胶东是全球仅有的探明金资源储量超过5千吨的三个金矿省之一(Deng et al., 2020a; Groves and Santosh, 2021)和我国最重要的黄金基地(自1976年以来其黄金年产量连续位居全国第一)(Yang et al., 2021)，也是全球唯一已知发育于前寒武纪变质地体内的晚中生代巨型金矿省(Deng et al., 2003, 2015, 2020b; 杨立强等, 2014; Yang et al., 2017)，它独特的地质背景与金成矿系统蕴含全球意义的科学问题，使其成为检验金矿床成矿新理论和新模型的关键地区(Goldfarb et al., 2019; Groves et al., 2020)。长期以来，对其开展了大量工作(参见翟明国等, 2004; Mao et al., 2011; Chen et al., 2005; Deng et al., 2006, 2017, 2018, 2019; Yang et al., 2007, 2016a, 2021; 杨立强等, 2014, 2019; Zhu et al., 2015; Deng and Wang, 2016; 于学峰等, 2016; 宋明春等, 2018, 2020等综述性论文及其参考文献)，已有研究与勘查积累厚实、资料丰富，且其内蕴藏的矿石量巨大、已有矿业基础设施和选矿设备完善、选矿工艺先进，因此是深入开展金矿床中关键元素源-运-聚超常富集机理研究的理想选区；同时，一旦查明某种或某些关键元素具有工业或战略开采/研究价值，可以相比其他矿山以更快、更低成本开展相关工作和/或被回收利用。特别是我们最近的研究表明(杨立强等, 2020)：相对于华北克拉通的地壳元素丰度，稀贵元素Cr和Co，稀散元素Cd，稀有元素Rb、Nb、Ta、Hf、W和Sn，除Ho之外的其它稀土元素等在胶东金矿床中均发生了不同程度富集；其中，Cd、Co、Nb和Rb超常富集达到伴生组分综合评价品位(Cd已具备被综合利用的资源条件)，Cr、Se、Te、Re、W和LREE超常富集接近伴生组分综合评价品位或已发现超常富集的载体矿物，可作为未来重要的潜在接替资源。

然而，迄今尚未见有关胶东金矿床中关键金属资源储量估算与潜力评价的报道，这在一定程度上导致了某些研究者对于胶东金矿之伴生关键金属是否具有可回收价值及可回收资源量存在疑虑。为此，我们以胶东金矿床中关键金属赋存状态为基础，通过分析典型金矿床精金矿和尾矿砂中的关键元素含量，厘定其中达到伴生富集和可利用的关键金属种类，估算其矿产储量；进而剖析胶东金矿床中关键金属超常富集特征，并评价其资源潜力。

胶东金矿床中已鉴别出碲化物等数十种含关键元素矿物，然而对其赋存状态的认识尚处于探索阶段。初步研究表明(杨立强等, 2020)，它们主要以如下形态出现(图 1和表 1)：

图 1

Fig. 1

图 1 胶东金矿床中可综合利用的关键金属资源类型与空间分布简图(据杨立强等, 2020修改) 详细描述见表 1和表 5及正文说明 Fig. 1 Simplified geological map of the Jiaodong gold province showing the distribution of reported minerals and contents of available critical elements in gold deposits (modified after Yang et al., 2020)

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 胶东金矿床中含关键金属元素的矿物(据杨立强等, 2020修改) Table 1 Reported minerals of critical elements from the Jiaodong gold deposits, China (modified after Yang et al., 2020) 分类 元素 主要地质体 独立矿物 微量元素赋存矿物 金矿床 稀有元素 Rb (黄铁)绢英岩、高钾质脉岩 大尹格庄 Zr 蚀变岩、花岗岩 锆石 乳山等 Hf 锆石、独居石 W 石英脉 黑钨矿、白钨矿 马家窑 稀土元素 La 锆石、独居石、磷灰石、榍石等 Ce 多金属硫化物脉、(黄铁)绢英岩 锆石、独居石、磷灰石、榍石等 郭城等 Sc Y 磷钇矿 锆石、独居石、磷灰石、榍石等 乳山等 稀散元素 Ga 郭家岭型花岗闪长岩 Ge 闪锌矿 Se 黄铁矿、闪锌矿 Cd 闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿 Te (黄铁)绢英岩 碲金矿、碲银矿、碲铋矿、 碲铅矿、碲镍矿、陈国达矿等 黄铁矿 乳山、金岭、新城、 焦家等 Re 花岗岩、(黄铁)绢英岩 辉钼矿 Tl 黄铁矿 大尹格庄、夏甸 稀贵 PGE Cr (黄铁)绢英岩 铬云母 含铬多硅绢云母 夏甸等 Co (黄铁)绢英岩 黄铁矿、磁黄铁矿

表 1 胶东金矿床中含关键金属元素的矿物(据杨立强等, 2020修改) Table 1 Reported minerals of critical elements from the Jiaodong gold deposits, China (modified after Yang et al., 2020)

① 以独立矿物存在，如稀有元素Zr赋存于乳山等金矿床蚀变花岗岩的锆石中，W赋存于马家窑金矿床石英脉中的黑钨矿和白钨矿内；稀土元素Y赋存于乳山等金矿床的磷钇矿中；稀散元素Te赋存于焦家、新城、埠南、金岭、乳山等金矿床(黄铁)绢英岩中的碲金矿、碲银矿、碲铋矿、碲铅矿、陈国达矿等矿物内(图 2)，它们常与可见金密切共生(图 2；谷湘平等, 2008)；稀贵元素Cr赋存于焦家、灵山沟、夏甸等金矿床(黄铁)绢英岩中的铬云母内。

图 2

Fig. 2

图 2 夏甸和大尹格庄金矿床中稀散元素Te的载体矿物的矿物学特征 (a)夏甸金矿床碲铋矿分布在黄铁矿微裂隙中；(b)夏甸金矿床碲铋银矿包体分布在金成矿期的黄铁矿中；(c)大尹格庄金矿床碲铋矿与黄铜矿共生，并充填在黄铁矿裂隙中；(d)大尹格庄碲铋银矿与自然金共生，分布在石英脉中. Au-自然金；Ccp-黄铜矿；Py-黄铁矿；Tel-碲铋矿；Vol-碲铋银矿 Fig. 2 Mineralogical characteristics of Te-bearing tellurosulphides of typical gold deposit in Jiaodong, China

② 以纳米级颗粒分散在其它矿物的晶面上或超显微裂隙中(Yang et al., 2016b)，如通过对玲珑金矿床自然金和自然银颗粒的电子探针测试、面扫描、SEM图像和能谱分析，表明Te、B、Cr和Nb可能以纳米颗粒分散在金和/或银矿物的晶面上或超显微裂隙中(Yang et al., 2013)。

③ 以微量元素的形式作为其它矿物的类质同象固溶体混入物(图 3)，如稀土元素La和Ce等以微量元素的形式赋存于焦家、玲珑、乳山和郭城等金矿床的多金属硫化物脉或(黄铁)绢英岩中的锆石、独居石、磷灰石、榍石内，Y赋存于乳山等金矿床和锆石、独居石、磷灰石和榍石等内；稀散元素Te赋存于乳山、金岭、新城和焦家等金矿床的黄铁矿内，Tl赋存于大尹格庄和夏甸金矿床的黄铁矿内，Cd主要以类质同象的形式赋存于金成矿晚阶段的闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿中；稀贵元素Cr赋存于夏甸等金矿床的含铬多硅白云母内，Co常以微量元素形式分布在金成矿早阶段的粗粒黄铁矿和磁黄铁矿中(图 3)。

图 3

Fig. 3

图 3 大尹格庄金矿床黄铁矿Te和Co元素扫面(a、b)及不同黄铁矿Te与Co元素含量(c、d)(据Wei et al., 2021①) (a、c)Te元素主要分布在交代形成的Py-1b中；(b、d)Co元素主要分布在早阶段黄铁矿中 Fig. 3 Scanning and contents of Te (a, c) and Co (b, d) in different types of pyrites from the Dayingezhuang gold deposit, Jiaodong, China (after Wei et al., 2021)

① Wei YJ, Yang LQ, Qiu KF, Wang SR, Ren F, Dai ZH, Li DP, Shan W and Tang L.2021. Geology, mineralogy and pyrite trace elements constraints on gold mineralization mechanism at the giant Dayingezhuang gold deposit, Jiaodong Peninsula, China. Ore Geology Reviews (submitted)

我们最近的研究表明(杨立强等, 2020)：相对于华北克拉通的地壳元素丰度，胶东金矿床中稀贵元素Cr和Co，稀散元素Cd，稀有元素Rb、Nb、Ta、Hf、W和Sn，除Ho之外的其它稀土元素等在胶东金矿床中均发生了不同程度富集；其中，Cd、Co、Nb和Rb超常富集达到伴生组分综合评价品位(Cd已具备被综合利用的资源条件)，Cr、Se、Te、Re、W和LREE超常富集接近伴生组分综合评价品位或已发现超常富集的载体矿物，可作为未来重要的潜在接替资源。但迄今尚未见有关胶东金矿床中关键金属资源储量估算与潜力评价的报道，为此我们选择大尹格庄和夏甸两个典型超大型金矿床，通过分析其精金矿和尾矿砂中关键元素含量(表 2)，在厘定达到伴生富集和可利用的关键金属种类的基础上，进一步估算其矿产储量，测试方法如下所述：

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 胶东典型金矿床中关键金属含量和可利用的矿产资源量 Table 2 Contents of critical elements and available reserves of the selected Jiaodong gold deposits 元素 BBC 综合评价品位 浓度系数 夏甸金矿床 大尹格庄金矿床 FG TM FR TR FG TM FR TR Co 22 100 4.5 225 3.82 413 604 56.5 1.33 - Cr 84 35714 425 31 56.2 - - 12.7 17.5 - Pt 1.2 30 25 0.07 1.5 0.58 1.73 Pd 13 30 2.3 1.85 0.24 0.89 0.20 Rh 0.056 30 535 4.01 0.26 1.97 0.20 Ir 0.028 30 1071 1.07 0.05 0.75 0.03 Ru 0.05 30 600 2.83 0.09 2.47 0.05 Os 0.052 30 576 0.12 0.03 0.10 0.03 Cd 0.08 50 625 6.67 0.09 - - 92.4 0.3 206 224 Se 0.11 10 90.9 4.14 0.12 - - 2.12 0.08 - Ge 1.2 10 8.3 0.07 1.5 - - 0.58 1.73 - Te 0.008 10 1250 28.4 0.34 52 69 3.35 0.73 - Tl 0.4 10 25 0.35 0.61 - - 0.5 0.79 - Rb 63 366 5.8 42.9 115 - - 98.3 178 - In 0.05 10 200 1.05 0..7 - - 0.85 0.09 - Nb 10 54.17 5.4 5.23 9.97 - - 7.63 12.1 - Ta 0.6 24.57 41 0.34 0.6 - - 0.62 0.79 - Hf 4 300 75 1.5 3.36 2.42 3.81 W 0.6 396.5 660.8 16.6 30.6 - - 3.31 3.56 Sn 1.2 500 416.7 1.0. 1.69 - - 1.3 1.61 - La 29 4263 147 7.69 13.5 - - 14.6 11.1 - Ce 55 4268 77.6 16.8 28.5 - - 28.4 22.1 - 注：分析测试由国家地质实验测试中心完成.BBC为华北克拉通的地壳元素丰度(据迟清华和鄢明才, 2007)；FG为金矿床精金矿中元素含量，TM为金矿床尾矿砂中元素含量，TR为金矿床金矿石中矿产储量=矿石量(吨)×回收率×[精金矿百分比×元素含量(10-6)+尾矿砂×元素含量(10-6)]，FR为金矿床精金矿中矿产储量.以Au品位10×10-6划分金矿床中的精金矿. Cd、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os元素含量单位为10-9，其他元素含量单位为10-6，储量单位为吨. 伴生有用组分综合评价品位参考依据为：DZ/T 0200-2002(铁、锰、铬矿地质勘查规范)；DZ/T 0201-2002(钨、锡、汞、锑矿产地质勘查规范)；DZ/T 0203-2002(稀有金属矿产地质勘查规范)；DZ/T 0204-2002(稀土矿产地质勘查规范)：DZ/T 0205-2002(岩金矿地质勘查规范)；DZ/T 0214-2002(铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范)；GB/T 25283-2010(矿产资源综合勘查评价规范)

表 2 胶东典型金矿床中关键金属含量和可利用的矿产资源量 Table 2 Contents of critical elements and available reserves of the selected Jiaodong gold deposits

Co、Cr、Cd、Nb、Ta、W、Sn、Rb、In、Ge、Tl、La、Ce使用等离子质谱仪(PE300Q)进行检测，检测依据DZ/T 0223—2001(电感耦合等离子体质谱分析方法通则)；使用混合酸溶液(HNO₃+Hf)溶解粉末样，装入钢套中，于190℃保温24小时，取出冷却后，在电热板上蒸干，加入HNO₃再次封闭溶样3小时，溶液转入洁净塑料瓶中，溶液使用ICP-MS测定，测定在20℃、35%相对湿度下进行，元素检出限为0.05×10^-9，测试分析不确定度 < 5%。Se、Te使用原子荧光光谱仪进行检测，检测依据DZG 20.10—1990(岩石矿物分析检测标准)，用混合酸溶液(HCl+HNO₃+HClO₄+HF)分解，10% HCl介质，然后用MIBK萃取，随后使用子荧光光谱仪进行测定。元素检出限为0.03×10^-9，测试分析不确定度 < 5%。铂族元素Ir、Os、Pt、Pd、Rh、Ru使用等离子质谱仪(PE300Q)进行检测，检测依据GB/T 17418.7—2010(电感耦合等离子体质谱分析方法通则)，将粉末样在105℃预干燥4小时后置于干燥器中冷却至室温，与熔剂混合后升温至1100℃熔融1小时，冷却后砸碎熔块，加入盐酸在100℃电热板上加热至溶液变清不再冒气泡，加入碲共沉淀剂，氯化亚锡溶液加热半小时后放置数小时，用负压抽滤装置将溶液抽滤，用盐酸及水反复冲洗沉淀。将沉淀和滤膜加入封闭溶样器中，加入王水置于干燥箱中加热2小时后用水稀释摇匀，上机测定。Pt检出限为0.026×10^-9、Pd检出限为0.06×10^-9、Rh检出限为0.001×10^-9、Ir检出限为0.013×10^-9、Os检出限为0.007×10^-9、Ru检出限为0.02×10^-9，测试分析不确定度 < 5%。

相对于华北克拉通地壳元素丰度，本次分析的稀贵元素Co、Rh、Ir和Ru在2个金矿床均发生了不同程度的富集，Pt在大尹格庄金矿床略有富集，而Cr、Pd和Os未见富集(图 4)。

图 4

Fig. 4

图 4 胶东典型金矿床精金矿中关键金属元素富集系数 Fig. 4 Enrichment factors of critical elements in the selected Jiaodong gold deposits, China

其中，Co在夏甸金矿床中的富集系数为22.5，且225×10^-6的品位大于100×10^-6的综合利用品位(图 5)；在大尹格庄金矿床中的富集系数为5.65，略大于4.5的浓度系数，具有超常富集的可能。

图 5

Fig. 5

图 5 胶东典型金矿床精金矿中关键金属元素浓度系数 精金矿浓度系数为各金矿床精金矿中关键元素含量值/伴生有用组分综合评价品位，≥1表示达到伴生组分综合评价品位 Fig. 5 Concentration coefficients of critical elements in the selected Jiaodong gold deposits, China

铂族元素(PGE)Rh、Ir和Ru在华北克拉通地壳丰度分别为0.05×10^-9、0.28×10^-9和0.05×10^-9(迟清华和鄢明才, 2007)，相对于华北克拉通的地壳丰度，Rh、Ir和Ru在夏甸金矿床的富集系数分别为17.2、3.82和56.6，在大尹格庄金矿床的富集系数分别为12.4、2.68和49.4，均有一定程度富集。但PGE伴生利用品位为0.03×10^-6，2个矿床内均未达到该标准，且尚未发现载体矿物，发生超常富集的可能性相对较低。

相对于华北克拉通地壳元素丰度，本次分析的稀散元素Cd、Te和Se在2个金矿床均发生了不同程度的富集(图 4)。

其中，Te在夏甸和大尹格庄金矿床中的富集系数分别为3550(>1250的浓度系数)和418.75，28.4×10^-6和3.35×10^-6的品位也大于或接近10×10^-6的综合利用品位(图 5)，且Te是胶东已发现独立矿物种类最多和产出金矿床分布最广的关键元素，是未来潜在的重要关键金属资源，具备超常富集的特征和良好的利用前景。

Cd在夏甸和大尹格庄金矿床中的富集系数分别为83.38和1155，均远大于10的浓度系数，且6.67×10^-6和92.4×10^-6的品位接近或远大于10×10^-6的综合利用品位(图 5)，具有超常富集的背景和良好的利用前景。

Se在夏甸和大尹格庄矿床的富集系数分别为37.63和19.27，且已发现有相关载体矿物，具有一定综合利用前景。

相对于华北克拉通地壳元素丰度，本次分析的稀有元素W和In在2个金矿床均发生了不同程度的富集，Ta、Sn、Rb和Tl在大尹格庄金矿床略有富集，Nb和Ge未见富集(图 4)。

其中，W、In在夏甸和大尹格庄金矿床的富集系数分别为27.6、5.51，21、17，且已发现有相关载体矿物，具有一定综合利用前景。

Ta、Sn、Rb和Tl在两个金矿床的富集系数与华北克拉通地壳相近，均未达到可利用的品位，伴生资源利用可能性低。

本次分析的稀土元素La和Ce的富集系数均未见富集(图 4)，回收利用的可能性低。

由上可见，稀散元素Te和Cd及稀贵元素Co超常富集达到伴生组分综合评价品位(图 5)。为此，根据金矿床最近的储量核实报告及深部和外围探矿成果、伴生有用组分综合评价规范和金矿选矿报告相关参数，可分别估算精金矿、金矿石和尾矿砂中高于伴生组分综合评价品位的关键金属矿产储量。

其中，尾矿砂中各元素的品位低于利用边界品位，而精金矿方便回收加工利用，故分别计算金矿床内金矿石和精金矿中关键金属资源量。其计算公式为：

(1)

(2)

根据金矿床最近的储量核实报告及深部和外围探矿成果：夏甸金矿床矿石量5886万吨、大尹格庄金矿床矿石量6548万吨；参考选矿报告：矿石回收率=96.2%、矿石选冶后精金矿质量百分比=3.55%、尾矿砂质量百分比=96.45%。

据此估算的夏甸金矿床内Te储量为69吨(精金矿中52吨)、Co储量为604吨(精金矿中413吨)，大尹格庄金矿床内Cd储量为224吨(精金矿中206吨)。

为进一步探讨胶东金矿床中可利用关键金属的资源潜力，我们整理了已发表的金矿床中矿石Co与Cd元素组成测试(杨立强等, 2020)、黄铁矿原位和/或单矿物的Te与Co含量分析(表 3)、以及1: 20万全国化探扫面计划39种元素含量中的Co与Cd数据(谢学锦等, 2009)，开展了综合约束评价。

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 胶东典型金矿床中黄铁矿单矿物和原位微量元素(×10-6)的对比 Table 3 Comparison of pyrite minerals and in situ trace elements in the selected Jiaodong gold deposits 矿床 参数 Te原位分析 Te单矿物 Co原位分析 Co单矿物 数据来源 焦家 最大值 451.4 351.0 591.5 460.0 Mills et al., 2015; Hu et al., 2020 最小值 0.01 5.40 0.08 0.30 平均值 31.25 107.2 13.62 83.55 中位值 12.66 23.20 4.38 28.20 新城 最大值 2551 99.30 359.0 249.0 Mills et al., 2015; Yang et al., 2016b 最小值 0.01 2.40 0.05 4.28 平均值 292.77 26.26 18.71 51.48 中位值 31.40 9.60 3.91 16.45 乳山 最大值 1790 518.0 34.00 371.0 Mills et al., 2015; 赛盛勋, 2018 最小值 5.50 177.5 3.80 9.79 平均值 314.6 297.8 13.01 199.6 中位值 51.90 239.3 10.50 199.3 大尹格庄 最大值 404.5 412.4 144.7 654.7 马伟东等, 2015; Wei et al., 2021 最小值 0.01 13.77 0.32 0.27 平均值 27.54 84.36 10.15 41.45 中位值 3.66 66.90 4.12 7.69 夏甸 最大值 2068 887.7 364.2 140.9 马伟东等, 2015; 张炳林, 2018 最小值 0.01 0.53 0.13 0.40 平均值 172.6 127.6 18.10 25.37 中位值 47.30 44.25 3.82 8.99 三山岛 最大值 0.81 4.92 邱志伟等, 2020 最小值 0.05 0.24 平均值 0.29 1.07 中位值 0.20 0.62 玲珑 最大值 14941 50.05 林祖苇, 2019 最小值 0.02 0.23 平均值 1096 4.88 中位值 20.42 1.51 金翅岭 最大值 72.79 朱照先等, 2020 最小值 0.02 平均值 4.24 中位值 0.56 台上 最大值 451.0 陈炳翰等, 2014 最小值 10.00 平均值 89.49 中位值 59.30

表 3 胶东典型金矿床中黄铁矿单矿物和原位微量元素(×10-6)的对比 Table 3 Comparison of pyrite minerals and in situ trace elements in the selected Jiaodong gold deposits

黄铁矿单矿物或原位分析结果表明(表 3、图 6)，相对于稀贵元素Co超常富集达到伴生组分综合评价品位的夏甸金矿床(其Co含量中位数为44.25×10^-6)，乳山金矿床的Co明显富集(239.25×10^-6)，大尹格庄(66.9×10^-6)、焦家(23.2×10^-6)、新城(16.74×10^-6)、台上(59.3×10^-6)和玲珑金矿床(20.42×10^-6，上四分位值为176×10^-6)与之相当，而三山岛(0.2×10^-6)和金翅岭金矿床(0.56×10^-6)则明显偏低。

图 6

Fig. 6

图 6 胶东典型金矿床中黄铁矿原位和单矿物的Co含量对比 Fig. 6 Comparison of cobalt from pyrite mineral and in situ trace element in the selected Jiaodong gold deposits

进一步对焦家、新城、乳山、夏甸和大尹格庄等典型金矿床中黄铁矿单矿物和原位微量元素的对比分析，发现同一金矿床的黄铁矿单矿物中Co含量与原位分析结果基本一致(图 6)，表明Co不存在独立矿物。

值得指出的是，矿石元素测试结果表明(杨立强等, 2020)，相对于Co超常富集达到伴生组分综合评价品位的夏甸金矿床，寺庄、新城和仓上金矿床的上四分位值均超过华北克拉通地壳元素丰度的4倍，显示强烈富集特征；尤其是新城和寺庄金矿床的最大富集系数均高于4.5的浓度系数(图 7)，具备近期被综合利用的资源条件。

图 7

Fig. 7

图 7 胶东典型金矿床中稀贵元素Co含量箱线图(据杨立强等, 2020) *代表极端异常值；○代表温和异常值 Fig. 7 Boxplot of cobalt content in the selected Jiaodong gold deposits, China (after Yang et al., 2020)

由上可知，夏甸金矿床Co储量604吨(平均富集系数为15.4)；借鉴其储量估算公式和相关参数，根据Co强烈富集金矿床的平均富集系数，可初步估算其资源量如下：新城2329吨(59.4)、玲珑1035吨(26.4)、寺庄1553吨(39.6)。

同时，区域化探扫面结果显示，胶东金矿集区最大的Co高值异常发育在招平断裂带南段到栖霞断裂带中段、呈北东向展布，面积约67km²(图 8)。其内异常点位有37个，Co平均含量17.97×10^-6，异常最高值23.85出现在邢格庄村附近，高于胶东13.27×10^-6的平均值79.72%(表 4)。该异常区内产出众多金矿床，其中招远夏甸金矿床附近Co含量17.76×10^-6略高于大尹格庄金矿床的11.87×10^-6，栖霞马家窑金矿床附近Co含量23.133×10^-6略高于初格庄金矿床的16.592×10^-6。初步假设区域上金属资源量与面金属量(∑元素异常值×元素异常面积)，该异常区的面金属量(AD)为670.13(10^-6×km²)，前文估算夏甸金矿床内Co储量604吨，异常区的面金属量(AD)为17.76(10^-6×km²)，初步估算该异常区内Co资源量为，约22790吨。

图 8

Fig. 8

图 8 胶东金矿集区Co的空间分布与超常富集潜力(数据来源伦知颍等, 2015) Fig. 8 Spatial distribution of cobalt in the Jiaodong gold province, China (data from Lun et al., 2015)

表 4

Table 4

表 4(Table 4)

表 4 胶东金矿集区关键金属元素与矿物的区域分布特征 Table 4 Distribution characteristics of critical elements and minerals in Jiaodong gold province, China 元素 华北克拉通地壳丰度 区域化探分布特征(累频分数) 基岩中元素分布 主要地质体 独立矿物 微量元素赋存矿物 金矿床 异常值 (85%) 高背景值 (75%) 低背景值 (25%) 异常值 (85%) 高背景值 (75%) 低背景值 (25%) Te (×10-9) 8 780 180 20 (黄铁) 绢英岩 碲金矿、碲银矿、碲铋矿、碲铅矿、陈国达矿等 黄铁矿 焦家、新城、望儿山、河东、埠南、夏甸、大尹格庄、台上、乳山和英格庄等 Cd (×10-9) 80 102.6 82.7 51.7 902.6 363.9 31.5 (黄铁) 绢英岩 闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿 仓上、新立、三山岛、寺庄、新城和大尹格庄 Co (×10-6) 22 17.9 15.9 11.5 13.55 5.77 0.69 (黄铁) 绢英岩 黄铁矿、磁黄铁矿 仓上、寺庄、焦家、新城、夏甸、大尹格庄、台上、玲珑和乳山

表 4 胶东金矿集区关键金属元素与矿物的区域分布特征 Table 4 Distribution characteristics of critical elements and minerals in Jiaodong gold province, China

此外，在莱州市辛庄村附近，有高值为22.727×10^-6的Co异常点位4个；烟台市高陵镇附近，有高值15.471×10^-6的Co异常点位2个(图 8)；均显示良好的成矿条件。

相对于夏甸金矿床稀散元素Te超常富集达到伴生组分综合评价品位，已发现有独立碲矿物的乳山、新城和焦家金矿床的Te含量分别为199.25×10^-6、16.45×10^-6和28.2×10^-6，均显著高于夏甸金矿床的8.99×10^-6；大尹格庄金矿床中Te含量为7.69×10^-6，与夏甸金矿床相近。

值得指出的是，望儿山、河东、台上、埠南和英格庄等金矿床虽尚未见Te富集程度的相关报导，但已发现含Te独立矿物(图 1、表 1)，具备作为未来潜在接替资源的前提条件。

由上可知，夏甸金矿床Te储量69吨(平均富集系数为8.99)；借鉴其储量估算公式和相关参数，根据Te强烈富集金矿床的平均富集系数，可初步估算其资源量如下：焦家216吨(28.2)、新城126吨(16.45)、乳山1529吨(199.25)。

在同一矿床内，黄铁矿单矿物Te含量明显高于原位分析结果(图 9)，表明Te主要以独立矿物与黄铁矿共生。

图 9

Fig. 9

图 9 胶东典型金矿床中黄铁矿原位和单矿物的Te含量对比 Fig. 9 Comparison of tellurium from pyrite mineral and in situ trace element in the selected Jiaodong gold deposits

矿石元素测试结果表明(杨立强等, 2020)，相对于稀散元素Cd超常富集达到伴生组分综合评价品位的大尹格庄金矿床，仓上、新立、三山岛、寺庄、新城、大尹格庄金矿床Cd元素含量的上四分值均超过华北克拉通地壳丰度80×10^-9的4倍，且其最大富集系数均高于625的浓度系数(图 10)，显示强烈富集特征，具备近期被综合利用的资源条件。

图 10

Fig. 10

图 10 胶东典型金矿床中稀散元素Cd含量箱线图(据杨立强等, 2020) *代表极端异常值；○代表温和异常值 Fig. 10 Boxplot of cadmium content in the selected Jiaodong gold deposits, China (after Yang et al., 2020)

由上可知，大尹格庄金矿床Cd资源量224吨(平均富集系数为72)；借鉴其储量估算公式和相关参数，根据Cd强烈富集的平均富集系数，可初步估算各金矿床资源量(平均富集系数)如下：仓上47.6吨(15.3)、新立78吨(25.1)、三山岛63.7吨(20.5)、寺庄69吨(22.2)、新城3564吨(1145.6)。

同时，区域化探扫面结果显示，胶东金矿集区Cd异常主要呈北东向条带状沿招平、栖霞、五连-烟台断裂带分布。其中最大Cd高值异常区发育在栖霞断裂带，面积约34km²；其内异常点位有19个，Cd平均含量123.88×10^-6；其面金属量(AD)为4211.92 (10^-9×km²)，初步估算Cd资源量约7120吨。此外，招平断裂带北段存在4个Cd异常点位，最高值80.76×10^-6在水旺庄金矿床附近，略高于大尹格庄金矿床附近的73.92×10^-6；初步估算Cd资源量约696吨。

综上可见，胶东金矿集区中Te、Co和Cd强烈富集成矿条件有利，其高值异常或超常富集金矿床的空间分布广、资源潜力大(表 5)。

表 5

Table 5

表 5(Table 5)

表 5 初步估算的胶东典型金矿床和异常区的Te、Co和Cd资源/储量规模和级别分类 Table 5 Estimated preliminarily Te, Co and Cd resource or reserve scale of typical Jiaodong gold deposits and anomaly areas 矿种 资源/储量规模(吨)和级别分类 已可直接利用 近期可被综合利用 未来潜在接替资源 Co 夏甸(604；小型) 新城(2329；中型)、玲珑(1035；小型)、 寺庄(1533；小型) 栖霞异常区(22790；大型) Te 夏甸(69；小型) 乳山(1529；大型)、新城(126；中型)、 焦家(216；中型) Cd 大尹格庄(224；小型) 新城(3564；大型)、仓上(47.6；小型)、 新立(78；小型)、三山岛(69；小型) 栖霞异常区(7120；大型)、 招平北段异常区(696；中型) 注：资源储量规模据《矿产资源储量规模划分标准》(2000年4月24日国土资源部国土资发[2001]133号)，其中Te(吨)：≥500为大型，100~500为中型，< 100为小型；Cd(吨)：≥3000为大型，500~3000为中型，< 500为小型；Co(金属万吨)≥2为大型，0.2~2为中型，< 0.2为小型

表 5 初步估算的胶东典型金矿床和异常区的Te、Co和Cd资源/储量规模和级别分类 Table 5 Estimated preliminarily Te, Co and Cd resource or reserve scale of typical Jiaodong gold deposits and anomaly areas

依据精金矿与尾矿砂中关键元素含量分析结果，分别估算了大尹格庄和夏甸两个超大型金矿床可利用的关键金属矿产储量，其中夏甸金矿床内Te储量为69吨(精金矿中52吨)、Co储量为604吨(精金矿中413吨)，大尹格庄金矿床内Cd储量为224吨(精金矿中206吨)，可直接回收利用。

根据矿石中关键金属元素组成及金矿石中黄铁矿原位和/或单矿物元素含量分析结果，粗略估算新城、玲珑和寺庄金矿床有约2329吨、1035吨和1553吨Co资源量，乳山、新城和焦家金矿床有约1529吨、126吨、216吨的Te资源量，仓上、新立、三山岛、寺庄和新城金矿床有约47.6吨、78吨、63.7吨、69吨和3564吨Cd资源量，具备近期被综合利用的资源条件。

按照区域地球化学空间分布特征与面金属量，粗略估算栖霞异常区有约22790吨Co资源量、栖霞和招平北段异常区分别有约7120吨和696吨Cd资源量，可作为未来潜在的接替资源。

初步研究已显示胶东具有形成大型-超大型Cd、Te和Co矿床的资源条件，但这些关键金属资源的空间分布极不均一、其超常富集机理与规律尚不清楚，亟需深入研究。

致谢      论文的完成得益于邓军教授、David Groves教授、Richard Goldfarb教授的指导，以及与张静教授、王庆飞教授、龚庆杰教授、和文言副教授、李楠副研究员等的探讨。野外工作得到山东省地质矿产勘查开发局、山东省地质科学研究院、山东黄金集团有限公司和山东招金股份有限公司及各金矿山等工作人员的大力支持和帮助；研究生刘向东、杨伟、叶广利、谢东、张宏睿等参与了部分工作。文中参考了大量国内外科研团队的研究成果，但限于篇幅，难免漏引。主编和二位评审人对文章给予了详细修改与指导意见。一并谨此致谢。