山东牟平金矿构造控矿分析与找矿标志

发布时间：2019-10-22

　　摘要：本文研究的矿区位于烟台市牟平区城区南约 30 km，地处牟平区水道镇。矿区面积 3.63 km2 ，位于金牛山断裂带的中段东侧，与牟平—即墨断裂毗邻。区内构造极为发育，以断裂为主。其中，玉林店—徐家寨(育黎)断裂、金牛山断裂和仙姑顶断裂是区内主要的控矿、赋矿构造。本文的主要研究区域就位于金牛山断裂带上，其具有膨大收缩、分支复合的特点，在收缩复合部位受多期流体叠加扰动，有利于金成矿物质的聚集。区域找矿标志亦与断裂密切相关，NNE 向断裂与其他方向断裂交汇部位为金矿的有利成矿部位。此外，蚀变规模也直接影响着金矿床规模的大小。

　　关键词：金矿;断裂带控矿;石英脉型金矿

　　1　研究区域地质背景

　　本文所研究的矿区位于烟台市牟平区城南约 30 km，研究区内地貌为低缓丘陵，最高海拔标高180 m，最低处海拔标高 87 m，相对高差 93 m。

　　矿区大地构造位于秦岭—大别—苏鲁造山带(Ⅰ 级)胶南—威海隆起区(Ⅱ级)威海隆起(Ⅲ级)乳山—荣成断隆(Ⅳ级)昆嵛山—乳山凸起(Ⅴ级)。金牛山断裂带的中段东侧，与牟平—即墨断裂毗邻。

　　区内出露地层简单。主要为古元古代荆山群，其中分为几个群组。古元古代荆山群(HtJ)主要分布在区内北西嵠山后及南西青虎山一带，总体呈北东向展布;禄格庄组安吉村片岩段(Htl a )呈大型包体状被玉林店单元、九曲单元侵入包裹，分布在区域北西部的嵠山后一带;野头组祥山变粒岩段(Hty x )主要分布在区域东南角的棘子埠—青虎山一带，被云山单元侵入包裹;陡崖组徐村石墨岩段(Htdx )主要分布在区域的东南部仙姑顶一带，呈包体状被玉林店单元、侵入包裹。

　　2　区内构造

　　区内构造极为发育，以断裂为主。形迹较为复杂，以北东向、北北东向断裂构造最为发育，研究区主要在广义的金牛山断裂带上。其他东西向和北西向的断裂规模小，多为破矿构造。

　　赋矿控矿构造中，金牛山断裂、仙姑顶断裂与金矿成矿关系最为密切，金牛山断裂有多次活动的特点，是区内最重要的金矿控矿构造;而仙姑顶断裂属于压扭性断裂。沿该带也已知有多处金矿(床)点。研究区构造纲要如图 1 所示，其成矿区内构造主要表现为脆性断裂，分述如下。

　　2.1　北北东向断裂

　　北北东向断裂主要为区域性金牛山断裂，自北向南纵贯全区，宽 3 ～ 20 m，断裂规模大，显压扭性特征，是区内主要控矿、赋矿断裂。总体走向 15°，倾向南东，局部见北西倾，倾角 6°～ 87°。断裂带内硅化、绢英岩化、黄铁矿化蚀变强烈。地表矿化相对较弱，向深部矿化逐步加强，局部形成金矿体。

　　如图 1 所示，F3 为本区的控矿断裂，位于矿区中部，在矿区内规模最大，属压扭性。与金矿关系最为密切。断裂面平直光滑，片理化明显，沿走向和倾向均呈波状弯曲。地表矿化较弱，向深部矿化蚀变增强，局部形成金矿体。

　　2.2　北北西向断裂

　　F1 分布于区内西北部，区内出露长度约 340 m，向北延伸出矿区，走向北北西 355°，倾向北东，倾角 74°，断裂面较为平直，为压扭性断裂。

　　F2 分布于区内西北部，区内出露长度约 530 m，走向北北西 347°，倾向北东，倾角 72°，断裂面较为平直，为压扭性断裂。

　　2.3 北东向断裂

　　F4 区内该组断裂规模较大，通过邓格庄矿床北部，横穿整个金牛山断裂及旁侧断裂。区内断续出露长度约 1 080 m，宽几米至十余米，总体走向 40°～ 50°，倾向南东，倾角 65°～ 85°。带内岩石破碎强烈，属压扭性断裂。该组断裂形成时间较晚，属于破矿断裂。

　　2.4　北西向断裂

　　F5 区内该断裂规模较大，区内出露长度约 1 030 m，总体走向 310°～ 320°，倾向北东，倾角 65°～ 80°。带内岩石破碎强烈，经历了左行压扭— 张扭—右行平移活动，切割北东向断裂。

　　2.5　北西西向断裂

　　F6 分布于区内北部西邓格庄村南，区内出露长度约 350 m，宽 1.5 ～ 3.0 m，走向西西 288°，倾向北东，倾角 58°，断裂面较为平直，为张扭性断裂。另外，区内还可见北东东向和东西向断裂构造，规模均较小，对矿脉影响不大。

　　综上可得出结论，矿区内北北东向压扭性断裂构造为控制金矿脉的主要构造，金牛山主断裂两侧的次级断裂为其金矿体的主要赋存部位，而断裂交汇处及缓倾斜的分支断裂则是矿体富集地段。因此，断裂构造的形态、规模直接控制和约束着金矿脉及金矿体的变化。

　　3　构造作用于成矿

　　3.1　成矿阶段的划分

　　2001 年，学者徐金芳通过补充勘察得出结论，本区属于富硫黄铁矿石英脉型金矿，成矿作用具有多期次的特点。其间有多期构造运动的间歇性发生和继承性发展，伴随着多期热液活动，最终成矿热液的成分不断发生变化，形成了不同的矿物组合 [1]。热液期矿化可以分成四个阶段，各成矿阶段分述如下。

　　3.1.1　黄铁矿—石英阶段

　　本阶段是热液开始充填成矿的阶段，为成矿作用早期。含矿热液沿断裂形成的导矿通道灌入充填，矿物组合为大量的石英和少量的黄铁矿，黄铁矿石英脉形式产出。黄铁矿颗粒粗大，呈自形—半自形粒状，形态多为立方体，晶型较好;石英为乳白色粒状集合体，呈半自形晶，粒度较大。

　　3.1.2　金—石英—黄铁矿阶段

　　成矿中期，构造活动使早期形成的黄铁矿和石英产生破碎、裂纹，成矿热液随之上升，金元素开始沉淀。矿物组合为黄铁矿、石英，少量的磁铁矿、磁黄铁矿、银金矿、自然金等。黄铁矿颗粒细小，晶型不规则，细—中粒的黄铁矿呈浸染状或细脉状分布在粗粒黄铁矿裂隙或脉石矿物中;石英呈灰色，半自形粒状结构，或呈粒状集合体与黄铁矿组成细脉，或以石英为主成脉状、似脉状分布。金矿物以自然金和自然银产出为主。

　　3.1.3　金—石英—多金属硫化物阶段

　　该阶段为成矿作用晚期，二次构造活动使早、中期的黄铁矿和石英进一步破碎，成矿热液继续上升，随着温度压力不断下降、减小，热液中的铜、铅、锌浓度逐渐增大，这时成矿作用进入了金银多金属硫化物阶段，形成了各种硫化物沉淀下来。矿物成分较为复杂，矿物组合为黄铁矿、石英、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、银黝铜矿、金银矿和银金矿等。多金属硫化物多呈细脉状侵入到早期黄铁矿、石英的粒间及破碎的裂隙中，亦有呈网脉状、他形不规则浸染状或团块状等分布于早期黄铁矿或石英中，与金银矿、银金矿密切共生。

　　3.1.4　石英—碳酸盐阶段

　　该阶段为成矿作用末期，成矿作用后构造再次活动，前期形成的黄铁矿石英脉受构造作用进一步产生破碎，此时温度、压力均较低，热液中的 CO2、CO3 2- 与 Ca2+ 形成方解石，SiO2 同时沉淀，构成大量的石英、硅酸盐析出。卢焕章对矿物包裹体进行了一定的研究，矿物组合主要为石英、方解石、白云石，多呈脉状充填于矿物的晚期构造裂隙中。由于邓格庄金矿周边发育富含碳酸盐的荆山群，几乎各个阶段都可出现少量碳酸盐矿物，但本阶段以大量碳酸盐矿物的出现为特征，是成矿进入末期的标志。此阶段已无金矿化，石英脉呈乳白色，碳酸盐细脉穿切其他阶段形成的矿体，具有十分鲜明的最终形成的产状特征。在这一阶段即成矿作用末期，矿体已形成较好的自型结构 [2]。

　　3.2　构造运动成矿

　　自古元古代至新元古代，强烈的褶皱造山运动以及随之产生的区域变质作用与多次深熔—重熔交代作用下，溶解能力强热液将碱金属、卤化物、硫酸盐及成矿组分从原始矿源层中熔离且迁移汇集至岩体边缘的变质带内，在中生代构造—岩浆活动下，岩浆热液沿断裂上升并与围岩发生交代作用，后温度、压力逐渐降低，物理化学条件的变化使金等成矿元素更加富集，最终形成金矿床。

　　3.3　断裂构造与矿体关系

　　区内发育的大规模北北东向压扭性断裂构造为含矿热液的迁移和富集提供了良好的通道和空间。金牛山主干断裂两侧的次级断裂为金矿体的主要赋存部位，而在断裂交汇处及缓倾斜的分支断裂中则多是矿体的富集地段。断裂构造的形态、规模直接控制和约束金矿脉及金矿体的变化。

　　金牛山断裂带是区内最主要的控矿、赋矿构造，矿体大多赋存于断裂构造下盘。富矿段在平面上主要分布于住断裂的转折处，在剖面上曾分布于由舒缓波状转陡处。断裂构造具有膨大收缩、分支复合的特点，在收缩复合部位受多期流体叠加扰动，有利于金成矿物质的聚集。与金牛山斜交的同期的次级压扭性断裂构造，尤其是北北东向的断裂构造与其他方向断裂交汇部位，为金矿的有利成矿部位，如图 2 所示。

　　4　区域找矿标志

　　4.1　构造标志

　　金牛山断裂带是区内最主要的控矿、赋矿构造，矿体大多赋存于断裂构造下盘。富矿段在平面上主要分布于断裂的转折处，在剖面上曾分布于由舒缓波 状 转 陡 处， 如 图 2(a)、 图 2(b) 所 示。 断 裂构造具有膨大收缩、分支符合的特点，在收缩符合部位受多期流体叠加扰动，有利于金成矿物质的聚集，如图 2(c)所示。与金牛山斜交的同期的次级压扭性断裂构造，尤其是北北东向的断裂构造与其他方向断裂交汇部位，为金矿的有利成矿部位，如图 2(d)所示。

　　4.2　岩性标志

　　古元古代荆山群变质岩地层与元古代花岗岩体的内接触带及附近是金矿形成的岩性标志。元古代各期岩体的形成，将金等成矿元素运移到有利位置使其相对集中，中生代的构造岩浆活动则将相对集中的成矿元素再次活化迁移到有利部位，析出成矿。本区金矿床即位于二长花岗岩与荆山群黑云片岩的内接触带附近。

　　4.3　矿化标志

　　黄铁矿化是在本区找矿的最主要矿化标志，尤其是破碎状、裂纹状、自形—半自形粒状、浸染状、块状黄铁矿为金矿化的最好地段;多金属硫化物矿化阶段反映了金矿成矿热液处在高度富集阶段，该阶段最有利于金矿物及金属硫化物的集中沉淀，所以当出现多金属硫化矿化时则该地为富矿体的部位。

　　4.4　蚀变标志

　　该区矿体赋存在石英脉中，金矿化带则由绢英岩化二长花岗岩、蚀变岩夹石英脉与黄铁矿化石英脉组成。黄铁矿化、绢英岩化，硅化、钾化均可作为在该区找矿的直接标志。

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　　5　结论

　　本区矿床成因为中温热液充填黄铁矿石英脉型金矿床。在矿区内，构造发育以断裂为主，发育程度很高，与成矿关系密切的是玉林店 - 徐家寨(育黎)断裂、金牛山断裂和仙姑顶断裂，这些断裂也是本区域的主要赋矿与控矿构造。

　　在成矿过程中，古元古代至新元古代的褶皱造山运动以及区域变质作用、多次深熔—重熔交代作用是主要因素。而金牛山断裂带亦是区内最主要的控矿、赋矿构造。区域找矿标志与断裂密切相关，NNE 向断裂与其他方向断裂交汇部位为金矿的有利成矿部位。其次，该区的构造岩浆活动也是主要控矿条件。第三，本区矿床主要为富硫矿石，黄铁矿化是该区主要的矿化标志，尤其是破碎状、裂纹状、细粒状、浸染状、块状的黄铁矿为金矿化的最好地段，此外蚀变规模也直接影响着金矿床规模的大小。