胶东三山岛金矿中深部成矿流体对比及矿床成因

张 博

（辽宁省冶金地质四〇二队有限责任公司,辽宁 鞍山 114002）

胶东三山岛金矿矿床规模较大，发现于上世纪 60 年代，是典型的蚀变岩型金矿。经过多年的发展，矿山采、选、冶综合生产能力达 7000t/d，是目前中国黄金生产规模最大的黄金矿山。经过30多年的采矿，矿山的矿床已经不同程度的濒临枯竭，为了使矿山资源危机得到有效缓解，必须实现深部矿山勘探。通过地质学对三山岛进行中深部矿流体的探索，对于寻找新矿点，解决发展危机具有重大意义[1]。

1 三山岛矿产资源概述

1.1 区位概况

三山岛金矿床位于胶西北金矿集中区北缘，三山岛仓上断裂构造带上。三山岛巨型金矿床中分布着80多个矿体。 主要矿体是中国最大的金矿体I号矿体。矿体分布在三山岛矿区和三山岛北部。总长度超过3 km，最深处为-1886 m，最大倾斜深度超过1.7 km，矿体位于三山岛断裂主裂缝面下方，金矿总量超过500吨（详情见图1）。

1.2 地质分析

三山岛矿区的地层主要是与地壳形成有关的新太古代胶东组和晚地壳稳定后沉积的第四纪沉积物。胶东岩群主要由云变粒岩、黑云斜长片麻岩及黑云片岩组成，其岩性的最终形成是受长期的变质影响。成矿直接相关的岩体主要是下部板块中的片状片麻岩黑云母花岗岩和郭家岭状斑块花岗闪长岩。它主要暴露在矿区的西北山区和三山岛村的海边。受运动影响，沿关节有大量伟晶岩和花岗岩细粒脉。

矿石类型主要是黄铁矿云母裂隙岩，其次是黄铁矿云母裂缝花岗岩和黄铁矿云母。黄铁矿是矿石中的主要金属矿物，其次还包含磁黄铁矿、毒砂、闪锌矿、方铅矿和黄铜矿。矿石结构主要为粒状和碎裂状，主要呈浸染状。矿床围岩蚀变发育。蚀变类型有钾长石、黄铁绢云母化、碳化和高岭土化。

2 三山岛金矿中深部成矿流体对比

2.1 流体演化与垂向分布阐述

通过对数据的调查和收集，从浅部到-2000m深的成矿流体的对比分析得出以下结果：

（1）各阶段成矿流体包裹体的均匀温度从早期成矿期（258～416e），主要成矿期（180～321e）到晚期成矿期（112～231e）逐渐减少，深度基本稳定。不存在随深度增加而出现温升的现象。

（2）矿化早期的流体包裹体主要为Ⅰa和1b型，它们是挥发性流体的典型特征。XCO2可以达到011～0132，有些含有CH4。总流体密度为0158～0198 g/cm3，绢英岩中开发了大量的Ia型夹杂物和填充度小的Ic型夹杂物，总流体密度为0179～1103 g/cm3，主要成矿期的流体演化为低密度（0128～0179 g/cm3）流体和高密度（01 91～1103 g/cm3）流体共存；晚期矿化演化成具有少量挥发性物质（XCO2= 0～0107）（0189～115g＃cm-3）的高密度流体系统[2]。

（3）成矿流体的盐度在流体演化过程中不会发生显著变化，是一种典型的中低盐度流体系统。

（4）在矿体的浅部和深部，含有CH4的流体包裹体在早期成矿和主要成矿阶段发育。

2.2 三山岛中深部流体特征

在深部1000～2000m的深度范围内，在每个蚀变带和矿化体的石英中形成流体包裹体。与矿体浅部相比，深部矿化区的夹杂物丰度仍然较好。高含碳相组分没有显着变化。微观温度测量结果表明，在超过2000m的深度，成矿过程中矿石的成矿流体成分，盐度，密度和均匀温度具有一致的演化特征，表明三山岛矿区具有广泛而稳定的成矿流体环境。

研究表明，胶东地区部分金矿床黄铁矿标准梯度与矿体延伸长度存在一定的相关性。三山岛矿区黄铁矿标准特征的垂直变化梯度较小，反映了矿区金矿化的良好连续性、稳定而大规模。本文的流体包裹体研究表明，当矿体延伸超过2000 m时，成矿流体性质基本不变[3]。这种广泛而稳定的成矿流体环境表明三山岛的深部成矿条件良好。

2.3 根据成矿流体对比分析找矿空间

根据研究分析，胶东金矿床流体包裹体温度范围为120-420℃，主要集中在230-320℃之间，太平洋沿岸成矿热液金的形成温度一般在300摄氏度以下。由于两者的分布也相邻，因此有学者认为胶东金矿床是浅层热液金矿床。然而，胶东深层勘探的勘探成果挑战了传统的矿化意识。研究发现，许多矿体从浅层到深层连续加深的垂直距离超过2 km，超过了浅成低温热液金矿的形成深度。这表明胶东金矿不是一个具有巨大勘探潜力的浅层热液金矿，是一个值得特别关注的金矿。通过分析焦家山和三山岛断裂的断裂特征，认为这两个断层在4500米深处相遇，交汇处为细花岗岩。人们相信，深度勘探的潜力将逐渐减少。栖霞地区前寒武纪变质岩与深层可伸展花岗岩之间的边界深度大致在2000至5000米之间。结果表明，玲珑花岗岩深层金矿床的找矿潜力将逐渐减小[3]。因此，认为胶东地区金矿床的找矿空间主要集中在地表以下，深度为5000米，黄金资源在5000米以下的潜力较小。

3 三山岛金矿床成因分析

通过对三山岛金矿床成矿流体的研究，结合先前对该矿山其他地质方面的分析，综合比较表明胶东金矿床的特征与造山金矿床的特征相似，均为非典型的造山金矿床。经过推理，发现其形成的原因可能与太平洋板块向华北板块的俯冲相关联。推断理由可概括为以下几点：①三山岛矿区成矿流体主要为中低温（180-380℃），中低盐度（5.0-10%）和富CO2富集地幔。衍生的岩浆热液流体符合造山金矿床的相关流体特征。②构造应力场变化，壳幔相互作用和岩石圈减薄发生在华北克拉通东部，与太平洋板块对华北地块俯冲的增强和突然变化相吻合。③三山岛金矿床成矿年龄为（121.3±0.2） Ma，华北克拉通东部有（110-155）Ma的坳陷盆地，强烈的岩浆活动，中基性静脉侵入和成矿热液活动[4]。在此期间，扬子板块和华北板块的碰撞后造山运动并不强烈。

由此认为，中生代太平洋板块对华北板块的俯冲导致了该地区构造体制的转变，同时，地壳地幔互相作用导致中基幔源岩浆热液流入地壳并成为成矿流体，再经过减压、沸腾、沉淀，而形成如今的造山金矿床。

4 结语

通过对三山岛金矿的中深度成矿流体的详细分析，科学地预计其地下金矿储藏深度和广度，通过研究可以证明，山东胶东地带处于地质板块碰撞的断裂带，大量地曼热流体物质漫出冷却，形成了巨大的金矿资源带，虽然近几年加大了开发的力度，但是还具有很大的潜力，仍然可以为国家黄金的储备供应做出贡献。需要提醒的是，金矿开发要提高资源的利用效率，特别是伴生矿的提炼，不要造成资源的浪费。