威海地区贵金属找矿前景及预测

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  [摘要]威海地区位于胶东半岛西北部金矿集中区的东部,成矿条件有利,已经发现金属、非金属矿产45种,贵金属有金、银;有色金属有铜铅锌钼矿等,但该地区工作程度较低。依据地质、物化探综合信息与已知矿区类比,进行了金、银成矿规律和成矿预测研究,并圈定了成矿远景预测区,划分了类别,提供该地区金银矿下一步进行预查-勘查的靶区。
  [关键词] 地质 金属矿产 矿体特征 地质构造
  [中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-81-2
  1前言
  为加强威海地区的地质找矿工作,主要运用先进的计算机技术,以MAPGIS为基础工作平台,综合研究了已有的地质矿产、航空物探、化探、重力等资料,充分利用已取得地质、物化探成果,与已知的矿区进行类比,进行了金银矿的成矿预测,圈定了金银矿产成矿远景预测区,为下步进行预查勘查奠定了基础。
  2地质概况
  威海地区位于胶东半岛东部,大地构造位置属于华北地台鲁东台隆东部的文威地块,处于牟平—乳山断裂东侧的Ⅳ级构造单元中,位于华北和扬子两大陆块碰撞带内。区内出露地层有下元古界荆山群、中生界莱阳群、青山群及新生界第四系;区内构造复杂,在前寒武纪普遍经历多期次韧性变形作用,韧性变形带发育;中生代以来构造活动强烈,形成了一系列大型断裂构造带;区内元古代、中生代岩浆岩发育,几乎遍布全区。
  该区矿产资源比较丰富,已经发现金属、非金属矿产45种,贵金属有金、银;有色金属有铜铅锌钼矿等。其中金矿床(点)主要集中在威海西部的乳山地区。威海地区位于米山断裂带以东,由于区域地质背景的差异及工作程度较低,已知的金矿床分布相对较少。但银及有色金属矿产较为发育,分布较广。工作区内目前探明金金属量近10吨、银金属量200余吨。
  3成矿规律
  区内有金、银矿主要受燕山晚期岩浆岩活动、断裂构造和有关地层等因素控制。金矿成矿条件复杂,区域变质作用,韧性变质作用及岩浆活动,均对金矿的形成有明显的影响。金、银矿的形成往往受多种因素控制,反映在时空分布规律上,无不受区域性构造活动制约。目前,本区金银矿产勘探矿区较少,地质研究程度较低,成矿规律认识肤浅,现对金银矿的成矿规律进行初步探讨。
  3.1金
  区内金矿控矿条件较复杂,金矿的形成具有明显的多期性,多因素控矿性。同熔岩浆热液型金矿,往往与银矿共生或伴生,在银矿部分介绍。现主要对变质热液型金矿的成矿规律进行探讨。
  3.1.1前寒武纪变质岩的控矿性
  区内荆山群地层和元古界荣成超单元片麻状花岗岩质岩体,在漫长的地质演化过场中,对金矿的形成起了矿源层的作用。变质热液型金矿床(点),严格受变质岩系和变形的花岗质岩体控制。区内主要矿床的铅同位素年龄在660—1148Ma范围内,矿石中的铅为古老铅,硫、氧稳定同位素与岩石中的稳定同位素值是一致的,表明荆山群地层及变形的花岗质岩体,为本区金矿的初始矿源层和衍生矿源层。
  3.1.2 区域变质作用、混合岩化及改造重熔作用与金矿关系
  荆山群地层因受区域变质作用,超变质作用的多次改造,变质程度达到角闪岩相,局部达到麻粒岩相。早期金元素主要在代表深源物质及其衍生物中呈现均一状态分布,经区域变质作用和改造重熔作用提供了热液和动力,使金元素活化,形成了含金高的溶液或凝胶层进行迁移,富集在适当的构造部位定位成矿。
  3.1.3构造的控矿性
  区内断裂构造特别是韧性剪切带较发育,对金矿的形成起到明显的作用,尤其是浅层次的断裂构造和韧性剪切构造更是含矿热液运移、沉淀的场所。
  剪切带是一种成矿和控矿的韧性和脆—韧性剪切构造。表现为已经片理化和糜棱岩化并经受了热液蚀变和含有金矿(化)体的岩石组合。区内的荆山群地层和荣成超单元等变质岩系内都发生了强烈的韧性变形作用。剪切带呈现半环状分布,南部縢家—侯家一带呈东西向、北东向展布,北部环翠区—荣成呈南北展布,并含有一定数量的金矿(化)体。
  据有关资料介绍,韧性剪切带渗透率高,变质热液容易溶解矿源层中的金元素,矿液从高能带向低能带迁移,在脆性—韧性过渡带中含金硫化物定位、沉积成矿。如范家埠金矿、南石桥、罗家、侯家等地的含金石英脉均发育在剪切带内,受剪切带就位机制的约束,表现为含金石英脉多沿平行于局部最大主应力的方向生长,并沿垂直于局部最大主应力的方向扩张,这些脉一般以雁行脉、倾斜剪切脉和中心剪切脉的形式出现,长数十米至数百米,其分布、展布方向多受里德尔剪切裂隙控制。
  3.1.4矿体特征
  变质热液型金矿的金矿体为含金多金属硫化物石英脉型和含金石英脉型,呈单脉状、透镜状、长约几十米至数百米不等,宽数十厘米至一百多厘米。矿石矿物为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等,金主要为自然金和银金矿,有少量碲金矿等。脉石矿物简单,以石英为主,有少量绢云母、方解石、长石等矿物,矿石品位变化较大,从n×10﹣6至n×10×10﹣6。
  3.1.5围岩蚀变
  主要为黄铁绢英岩化,次为硅化、碳酸盐化;蚀变岩呈带状沿含金石英脉两侧发育,一般宽约0.2~0.5m,其蚀变强度与矿化强度呈正相关。
  3.1.6成矿时代
  变质热液型金矿的围岩为下元古界荆山群地层和元古代荣成超单元侵入岩。韧性剪切作用多次发生,特别是古元古代发生的韧性剪切作用,对该类型金矿的最终定位起到了决定性的作用,如在推覆剪切带内发育的大时家、侯家含金石英脉。结合同位素年龄值确定,区内变质热液型金矿主要形成于古元古代。
  3.2银
  区内独立银矿与燕山晚期岩浆活动密切相关。研究表明,燕山晚期花岗岩为幔源岩浆上涌熔化部分地层侵位而成,银主要来自幔源,在岩浆演化乃至成矿过程中,幔源岩浆不仅携带了银等成矿物质,也熔化了部分地层,使其中银等成矿物质一起参与了成矿作用,而且提供了热液,使成矿物质得以运移、富集,在适当的构造部位定位成矿。   3.2.1区域性带状分布
  胶东地区已经发现的银矿床(点),集中分布在西起招远十里堡,东至荣成同家庄东西向分布的成矿带上。该矿带受东西向基底构造控制,大体在北纬37°20′左右,文登岭东—荣成同家庄为矿带的东部矿化集中区。
  3.2.2花岗岩体的控矿作用
  燕山期艾山阶段伟德山超单元侵入体的矿物组合,岩石化学特征,与不含矿花岗岩比较,有以下差别:在矿物组合上,含矿岩体的黑云母、角闪石、斜长石较不含矿岩体偏高,而钾长石偏低;在岩石化学特征上,含矿岩体的指数、碱度率、酸度和分异指数均偏低,而基度和含铝偏高;表明偏中性的花岗岩体对银矿的形成有利。
  3.2.3构造控矿的规律性
  区内银矿主要受北西西向张性断裂和北东向扭性断裂控制。北西西向断裂较宽,蚀变范围大,矿体连续性差,品位低,多为蚀变岩型银矿床,如同家庄银矿,北东向断裂规模小,形成裂隙充填型矿床,矿体短而窄,但较富,如前青顶银矿,不同方向断裂交汇部位,常形成肥大矿体。
  3.2.4时代和空间规律
  研究表明区内银矿形成于晚白垩纪,银矿床全部产于燕山期伟德山超单元侵入体内及附近的变质岩地层中,矿区中基性、酸性脉岩发育,他们与矿化带平行产出,成群出现。矿床形成较浅,一般分布在标高-300m以上,属浅成、超浅成矿床。
  3.2.5蚀变带、矿物组合特征
  区内石英脉型和蚀变岩型矿床都有明显的分带现象。以主断裂面为中心,向两侧依次出现硅化、绢英岩化、绢云母化蚀变,而垂直分带不明显。
  主要矿石矿物为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿及方铅矿等,银主要以自然银、辉银矿、金银矿赋存于矿石矿物、石英晶隙及裂隙中,往往伴生金矿,有的成为金、银复合矿床,如大邓格庄金银矿点。
  4.找矿标志与矿化信息
  4.1金银矿找矿标志
  4.1.1地质构造标志
  (1)地质上确定或由地球物理资料推断的深部构造带附近。深部构造带为幔源物质上升提供了通道,在深构造带附近往往具有较丰富的幔源物质来源,从而为金银矿产成矿提供了必要的前提。
  (2)较大范围的脆性断裂破碎带和局部断裂破碎带为携带成矿物质的中基性岩浆提供了上侵通道和成岩空间,同时也是成矿热液上侵通道。这些断裂带往往是储矿构造。
  (3)多期次构造活动产生的各期断裂交汇部位有利成矿。
  (4)韧性剪切带对金矿化有明显的控制作用。深源构造带外侧,一些浅层次韧性剪切带与金矿化关系密切。尤其是与晚期脆性断裂叠加部位对金矿形成更有利。
  4.1.2岩浆岩标志
  (1)幔源或壳幔混合型岩浆岩带中的中基性岩浆岩。来自地幔的中基性岩浆是主要成矿元素携带者。
  (2)燕山晚期中酸性岩体中的中基性脉岩附近。金银成矿热液往往同中基性岩浆沿同一构造通道运移,与中基性岩浆分离后在中基性脉岩附近适当部位富集成矿,因而有时间上相随、成因上相同、空间上相伴的规律。
  (3)原岩为中基性火山岩或中基性岩浆岩的变质岩类附近。
  (4)推断隐伏岩体顶部的周围,可为成矿提供充足的热液。
  4.2金银矿矿化信息
  4.2.1地球物理矿化信息
  (1)区域性重力梯度带和次级梯度带。它们往往是深构造带的反映。
  (2)较大范围及局部航磁线性低值带或垂向二导线性负值带。它们均为磁性岩浆岩或变质岩中断裂破碎带的反映,垂向二导或一导负值带更为明显和直观。
  (3)局部航磁正异常或垂向二导局部正异常的零值线附近。
  (4)航电异常附近。航电异常多数仅仅反映了低阻断裂破碎带,高阻高极化异常往往位于航电异常旁侧,一般距离小于500m。
  多数已知金银矿(化)点,均具有以上地球物理特点。
  4.2.2地球化学标志
  (1)金银单元素化探异常附近
  据统计,区内80%以上的金矿(化)点,均处在1:20万金化探异常范围3km以内。1:5万化探金异常往往与已知金矿床(点)吻合性很好,如范家埠金矿、埠屯金矿,产里多金属伴生金矿。
  (2)组合化探异常及其附近
  已知金矿(化)点中,变质热液型金矿具有组合元素化探异常者不多,但对于同熔岩浆热液型金矿,具有组合元素化探异常者,则说明其成矿远景较好。
  (3)自然金重砂异常、金铅重砂组合异常分布范围内及附近,往往有金及伴生银矿床(点)分布。
  5成矿预测
  5.1成矿预测区的圈定
  根据矿床、矿(化)点的分布特征,结合控矿地质条件,矿(化)体赋存地质特征,以及物化探、重砂异常资料等矿化信息,将区内金、银成矿预测区进行圈定;并根据《固体矿产成矿预测基本要求》,根据预测区成矿地质条件的有利程度,预测依据的充分程度和资源潜力的大小,进一步将成矿预测区分别划分为A、B、C三类。
  A类预测区:成矿条件十分有利,预测依据充分,有已知的工业矿床和密集的矿点分布,矿化信息丰富,资源潜力大或较大,可优先安排地质找矿工作的地区。
  B类预测区:成矿条件有利,有预测依据,有已知矿床成矿点,矿化信息对成矿有利,有一定资源潜力,可考虑安排工作的地区。
  C类预测区:具有成矿条件,有可能发现资源,可考虑探索的地区;现有矿区外围,但资源潜力较小的地区。
  依据上述原则,划分出金、银成矿预测区14个,其中金矿成矿预测区10个,A类4个,B类4个,C类2个;银矿成矿预测区4个,A类3个,C类1个。
  5.2金矿靶区优选
  根据预测区类别及综合信息对金矿成矿有利程度的反映情况,从A类及B类金矿预测区中优选出金矿靶区5个,分别是侯家、小原疃、范家埠、高村—大疃、崮山预测区。
  6小结
  (1)综上所述,区内金、银矿主要受燕山晚期岩浆活动、断裂构造和有关地层等因素控制。
  区内金矿控矿条件较复杂,形成具有明显的多期性,多因素控矿性。变质热液型金矿严格受变质岩系和变形的花岗岩体控制。荆山群地层及变形的花岗质岩体为本区变质热液型金矿的初始矿源层和衍生矿源层,经区域变质作用和改造重熔提供了热液和动力,使金元素活化,迁移富集在适当的构造部位定位成矿;断裂构造对金矿的形成起明显的作用,是含矿热液运移、沉淀的场所。
  同熔岩浆热液型金矿,往往与银矿共生或伴生。幔源岩浆不仅携带了银等成矿物质,也熔化了部分地层,使其中银等成矿物质一起参与成矿作用,而且提供了热液,使成矿物质得以迁移、富集,在适当的构造部位定位成矿。
  (2)预测结果揭示侯家、小原疃、范家埠、高村—大疃、崮山预测区有优越的找矿前景,建议在这几个地区优先部署开展地质找矿工作。
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