摘要：五爪山—黑牛台金矿床位于胶东东部牟平—乳山成矿带的北段，矿石类型为黄铁矿化石英脉型。本文综合分析矿体地质特征以及典型矿床成矿元素测试数据，认为矿体严格受金牛山断裂及其次级断裂控制；成矿物质是壳幔混合作用的产物，成矿流体以岩浆水为主，另有少量大气降水参与；矿床形成于早白垩世（120±10Ma）；成因类型属中低温热液石英脉型矿床；进而结合中生代胶东地区成矿动力学背景，总结了本矿床成矿模式，并提出下一步找矿方向。
关键词：五爪山—黑牛台金矿床,地质特征,矿床成因,胶东
牟平—乳山成矿带位于我国著名的胶东金矿矿集区东部，牟平—即墨断裂的东侧，是仅次于胶西北成矿小区的第二大金矿远景区，分布有我国典型的大中型石英脉型金矿床。该成矿带共有金矿床80余处，累计探明金资源储量约300余吨。其中双山屯、西直格庄、邓格庄、腊子沟、金青顶等矿床资源储量规模均达到大型。五爪山—黑牛台金矿床位于牟乳成矿带的北段，受金牛山断裂及其次级裂隙控制，成矿地质条件优越。近年来本区虽投入大量探矿工作，但始终未有突破。本文在该区前期找矿成果的基础上，通过分析矿床地质特征，结合相邻典型矿床（邓格庄）元素测试分析数据，总结矿床成因及找矿标志，以指导下一步找矿工作。
1区域地质概况
五爪山—黑牛台金矿床大地构造位于秦岭—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）。
矿床位于牟平—乳山金成矿带北段，区内出露地层主要有古元古代荆山群变质岩系，呈不规则包体状分布于侵入岩中，是区内基底岩石的组成部分；在山间沟谷及河流两侧分布有新生代第四系冲积物及残坡积物。区内构造极为发育，以NE向、NNE向断裂构造为主，规模较大，具方向性、等距性分布特征，自西向东分别为玉林店—徐家寨（育黎）断裂、金牛山断裂和仙姑顶断裂，与金矿关系密切，是区内主要的控矿、赋矿构造。而东西向和北西向的断裂规模较小，多破坏矿体。区域上岩浆岩发育，主要包括中元古代海阳所序列通海单元和老黄山单元、新元古代荣成序列玉林店单元、中生代燕山早期玲珑序列云山单元、九曲单元、郭家店单元、笔架山单元及燕山晚期伟德山序列崖西单元及中生代脉岩。
2矿区地质特征
2.1地层
矿区内出露地层简单，主要为古元古代荆山群野头组和新生代第四系。其中荆山群野头组呈包体状分布于玲珑花岗岩岩体内；第四系沿河谷两侧分布。
2.2构造
区内主要发育断裂构造，共计12条，按走向可分为北北东向、北东向和北西向三组，其中北北东向与成矿最为密切，北西向构造切穿破坏矿体。
（1）NNE向断裂极为发育，为F1～F2、F4～F6、F8～F10，属左行压扭性断裂。矿区范围内出露长度335m～5200m，走向8°~27°,倾向南东，倾角一般为70°~85°,局部直立或反倾。断裂面光滑平直，两侧发育绢英岩化二长花岗岩及煌斑岩，断裂内多为黄铁矿石英脉充填。控制着Ⅰ~Ⅱ、Ⅳ~Ⅵ、Ⅷ~Ⅹ号矿化带的分布。
（2）NE向断裂主要分布于矿区中南部，为F3、F7和F11，属左行压扭性断裂。出露长度1750m～1930m，走向32°~41°,倾向南东，倾角一般为65°~81°。断裂面两侧发育花岗质碎裂岩，断裂内多为黄铁矿石英脉充填。控制着Ⅲ和Ⅶ号矿化带的分布。
（3）NW向分布于矿区中部，为F12，矿区范围内出露长度570m，走向303°,倾向北东，倾角65°~75°。断裂内为蚀变花岗质碎裂岩，切穿矿体。
2.3岩浆岩
矿区内大面积出露，主要为荣成序列不等粒伟晶花岗岩、玲珑序列云山单元弱片麻状细粒含石榴二长花岗岩、九曲单元弱片麻状细中粒含石榴二长花岗岩、郭家店单元中粗粒二长花岗岩和笔架山单元不等粒伟晶花岗岩等侵入岩。另有煌斑岩、闪长玢岩、石英脉等脉岩。
3矿体地质特征
矿区内共圈定9个矿体，累计查明金属量3.7t；主要金矿体有3个，编号为Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅳ-1，其查明的金矿资源储量（矿石量）占整个矿区的99.4%。
3.1Ⅰ-1矿体特征
Ⅰ-1矿体走向长426m，最大斜深303m。总体走向14°,倾向南东，倾角63°~87°。矿体呈脉状，沿走向和倾向呈舒缓波状，局部呈“S”型延伸，严格受断裂控制。矿体赋存标高+38m～-337m，厚度0.43m～6.74m，平均厚度1.58m，厚度变化系数为63.69%，矿体厚度属稳定型。单样品金最低品位0.10g/t，最高品位22.40g/t，平均品位2.77g/t，品位变化系数为96.77%，有用组分分布属分布均匀型。矿石类型为黄铁矿化石英脉型。矿体金资源储量（矿石量）占整个矿区的32.7%。
3.2Ⅰ-2矿体特征
Ⅰ-2矿体走向长494m，最大斜深301m。总体走向14°,倾向南东，倾角64°~84°。矿体呈脉状，沿走向和倾向上呈舒缓波状，局部呈“S”型延伸，严格受断裂控制。矿体赋存标高+138m～-174m，厚度0.09m～4.38m，平均厚度1.52m，厚度变化系数为60.09%，矿体厚度属稳定型。矿体中单样品金最低品位0.05g/t，最高品位99.32g/t，平均2.62g/t，品位变化系数为258.14%，有用组分属分布不均匀类型。矿石类型为黄铁矿化石英脉型。矿体金资源储量（矿石量）占整个矿区的41.8%。
3.3Ⅳ-1矿体特征
Ⅳ-1矿体长576m，最大斜深为268m。总体走向20°,倾向南东，局部反倾，倾角70°~73°,平均倾角72°。矿体呈陡倾斜脉状，严格受断裂控制。矿体赋存标高+53m～+310m，矿体厚度0.19m～1.03m，平均厚度0.69m，厚度变化系数43.57%，矿体厚度属稳定型。金品位介于1.08g/t～124.45g/t之间，金平均品位11.51g/t，品位变化系数113.27%，有用组分属分布较均匀型。矿石类型为黄铁矿化石英脉型。矿体金资源储量（矿石量）占整个矿区的24.9%。
4矿石特征
4.1矿石矿物成分
矿石矿物中除金－银矿物外，金属硫化物以黄铁矿为主，次为黄铜矿、方铅矿及少量褐铁矿；脉石矿物以石英、绢云母为主，次为斜长石等。
金矿物形态主要为片状，次为圆角粒状。以晶隙金为主，聚集分布于黄铁矿晶隙中。
黄铁矿可分为两期，早期呈自形晶，大量与同期石英共生，颗粒较粗大，粒径0.05mm～2mm，由于后期的构造活动，使其多具裂纹，或被压碎呈碎屑状，多被后期的细粒黄铁矿及其它金属硫化物充填。晚期～多为细粒，沿早期黄铁矿裂隙侵入，呈半自形—它形晶，不规则状，粒径0.001mm～0.01mm，该期黄铁矿与金矿化关系密切。
黄铁矿在矿石中，常呈中细粒块状、脉状、条带状、浸染状分布，与金矿化关系密切，呈正消长关系。黄铁矿在矿石中的含量平均约占40%～60%，高者可达95%。
黄铜矿呈不规则状分布于黄铁矿粒间，有的沿裂隙分布，局部被铜蓝交代，含量一般小于2%。
褐铁矿反光下呈灰色，它形不规则状、浸染状，多沿裂隙分布，有的交代黄铁矿或包含有黄铁矿，含量较少，局部含量约5%左右。
方铅矿呈它形—半自形粒状，反射色为亮灰白色，多呈集合体出现，有的环包于闪锌矿周围，有交代闪锌矿的现象。含量较少，局部可见。可分为早期、晚期。早期石英多呈半自形双锥柱状，部分破碎，波状消光明显，具明显颗粒化，晶体粗大，粒径0.2mm～4mm，与早期黄铁矿共生。晚期石英呈短柱粒状，晶形较为完整，颗粒较细小，粒径0.04mm～0.12mm。常见有包含金属硫化物的现象。与晚期黄铁矿组成细脉切穿早期黄铁矿石英脉，可见白色粗粒晶簇状细脉侵入蚀变岩中。含量50%～85%。
方解石呈半自形—它形粒状，有交代石英及包含黄铁矿的现象，常见有自形程度较低的方解石沿黄铁矿石英脉裂隙充填呈脉状。含量一般小于2%。绢云母多呈显微鳞片状，少量星散状，包于石英中或分布于微粒状石英粒间。含量一般小于1%。碳酸盐矿物局部可见，呈他形填隙状与微粒状石英分布在一起，颗粒表面含有铁质。绿泥石呈显微鳞片状，局部聚集出现，与方解石一起呈填隙状分布，为后期蚀变作用而成。含量一般小于2%。
4.2矿石结构、构造
（1）矿石结构以自形—半自形粒状结构为主，次为晶粒状结构、碎裂结构。
①自形—半自形粒状结构。矿石中黄铁矿多呈自形—半自形粒状集合体，早期粒度较大，晚期粒度较小，粒度大者自形程度较高，一般为0.3mm～0.5mm，小者一般为0.01mm～0.05mm，局部有碎裂现象。②晶粒状结构。按其自形程度分为自形晶粒状结构、半自形晶粒状结构、它形晶粒状结构，粒径约为0.2mm～3mm。③碎裂结构，主要为早期粗粒黄铁矿和石英组成的矿石，受构造影响，矿物被压碎产生裂隙、裂纹，形成压碎结构或碎裂结构，裂隙多被晚期金属硫化物充填。
（2）以块状构造、浸染状构造为主,条带状构造次之。
4.3矿石类型
本区矿石类型为黄铁矿化石英脉型，硫平均含量14.33%，工业类型属富硫石英脉型金矿石。
4.4矿体围岩
矿体顶、底板围岩主要为绢英岩化二长花岗岩。呈浅粉红色、浅灰色，鳞片变晶结构、交代结构，块状构造。主要矿物成分为斜长石（绢云母化强烈）41%，石英28%，钾长石27%，黑云母3%，少量锆石、磷灰石。与黄铁矿石英脉界线清晰，顶、底板一般蚀变较弱。靠近矿脉处局部见星点状黄铁矿化蚀变。蚀变较弱，仅能作为寻找金矿化带的指示标志。
5矿床成因及找矿标志
5.1成矿动力学背景及时代
胶东金矿矿集区在岩浆演化机制、成矿流体、成矿作用以及成矿机制等方面，前人都已进行了深入研究，并达成了一定的共识。胶东的成矿作用主要受到中生代区域构造转折的影响，即该地区的地质构造从东西向转变为北北东向，同时地质体制也从挤压状态转变为伸展状态。邓格庄金矿床，它位于五爪山—黑牛台矿区以南约5km处，同样受到金牛山断裂的控制，矿石类型以及矿床成因与周边矿区相似。经过对邓格庄矿区成矿前期的蚀变岩中蚀变矿物钾长石和绢云母的精确40Ar-39Ar测年，得出其成矿年龄的峰值为（120±10Ma）。
5.2成矿物质来源
随着该地区科研工作的不断深入，多数学者认为，胶东金矿成矿物质来源具有多源性，既有来自于花岗岩或变质岩等围岩，又有来自于幔源岩浆岩。薛建玲等对邓格庄金矿石进行了硫、铅、氢、氧同位素分析，铅主要来源于与俯冲造山作用有关的以下地壳为主的壳幔混合铅；黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和磁黄铁矿δ34S值变化特征一致，说明硫相同或相似，硫同位素未发生强烈分馏，仍保持着高温均一的特征，应当来源于岩浆，但与牟乳带其他金矿、玲珑二长花岗岩、胶东群和荆山群变质岩相比，δ34S值相近，说明围岩对成矿流体中的硫有贡献，因此硫也兼具壳幔混合特征；氢氧同位素结果表明成矿流体以岩浆水为主，另有少量大气降水参与。
5.3成矿模式
关于胶东金矿成矿模式，前人已经做过大量研究。按照成矿动力触发机制的不同分为两种，一种为陆内成矿动力学说，如陆内非造山型，地幔亚热—幔枝构造，胶东陆内构造岩浆核—杂岩隆起拆离带蚀变型；另一种为陆外成矿动力学说（板块碰撞/回撤），如克拉通破坏型，热隆—伸展，挤压—伸展手风琴式构造—岩浆成矿。虽然学者们对成矿动力触发机制存在争议，但一致认为，胶东金矿的形成与中生代伸展背景和岩浆活动相关。
本文根据研究区成矿物质来源、成矿流体来源及成矿时代的研究成果，并结合本区成矿动力学背景和矿床地质特征，总结了五爪山—黑牛台金矿床的成矿模式，中生代胶东地区发生由挤压为主到伸展为主的构造体制转变，诱发地幔隆起，软流圈上涌，重熔下地壳，致使岩石圈减薄。软流圈分异演化形成的含矿流体萃取下地壳花岗岩及荆山群变质岩中的成矿物质，形成壳幔混合含矿流体。壳幔混合含矿流体沿着伸展断层系统向上运移，中途与大气降水混合，最终由于物理化学条件的改变，在金牛山断裂及其次级断裂富集成矿。矿床均一温度在167℃~369℃之间，峰值240℃~280℃,属中低温热液石英脉型矿床。
5.4找矿标志
本区矿石类型为黄铁矿化石英脉型，因此具有黄铁矿化的石英脉可作为找矿的直接标志；金牛山及其次级断裂是本区的控矿构造，其可作为找矿构造标志；区内已发现矿体表明，在矿体周边发育黄铁矿化、绢英岩化、硅化、钾化等与矿化有关的蚀变，该矿化蚀变与矿体具有明显的伴生关系，其可作为找矿直接标志；区内含金的黄铁矿化石英脉具有低阻高极化特征，电阻率最高为398Ω·m，最低22.4Ω·m，平均为147Ω·m；极化率最高为84.3%，最低为19.0%，平均为59.6%。二长花岗岩及其他围岩的电阻率较高，介于378Ω·m～2240Ω·m之间，极化率很低，介于2.34%～3.32%之间，所以地球物理异常可以作为找矿的间接标志。
5.5找矿方向
研究区矿床主要矿体深部尚未封闭，对主要矿体深部的勘查仍是下一步工作的重点。以往对Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ~Ⅹ等矿化带投入工作量偏少，后期应加大勘查力度。研究区位于牟平—乳山成矿带北段，严格受金牛山断裂及其次级裂隙控制，因此区域上NNE向、NE向断裂及其次级断裂是找矿的主要方向。
6结论
五爪山—黑牛台金矿床位于牟乳成矿带的北段，矿体严格受金牛山及其次级断裂控制，呈脉状、透镜体状，矿石类型为黄铁矿石英脉型；五爪山—黑牛台金矿床成矿时代为120±10Ma；成矿物质一部分来自地幔，一部分来自于地壳，是壳幔混合作用的产物，成矿流体以岩浆水为主，另有少量大气降水参与。五爪山—黑牛台金矿在中生代由挤压向伸展体制转换的背景下，软流圈上涌，含矿流体萃取下地壳中的成矿物质，形成壳幔混合流体，壳幔混合流体上升并混合了大气降水，由于物理化学条件的改变，在金牛山及其次级断裂富集成矿；黄铁矿化石英脉，金牛山及其次级断裂，黄铁矿化、绢英岩化、硅化、钾化等矿化蚀变是直接找矿标志，地球物理异常是间接找矿标志。区内主要矿体深部及其它矿化带、区域上NNE向、NE向断裂及其次级断裂是下一步找矿的主要方向。
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