王英鵬，祝培剛，張 文，王立功，王金輝，彭觀峰，王永彬，李慎斌

（1山東省地質(zhì)調(diào)查院，山東濟(jì)南 250014；2云南大學(xué)云南省地球系統(tǒng)科學(xué)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明 650500；3云南大學(xué)云南省高校關(guān)鍵礦產(chǎn)成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明 650500；4中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司，北京 100038）

膠東地區(qū)是中國(guó)最大的黃金資源及生產(chǎn)基地。早期的金礦勘查工作主要集中在500 m以淺，2005年之后開展的深部找礦累計(jì)探明金資源儲(chǔ)量2700余t（宋明春等,2015）。深部找礦成果不僅改善了中國(guó)的金資源格局，而且為深部成礦作用研究提供了新機(jī)遇。前人主要根據(jù)淺部礦體，對(duì)膠東金礦的金賦存狀態(tài)、成礦時(shí)代、物質(zhì)來(lái)源、流體演化、成礦模型及構(gòu)造背景開展了大量研究（劉建明等,2001;Yang et al.,2001;翟明國(guó)等,2004;范宏瑞等,2005;毛景文等,2005;Deng et al.,2020a;Wang et al.,2020;2021），建立了相應(yīng)的勘查模型和技術(shù)體系（沈遠(yuǎn)超等,2000;李惠等,2015），推動(dòng)了淺部資源的勘查開發(fā)（宋明春等,2018）。但受制于深部金礦床（-1000 m標(biāo)高以深）勘查控制及樣品采集，金及載體礦物的化學(xué)成分和賦存狀態(tài)尚缺乏系統(tǒng)研究，限制了相應(yīng)的成礦/勘查模型的修正優(yōu)化，制約了深部找礦潛力的全面評(píng)價(jià)。

膠東地區(qū)的金礦主要產(chǎn)于膠西北的三山島斷裂、焦家斷裂和招平斷裂，尤其是在焦家斷裂成礦帶，相繼發(fā)現(xiàn)了寺莊礦區(qū)深部大型金礦床（42 t;楊之利等,2007）、焦家礦區(qū)深部特大型金礦床（105 t;鮑中義等,2010）、朱郭李家礦區(qū)深部特大型金礦床（126 t;高書劍等,2010）、紗嶺礦區(qū)特大型金礦床（373 t;宋國(guó)政等,2016），累計(jì)探明金資源儲(chǔ)量超過(guò)1400 t，成為開展深部金賦存狀態(tài)和成礦作用的天然實(shí)驗(yàn)室（李杰等,2020;孫雨沁等,2020;許楊等,2021）。2015年，山東省地質(zhì)調(diào)查院在焦家斷裂成礦帶招賢金礦區(qū)的勘查深度達(dá)到-2170 m，提交金礦（333+334?）金金屬量105 t及低品位（333+334?）金的金屬量48 t，使之成為中國(guó)平均勘查深度最大的礦區(qū)（祝德成等,2018）。這些深部找礦成果的取得和深部巖芯樣品的獲得為我們開展深部成礦研究奠定了基礎(chǔ)。

黃鐵礦和黃銅礦是最重要的載金礦物，并含有Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Sb、As、Se、Te、Hg、T1、Bi、Mo等微量元素，可以很好地反映金的賦存狀態(tài)、流體性質(zhì)和礦床成因（Abraitis et al.,2004）。因此，本文對(duì)焦家斷裂成礦帶招賢礦區(qū)深部金礦體中黃鐵礦、黃銅礦和金礦物，開展系統(tǒng)的礦相學(xué)和電子探針研究，進(jìn)一步分析金的賦存狀態(tài)和載體礦物的化學(xué)成分，嘗試約束礦床成因和找礦潛力。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

膠東地區(qū)位于華北克拉通東南緣和郯廬斷裂帶東側(cè)（圖1a）。區(qū)內(nèi)主要由前寒武紀(jì)變質(zhì)巖和中新生代火山-沉積巖組成。前寒武紀(jì)地層主要包括新太古界膠東巖群（2.9～2.5 Ga,Jahn et al.,2008;Liu et al.,2013a;2013b;萬(wàn)渝生等,2012）、古元古界荊山群（2.2～1.9 Ga,Wan et al.,2006;董春艷等,2010）和粉子山群及新元古界蓬萊群，上覆中-新生代地層包括白堊系萊陽(yáng)群和青山群、古近系五圖群和新近系臨朐群以及第四系。區(qū)內(nèi)巖漿巖分布廣泛，包括少量新太古代變輝長(zhǎng)巖、片麻狀英云閃長(zhǎng)巖，和大量中生代玲瓏二長(zhǎng)花崗巖和郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖及中基性脈巖。區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，發(fā)育EW向、NNE向-NE向及NW向斷裂構(gòu)造，尤以NNE-NE向斷裂構(gòu)造為主，其中最大的是郯廬斷裂帶，存在多期次活動(dòng)且深切至70 km以下地幔層（沈遠(yuǎn)超等,2003;王先美等,2008;2010）。該斷裂帶在中生代以左行走滑張裂運(yùn)動(dòng)為主(朱光等,2016)，伴生一系列NNE向次級(jí)斷裂，包括三山島斷裂帶、焦家斷裂帶和招平斷裂帶，其次級(jí)斷裂成為大、中型金礦的控礦斷裂（圖1b，F(xiàn)an et al.,2021）。

圖1 華北克拉通構(gòu)造背景及金礦分布圖（a,據(jù)朱日祥等,2015修改）和膠東礦集區(qū)區(qū)域地質(zhì)及金礦床分布圖（b,據(jù)宋明春等,2015修改）1—第四系；2—白堊紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖；3—侏羅紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖；4—新太古代變質(zhì)巖系；5—實(shí)測(cè)及推測(cè)斷裂；6—金礦床（直徑大者為大-超大型金礦床，直徑小者為中小型金礦床）F1—三山島斷裂；F2—焦家斷裂；F3—招平斷裂Fig.1 Tectonic setting of the North China Craton(NCC)and distribution of major gold deposits(a,modified after Zhu et al.,2015)and regional geologic map showing the distribution of gold deposits in the Jiaodong peninsula(b,modified after Song et al.,2015)1—Quaternary;2—Cretaceousgranodiorite;3—Jurassic monzogranite;4—Neoarchean metamorphic complex;5—Measured and inferred fault;6—Gold deposit(Larger diameter represent large-superlarge gold deposits,small diameter represent medium and small gold deposits)F1—Sanshandao fault;F2—Jiaojia fault;F3—Zhaoping fault

招賢深部金礦受焦家斷裂控制，該斷裂北起黃山館，向南經(jīng)新城、焦家，至平里店，總長(zhǎng)27 km，寬80～500 m。斷裂總體走向30°，傾向北西，傾角25°～40°，局部較陡可達(dá)60°～70°，沿走向及傾向均呈舒緩波狀展布，且具明顯的膨脹夾縮、分支復(fù)合特征，主裂面以灰黑色斷層泥（厚約2～40 cm）為標(biāo)志，顯示壓扭性特征。斷裂帶上、下盤發(fā)育黃鐵絹英巖化變輝長(zhǎng)巖質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化碎裂狀花崗巖，沿?cái)嗔旬a(chǎn)出著名的焦家、新城、望兒山、河西、上莊等金礦床，總探明儲(chǔ)量已突破1400 t（于學(xué)峰等,2016）。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

招賢礦區(qū)位于焦家斷裂帶的中段西部，地表距焦家斷裂帶最近處約1.5 km（圖2）。

圖2 膠東地區(qū)招賢金礦礦區(qū)地質(zhì)圖（據(jù)于學(xué)峰等,2019修改）1—第四系；2—白堊紀(jì)郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖；3—侏羅紀(jì)玲瓏二長(zhǎng)花崗巖；4—新太古代英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖；5—新太古代變輝長(zhǎng)巖；6—蝕變帶；7—斷層；8—金礦床；9—勘查區(qū)范圍；10—勘探線及編號(hào)；11—鉆孔位置及編號(hào)Fig.2 Geologic map of the Zhaoxian gold deposit,Jiaodong peninsula(modified after Yu et al.,2019)1—Quaternary;2—Cretaceous Guojialing granodiorite;3—Jurassic Linglong monzogranite;4—Neoarchean tonalitic gneiss;5—Late Neoarchean metagabbro;6—Alteration zone;7—Fault;8—Gold deposit;9—Exploration area;10—Geological exploration lineand itsnumber;11—Drill hole position and its number

2.1 礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)況

礦區(qū)內(nèi)第四系沖積層、殘坡積層、海積層覆蓋較嚴(yán)重，基巖主要為新太古代變質(zhì)巖（英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖和變輝長(zhǎng)巖）和晚侏羅世黑云二長(zhǎng)花崗巖。前者主要分布于焦家斷裂帶上盤；后者主要分布于焦家斷裂帶的下盤。區(qū)內(nèi)脈巖主要有閃長(zhǎng)玢巖、輝綠玢巖和煌斑巖脈。

控礦斷裂為焦家主干斷裂，在-2000 m標(biāo)高深度左右延伸到招賢勘查區(qū)深部，鉆孔控制其在礦區(qū)范圍內(nèi)長(zhǎng)約5400 m，寬160～500 m，最大斜深660 m，最大垂深2333 m，走向0°～30°，傾向W-NW，傾角較緩（10°～40°）。主斷裂中心發(fā)育有連續(xù)穩(wěn)定的主裂面，伴生灰黑色斷層泥（厚1～30 cm）。礦后斷裂呈近NS向或NNW向展布于變輝長(zhǎng)巖體和二長(zhǎng)花崗巖體內(nèi)，碎裂巖帶厚0.5～15.0 m，部分被脈巖充填，對(duì)礦體有錯(cuò)移，錯(cuò)距小、破壞作用小，對(duì)礦體的連續(xù)性未造成影響。

焦家斷裂控制著礦床的產(chǎn)出，自東向西，依次產(chǎn)出焦家、朱郭李家、寺莊、紗嶺和招賢金礦。除了新發(fā)現(xiàn)的招賢金礦，前人對(duì)其他金礦進(jìn)行了大量研究，顯示金礦主要形成于早白堊世（約120 Ma,Li et al.,2003;Deng et al.,2020b），與古太平洋板塊俯沖-后撤作用有關(guān)（朱日祥等,2015）。金礦化具有多期、多階段疊加富集的特點(diǎn)，包括貧礦石英階段（Ⅰ）、金-黃鐵礦-石英階段（Ⅱ）、金-多金屬硫化物-石英階段（Ⅲ）和石英-方解石階段（Ⅳ），金主要產(chǎn)于Ⅱ、Ⅲ階段。氫、氧同位素表明，成礦流體既有巖漿水來(lái)源，又有大氣水加入（范宏瑞等,2005;衛(wèi)清等,2015）；碳酸鹽中碳同位素和黃鐵礦中氦、氬同位素，表明成礦流體為與地幔作用有關(guān)的巖漿熱液（劉建明等,2003;毛景文等,2005）。

2.2 礦體地質(zhì)簡(jiǎn)況

招賢礦區(qū)內(nèi)金礦體主要產(chǎn)于焦家斷裂帶下盤，呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，具膨脹夾縮等特點(diǎn)。礦體產(chǎn)狀與斷裂主裂面基本一致，整體NNE走向，傾向240°～345°，傾角在10°～30°之間變化（圖3）。目前共圈定27個(gè)金礦體，由上而下，分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號(hào)礦體群，特征分別為：Ⅰ號(hào)礦體群，主要位于斷裂帶下盤緊靠主裂面的黃鐵絹英巖化碎裂巖內(nèi)，圈定礦體12個(gè)，其資源量占估算總量的64.16%；Ⅱ號(hào)礦體群位于Ⅰ號(hào)礦體群之下，分布于黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖內(nèi)，圈定礦體6個(gè)，其資源量占估算總量的23.34%；Ⅲ號(hào)礦體群，位于Ⅱ號(hào)礦體群之下，分布于黃鐵絹英巖化花崗巖內(nèi)，圈定礦體5個(gè)，其資源量占估算總量的8.65%；Ⅳ號(hào)礦體群，賦存于主裂面之上黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶和局部分布的黃鐵絹英巖化碎裂巖帶中，圈定礦體4個(gè)，其資源量占估算總量的3.85%。其中，Ⅰ號(hào)礦體群中的Ⅰ-1和Ⅰ-2號(hào)礦體為區(qū)內(nèi)主礦體，資源量分別占估算總量的29.00%和25.07%，分布范圍較廣。

圖3 招賢金礦320地質(zhì)勘探線剖面圖1—第四系；2—白堊紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖；3—侏羅紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖；4—新太古代英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖；5—絹英巖化花崗巖；6—絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖；7—黃鐵絹英巖化（花崗質(zhì)）碎裂巖；8—金礦體；9—主斷裂面(斷層泥)；10—鉆孔位置及編號(hào)；11—推測(cè)斷裂Fig.3 Geological cross-section of No.320 exploration line through the Zhaoxian gold deposit 1—Quaternary;2—Cretaceous granodiorite;3—Jurassic monzogranite;4—Neoarchean tonalitic gneiss;5—Granitewith phyllic alterration;6—Granitic cataclasite with phyllic alteration;7—Granitic cataclasite with strong phyllic alterration;8—Gold ore body;9—Main fault(fault gouge);10—Drill hole position and its number;11—Presumed fault

圍巖蝕變主要沿焦家斷裂構(gòu)造帶發(fā)育，包括鉀化、硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化。其中鉀化主要發(fā)育在二長(zhǎng)花崗巖內(nèi)，成面狀分布（圖4a）；硅化與黃鐵絹英巖化與金礦化關(guān)系緊密，呈面狀或脈狀產(chǎn)出（圖4b～d）。礦石礦物主要為黃鐵礦，少量黃銅礦等（圖4e、f）；脈石礦物主要為石英、鉀長(zhǎng)石、絹云母和方解石，其中，黃鐵礦、石英是主要載金礦物。根據(jù)控礦構(gòu)造和熱液脈體的相互關(guān)系，將熱液成礦期劃分為石英-黃鐵礦階段、石英-多硫化物階段和石英-碳酸鹽階段3個(gè)階段。

圖4 招賢深部金礦礦石和圍巖蝕變特征a.二長(zhǎng)花崗巖發(fā)生鉀長(zhǎng)石化，被晚期硫化物-石英脈切穿；b.二長(zhǎng)花崗巖發(fā)育面狀和脈狀硅化；c.二長(zhǎng)花崗巖被石英-絹云母-硫化物脈切穿，伴生硅化和絹云母化；d.石英-硫化物脈；e.自形黃鐵礦及他形黃銅礦；f.黃鐵礦被黃銅礦切穿和交代Kf—鉀長(zhǎng)石；Qtz—石英；Py—黃鐵礦；Ccp—黃銅礦Fig.4 Characteristics of the ore and wall-rock alteration from the Zhaoxian gold deposit a.Monzogranitewith K-feldspathization,cut by latepyrite-quartz veins;b.Monzogranite with planar and linear silicification;c.Monzogranitewith phyllic alteration,cut by quartz-serite-sulfideveins;d.Quartz-sulfidevein;e.Euhedral pyriteand anhedral chalcopyrite;f.Pyriteis cut and replaced by chalcopyrite Kf—K-feldspar;Qtz—Quartz;Py—Pyrite;Ccp—Chalcopyrite

3 樣品及測(cè)試方法

3.1 采樣位置和樣品特征

本次研究針對(duì)招賢金礦深部鉆孔富金礦段開展了不同深度的（-1260～-2170 m）采樣，包括72ZK01、

88ZK03、88ZK05、104ZK01、120ZK01、120ZK05、152ZK03、152ZK07、184ZK05、288ZK03、320ZK01

等鉆孔（圖2），合計(jì)采集主成礦階段礦石樣品36個(gè)（表1，表2），磨制探針片，并開展巖相學(xué)觀察和電子探針?lè)治觥?/p>

黃鐵礦和黃銅礦是礦石中最主要的金屬礦物，含量一般為5%左右，最高達(dá)10%，其中，黃鐵礦是主要的載金礦物，其含量與金品位呈正相關(guān)關(guān)系。黃鐵礦呈淺黃色，強(qiáng)金屬光澤，自形-半自形晶粒狀或不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)，立方體和五角十二面體晶形均有發(fā)育，呈稀疏或稠密浸染狀分布于脈石礦物中，或呈脈狀填充于裂隙中（圖5a、b），粒度介于0.01～2.00 mm，大者可達(dá)5 mm以上。黃鐵礦依據(jù)產(chǎn)出狀態(tài)和晶形特征，可劃分出2種類型：①顆粒大，粒徑0.1～0.4 mm，自形-半自形結(jié)構(gòu)，常被黃銅礦交代或膠結(jié)；②顆粒小，粒徑＜0.1 mm，半自形-他形結(jié)構(gòu)，常與石英伴生，呈脈狀分布。礦石中的黃銅礦，黃銅色，強(qiáng)金屬光澤，多為半自形或不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)，呈浸染狀、細(xì)脈狀分布于黃鐵礦裂隙內(nèi)（圖5c、d）。

3.2 電子探針?lè)治?/h3>

本次測(cè)試分析在中國(guó)冶金地質(zhì)總局山東局測(cè)試中心進(jìn)行，使用JEOL（日本電子）JXA-8230型電子探針顯微分析儀，測(cè)定黃鐵礦的主要元素組成。分析條件為15 kV的加速電壓，20 nA的探針電流，1～2μm的束斑，0.02%的檢出限，分析的元素包括Fe、S、Au、Ag、As、Sb、Co、Pb、Cu和Zn。主量元素（含量大于1%）：峰值積分時(shí)間10～20 s，背景積分時(shí)間5～10 s，分析精度約1%～2%；微量元素（含量小于1%）：峰值積分時(shí)間20～40 s，背景積分時(shí)間10～20 s。測(cè)試前于礦物樣品的測(cè)試面鍍上一層碳導(dǎo)電膜，測(cè)試時(shí)，每做一個(gè)點(diǎn)，要在相應(yīng)的電子照片上記錄對(duì)應(yīng)的位置。本次分析元素的標(biāo)準(zhǔn)樣品為美國(guó)SPI礦物，具體如下：As：SPI-19CoAs；Zn：SPI-42Sphalerite；Cu：SPI-14Cuprite；Ni：SPI-36Pentlandite；Co：SPI-19CoAs；Fe：SPI-30Pyrite；S：SPI-30Pyrite；Pb：SPI-24Galena；Sb：SPI-Sb2S3；Ag：SPI-26Ag；Au：SPI-36Au。

4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

4.1 硫化物的主微量元素

招賢金礦硫化物電子探針?lè)治鼋Y(jié)果見(jiàn)表1。

表1 招賢金礦硫化物電子探針主、微量元素測(cè)試結(jié)果表Table 1 EPMA major and trace element contents of the sulfides from the Zhaoxian gold deposit

黃 鐵 礦 的w(S)=52.227%～54.915%，平 均 值53.552%；w(Fe)=44.749%～47.134%，平均值45.941%；w(S)/w(Fe)=1.14～1.21，平均值1.17；原子個(gè)數(shù)比S/Fe=1.99～2.11，平均值2.04；化學(xué)式FeS1.99～FeS2.11，平均化 學(xué) 式 為FeS2.04；w(Cu)=0.001%～0.053%，平 均 值0.022%；w(Zn)=0.002%～0.167%，平均值0.054%；w(As)=0.001%～0.302%，平 均 值0.042%；w(Sb)=0.002%～0.047%，平 均 值0.018%；w(Au)=0.001%～0.048%，平均值0.014%；w(Ag)=0.001%～0.269%，平均 值0.012%；w(Co)=0.010%～0.155%，平 均 值0.066%；w(Ni)=0.001%～0.059%，平均值0.019%；w(Pb)=0.002%～0.12%，平均值0.034%。

黃銅礦中的w(S)=34.282%～35.140%，平均值34.787%；w(Fe)=29.263%～30.268%，平均值29.580%；w(Cu)=33.130%～34.114%，平 均 值33.565%；w(S)/w(Fe)=1.15～1.20，平均值1.18；原子個(gè)數(shù)比S/Fe=2.01～2.10，平均值2.06；w(Cu)/w(Fe)=1.10～1.15，平均值1.13；原子個(gè)數(shù)比Cu/Fe=0.96～1.01，平均值0.99；化學(xué) 式Cu0.96FeS2.01～Cu1.01FeS2.10，平 均 化 學(xué) 式 為Cu0.99FeS2.06；w(Zn)=0.011%～0.107%，平均值0.047%；w(As)=0.011%～0.025%，平 均 值0.018%；w(Sb)=0.006%～0.026%，平 均 值0.015%；w(Au)=0.003%～0.039%，平均值0.022%；w(Ag)=0.007%～0.007%，平均 值0.007%；w(Co)=0.010%～0.077%，平 均 值0.043%；w(Ni)=0.049%；w(Pb)=0.007%～0.031%，平均值0.019%。

4.2 金礦物的主微量元素

招賢金礦金礦物電子探針?lè)治鼋Y(jié)果見(jiàn)表2。

表2 招賢金礦金礦物電子探針主、微量元素測(cè)試結(jié)果表Table 2 EPMA major and trace element contents of gold minerals from the Zhaoxian gold deposit

金礦物的w(Au)=55.430%～95.473%，平均值78.155%；w(Ag)=2.908%～44.961%，平均值17.160%；原子個(gè)數(shù)比Au/Ag=1.16～10.44，平均值4.49；化學(xué)式Au1.16Ag～Au10.44Ag，平均化學(xué)式為Au4.49Ag。金成色為538～951，平均值794。w(S)=0.076%～2.064%，平 均 值0.587%；w(Fe)=0.505%～5.386%，平 均 值2.006%；w(Co)=0.003%～0.043%，平均值0.023%；w(Ni)=0.003%～0.022%，平 均 值0.015%；w(Cu)=0.089%～0.502%，平 均 值0.232%；w(As)=0.006%～0.022%，平均值0.014%；w(Sb)=0.004%～0.063%，平均 值0.022%；w(Se)=0.002%～0.040%，平 均 值0.016%；w(Bi)=0.541%～1.790%，平均值0.863%。

續(xù)表 1Continued Table 1

5 討論

5.1 金的賦存狀態(tài)

根據(jù)本次電子探針背散射圖像觀察，招賢金礦床中金礦物形態(tài)以角粒狀為主，片狀、麥粒狀次之，枝杈狀、渾圓粒狀、針狀少量。金礦物的賦存狀態(tài)以裂隙金為主，其次為包體金，金礦物主要分布于黃鐵礦裂隙及晶隙中（圖5g～i）、少量分布于石英粒間（圖5e、f），金礦物粒度介于1～30μm，多數(shù)介于5～10μm。

圖5 招賢金礦深鉆巖芯礦石BSE照片a.自形-半自形黃鐵礦；b.半自形-他形黃鐵礦，呈脈狀產(chǎn)出；c、d.黃鐵礦被黃銅礦膠結(jié)；e、f.金呈包裹體產(chǎn)于黃鐵礦內(nèi)；g～i.黃鐵礦中裂隙金Py—黃鐵礦；Ccp—黃銅礦；Au—金礦物Fig.5 BSEimages of ore minerals in deep drill cores from the Zhaoxian gold deposit a.Euhedral-subhedral pyrite;b.Subhedral-anhedral pyrite occurring as vein-shape;c,d.Pyrite was replaced and cemented by chalcopyrite;e,f.Thegold occursin pyriteas inclusions.g～i.Thegold occurs in pyriteasfissure-type Py—Pyrite;Ccp—Chalcopyrite;Au—Gold mineral

根據(jù)金和銀含量情況，金礦物可分為自然金（Au：Au＞80%、Ag＜20%）、銀金礦（Au-Ag：Au 80%～50%、Ag 20%～50%）和金銀礦（Au-Ag：Au 50%～20%，Ag 50%～80%）。光學(xué)顯微鏡下由于金礦物顆粒大多數(shù)較為細(xì)小，難以區(qū)分是自然金還是銀金礦，而電子探針（EPMA）具有高分辨率，可以有效區(qū)分金礦物（劉建中等,2007）。

本次測(cè)試對(duì)16顆金礦物開展了電子探針（EP‐MA）點(diǎn)分析（表2）。測(cè)試結(jié)果顯示，約50%（8顆）為自然金，50%（8顆）為銀金礦。自然金的w（Au）為81.237%～95.473%，平 均 值89.329%，w（Ag）為2.908%～9.392%，平均值5.871%；銀金礦中，w（Au）為55.430%～78.543%，平 均 值66.982%，w（Ag）為14.690%～44.961%，平均值28.450%。

招賢金礦中不可見(jiàn)金主要分布于黃鐵礦和黃銅礦晶體內(nèi)。本次測(cè)試對(duì)102顆黃鐵礦開展了電子探針（EPMA）點(diǎn)分析，約38%（39顆）的金低于檢測(cè)限，剩余的62%（63顆）測(cè)得w（Au）為0.001%～0.048%，平均為0.014%，其中，27顆檢測(cè)w（Ag）為0.001%～0.269%，平均值0.016%；對(duì)應(yīng)的w(Au)/w(Ag)=0.04～36，其中，78%（21顆）的w(Au)/w(Ag)比值大于1，推斷不可見(jiàn)金礦物主要為自然金和銀金礦為主。同時(shí)，對(duì)7顆黃銅礦開展了電子探針（EPMA）點(diǎn)分析（表2）。測(cè)試結(jié)果顯示，約43%（3顆）測(cè)得w（Au）為0.003%～0.039%，平均值0.022%，對(duì)應(yīng)的銀低于檢測(cè)限，推斷金礦物可能以自然金為主；剩余的57%（4顆）金低于檢測(cè)限?？傮w而言，不可見(jiàn)金含量較少。

總體而言，招賢金礦中黃鐵礦是與金最密切的礦物相，是金的主要載體礦物，少量金賦存在石英中，偶見(jiàn)于黃銅礦內(nèi)。Au主要有2種賦存形式：一是獨(dú)立的金礦物，如自然金、銀金礦等礦物；二是不可見(jiàn)金即晶格金，以自然金、銀金礦等形式賦存于礦物晶格或晶格缺陷中。

5.2 礦床成因指示

前人對(duì)膠東金礦成礦物理化學(xué)性質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)：成礦流體性質(zhì)與造山型金礦變質(zhì)流體相似，以中低溫（200～400℃）、低鹽度w（NaCleq）（0～10%）和高x（CO2）（4%～25%）的含水流體為特征（Groves et al.,2020;Fan et al.,2021）。然而，部分學(xué)者結(jié)合成礦時(shí)代（約120 Ma）、構(gòu)造背景及同位素特征，推斷成礦流體主要來(lái)源于巖漿或地幔脫揮發(fā)分（朱日祥等,2015;Wang et al.,2021）。本次研究，通過(guò)含金黃鐵礦成分和金成色分析，嘗試為限制成礦流體來(lái)源提供新的證據(jù)。

5.2.1 黃鐵礦成分及其意義

黃鐵礦w(S)和w(Fe)的理論值分別為53.45%和46.55%，S/Fe（原子比）=2。在不同成因的實(shí)際樣品中，黃鐵礦中w(S)、w(Fe)與理論標(biāo)準(zhǔn)值存在著不同程度的差異。一般將S/Fe＜2稱為硫虧損，S/Fe＞2稱為鐵虧損。嚴(yán)育通等（2012a;2012b）通過(guò)對(duì)不同類型金礦中黃鐵礦的成分統(tǒng)計(jì)，總結(jié)出不同類型金礦中黃鐵礦的S、Fe平均含量：淺成低溫?zé)嵋盒蛍(S)為52.99%、w(Fe)為46.35%；巖 漿 熱 液 型w(S)為52.66%、w(Fe)為45.9%；變質(zhì)熱液型w(S)為52.72%、w(Fe)為46.76%；卡 林 型w(S)為51.03%、w(Fe)為44.86%，并認(rèn)為淺成低溫?zé)嵋盒秃蛶r漿熱液型有輕度Fe、S虧損，變質(zhì)熱液型有富集Fe、虧損S的特點(diǎn)，卡林型則有Fe、S重度虧損的特點(diǎn)。

在本次研究的招賢礦區(qū)黃鐵礦中，w(S)=52.227%～54.915%，平均值53.552%；w(Fe)=44.749%～47.134%，平均值45.941%（表1）；其w(S)、w(Fe)高于淺成低溫?zé)嵋盒秃涂中徒鸬V，接近于巖漿熱液型和變質(zhì)熱液型。對(duì)比巖漿熱液型和變質(zhì)熱液型中w(Fe)，招賢礦區(qū)黃鐵礦w(Fe)更接近巖漿熱液型。另外，w(S)/w(Fe)介于1.14～1.21，平均值1.17；原子個(gè)數(shù)比（S/Fe）為1.99～2.11，平 均 值2.04；化 學(xué) 式FeS1.99～FeS2.11，平均化學(xué)式為FeS2.04，這些都顯示招賢礦區(qū)黃鐵礦更類似于淺成低溫?zé)嵋盒秃蛶r漿熱液型金礦。

黃鐵礦中的Fe常被其同族元素Co和Ni類質(zhì)同象置換，Co通常會(huì)與Fe成連續(xù)類質(zhì)同象，但Ni則一般傾向于形成不連續(xù)的類質(zhì)同象。高溫?zé)嵋簵l件下，Co比Ni更易替代Fe2+，故不同成因的黃鐵礦Co/Ni值不一樣（Yuan et al.,2018），一般沉積型Co/Ni值小于1，變質(zhì)熱液型接近1，巖漿熱液型Co/Ni值大于1（王奎仁,1987）。本次研究中，除了XT-112-Py-02和XT-119-Py-01數(shù)據(jù)中的Co/Ni比值分別為0.8和0.28（表1）外，其他測(cè)點(diǎn)獲得的Co/Ni比值均大于1（1.14～65.00），落在熱液成因區(qū)域（圖6），且半數(shù)的Co/Ni比值大于5，指示黃鐵礦的形成與巖漿熱液有關(guān)。同時(shí)，范宏瑞等（2005）對(duì)膠東金礦氫、氧、硫等穩(wěn)定同位素測(cè)試表明，金礦的初始流體以巖漿水為主。而碳、氧、氦、氬同位素研究結(jié)果顯示，巖漿流體可能為地幔去氣形成的（張連昌等,2002;劉建明等,2003;毛景文等,2005）。因此，招賢金礦的成礦流體推斷主要為地幔去氣形成的巖漿熱液。

圖6 招賢金礦含金黃鐵礦Co-Ni圖（底圖據(jù)王奎仁,1987）Fig.6 The Co-Ni diagram of gold-bearing pyrite from the Zhaoxian gold deposit(base map after Wang et al.,1987)

另外，相對(duì)于巖漿熱液有關(guān)的金礦，與加熱循環(huán)的大氣水有關(guān)的卡林型金礦更富As（Kusebauch et al.,2019）。尤其是近年來(lái)LA-ICP-MS對(duì)黃鐵礦精細(xì)環(huán)帶和成分分析，揭示金礦成礦階段從早到晚，w(As)逐漸增高（許楊等,2021），暗示循環(huán)的大氣水也可能對(duì)成礦熱液系統(tǒng)有貢獻(xiàn)（Zhang et al.,2020）。As是低溫元素的一種，其含量會(huì)隨著大氣水與巖漿水混合比例不同而變化，兩者的比值越大，w(As)也越高，即大氣水的參與越多，w(As)越高(嚴(yán)遇通,2012b)。在本次研究的XT-112-Py-02和XT-119-Py-01數(shù)據(jù)中，w(As)較高，分別為0.021%和0.077%，而Co/Ni比值小于1，與上文提到的兩者分別代表加熱大氣水和巖漿熱液的結(jié)論一致。同時(shí)，本次研究中大部分Co/Ni比值大于1的黃鐵礦w(As)為0.002%～0.160%，表明招賢金礦成礦流體有少量大氣水加入。同時(shí)，招賢金礦的圍巖蝕變主要為黃鐵絹英巖化，也表明成礦流體為巖漿水與大氣水的混合?？傮w而言，招賢金礦深部成礦流體以巖漿熱液為主，晚期有少量大氣水加入。

5.2.2 金的成色及其意義

金的成色是金的純度和品級(jí)的標(biāo)志，是指自然金或合金中金元素所占質(zhì)量的分?jǐn)?shù)（李長(zhǎng)順,1995）。關(guān)于成色的概念，目前為廣大金礦地質(zhì)工作者所接受的是加拿大金礦地質(zhì)學(xué)者Boyle（1979）的定義，是指在1000重量單位天然合金中金的含量，計(jì)算公式如下：金的成色=Au/(Au+Ag+其他微量元素)×1000；各元素的單位是質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

前人研究發(fā)現(xiàn)金的成色受控于以下因素（劉儒,1994;郁云妹等,1995;李長(zhǎng)順,1995;張振儒等,1995;1998）：①溫度和壓力，即形成溫度越高、深度越大，金的成色越高，如淺成低溫?zé)嵋簬Ы鸬V物成色500～700，中深部中溫帶750～900，深部高溫帶800～1000；②成礦時(shí)代，即成礦時(shí)代越老，金的成色越高；③成因類型，即變質(zhì)熱液金礦床中金的成色比沉積變質(zhì)熱液型、巖漿熱液及熱水型的高，一般為800～900。

本次研究電子探針?lè)治鼋Y(jié)果顯示，招賢金礦床中的金成色為538～951（表2），平均值794，整體較高（圖7），指示礦床成礦深度較大，具有中深巖漿熱液型金的特點(diǎn)。

圖7 招賢金礦金礦物金成色頻率圖Fig.7 The frequency diagram of gold fineness of gold minerals from the Zhaoxian gold deposit

5.3 深部找礦潛力指示

在深部找礦實(shí)踐中，如何更好的確定成礦系統(tǒng)中礦體的空間位置是關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，尤其需要從不同尺度系統(tǒng)開展特定類型礦床的地球化學(xué)特征研究。原生異常的識(shí)別（如圍巖原生暈或構(gòu)造疊加暈）在探測(cè)淺地表礦床方面是相對(duì)有效的（李惠等,2015），當(dāng)?shù)V體到達(dá)一定深度后，需要獲得全面的深部地球化學(xué)信息。成礦元素的富集或貧化可以用元素比值來(lái)指向礦體（礦化區(qū)）的潛在位置，尤其是成礦作用過(guò)程中流體與圍巖相互作用形成的金屬硫化物。硫化物中微量元素含量及關(guān)鍵元素比值，結(jié)合礦化蝕變規(guī)律，可以作為診斷性指標(biāo)來(lái)確定礦體的位置。

5.3.1 含金黃鐵礦元素含量及比值指示

許多研究者認(rèn)為膠東金礦中除了殼源流體外，還有幔源流體的貢獻(xiàn)，如張連昌等（2002）對(duì)膠東金礦中黃鐵礦開展He-Ar同位素研究，推斷深部有幔源流體貢獻(xiàn)；劉建明等（2003）對(duì)膠東4類金礦的方解石開展碳、氧、鍶、釹同位素研究，亦表明有深部幔源流體貢獻(xiàn)；毛景文等（2005）對(duì)膠東十幾個(gè)金礦開展碳、氫、氧、硫同位素研究，也揭示幔源流體的貢獻(xiàn)。因此，具有幔源特征的高溫元素Co和Ni和殼源特征的低溫元素As，具有深部礦體定位的診斷性作用。

李杰等（2020）報(bào)道了焦家金礦深部礦體（-600～-1100 m）中黃鐵礦的Co/Ni比值介于0.54～1.57，平均值0.99。本次研究發(fā)現(xiàn)，招賢金礦深部礦體（-1260～-2170 m）中的黃鐵礦Co/Ni比值普遍大于1，較淺部呈周期性波動(dòng)，總體Co/Ni比值小于40；然而，從-2000 m開始，Co/Ni比值迅速增大，最高值達(dá)到63，顯示自淺部至深部逐漸變大的趨勢(shì)。同時(shí)，黃鐵礦中w(As)隨深度增加，總體顯示深部變小的趨勢(shì)，即在淺部顯示高值（在-1346 m處，出現(xiàn)w(As)最大值3020×10-6），之后逐漸變低，并呈周期性波動(dòng)（w(As)總體小于1600×10-6）。相對(duì)而言，黃鐵礦中的中溫元素w(Pb)和w(Zn)并未隨著深度明顯變化（圖8）。綜上所述，顯然當(dāng)前探測(cè)的礦體處于巖漿熱液與大氣水混合的區(qū)域，并未達(dá)到礦體發(fā)育的根部，因此推測(cè)招賢金礦深部仍具有成礦潛力。

圖8 招賢金礦不同深度黃鐵礦Co/Ni比值和w（As）、w（Pb）和w（Zn）變化圖Fig.8 The variable diagram of the Co/Ni ratio,and w（As）,w（Pb）and w（Zn）of gold-bearing pyrite at different depth from the Zhaoxian gold deposit

5.3.2 金成色變化指示

前人研究表明，金的成色低，金礦床的形成溫度低，深度淺；反之，金的成色高，成礦深度大，形成溫度高（張振儒等,1995）。如美國(guó)懷俄明州狄安娜礦山（高溫型），金的成色高達(dá)926（1個(gè)樣品；分析6點(diǎn)）；蒙大拿州（高溫?zé)嵋航淮停?，金的成色高達(dá)977（3個(gè)樣品；分析16點(diǎn)）；科羅拉多州喬尼（中偏高溫型），金的成色為891（1個(gè)樣品；分析5點(diǎn)）；科羅拉多州的迪西礦為中溫型，金的成色為808（1個(gè)樣品；分析18點(diǎn)）；內(nèi)華達(dá)州環(huán)山區(qū)金礦屬低溫型，金的成色為786（5個(gè)樣品；分析15點(diǎn)）；科羅拉多州皮克金礦屬低溫型，金的成色為756（3個(gè)樣品；分析10點(diǎn)）。顯然，金的成色與溫度和壓力存在正相關(guān)關(guān)系，即淺成低溫?zé)嵋簬Ы鸬V物成色500～700，中深部中溫帶750～900，深部高溫帶大于800（張振儒等,1995）。

焦家成礦斷裂帶內(nèi)淺部礦體中金成色較低，以550～750居多（孟繁聰?shù)?1998）；而深部礦體（-2700～-3000 m）中金的成色較高，為658～990，平均值827（孫雨沁等,2020）。這與成礦早期形成相對(duì)高成色金，后期形成低成色金的認(rèn)識(shí)基本一致（Fan et al.,2021）。本次研究發(fā)現(xiàn)，招賢金礦深部（-1260～-2170 m）金成色為538～951，平均值794，與中國(guó)山東淺部“玲瓏式”石英脈型金礦床中金的平均成色（761）一致，明顯低于深部為“焦家式”蝕變巖型金礦床中金的平均成色（814），尤其是深部礦體的金成色（827）。同時(shí)，F(xiàn)an等（2021）報(bào)道在三山島金礦中，金成色平均值由420 m深的752逐漸增加至2650 m深的870。本次研究獲得招賢金礦的金成色具有隨深度不斷增加的趨勢(shì)（圖9），但并未達(dá)到深部金礦體的最高金成色（990），因此，作者推測(cè)招賢金礦深部仍具有成礦潛力。

圖9 招賢金礦不同深度金成色變化圖Fig.9 The gold fineness of gold minerals at different depth from the Zhaoxian gold deposit

5.3.3 深部找礦潛力

招賢礦區(qū)金礦體嚴(yán)格受焦家斷裂帶控制，并顯示了較好的深部延伸。同時(shí)，深部金礦體的黃鐵絹英巖化蝕變穩(wěn)定發(fā)育。本次研究發(fā)現(xiàn)，招賢金礦深部礦體（-1260～-2170 m）中的黃鐵礦Co/Ni比值普遍大于1，明顯高于淺部礦體的比值；而黃鐵礦中低溫元素w(As)隨深度增加，總體顯示深部變小的趨勢(shì)，但是中溫元素w(Pb)和w(Zn)隨深度增加，并未發(fā)生明顯的降低。另外，深部礦體金成色不斷增加，但并未達(dá)到極值。綜合構(gòu)造蝕變特征及黃鐵礦元素變化，推斷招賢金礦深部仍具有成礦潛力。

2017年，山東省地質(zhì)科學(xué)研究院在招賢礦區(qū)320勘探線施工了深鉆鉆孔（最大深度達(dá)到3266.06 m），并在-2700 m處發(fā)現(xiàn)厚20 m的金礦體（祝德成等,2018;于學(xué)峰等,2019），很好的驗(yàn)證了本次研究的預(yù)測(cè)。

6 結(jié)論

（1）招賢金礦中金賦存狀態(tài)包括可見(jiàn)金和不可見(jiàn)金，其中以可見(jiàn)裂隙金為主，金礦物包括自然金和銀金礦。

（2）招賢金礦中黃鐵礦w(S)=52.227%～54.915%，w(Fe)=44.749%～47.134%，化學(xué)式FeS1.99～FeS2.11，顯示弱富S、輕虧Fe特征，推斷可能與巖漿熱液有關(guān)。

（3）招賢金礦中，由于金成色較高（538～951）和黃鐵礦Co/Ni值均大于1（1.14～65.00），推測(cè)可能形成于中深巖漿熱液。

（4）招賢金礦中隨著深度增加，Co/Ni比值總體增加；w(As)總體降低；金成色逐漸增加，推斷深部具有成礦潛力。

致謝感謝中國(guó)冶金地質(zhì)總局山東局測(cè)試中心王繼林在電子探針?lè)治龇矫嫣峁┑膸椭?。感謝匿名審稿專家對(duì)本文提出的寶貴意見(jiàn)和建議，在此表示衷心的謝忱。