(1.中国冶金地质总局山东正元地质勘查院,山东济南 250014;2.南宁学院,广西南宁 530200;3.广西壮族自治区地质调查院,广西南宁 530023)
[摘要]变质核杂岩是控制胶东地区金矿空间分布的关键地质因素之一。以往胶东地区金矿研究多集中于侵入岩体与成矿的关联性,而对侵入岩相关变质作用的关注不足,尤其缺乏对成矿流体变质热液属性的溯源研究,这在一定程度上制约了找矿方向的精准定位。本文以胶东地区上庄金矿为研究对象,通过系统的矿相学观察,并结合物化探异常解析及元素地球化学分析,以厘清该矿床变质作用条件,明确变质热液来源。 矿相学研究结果显示,上庄金矿床内的花岗闪长岩经历了高绿片岩相变质作用,并叠加了低绿片岩相变质改造,这一特征暗示深部可能存在更高级别的变质相带,同时反映该变质杂岩体曾经历折返与隆升过程。此外,变质成因石英被细粒绢云母与石英交代的现象,表明成矿作用发生于最晚一期变质事件之后;黄铁绢英岩矿物组成简单,且绢云母含量较围岩显著增高,进一步佐证成矿流体具有变质热液属性。 物化探与地球化学分析表明,视电阻率异常与矿化分布具有良好的对应关系,该矿床东南部深部的高阻异常揭示该区可能存在隐伏岩体,即变质核杂岩隐伏区段;原生晕 Au、Bi、Mn 等元素在焦家断裂上、下盘的含量差异显著,指示成矿流体主要来源于断裂下盘(东南盘)。垂向方向上,Au、Bi、Ag、Cu 等成矿元素异常未封闭,显示矿化具有向深部延伸的趋势,但深部找矿工作需审慎推进。综合研究认为,上庄金矿东南部隐伏岩体分布区域是未来找矿勘查的重点靶区,具备发现新矿体的良好潜力。
[关键词]变质核杂岩 变质热液 高绿片岩相 高阻异常 原生晕 找矿方向 上庄金矿 胶东地区
[中图分类号]P618 [文献标识码]A [文章编号]0495-5331(2025)05-0926-12
Sun Jing, Zhou Hui, Wang Zhihao, Fang Lidong, Jia Jing, Zhang Qilian, Wei Fang. Characteristics of geophysical and geochemical anomalies and prospecting direction of the Shangzhuang gold deposit in Jiaodong Peninsula[J]. Geology and Exploration, 2025, 61(5): 0926-0937.
[收稿日期] 2024-05-16;[改回日期] 2025-03-20;[责任编辑] 郝情情。
[基金项目] 广西教育科学规划专项课题(编号:2023ZJY1454)资助。
[第一作者] 孙 靖(1985年-),男,2007年毕业于桂林工学院,资源勘查工程专业,学士学位,高级工程师,主要从事地质勘查及科研工作。E-mail:13573698582@163.com。
[通讯作者] 周 辉(1985年-),男,2011年毕业于桂林理工大学,矿产普查与勘探专业,硕士学位,高级工程师,主要从事地质勘查、教学及科研工作。E-mail:zhouh@unn.edu.cn。
0 引言
胶东地区金矿的形成与空间分布严格受断裂构造控制。目前学术界普遍认为成矿热液主要源自岩浆,但针对成矿岩浆的具体类型仍存在较大争议(宋明春,2015)。部分学者提出成矿与玲珑型花岗岩存在关联(朱奉三,1980),另有学者认为与煌斑岩具有成因联系(季海章等,1992;罗振宽等,2001;申玉科等,2005),其中 “成矿与郭家岭型花岗岩相关”的观点得到了更多研究成果的支持(关康等,1997;孙华山等,2007);宋明春(2015)则依据伟德山型花岗岩的同位素年龄(105~127 Ma)与成矿年龄(115~122.5 Ma,宋明春等,2014)高度吻合,且该类型花岗岩属于壳幔混合源花岗岩这一特征,提出成矿与伟德山型花岗岩相关的观点;此外,还有部分学者主张成矿热液来源于幔源岩浆(朱日祥等,2021;Dong et al.,2023)。对于岩浆热液型矿床,其具有显著的系列成矿特征,总体找矿方向明确指向成矿岩体的隐伏分布区域(叶天竺等,2014);而与变质流体相关的造山型金矿,则主要受脆 - 韧性断层控制,成矿作用略滞后于变质高峰期,且不同矿化类型常相互叠加,呈现出复合成矿的特征(王庆飞等,2019)。
变质核杂岩在上拱过程中,受岩浆底辟上拱力与上覆岩层重力共同形成的力偶作用影响,可发育大量韧性剪切带(即拆离断层系);同期岩浆在变质核部的底辟侵入活动及岩石变质作用,能够生成变质流体与岩浆热液,且有幔源流体参与其中,进而形成金、铜、铅锌、锡及稀有稀散元素等多类型金属矿床(李扬鉴等,1996;李同柱等,2010;代堰锫等,2016;Fu et al.,2016;Daele et al.,2018;陈原林等,2019;Liu et al.,2023;Deng et al.,2023;许志琴等,2023;张宇等,2024),而与之耦合的凹陷区域则产出油气资源(陆建林等,2018)。鉴于变质核杂岩的核部(即变质核)为中深变质岩与侵入杂岩的组合体(宋鸿林,1995),若认可岩浆在成矿过程中发挥主导作用,则受变质核杂岩控制的矿床,其成矿中心无疑位于变质核部,拆离断层仅作为其顶部及侧翼的成矿配套构造存在。然而,以往对胶东半岛金矿成矿过程的研究多聚焦于同期侵入岩,对与之伴生的变质作用是否与成矿存在关联却鲜有论述。尽管已有研究明确胶东金矿主要受北部的三山岛核杂岩、玲珑核杂岩、鹊山核杂岩及昆嵛山核杂岩控制(图1)(Yang et al., 2016;夏增明等,2016;吕古贤等,2016,2017;郝志宣,2022;何昌成等,2023),但在核杂岩研究中多侧重于片麻理分析,对于矿物重结晶现象,尤其是赋矿围岩的变质重结晶现象则报道较少。同时,胶东金矿成矿省的成矿流体普遍具有低盐度、富CO₂的特征(宋明春等,2020),这显示其变质流体属性(陈衍景等,2007),但相关溯源研究仍较缺乏。
笔者注意到,上庄金矿区的赋矿围岩——郭家岭型花岗闪长岩实际上经历了低级别变质作用。变质岩作为 P-T-t 条件的产物,变质相的连续过渡是其基本特征之一,浅表部位的低级别变质不可能孤立存在,其深部必然过渡为更高级别的变质岩,即上庄矿区深部存在由高级变质岩与侵入岩浆岩构成的变质核。角闪岩相、麻粒岩相,乃至深部岩石圈地幔的榴辉岩相,均可在变质过程中脱水形成大量流体(Katayama et al.,2006; 刘景波等,2013;龚冰等,2013;高晓英,2019),进而萃取成矿物质,或与岩浆析出流体、幔源流体等混合形成含矿热液并向上迁移。鉴于变质作用与成矿作用的内在联系尚未明确,胶东金矿的成矿过程亟待重新审视。
上庄金矿位于玲珑变质核杂岩北部(中心为郭家店),矿体产于重要控矿构造焦家断层南东盘(下盘),与焦家、新城等大型金矿同属蚀变破碎带型矿床,规模达中型,目前已积累了一定研究成果。陈辉等(2018)通过研究矿石中金红石的Ti、W、Cr 变化规律,认为其可表征矿化强度;张凯(2015)发现黄铁矿中发育大量晶体位错并形成微细裂隙,裂隙中充填微细粒碲铋矿,同时观察到黄铁矿的动态重结晶现象;孙华山等(2008)开展化探研究并建立了矿体原生晕叠加模式;王志浩(2018)对矿床成矿年龄及流体包裹体进行研究,获得成矿年龄为 126.2±1.9 Ma,确定成矿流体具有中高温、低盐度、富 CO₂的性质,且该成矿年龄与成矿流体特征均与胶东大多数矿床基本一致。迄今为止,胶东金矿床的成矿研究手段已日趋精细化,积累了大量资料,但勘查实践获得的资料在科研中的应用案例却较少。物探方法在胶东金矿预测中主要通过解析视电阻率效应寻找拆离断层与隐伏岩体的响应特征(Song et al., 2012; 宋明春等,2015);化探方法可用于研究矿前晕、近矿晕及矿尾晕。二者虽主要用于发现找矿标志,但其工作原理均基于成矿理论构建,可用于阐释成矿机制。
随着矿产开发的推进,资源储备形势日趋严峻,向矿床深边部寻找新矿体的需求迫切,而成矿中心的确定成为当前紧迫任务。该矿山于2013~ 2014年开展接替资源勘查工作,完成了深部钻探、可控源音频大地电磁测深、原生晕测量、成矿构造专题编图及预测研究,同时在矿区外围施工三个钻孔对焦家断裂进行探索。本文在发现该矿床变质作用的基础上,结合已获取的物化探数据,探讨变质作用与金矿成矿的内在联系,提出新的成矿认识与找矿方向,以期为后续工作部署提供参考。
1 地质概况
上庄金矿位于胶东半岛的胶北地块北缘(图1),主要出露晚侏罗世玲珑型黑云二长花岗岩和早白垩世早期郭家岭型花岗闪长岩(上庄单元)。二者呈侵入接触,局部为渐变过渡关系,此外有零星分布的中基性脉岩。大型区域性断层焦家断层贯穿矿区北部,该大断层控制着焦家、新城等特大型金矿及若干中小型金矿床,在本区延长约 1800 m,走向为北北东,倾向北西西,倾角20°~42°,具有分枝复合现象。在2013~2014年的接替勘查和预测时,在焦家断层北部施工三个钻孔(图1中的绿色编号),以探索该断层及东庄子、侯家、望儿山等含矿断裂的深部矿化情况。三个钻孔均揭露到了预计的断层蚀变带,如断层泥、黄铁绢英岩及碎裂的二长花岗岩等,但金矿化弱。矿区已探明的资源量主要赋存于望儿山断层内。该断层在 319 勘探线以北分为上、下两支:上分支倾角较陡,平均为 55°;下分支倾角较缓,平均为 36°;两支断层约在 -200 m 标高处交汇合并。望儿山断层带内发育有连续的断层泥,最小厚度2 cm,最大 10 cm,一般为3~5 cm,走向和倾向上均呈舒缓波状起伏,显示压剪性特征;其它赋矿断层亦显示出剪切特点(图2a)。陡倾断裂亦较发育(图2b),破碎带中充填岩块,与缓倾断裂发育糜棱岩、角砾岩的特点明显不同,断裂面呈波状,断层泥薄,呈现张剪特征。

矿体受缓断裂控制,断裂面平直,构造岩(亦即矿石)主要为碎裂岩、初糜棱岩、糜棱岩、块状石英,显示强烈剪切(图2a)。已查明的矿体规模不大(表1),以③-Ⅱ号矿体稍长,达430 m,其它矿体规模较小。矿体之间虽然为无矿地段,但矿化蚀变仍发育。矿石发生黄铁绢英岩化蚀变,黄铁矿呈浸染状、团斑和细脉状分布,金以银金矿为主,多分布于黄铁矿晶隙及孔隙内,次要矿物有黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿等等;非金属矿物主要为石英和绢云母,其次为长石、方解石和绿泥石等。
2 变质作用和热液蚀变
2. 1 变质作用
变质作用包括变形和重结晶等晶质塑性变形,即裂隙、变形纹、扭折带、亚晶粒化、动态重结晶、静态恢复等。亚晶粒化为位错密度在一个晶体内存在差异,从而形成不同的区域,每个区域即为一个亚晶粒,透光度和消光度不一,一般稍暗者位错密度较大(胡玲等,2009),动态重结晶是亚晶粒组合过程,从低温至高温结晶粒度变大,汇集程度提高,主要有三种形式,自低到高为:① 膨凸重结晶(bulging recrystallization, BLG)、② 亚晶粒旋转重结晶(subgrain rotation recrystallization, SGR)、③ 颗粒边界迁移重结晶(grain boundary migration, GBM)。重结晶的矿物顺序为:方解石→黑云母→石英→长石→角闪石→橄榄石→辉石(曹淑云等,2007;纪沫等,2008;胡玲等,2009)。其具体含义是指:当结晶序次高的矿物开始重结晶时,序次低的矿物已结晶变粗,而当序次高的矿物结晶粗时,低序次的矿物已组合为粗晶的集合体(譬如眼球或脉体),甚至已进入静态恢复。上庄金矿岩(矿)石矿物的主要晶质塑性变形为亚晶粒化和动态重结晶(图2),其主要变质特征简述如下:

(1)方解石:方解石容易发生变形变质,很容易出现机械双晶,在250℃左右即可发生动态重结晶,在低绿片岩相条件下(300~350℃)即可发生膨凸重结晶,高绿片岩时即发生亚晶粒旋转重结晶,颗粒汇聚(纪沫等,2008;胡玲等,2009)。本区方解石量少,图2c中可见一方解石脉,根据动态重结晶顺序,应为最早重结晶的产物,现呈脉体应为颗粒汇聚,反映高绿片岩变质条件。
(2)石英:在低绿片岩(较低温:300~400℃)条件下,石英即发生晶质塑性变形,高应力时形成拔丝状单晶,低应力时则以膨凸重结晶为主,而高绿片岩条件下,石英以旋转重结晶为主,单晶粒边界树叶状、港湾状,多晶集合(纪沫等,2008;胡玲等,2009)。石英单个晶粒边界呈树叶状,表明发生了亚晶粒旋转重结晶,属于高绿片岩相变质。
(3)长石:长石低绿片岩条件下主要为碎裂和碎裂流动;高绿片岩(韧—脆性转变域)条件下以膨凸重结晶为主,有时与残斑构成核幔构造,残斑中可见弯曲双晶、机械双晶、波状消光、变形带、扭折带等,边缘为膨凸重结晶晶粒围绕;在中级(450~600℃)变质条件下发育亚晶粒旋转重结晶、核幔构造;高级(>600℃)变质条件下亚晶粒旋转重结晶占主导地位,在超高级(>800℃)变质条件下才出现边界迁移重结晶(纪沫等,2008;胡玲等,2009;夏增明等,2016)。本区长石部分分解为细粒石英和绢云母,后者单偏光下呈褐红、褐黄、褐灰色(图2 c、d),显微鳞片状,线状排列时即构成花彩弧构造,长石此类细粒化且部分变化为绢云母的特征亦属于膨凸重结晶的范畴(Brown et al., 1980; 纪沫等,2008)。
值得注意的是,图2 c、e中已发生重结晶的大颗粒石英发生了亚晶粒化,即颗粒内部出现明暗分区,或边缘出现分离的细粒石英,长石残斑再次发生碎裂,表明叠加了低绿片岩相变质作用,变质核杂岩发生了退变质。
2. 2 热液蚀变
黄铁绢英岩相对于变质的围岩花岗闪长岩来说,绢云母已大幅增多,绢云母主要由长石与水反应生成,同时生成石英,两者均呈微细粒状(图2 e);此外,左下角大颗粒的石英边缘呈港湾状,被绢云母逐渐侵蚀,集合体内部可见绢云母交代穿孔,表明热液蚀变晚于岩石的最后一次变质。
多孔状黄铁矿是常见的含Au矿物(图2 f),表明黄铁矿捕捉了Au。受后期热液影响,多孔状黄铁矿发生溶蚀,构成交代结构,且在被溶蚀位置及附近析出了Au(图2 g),说明交代作用(水-岩反应)有利于Au转入溶液中。换言之,充填作用有利于捕捉Au,交代作用有利于活化Au。
3 物化探工作方法
本次在上庄矿区内采集并测定了95块岩心标本的电阻率(表2)。结果显示,四种主要岩矿石电阻率数值均变化很大,使用算术平均值不能很好地反映岩矿石的电阻率分布,故采用了几何平均值。这四种岩石大致可分为高、中低阻两类。高电阻率岩性主要是花岗岩类和煌斑岩等脉岩,其电阻率平均值4000 Ω·m,但玲珑型花岗岩电阻率值比郭家岭花岗闪长岩略高,中低电阻率岩石为蚀变岩碎裂岩,平均值2500 Ω·m;由于充填水溶液和金属矿物,断层呈现更低的电阻率。

本次可控源音频大地电磁测深(CSAMT)布设于279、287、339、347等4条剖面,观测参数为卡尼吉亚视电阻率和阻抗相位,共获得204个点的数据。采用美国ZONGE公司生产的GDP32电法工作站,发射系统由发电机(DZORG-30)、发射机(GGT-30)组成,接收极为GDP32II接收机,采用ANT/6NF磁探头和不极化电极,采用了30 kW的大功率设备,以保证信号强度与测量精度。AB电极埋设牢固、接触良好,接地电阻小于50 Ω,MN电极接地电阻一般小于1000 Ω。磁探头布置使用森林罗盘和水平尺以保证水平放置,且角度误差不超过2°,并将磁探头埋设地下,以减小人为干扰。要求卡尼亚电阻率均方误差Mρ≤15%,阻抗相位相对均方误差Mφ≤20%。

原生晕在最低的三个中段(-700~-500 m标高)和-1000 m标高上下的钻孔中采集,主要在穿脉内采样,垂直蚀变带;一般点距2~5 m,矿化带<2 m处采样1件,在矿化带厚大处可增加样品数量。钻孔采样与坑道取样方式基本一致。委托中国冶金地质总局地球物理勘查院测试中心测试,分析Au、Ag、Cu、Pb、Zn、B、Mo、Mn、Co、As、Sb、Hg、Bi 等13种元素。分析方法如下:①Au≥0.05×10-6,用原子吸收定量分析,<0.05×10-6,用化学光谱定量分析(检出限:0.003×10-6下同);②原子荧光定量分析4种元素:As、Sb、Hg、Bi;③Ag、Cu、Pb、Zn、B、Mo、Mn、Co等8种元素用光谱近似定量分析,Au元素合格率93%,其它元素合格率92%~100%。
矿床北部探索钻孔399ZK8、ZK12-10、ZK12-11的样品主要为蚀变花岗闪长岩及断层泥。由河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成分析,测试成矿元素17种:Au、Cu、Pb、Zn、Mn、 Ni、Co、Sn、Bi、Ag、B、V、Ti、Mo、W、As、Sb。各元素的分析方法如下:①Au(10-9)采用石墨炉原子吸收测定;②Au(10-6)采用火焰原子吸收测定;③Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mo、W、Bi采用电感耦合等离子体质谱仪测定(ICPMS);④Ti、Mn、V、Ag(>5)、Ni、Cu、Pb、Zn(>200)采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定(ICP-AES);⑤Ag、Sn、B分析采用WP-1光栅摄谱仪摄谱,湖北省岩矿测试中心改装自动译谱仪译谱(ES);⑥As、Sb(<5)采用氢化物原子荧光仪测定,氯化亚锡还原测定Hg、As和Sb,先预还原后硼氢化钾还原测定。
4 物化探异常特征
4. 1 视电阻率
本次可控源音频大地电磁测量共施工了四条剖面(图1)。视电阻率等值线分布显示,梯度带和低阻为主要异常型式。各剖面在矿区中偏东部位均出现低阻异常波动,呈峰谷相间的样式(图3),波动可分为双峰、箱状等二种型式;自北西向南东视电阻率增大,并出现多峰式波动,总体上在东南部深部呈现相对高阻。
双峰异常或梯度带,经钻孔验证往往为矿化较强地段,矿化地段视电阻率变化总的规律是:浅部为梯度带而深部为双峰异常。
4. 2 原生晕异常
本次原生晕虽然测试了17种元素含量,但显示异常分带的元素仅为Au、As、Hg、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Co、Mn等九种元素,异常分布在水平和垂直方向上如下特点:
(1)水平方向上,以焦家断裂为界,其北西盘为本次钻探探索深部的区域,共施工了三个钻孔(图1中的绿色编号),虽然揭露了焦家断裂的蚀变体,但采集的47件样品其Au矿化均较差,仅为9.17× 10-9,而焦家断裂南东盘即下盘共采集样品400件,Au含量可达241.73×10-9;与金矿化密切的Bi,在焦家断裂北西盘平均含量为0.09×10-6,而在南东盘平均含量为1.11×10-6;与Au、Bi元素分异相反的则为Mn,北西盘Mn平均值为408.82×10-6,而南东盘Mn则为289.80×10-6。
(2)垂向上,成矿指示元素Au、As、Hg、Pb、Zn、Bi、Ag、Cu均发育,其中主要成矿元素Au、Bi、Ag、Cu浓集分带清晰,中心显著(图4),其异常内带在已知矿体的延深方向尚未封闭,向下仍有延伸的趋势。
5 讨论
5. 1 变质流体来源的矿物学证据
图2c、d展示的花岗闪长岩高绿片岩相矿物中,新生矿物绢云母含量较少,仍以长石、石英为主;当发生黄铁绢英岩化时(图2e),绢云母大量生成,绢云母的生成需要水的参与,其反应式如下(Simpson, 1985):

图2e显示,矿石中大量绢云母交代了变质成因的石英(相对大颗粒),且该石英已叠加了亚晶粒化变质,说明成矿滞后于退变质作用,符合造山型金矿特征(王庆飞等,2019)。鉴于绿片岩相变质时未发现大量的绢云母,那么成矿期形成绢云母所需要的水应来自深部,如高于绿片岩相的角闪岩相、麻粒岩相,甚至岩石圈地幔的榴辉岩相,而这些变质相恰好可在变质过程中脱水产生大量流体(Katayama,2006;刘景波等,2013;龚冰等,2013;高晓英,2019)。通常起源于岩浆分异的流体其成分复杂,如矽卡岩、青磐岩、云英岩、伟晶岩等,除了石英、云母、长石等常见矿物外,碳酸盐、石榴石、闪石、帘石、电气石及金属矿物十分普遍,且岩浆流体在空间上一般形成不同主矿种的矿床系列。上庄矿床蚀变矿物相对简单,绢云母占据蚀变矿物主导地位,流体富CO2、低盐度(王志浩,2018);单一矿种Au的矿化深度大,与绝大多数造山型金矿相似,表明成矿流体应以变质流体为主。考虑到成矿元素和复杂性,不能排除幔源流体参与的可能性,如低熔点亲铜元素Bi、Te的广泛存在(张凯,2015),辉钼矿中Re的高含量(平均 305.9×10-6,王志浩,2018),等等,显示基性-超基性岩浆的亲缘性(Mao et al.,1999)。岩浆热液参与成矿亦有迹可寻,如王志浩(2018)采用Re-Os法获得成矿年龄为126.2±1.9 Ma,与稍后于郭家岭型花岗闪长岩的伟德山型花岗年龄(127~ 105 Ma,宋明春等,2014)高度一致。
长石的膨凸重结晶叠加碎裂变形,以及石英集合体叠加膨凸重结晶、亚晶粒化变质,表明低序次的变质相叠加于高序次变质相之上,此类叠加现象指示本矿床所在的玲珑变质核杂岩发生了垂向构造运动(Liu et al.,2024;韩香巧等,2024),至少经历过一次抬升,从而引发压力变小。抬升可能是岩浆底辟上升的结果,将至少产生三个地质效应:一是有助于变质核杂岩中的早存岩体和上覆围岩中产生压性面理,进而发展为缓倾斜的拆离断层,或在顶部围岩中的产生陡倾张剪性断层,为矿液充填成矿提供空间(李扬鉴等,1996;周济元等,2024),相应地形成焦家式蚀变岩型和玲珑型石英脉型金矿床;二是受上拱力和重力的力偶剪切,岩石发生变质,如本区的郭家岭型花岗闪长岩变质;三是抬升造成减压,正在底辟的岩浆发生流体出溶,可能与变质脱水一起形成混合型成矿流体。

综上,绢云母占主导地位和矿物组成指示成矿热液大部分来自于变质作用,而变质作用发生于变质核杂岩抬升过程。
5. 2 视电阻率的指示
可控源音频大地电磁测深(CSAMT)获得的异常成果与隐伏岩体和断裂构造具有良好的映射关系,例如,Song et al.(2012)在开展三山岛—焦家地区金矿物探工作中,发现三山岛断裂和焦家断裂之间为一低阻异常带,被两侧的三山岛、焦家高阻异常带挟持;根据重力异常和磁异常推断,此两条高阻异常是岩浆侵入的地段,而三山岛断裂和焦家断裂分别为二个变质核杂岩的边界断裂。本次物探工作获得高阻异常位于矿区东南深部,根据胶东地区金矿电磁测深经验,本文推测该地段存在隐伏岩体,岩体是变质核杂岩的变质核组成之一(另一主要构成为中高级变质岩,宋鸿林,1995),是变质热液和岩浆热液的发源地,推测成矿中心亦应位于此处。
5. 3 原生晕对矿化范围的限定
Au、Bi作为胶东金矿的特征元素,在焦家断裂上、下盘中含量相差悬殊,表明矿化范围应限于下盘即南东盘,成矿热液来自东南方向。Mn通常在热液中较容易迁移,如在喷流或热水沉积矿床中,Mn 一般沉积于多金属矿的外缘(郑明华,1994),可以大规模的迁移,形成独立的热水沉积矿床。广西凤凰山热液型银锰矿床,大量锰矿化即发生于银矿化之后,且分布标高最大(方耀奎等,1997)。总之,Mn原生晕高值能指示热液型金属矿化的最外缘。本矿区南东盘Mn含量低,而北西盘Mn含量高,表明焦家断裂北西盘已是金矿化的最外缘,该断裂不属于导矿断裂。
5. 4 找矿方向的推断
上庄矿床目前所采掘的地段为高绿片岩相花岗闪长岩,更高级的变质相尚处深埋状态,根据地壳连续成矿原理,不排除深部亦成矿的可能性(Groves, 1993; 王庆飞等,2019)。变质核杂岩在其折返过程中,能形成多期次的拆离断层(许志琴等,2023),且在浅表被脆性变形叠加;依此推断,望儿山断裂可能不是最下部的拆离断裂。根据岩浆动力学理论,上拱的岩浆不仅发育缓倾的拆离断裂,亦发育高角度的张剪性断裂,当被热液充填时可形成大脉型含矿石英脉(周济元等,2024),譬如玲珑石英脉型金矿。应该注意的是,折离断层往倾向方向趋向于尖灭(宋鸿林,1997;周济元等,2024),上拱中心及附近为折离断层发育有利地段,且可形成多层。本区Au、Bi异常尚未封闭,表明矿化有延深趋势,因此,本文认为找矿方向应为东南部的变质核,即高阻异常的深部。
6 结论
(1)上庄金矿发育高绿片岩相变质,后期叠加低绿片岩相变质,证明矿区变质核杂岩的存在和抬升,喻示深层次变质相的存在,大量的绢云母和简单的矿物组合暗示深部水为变质成因。
(2)可控源音频大地电磁测深(CSAMT)显示,该矿床存在视电阻率异常,其中箱状异常和双峰异常与矿化具有良好的响应;高阻异常指示矿区东南侧深部存在隐伏岩体,推测为变质核隐伏位置,同时亦为成矿中心。
(3)Au、Bi在焦家断裂上下盘间含量悬殊,Mn则相反,说明成矿热液来自于矿床东南侧的深部,焦家断裂为变质核杂岩的边界断裂,而非导矿构造。深部成矿元素Au、Bi、Ag、Cu异常未封闭,矿化有延深趋势,但沿倾向探索应适可而止。东南部隐伏岩体应为今后的找矿方向,可探索新的矿体。
[注释]
① 孙靖,常裕林,刘永昌,秦荣毅,阎复传. 2016.山东省招远市上庄矿区金矿接替资源勘查报告[R].济南:招金矿业股份有限公司:1-149.
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Characteristics of Geophysical and Geochemical Anomalies and Prospecting Direction of the Shangzhuang Gold Deposit in Jiaodong Peninsula
SUN Jing1,ZHOU Hui2,WANG Zhihao1,FANG Lidong1,JIA Jing1,ZHANG Qilian3,WEI Fang3
(1. Geological Exploration Institute of Shandong Zhengyuan, Jinan, Shandong 250014;2. Nanning University, Nanning, Guangxi 530200;3. Guangxi Institute of Geological Survey, Nanning, Guangxi 530023)
Abstract: Metamorphic core complexes represent one of the key geological factors controlling the spatial distribution of gold deposits in the Jiaodong Peninsula. Previous studies on gold mineralization in Jiaodong have predominantly focused on the relationship between intrusive rocks and mineralization, while paying less attention to the metamorphism associated with these intrusions. In particular, there has been a lack of systematic tracing of the metamorphic-hydrothermal origin of the ore-forming fluids, which has constrained the accurate targeting of exploration directions. This study takes the Shangzhuang gold deposit in Jiaodong as a case study. Through systematic petrographic observations, integrated with analysis of geophysical and geochemical anomalies and elemental geochemistry, we aim to clarify the metamorphic conditions and identify the source of metamorphic fluids. Petrographic results indicate that the granodiorite in the Shangzhuang deposit underwent high greenschist-facies metamorphism overprinted by low greenschist facies metamorphism. It is suggestive of possible transition to higher-grade metamorphic zones at depth and reflects a process of exhumation and uplift of the metamorphic complex. Furthermore, the replacement of metamorphic quartz by fine-grained sericite and quartz indicates that mineralization occurred after the latest metamorphic event. The simple mineral assemblage of pyrite-sericite-quartz rock (ore), with significantly higher sericite content compared to the wall rock, further supports the metamorphic-hydrothermal nature of the ore-forming fluids. Integrated geophysical and geochemical analyses reveal a strong correlation between apparent resistivity anomalies and mineralization. A highresistivity anomaly in the southeastern deep part of the deposit suggests the presence of a hidden intrusive body, i. e., a concealed segment of the metamorphic core complex. Significant differences in the concentration of primary halo elements such as Au, Bi, and Mn between the hanging wall and footwall of the Jiaojia fault indicate that the ore-forming fluids were mainly derived from the footwall (southeastern block). In the vertical direction, the unclosed anomalies of ore-forming elements such as Au, Bi, Ag, and Cu suggest that the mineralization extends downward, though further deep exploration should be conducted cautiously. Comprehensive research indicates that the area with concealed intrusive rocks in the southeastern part of the Shangzhuang gold deposit is a key target for future exploration, with high potential for discovering new ore bodies.
Key words: metamorphic core complex, metamorphic fluid, high greenschist facies, high resistivity anomaly, primary halo, exploration direction, Shangzhuang gold deposit, Jiaodong Peninsula