膠東三山島金礦中深部成礦流體對(duì)比及礦床成因

張 博

（遼寧省冶金地質(zhì)四〇二隊(duì)有限責(zé)任公司,遼寧 鞍山 114002）

膠東三山島金礦礦床規(guī)模較大，發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì) 60 年代，是典型的蝕變巖型金礦。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，礦山采、選、冶綜合生產(chǎn)能力達(dá) 7000t/d，是目前中國(guó)黃金生產(chǎn)規(guī)模最大的黃金礦山。經(jīng)過(guò)30多年的采礦，礦山的礦床已經(jīng)不同程度的瀕臨枯竭，為了使礦山資源危機(jī)得到有效緩解，必須實(shí)現(xiàn)深部礦山勘探。通過(guò)地質(zhì)學(xué)對(duì)三山島進(jìn)行中深部礦流體的探索，對(duì)于尋找新礦點(diǎn)，解決發(fā)展危機(jī)具有重大意義[1]。

1 三山島礦產(chǎn)資源概述

1.1 區(qū)位概況

三山島金礦床位于膠西北金礦集中區(qū)北緣，三山島倉(cāng)上斷裂構(gòu)造帶上。三山島巨型金礦床中分布著80多個(gè)礦體。 主要礦體是中國(guó)最大的金礦體I號(hào)礦體。礦體分布在三山島礦區(qū)和三山島北部。總長(zhǎng)度超過(guò)3 km，最深處為-1886 m，最大傾斜深度超過(guò)1.7 km，礦體位于三山島斷裂主裂縫面下方，金礦總量超過(guò)500噸（詳情見(jiàn)圖1）。

1.2 地質(zhì)分析

三山島礦區(qū)的地層主要是與地殼形成有關(guān)的新太古代膠東組和晚地殼穩(wěn)定后沉積的第四紀(jì)沉積物。膠東巖群主要由云變粒巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖及黑云片巖組成，其巖性的最終形成是受長(zhǎng)期的變質(zhì)影響。成礦直接相關(guān)的巖體主要是下部板塊中的片狀片麻巖黑云母花崗巖和郭家?guī)X狀斑塊花崗閃長(zhǎng)巖。它主要暴露在礦區(qū)的西北山區(qū)和三山島村的海邊。受運(yùn)動(dòng)影響，沿關(guān)節(jié)有大量偉晶巖和花崗巖細(xì)粒脈。

礦石類型主要是黃鐵礦云母裂隙巖，其次是黃鐵礦云母裂縫花崗巖和黃鐵礦云母。黃鐵礦是礦石中的主要金屬礦物，其次還包含磁黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦、方鉛礦和黃銅礦。礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀和碎裂狀，主要呈浸染狀。礦床圍巖蝕變發(fā)育。蝕變類型有鉀長(zhǎng)石、黃鐵絹云母化、碳化和高嶺土化。

2 三山島金礦中深部成礦流體對(duì)比

2.1 流體演化與垂向分布闡述

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的調(diào)查和收集，從淺部到-2000m深的成礦流體的對(duì)比分析得出以下結(jié)果：

（1）各階段成礦流體包裹體的均勻溫度從早期成礦期（258～416e），主要成礦期（180～321e）到晚期成礦期（112～231e）逐漸減少，深度基本穩(wěn)定。不存在隨深度增加而出現(xiàn)溫升的現(xiàn)象。

（2）礦化早期的流體包裹體主要為Ⅰa和1b型，它們是揮發(fā)性流體的典型特征。XCO2可以達(dá)到011～0132，有些含有CH4。總流體密度為0158～0198 g/cm3，絹英巖中開發(fā)了大量的Ia型夾雜物和填充度小的Ic型夾雜物，總流體密度為0179～1103 g/cm3，主要成礦期的流體演化為低密度（0128～0179 g/cm3）流體和高密度（01 91～1103 g/cm3）流體共存；晚期礦化演化成具有少量揮發(fā)性物質(zhì)（XCO2= 0～0107）（0189～115g＃cm-3）的高密度流體系統(tǒng)[2]。

（3）成礦流體的鹽度在流體演化過(guò)程中不會(huì)發(fā)生顯著變化，是一種典型的中低鹽度流體系統(tǒng)。

（4）在礦體的淺部和深部，含有CH4的流體包裹體在早期成礦和主要成礦階段發(fā)育。

2.2 三山島中深部流體特征

在深部1000～2000m的深度范圍內(nèi)，在每個(gè)蝕變帶和礦化體的石英中形成流體包裹體。與礦體淺部相比，深部礦化區(qū)的夾雜物豐度仍然較好。高含碳相組分沒(méi)有顯著變化。微觀溫度測(cè)量結(jié)果表明，在超過(guò)2000m的深度，成礦過(guò)程中礦石的成礦流體成分，鹽度，密度和均勻溫度具有一致的演化特征，表明三山島礦區(qū)具有廣泛而穩(wěn)定的成礦流體環(huán)境。

研究表明，膠東地區(qū)部分金礦床黃鐵礦標(biāo)準(zhǔn)梯度與礦體延伸長(zhǎng)度存在一定的相關(guān)性。三山島礦區(qū)黃鐵礦標(biāo)準(zhǔn)特征的垂直變化梯度較小，反映了礦區(qū)金礦化的良好連續(xù)性、穩(wěn)定而大規(guī)模。本文的流體包裹體研究表明，當(dāng)?shù)V體延伸超過(guò)2000 m時(shí)，成礦流體性質(zhì)基本不變[3]。這種廣泛而穩(wěn)定的成礦流體環(huán)境表明三山島的深部成礦條件良好。

2.3 根據(jù)成礦流體對(duì)比分析找礦空間

根據(jù)研究分析，膠東金礦床流體包裹體溫度范圍為120-420℃，主要集中在230-320℃之間，太平洋沿岸成礦熱液金的形成溫度一般在300攝氏度以下。由于兩者的分布也相鄰，因此有學(xué)者認(rèn)為膠東金礦床是淺層熱液金礦床。然而，膠東深層勘探的勘探成果挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的礦化意識(shí)。研究發(fā)現(xiàn)，許多礦體從淺層到深層連續(xù)加深的垂直距離超過(guò)2 km，超過(guò)了淺成低溫?zé)嵋航鸬V的形成深度。這表明膠東金礦不是一個(gè)具有巨大勘探潛力的淺層熱液金礦，是一個(gè)值得特別關(guān)注的金礦。通過(guò)分析焦家山和三山島斷裂的斷裂特征，認(rèn)為這兩個(gè)斷層在4500米深處相遇，交匯處為細(xì)花崗巖。人們相信，深度勘探的潛力將逐漸減少。棲霞地區(qū)前寒武紀(jì)變質(zhì)巖與深層可伸展花崗巖之間的邊界深度大致在2000至5000米之間。結(jié)果表明，玲瓏花崗巖深層金礦床的找礦潛力將逐漸減小[3]。因此，認(rèn)為膠東地區(qū)金礦床的找礦空間主要集中在地表以下，深度為5000米，黃金資源在5000米以下的潛力較小。

3 三山島金礦床成因分析

通過(guò)對(duì)三山島金礦床成礦流體的研究，結(jié)合先前對(duì)該礦山其他地質(zhì)方面的分析，綜合比較表明膠東金礦床的特征與造山金礦床的特征相似，均為非典型的造山金礦床。經(jīng)過(guò)推理，發(fā)現(xiàn)其形成的原因可能與太平洋板塊向華北板塊的俯沖相關(guān)聯(lián)。推斷理由可概括為以下幾點(diǎn)：①三山島礦區(qū)成礦流體主要為中低溫（180-380℃），中低鹽度（5.0-10%）和富CO2富集地幔。衍生的巖漿熱液流體符合造山金礦床的相關(guān)流體特征。②構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)變化，殼幔相互作用和巖石圈減薄發(fā)生在華北克拉通東部，與太平洋板塊對(duì)華北地塊俯沖的增強(qiáng)和突然變化相吻合。③三山島金礦床成礦年齡為（121.3±0.2） Ma，華北克拉通東部有（110-155）Ma的坳陷盆地，強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)，中基性靜脈侵入和成礦熱液活動(dòng)[4]。在此期間，揚(yáng)子板塊和華北板塊的碰撞后造山運(yùn)動(dòng)并不強(qiáng)烈。

由此認(rèn)為，中生代太平洋板塊對(duì)華北板塊的俯沖導(dǎo)致了該地區(qū)構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)變，同時(shí)，地殼地?；ハ嘧饔脤?dǎo)致中基幔源巖漿熱液流入地殼并成為成礦流體，再經(jīng)過(guò)減壓、沸騰、沉淀，而形成如今的造山金礦床。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)三山島金礦的中深度成礦流體的詳細(xì)分析，科學(xué)地預(yù)計(jì)其地下金礦儲(chǔ)藏深度和廣度，通過(guò)研究可以證明，山東膠東地帶處于地質(zhì)板塊碰撞的斷裂帶，大量地曼熱流體物質(zhì)漫出冷卻，形成了巨大的金礦資源帶，雖然近幾年加大了開發(fā)的力度，但是還具有很大的潛力，仍然可以為國(guó)家黃金的儲(chǔ)備供應(yīng)做出貢獻(xiàn)。需要提醒的是，金礦開發(fā)要提高資源的利用效率，特別是伴生礦的提煉，不要造成資源的浪費(fèi)。