山東西直格莊金礦礦床地質特征及其找礦指示意義

李海松，王光良，賴耀龍， 馬圣鈔，萬常武

1.中國冶金地質總局山東正元地質勘查院，中國 濟南250101; 2.江西省永修縣國土資源局, 中國 九江 330304

西直格莊金礦是在膠東隆起地塊荊山群發現的新類型銀金多金屬礦床，金品位較富，并伴生銀銅等礦化，具有一定的規模。隨著西直格莊金礦深部找礦評價及外圍找礦工作的展開，該區有望成為一個中—大型的金礦區。

1 礦區地質概況

西直格莊金礦位于膠北隆起地體東部，海陽—青島斷裂的北端[1]（圖1）。

1.1 礦區地層

礦區內出露地層為古元古代荊山群祿格莊組安吉村段（Pt1jLa）、冶頭組祥山段（Pt1jYx）和陡崖組徐村段（Pt1jDx）以及晚期的第四系沉積地層（圖1）。荊山群地層原巖為一套淺海相泥砂質、砂泥質及砂質夾部分富鎂泥灰質沉積。其經后期區域變質作用改造，達到高角閃巖亞相，巖性主要為黑云斜長片麻巖、斜長角閃片麻巖、變粒巖、大理巖，局部有混合巖化。 新生代第四系地層沿山間河谷及河流兩側分布，由老至新主要有山前組（Q）、臨沂組（QL）、沂河組（QY）。第四系地層以含礫砂質-黏土質粉砂、含礫中砂、砂礫層為主，主要屬于河流相沖積物沉積層（圖2）。

1.2 構造

區域內斷裂構造極為發育，主要發育EW、NW、NNE、NE、NEE 向五組斷裂構造。其中EW、NNE、NE、NEE 向斷裂與區域成礦關系密切，具體簡述如下：

圖1 膠東地區地質簡圖Fig.1 Geological sketch map of Jiaodong area

圖2 西直格莊礦區地質略圖Fig.2 Geological sketch map of Xizhigezhuang mining area

東西向斷裂：受后期構造作用明顯而近東西向斷續分布，其沿走向延伸不遠，但寬度相對較大，局部達50 m（陳家溝斷裂）。帶內構造角礫巖發育，局部硅化、絹云母化蝕變，并出現金礦化，如西直格莊金礦床Ⅰ號礦化蝕變帶。充填于其中的煌斑巖被破碎、片理化發育，表明該斷裂存在多期活動。北北東向斷裂：該組斷裂比較發育，規模較大，長達數公里至幾十公里。走向5°～25°，局部近南北；傾向南東，傾角70°～85°。帶內可見碎裂巖、角礫巖、斷層泥及擠壓透鏡體；有石英脈、煌斑巖脈貫入，并被擠壓破碎；斷裂面呈舒緩波狀，具滑動鏡面及擦痕，顯示左行壓扭性并具多期活動特點。沿斷裂帶見硅化、絹英巖化、黃鐵礦化及金礦化等蝕變與礦化。該組斷裂控制多處金礦床分布，如鄧格莊、金牛山、金青頂等大中型金礦床位于該組斷裂中。

（1）北東向斷裂：該組斷裂區內最為發育，一系列斷裂平行展布構成斷裂帶。斷裂走向30°～45°，傾向南東，傾角60°～80°。斷裂帶一般寬10～20 m，最寬達150 m，呈左行壓扭性。帶內巖石被強烈擠壓破碎，形成大量的碎裂巖、角礫巖、擠壓透鏡體、糜棱巖、斷層泥等，并具絹英巖化、黃鐵礦化、綠泥石化及高嶺土化等蝕變，局部黃鐵礦化體伴生金礦化。該組斷裂切割、破壞東西向斷裂。區內該組具代表性的斷裂有潘家莊斷裂、鮑家泊斷裂、西直格莊斷裂和育黎斷裂，其中西直格莊斷裂即西直格莊金礦床的控礦構造。

（2）北東東向斷裂：該組斷裂在區內較發育，其特點走向大于50°，傾向北東，傾角60°～80°，以右行壓扭性為主，主要切割北北東向斷裂，斷裂帶內可見由強烈擠壓形成的破碎巖、角礫巖等構造巖石，并見擠壓透鏡體、斷層泥等。該組斷裂為成礦期后構造，切割破壞金礦體。

1.3 巖漿巖

區內巖漿巖極為發育，呈巖基、巖株或脈巖產出。其中新元古代晉寧期榮成超單元和震旦紀玲瓏超單元大面積出露，呈北北東向展布，與區域構造走向近似一致；晚期的中元古代四堡期小規模的海陽所超單元呈巖脈侵入于古元古代荊山群地層中。榮成超單元呈巖基狀產出，巖性為弱片麻狀中粒含黑云二長花崗巖，分布于區域西北部劉家夼-鮑家泊一帶。玲瓏超單元由巖性以片麻狀中細粒含石榴二長花崗巖為主的敦北山單元、云山單元，巖性以中粗粒二長花崗巖為主的郭家店單元，以及巖性為不等粒花崗巖的筆架山單元組成，主要分布于區域的東部地區。海陽所超單元規模較小，受斷裂控制明顯，巖性為中細粒變輝長巖，呈北東向小巖株狀產出，分布在劉家夼東南一帶。另外區內脈巖較發育，主要有石英脈（q）、閃長玢巖（δμ）、煌斑巖（χ），角閃二長斑巖、偉晶巖（ρ）及碳酸巖。

2 礦床地質特征

2.1 蝕變礦化特征

西直格莊礦區蝕變作用發育，礦化蝕變帶受斷裂構造控制明顯。目前本礦區見多條規模較大的礦化蝕變，其中Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ號帶見具經濟價值的工業礦體。主要蝕變類型為絹英巖化、黃鐵絹英巖化、硅化、碳酸鹽化等，此外還有綠泥石化、鉀長石化等蝕變。其中絹英巖化、黃體絹英巖化和硅化作用與金礦化關系密切。部分典型蝕變礦化帶特征見表1。

主礦體賦存于Ⅴ號礦化蝕變帶標高+112～-790 m 范圍內，控制長約400 m，控制傾斜延深450 m。礦體沿走向呈斜列透鏡體或脈狀。傾向東南，傾角 69°～75°，局部西傾。礦體最小厚度0.30 m，最大厚度2.00 m，平均1.04 m，厚度變化系數34.22%，屬厚度變化穩定的礦體；單工程最高品位27.00×10-6，單工程最低品位1.04×10-6，礦體平均品位6.26×10-6，品位變化系數88.15%，為有用組分分布均勻的礦體。礦體中夾石少，夾石率小于10%，內部結構簡單。

2.2 礦石類型及結構構造

西直格莊金礦床氧化帶深部一般距地表10～30 m，而主礦體位于-370 m 深部，距地表埋深達500 m，因而礦石自然類型為原生礦石。根據礦石的共生組合、結構、構造等特征，將礦床內原生礦石劃分為黃鐵礦石英脈型、石英黃鐵礦脈型、黃鐵絹英巖型礦石。其中礦石工業類型為高硫黃鐵礦蝕變巖-石英脈型金礦石。

礦石結構以動力變質結構、晶粒狀結構、填隙結構為主，次為包含結構、交代殘余結構。動力變質結構主要為碎裂結構和碎斑結構，其特征為由黃鐵礦組成的礦石中，黃鐵礦裂隙發育，形成不規則棱角狀碎塊；晶粒狀結構顯示黃鐵礦呈自形～半自形或他形晶粒狀分布于脈石礦物中；填隙結構以黃鐵礦和石英的壓裂隙、晶隙充填晚期礦物為特征，并部分出現交代現象；包含結構特征為金、銀礦物呈包體狀態包含于黃鐵礦石英等礦物中；交代殘余結構以礦石中先結晶礦物被后結晶礦物交代而形成殘余體狀。

表1 西各莊金礦蝕變礦化帶特征[1]Table 1 Features of alteration and mineralized zone of Xigezhuang gold deposit

礦石構造主要為致密塊狀、團塊狀、網脈狀、條帶狀、浸染狀、短脈浸染狀、角礫狀構造。塊狀構造以礦石中黃鐵礦、石英等均呈較為均一的分布狀態為特征；團塊狀構造表現在金屬硫化物呈團塊狀集合體分布于脈石礦物中；網脈狀構造礦石顯示黃鐵礦等金屬硫化物與石英構成較為連續的石英黃鐵礦脈或石英多金屬硫化物脈沿礦石裂隙充填形成網脈狀、細脈狀。條帶狀構造特征為金屬硫化物與脈石礦物呈條帶狀近平行間隔排列。浸染狀構造特征為黃鐵礦等金屬硫化物呈星點狀或不規則短脈狀散布在脈石礦物中。

2.3 礦石礦物成分及化學成分

通過巖礦測試及電子探針分析資料，礦石礦物成分見表2。礦石礦物中除金-銀礦物系列外，金屬礦物以硫化物為主，非金屬礦物以石英、絹云母為主。

經基本分析及組合分析結果表明礦石中主要有用組份為金，礦床平均品位6.26×10-6，伴生有益組份為銀、硫，平均品位分別為13.78×10-6、18.91×10-2，可綜合回收利用，伴生有益元素Cu、Pb、Zn 等低于綜合利用指標（表3）。

2.4 金賦存狀態及礦物學特征

電子探針分析結果顯示金礦物分為自然金、含銀自然金和銀金礦三類，并以含銀自然金為主，占總量的70%。西直格莊礦區金礦物形態較多，其中以角粒狀、渾圓狀、長角狀為主，其次為麥粒狀、板狀、葉片狀、針線狀、枝杈狀等，其他形態較少。金礦物粒度從以往地質資料統計結果分析，微細粒金占99.56%。金礦物其賦存狀態主要為晶隙金、裂隙金和包體金三種，其中以裂隙金為主。

表2 礦石礦物成分表[1]Table 2 Ore mineral composition

表3 礦石組合分析結果表[1]Table 3 Analysis results of ore combined

2.5 成礦階段劃分

通過對礦石礦物成分、礦物共生組合、相互間穿插關系及礦石結構構造顯微鑒定，并參考以往資料，認為成礦作用可劃分為四個成礦階段[1]（見表4）。

黃鐵礦-石英階段∶以黃鐵礦化石英脈形式產出，主要組成礦物為石英、黃鐵礦，另有微量毒砂等。黃鐵礦顆粒粗大，自形—半自形粒狀，具碎裂結構，裂隙發育。其集合體呈脈狀、團塊狀。石英為乳白色粒狀集合體，半自形、裂隙發育。黃鐵礦化石英脈沿斷裂構造主裂面發育，部分以細脈狀充填于圍巖裂隙中。

表4 礦化階段劃分及礦物生成順序表[1]Table 4 Mineralization stage division and mineral sequence

金-石英-黃鐵礦階段∶該階段礦物組合為黃鐵礦、石英、毒砂、自然金、含銀自然金、銀金礦等。黃鐵礦中—細粒，自形—半自形粒狀，呈脈狀或團塊狀。石英灰色，半自形—他形，呈粒狀集合體狀。表現為中—細粒黃鐵礦石英脈、石英黃鐵礦脈，呈細脈狀、網脈狀、細脈浸染狀、團塊狀分布于先期黃鐵礦石英脈裂隙及蝕變巖中。

金-石英-多金屬硫化物階段∶該階段礦物成分復雜，主要礦物為石英、黃鐵礦、方鉛礦，次要礦物為閃鋅礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等。金礦物種類齊全，同時碲鉍銀礦、自然銀等銀礦物亦在該階段富集。多金屬硫化物均表現為半自形-他形，微細粒。為主要成礦階段。

石英-碳酸鹽階段∶該階段的礦物組合為石英、方解石、白云石。方解石呈乳白色，半自形-他形粒狀，雙晶發育，集合體呈短脈狀，其中嵌布半自形—自形粒狀黃鐵礦石英顆粒。

3 礦床成因類型及找礦標志

3.1 礦床成因機制

李洪奎等（2006）對山東省金礦的成因類型進行劃分，并針對各礦床類型特征進行詳細的論述。筆者通過西直格莊礦體形態特征，礦石礦物共生組合，圍巖蝕變類型，礦石結構、構造等方面的總結對比，認為該礦床屬于重熔巖漿期后熱液沿破碎帶交代型金礦（焦家式金礦）[2]。

盧冰等（1995）對山東半島的地體構造及金礦成礦的區域地質背景進行了研究，認為膠南地體、黃海地體對膠北地體的俯沖作用為膠北地體提供了大量的成巖成礦物質，并確定膠北地體是大洋基礎上發展起來的O-型綠巖地體，有利于金礦的形成。西直格莊金礦位于膠北地體內，其礦區內及臨區“洋蔥構造”極為發，閃長玢巖、煌斑巖等基性超基性幔源物質出露，因此筆者認為本礦區特征十分符合上述理論特征[3,4]。結合上述理論，大致推測西直格莊金礦的形成機制如下：

古元古代荊山群變質巖中金的豐度值高，為金礦的形成提供了豐富的物質來源。新元古代震旦期和晉寧期均交代、重熔了各自侵位范圍內的荊山群變質巖系，在交代、重熔過程中，金等成礦組分開始活化遷移，形成成礦熱液雛形[5,6]。中生代由于太平洋板塊相對于歐亞板塊的俯沖擠壓造成幔源巖漿上涌，引起地下熱液對流循環，繼續從巖體及圍巖中反復淋濾、富集金等成礦元素，形成成礦熱液。中生代燕山運動早期，形成了以金牛山斷裂帶為主的左行壓扭性北東向-北北東向開放性構造體系，為成礦熱液由深部向淺部的運移提供了條件。繼承性的構造活動形成了西直格莊斷裂帶上盤一系列偏張性斷裂破碎帶，為成礦熱液淺部運移、充填的提供了有利場所。成礦熱液沿斷裂帶向淺部運移，進而充填于偏張性開闊的低壓空間，對破碎帶內的巖石進行廣泛的蝕變交代作用。隨著成礦期構造的多期活動和成礦熱液組分的逐步演化，最終形成了破碎帶控礦中低溫熱液富硫型金礦床[7]。

3.2 成礦規律及找礦標志

西直格莊礦區金礦體嚴格受斷裂構造（蝕變）帶控制，其賦存規律：

（1）礦體賦存于斷裂破碎帶變寬地段，而且具有尖滅再現，平行斜列的規律。

（2）剖碎帶內蝕變礦化階段疊加部位易形成富礦體。

（3）控礦構造走向波狀起伏，產狀由陡變緩部位，是礦體富集部位。

（4）礦體深部有向西南側伏的趨勢。結合本礦區蝕變礦化規律，針對本區域找礦方向提出如下找礦標志：

構造標志：北東—北北東斷裂構造及其分支，特別是斷裂構造構造變寬處或沿走向彎轉處。

地層巖性標志：荊山群（粉子山群），特別是重熔花崗巖發育的區域。

蝕變標志：硅化，絹云母化、黃體礦化等蝕變帶發育的構造剖碎帶內蝕變巖發育地段，特別是各階段蝕變疊加部位。

4 認識與討論

西直格莊金礦受西直格莊斷裂控制明顯，礦體走向及傾向延伸較大，金屬礦物賦存狀態以裂隙金為主，并呈微細粒金形式產出。與金礦化關系密切的蝕變類型以硅化、黃鐵絹云英巖化等中低溫蝕變為主。西直格莊金礦成因類型屬于交代—重熔巖漿期后中低溫熱液沿破碎帶交代型金礦床（焦家式），其形成機制可能為膠南地塊、黃海地塊等向膠北俯沖產生幔源巖漿上侵，交代、重熔了上覆的荊子山群，巖漿作用伴生的含礦熱液沿有利構造部位向上運移，并在運移過程中交代淋濾荊子山群內金元素，在有利構造部分金等多金屬沉降成礦。

本文部分資料來源于山東正元地質資源勘查有限責任公司西直格莊金礦詳查項目，并且野外得到煙臺市牟平區西直格莊金礦有限公司的大力支持，是集體勞動成果。由于筆者認知有限，文中難免有誤，敬請指導斧正。

[1] 趙冬冬，王光良，李學同，屈紹東等.山東省煙臺市牟平區西直格莊礦區深部金礦詳查報告. 山東正元地質資源勘查有限責任公司，2010.

[2] 李洪奎，楊鋒杰。山東金礦類型劃分及其主要特征[J].上海地質，2006,100:64-67.

[3] 盧 冰，胡受奚，周順之，等.山東半島的地體構造及金礦成礦的區域地質背景[J]。地質論評1995，41（1）:7-13.

[4] 馮亞民,等.吉林省夾皮溝金礦帶控礦構造特征及演化模式(J).黃金,1999,20(11):4-8.

[5] 鄧 軍, 孫忠實,等.成礦流體運動系統與金質來源和富集機制討論(J).地質科技情報,2000,19(1):41-45.

[6] 張秋生,等.中國早前寒武紀地質及成礦作用[M].長春:吉林人民出版社,1984:1-536.

[7] 《中國礦床》編委會. 中國礦床[M].北京：地質出版社,1990:1-539.