山東海陽周格莊多金屬礦化帶地質特征及找礦標志

司乃欣，張亞軍，李俊志*，李連杰，楊敬一，蘭杰

(1.山東省煤田地質局第四勘探隊，山東 濰坊 261206；2.江蘇省第二地質大隊，江蘇 常州 213022)

0 引言

周格莊多金屬礦化帶位于膠東半島東部，海陽市東約15km的周格莊鎮后望海村西，礦區位于蘇魯造山帶(Ⅰ)膠南-威海隆起區(Ⅱ)膠萊坳陷區東部(Ⅳ)朱吳-留格莊凸起東南緣，優勢大地構造相屬于偉德山造山晚期侵入巖相[1]。中生代萊陽群地層廣泛分布、構造活動強烈、巖漿巖活動頻繁[2]。巖體邊部和外側的斷裂破碎帶為成礦熱液運移、儲存提供了有利空間，是尋找多金屬礦的有利部位。工作中圈定了4處激電異常，利用槽探、鉆探對異常進行了驗證，發現3條多金屬礦化帶，礦床成礦遠景較好(1)山東省第四地質礦產勘查院，司乃欣，夏林，山東省海陽市周格莊銅多金屬礦普查報告，2012年。。礦區屬于魯東Ag、Cu、Pb、Zn多金屬成礦帶，礦產以多金屬礦為主。目前該區盡管有多金屬成礦的條件，可供利用的多金屬礦床尚未發現。本文在總結礦化特征的基礎上，整理了找礦標志，以期為進一步勘查提供依據。

1 礦區地質

1.1 地層

區內地層自老至新依次為下白堊統萊陽群止風莊組、水南組碎屑巖及新生代第四紀山前組。止風莊組主要在研究區北部呈NE向分布，傾向SE，傾角5°～31°，巖性以灰黃色厚層—中厚層長石砂巖為主，夾紫灰色厚層礫巖及粉砂巖。水南組分布在研究區東南部與止鳳莊組整合產出，以黃綠色頁巖為主，夾薄層泥灰巖，巖性為灰黃、灰綠、灰黑色頁巖、泥巖、粉砂巖夾泥灰巖。由于偉德山巖體侵入的熱力作用，圍巖普遍發育程度不同的熱接觸變質(角巖化)，熱變質為砂巖質角巖及灰黑色、灰綠色紋層狀粉砂質角巖、泥巖質角巖。第四紀地層沿溝谷低洼地帶分布。

1.2 構造

區域構造線呈NE向，礦區主要控礦構造為海陽斷裂，即牟平-即墨斷裂帶最東邊的一條區域大斷裂，走向35°～45°，傾向SE，局部反傾，傾角65°～80°，斷裂破碎帶寬20～150m，多被后期脈巖充填。斷裂帶內見碎裂巖、構造角礫巖、碎粉巖、擠壓透鏡體及斷層泥。周格莊斷裂F1從西部延伸穿過礦區，總體走向60°左右，傾向NW，傾角75°。周格莊多金屬礦化帶受F1斷裂及次級隱伏斷裂控制，為研究區導礦容礦構造(圖1)。

1.3 巖漿巖

區內巖漿活動十分強烈，巖體為燕山晚期斑狀中細粒二長花崗巖及正長花崗巖，呈巖株大面積分布于研究區北部，包括偉德山序列崖西巖體、通天嶺巖體及嶗山序列下書院巖體、午山巖體。早白堊世，下地殼拆沉及基性巖漿上升底侵，地殼底部部分巖石熔化，形成偉德山殼幔混合花崗巖及基性巖脈[3]。偉德山巖體巖漿活動規模大、熱量高，是引起區域成礦流體活化的重要熱源[4]，其產生的熱量造成強烈的流體活動及成礦物質大范圍活化、遷移、富集，不同元素選擇在不同構造有利部位成礦[5]。燕山晚期正長斑巖、正長花崗斑巖、二長花崗斑巖及煌斑巖巖脈等，沿斷裂侵入到萊陽群中，為多金屬礦成礦提供熱液及含礦熱液。

2 礦床地質特征

2.1 礦化體地質

研究區已經發現3條重晶石化鉛鋅礦化角礫巖礦化帶，圈定4個礦化體。礦化體多隱伏于地下深處(或為殘破積物覆蓋)，獨Ⅰ號礦化體東部斷續出露(圖2)。

Ⅰ號礦化體位于研究區東部39～16線之間，控制長535m，延深308m，走向60°左右，傾向NW，傾角59°～85°。單工程厚度最大4.31m，最小0.84m，平均厚2.29m，厚度變化系數為43.65%。單工程鋅品位ω(Zn)(0.37～11.70)×10-2，平均2.48×10-2，品位變化系數為136.31%。礦化體同時伴生銀、鉛及銅等有益元素，伴生銀品位ω(Ag)(2.86～6.97)×10-6，平均品位3.99×10-6；鉛品位ω(Pb)(0.23～1.30)×10-2，平均0.70%；伴生銅品位ω(Cu)平均0.12%。礦化體東段富鋅，西段富銅，深部富鋅。其中鉛與鋅質量分數比值ω(Pb)/ω(Zn)在礦化體上部為1/2.96，下部為1/8.46，在礦化體上部銀、銅、鉛等元素含量與鋅呈正相關。

Ⅱ號礦化體走向為NE 60°，傾向NW，傾角70°～80°，含礦巖石為含鉛重晶石化角礫巖；Ⅲ號礦化體走向72°，傾向NW，傾角75°，帶長240m，寬為0.10～1.30m，含鉛(0.49～0.52)×10-2,含鋅(0.68～1.00)×10-2；Ⅳ號礦化帶走向NW 300°，傾向NE，傾角79°，帶長200m，寬為0.20～3.30m，礦脈斷續分布，向兩端變薄。含鉛(0.30～0.45)×10-2,含鋅(0.68～1.20)×10-2。

礦化斷裂帶蝕變較強，主要有重晶石化、閃鋅礦化、方鉛礦化、黃銅礦化、硅化、黃鐵礦化等。礦化分帶現象從內向外為重晶石脈及鉛鋅角礫巖—硅化碳酸鹽化碎裂巖—硅化碎裂狀砂巖。

2.2 礦石特征

礦石以原生硫化礦石為主，極少見次生氧化礦。礦石乳白色，為含鉛、鋅重晶石化、硅化角礫巖，致密堅硬；礦石礦物以閃鋅礦、方鉛礦為主，次為黃銅礦、瀝青銅礦及孔雀石，黃鐵礦少見；脈石礦物以重晶石為主，見少量毒重石、方解石。鉛鋅礦均呈團塊狀、星點狀、細脈狀，選礦較為容易。礦石結構以自形—半自形不等粒粗粒結構為主。礦石構造以角礫狀、浸染狀、條帶狀構造為主，其次有細脈浸染狀和網脈狀。礦石中主要有用組分為Cu、Pb、Zn，伴生有益組分為BaSO4、CaF2等。礦床成因類型為中低溫熱液充填型。

2.3 礦物生成順序

根據成礦地質特征，礦石測定鑒定結果，礦物組合關系、賦存狀態，礦物生成順序為石英、重晶石、方解石、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、螢石。

2.4 巖(礦)石物性特征

中生代巖體的電阻率較高，多大于10000Ω·m，極化率較低，一般在2%～3%之間；元古代巖體的電阻率略低，一般小于10000Ω·m，極化率在1.61%～6.0%范圍內[6]。各種礦石的電阻率、極化率與其圍巖有較大差異。電阻率隨金屬硫化物的增多而降低，如含金黃鐵礦化石英脈的電阻率為70Ω·m，是其圍巖的幾十分之一至幾百分之一，極化率則明顯升高，是其圍巖的幾倍至幾十倍(表1)。說明電性探測浸染狀多金屬硫化物礦具有良好的地層—巖礦石物性基礎，利用這一電性特征進行找礦具有良好的前景。

表1 魯東地區各巖層物性參數統計表[7]

2.5 激電異常特征

使用DWJ-3B接收機在研究區進行了激電測量工作，網度為100m×20m，測線方向150°，電極距AB=1200m，MN=20m。

礦區激電異常分布較有規律，高電阻率異常分布與花崗斑巖脈一致，激電異常分布于斑巖脈的北西，與之平行。多金屬礦化重晶石礦脈屬于低溫巖漿期后熱液充填型，地球物理特征表現為高電阻率，中高極化率，自南向北共有3條異常帶，都呈NE向，走向60°左右，與地質圈定的礦脈位置及走向比較吻合，分別編號為JⅠ、JⅡ、JⅢ(2)山東省第四地質礦產勘查院，郭恒，胡慶輝，山東省海陽市周格莊銅多金屬礦普查物探報告，2011年。。

JⅠ異常位于后望海村北西，視極化率圖和視電阻率圖顯示總體走向60°左右，呈條帶狀，長約600m，寬在50～100m之間，視極化率極值為4%，背景場的視極化率值為2%左右(下同)；視電阻率值在1500Ω·m左右,屬于一條高阻帶，此異常帶屬于高阻中高極化異常。從等值線的密集程度來看，此異常帶的傾向較陡。在兩圖240～260點之間都有一明顯的接觸帶，視極化率值和視電阻率值都與中梯測量時的數值吻合，傾向NW，近直立(圖3)。

圖3 研究區后望海54線電測深地質剖面圖

JⅡ異常位于研究區中部，異常的形態產狀和測量數據與JⅠ異常相似，條帶狀，NE向，走向60°左右，長約400m，寬約100m，視極化率值也為4%，視電阻率值在1500Ω·m左右，異常體的傾向較陡，近直立。

JⅢ異常位于研究區的東北部，東山口村東南方向，長約400m，呈不規則橢圓狀，寬約100m，成果數據同JⅠ、JⅡ兩個異常帶相似，視極化率值也為4%，視電阻率值在1500Ω·m左右。

3 礦床成因

按照山東省重要礦種成礦系列與譜系研究[7]，該礦化帶類型屬于魯東地區與燕山期侵入巖有關的膠南七寶山鉛礦式多金屬礦床。中生代由于受庫拉板塊和太平洋板塊運動作用，華北克拉通東部巖石圈減薄伸展，地幔上涌，地殼減薄[8]。研究區處于沂沭斷裂帶東側的中生代坳陷內，在白堊紀期間太平洋板塊向NWW向運動，沂沭斷裂帶發生左旋壓扭活動，構造形態轉為SE—NW拉張，裂谷形成，巖漿作用及成礦作用達到鼎盛時期[9]，火山侵入巖系及相關多金屬硫化物的成巖成礦作用發生[10]。目前淺成低溫礦床成礦機制認為，流體沸騰可能是造成貴賤金屬沉淀的主要原因。流體沸騰是指熱液從深部向上運移到開放空間，發生減氣去壓導致沸騰，致使成礦元素在沸騰面或不相容面附近沉淀成礦[11]。含礦熱液沿斷裂運移、集中充填成礦。斷裂不但控制了斑巖脈的區域分布，同時控制了礦體的形態、規模、產狀及礦石質量及礦石結構構造。礦體圍巖為萊陽群止鳳莊組及水南組頁巖、泥巖及粉砂巖，成礦物質來源于上地幔，偉德山巖體多金屬成礦提供熱源及成礦物質。118～105Ma時，偉德山造山晚期，閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖組合沿NE向斷裂侵位，伴隨火山巖形成，淺成—超淺成石英閃長玢巖-花崗閃長斑巖-石英二長斑巖組合就位，為區域銅鉛鋅多金屬礦主要成礦期[12]。大氣降水在向深部滲透運移，在深部加熱后沿破碎帶上升，在敞開的富氧環境下由于pH及Eh值發生變化，隨著熱液蝕變圍巖的溫度、壓力條件變化，重晶石、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、方解石等相繼沉淀，形成不同階段的礦物組合。根據區域包體測溫資料，礦床成因為淺成低溫熱液礦床[13]。

4 找礦標志

4.1 地層標志

熱液型礦床主要找礦標志為地層層位、巖性和圍巖。礦體主要發育于中生代止鳳莊組、水南組破碎帶中，脆性斷裂產生裂隙成為熱液通道和成礦物質沉淀空間，頁巖及粉砂巖導水性差，起到屏蔽作用，促使成礦物質易于沉淀成礦[14]。研究區位于魯東盤石店Ag、Cu、Pb、Zn高背景地球化學分區，Cu、Pb、Zn異常多分布在偉德山巖體接觸帶附近，Au、Ag、As、Sb、Hg等元素套合較好、強度高，多金屬礦成礦趨勢明顯。

4.2 構造標志

區內構造以斷裂為主，海陽斷裂為牟平-即墨斷裂帶東邊的區域大斷裂，為導礦斷裂，脈巖及成礦熱液沿斷裂運移、進入次級斷裂有利部位沉淀，進行充填蝕變交代成礦。區內不同巖石中Cu、Pb、Zn含量分配差異較大，碎裂巖、硅化砂巖中的Cu、Pb、Zn含量遠大于其他地質體，硅化砂巖中成礦元素較高是因為靠近斷裂帶而已，顯示了斷裂控礦的特征。

4.3 地球物理標志

礦化巖石具有較高的極化率，一般為圍巖的3～4倍以上，電阻率差異明顯，因為礦化體與斑巖脈平行緊密共生，相對較高的極化體處于電阻率高低梯度帶上，顯示多金屬硫化物富集體特征，是尋找多金屬礦體的標志[15-16]。探槽揭露的激電異常，見硅化重晶石化角礫巖、碎裂巖，普遍發育閃鋅礦化、方鉛礦化、褐鐵礦化，局部見孔雀石化，多呈團塊狀、星散狀及浸染狀，閃鋅礦偶呈細脈狀集合體存在。其旁側為與之小角度斜交的花崗斑巖脈，證實了激電異常由礦化蝕變帶引起。研究區內激電異常的分布規律性很強，平面上激電異常與電阻率異常均呈帶狀平行分布，電阻率異常位于激電異常的南東，電測深剖面也有如此特征。

4.4 斑巖脈標志

從研究區地質特征上來看，斑巖脈及礦化帶走向均為60°～70°，傾向NNW,斑巖脈為礦體的頂底板，與物探測量結果是一致的，間接證明了中生代燕山晚期斑巖脈與多金屬礦成礦關系密切。研究區激電異常分布規律性強，激電異常與電阻率異常平行產出，與礦體及頂底板斑巖脈相對應，礦化帶鉛鋅銅礦化發育是引起激電異常的原因。斑巖脈與激電異常伴生是礦區明顯的找礦標志之一。研究區礦床露頭零星，斑巖脈斷續出露，礦化帶位置與激電異常基本吻合。

5 結論

周格莊多金屬礦床受海陽斷裂的次級構造隱伏性NEE向斷裂控制，偉德山巖體巖漿期含礦熱液沿斷裂侵入到萊陽群，為成礦提供熱源及成礦流體。多金屬礦體多與燕山晚期花崗斑巖脈及石英正長斑巖脈伴生。斷裂帶礦化蝕變較強，從中間向外為重晶石脈及鉛鋅角礫巖-硅化碳酸鹽化碎裂巖-硅化碎裂狀砂巖，伴隨著重晶石化，礦石中主要有用組分為Zn、Pb、Cu，礦床成因屬中低溫熱液充填類淺成礦床。礦區激電異常分布于斑巖脈的北西，長約400～600m，寬約50～100m，呈條帶狀，走向NE60°，傾向近于直立，在平面及剖面上反映明顯，為鉆探設計提供了依據。建議今后輔助物化探勘查手段，對礦區深部及外圍加大勘查及綜合研究力度，擴大礦床規模。

致謝：在工作及成文過程中，承蒙夏林、宋雙喜等師傅的悉心指導以及審稿老師的斧正，再次衷心致謝。