莱州三山岛金矿事故(山东黄金矿业莱州有限公司三山岛金矿)

金矿成因探讨

5.2.2.1 铅、硫同位素组成和成矿物质来源

（1）铅同位素示源

胶东岩群、中生代花岗岩、金矿床的Pb同位素组成有以下特征：

金矿床矿石的铅、花岗岩类长石的铅、胶东岩群斜长角闪岩全岩的铅，其铅同位素组成基本一致，据此推测，矿石铅的铅源可能是区内太古宙结晶基底胶东岩群绿岩和深成花岗岩类，显生宙以来幔源铅的加入不明显［221，222，223］。

单个矿床的铅同位素组成虽然存在一定的差别，但总体较为一致。单个矿床的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb的平均值分别稳定在17.00～18.00、15.00～16.00和37.00～38.00之间，只有少数矿床低于或高于这一范围。

单阶段模式年龄一般为600～800 Ma，多数集中在700 Ma左右。这个年龄既不代表胶东岩群的年龄，也不反映花岗岩类侵入体的年龄和矿化年龄，表明矿石铅不属于单阶段演化普通铅，模式年龄不具有计时意义。

根据模式年龄计算的μ值一般在8.0～9.0之间，只有极个别的矿床超出这一范围，显示出胶东地区早前寒武纪基底铀亏损的特征。

根据上述铅同位素组成特征，结合地质环境，笔者推测，胶东地区金矿床的铅是区内太古宙结晶基底的铅与年轻花岗岩的铅混合而成的，显生宙以来地幔铅的加入不明显。

（2）硫同位素示源

胶东地区主要金矿床的δ34S组成有以下特征：

据34个矿床统计，所有单个矿床的δ34S值均为正值，范围为5.34‰～11.4‰，与围岩花岗岩和胶东岩群的δ34S值接近，推测其硫源主要是容矿的花岗岩类和胶东岩群［224］。

对单个矿床来说，δ34S值具有相对集中的特征，极差为1.4‰～8.6‰，趋向于均一化。

各矿床δ34S值的平均值呈现一定的变化规律，从西向东，δ34S值的平均值逐渐降低，西部的仓上和三山岛金矿床的δ34S平均值分别为10.8‰和11.4‰；往东，焦家和新城金矿床δ34S的平均值分别为10.06‰和9.73‰；再往东到玲珑矿田，含金石英脉型矿床和台上蚀变岩型金矿床δ34S的平均值则分别为6.76‰和7.33‰。黄德业（1994）认为，这与海水中表生生物硫的参与程度有关，三山岛和仓上金矿靠近渤海莱州湾，可能有较多的生物硫加入；焦新矿田离海岸相对较远，生物硫相对较少；玲珑矿田离海洋更远，生物硫的比例更小。

根据上述铅和硫同位素组成特征推测，金矿床的成矿物质主要来自结晶基底胶东岩群和围岩花岗岩，不排除有幔源物质参与成矿。

5.2.2.2 氢、氧、碳同位素组成和成矿流体性质

根据流体包裹体氢、氧、碳同位素的研究，胶东地区的成矿流体有以下特征：

流体包裹体的氢、氧同位素组成显示，成矿流体是大气水和岩浆水的混合物（张理刚等，1994）。蚀变岩型矿床，大气水占优势；玲珑矿田的石英脉型矿床，岩浆水占优势［223］。

矿石中碳酸盐的碳同位素组成显示出深源碳［223］的特征，而且与区内幔源岩的碳同位素组成（姚凤良，1990）是一致的，表明成矿流体中的二氧化碳、部分水及其他挥发分可能来自深源，最可能是来自于同时代的煌斑岩浆。

据流体包裹体均一温度、盐度及成分等的测定和计算［222］，成矿流体的成分以CO2和H2O为主；成矿温度为380～100℃，集中于310～240℃；成矿流体的盐度w（NaCleq）为19%～4.1%，一般不大于10%；成矿压力为86～5.4 MPa；自地表以下，按正常压力梯度为29 MPa/km推算，该区金矿的形成深度应小于3 km。

上述结果表明，成矿流体是大气水和岩浆水的混合物，玲珑石英脉型矿床中以岩浆水占优势，焦家等蚀变岩型矿床中则以大气水占优势[223]，成矿流体富含CO2 ，盐度中到低。5.2.2.3 金矿床的成矿时代

胶东金矿床蚀变矿物的同位素年龄，剔除4个小于100 Ma和1个较大的年龄值［灵山沟金矿（188.94±4.29）Ma］，其余都集中在125～100 Ma，表明金矿化主要发生在燕山晚期。经花岗岩锆石SHRIMP年龄测定，其成岩年龄限制在126～120 Ma［223］，则矿化年龄要稍晚于成岩年龄。

5.2.2.4 矿床成因讨论

金矿床受控于经历了韧-脆性剪切、挤压-拉张复杂变形叠加的大型构造岩带。根据铅、硫同位素组成特征，成矿物质主要来自以太古宙胶东岩群绿岩为主的结晶基底和重熔型花岗岩，同时，煌斑岩浆可能带来部分深源物质。根据流体包裹体的氢、氧、碳同位素特征，成矿流体为大气水和岩浆水的混合物，其盐度w（NaCleq）为19%～5.4%，一般低于10%；成矿温度不高（380～100℃）；成矿压力不大（86～5.4 MPa），推测成矿深度不大。成矿时代为燕山晚期（125～100 Ma），与拉张环境下的岩浆活动存在成因联系，属环太平洋成矿带中温热液金矿床。

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山东省莱州市三山岛金矿

三山岛金矿位于山东省烟台市莱州市三山岛办事处，属胶东地区典型的超大型焦家-玲珑式金矿，矿床规模巨大，矿体形态简单，品位稳定。

该区位于胶东半岛西北部，大地构造位置处于华北地台南缘、胶北地体之胶北隆起区，西靠北北东向的沂沭断裂带，南接胶北地体之胶莱坳陷，北邻龙口断陷盆地和渤海坳陷，东靠与金矿成矿有密切关系的玲珑复式岩体。成矿区（带）归属胶东Au-Fe-Mo-菱铁矿-滑石-石墨成矿带。

1.矿区地质简述

（1）地层

该区内出露地层主要为新生界第四系，分布广泛。太古宇胶东群郭格庄组仅零星分布于区内东南隅，其岩性主要为黑云变粒岩、石英岩等，走向近东西，与下部栖霞超单元、芦家单元呈韧性剪切接触。

（2）构造

区内以断裂构造为主，规模最大的为北东向三山岛-仓上断裂（F1），次为北西向三山岛-三元断裂（F3）和三山岛-仓上断裂下盘的北东向断裂（F2）。其中，F1断裂是成矿期的主要控矿构造，沿主断面稳定分布的断层泥对深部上升的成矿热液起到阻隔富集作用。因而，金矿的主矿体产于主断面以下。成矿后断层有较弱的活动，导致矿体局部破碎。而根据F3断裂内的基性岩脉中含有黄铁绢英岩的捕虏体或角砾等特点，认为该断裂是成矿后活动较强的断裂。

（3）岩浆岩

区内侵入岩广泛发育，主要有新太古代、新元古代及中生代侵入岩。新太古代侵入岩主要分布在三山岛与焦家断裂之间，是胶东隆起金矿的矿源层；新元古代侵入岩在该区比较发育且分布广泛，呈岩株产出，岩性为中粒二长花岗岩，与金矿化关系密切；中生代侵入岩分布在仓上及龙埠一带，呈北东向小岩株状产出，受断裂控制明显，其岩性主要为巨斑状中粒花岗闪长岩，与金矿关系密切，是形成大型金矿床的成矿母岩。

2.矿床特征简述

（1）矿体特征

区内共发现5条蚀变带，其中Ⅰ号蚀变带规模最大，受三山岛-仓上断裂（F1）控制。在20～56线之间共圈定金矿体16个，全部产于Ⅰ号蚀变带中。在F1主断面的上盘零星矿体有4个，编号为L0至L3；在F1主断面的下盘矿体有12个，自上而下编号为Ⅰ-1至Ⅰ-12。上述矿体中，以F1主断面下盘Ⅰ-1、Ⅰ-2矿体规模最大，其余主断面下盘矿体规模较小，主断面上盘矿体连续性一般较好。

Ⅰ-1号矿体，近地表，位于20～54线间，中部在24～48线间，深部在30～56线间，分布于F1主裂面以下的黄铁绢英岩顶部或中上部，赋存标高-10～-1646m。矿体呈较稳定的大板状，工程控制走向延长一般600～800m，最长1080m；倾向延深一般在1200～1800m，最深2360m。矿体走向12°～37°，倾向南东，倾角37°～52°。矿体平均厚6.08m，Au平均品位3.03g/t。

Ⅰ-2号矿体，赋存于F1主断面以下黄铁绢英岩的中上部，Ⅰ-1号矿体下盘。该矿体特征基本同Ⅰ-1号矿体。矿体总体呈较规则脉状产出，膨胀、狭缩现象明显。矿体走向14°～24°，倾向南东，倾角34°～53°。矿体平均厚10.23m，Au平均品位2.57g/t。

（2）矿石类型及结构构造

三山岛金矿属于破碎蚀变岩型特大型金矿床，主要载金矿物为黄铁矿，硫平均品位为3.20%，属低硫型金矿石。矿石自然类型均为原生矿石。矿石中有用组分以金为主，其次为银、硫。

矿石结构主要为晶粒结构，次为交代结构、压碎结构，少数为乳滴状结构、固熔体分离结构等。矿石构造主要为浸染状构造、网脉状构造、团块状构造、斑点状构造，次为细脉浸染状构造、角砾状构造、梳状构造、蜂窝状构造等。

标本名称 绢英岩型金矿矿石 编号 DB110 形成时代 燕山期

中国典型矿山大型矿石标本图册

表面呈灰黑色，中细粒粒状结构，浸染状构造。矿石矿物主要有自然金、黄铁矿、磁黄铁矿，脉石矿物有石榴子石、石英、方解石、绢云母。方解石可见菱面体解理。Au品位为3.40g/t

成因类型 中温热液交代-充填型 产地 山东省莱州三山岛金矿

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