Question

胶莱盆地东北缘金矿床

Answer 1

胶莱盆地东北缘地区，处于华北板块与苏鲁-大别造山带的交接部位，自形成之初构造岩浆活动强烈，发育了以鹊山变质核杂岩为主体的复杂构造网络，也孕育了一系列大中小型金矿床（点），如乳山蓬家夼（大型）、牟平宋家沟（大型）、海阳郭城（又称土堆-沙旺，大型）、牟平辽上（大型）、牟平西涝口（中型）、海阳东刘家（小型）、乳山大里沟（小型）、牟平埠西头（小型）等，已探获金金属量过百吨。通过对该区典型金矿成矿地质特征、成矿条件及成因等分析研究，该区金矿大致可归结为受盆缘构造成矿系统控制的与中生代燕山晚期中低温热液脉型金矿成矿系列，包括盆缘浅部受主拆离断裂控制、深部受盆底断裂控制的蓬家夼式，盆地内受陡倾次级拆离断裂、密集裂隙带控制的宋家沟式，以及受盆地外缘断裂带控制的郭城式和辽上式四类（图3.57，丁正江等，2010）。除蓬家夼式金矿受NWW向断裂控制外，其他矿化均受其次级断裂或密集裂隙带控制。

图3.56 福山王家庄典型矿床成矿模式图

1—太古宙结晶基底；2—祝家夼组；3—张格庄组；4—巨屯组；5—岗嵛组；6—石英闪长玢岩；7—角度不整合界线；8—硅化蚀变带；9—含矿热液运动方向；10—铜锌矿体；11—斑岩型铜矿化？

3.3.3.1 区域地质

（1）区域地层

出露地层有古元古代、中生代和新生代地层，其中古元古代荆山群，为一套高铝片岩、黑云斜长片麻岩、石墨斜长片麻岩、透辉岩、大理岩、变粒岩、斜长角闪岩等岩石组合，主要呈包体状分布于中生代玲珑花岗岩之中或呈带状分布于其外缘，构成变质核杂岩之老变质岩部分；中生代及新生代地层构成变质核杂岩之盖层，前者发育莱阳群陆源冲积相碎屑沉积，其林寺山组灰白色砾岩与紫红色砾岩接触带附近为区内宋家沟式金矿体赋存位置；青山群为一套中基性—酸性的火山岩及火山碎屑岩夹砂页岩；上部王氏群为一套紫色粗碎屑岩系，夹富碱的中基性火山岩组合。

（2）区域侵入岩

主要发育中生代燕山早期玲珑花岗岩和燕山晚期伟德山花岗岩，围绕盆缘出露（图3.57）。其中，玲珑花岗岩呈岩基状分布于基底岩系之中，构成变质核杂岩的杂岩核，岩性为弱片麻状细中粒含石榴二长花岗岩，本区内被称为鹊山岩体；伟德山花岗岩呈岩基、岩株状沿桃村断裂、育黎断裂分布，并为相应断裂所错断，与燕山晚期铜钼铅锌银金多金属矿化关系密切，包括北西部的牙山岩体和南东部的海阳岩体。燕山晚期各期脉岩发育，主要岩性为闪长岩、闪长玢岩、煌斑岩、辉绿岩、花岗斑岩、花岗闪长岩、石英脉等，常与矿体相伴产出，成矿前、成矿期、成矿后均有发育，成矿后脉岩岩性主要为闪长玢岩和煌斑岩。

（3）区域构造

主要发育鹊山变质核杂岩构造及其相应配套构造网络，以及牟平-即墨断裂带之4条组成断裂，即自西向东依次发育的桃村、郭城、崖子和育黎断裂。

1）鹊山变质核杂岩及其配套构造：主要由鹊山岩体和强烈糜棱岩化的胶东群地层组成，其西南边界为向南西缓倾的拆离断裂带。断裂带上盘为早白垩世莱阳组砂砾岩及部分荆山群地层，下盘发育韧性剪切带。观水-崖子拆离断层带呈弧形产出，在观水至东井口段呈NW向延伸，倾向SW，倾角多在20°～30°之间，而在东井口段呈NWW向延伸，倾向SSW，自浅部向深部呈铲状产出。蓬家夼一带的拆离断裂带存在上、下两个拆离面，整个断裂带构造分带明显；自下而上为：硅化糜棱岩（局部钾化），下拆离断层面、碎裂岩和构造角砾岩带，上拆离断层面、碎裂岩和构造角砾岩带，其底部以发育一薄层角闪闪长岩为标志（图3.58）。该拆离断裂控制了蓬家夼式矿体的产出。在变质核杂岩上部盖层中，发育了一系列较陡倾的共轭断层和NE向密集裂隙带，是宋家沟式金矿体的有利赋存部位。

图3.57 胶莱盆地东北缘地区地质简图

（据山东省第三地质矿产勘查院，2001修编）

Ⅰ华北板块：①渤海湾盆地；②鲁中隆起；③沂沭断裂带；④胶北隆起；⑤胶莱盆地。Ⅱ苏鲁造山带：⑥牟平-乳山榴辉岩相-麻粒岩相高压变质带；⑦五莲-日照高压绿片岩相。1—第四系；2—早白垩世莱阳群、青山群；3—古元古代荆山群；4—前寒武纪侵入岩；5—中生代燕山早期花岗岩；6—中生代燕山晚期花岗岩；7—中生代燕山晚期脉岩；8—韧性剪切带；9—断层；10—金矿体/矿床；11—古火山机构

2）郭城断裂：发育于盆缘位置，长约40km，宽6～20m，局部达30～40m；产状为280°～310°∠50°～80°。断裂上盘为中生代地层，下盘为古元古代荆山群和中生代玲珑花岗岩；断裂带内破碎强烈，发育断层角砾岩、断层泥（碎粉岩），构造角砾成分复杂，包括二长花岗岩、安山岩、砂岩、闪长玢岩、大理岩，大小一般几厘米，个别可达15cm，常见硅化、碳酸盐化、褐铁矿化；据擦痕、牵引构造、阶步分析，经历了早期压性、晚期张性的两期活动，形成时代为燕山晚期。

3）崖子断裂：长72km，宽20～100m；走向45°，倾向SE，倾角48°～76°；断裂带在北部穿切玲珑花岗岩，南部发育于中生代盆地内，中部断裂带上盘为莱阳群砾岩，下盘为元古宙二长花岗岩及荆山群地层；带内出露花岗质构造角砾岩、碎裂岩，发育高岭土化、轻微绢云母化；具控盆断裂特征，经历了左行压扭—张扭—张裂—左行平移多次活动，为宋家沟、大里沟金矿的导矿构造。

图3.58 蓬家夼地区63线地质剖面图

3.3.3.2 矿床地质

（1）矿体特征

该区目前已发现的矿体均严格受断裂构造控制，除蓬家夼金矿赋存于近EW向鹊山变质核杂岩拆离断裂带内以外；其他矿床矿体均赋存于郭城或崖子主断裂上、下盘的NNE-NEE向断裂构造（如郭城断裂下盘的郭城、辽上、西涝口、东刘家、埠西头等；崖子断裂下盘的大里沟等），或陡倾断裂、密集裂隙带中（如宋家沟、金城等）（图3.59）。矿体通常呈脉状、透镜状及不规则板状展布，局部分支复合；总体走向与构造带一致，常以矿脉群出现，整体倾角较陡，单条矿体多见斜列式分布（图3.60），反映出矿化可能受地下水热液与下部深源成矿热液交汇面控制的特征；单矿体规模较小，一般长十到几十米，厚约1～3m，倾斜延深30～200m，而蓬家夼矿区矿体相对规模较大，单矿体长200～600m，厚1.01～10.28m，控制斜深160～490m；矿石品位均较低，一般平均约1×10^-6～6×10^-6，高者辽上矿区个别矿体可达10×10^-6。各典型矿床成矿特征见表3.21。

图3.59 构造破碎带次级羽裂隙控矿

图3.60 矿体斜列式分布示意图

表3.21 胶莱盆地东北缘典型矿床成矿地质特征表

续表

备注：①绢云母K-Ar法，孙丰月，1995a；②石英、黑云母⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄；③黄铁矿Rb-Sr法，张连昌，2002a。

（2）矿石特征

矿石类型，蓬家夼矿区主要为黄铁矿化长英质构造角砾岩型、长英质碎裂岩型和大理岩型；宋家沟矿区以黄铁矿化绢英岩化砾岩型为主；而郭城和辽上矿区则黄铁矿化大理岩型、黄铁矿化二长花岗岩型及黄铁矿化变粒岩型均有，大里沟矿区则包括特有的黄铁矿化重晶石型矿石；共同点在于均发育大量的黄铁矿化，常见黄铁矿以细脉状及粉末状团块状胶结物出现。矿石矿物组成较为简单，金属矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等常见矿物，非金属矿物因矿石类型不同而有差异，主要为石英、长石、绢云母、方解石、白云石、石墨等。矿石主要包括粒状结构、碎裂结构、交代结构、填隙结构等，多呈浸染状、块状、角砾状、脉状、蜂窝状等构造。矿石有用元素组合为Au-Ag，宋家沟矿区主要为Au，金矿物以银金矿和自然金为主，主要呈中细粒晶隙金、裂隙金分布于黄铁矿晶隙中，绝大多数金矿物与黄铁矿紧密共生，极少数分布于脉石矿物粒间。

（3）围岩及围岩蚀变

蓬家夼矿区矿体围岩以古元古代荆山群及糜棱岩化中生代玲珑花岗岩为主，宋家沟主要为中生代莱阳群砾岩，郭城和辽上矿区则较为复杂，包括古元古代荆山群、中生代花岗岩及燕山期脉岩。围岩蚀变主要包括硅化、绢英岩化、绢云母化、碳酸盐化等，其中硅化与金矿化关系密切，往往硅化越强，黄铁矿化越强，金品位越高。

（4）矿化期次及矿物生成顺序

该区成矿主要为热液成矿作用，大致可分为四个阶段：①石英-黄铁矿阶段，主要生成矿物为石英、黄铁矿，黄铁矿呈较大颗粒，浸染状分布，金矿化较弱；②金-石英（绢云母）-黄铁矿阶段，主要生成矿物为石英、绢云母、黄铁矿、银金矿，黄铁矿粒度细，呈粉末状、稠密浸染状及细脉状分布，石英呈他形粒状集合体，绢云母呈鳞片状集合体，银金矿沿黄铁矿晶隙及裂隙分布，为主要金成矿阶段，金含量高；③石英-多金属硫化物阶段，矿物成分复杂，以石英、黄铁矿为主，次为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、银金矿、自然金，其中石英、黄铁矿多呈细网脉状或团块状穿切早期硫化物集合体，少量银金矿与多金属硫化物呈星点状分布；④石英-碳酸盐阶段，生成石英方解石脉、重晶石脉等，基本无金矿化，局部因发育黄铁矿化而形成矿体。

3.3.3.3 成矿条件

（1）成矿流体特征

对该区成矿期含石英脉强硅化矿石进行了流体包裹体研究（王铎融等，2015，待发表），结果显示：蓬家夼矿区气液两相包裹体，均一温度为186.9～320.3℃，盐度（NaCl_eq）为1.22%～12.42%，密度范围为0.72～0.95g/cm³；其含CO₂三相包裹体，均一温度为312.7～351.7℃，盐度（NaCl_eq）2.62%～10.44%，密度值0.28～0.73g/cm³。土堆矿区（郭城金矿），均一温度范围190～220℃，盐度（NaCl_eq）8.67%～14.42%；气液两相包裹体成矿流体密度范围为0.880～0.970g/cm³，纯二氧化碳包裹体密度范围为0.633～0.691g/cm³。总体来看，热液成矿期石英-多金属硫化物阶段成矿流体温度在约190～320℃范围，属中-低温热液、中低盐度、低密度流体；相对来说，宋家沟矿区可能有更多的地下水热液参与成矿，因而显示出较低的温度、较高的盐度和密度。

（2）成矿压力及深度

通过对流体包裹体CO₂、H₂O密度进行投图（图3.61）显示，蓬家夼矿区和土堆矿区成矿流体压力范围较大，分为3组，推测①组压力在62～82MPa范围，应代表着成矿时期的压力；而②③组压力可能表明，随成矿向晚期推移，大气水逐渐增加，成矿压力亦快速降低的过程。同时，利用孙丰月等（1995）关于成矿压力与成矿深度关系式进行计算，得出该区成矿深度大致为5.39～7.40km。

图3.61 蓬家夼、土堆两矿区流体包裹体等容线相交法求压力图解

（3）成矿物质来源

宋家沟矿石氧同位素组成为7.7‰～8.8‰，平均8.25‰，极差1.1‰，略高于陨石值（5.6‰～7.6‰），暗示其地壳深部或上地幔来源，并在上侵的过程中受到了围岩的混染；矿石中黄铁矿的δ³⁴S值范围为8.6‰～9.4‰，平均值9.0‰，富集“重硫”、“极差小”（1.8‰），表明硫可能来自深部或在较封闭（沉积环境变化不大的）条件。蓬家夼矿区矿石中黄铁矿的δ³⁴S值范围为10.9‰～11.5‰，平均值11.2‰（孙丰月等，1995），荆山群地层中黄铁矿的δ³⁴S值为12.9‰，胶东群地层δ³⁴S值为6.9‰（裘有守等，1988），推测两矿区硫主要来源与荆山群。稀土元素分析结果（图3.62）显示，区内砾岩、矿石、矿石中黄铁矿、磁铁矿的∑REE分别为（232.87～250.88）×10^-6、352.00×10^-6、64.51×10^-6和277.11×10^-6，与变质核内玲珑花岗岩∑REE（32.83×10^-6～117.89×10^-6）相比相对富集，但黄铁矿的∑REE与花岗岩相近，暗示可能二者具有较为密切关系；均属轻稀土富集型，LREE/HREE=1.88～12.71，表明矿石与围岩具有继承性；δEu=0.41～0.54，为中等以上亏损；δCe=0.8～0.91，为弱亏损型；推测可能与原岩遭受风化作用有关（山东省第三地质矿产勘查院，2001；李洪奎等，2002）。另外，在宋家沟南山出露的辉绿（玢）岩脉中含有大量磁铁矿角砾包体（椭圆状、长条状及不规则状，长1～9cm，宽1～2m；图3.63），说明该区幔源岩浆活动的存在。总的来看，该区金矿成矿物质来源应以深源为主（幔源及下地壳中的金），可能少部分来自于围岩。

图3.62 宋家沟矿区岩矿石及硫化物稀土元素配分曲线图

1—砾岩；2、3—矿石；4、5—矿石中的黄铁矿

图3.63 宋家沟村南地质剖面图

1—砾岩；2—含磁铁矿辉绿玢岩；3—受烘烤蚀变砾岩；4—白云石大理岩

（4）成矿流体来源

成矿流体来自下地壳-上地幔的富金C-H-O流体，成矿期有地下水热液的加入。

（5）热源

伟德山岩浆活动、青山期火山活动。

（6）赋矿空间

NE、NNE向区域性大断裂是沟通深部的通道，是热液运移通道，大断裂产生的次级裂隙密集带及胶结较差的砾岩层理为金矿提供良好的场所，矿体受裂隙密集带规模、形态控制，常具局部集中、成群成带产出的特征。

3.3.3.4 成岩成矿时代

孙丰月等（1995）采取蓬家夼金矿矿化带中绢云母进行K-Ar法测年得到了100.59±1.96Ma的年龄，考虑到绢云母K-Ar体系封闭温度较低，容易受到后期热液作用的影响，认为该年龄可能正代表了胶莱盆地东北缘地区在伟德山花岗岩侵入后的最后一期铅锌银铜多金属矿化时间。谭俊等（2006，2008）利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年测出胶东郭城地区闪长玢岩与二长斑岩年龄分别为116±1Ma和114±2Ma；沈远超等（2002）对蓬家夼金矿床和大庄子金矿床石英和黑云母样品进行了⁴⁰Ar-³⁹Ar法定年，认为该区层间滑动断层产生的时代最早（120.53±0.59Ma），之后盆地中的火山活动晚期产生的次火山岩浆向盆地边缘运移并就位（煌斑岩等，117.49±0.29Ma），同时含矿热液也向层间滑动断层带运移并沉淀成矿（118.42±0.30Ma、117.39±0.64Ma）。结合鹊山变质核杂岩的形成过程，笔者认为，该区金矿成矿时代应在区域上的洋壳俯冲引起的幔源流体上行，软流圈上隆背景之上，其时代应与广泛存在的金矿化大致相同，即125～115Ma左右。与前述造山型金矿不同的是，该区所处近EW向拉张构造环境。

3.3.3.5 矿床成因

孙丰月等（1995）认为蓬家夼金矿成因类型是受拆离断层控制的大气水参与的中温热液金矿床；沈远超等（1998，2001）、曾庆栋等（2000）、杨金中等（2001）、邹为雷等（2001）认为蓬家夼金矿是层间滑动角砾岩型金矿；张竹如等（1999）、聂爱国等（1999）认为宋家沟金矿为烃金双源层中层控金矿床、砾岩型金矿；刘玉强等（1999）、杨金中等（2001）认为是砾岩型金矿；朱大岗等（1999）、吕古贤等（1999）认为该类金矿为与韧脆性剪切带有关的蚀变岩型金矿。笔者在前期工作的基础上，认为该区金矿总体属于盆缘断裂系统中-低温热液金矿成矿系列，统一受鹊山变质核杂岩及其相关脆性断裂构造控制，具体矿床由于产出于特定的地质构造环境中而表现出个性特征（丁正江等，2010）；该区具有良好的成矿条件，找矿远景可观。

3.3.3.6 成矿模式

鹊山变质核杂岩的形成、金的成矿作用与幔源C-H-O流体上升、演化分异及底侵有密切成因关系。燕山晚期，冷的伊泽奈奇板块的俯冲，引发了地幔的强烈对流，岩石圈大规模拆沉，洋壳熔融形成的幔源C-H-O流体强烈上升，演化的流体底侵鹊山地区进一步发展了鹊山变质核杂岩构造，扩大和发展了蓬家夼拆离断层（120.53±0.59Ma；沈远超等，2002）规模及相应的次级拆离断层系。携带大量金成矿物质的幔源C-H-O流体伴随岩浆上升，充填于近EW向蓬家夼拆离断层及次级断裂系中沉淀，富集形成金矿。晚期，由于伟德山岩体的侵入，带来了大量的铜、钼、银、金等成矿元素，并沿途萃取淋滤了前寒武纪变质基底中的铅锌等成矿物质，在岩体侵位后叠加形成相应的铜钼铅锌银金多金属矿床，而接踵而来的具有浓重地壳重熔特点（闫峻等，2007）的青山期中酸性火山岩（110～98Ma，邱检生等，2001；凌文黎等，2006；匡永生等，2012）的喷发，可能将该区的铅锌铜钼多金属成矿作用推向了高潮。随后，该区进入暂时相对平静的时段，逐渐形成了王氏群。在大约45Ma（张旗，2013），由于太平洋板块的再次NW向加速俯冲，导致了该区规模隆起遭受剥蚀，同时早期发育的NE向断裂活化并发生左行平移，错开了部分伟德山花岗岩株，并使早期定位的矿床发生分离。

简言之，中生代晚侏罗世—早白垩世，伊泽奈奇板块俯冲于中朝板块之下，形成的NW—SE向挤压应力使郯庐断裂发生大规模的左旋剪切运动。由于上地幔隆起的存在，胶东地块与胶南地块沿郯庐断裂发生非同步向北运移，此过程中不同地块间拉开、断陷，进而发展成盆地，并接受中、晚侏罗世的沉积。早白垩世盆地快速下陷，大范围接受莱阳群沉积。晚期，整个胶东构造岩浆活动加强，壳幔强烈作用，幔源C-H-O流体大规模上升进入地壳，胶莱盆地深部岩浆底侵，变质核杂岩构造进一步发育，携带大量成矿物质的幔源C-H-O流体、深源岩浆热液（可能带有部分成矿物质）与深层循环地下水热液不断沿着深大断裂及次级断裂构造迁移，从围岩中萃取成矿物质，在构造、物理地球化学条件适宜的地方（构造破碎带）聚集、沉淀富集形成矿床（图3.64）。此外，受晚白垩世早期胶东地区强烈伸展期的构造岩浆活动影响，本区叠加了一期与壳幔混合岩浆岩有关的铜钼铅锌银多金属矿化（如西井口矿段之铅锌矿、马石店地区规律的同心圆状钼铜铅锌组合异常等）。

图3.64 胶莱盆地东北缘地区拆离断裂带控矿示意图

（据孙丰月等，1995）

1—中生代盆地沉积；2—角砾岩带（含碎粒岩带）；3—糜棱岩带；4—花岗岩；5—循环地下水；6—循环剪切变质水和岩浆水、幔源流体；7—工业金矿体；P、P′、P〞—伸展过程中从早到晚某三个时间的氧化-还原界面