山东西直格庄金矿矿床地质特征及其找矿指示意义

李海松，王光良，赖耀龙， 马圣钞，万常武

1.中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，中国 济南250101; 2.江西省永修县国土资源局, 中国 九江 330304

西直格庄金矿是在胶东隆起地块荆山群发现的新类型银金多金属矿床，金品位较富，并伴生银铜等矿化，具有一定的规模。随着西直格庄金矿深部找矿评价及外围找矿工作的展开，该区有望成为一个中—大型的金矿区。

1 矿区地质概况

西直格庄金矿位于胶北隆起地体东部，海阳—青岛断裂的北端[1]（图1）。

1.1 矿区地层

矿区内出露地层为古元古代荆山群禄格庄组安吉村段（Pt1jLa）、冶头组祥山段（Pt1jYx）和陡崖组徐村段（Pt1jDx）以及晚期的第四系沉积地层（图1）。荆山群地层原岩为一套浅海相泥砂质、砂泥质及砂质夹部分富镁泥灰质沉积。其经后期区域变质作用改造，达到高角闪岩亚相，岩性主要为黑云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、变粒岩、大理岩，局部有混合岩化。 新生代第四系地层沿山间河谷及河流两侧分布，由老至新主要有山前组（Q）、临沂组（QL）、沂河组（QY）。第四系地层以含砾砂质-黏土质粉砂、含砾中砂、砂砾层为主，主要属于河流相冲积物沉积层（图2）。

1.2 构造

区域内断裂构造极为发育，主要发育EW、NW、NNE、NE、NEE 向五组断裂构造。其中EW、NNE、NE、NEE 向断裂与区域成矿关系密切，具体简述如下：

图1 胶东地区地质简图Fig.1 Geological sketch map of Jiaodong area

图2 西直格庄矿区地质略图Fig.2 Geological sketch map of Xizhigezhuang mining area

东西向断裂：受后期构造作用明显而近东西向断续分布，其沿走向延伸不远，但宽度相对较大，局部达50 m（陈家沟断裂）。带内构造角砾岩发育，局部硅化、绢云母化蚀变，并出现金矿化，如西直格庄金矿床Ⅰ号矿化蚀变带。充填于其中的煌斑岩被破碎、片理化发育，表明该断裂存在多期活动。北北东向断裂：该组断裂比较发育，规模较大，长达数公里至几十公里。走向5°～25°，局部近南北；倾向南东，倾角70°～85°。带内可见碎裂岩、角砾岩、断层泥及挤压透镜体；有石英脉、煌斑岩脉贯入，并被挤压破碎；断裂面呈舒缓波状，具滑动镜面及擦痕，显示左行压扭性并具多期活动特点。沿断裂带见硅化、绢英岩化、黄铁矿化及金矿化等蚀变与矿化。该组断裂控制多处金矿床分布，如邓格庄、金牛山、金青顶等大中型金矿床位于该组断裂中。

（1）北东向断裂：该组断裂区内最为发育，一系列断裂平行展布构成断裂带。断裂走向30°～45°，倾向南东，倾角60°～80°。断裂带一般宽10～20 m，最宽达150 m，呈左行压扭性。带内岩石被强烈挤压破碎，形成大量的碎裂岩、角砾岩、挤压透镜体、糜棱岩、断层泥等，并具绢英岩化、黄铁矿化、绿泥石化及高岭土化等蚀变，局部黄铁矿化体伴生金矿化。该组断裂切割、破坏东西向断裂。区内该组具代表性的断裂有潘家庄断裂、鲍家泊断裂、西直格庄断裂和育黎断裂，其中西直格庄断裂即西直格庄金矿床的控矿构造。

（2）北东东向断裂：该组断裂在区内较发育，其特点走向大于50°，倾向北东，倾角60°～80°，以右行压扭性为主，主要切割北北东向断裂，断裂带内可见由强烈挤压形成的破碎岩、角砾岩等构造岩石，并见挤压透镜体、断层泥等。该组断裂为成矿期后构造，切割破坏金矿体。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩极为发育，呈岩基、岩株或脉岩产出。其中新元古代晋宁期荣成超单元和震旦纪玲珑超单元大面积出露，呈北北东向展布，与区域构造走向近似一致；晚期的中元古代四堡期小规模的海阳所超单元呈岩脉侵入于古元古代荆山群地层中。荣成超单元呈岩基状产出，岩性为弱片麻状中粒含黑云二长花岗岩，分布于区域西北部刘家夼-鲍家泊一带。玲珑超单元由岩性以片麻状中细粒含石榴二长花岗岩为主的敦北山单元、云山单元，岩性以中粗粒二长花岗岩为主的郭家店单元，以及岩性为不等粒花岗岩的笔架山单元组成，主要分布于区域的东部地区。海阳所超单元规模较小，受断裂控制明显，岩性为中细粒变辉长岩，呈北东向小岩株状产出，分布在刘家夼东南一带。另外区内脉岩较发育，主要有石英脉（q）、闪长玢岩（δμ）、煌斑岩（χ），角闪二长斑岩、伟晶岩（ρ）及碳酸岩。

2 矿床地质特征

2.1 蚀变矿化特征

西直格庄矿区蚀变作用发育，矿化蚀变带受断裂构造控制明显。目前本矿区见多条规模较大的矿化蚀变，其中Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ号带见具经济价值的工业矿体。主要蚀变类型为绢英岩化、黄铁绢英岩化、硅化、碳酸盐化等，此外还有绿泥石化、钾长石化等蚀变。其中绢英岩化、黄体绢英岩化和硅化作用与金矿化关系密切。部分典型蚀变矿化带特征见表1。

主矿体赋存于Ⅴ号矿化蚀变带标高+112～-790 m 范围内，控制长约400 m，控制倾斜延深450 m。矿体沿走向呈斜列透镜体或脉状。倾向东南，倾角 69°～75°，局部西倾。矿体最小厚度0.30 m，最大厚度2.00 m，平均1.04 m，厚度变化系数34.22%，属厚度变化稳定的矿体；单工程最高品位27.00×10-6，单工程最低品位1.04×10-6，矿体平均品位6.26×10-6，品位变化系数88.15%，为有用组分分布均匀的矿体。矿体中夹石少，夹石率小于10%，内部结构简单。

2.2 矿石类型及结构构造

西直格庄金矿床氧化带深部一般距地表10～30 m，而主矿体位于-370 m 深部，距地表埋深达500 m，因而矿石自然类型为原生矿石。根据矿石的共生组合、结构、构造等特征，将矿床内原生矿石划分为黄铁矿石英脉型、石英黄铁矿脉型、黄铁绢英岩型矿石。其中矿石工业类型为高硫黄铁矿蚀变岩-石英脉型金矿石。

矿石结构以动力变质结构、晶粒状结构、填隙结构为主，次为包含结构、交代残余结构。动力变质结构主要为碎裂结构和碎斑结构，其特征为由黄铁矿组成的矿石中，黄铁矿裂隙发育，形成不规则棱角状碎块；晶粒状结构显示黄铁矿呈自形～半自形或他形晶粒状分布于脉石矿物中；填隙结构以黄铁矿和石英的压裂隙、晶隙充填晚期矿物为特征，并部分出现交代现象；包含结构特征为金、银矿物呈包体状态包含于黄铁矿石英等矿物中；交代残余结构以矿石中先结晶矿物被后结晶矿物交代而形成残余体状。

表1 西各庄金矿蚀变矿化带特征[1]Table 1 Features of alteration and mineralized zone of Xigezhuang gold deposit

矿石构造主要为致密块状、团块状、网脉状、条带状、浸染状、短脉浸染状、角砾状构造。块状构造以矿石中黄铁矿、石英等均呈较为均一的分布状态为特征；团块状构造表现在金属硫化物呈团块状集合体分布于脉石矿物中；网脉状构造矿石显示黄铁矿等金属硫化物与石英构成较为连续的石英黄铁矿脉或石英多金属硫化物脉沿矿石裂隙充填形成网脉状、细脉状。条带状构造特征为金属硫化物与脉石矿物呈条带状近平行间隔排列。浸染状构造特征为黄铁矿等金属硫化物呈星点状或不规则短脉状散布在脉石矿物中。

2.3 矿石矿物成分及化学成分

通过岩矿测试及电子探针分析资料，矿石矿物成分见表2。矿石矿物中除金-银矿物系列外，金属矿物以硫化物为主，非金属矿物以石英、绢云母为主。

经基本分析及组合分析结果表明矿石中主要有用组份为金，矿床平均品位6.26×10-6，伴生有益组份为银、硫，平均品位分别为13.78×10-6、18.91×10-2，可综合回收利用，伴生有益元素Cu、Pb、Zn 等低于综合利用指标（表3）。

2.4 金赋存状态及矿物学特征

电子探针分析结果显示金矿物分为自然金、含银自然金和银金矿三类，并以含银自然金为主，占总量的70%。西直格庄矿区金矿物形态较多，其中以角粒状、浑圆状、长角状为主，其次为麦粒状、板状、叶片状、针线状、枝杈状等，其他形态较少。金矿物粒度从以往地质资料统计结果分析，微细粒金占99.56%。金矿物其赋存状态主要为晶隙金、裂隙金和包体金三种，其中以裂隙金为主。

表2 矿石矿物成分表[1]Table 2 Ore mineral composition

表3 矿石组合分析结果表[1]Table 3 Analysis results of ore combined

2.5 成矿阶段划分

通过对矿石矿物成分、矿物共生组合、相互间穿插关系及矿石结构构造显微鉴定，并参考以往资料，认为成矿作用可划分为四个成矿阶段[1]（见表4）。

黄铁矿-石英阶段∶以黄铁矿化石英脉形式产出，主要组成矿物为石英、黄铁矿，另有微量毒砂等。黄铁矿颗粒粗大，自形—半自形粒状，具碎裂结构，裂隙发育。其集合体呈脉状、团块状。石英为乳白色粒状集合体，半自形、裂隙发育。黄铁矿化石英脉沿断裂构造主裂面发育，部分以细脉状充填于围岩裂隙中。

表4 矿化阶段划分及矿物生成顺序表[1]Table 4 Mineralization stage division and mineral sequence

金-石英-黄铁矿阶段∶该阶段矿物组合为黄铁矿、石英、毒砂、自然金、含银自然金、银金矿等。黄铁矿中—细粒，自形—半自形粒状，呈脉状或团块状。石英灰色，半自形—他形，呈粒状集合体状。表现为中—细粒黄铁矿石英脉、石英黄铁矿脉，呈细脉状、网脉状、细脉浸染状、团块状分布于先期黄铁矿石英脉裂隙及蚀变岩中。

金-石英-多金属硫化物阶段∶该阶段矿物成分复杂，主要矿物为石英、黄铁矿、方铅矿，次要矿物为闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿等。金矿物种类齐全，同时碲铋银矿、自然银等银矿物亦在该阶段富集。多金属硫化物均表现为半自形-他形，微细粒。为主要成矿阶段。

石英-碳酸盐阶段∶该阶段的矿物组合为石英、方解石、白云石。方解石呈乳白色，半自形-他形粒状，双晶发育，集合体呈短脉状，其中嵌布半自形—自形粒状黄铁矿石英颗粒。

3 矿床成因类型及找矿标志

3.1 矿床成因机制

李洪奎等（2006）对山东省金矿的成因类型进行划分，并针对各矿床类型特征进行详细的论述。笔者通过西直格庄矿体形态特征，矿石矿物共生组合，围岩蚀变类型，矿石结构、构造等方面的总结对比，认为该矿床属于重熔岩浆期后热液沿破碎带交代型金矿（焦家式金矿）[2]。

卢冰等（1995）对山东半岛的地体构造及金矿成矿的区域地质背景进行了研究，认为胶南地体、黄海地体对胶北地体的俯冲作用为胶北地体提供了大量的成岩成矿物质，并确定胶北地体是大洋基础上发展起来的O-型绿岩地体，有利于金矿的形成。西直格庄金矿位于胶北地体内，其矿区内及临区“洋葱构造”极为发，闪长玢岩、煌斑岩等基性超基性幔源物质出露，因此笔者认为本矿区特征十分符合上述理论特征[3,4]。结合上述理论，大致推测西直格庄金矿的形成机制如下：

古元古代荆山群变质岩中金的丰度值高，为金矿的形成提供了丰富的物质来源。新元古代震旦期和晋宁期均交代、重熔了各自侵位范围内的荆山群变质岩系，在交代、重熔过程中，金等成矿组分开始活化迁移，形成成矿热液雏形[5,6]。中生代由于太平洋板块相对于欧亚板块的俯冲挤压造成幔源岩浆上涌，引起地下热液对流循环，继续从岩体及围岩中反复淋滤、富集金等成矿元素，形成成矿热液。中生代燕山运动早期，形成了以金牛山断裂带为主的左行压扭性北东向-北北东向开放性构造体系，为成矿热液由深部向浅部的运移提供了条件。继承性的构造活动形成了西直格庄断裂带上盘一系列偏张性断裂破碎带，为成矿热液浅部运移、充填的提供了有利场所。成矿热液沿断裂带向浅部运移，进而充填于偏张性开阔的低压空间，对破碎带内的岩石进行广泛的蚀变交代作用。随着成矿期构造的多期活动和成矿热液组分的逐步演化，最终形成了破碎带控矿中低温热液富硫型金矿床[7]。

3.2 成矿规律及找矿标志

西直格庄矿区金矿体严格受断裂构造（蚀变）带控制，其赋存规律：

（1）矿体赋存于断裂破碎带变宽地段，而且具有尖灭再现，平行斜列的规律。

（2）剖碎带内蚀变矿化阶段叠加部位易形成富矿体。

（3）控矿构造走向波状起伏，产状由陡变缓部位，是矿体富集部位。

（4）矿体深部有向西南侧伏的趋势。结合本矿区蚀变矿化规律，针对本区域找矿方向提出如下找矿标志：

构造标志：北东—北北东断裂构造及其分支，特别是断裂构造构造变宽处或沿走向弯转处。

地层岩性标志：荆山群（粉子山群），特别是重熔花岗岩发育的区域。

蚀变标志：硅化，绢云母化、黄体矿化等蚀变带发育的构造剖碎带内蚀变岩发育地段，特别是各阶段蚀变叠加部位。

4 认识与讨论

西直格庄金矿受西直格庄断裂控制明显，矿体走向及倾向延伸较大，金属矿物赋存状态以裂隙金为主，并呈微细粒金形式产出。与金矿化关系密切的蚀变类型以硅化、黄铁绢云英岩化等中低温蚀变为主。西直格庄金矿成因类型属于交代—重熔岩浆期后中低温热液沿破碎带交代型金矿床（焦家式），其形成机制可能为胶南地块、黄海地块等向胶北俯冲产生幔源岩浆上侵，交代、重熔了上覆的荆子山群，岩浆作用伴生的含矿热液沿有利构造部位向上运移，并在运移过程中交代淋滤荆子山群内金元素，在有利构造部分金等多金属沉降成矿。

本文部分资料来源于山东正元地质资源勘查有限责任公司西直格庄金矿详查项目，并且野外得到烟台市牟平区西直格庄金矿有限公司的大力支持，是集体劳动成果。由于笔者认知有限，文中难免有误，敬请指导斧正。

[1] 赵冬冬，王光良，李学同，屈绍东等.山东省烟台市牟平区西直格庄矿区深部金矿详查报告. 山东正元地质资源勘查有限责任公司，2010.

[2] 李洪奎，杨锋杰。山东金矿类型划分及其主要特征[J].上海地质，2006,100:64-67.

[3] 卢 冰，胡受奚，周顺之，等.山东半岛的地体构造及金矿成矿的区域地质背景[J]。地质论评1995，41（1）:7-13.

[4] 冯亚民,等.吉林省夹皮沟金矿带控矿构造特征及演化模式(J).黄金,1999,20(11):4-8.

[5] 邓 军, 孙忠实,等.成矿流体运动系统与金质来源和富集机制讨论(J).地质科技情报,2000,19(1):41-45.

[6] 张秋生,等.中国早前寒武纪地质及成矿作用[M].长春:吉林人民出版社,1984:1-536.

[7] 《中国矿床》编委会. 中国矿床[M].北京：地质出版社,1990:1-539.