括南周家断裂、大尹格庄断裂、后仓断裂、南沟断裂等。矿体主要赋存于招平断裂主裂面下盘的黄铁绢英岩化碎裂岩和黄铁绢英岩化花岗岩中，容矿构造为招平断裂，其制约矿体的形态、产状和分布。

夏甸金矿床所处的招平断裂区段又称为芝下—姜家窑断裂，长约20 km。矿体产出部位该断裂总体走向45°～50°，倾向南东，倾角35°～50°，宽150～300 m，也是太古代胶东群变质岩与中生代玲珑型花岗岩的接触带，发育糜棱岩、碎裂岩和黑色断层泥。矿区内发育大量北东向与北北东向次级断裂。招平断裂在矿区中部通过，控制了Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ号等矿体；其下盘次级构造发育，与主干断裂呈“入”字形相交，次级构造含矿性亦较好。

2 赋矿围岩特征对比

2.1 玲珑型花岗岩化学成分的对比

分布于大尹格庄金矿床与夏甸金矿床矿体下盘的岩体，通常被定为玲珑型花岗岩。但也有不同认识，如认为夏甸金矿床的岩体属于郭家岭店岩体[1]。大尹格庄金矿床与夏甸金矿床玲珑型花岗岩与蚀变岩化学成分分析结果见表1。由表1可知，大尹格庄金矿床玲珑型花岗岩中SiO2、K2O、BaO含量显著低于夏甸金矿床，而Al2O3、CaO、MgO、TFe2O3、MnO、P2O5含量则明显高于夏甸金矿床。

表1 大尹格庄金矿床与夏甸金矿床玲珑型花岗岩与蚀变岩化学成分分析结果

2.2 招平断裂上盘变质岩的对比

分布在大尹格庄金矿床和夏甸金矿床的变质岩，其主体通常被划为太古代胶东群变质岩。也有学者将分布在大尹格庄金矿床南部的部分变质岩划为古元古代荆山群禄格庄组变质岩[7]；夏甸金矿床部分变质岩系也有被划为元古代粉子山群[8]或太古代唐家庄岩群[9]。

夏甸金矿床矿体上盘变质岩中发现多处大理岩夹层，其单层厚度10～30 cm，发育条带状构造，局部见有黄铁矿化蚀变。而大尹格庄金矿床变质岩中未见有大理岩夹层。因此，认为夏甸金矿床变质岩围岩岩性及所属岩群与大尹格庄金矿床不同。夏甸金矿床玲珑型花岗岩中常见有变质岩残留体，而大尹格庄金矿床则很少见。

研究显示，大尹格庄金矿区招平断裂上盘变质岩中普遍发育青磐岩化蚀变[10]。本次研究显示，夏甸矿区招平断裂上盘变质岩中也普遍发育青磐岩化蚀变。

2.3 招平断裂主裂面黏土化断层泥的对比

招平断裂主裂面是识别该断裂的主要标志之一。大尹格庄金矿床和夏甸金矿床主矿体通常分布在断裂面下盘。

大尹格庄金矿床与夏甸金矿床的招平断裂主裂面差异性明显。在大尹格庄金矿床，该主裂面通常出现灰黑色或灰白色断层泥(见图2-a)，断层泥厚度2～20 cm，条带状构造，其上下盘围岩中往往发育糜棱岩。在夏甸金矿床，该主裂面断层泥通常为黑色(见图2-d)，断层泥厚度10～50 cm，其中发育糜棱状构造。

由于主裂面断层泥与围岩之间存在衍生和继承关系，因此从断层泥颜色判断，形成大尹格庄金矿床招平断裂主裂面断层泥的物质主要来自玲珑型花岗岩，而形成夏甸金矿床招平断裂主裂面断层泥的物质主要来自变质岩。

a—大尹格庄金矿床招平断裂主裂面断层泥(A)与糜棱岩(B) b—大尹格庄金矿床含金黄铁绢英岩(C)与多金属硫化物-菱铁矿-石英脉(D) c—大尹格庄金矿床矿体下盘玲珑型花岗岩(E)中发育红化蚀变(F) d—夏甸金矿床招平断裂主裂面断层泥(G)与上盘蚀变围岩(H)和下盘糜棱岩(I) e—夏甸金矿床保留有变片麻状构造的金矿石(J)与变条带状构造的石英脉(K) f—夏甸金矿床石英脉型矿石，含金黄铁矿网脉(L)沿石英(M)裂隙发育图2 大尹格庄金矿床与夏甸金矿床典型地质现象照片

3 矿石特征对比

大尹格庄金矿床与夏甸金矿床矿石特征差异显著。大尹格庄金矿床矿石通常带有浅绿色调，显示典型黄铁绢英岩颜色特征；夏甸金矿床常见矿石颜色为浅灰白色或暗灰色，浅灰白色矿石主要赋存于玲珑型花岗岩内，局部发育石英脉型矿石(见图2-f)，暗灰色矿石主要产于变质岩围岩中，常保留有变片麻状构造和变条带状构造(见图2-e)。

夏甸金矿床矿石中常见有磁黄铁矿，而大尹格庄金矿床矿石中磁黄铁矿较少见。大尹格庄金矿床矿石中的银含量显著高于夏甸金矿床，其中大尹格庄金矿床矿石中Ag品位9.65×10-6～18.07×10-6，夏甸金矿床矿石中Ag品位4.79×10-6～5.57×10-6，其与大尹格庄金矿床矿石中发育方铅矿等多金属硫化物(见图2-b)有关。

4 蚀变岩与蚀变矿物特征对比

4.1 蚀变岩及其化学成分对比

大尹格庄金矿床矿体下盘玲珑型花岗岩中发育红化蚀变[11](见图2-c)，蚀变带厚度可达数十米至数百米，而夏甸金矿床玲珑型花岗岩中仅局部见有红化蚀变，红化蚀变规模和强度远不及大尹格庄金矿床。

蚀变岩化学成分分析结果(见表1)显示，大尹格庄金矿床红化花岗岩和黄铁绢英岩化学成分与夏甸金矿床有显著差异。与夏甸金矿床红化花岗岩相比，大尹格庄金矿床红化花岗岩中Al2O3、K2O、TFe2O3、MnO、SO3含量明显较高，TiO2、SrO、BaO含量明显较低，Na2O、CaO含量略低。夏甸金矿床红化花岗岩中K2O含量低于玲珑型花岗岩，也不同于大尹格庄金矿床。

大尹格庄金矿床黄铁绢英岩中SiO2、Al2O3、SO3含量明显高于夏甸金矿床黄铁绢英岩，K2O、Na2O、CaO、MgO、TiO2、SrO、BaO、P2O5含量明显低于夏甸金矿床黄铁绢英岩。

4.2 蚀变矿物特征的对比

近年来，夏甸金矿床发现的白钨矿化[12]在矿体、蚀变岩和石英-黄铁矿脉中均有分布，但其含量与金的相关性不明显。白钨矿多呈不规则粒状，与黄铁矿、磁黄铁矿、铁白云石、绿泥石等矿物密切伴生。

大尹格庄金矿床和夏甸金矿床蚀变岩中常见金红石发育。其中，大尹格庄金矿床红化蚀变岩中金红石多见，黄铁绢英岩中含量较少；而夏甸金矿床暗灰色黄铁绢英岩中则常见金红石。大尹格庄金矿床与夏甸金矿床蚀变岩中金红石电子探针分析结果见表2。 由表2可知：夏甸金矿床黄铁绢英岩中常见含钨金红石(WO3含量明显较高)，而大尹格庄金矿床红化蚀变岩及黄铁绢英岩中金红石WO3含量较低。

表2 大尹格庄金矿床与夏甸金矿床蚀变岩中金红石电子探针分析结果

此外，大尹格庄金矿床富矿石中常发育菱铁矿(见图2-b)，菱铁矿沿张性裂隙分布，常与方铅矿、铁闪锌矿、黄铜矿等多金属硫化物伴生。夏甸金矿床矿石中则少见菱铁矿。

5 差异性形成原因分析

胶西北金矿床的形成与中生代大规模岩浆活动有关，40Ar/39Ar法、Rb-Sr法等同位素测年方法获得的成矿年代为120 ～130 Ma[13-18]。赋矿围岩岩性差异及不同围岩对成矿的影响程度是造成大尹格庄金矿床与夏甸金矿床差异性的关键。

从夏甸金矿床矿体上盘变质岩中出现大理岩的现象判断，夏甸金矿床与大尹格庄金矿床矿体上盘变质岩岩性存在显著差异，可能属于不同时代的变质岩系或发生变质前的原岩岩性存在差异。

保留有显著变余片麻状构造和变余条带状构造的金矿化类型、招平断裂主裂面附近厚大的黑色断层泥，以及玲珑型花岗岩中红化蚀变较弱的现象，都指示夏甸金矿床金矿化和变质岩的空间与成因关系更密切。

夏甸金矿床白钨矿化现象与栖霞的马家窑金矿床相似[12]，而马家窑金矿床主要赋矿围岩为古老变质岩，显示白钨矿化与古老变质岩有密切的空间和成因联系，而夏甸金矿床白钨矿化与变质岩的成因关系值得探讨。

围岩蚀变是围岩提供成矿物质的重要线索。大尹格庄金矿床和夏甸金矿床矿体上盘变质岩围岩中普遍发育青磐岩化蚀变，而矿体下盘玲珑型花岗岩中红化蚀变规模和强度则差异较大。根据胶西北金矿床成矿电化学作用机制[19]，红化蚀变和青磐岩化蚀变均形成于偏碱性、高氧逸度物理化学条件，其蚀变区域代表了金成矿的物源区，蚀变规模及强度与金矿化规模及强度呈正相关关系，据此可以判断，夏甸金矿床成矿元素主要来自矿体上盘变质岩围岩，而大尹格庄金矿床成矿元素主要有2种来源，即玲珑型花岗岩和胶东群变质岩。

6 结 论

1)大尹格庄金矿床与夏甸金矿床矿体下盘的玲珑型花岗岩在化学成分上有显著差异；夏甸金矿床矿体上盘变质岩中发现有多处大理岩夹层，玲珑型花岗岩中常见变质岩残留体，不同于大尹格庄金矿床；二者的招平断裂主裂面断层泥在颜色与厚度上差异明显。

2)夏甸金矿床暗灰色矿石主要产于变质岩围岩中，常保留有变片麻状构造和变条带状构造，矿石中常见有磁黄铁矿，局部发育石英脉型矿石，均有别于大尹格庄金矿床。大尹格庄金矿床矿石中的银含量较高，富矿石中常发育菱铁矿，不同于夏甸金矿床。

3)大尹格庄金矿床红化蚀变规模和强度显著高于夏甸金矿床，红化蚀变花岗岩与黄铁绢英岩主量成分与夏甸金矿床有显著差异。夏甸金矿床见有白钨矿化，蚀变岩中发育含钨金红石，不同于大尹格庄金矿床。

4)夏甸金矿床金矿化与变质岩的空间与成因关系更密切，成矿元素主要来自矿体上盘变质岩围岩。大尹格庄金矿床红化蚀变规模和强度显著高于夏甸金矿床，成矿元素来自玲珑型花岗岩和胶东群变质岩。