莱州纱岭金矿I-2号矿脉赋存特征及富集规律

姚树春

长春黄金设计院有限公司,长春 130012

0 引言

纱岭金矿床位于焦家成矿带的中段，探明矿区工业资源储量310 t，低品位资源63 t，其中I-2号矿脉探明工业资源储量近274 t，占矿区工业资源储量的88.26%，低品位资源37 t，占矿区低品位资源储量58.55%，I-2号矿脉总资源储量310 t，占全区资源储量(373t)的83.23%[注]山东省第六地质矿产勘查院. 山东省莱州市纱岭矿区金矿勘探报告. 莱州： 山东省第六地质矿产勘查院， 2015.。

焦家成矿断裂带及其周边大型岩金矿山有：新城金矿、焦家金矿、马塘金矿及寺庄金矿等；探矿权有：纱岭金矿勘查区、前陈—上杨家勘查区、南吕—欣木勘查区、东季—南吕勘查区及朱郭李家勘查区等。通过已生产矿山(如新城金矿、焦家金矿等)对整个焦家成矿带浅、中部矿体赋存特征及富集规律虽然有了初步的了解和认识[1]，但位于焦家成矿带中部的纱岭金矿床，已揭露矿脉的赋存标高为-940～-2 020 m，首采富集地段为-940～-1 500 m，充分验证了焦家成矿断裂带深部存在第二富集矿段(纱岭金矿床首采富集地段为-940～-1 500 m)，甚至第三富集矿段的可能(-1 500 m以下)，表明该区域深部找矿潜力巨大[2]。而I-2号矿脉为纱岭金矿的主要矿脉，因此，开展纱岭金矿I-2号矿脉赋存地质特征及其富集规律研究，不仅对包括纱岭金矿在内的焦家成矿带中、深部矿脉成矿规律的研究具有承上启下的作用，而且对该区域中深部，特别是深部找矿具有重要的借鉴及指导意义。

1 区域地质概况

纱岭金矿位于焦家断裂带的中段西部，地表距焦家断裂带1.5～4.0 km。新城金矿位于矿区的北东部，焦家、马塘金矿位于矿区东部，寺庄金矿位于矿区东南部。区域内出露地层有新生代古近纪五图群朱壁店组、新生代第四纪地层临沂组、沂河组、旭口组、山前组及第四纪松散堆积物。区域内岩浆岩发育，以中生代燕山早期晚侏罗世玲珑序列岩体为主体，大面积展布；新太古代早期马连庄序列岩体、栖霞序列岩体分布于焦家断裂带以西；中生代早白垩世燕山晚期郭家岭序列岩体侵入玲珑序列岩体内，其中玲珑序列岩体及郭家岭序列岩体与成矿关系密切。区内派生脉岩不甚发育。区域内构造以断裂构造为主，按其展布方向的差异将其大致分为北东向和近南北向两组。其中，北东向断裂构造最为发育，为胶西北伸展拆离控矿构造的重要组成部分，也是区内最重要的金矿控矿构造。按其规模和与金矿关系，焦家断裂带(龙口—莱州断裂带之高家庄到寺庄段称为焦家断裂带)主干断裂为区内Ⅰ级控矿构造，焦家主干断裂下盘支断裂—望儿山断裂和灵山沟—北截断裂为区内Ⅱ级控矿构造，其余次级断裂为区内Ⅲ级控矿构造；近南北向断裂展布于焦家断裂带下盘的玲珑岩体内，不甚发育，规模较小，多数被后期脉岩充填，少数形成矿化蚀变带但不含矿(图1)[3]。

2 矿床地质特征

2.1 矿体产状

纱岭金矿产于北东向焦家控矿构造，主断裂中心发育有连续稳定的主裂面，由里向外，按其破碎程度，将构造岩划分为三个岩性带，各岩性带之间界线多呈渐变过渡关系，局部较清晰。在主裂面附近，下盘以及沿走向、倾向产状变化部位或“人”字型构造交汇部位都是矿化有利地段。在矿体划分中，按不同蚀变岩带控制，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号四个矿(化)体群。探矿权范围共圈定80个金矿体(另有116个单工程控制的低品位矿化体，未估算资源量)，其中，最具工业意义的为I号矿体群的I-2号矿体，其资源储量约占全区资源储量的83.23%。

I-2号矿体分布于矿区南部，产出于黄铁绢英岩化碎裂岩带及黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带内，分布于240～352线之间，赋存标高-940～-2 020 m，矿体探矿权内最大走向长1 680 m，最大倾斜长2 180 m。矿体呈大脉状，具分枝复合、膨胀夹缩、波状起伏等特点，产状与主裂面基本一致，倾向243°～291°、平均272°，倾角在2°～42°之间变化。平均倾角约为27°。矿体向北东侧沿走向尖灭，向浅部延伸出矿区，向深部从240线至352线均未封闭，具有延深趋势；向南部未封闭、延伸展布于前陈—上杨家勘查区内[4]。

矿体由108个钻孔(探矿权范围内104个，勘查区南部4个)控制，单工程真厚度1.20～122.92 m，平均8.24 m，变化系数96.08%，属厚度较稳定型矿体。

圈入矿体样品1 935件，单样金品位0.05×10-6～63.14×10-6，平均品位2.91×10-6，变化系数为132.25%,属有用组分分布较均匀型矿体[5](图2)。

图1 招远—莱州地区地质简图Fig.1 Schematic geological map of Zhaoyuan-Laizhou region

2.2 矿石、矿物特征

矿石矿物成分由金属矿物、非金属矿物组成，其中金属矿物主要有自然金、银金矿、黄铁矿等；非金属矿物主要有石英、绢云母、长石等。矿石矿物按共生组合及生成关系，可划分为三个矿物共生组合。原生残留矿物：斜长石、钾长石、石英及绢云母等；蚀变矿物：绢云母、微粒石英、钾长石、碳酸盐、绿泥石及黄铁矿等；热液矿物：黄铁矿、石英、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、绢云母及银金矿等。

矿石结构以晶粒状结构为主，其次有碎裂结构、填隙结构、包含结构、交代残余结构、交代假象结构、文象结构和乳滴状结构等；矿石构造以浸染状、脉状、细脉浸染状以及斑点状构造为主，其次为角砾状及交错脉状构造。

矿石中有益组分以金为主，其次为伴生组分银、硫，伴生的有害组分中砷的含量远<0.2%。

金矿物绝大部分为自然金，极少量的为银金矿。自然金成色为882.47，银金矿成色为785.15，平均878.41。金矿物粒度以细粒金为主，微粒金及中粒金次之，粗粒金少量。矿床中粗粒粒级以上的金矿物占11.04%，细粒及微粒金以下的占88.96%。

金矿物形态以角粒状为主，片状、麦粒状、长角粒状次之，枝杈状、浑圆粒状、针状少量。金矿物赋存状态统计显示，金的赋存以晶隙金为主，其次为包体金，裂隙金少量[6]。

主要载金矿物包括黄铁矿和石英。

黄铁矿：为矿石中最主要的金属矿物，含量达1%～15%，最高达30%，是主要的载金矿物。多呈浅黄色，强金属光泽。半自形晶粒状、自形晶粒状和不规则粒状。稀疏或稠密浸染状分布于脉石矿物中，或呈脉状填充于裂隙中。金品位与黄铁矿含量一般呈正相关关系。黄铁矿粒度一般在0.01～2 mm之间，最大可达5 mm。

据显微镜下观察，成矿期各成矿阶段的黄铁矿存在差异，金-石英-黄铁矿阶段的黄铁矿多呈不规则粒状，浅黄色，强金属光泽，具裂纹但不发育，粒度较粗者常与石英呈脉状集合体分布；金-石英-多金属硫化物阶段中的黄铁矿以细粒自形晶为主，灰黄色，光泽暗，常与黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等呈细脉状、网脉状分布。

石英：是矿石中主要脉石矿物，贯穿于整个成矿过程的始终。

早期石英多为白色，颗粒粗大，压碎裂纹发育，石英颗粒多受力作用发生塑性变形，定向拉长、局部粒化，波状消光强烈，油脂光泽，石英颗粒多见净边现象，常与粗粒黄铁矿构成脉状或交代碎裂矿物颗粒。

成矿期石英多为灰白-灰色，呈半自形-自形柱状、粒状，不具波状消光，玻璃光泽，常与多金属硫化物构成细脉状或网脉状，沿裂隙充填。晚期石英呈自形柱粒状，颗粒细小，呈细脉状分布。

2.3 围岩蚀变

矿区内沿断裂构造带围岩蚀变作用发育，其规模、强度决定于断裂构造的规模、性质及岩石碎裂程度，蚀变类型主要有钾长石化、黄铁绢英岩化和碳酸盐化，此外还有绿泥石化、高岭土化等。其中，黄铁绢英岩化是区内的主要蚀变，与金矿有着密切关系，其次，硅化与金矿关系亦较密切。总体来说，矿床的蚀变作用经历了一个简单-复杂-简单的交代过程，形成了以黄铁绢英岩为中心的蚀变岩带。

蚀变岩是在构造岩的基础上，经后期构造变动及伴随的热液作用再次改造而成，呈带状分布。以主裂面(断层泥或糜棱岩)为界，上盘依次为绢英岩化变辉长岩质碎裂岩带或绢英岩化花岗质碎裂岩带、绢英岩化变辉长岩带或绢英岩化花岗岩带(局部为黄铁绢英岩化碎裂岩带、断续展布)；下盘依次为黄铁绢英岩化碎裂岩带、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带、黄铁绢英岩化花岗岩带。

3 矿化类型及矿床成因

3.1 矿化特征

矿体赋存于构造蚀变岩带中，浅部矿体的金属硫化物多呈浸染状、细脉网脉状或细脉浸染状产出，而深部多以细脉网脉状，细脉浸染状及细脉状为主。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。其浅部多富集在黄铁绢英岩化碎裂岩中，深部则多富集在黄铁绢英岩化碎裂岩和黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩中。矿化裂隙中充填物以黄铁矿石英脉为主，石英黄铁矿细脉、黄铁矿细脉次之。

纱岭金矿I-2号矿脉成矿作用主要为热液期，其次为氧化期。成矿期间，受热液本身的演化和交代作用的影响，构造的不断活动，构成了完整的构造热液期。在构造热液期内，成矿是多阶段的，根据控矿构造和热液脉体的相互关系及其与金的成矿关系，将热液成矿期划分为三个阶段：金-石英-黄铁矿阶段、金-石英-多金属硫化物阶段及石英-碳酸盐阶段，其中，金-石英-多金属硫化物阶段为主要成矿阶段，该阶段构造活动持续时间长，矿液组分沉淀充分。

金-石英-黄铁矿阶段主要矿物共生组合为黄铁矿、石英、钾长石等，并含有少量绢云母、自然金，呈细脉状、网脉状和细脉浸染状分布于破碎蚀变带中。

构造的继承性活动，使各种蚀变岩裂隙更加发育，早期形成的黄铁矿石英破碎；由于大量SiO2沉淀及天水的加入，成矿热液演变为中性至弱碱性，温度、压力及Eh值降低，金开始沉淀，然后黄铁矿和石英沉淀，共同组成浅灰色含金石英黄铁矿脉。

金-石英-多金属硫化物阶段矿物共生组合分为两个世代，第一世代为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、石英等，并含有少量闪锌矿、银金矿；第二世代主要共生矿物为方铅矿、闪锌矿、石英、绢云母等，并含少量黄铜矿、黄铁矿、银金矿类矿物，碲银矿是该世代产物。

第二成矿阶段末发生了一次复活性构造活动，活动后期，应力释放，断裂裂隙重新启开，含矿热液再度导入；先期成矿热液在上升至地表时，温度压力进一步下降，pH、Eh值升高，溶液呈偏碱性还原状态，金的络合物稳定性急剧下降，金开始大量沉淀；同时，矿液中Cu2+、Pb2+、Zn2+浓度增大，沉淀各种金属硫化物，而硫化物的析出又促进了金的沉淀，并与石英形成金石英多金属硫化物组合。

该阶段为主要成矿阶段，成矿热液沿着启开或新生断裂裂隙上升，矿化作用主要发生于主裂面之下的黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带内和黄铁绢英岩化碎裂岩带内，其次发生于黄铁绢英岩化花岗岩带内。黄铁绢英岩化碎裂岩带内矿化作用方式以交代为主、充填为次；黄铁绢英岩化花岗岩带内则以充填方式为主。多金属硫化物在黄铁绢英岩化碎裂岩内主要呈细粒浸染状分布，在黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带内主要以细脉浸染状、细脉短脉状分布，在黄铁绢英岩化花岗岩带内主要以脉状分布[7]。

石英-碳酸盐阶段主要矿物共生组合为石英、碳酸盐及少量黄铁矿，呈细脉或网脉状分布于破碎蚀变岩带中，并穿切前期热液脉体。

含矿热液经上述一系列演化及天水不断加入之后，pH 值降低，Eh值升高，温度压力进一步下降，热液中的HCO3-、CO32-、Ca2+、SO2及游离CO2同时沉淀，形成石英碳酸盐脉。

该矿化阶段因构造活动微弱及热液已大部分上升，蚀变矿化作用进入尾声(表1)。

表1 成矿阶段及矿物生成顺序表

Table 1 Mineralization stages and mineralization sequence

3.2 矿化类型

I-2号矿脉是由细粒浸染状、细脉状-网脉状-脉状黄铁绢英岩化碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩及黄铁绢英岩化花岗岩等组成。其中，以浸染状-细脉状-脉状黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩为主，其次为细粒浸染状黄铁绢英岩化碎裂岩及少量黄铁绢英岩化花岗岩。

I-2号矿脉上盘近矿围岩为绢英岩化花岗质(变辉长岩质)碎裂岩，一般呈浅灰绿色，蚀变略强、金属硫化物含量极少，大部分与矿体以主裂面为界，界线清楚；下盘近矿围岩为黄铁绢英岩化碎裂岩和黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩，局部为黄铁绢英岩化花岗岩，界线不清。表明 I-2号矿脉矿化类型为蚀变岩型金矿。

3.3 矿床成因

莱州市纱岭金矿的形成，主要经历了三个阶段。

第一阶段陆壳重熔-矿源岩的形成。胶东地区太古宙岩浆活动强烈，其组成的唐家庄岩群、胶东岩群、官地洼组合、马连庄组合，和来自地壳深部的TTG岩系组成的栖霞片麻岩岩套，构成了胶东地区花岗-绿岩建造，该建造中金的丰度较高，成为胶东金矿原生矿源岩。中生代构造岩浆活动强烈，胶东陆壳发生大规模重熔，原生矿源层中的金成矿元素在浅部岩浆房中富集，岩浆冷凝结晶后形成富金花岗岩—玲珑花岗岩、郭家家岭花岗岩，成为胶东金矿直接矿源岩。

第二阶段流体活化—金元素迁移、富集。长期、多次热流体活动是金元素活化、迁移、富集成矿的重要因素。胶东地区三次大规模构造变动事件—新元古代造山作用、三叠纪碰撞构造、侏罗-白垩纪岩石圈减薄，造成了多次流体活动和多期金元素活化、迁移成矿作用。三次构造变动事件均伴随着大规模岩浆活动，为成矿热液多期活动的热源。在多期构造岩浆活动过程中，变质基底中的金活化再分配，造成金的预富集。金最终富集成矿与中生代岩石圈减薄峰期引起的花岗岩浆活动和同期的幔源中基性岩浆活动有关，大规模岩浆活动造成流体异常活跃，流体萃取矿源岩中的金元素，形成含金热液。含金热液由深部向地表迁移至较浅部位时，与大气降水混合，形成了一个新的流体—成矿系统。

第三阶段伸展拆离—矿体定位。中生代构造体制转折、幔隆作用、岩石圈减薄，导致的大规模岩浆活动和广泛的伸展拆离构造是引起金矿爆发式成矿的直接原因。伸展构造既为成矿流体运移提供了良好的通道，又为成矿流体富集、矿体定位提供了有利的空间。成矿流体进入伸展拆离构造中，以渗流方式运移，通过与构造岩发生交代作用形成以细脉浸染状蚀变岩为主的矿体，即焦家式金矿。主成矿期年龄122～113 Ma[8]。

纱岭金矿床的成矿，经历了一个复杂而漫长的演化过程，其成矿物质主要来源于围岩，热液的水源主要是大气降水和岩浆水。矿床成因类型属混合岩化-重熔岩浆热液型金矿床。

4 找矿标志及富集规律

4.1 找矿标志

区域性的北东向压扭性断裂及其派生的次级断裂构造系统是矿床赋存的重要构造标志；侏罗纪玲珑岩体和白垩纪郭家岭岩体与之密切相关，并由此形成了东西成带，北东成串(沿构造)的成矿规律；破碎蚀变岩带中钾化、硅化、黄铁绢英岩化等蚀变以及石英、多金属硫化物的发育也是矿床形成的重要标志[9]。

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)北东向压扭性断裂带的主干断裂常沿岩体接触带展布，具明显的压扭特征，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找矿标志。

(2)钾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[10]。

(3)低磁场的线状串珠状异常带、高极化率和低电阻带中的高电阻率异常的地球物理特点是指示矿床存在的间接标志。

(4)矿床的主要指示元素有Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi，这些元素的组合异常是直接找矿标志。

4.2 矿化富集规律

(1)区域构造控矿：纱岭金矿床位于焦家成矿带的中段，属混合岩化-重熔岩浆热液型金矿床，断裂构造控制了矿体的产出，断裂的生成可分为两个阶段：首先是韧性剪切带的存在，之后是脆性断裂、裂隙的迭加。成矿作用主要发生在脆性变型阶段。

(2)岩性控矿：侏罗纪玲珑岩体二长花岗岩与新太古代马连庄组合的变辉长岩接触带的内带是赋矿有利部位，其特点与焦家、马塘、寺庄金矿床的控、赋矿规律相一致。纱岭金矿床严格受接触带内带的岩性控制。

(3)构造控矿有力部位：北北东-北东向构造与近东西向断裂的复合部位是矿床形成的有利空间，控制构造沿走向及倾向产状变化及蚀变岩膨大复合地段是矿体赋存的有利部位。

(4)矿体侧伏规律：断裂活动与蚀变矿化相一致，主要活动阶段有四个：早期石英黄铁矿阶段，金矿化微弱，局部形成工业矿体；晚期的石英碳酸盐阶段基本无金矿化；只有期间的第二、三阶段为石英黄铁矿及多金属硫化物矿化阶段，金矿化最强。矿床内金矿化的强弱依附于主要矿化阶段的发育及迭加程度，即当含有细粒黄铁矿细脉和多金属硫化物石英细脉或其相互迭加时往往形成厚而富的工业矿体，在空间分布上，服从于矿体南西侧伏规律[11]。

(5)元素异常组合规律：矿床地球化学特征表明，矿床的主要指示元素为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi，这些元素的异常组合是指示矿存在的重要地球化学标志，矿体地球化学元素的垂直分带规律，对判定矿体剥蚀深度和矿体预测具有重要指导意义。

5 结论

(1)纱岭金矿I-2号矿脉产于侏罗纪玲珑岩体二长花岗岩与新太古代马连庄组合的变辉长岩接触带的内带，受北北东-北东向构造控制，控制构造沿走向及倾向产状变化及蚀变岩膨大复合地段是矿体赋存的有利部位，为混合岩化-熔岩浆热液型金矿。

(2)纱岭金矿I-2号矿脉矿化富集主要在断裂活动与蚀变矿化的第二、三阶段(石英黄铁矿及多金属硫化物矿化阶段)。矿床内金矿化的强弱依附于主要矿化阶段的发育及迭加程度，即当含有细粒黄铁矿细脉和多金属硫化物石英细脉或其相互迭加时往往形成厚而富的工业矿体，在空间分布上，服从于矿体南西侧伏规律。

(3)纱岭金矿I-2号矿脉赋存特征及矿化富集规律的研究表明焦家成矿断裂带中、深部存在第二矿化富集段。