黃金(Gold),是我國重要的貴金屬之一,它既可用於儲備和投資的特殊通貨,同時又是首飾業、電子業、現代通訊、航天航空業等部門的重要材料。
圖1 黃金用途
A:通貨;B:首飾;C:美容;D:電子業
全世界一年的黃金產量可達3300噸,其中產量最高的中國佔到了全球的14%。那麼中國的黃金產地主要在哪呢?第一名:膠東;第二名:小秦嶺;第三名:長白遼吉;第四名:燕山大青山;第五名:黑龍江;第六名:承德赤峯;第七名:嘉陵江上游;第八名:滇黔桂;第九名:豫贛皖;第十名:天山阿爾泰。
圖2 中國大型-超大型金礦牀空間分佈圖
1—大型金礦牀(20~50 t);2—特大型金礦牀(50~100 t);3—超大型金礦牀(>100 t)
膠東金礦早己聞名於世,其儲量和產量均為全國之冠。膠東金礦集區是僅次於南非蘭德金礦區和烏茲別克斯坦穆龍套金礦區的世界上第三大金礦區,已探明金資源量超過4500t,是中國目前最大的金礦區。
接下來,我就帶大家領略一下膠東金礦!
Part 01
地理與人文
膠東半島位於山東省東部,郯廬斷裂帶以東,伸入渤海、黃海間,東西最長290公里,南北最寬190公里,最窄50公里,總面積26600平方公里,約北緯35°05′~37°50′,東經119°16′~122°42′,三面環海,隔海與遼東半島及朝韓半島相望 。
圖3 膠東地區地理位置圖
膠東自古以來,發展了以東夷文化、齊文化、賢哲文化為代表的一系列優秀傳統文化。膠東地區的金礦開採歷史也是十分悠久。據記載,遠在公元1007年,招遠就已是著名的黃金產地了,素有“黃金之鄉”的美稱。19世紀80年代由李宗岱創辦的平度、招遠金礦,不僅是近代山東省礦務發軔之始,也是我國民族工礦業發展史上的一件大事。直到21世紀的今天,膠東地區已成為世界第三大金礦區,並且該地區深部擁有巨大找礦潛力,未來儲量有望達到10000噸!
圖4 膠東文化
膠東地區萊州市-招遠市坐落於金礦之上,也是旅遊的好地方呢!三山島是膠東金礦典型的產出地,因有三座小山包而得名。面對萊州灣的三山島真是地下有黃金,地上有黃金海岸,風景美如畫!
圖5 萊州黃金海岸
地理位置十分優越!文化底藴十分深厚!膠東作為中國金都到底是如何形成併產出這麼多黃金的呢?讓我們步入專業篇!
Part 02
地質概況
膠東地區位於華北克拉通東南緣,由膠北地體和蘇魯地體組成,二者以煙台-青島-五蓮斷裂為界。蘇魯地體位於大別-蘇魯超高壓變質帶的北東部,主要由新元古代含榴輝巖的花崗質片麻岩和中生代花崗岩組成。膠北地體包括膠北隆起和膠萊盆地2個部分,膠東90%以上的金礦牀產於膠北隆起內。
區內前寒武紀基底為新太古代膠東羣和花崗質片麻岩,古元古代粉子山羣和荊山羣,以及新元古代蓬萊羣。膠萊盆地內地層主要由早白堊世萊陽羣礫岩和富鈣頁岩、早白堊世青山羣火山岩以及晚白堊世王氏羣礫岩和砂岩組成。
膠東地區斷裂發育,包括三山島、焦家、招平和牟乳等斷裂帶,為區內主要的控礦與成礦構造。
區內中生代花崗岩廣泛分佈,包括玲瓏、郭家嶺、灤家河、鵲山、昆嵛山、艾山和偉德山等巖體,巖體形成時代有晚三疊世、晚侏羅世和早白堊世,且以晚侏羅世巖體最為發育,金礦主要發育於晚侏羅世花崗岩和早白堊世花崗岩中,與早白堊世花崗岩具有成因關係。
圖6 膠東地區區域地質及金礦牀分佈圖
1—第四系;2—白堊系;3—古元古界和新元古界;4—含榴輝巖的新元古代花崗質片麻岩;5—太古宙花崗-綠巖帶;6—白堊紀嶗山型花崗岩;7—白堊紀偉德山型花崗岩;8—白堊紀郭家嶺型花崗岩;9—侏羅紀花崗岩類;10—三疊紀花崗岩類;11—整合/不整合地質界限;12—斷層;13—以往探明的淺部金礦牀位置(金礦符號大小依次代表資源儲量≥100 t 的超大型金礦牀、20 t≤資源儲量<100 t 的大型金礦牀、5 t≤資源儲量<20 t 的中型金礦牀和資源儲量<5 t 的小型金礦牀);14—新探明的深部金礦牀位置(圖中金礦符號大小含義同圖例13);15—蝕變巖型和網脈型金礦,石英脈型和硫化物石英脈型金礦,以及蝕變角礫岩型、蝕變礫岩型和層間滑脱拆離帶型金礦
Part 03
金礦牀的類型及特徵
根據金礦產出環境及特徵,膠東地區金礦可劃分為3種類型,即蝕變巖型(“焦家式”)、石英脈型(“玲瓏式”)和層間滑動角礫岩型(“蓬家夼式”)金礦,在成因上目前統稱為克拉通破壞型金礦。
石英脈型金礦以產狀陡傾、受高角度斷層控制為特徵,如玲瓏、鄧格莊和金青頂金礦等;蝕變巖型金礦以產狀低緩、受區域緩傾斜主幹斷裂帶控制為特徵,如三山島、焦家、新城和大尹格莊金礦等;層間滑動角礫岩型金礦以產狀低緩、受膠萊盆地北緣盆地底部與基底之間或附近層間滑動斷裂控制為特徵,如蓬家夼、大莊子、遼上和西澇口金礦等。
圖7 礦石類型圖
a.黃鐵絹英巖(破碎帶蝕變巖型金礦);b.絹英巖顯微照片;c.含金石英脈(石英脈型金礦);d.網脈狀黃鐵絹英巖化花崗岩(破碎帶石英網脈帶型金礦);e.黃鐵礦石英脈(硫化物石英脈型金礦);f.褐鐵礦化大理岩(層間滑脱拆離帶型金礦);g.黃鐵礦化絹雲母化碎裂狀礫岩(蝕變礫岩型金礦);h.黃鐵礦化長英質碎裂巖(角礫岩型金礦)
Part 04
膠東金礦牀成礦模式
侏羅紀,中國東部處於華北板塊與揚子板塊碰撞、太平洋板塊向歐亞板塊俯衝下的重大構造體制轉折背景,膠東地區因擠壓/伸展轉換,導致由早前寒武紀結晶基底巖系組成的中下地殼減壓熔融,形成陸殼重熔型花崗岩(玲瓏型花崗岩),金在岩漿中初步富集。
早白堊世,在板塊俯衝、回撤過程中,地幔隆起,軟流圈上湧,莫霍面撕裂,誘發殼幔相互作用,產生殼幔混合花崗岩及幔源基性脈岩;同時產生的幔源流體、岩漿流體及活化流體,萃取殼源花崗岩及早前寒武紀變質岩系中的成礦物質。早白堊世岩漿活動對金礦的形成起到“引擎”作用,它既為流體活化提供熱源,又是形成伸展拆離構造的動力源之一。幔隆作用造成地殼拉張和花崗岩的快速抬升、去根,形成花崗岩穹窿-伸展構造。在花崗岩穹窿的上部,由拆離斷層、張裂隙、早前寒武紀變質岩系中的層間滑動構造、白堊紀陸相沉積盆地盆緣斷裂、高角度正斷層等構成了一組伸展斷層系統,伸展斷層既為成礦流體運移提供了良好的通道,又為成礦流體富集、礦體定位提供了有利的空間。
圖8 膠東金礦“熱隆-伸展”成礦模式示意圖
1—白堊紀陸相沉積盆地;2—早前寒武紀變質岩系;3—白堊紀殼幔混合花崗岩類;4—侏羅紀殼源花崗岩類;5—基性脈岩;6—蝕變巖型金礦體;7—網脈型金礦體;8—石英脈型金礦體;9—斷裂構造;10—流體運移方向
流體進入拆離斷層中,若斷裂系統中以碎裂巖為主的構造巖發育良好,成礦流體則以滲流方式運移,通過與構造巖發生交代作用形成以浸染狀蝕變巖為主的礦體,即焦家式破碎帶蝕變巖型金礦、河西式網脈型金礦;如果成礦流體沿前寒武紀層間滑動構造滲流交代成礦,則形成杜家崖式層間滑脱帶蝕變巖型金礦;如果成礦流體在壓力驅動下以循環對流、緩慢滲流方式,運移至處於氧化-還原界面環境的構造角礫岩帶或礫岩層內,通過充填交代作用成礦,則形成蓬家夼、發雲夼式蝕變角礫岩和蝕變礫岩型金礦;在主斷裂張剪段或次級張性、張剪性斷裂中易形成減壓空間,成礦流體在泵吸作用下在其中充填成礦,形成玲瓏式含金石英脈型金礦和鄧格莊式石英硫化物脈型金礦。
Part 05
膠東金礦的未來
膠東金礦果然名不虛傳,獨特的地質背景、獨特的成礦模式成就了今天獨樹一幟的膠東金礦!中科院地質所和很多地質高校不斷對膠東金礦進行深入的科學研究,期望得到新的突破進展。礦牀研究的終極目標那當然是應用於找礦勘查實踐中,為生產、為突破黃金儲量做貢獻。
圖9 綠色礦山、生態礦業
很多的大型企業,如山東黃金集團、中國黃金集團及山東招金集團等等都在為膠東金礦的發展和突破不懈努力,中國第一巖金深鑽已達地下4000多米。
圖10 4000米深鑽岩心
2020年8月15日,山東省重大研發計劃“深部金礦資源評價理論、方法與預測”項目以優異成績通過了山東省科技廳組織的綜合績效評價暨科技成果鑑定,評審組一致認為項目在金礦成礦理論和深部探礦技術方法上取得了重大進展,深化發展了膠東金礦成礦理論,破解了制約深部找礦的關鍵技術難題,項目研發和形成的2000m以淺、2000~5000m深度和階梯式金礦找礦、多尺度三維建模技術方法均達到了國際領先水平,對指導區域乃至全國金礦勘查工作具有重要的現實意義和深遠的戰略影響。
圖11 膠東
總結:
黃金是各國重要的儲備資源,膠東是中國第一、全球第三的金礦資源集中區,國家和地方都在不斷加強對膠東金礦的科學研究及開發工作。當然,膠東金礦仍存在很多新挑戰、新問題需要解決,仍需不斷努力。我相信,膠東作為中國的金都,未來的前景一定更加光明。讓我們為膠東金礦加油!
美編:萸小斤
校對:覃華清