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摘 要:西石硼北部金矿床位于栖霞—蓬莱金成矿区内,受西石硼断裂及次级断裂构造控制,为含金蚀变岩型金矿,根据矿床地质特征,通过对矿体特征、矿石质量、围岩蚀变及矿床成因等方面的研究,总结其成矿规律,并作出远景评价。
关键词:西石硼北部;金矿床;地质特征;远景评价;蓬莱市
2013-2014年山东省核工业二七三地质大队对该区开展了金矿详查工作,共圈定12个矿体,查明金资源量2408kg。该文根据当前所获取的地质资料,对其矿床地质特征进行综合分析研究,对矿床深部及外围探矿具有重要的指导意义。
一、成矿地质背景
西石硼北部金矿区内地层简单,断裂构造和岩浆岩较发育。区内地层为第四纪陆相沉积。其大地构造位置位于华北板块、胶辽隆起区、胶北隆起、胶北断隆、臧格庄凹陷,位于西石硼断裂东侧,栖霞—蓬莱金成矿区内。西石硼断裂从矿区南部穿过,长度达数十公里,宽数米至几十米不等,走向300°~320°,倾向南西,倾角66°~80°。主要表现为绿泥石化、硅化、高岭土化等蚀变的碎裂糜棱岩-角砾岩带,角砾成分主要为白色石英,次棱角状,局部膨胀收缩明显,呈张扭性,晚期呈压扭性特征,断裂带内有低品位金矿化。蚀变主要见硅化、绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿化及碳酸盐化等。该断裂是区内重要的导矿构造,其上下盘分布着性质、产状相似的北东向次级断裂,这些北东向断裂是区内主要的含矿断裂,控制了区域一些主要矿脉,形成了庄子金矿等金矿床。矿区内岩浆岩为中生代燕山晚期郭家岭序列罗家单元斑状中细粒含黑云二长花岗岩,脉岩不发育。
二、矿床地质特征
(一)矿体地质特征
经过勘查,共圈定矿体12个。其中Ⅰ-1矿体为主矿体,Ⅱ-1矿体为次要矿体,其他10个矿体均为小矿体(大多为单工程控制的矿体,详见表4-1)。
Ⅰ-1矿体是矿区的住矿体。分布在0线~24线之间,由2条沿脉工程、5个槽探工程和4个钻孔等25个工程控制。矿体呈脉状,走向41°~45°,倾向南东,倾角50°~61°。区内已控制走向长约560m,走向封闭,倾向延伸约290m,倾向部分矿段封闭,赋存标高+168m 至-112m(埋深0~287m),矿体厚度0.80m~5.51m之间,平均厚度1.33m,厚度变化系数69%,属稳定型。矿体金品位1.80×10-6~67.47×10-6,平均3.93×10-6,品位变化系数88%,属均匀型。矿石类型为黄铁绢英岩型。
Ⅱ-1矿体分布在3线~12线之间。主要由7个钻孔控制,矿体呈脉状,走向为32°,倾向北西,倾角69°~74°。已控制走向长约170m,走向未封闭,倾向延伸约250m,倾向未封闭。赋存标高+86m至-164m(埋深100m~337m),矿体厚度0.61m~1.69m之间,平均厚度0.88m,厚度变化系数44%,属稳定型,矿体金品位2.12×10-6~6.06×10-6,平均4.24×10-6,品位变化系数40%,属均匀型。矿体类型为黄铁绢英岩型。
小矿体主要特征见表1。
(二)矿石质量
1.结构构造
(1)矿石结构
矿石结构以粒状结构、交代港湾结构、压碎结构为主。
粒状结构:黄铁矿等金属硫化物呈自形-半自形及他形粒状产出。
压碎结构:黄铁矿、石英等脆性矿物受应力挤压破碎而成。
交代港湾结构:黄铁矿被黄铜矿及闪锌矿等交代呈港湾状。
(2)矿石构造
矿石构造:主要有浸染状构造、块状构造为主。
2.矿石矿物成分
(1)矿石矿物成分
主要矿石矿物成分:矿物成分比较简单,主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿,其次为闪锌矿、方铅矿。金矿物主要为自然金。非金属矿物主要为石英、绢云母、方解石等。
矿石化学成分:矿石有益组分以金为主,矿石中金品位单样最高为67.47×10-6,矿床平均金品位4.01×10-6。对矿石进行组合样分析,伴生银平均品位4.40×10-6、铜平均品位0.013%、铅平均品位0.013%、锌平均品位0.009%、硫平均品位2.82%。只有银、硫达到综合回收利用要求,其它组分均未达到综合回收利用要求,有害元素砷含量极微,对开采选冶无影响。
(2)主要矿物特征
金矿物主要为自然金,根据岩矿鉴定资料,金反射色呈金黄色,高反射率,均质性,表面具擦痕,形态主要呈角粒状,其次为麦粒状;粒度以细~中粒为主。主要赋存于黄铁矿与方铅矿晶隙、黄铁矿晶隙、石英晶隙中,其次赋存于黄铁矿、方铅矿包体中,少量赋存于黄铜矿与石英晶隙中。
通过光片对金的粒径、形态及赋存状态进行统计:
(1)金的粒度
金矿石经显微镜下测定,粒径在0.005mm的微粒金占(4.8%)、粒径在0.015~0.035mm的细粒金占(38.1%)、粒径在0.04~0.06mm的中粒金占(47.6%)、粒径在0.08~0.13mm的粗粒金占(9.5%)。
(2)金矿物形态
金粒形态多样,主要有4种形态:角粒状占71.4%;麦粒状占19.0%;其次为板片状占4.8%、针状占4.8%,金矿物多以角粒状产出。
(30金矿物的嵌布状态:金矿物主要嵌布于黄铁矿中。根据其赋存状态,可分为包体金、晶隙金两种。
包体金:主要嵌布于黄铁矿、方铅矿包体中,主要为细粒金,约占28.6%。
晶隙金:粒度为中粒,约占71.4%。主要嵌布于黄铁矿与方铅矿晶隙。
黄铁矿:反射色为淡黄色,高反射率,均质性。自形-半自形晶粒状分布,晶形多为立方体,粒径:(0.3-4mm)。由于受力被压碎,裂隙发育,裂隙中充填黄铜矿、闪锌矿等,有的包含于黄铜矿中。 黄铜矿:反射色为铜黄色,弱非均质性,低硬度。他形粒状分布于黄铁矿间隙及裂隙,交代黄铁矿呈港湾状。有的分布于石英粒间或方解石粒间,分布不均匀,粒径为0.05~2mm。
绢云母:细小鳞片状,常与交代石英共生。绢云母化是一种延续时间长、分布广的蚀变矿物,多数呈脉状、面状分布。
石英:是主要的脉石矿物,是金的载体矿物之一。成因上主要是交代形成的石英,呈粒状,与绢云母共生。
3.矿石类型
(1)矿石自然类型
矿石自然类型主要为原生矿型,仅在浅部有少量的氧化矿型。
(2)矿石工业类型
矿石主要为黄铁绢英岩,金属硫化物主要为黄铁矿,其次为黄铜矿,硫含量平均为2.82%,故工业类型属低硫含金多金属硫化物型。
4.矿体围岩蚀变
含矿热液沿先期的构造裂隙以扩散渗透交代的方式进行,对构造岩和周围岩石产生蚀变作用,形成了较典型的中低温蚀变,即硅化、绢云母化、黄铁矿化及碳酸岩化等。整个蚀变受构造控制,且具多期性。与金矿关系密切的主要有硅化、绢云母化、黄铁矿化,三者往往组成黄铁绢英岩。
三、矿床成因及找矿标志
(一)矿床成因
1.成矿物质来源
成矿物质来源具有多源性。区内广泛分布新太古代马连庄岩套等以及古元古代荆山群等老变质岩地层和岩体。从整个成矿机理来看,其物质来源于陆源和上地幔、下地壳有关的中基性—中酸性火山岩。而这些古老地层和岩体金丰度值较高,从而构成了广泛的金—多金属地球化学背景,对金矿的形成提供了丰厚的物质基础。而幔源物质中含有较多的金元素,因此认为成矿物质来源主要来自古老的变质火山岩系和上地幔岩浆。
2.控矿因素
区内构造对金矿的控制作用十分明显,区域东西向基底构造是控制金矿的重要因素,主要发育于基底及深部,一直起着区域内控岩控矿作用。而北东向断裂构造是区内主要容矿构造,这些断裂构造为成矿提供了良好的空间条件,由于地壳活动的脉动性使岩浆热液和地下水热液异常活跃,它们汲取围岩中的金元素与岩浆热液中地幔源物质一起汇聚到断裂破碎带中,最后于断裂带有利部位沉淀形成矿体或矿化体。
3.成矿温度
根据近矿围岩蚀变特征主要为硅化、绢云母化、黄铁矿化及少量绿泥石化、碳酸岩化等,均为中低温蚀变产物,故本矿床成矿温度应属中低温。因此结合矿体围岩特点、矿体的共生组合和蚀变特征分析,本矿床应属中低温热液交代蚀变岩型金矿床。
(二)找矿标志
1.北东向断裂构造
北东向断裂构造所控制的黄铁绢英岩化碎裂岩带是本区主要找矿标志。
2.采矿遗跡
前人的采矿遗跡对指导找矿具有重要意义,如沿着采金老硐的空间分布方向追索或大致判断矿体可能赋存的部位以及总体走向等。
四、矿床成矿规律和远景评价
矿床属中低温热液交代蚀变岩型金矿床,断裂构造控制了矿体的产出,为成矿提供了良好的空间,由于地壳活动使得岩浆热液和地下水异常活跃,从而汲取围岩中的金元素并与岩浆热液一起汇聚断裂裂隙中,含矿热液在断裂裂隙中,经过早期的蚀变作用和晚期的矿化叠加从而形成了矿体。
通过深部钻探工程揭露表明,Ⅰ、Ⅱ号矿化蚀变带向深部延伸稳定,所施工钻孔均在设计部位见到矿化蚀变带,取样分析均见工业矿体,且见矿良好。Ⅲ号矿化蚀变带钻孔取样分析虽未见工业矿体,但金矿化蚀变明显。应对区内三条蚀变破碎带进行综合分析研究,验证其深部的含矿性。因此,有进一步探索的必要,扩大其矿床远景。
根据矿床内金矿体的地质特征,对西石硼断裂其他次级断裂控制矿体的特征和规模,以及深部矿体的展布具有一定的指导意义。
参考文献
[1] 余普贤,徐怀峰,曹铁生,胡伟华.山东栖霞金矿的空间分布及其矿化特征[J].山东国土资源,2008,24(3).
[2] 禚传源,李洪奎,于学峰等.胶东地区与金矿成矿有关的中生代侵入岩岩石构造组合类型划分 [J].山东国土资源,2014,30(6).
[3] 李洪奎,禚传源,耿科,梁太涛,江胜国.胶东地区郭家岭岩体岩石构造组合特征及地质意义[J].山东国土资源,2011, 27(10).
[4] 李洪奎,禚传源,耿科,梁太涛.胶东金矿成矿构造背景探讨[J].山东国土资源,2012,28(1).
关键词:西石硼北部;金矿床;地质特征;远景评价;蓬莱市
2013-2014年山东省核工业二七三地质大队对该区开展了金矿详查工作,共圈定12个矿体,查明金资源量2408kg。该文根据当前所获取的地质资料,对其矿床地质特征进行综合分析研究,对矿床深部及外围探矿具有重要的指导意义。
一、成矿地质背景
西石硼北部金矿区内地层简单,断裂构造和岩浆岩较发育。区内地层为第四纪陆相沉积。其大地构造位置位于华北板块、胶辽隆起区、胶北隆起、胶北断隆、臧格庄凹陷,位于西石硼断裂东侧,栖霞—蓬莱金成矿区内。西石硼断裂从矿区南部穿过,长度达数十公里,宽数米至几十米不等,走向300°~320°,倾向南西,倾角66°~80°。主要表现为绿泥石化、硅化、高岭土化等蚀变的碎裂糜棱岩-角砾岩带,角砾成分主要为白色石英,次棱角状,局部膨胀收缩明显,呈张扭性,晚期呈压扭性特征,断裂带内有低品位金矿化。蚀变主要见硅化、绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿化及碳酸盐化等。该断裂是区内重要的导矿构造,其上下盘分布着性质、产状相似的北东向次级断裂,这些北东向断裂是区内主要的含矿断裂,控制了区域一些主要矿脉,形成了庄子金矿等金矿床。矿区内岩浆岩为中生代燕山晚期郭家岭序列罗家单元斑状中细粒含黑云二长花岗岩,脉岩不发育。
二、矿床地质特征
(一)矿体地质特征
经过勘查,共圈定矿体12个。其中Ⅰ-1矿体为主矿体,Ⅱ-1矿体为次要矿体,其他10个矿体均为小矿体(大多为单工程控制的矿体,详见表4-1)。
Ⅰ-1矿体是矿区的住矿体。分布在0线~24线之间,由2条沿脉工程、5个槽探工程和4个钻孔等25个工程控制。矿体呈脉状,走向41°~45°,倾向南东,倾角50°~61°。区内已控制走向长约560m,走向封闭,倾向延伸约290m,倾向部分矿段封闭,赋存标高+168m 至-112m(埋深0~287m),矿体厚度0.80m~5.51m之间,平均厚度1.33m,厚度变化系数69%,属稳定型。矿体金品位1.80×10-6~67.47×10-6,平均3.93×10-6,品位变化系数88%,属均匀型。矿石类型为黄铁绢英岩型。
Ⅱ-1矿体分布在3线~12线之间。主要由7个钻孔控制,矿体呈脉状,走向为32°,倾向北西,倾角69°~74°。已控制走向长约170m,走向未封闭,倾向延伸约250m,倾向未封闭。赋存标高+86m至-164m(埋深100m~337m),矿体厚度0.61m~1.69m之间,平均厚度0.88m,厚度变化系数44%,属稳定型,矿体金品位2.12×10-6~6.06×10-6,平均4.24×10-6,品位变化系数40%,属均匀型。矿体类型为黄铁绢英岩型。
小矿体主要特征见表1。
(二)矿石质量
1.结构构造
(1)矿石结构
矿石结构以粒状结构、交代港湾结构、压碎结构为主。
粒状结构:黄铁矿等金属硫化物呈自形-半自形及他形粒状产出。
压碎结构:黄铁矿、石英等脆性矿物受应力挤压破碎而成。
交代港湾结构:黄铁矿被黄铜矿及闪锌矿等交代呈港湾状。
(2)矿石构造
矿石构造:主要有浸染状构造、块状构造为主。
2.矿石矿物成分
(1)矿石矿物成分
主要矿石矿物成分:矿物成分比较简单,主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿,其次为闪锌矿、方铅矿。金矿物主要为自然金。非金属矿物主要为石英、绢云母、方解石等。
矿石化学成分:矿石有益组分以金为主,矿石中金品位单样最高为67.47×10-6,矿床平均金品位4.01×10-6。对矿石进行组合样分析,伴生银平均品位4.40×10-6、铜平均品位0.013%、铅平均品位0.013%、锌平均品位0.009%、硫平均品位2.82%。只有银、硫达到综合回收利用要求,其它组分均未达到综合回收利用要求,有害元素砷含量极微,对开采选冶无影响。
(2)主要矿物特征
金矿物主要为自然金,根据岩矿鉴定资料,金反射色呈金黄色,高反射率,均质性,表面具擦痕,形态主要呈角粒状,其次为麦粒状;粒度以细~中粒为主。主要赋存于黄铁矿与方铅矿晶隙、黄铁矿晶隙、石英晶隙中,其次赋存于黄铁矿、方铅矿包体中,少量赋存于黄铜矿与石英晶隙中。
通过光片对金的粒径、形态及赋存状态进行统计:
(1)金的粒度
金矿石经显微镜下测定,粒径在0.005mm的微粒金占(4.8%)、粒径在0.015~0.035mm的细粒金占(38.1%)、粒径在0.04~0.06mm的中粒金占(47.6%)、粒径在0.08~0.13mm的粗粒金占(9.5%)。
(2)金矿物形态
金粒形态多样,主要有4种形态:角粒状占71.4%;麦粒状占19.0%;其次为板片状占4.8%、针状占4.8%,金矿物多以角粒状产出。
(30金矿物的嵌布状态:金矿物主要嵌布于黄铁矿中。根据其赋存状态,可分为包体金、晶隙金两种。
包体金:主要嵌布于黄铁矿、方铅矿包体中,主要为细粒金,约占28.6%。
晶隙金:粒度为中粒,约占71.4%。主要嵌布于黄铁矿与方铅矿晶隙。
黄铁矿:反射色为淡黄色,高反射率,均质性。自形-半自形晶粒状分布,晶形多为立方体,粒径:(0.3-4mm)。由于受力被压碎,裂隙发育,裂隙中充填黄铜矿、闪锌矿等,有的包含于黄铜矿中。 黄铜矿:反射色为铜黄色,弱非均质性,低硬度。他形粒状分布于黄铁矿间隙及裂隙,交代黄铁矿呈港湾状。有的分布于石英粒间或方解石粒间,分布不均匀,粒径为0.05~2mm。
绢云母:细小鳞片状,常与交代石英共生。绢云母化是一种延续时间长、分布广的蚀变矿物,多数呈脉状、面状分布。
石英:是主要的脉石矿物,是金的载体矿物之一。成因上主要是交代形成的石英,呈粒状,与绢云母共生。
3.矿石类型
(1)矿石自然类型
矿石自然类型主要为原生矿型,仅在浅部有少量的氧化矿型。
(2)矿石工业类型
矿石主要为黄铁绢英岩,金属硫化物主要为黄铁矿,其次为黄铜矿,硫含量平均为2.82%,故工业类型属低硫含金多金属硫化物型。
4.矿体围岩蚀变
含矿热液沿先期的构造裂隙以扩散渗透交代的方式进行,对构造岩和周围岩石产生蚀变作用,形成了较典型的中低温蚀变,即硅化、绢云母化、黄铁矿化及碳酸岩化等。整个蚀变受构造控制,且具多期性。与金矿关系密切的主要有硅化、绢云母化、黄铁矿化,三者往往组成黄铁绢英岩。
三、矿床成因及找矿标志
(一)矿床成因
1.成矿物质来源
成矿物质来源具有多源性。区内广泛分布新太古代马连庄岩套等以及古元古代荆山群等老变质岩地层和岩体。从整个成矿机理来看,其物质来源于陆源和上地幔、下地壳有关的中基性—中酸性火山岩。而这些古老地层和岩体金丰度值较高,从而构成了广泛的金—多金属地球化学背景,对金矿的形成提供了丰厚的物质基础。而幔源物质中含有较多的金元素,因此认为成矿物质来源主要来自古老的变质火山岩系和上地幔岩浆。
2.控矿因素
区内构造对金矿的控制作用十分明显,区域东西向基底构造是控制金矿的重要因素,主要发育于基底及深部,一直起着区域内控岩控矿作用。而北东向断裂构造是区内主要容矿构造,这些断裂构造为成矿提供了良好的空间条件,由于地壳活动的脉动性使岩浆热液和地下水热液异常活跃,它们汲取围岩中的金元素与岩浆热液中地幔源物质一起汇聚到断裂破碎带中,最后于断裂带有利部位沉淀形成矿体或矿化体。
3.成矿温度
根据近矿围岩蚀变特征主要为硅化、绢云母化、黄铁矿化及少量绿泥石化、碳酸岩化等,均为中低温蚀变产物,故本矿床成矿温度应属中低温。因此结合矿体围岩特点、矿体的共生组合和蚀变特征分析,本矿床应属中低温热液交代蚀变岩型金矿床。
(二)找矿标志
1.北东向断裂构造
北东向断裂构造所控制的黄铁绢英岩化碎裂岩带是本区主要找矿标志。
2.采矿遗跡
前人的采矿遗跡对指导找矿具有重要意义,如沿着采金老硐的空间分布方向追索或大致判断矿体可能赋存的部位以及总体走向等。
四、矿床成矿规律和远景评价
矿床属中低温热液交代蚀变岩型金矿床,断裂构造控制了矿体的产出,为成矿提供了良好的空间,由于地壳活动使得岩浆热液和地下水异常活跃,从而汲取围岩中的金元素并与岩浆热液一起汇聚断裂裂隙中,含矿热液在断裂裂隙中,经过早期的蚀变作用和晚期的矿化叠加从而形成了矿体。
通过深部钻探工程揭露表明,Ⅰ、Ⅱ号矿化蚀变带向深部延伸稳定,所施工钻孔均在设计部位见到矿化蚀变带,取样分析均见工业矿体,且见矿良好。Ⅲ号矿化蚀变带钻孔取样分析虽未见工业矿体,但金矿化蚀变明显。应对区内三条蚀变破碎带进行综合分析研究,验证其深部的含矿性。因此,有进一步探索的必要,扩大其矿床远景。
根据矿床内金矿体的地质特征,对西石硼断裂其他次级断裂控制矿体的特征和规模,以及深部矿体的展布具有一定的指导意义。
参考文献
[1] 余普贤,徐怀峰,曹铁生,胡伟华.山东栖霞金矿的空间分布及其矿化特征[J].山东国土资源,2008,24(3).
[2] 禚传源,李洪奎,于学峰等.胶东地区与金矿成矿有关的中生代侵入岩岩石构造组合类型划分 [J].山东国土资源,2014,30(6).
[3] 李洪奎,禚传源,耿科,梁太涛,江胜国.胶东地区郭家岭岩体岩石构造组合特征及地质意义[J].山东国土资源,2011, 27(10).
[4] 李洪奎,禚传源,耿科,梁太涛.胶东金矿成矿构造背景探讨[J].山东国土资源,2012,28(1).