昆嵛山岩体东缘金矿成矿规律研究及找矿靶区划分

牛金

(山东省第五地质矿产勘查院，山东 泰安 271000)

0 引言

昆嵛山岩体是多期次的复式杂岩体，位于胶东半岛米山断裂和牟平断裂之间，是华北克拉通和苏鲁超高压变质带的过渡带。研究区位于昆嵛山岩体东缘，划分出下卧龙、吴格庄和万家口3个金矿重点工作区[1-2]，区内金矿多与细粒花岗岩和玲珑序列花岗岩相关，矿点检查金矿最高品位14.21×10-6。本文在前人工作的基础上，详细描述了昆嵛山岩体东缘区域地质特征，分析了金矿成矿规律，建立了昆嵛山东缘金矿综合找矿模型，划分了9个找矿靶区，分别为下卧龙靶区、宋家庄靶区、刘家产靶区、吉子园靶区、盘石靶区、合子村靶区、于家口靶区、万家口靶区和雨夼靶区。

1 区域地质背景

研究区大地构造位置位于秦岭-大别-苏鲁造山带(Ⅰ)、胶南-威海隆起区(Ⅱ)、威海隆起(Ⅲ)、乳山-荣成断隆(Ⅳ)。地层发育古元古代荆山群，中生代白垩纪青山群、莱阳群及新生代第四系；区域构造表现为韧性变形和断裂构造；侵入岩以中元古代四堡期、中生代印支期、中生代燕山期侵入岩及各期派生的脉岩为主(图1)。

2 区域金矿成矿规律

2.1 主要矿床成因类型

区域金矿成因类型较多，主要为与中生代燕山期花岗岩有关的岩浆热液型、与早前寒武沉积变质作用有关的热液型及与新生代沉积作用有关的河流冲积型[3-13]，其中，与中生代燕山期花岗岩有关的岩浆热液型金矿为区域金矿最为重要的类型，该类型包含4个矿床类型：破碎蚀变岩型(焦家式)，石英脉型(玲珑式)，石英硫化物(金牛山式)，蚀变层间角砾岩型(蓬家夼式)。研究区内金矿床类型主要为硫化物石英脉型(金牛山式)，另有1处细粒花岗岩型(下卧龙式)。

2.2 成矿控制条件

2.2.1 中生代岩浆岩与金成矿接触关系

区域内玲珑花岗岩是金矿体的主要赋矿围岩。玲珑花岗岩边缘或郭家岭花岗闪长岩的内接触带为主要成矿部位。研究区内金矿床多沿古元古代荆山群与中生代玲珑序列花岗岩接触带展布，或分布在玲珑序列岩体内。

2.2.2 中基性脉岩与金成矿关系

研究区内中基性脉岩广泛发育，主要为闪长玢岩、闪长岩、辉绿玢岩、煌斑岩脉等，与已发现的金矿脉呈相互穿插、包裹关系。脉岩中的金含量远高于围岩和区域异常值下限，且部分脉岩可直接形成蚀变岩型金矿石。因此，中基性脉岩群的发育地段为金矿成矿的有利地段。

2.2.3 构造控矿作用

构造控矿主要表现为断裂带糜棱岩及碎裂岩形成过程中富金物质叠加成矿。构造具有多期性，早期表现为韧性剪切，晚期表现为脆性变形。早期金初步富集，后期受热液作用影响使金进一步富集。构造活动为金矿富集提供了动力条件，也为金矿富集提供了赋存场所。因此，断裂构造是金矿成矿最重要的控制因素之一。

2.3 矿化蚀变规律

昆嵛山地区金矿成矿可分为早期蚀变、晚期矿化2个阶段。早期含矿热液渗透到控矿断裂裂隙中，与周围岩石进行交代、钾化，形成宽大的钾化带。随后，大量含矿热液涌入将围岩中的暗色矿物先变为绿泥石，后转变为绢云母，同时析出铁、镁，铁与热液中的硫结合成星散状黄铁矿，长石分解成微粒石英和细鳞片状绢云母，最终形成由星散状黄铁矿、微粒石英和鳞片状绢云母组成的岩石-黄铁绢英岩。晚期控矿断裂多次活动，使蚀变岩形成一系列脆性变形构造岩，并在主干构造内外产生一些新的伴、派生张性断裂裂隙。在这些断裂裂隙中矿液充填、沉淀、成矿。

2.4 矿化分带规律

区域金矿矿化在空间分布上表现为矿化分带、蚀变分带、构造分带三者相互协调对应(表1)。

表1 金矿矿化类型、蚀变岩分带与构造的对应关系

2.4.1 矿化类型分带性

石英脉型金矿分带明显，表现为在主干控矿断裂带下盘岩性为变形均匀的碎粒岩、碎粉岩、糜棱岩等，矿化蚀变强烈，构成矿床主矿体，矿化类型为细脉浸染状金矿化。在离主干断裂断层面稍远一些的位置和主断裂附近较低级序的次级断裂中，岩石破碎变弱，岩性为花岗碎裂岩和碎裂花岗岩，节理裂隙发育，形成细网脉状金矿化类型；离主干断裂断层面更远处，构造变形微弱，原岩基本未破坏，发育网状裂隙带，矿化类型以脉状或网脉状为主，局部发育为硫化物石英脉型金矿。

细粒花岗岩型金矿分带不明显，近矿围岩以花岗岩为主，次为片麻状二长花岗岩。受构造活动影响，围岩多次破碎而形成碎裂岩，分布在破碎带的两侧。当岩石破碎、黄铁矿化、硅化增强时，在主断层及其上下盘形成金矿体。

2.4.2 蚀变岩分带性

蚀变岩分带以主断裂向外依次为黄铁绢英岩带、黄铁绢英岩化带、钾化带和非蚀变岩。其中黄铁绢英岩带、黄铁绢英岩化带和钾化带内矿化特征明显。

2.5 成矿模式研究

在太古宙至古元古代时期，该地区发生了强烈的区域变质和混合岩化作用，变质岩系内的金质发生了活化、迁移，形成了该地区变质岩系的高金背景区[14-16]。中生代燕山期受太平洋板块俯冲挤压影响[17]，断裂深切到上地幔，发生了强烈的构造-岩浆活动，产生了巨量的热能和岩浆热液，形成了重熔型玲珑花岗岩和同熔型郭家岭花岗岩。含金成矿元素的成矿热液顺断裂带流向地表，并与沿裂隙循环的雨水—地下水发生混合时，在有利的构造部位沉淀出金，形成金矿床，这就是金牛山式、下卧龙式岩浆热液成矿模式(图2)。

1—混合花岗岩；2—胶东岩群残留物；3—脉岩；4—含金石英脉；5—富金黄铁矿脉

3 重点工作区地质特征

3.1 下卧龙重点工作区特征

区内地层不发育，仅南部出露第四系。岩体总体呈弧形分布，晒字村以东大面积出露玲珑岩体，多具韧性变形；桃花岘—吕家上口、西于疃—大背后一带埠柳序列较发育，其内可见残留体状玲珑岩体；柳林庄序列呈残留体状分布于西于疃北侧和刘家庵西侧；区内东北部宁津所序列呈弧形切穿玲珑岩体和柳林庄岩体；王家场东北发育崂山岩体，总体呈NE向切割其他岩体。区内韧性剪切较发育，断裂构造发育较少，东部的玲珑岩体内在韧性变形基础上被脆性变形叠加，走向呈NNW向，亦为金矿控矿构造，构造带西侧有金矿点分布。

区内矿体主要受细粒黑云二长花岗岩脉控制，走向328°，倾向238°，倾角约89°；揭露金矿体宽度为2.2m，金品位为(1.80～10.70)×10-6，矿石类型为黄铁矿化细粒二长花岗岩。

3.2 吴格庄重点工作区特征

区内出露地层主要为第四系，分布于研究区西部花家疃水库及老清河两岸地势低洼地段。断裂构造发育，NNE向、NE向为主构造方向，NWW向次级断裂发育。侵入岩大面积出露燕山早期玲珑序列花岗岩，西北部为郭家店单元中粗粒二长花岗岩，东南部出露九曲单元、崔召单元和大庄子单元，各地质体走向均呈NE向，且大庄子单元严格受NE向断裂控制，区内东南部脉岩较发育，主要为燕山期NE向煌斑岩脉、正长斑岩脉和闪长玢岩脉。区内共圈定4条金矿(化)体，编号为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(图3)。

1—第四纪临沂组；2—第四纪沂河组；3—玲珑序列郭家店单元中粗粒二长花岗岩；4—玲珑序列大庄子单元含斑粗中粒二长花岗岩；5—玲珑序列崔召单元中粒含黑云二长花岗岩；6—玲珑序列九曲单元弱片麻状中细粒二长花岗岩；7—埠柳序列大水泊单元斑状中细粒含黑云角闪石英二长岩；8—石英脉；9—煌斑岩脉；10—闪长玢岩脉；11—正长斑岩脉；12—断裂；13—金矿(化)体及编号；14—重点工作区范围

3.2.1 矿(化)体特征

(1)I号金矿化体。矿化体呈脉状，总体走向10°，倾向SE，倾角85°左右。控制长度700m，斜深79m,平均厚度0.25m，金平均品位2.86×10-6。赋矿岩石为黄铁矿化石英脉，具强黄铁矿化、绿帘石化、绢云母化及硅化。

(2)Ⅱ号金矿化体。矿化体呈脉状，总体走向27°，倾向SE，倾角78°～82°。控制长度约400m，斜深45m，平均厚度0.53m，金平均品位1.89×10-6。赋矿岩石为褐铁矿化花岗质碎裂岩，具强硅化、弱黄铁矿化、绿帘石化。

(3)Ⅲ号金矿体。矿体位于呈脉状，总体走向20°，倾向SE，倾角72°～80°。控制长约700m，斜深25m，平均厚度0.97m，金平均品位1.95×10-6。赋矿岩石为黄铁矿化石英脉，具强黄铁矿化、强硅化、绢云母化。

(4)Ⅳ号金矿体。矿体呈脉状，总体走向10°，倾向SE，倾角75°～80°。控制长约500m，斜深30m，平均厚度1.02m，金平均品位1.19×10-6。赋矿岩石为黄铁矿化石英脉，具强黄铁矿化、硅化、绢云母化。

3.2.2 矿石特征

(1)矿石矿物成分。区内矿石矿物成分较简单，原生矿物主要有黄铁矿、石英、绢云母、长石等，表生矿物主要有褐铁矿等(图4)，种类及其相对含量见表2。

a—黄铁矿呈他形粒状；b—磁铁矿集合体呈稀疏浸染状分布；Py—黄铁矿；Mtz—磁铁矿

表2 矿石矿物成分表

矿石矿物按共生组合及生成关系，可划分为4个矿物共生组合。原生残留矿物有斜长石、钾长石、石英及黑云母等；蚀变矿物有绢云母、微粒石英、钾长石、碳酸盐、绿泥石及黄铁矿等；热液矿物有黄铁矿、石英、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿及绢云母等；表生矿物有褐铁矿、孔雀石及铜蓝等。

(2)矿石结构和构造。矿石结构主要为晶粒状结构，其次为压碎结构、填隙结构、浸蚀结构、交代结构与交代残余结构等。矿石构造主要有细脉浸染状构造、浸染状构造、细脉或网脉状构造，其次为斑点状构造、团块状构造。

3.3 万家口重点工作区地质特征

区内出露地层主要为第四系，分布于研究区东南部宝泉水库及河流两岸地势低洼地段，西南部零星分布荆山群。区内构造主要发育NW向断裂，分布于研究区东北部和西部，主要断裂有西石山头断裂、赵家庵断裂。侵入岩出露玲珑序列崔召单元中粒含黑云二长花岗岩、郭家岭序列双山单元中细粒二长花岗岩和崂山序列午山单元晶洞细粒正长花岗岩，玲珑序列被郭家岭序列、崂山序列侵入，接触界线较弯曲；区内中基性脉岩极为发育，主要为煌斑岩脉和正长岩脉，走向呈NEE向。区内发现有于家口、万家口2处金矿化点。

于家口金矿化体为褐铁矿化石英脉，呈细脉状，脉宽0.1～0.25m，两侧为煌斑岩脉。走向71°，倾向331°，倾角60°左右。金品位最高为0.37×10-6。矿化蚀变主要为硅化、褐铁矿化、绢英岩化。

金矿化体为褐铁矿化石英脉、绢英岩质碎裂岩，呈脉状，呈舒缓波状，脉宽0.6～3.9m，走向约20°，倾向110°，倾角70°左右。金品位最高为0.86×10-6，矿化蚀变以褐铁矿化、硅化和绢英岩化为主。

4 找矿模型建立

4.1 找矿模型建立原则

(1)所建立的金矿找矿模型是以矿床为主要研究对象[18-21]。

(2)研究区内金矿床具有成群出现的规律，具有明显的区带性，各成矿带之间的地质条件虽不尽相同，但研究认为，区内金矿的成因类型、形成机制及控矿条件等方面，各成矿带内的矿床均具有广泛的一致性，故可以通过建立一个“找矿模型”对本区金矿进行预测，优化找矿靶区，研究找矿方向。

(3)在建立找矿模型时，尽可能考虑所用地质及多学科成果资料在全区的一致性，资料水平的对等性，尽量保证观测结果的客观性(图5)。

图5 昆嵛山地区金矿综合找矿模型

4.2 模型建立的区域地质构造背景条件

(1)处于长期隆起的前寒武纪结晶基底之上。

(2)具有明显演化特征的构造发展史，基底构造与中生代构造相叠加。

(3)岩浆活动以燕山期壳幔混合岩浆广泛发育。

(4)在平稳的区域负磁场中的低负磁场、低正、负磁场缓变场以及重力场在(0～30)×10-5m/s2区域中宽缓的正负“鼻状”突起。重磁梯度带广泛分布。

4.3 单学科找矿信息分析

(1)地层：前寒武纪胶东岩群、荆山群的出露有利于金矿产出。其中胶东岩群为胶东地区金矿的初始矿源层，与金矿关系密切。

(2)构造：控矿构造对金矿的控制作用是多方面的，尤其对不同级别成矿单元的形成以及矿床类型方面的控制尤为突出。EW向基底构造带与NE向、NNE向控矿断裂组成的构造格架，控制了研究区金矿化集中展布，其交会部位是控制矿床的重要因素；NE向、NNE向二级断裂带既是导矿构造又是控矿构造，它的发展和演化直接控制了本区金矿床的形成和产出。距其7km之内是最有利的成矿区域。其次级断裂构造则是直接的控矿构造，发育程度直接反映了成矿条件有利与否。

构造破碎带、蚀变带及韧(脆)性剪切带的发育程度是能否形成金矿，特别是中型以上金矿的重要标志，发育程度愈高成矿规模愈大。

(3)岩体：中生代燕山期玲珑花岗岩及郭家岭花岗岩与金矿关系密切，其形成和产出为金矿床形成提供了巨大的热源，为成矿物质的迁移、富集以及金矿床集中区的定位起着决定性的作用。岩体与前寒武纪地层(或岩体)呈断层接触的接触带有利于成矿；岩体的边缘相，特别是超覆地区和港湾状、舌状部位有利于成矿。

(4)脉岩：是金矿围岩中金含量最高的岩石，金含量在(5～46)×10-9之间，它的发育在一定程度上反映了这一地区的构造活动和有利的成矿空间，同时暗示着隐伏岩体的存在。煌斑岩、辉绿玢岩和石英脉与金矿化关系最为密切。

5 找矿靶区划分

根据金矿床、矿(化)点的分布特征，结合控矿地质条件，矿(化)体赋存地质特征，以及物化探、重砂异常资料等矿化信息，采用“定边+定位”的方法对研究区内金矿找矿靶区进行了圈定[22-25]。

本次成矿预测的比例尺介于1∶5万～1∶2.5万之间，是以矿床级地质单元圈定预测区，即圈定矿床成因类型相似的隐伏矿床可能产出的预测区(面积小于10km2)。共在下卧龙、吴格庄和万家口3个重点工作区内圈定9个找矿靶区(表3)。

表3 找矿靶区一览表

5.1 定位条件

已知矿床、矿点、矿化点的集中分布区，多组不同级别断裂构造的交会处，与成矿有关的岩体接触带部位，有利的地球物理场部位，与金有关的重砂组合异常、金化探异常是区内金矿化的反映，标志着金的成矿活动的存在。上述条件是金矿存在的地质条件和信息显示，具备岩浆、构造和矿化信息等条件的地段，是可能成矿的有利地段—成矿靶区。

5.2 定边条件

主要根据成矿构造系统以及岩体的规模、产状、分布范围、地质工作控制程度、预测深度等确定预测区边界。在具体圈定预测区边界时，据预测区的工作程度差异，分为以下几种情况：

(1)地质工作程度高，控制矿床的体系明朗，则构造体系是预测区边界确定的重要依据、同时也考虑重砂、化探异常的分布范围。

(2)地质工作程度较低，有个别矿床(点)，控矿断裂规模、产状大体明确。在此情况下，汇水盆地及与其有关的化探异常、重砂组合异常分布范围，是边界确定的重要依据。

(3)地质工作程度低，无矿床(点)。但有重砂、化探异常，依重砂、化探异常圈定边界。

6 结论

(1)昆嵛山岩体是胶东地区金成矿的重要岩体，深入研究昆嵛山岩体周缘金矿成矿规律对在该区开展金矿找矿工作具有一定指导意义。

(2)昆嵛山岩体周边金矿成矿多与细粒花岗岩和玲珑序列花岗岩相关，其中细粒花岗岩型(下卧龙式)金矿床主要受细粒黑云二长花岗岩控制，矿化主要分布于细粒黑云二长花岗岩与中生代玲珑序列九曲单元中粒含石榴二长花岗岩接触带下盘及细粒黑云二长花岗岩岩体内部裂隙。

(3)昆嵛山地区金矿成矿可分为早期蚀变、晚期矿化2个阶段。早期含矿热液渗透到控矿断裂裂隙中，蚀变形成黄铁绢英岩。晚期控矿断裂多次活动，导致含金矿热液充填、富集、沉淀。

(4)建立本区找矿模型和划分找矿靶区要以金矿床为主要研究对象，充分研究金矿床具有成群出现的规律，同时尽可能考虑所用地质及多学科成果资料在全区的一致性。