山东省胶西北核工业带田块尺度上的金矿床地质特征及矿化富集规律

山东省胶西北核工业带田块尺度上的金矿床地质特征及矿化富集规律

七里山金矿区位于山东省招远市蚕庄市七里山村和马福村。山东省西北部著名的焦新矿脉。矿山基础地质工作程度较高,但对其矿床地质特征及矿化富集规律等方面的研究与总结较为薄弱。本文在充分挖掘及综合整理前人已有地质研究资料的基础上,根据新开拓的勘探工程资料,对该矿区的矿床地质特征及矿化富集规律作了初步分析和总结,以期为矿山下一步的研究工作提供一定的理论依据。1荆山群近横向构造格架及其沉积特征七里山金矿床大地构造位置位于华北地台(Ⅰ)东缘,胶北地块(Ⅱ)之胶北隆起(Ⅲ)的西北部。区域内出露的地层主要有太古宙胶东群和古元古界粉子山群,新元古界蓬莱群亦围绕胶东群有部分出露,零星出露有少量侏罗系、白垩系地层。胶东群是胶东地区的结晶基底,为太古宙绿岩带的组成部分,主要呈规模较小的零散包体状、带状广泛分布于栖霞、玲珑、文登等岩体的内部及其边缘。荆山群呈近东西向以残留体形式分布于栖霞超单元回龙夼岩体中,岩性主要为石榴矽线黑云片岩、黑云变粒岩、透辉岩等,其内发育有紧闭、同斜、倒转褶曲及韧性变形,变质程度可达高角闪岩相。该区处于早期的东西向构造与晚期的北东向构造的复合部位。早期的东西向构造以栖霞复式背斜为代表,晚期的北东向构造则主要为一系列的沿北东向发育的断裂构造。区域性的断裂有3条,自西向东依次为三山岛断裂带、焦(家)—新(城)断裂带和招(远)—平(度)断裂带,分别控制着三仓金矿田、焦新金矿田和玲珑—夏甸金矿田的产出。其中,望儿山断裂、灵山—北截断裂则均为焦新断裂带的次级断裂。区域内岩浆活动强烈,岩浆岩十分发育,主要有玲珑超片麻状花岗岩和郭家岭似斑状花岗闪长岩。区内脉岩也较发育,主要有闪长玢岩、石英闪长玢岩、伟晶岩、角闪正长岩、煌斑岩和辉绿玢岩等。2断裂体系及构造矿区内出露的地层比较简单,仅见太古宙胶东群郭格庄组和新生代第四纪地层。胶东群主要分布于矿区北部,岩性主要有黑云母片岩、黑云斜长片麻岩和斜长角闪岩等;其主要呈残留体分布于二长花岗岩之中,一般长为1～10m,宽0.5～5m;地层走向以北东为主(NE30°～50°),倾向北西,倾角40°～70°。第四系(Q)主要为冲积层和坡积层,主要沿缓坡地、沟谷及两侧分布。矿区内构造以断裂构造为主,主要发育有灵山—北截断裂及其次级断裂—七里山断裂。矿体的展布则主要受七里山断裂的控制。七里山断裂沿拉格庄、马埠、七里山、大韩家等地分布,总长约2540m,宽4～30m,走向43°、倾角54°～74°,局部地段一些后期SN向闪长玢岩脉切穿了七里山断裂。七里山断裂主断面清晰,其上可见摩擦镜面、擦痕等,断层构造带由断层泥、碎裂岩、碎裂状花岗岩组成。断裂具有多期活动性,据构造透镜体分布特征,显示其为右行压扭性断裂。断裂带内蚀变发育,蚀变岩主要由黄铁绢英岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩和黄铁绢岩化花岗岩组成,矿体则主要分布在主断裂面上盘的黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩中。此外,矿区内还发育有与七里山断裂平行产出的一些派生的小型构造。矿区范围内岩浆岩广泛发育,岩浆岩种类较为单一,主要为玲珑花岗岩,呈岩基状产出,岩性主要为片麻状二长花岗岩。此外,矿区还出露有少量伟晶岩、闪长玢岩、煌斑岩等脉岩,主要分布于玲珑岩体内,规模大小不一,宽度不等。3矿化特征3.1下延隔生体积体七里山矿区已发现7条蚀变带,编号①—⑦。其中,①号蚀变带为该区主要矿化蚀变带。矿区已探明的工业矿体主要有9个(见表1),以1-Ⅰ号矿体规模最大,该矿体为Ⅲ、Ⅳ号矿体的下延部分。矿体严格受七里山断裂控制,呈脉状、透镜状产出,主要赋存于紧靠主裂面上盘的黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩及黄铁绢英岩化碎裂花岗岩中,越往深部则越偏离主裂面分布。矿体总体走向为25°～40°,倾向SE,倾角44°～78°;矿体沿走向延长为25～225m,延深一般为为20～300m。矿体平均厚度为0.63～2.72m,金平均品位1.24～6.21g/t。3.2主要矿物成分根据对矿石手标本及矿物的镜下观察鉴定发现,矿石中金属矿物主要有银金矿、黄铁矿及黄铜矿,其次为方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿及自然金等,非金属矿物主要有石英、绢云母、长石,其次为方解石、菱铁矿及绿泥石等。主要矿物成分见表2。矿石结构主要为半自形粒状结构和自形粒状结构,含少量填隙结构、包含结构等。矿石构造以浸染状、脉状、细脉浸染状及斑点状构造为主,其次为角砾状及交错脉状构造。矿石有益组分以金为主,其次为银、铜、铅、锌,四者含量均低于伴生组分工业指标的利用要求。有害组分为硫、砷,含量低。根据矿物组合、结构构造不同,可将矿石类型划分为细脉浸染状黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩型和细脉、网脉状黄铁矿绢英岩化花岗质碎裂岩型。3.3黄铁扣留金矿作用矿区内围岩蚀变主要有钾长石化、黄铁绢英岩化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化、高岭土化等,蚀变的强度和规模取决于断裂、裂隙的性质和矿液运移动力的强度。其特点是:蚀变作用延续时间长,各蚀变作用相互叠加,蚀变分带明显,各带之间为渐变过渡关系。1)钾长石化是成矿早期的热液蚀变,分布于整个破碎蚀变带内,受后期黄铁绢英岩化等蚀变影响,仅在黄铁绢英岩化较弱的破碎带边部清晰可见。2)黄铁绢英岩化在矿区内普遍发育,分布在蚀变带的中心。其实质是含水铁镁硅酸盐在热液交代过程中,过饱和的二氧化硅析出形成硅化石英,长石被分解成绢云母和石英,暗色矿物蚀变时析出的铁与热液硫结合生成黄铁矿。它是绢云母化、硅化和黄铁矿化的统称,是区内的主要蚀变,与金成矿有着密切的时空关系。3)硅化,与黄铁绢英岩化中的硅化不同,它是热液中的二氧化硅在外部条件改变情况下形成硅化石英的作用,它交代斜长石或钾长石,使之呈残留体。硅化与金成矿关系亦较密切。4)碳酸盐化是破碎蚀变带内普遍存在的一种蚀变,是钾长石化、黄铁绢英岩化蚀变过程中一种派生的蚀变作用,是两种蚀变析出的钙或镁、铁与热液中的二氧化碳相结合的产物。形成以方解石为主的碳酸盐矿物,伴有少量石英出现,常呈脉状或网脉状穿插于岩石之中。它是成矿晚期的产物,也标志着金银矿化的基本结束。总体来说,该矿区是蚀变作用经历了一个由简单—复杂—简单的交代过程,形成了以黄铁绢英岩为中心的蚀变岩带。3.4成矿的断变化热液型矿床在成矿作用过程,由于物理、化学条件不断变化,使其具有多阶段成矿的特点。根据矿石矿物的组合、结构构造,相互关系及形态特点,并结合前人在此地区的研究成果,将成矿期划分为3个成矿阶段。1黄铁矿、石英破碎后期构造的继承性活动导致早期形成的黄铁矿、石英破碎;SiO2的大量沉淀及天水的加入,引起含矿热液演变为中性至弱碱性,致使金等成矿元素开始沉淀。2矿液中金-石英-多金属硫化组合本阶段末断裂构造再次活动,断裂裂隙重新启开,含矿热液的温度压力进一步下降,pH、Eh值升高,含矿热液呈偏碱性的还原状态,金的络合物稳定性急剧下降,导致金开始大量沉淀;同时,由于矿液中Cu2+、Pb2+、Zn2+浓度增大,各种金属硫化物也开始沉淀,而硫化物的析出又促进了金的沉淀,并与石英形成金-石英-多金属硫化物组合。该阶段构造活动持续时间长,矿液组分沉淀较为彻底,为主要成矿阶段之一。3热液中石英-方解石脉含矿热液经上述一系列演化及天水不断加入之后,pH值降低,Eh值升高,温度压力进一步下降,热液中的HCO-3、CO2−332-、Ca2+、SO2及游离CO2同时沉淀,形成石英-方解石脉。3.5与成矿有关的围岩蚀变结合区域同类型矿床的研究资料可知,胶东群是本区金矿床成矿物质的初始来源层,在玲珑花岗岩、郭家岭花岗闪长岩形成过程中,来自于深部的成矿物质随着岩浆热液迁移、上升,同时使胶东群中的成矿物质活化、迁出,通过断裂构造迁移并在其有利构造部位富集成矿。矿区中与成矿有关的围岩蚀变主要有绢云母化、黄铁矿化就、硅化等,具有中温热液蚀变的特点。此外,进一步结合矿区的成矿地质环境、矿石组分和结构构造以及矿体形态和矿化类型等特征判定,初步认为该矿床属中温热液型金矿床。4矿体结构及侧伏特征七里山金矿床矿化类型主要为蚀变岩型矿化,矿体主要赋存于主断裂上盘的黄铁绢英岩化带,其分布富集规律主要有如下特征:1)矿体严格受断裂控制,平面上断裂产状变化处、剖面上由缓变陡处往往是富矿体赋存地段(见图1、图2),这些地段通常为矿区伸展断裂在滑移运动过程中形成的引张部位,是矿体最有利的赋存部位。2)矿体严格受断裂构造的控制,断裂的规模控制了蚀变带的宽度和矿体的规模,而断裂的局部变化、交切则控制了矿体的空间位置、形态、产状和规模大小(见图3)。矿体在垂向上呈现较为明显的分支复合、尖灭再现的变化规律。3)矿体在垂直纵投影图上显示出一定的侧伏规律。单个矿体及整个矿体群侧伏特征有所不同,单个矿体呈向SE侧伏,侧伏角大小不一,其变化范围为47°～64°,局部直立;整个矿体群呈向SW侧伏的变化规律,侧伏角15°左右(见图4)。曹新志等研究认为,热液矿床矿体的侧伏特征很大程度上是受到赋矿构造特征控制的,同一断裂带内不同矿床矿体的侧伏特征从理论上应该是具有可对比性的。分析对比发现,邻近的黄埠岭矿区七号脉具相似的SW侧伏规律,灵山沟金矿床中矿体表现为向NE侧伏的变化规律。该规律对深部矿体找矿工作具有重要的指导意义。4)七里山金矿床中通过勘探工程控制主要发现3个矿体群,它们在垂直纵投影图上呈似等间距分布,矿体群中心间距约为400m(见图4)。5)金矿化与矿体厚度成正相关,黄铜矿和细粒状黄铁矿中含金性较好。铜含量高的地段金品位相应较高,细粒状黄铁矿发育地点金品位也相对较高。6)红化蚀变与黄铁绢英岩化蚀变叠加的蚀变岩带,硅化较强,石英多金属硫化物共生的地段容易形成富矿体。5矿床岩石学特征1)矿区内出露的地层比较简单,仅见太古宙胶东群和新生代第四纪地层。矿区内构造以断裂构造为主,主要发育有灵山—北截断裂及其次级断裂—七里山断裂。区内岩浆岩广泛发育,主要为玲珑片麻状二长花岗岩。矿体的展布严格受七里山断裂的控制,主要赋存于紧靠主裂面上盘的黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩及黄铁绢英岩化碎裂花岗岩中。2)矿石金属矿物主要有银金矿、黄铁矿及黄铜矿,非金属矿物主要有石英、绢云母、长石。矿石结构主要为半自形晶粒状结构、自形晶粒状结构和碎裂状半自形晶粒状结构,矿石构造以浸染状、脉状、细脉浸染状及斑点状构造为主。围岩蚀变主要有钾长石化、黄