山东省招远市界河金矿床
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发布时间：2022-04-23 00:58
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时间：2023-06-24 04:12
1 矿区地质概况
界河金矿床位于著名的焦家金矿田的北部。矿区内出露地层主要为新生宙第四系的残坡积及洪积层和少量大小不等的太古宙胶东群残留体，岩性主要为斜长角闪岩，多以捕虏体形式含于郭家岭花岗闪长岩中，平均含金量为24.01×10-9。岩浆岩主要为玲珑片麻状花岗岩和郭家岭似斑状花岗闪长岩，两者呈侵入接触和断层接触，郭家岭花岗闪长岩含金为30×10-9。此外，矿区也可见到不同类型的中酸性脉岩，主要有闪长玢岩、石英二长岩和细晶岩，均具多期次活动的特点。其中闪长玢岩脉与矿体共生或切穿矿体，石英二长岩脉在矿体附近出现。区内的控矿断裂——望儿山断裂（F1）总体沿二者的接触带展布，其主断面清楚，呈舒缓波状延展、走向在479勘探线以北为0°～5°，479线以南35°～45°，总体倾向NW，倾角35°～48°（图1）。断裂带糜棱岩系列和碎裂岩系列的构造岩均有发育，后者对前者有明显的叠加改造，断裂带宽20～50m。
图1 山东省招远市界河金矿区地质图
Q—第四系；
—玲珑片麻状黑云母花岗岩；
—郭家岭似斑状花岗闪长岩；γδχ—花岗闪长玢岩脉。
1—石英脉；2—望儿山断裂带；3—绢英岩化花岗质碎裂岩；4—勘探线及编号
2 矿床地质特征
2.1 矿体
界河金矿区的工业矿体皆赋存于望儿山断裂破碎带内，区内发现的矿体有7个，从南西—北东依次分布于望儿山断裂带主断面上下盘（产状310°∠40°）的蚀变构造岩内，距主断面上、下盘约30m。其中Ⅳ，Ⅰ矿体产出于主断面下盘，Ⅶ矿体在主断面上、下盘皆有发育。其中4号矿体最富，1，7号矿体次之。矿体一般倾向NW，倾角40°左右，矿体延深远远大于延长，矿体的形态、规模及空间分布皆受到断裂构造的严格控制，多呈透镜状、扁豆状，并有分枝复合特点。
观察表明，矿区内的主要矿体由强蚀变的构造岩构成，矿体和围岩之间一般无明显的界线，二者多呈渐变过渡关系。产于上盘的矿体分带性不明显，下盘矿体从主断面向下常常依次表现出灰黑色致密块状硅质透镜体、硅化黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、石英-黄铁矿裂隙脉带的分带现象。
矿区内的矿体在不同标高上的走向长度常出现较大的变化，而在垂向上表现出膨大尖缩或称之藕节状的变化特征，其中以Ⅰ矿体的变化特征最明显。这种变化特征在整个望儿山断裂带的所有矿床中都普遍存在。-56m标高附近矿体的长度较大，为矿体在垂向上的膨大部位。在-116m附近矿体长度较小，表现为矿体在垂向上的尖缩部位。另外，矿体虽总体上向SW侧伏，但在不同标高常表现出较大的变化，侧伏方向甚至出现反向，如Ⅰ矿体在-56m标高以上向SW侧伏，侧伏角约65°；在-146～-56m标高之间向NE侧伏，侧伏角为50°，-146m以下又向SW侧伏，侧伏角变陡为77°，使矿体在垂向上的变化呈现出“S”型变化，变化的垂距约为100m（图2）。
图2 界河金矿区矿体垂直纵投影图
1—已圈定矿体及编号；2—Ⅶ号下盘矿体投影范围；3—推断矿体及编号
经大量的井下实地观察、断裂构造控矿特征调查及室内计算机数据处理、模拟表明，矿体在构造中的产出具有如下特点。
1）断裂构造控制了工业矿体的具体产出部位。控矿断裂面沿走向呈明显的凹凸起伏，而断裂面的凹凸过渡部位恰好是工业矿体产出的有利部位，这是由于断裂面的凹凸过渡部位是应力作用强烈部位，造成岩石破碎程度相对较高，从而有利于蚀变岩型金矿化的发育。并且由于断裂面的凹凸过渡部位在走向上具有似等距性特点，造成了工业矿体在水平方向上具似等距性，间距约为200m。
2）断裂构造控制了工业矿体的形状及产状。断裂构造的多次活动及叠加，尤其是成矿期的右行剪切使矿体在水平方向上呈透镜状，垂向上则为膨大尖缩的藕节状，并且延深远远大于延长。矿体的走向、倾向及倾角因受断裂的控制亦与产出部位的断裂产状一致，并且由于成矿期断裂构造的右行剪切过程中伴之有上盘的相对滑落，使断裂面的凹凸过渡部位向SW侧伏，从而使工业矿体总体上具向SW侧伏的产出特征。
2.2 矿石特征
2.2.1 围岩蚀变特征
围岩蚀变主要有绿泥石化、赤铁矿化、硅化、绢云母化和黄铁矿化等，其中，绿泥石化和黄铁矿化分布最广。在断层下盘，随远离断层，主要分布有黄铁绢英岩化、赤铁矿化和叶绿泥石化。
2.2.2 成矿期成矿阶段
成矿期可分为热液期和表生期。热液期主要由4个阶段组成：黄铁矿-石英阶段（Ⅰ），含金石英-黄铁矿阶段（Ⅱ）、石英-多金属硫化物阶段（Ⅲ）、石英-黄铁矿-碳酸盐阶段（Ⅳ）。其中，Ⅱ和Ⅲ阶段为主要成矿阶段，尤以Ⅲ阶段含金量最高，但黄铜矿、方铅矿和闪锌矿少见，辉碲铋矿则相当发育，为富矿标志。表生期主要表现为黄铁矿的褐铁矿化。
2.2.3 矿物特征
（1）石英
从表1可见，从Ⅰ到Ⅳ成矿阶段，粒度变小；由Ⅰ到Ⅲ阶段，颜色变深，Ⅳ阶段又变为无色透明；Ⅱ，Ⅲ阶段含矿好，Ⅰ，Ⅳ阶段含矿差；Ⅳ阶段，自形程度好，其他都为他形粒状；共生矿物除都有黄铁矿外，其余各具特点，从Ⅰ到Ⅳ阶段分别为：绢云母；自然金；自然金、辉碲铋矿；绿泥石、方解石。当为烟灰色石英时，黄铁矿含量高，出现辉碲铋矿则为富矿标志。
表1 界河金矿各成矿阶段石英的特征
界河金矿中的石英富含Al，Sr，Ca，Ga，Fe，表明其杂质含量高，Cu，Zn含量低，与其多金属硫化物不发育相符（表2）。
表2 界河金矿床金石英化学成分
注：SiO2，Al含量单位为%，其余元素含量单位为×10-6；*为中国地质大学（北京）化学分析室测试；**据陈光远等，19；其余为北京大学地质系分析。
从Ⅰ到Ⅲ阶段，石英的Al，Mg，Li，K，Na，Rb含量增加，Cu，Zn含量也增加，这与Ⅱ，Ⅲ阶段出现多金属硫化物有关。杂质含量高，富含Al，K，Na，Cu，Zn为富矿标志。与胶东地区其他金矿相比，富Ti，Li，Na，K，Rb，贫Ba，Mg，Cu，Zn。
（2）黄铁矿
总体上看，Ⅰ阶段黄铁矿自形程度高，粒度最大可达7 cm，一般1 cm左右。呈细脉状产出，与石英、绢云母共生，连续性差，由于受裂隙空间的*，常为板状歪形，含量约50%，含金13×10-6。Ⅱ阶段黄铁矿自形程度较高，粒度0.1～1mm，具破碎现象，被晚期石英胶结，呈脉状产出，与石英、磁黄铁矿共生，连续性好，含量30%～40%，含金129×10-6。Ⅲ阶段黄铁矿自形程度较差，粒度0.01～0.03mm，局部可见了4.7mm，脉状产出，与石英、辉锑铋矿及少量黄铜矿、方铅矿、闪锌矿共生，脉连续性好，含量50%～75%，含金176×10-6。Ⅰ阶段黄铁矿分布最广，Ⅲ阶段的次之。
对460个样品，6800粒黄铁矿测试表明，界河金矿黄铁矿以N导型为主，占99.5%，变化范围-479～-3 μV/℃，均值-129 μV/℃；P导型占0.5%，变化范围2～427 μV/℃，均值167 μV/℃。从Ⅰ到Ⅳ阶段（表3）都为N导型，极差、均方差、热电系数绝对值均由小变大再变小，它们都在Ⅲ阶段最高，与含金性变化趋势一致。随黄铁矿粒度的变大，热电系数的绝对值变小，且都为N导型。黄铁矿环带结构与导型结构：对黄铁矿八面体单晶沿（100）面切光片，用盐酸侵蚀，发现只有Ⅲ阶段黄铁矿具环带结构。带间由平行于黄铁矿八面体晶面的石英颗粒组成，其粒度0.1～0.5mm，不规则状。黄铁矿晶体表面无石英颗粒，只在黄铁矿颗粒中心含石英颗粒，其余都分布在带间，这表明黄铁矿晶体由4次结晶而成，存在结晶间歇，并且内外带均是八面体，因此，阶段黄铁矿可分为4个亚阶段。它是4次间歇不大、连续性和继承性较好的成矿作用叠加而成，这也是Ⅰ阶段富含金的原因所在。由此可以得出，成矿期可以分成多个大的旋回（成矿阶段），某个或某些大的成矿阶段又可分为多个亚阶段，而亚阶段多的成矿阶段矿富，这与多个成矿阶段叠加矿富的特点一致。
表3 界河金矿矿石黄铁矿热电系数统计
对不同环带黄铁矿的成分分析表明（表4），其有 S 高 Fe 低的特点（理论值 S：53.45；Fe：46.55）。Au和Ag由环带中心到边部有降低的趋势；Te也是如此。Cu由2号环带到4号环带含量降低，Zn则在3号环带含量最高，Co的含量全在检出限以下；而Ni在3号环带最高。从成分的特点可以得出，在Ⅰ阶段早期，也即第一亚阶段，主要生成黄铁矿、辉碲铋矿和自然金；第二亚阶段则生成黄铁矿、自然金、闪锌矿、黄铜矿和辉碲铋矿，但后者含量明显减少；第三亚阶段生成黄铁矿、自然金、闪锌矿和黄铜矿，闪锌矿较前者明显增加，黄铜矿减少，而辉碲铋矿不存在；第四亚阶段生成黄铁矿、自然金。表明随着辉碲铋矿的减少，自然金的含量也减少，随着闪锌矿的增加，Ag的含量有增加的趋势。
表4 界河金矿黄铁矿环带及电子探针分析结果 w（B）/%
注：分析者为中国地质大学（北京）探针室胡享生，1990。
另外，从1号环带到3号环带，S含量减少，而在4号环带S含量急剧增加，这可能与下一个阶段将要开始有关。S含量与金含量有一定的正相关性。
3 矿床地球化学与成因探讨
3.1 石英的包裹体特征
界河金矿中的石英含大量的气液两相包裹体。从表5可见，除Ⅳ阶段以液相包裹体为主外，其余都以气相为主。包裹体大小变化不大，均在1～31 μm范围内。由Ⅰ到Ⅳ阶段，包裹体数量减少，气液比也减小；形态由圆形、不规则状变为以椭圆形、圆形为主；子晶只在Ⅰ阶段出现；分布特点由星散状变为带状；温度由高变低，主成矿阶段为255～286℃。总之，表明其石英形成时温度高，压力低，这与蚀变岩型金矿的特点相吻合。
表5 界河金矿石英的气液包裹体特征
从表6可见，包裹体的液相成分主要含K，Na，Ca，Mg，Cl，F，
和
，并且以K，Na，Cl和F为主，由于含有S4＋，而不含S6＋，说明为弱氧化至弱还原环境。气相成分以CO2和H2O为主，但含CO和CH4，又说明其形成于弱氧化至弱还原环境。另外，在1号矿体、4号矿体和花岗闪长岩中，（CO2＋H2＋CH4）/N2分别为4.01，25.65和11.55，这反映1号矿体形成深度相对较大，花岗闪长岩次之，而4号矿体最浅，另一方面也反映它们形成时热液压力的相对高低。总之，结合Na＞K，自然金以裂隙金为主，都反映其浅成的特点。
表6 界河金矿床石英包裹体化学成分
注：据*黄金研究所（河北廊坊），19。*花岗闪长岩为郭家岭花岗闪长岩。
矿脉中pH值为7.08～7.13，反映其形成于中偏碱性；Eh值为-0.62～-0.61 V，反映其形成于还原环境。这两者都对金的沉淀有利。另外，Na/K高通常为富矿标志，在界河金矿也是如此，从最富的4号矿体到1号矿体再到围岩，Na/K分别为2.75，1.16，1.84。成分分析表明，矿体中石英包裹体的成分与围岩中的相似，说明成矿热液可能来源于岩浆热液。围岩中的Eh为0.60 V，属氧化环境，这对金的迁移有利，而矿体中的Eh为-0.62～-0.61 V，为还原环境，对金的沉淀有利。
3.2 氢、氧同位素组成
氧同位素分析表明（表7），δ18O为11.07‰～11.57‰，热液中δ18O为2.71‰～3.87‰，相对较低，变化范围小，δD为-54.6‰，与郭家岭花岗闪长岩-56.9‰接近。具有岩浆水和雨水的共同特点，但以岩浆水为主，这与包裹体成分分析的结果一致，反映成矿热液来源于郭家岭花岗闪长岩岩浆与雨水的混合。
表7 山东界河金矿区石英的氧同位素组成
注：热液δ18O×10-3据103lnα＝3.38×106T-2-3.40（克莱顿，1972）计算，中国地质科学院矿床地质研究所分析，1991。
3.3 硫同位素组成
从表8可见，矿区黄铁矿的δ34S为8.8‰～10.4‰，均值为9.9‰，显示了其富34S的特点并且变化范围小，极差为1.6。与郭家岭花岗闪长岩及胶东群地层相比，三者具有较好的一致性，尤与前者关系密切，这表明矿石硫主要来源于前者，但有小量地层硫混入。
表8 山东界河金矿区黄铁矿硫同位素组成特征
注：*据王义文，19；（5）为样品数，其余为地质科学院地质研究所分析，1991。
3.4 成因探讨
综合上述讨论可见，界河金矿床成矿物理化学条件为：成矿温度200～342℃；成矿热液富含Na，K，Cl，F，pH为7.08～7.13，为弱碱性，Eh为-6.2～-6.1 V，为还原环境。成矿物质来源于郭家岭花岗闪长岩，少量来源于胶东群成矿热液主要来源于岩浆水，有大量天水加入。综合成矿的物理化学条件、物质来源和热液来源，认为矿床成因为中低温热液金矿床。
参考文献
曹新志，高秋斌，徐伯骏等.1999.山东招远界河金矿床地球化学元素统计分析特征研究.地质找矿论丛，14（2）：30～35
崔天顺，齐金忠.1992.山东界河金矿黄铁矿的成因矿物学与找矿矿物学.桂林冶金地质学院学报，12（4）：342～350
（葛良胜编写）
