萊州馬塘金礦地質特征與深部找礦遠景

高書劍,魏緒峰,孫瑞剛,李樹統

(山東省第六地質礦產勘查院,山東招遠 265400)

地質與礦產

萊州馬塘金礦地質特征與深部找礦遠景

高書劍,魏緒峰,孫瑞剛,李樹統

(山東省第六地質礦產勘查院,山東招遠 265400)

膠東地區是山東省金礦集中區,焦家成礦帶為膠東地區 7條金礦化帶之一。賦存于該帶的萊州市馬塘金礦區 -990m標高以淺累計探明資源儲量 140 t。通過對其成礦地質背景、礦床地質特征及礦床成因、找礦標志、成礦規律的探討,指出了馬塘金礦深部 -990m標高以深的找礦遠景,為進一步開展勘查工作提供了依據。

金礦;地質特征;深部找礦;找礦遠景;萊州馬塘

膠東地區是山東省金礦集中區,龍口-萊州斷裂帶(高家莊子到寺莊地段稱為焦家成礦帶)為膠東地區 7條金礦化帶之一[1],該斷裂賦存著焦家、新城、東季、寺莊等多處“焦家式”金礦床。萊州市馬塘金礦就分布于該金成礦帶的中南端。馬塘金礦區-990m標高以淺累計探明資源儲量 140 t。尤其是自 2005年至今,山東省第六地質礦產勘查院對馬塘金礦床深部先后進行了普查、詳查,取得了顯著的找礦效果。通過對該區金礦深部找礦遠景的分析研究,對指導今后找礦具有深遠的意義①山東省第六地質礦產勘查院,山東省萊州市朱郭李家礦區金礦詳查報告,2009年。。

1 成礦地質背景

馬塘金礦區位于膠東半島西北部,在萊州市東北 27 km處,屬丘陵與濱海平原過渡地帶。其大地構造位置處于中朝陸塊東南端的膠北隆起西北緣,沂沭斷裂帶北段東側[2]。

1.1 地層

區內地層出露有新生代古近紀五圖群朱壁店組含礫長石砂巖、硬砂巖及黏土質砂巖和第四紀臨沂組、沂河組、旭口組、山前組松散堆積物。第四紀河漫灘相、河床相底部的砂礫層是砂金礦富集的有利場所。

1.2 構造

區內斷裂構造主要有 2組,以NNE-NE向斷裂為主,構成了區域基本構造格架,次為近 SE向斷裂構造,僅局部發育(圖 1)。

圖 1 萊州馬塘金礦區域地質略圖1—中生代似斑狀二長花崗巖;2—中生代弱片麻狀中粒二長花崗巖;3—新太古代中細粒變輝長巖;4—金礦體;5—蝕變帶; 6—實測及推測地質界線;7—大中小型金礦;8—礦區范圍

1.2.1 NNE—NE向斷裂

該組構造區內最為發育,為膠西北伸展拆離控礦構造的重要組成部分,也是區內最重要的金控礦構造。按其規模和與金礦關系,焦家斷裂帶主干斷裂為區內Ⅰ級控礦構造,焦家主干斷裂下盤支斷裂——望兒山斷裂和靈山溝-北截斷裂為區內Ⅱ級控礦構造,其余次級斷裂為區內Ⅲ級控礦構造。

(1)焦家主干斷裂:縱貫全區,區內出露長 20 km,寬 140～500m,工程控制最大斜深 1 730m,最大垂深 940m,總體走向 20°,傾向NW,傾角 22°～40°。主裂面以灰黑色斷層泥 (厚 2～40 cm)為標志,基本沿斷裂破碎帶中部展布,以主裂面為界,構造巖基本對稱分帶。焦家斷裂具多期次活動的特點,成礦前后該斷裂經歷了擠壓→引張→擠壓的過程。斷裂在主裂面附近,下盤以及沿走向、傾向轉彎部位或“人”字型構造交匯部位都是礦化有利地段。此外,伴生裂隙對金的富集也起著重要作用。該斷裂賦存有焦家、馬塘、寺莊等著名金礦床。

(2)望兒山斷裂:為焦家主斷裂下盤分支斷裂,北部在朱宋地段與主斷裂交匯。長 12 km,寬 30～100m,走向 10°～45°,傾向NW,傾角 50°～65°。其走向拐彎、傾角由陡變緩部位是礦床賦存的有利部位,該帶賦存望兒山、上莊、河東等著名金礦床。

(3)靈 (山溝)-北 (截)斷裂:區內出露長 13 km,寬 20～100 m,走向 50°,傾向 SE,傾角 55°～70°。在其走向拐彎、傾角變化及分支復合部位易賦存金礦體,該斷裂控制了北截、蠶莊、靈山溝等著名金礦床。

1.2.2 近 SN向斷裂

零星分布于玲瓏巖體內,規模較小,多數被脈巖充填,蝕變礦化較弱。

1.3 巖漿巖

區內巖漿巖廣布,以中生代燕山早期為主,其中玲瓏花崗巖組合為主體,大面積展布,郭家嶺花崗巖組合侵入玲瓏花崗巖組合內,區內派生脈巖不甚發育;新太古代五臺-阜平期馬連莊組合、棲霞片麻巖套分布于焦家斷裂帶以西。

1.3.1 馬連莊組合

呈巖基狀產出,分布于焦家斷裂帶上盤,由欒家寨巖體組成,主要巖性為中細粒變輝長巖。

1.3.2 棲霞片麻巖套

呈巖基狀產出,位于焦家斷裂帶上盤。由回龍夼巖體條帶狀細粒含角閃黑云英云閃長巖和新莊巖體片麻狀中細粒含角閃黑云英云閃長巖組成。

1.3.3 玲瓏花崗巖組合

呈巖基狀產出,主要分布于焦家斷裂帶以東,與上盤馬連莊組合、棲霞片麻巖套呈斷層接觸,與郭家嶺花崗巖組合呈侵入接觸關系。由崔召巖體組成,巖性為片麻狀中粒含黑云二長花崗巖,為“S”型花崗巖。

1.3.4 郭家嶺花崗巖組合

呈巖基狀產出,分布于焦家帶以東,與玲瓏花崗巖組合呈侵入接觸關系。由上莊巖體組成,巖性為巨斑狀中粒花崗閃長巖,為“I”型花崗巖。是成礦物質的主要直接提供者[3]。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

馬塘金礦深部圈定礦體群 3個,共 73個礦體,對其中的 65個礦體進行了資源量估算。其中Ⅱ-1號礦體為區內主礦體,其資源量占總量的 70.04%。

2.1.1 Ⅱ號礦體群

礦體分布于黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖內,局部延入黃鐵絹英巖化花崗巖內,共圈定礦體 10個,分布于 176～264線、-550～-990m標高范圍內。其中 8個礦體進行了資源量估算。Ⅱ-1號礦體為主礦體,只對其進行詳細論述,其余礦體不再贅述。

Ⅱ-1號礦體分布于黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖內,局部延入黃鐵絹英巖化花崗巖內,分布于 208～264線、-550～-990m標高范圍內。礦體由 31個鉆孔控制,最大走向長 1 040m,平均 766m;最大傾斜長 670m,平均 435m,該次工作區內最大傾斜長 600m,最大控制垂深 510m,最低見礦工程標高為 -990m。礦體呈大脈狀、脈狀,具分枝復合、膨脹夾縮特點,產狀與主裂面基本一致,走向 20°,傾向NW,傾角 16°～41°(平均 30°)。

礦體沿走向向南北兩側已基本尖滅,向淺部已尖滅,向深部延出工作區,沿走向長 1 240m范圍內向深部沿斜深方向仍具延續趨勢,礦體單工程厚1.28～76.72 m,平均 23.06 m,厚度變化系數101%,屬厚度較穩定型礦體。礦體單工程品位(1.10～10.89)×10-6,平均品位為 3.96×10-6。品位變化系數為 138%,均屬有用組分分布較均勻型礦體(表 1,圖 2)。

2.1.2 Ⅰ號礦體群

礦體緊靠主斷裂面分布,受黃鐵絹英巖化碎裂巖帶控制,局部向下延入黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖帶內。共圈定礦體 8個,分布于 156～268線、-280～-950m標高范圍內。Ⅰ號礦體群資源量占礦床總量的 18.47%。該文只對規模較大的Ⅰ-1號、Ⅰ-12礦體進行描述(圖 3)。

表 1 Ⅱ-1號礦體傾斜長統計結果

圖 2 馬塘礦區 208′號勘查線地質剖面略圖1—黏土;2—含黑云二長花崗巖;3—變輝長巖;4—絹英巖化變輝長巖;5—絹英巖化變輝長巖質碎裂巖;6—黃鐵絹英巖化花崗巖;7—黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖;8—黃鐵絹英巖化碎裂巖;9—礦體及編號;10—實測及推測地質界線

Ⅰ-1號礦體與其南部的寺莊Ⅰ-1號主礦體相連,分布于 228～268線、-280～-730m標高范圍內,由 14個鉆孔控制。區內最大走向長 450 m,平均247m;中淺部最大傾斜長1 296m,平均780m,區內最大傾斜長 400m。最大控制垂深 510m,最低見礦工程標高為 -670m。礦體呈似層狀、大脈狀,具分枝復合、膨脹夾縮等特點,產狀與主裂面基本一致,走向 20°,傾向NW,傾角在 23°～41°之間變化。平均傾角約 30°。礦體北東側 (232線以北)已基本尖滅,而向深部延出工作區并仍具延續趨勢。礦體單工程厚 0.86～23.82m,平均 8.09m,厚度變化系數77%,屬厚度穩定型礦體。礦體單工程品位 (1.01～5.51)×10-6,平均品位 2.61×10-6,品位變化系數為 84%,屬有用組分分布均勻型礦體 (圖 3,表2)。

圖 3 馬塘礦區 256號勘查線地質剖面略圖1—黏土;2—二長花崗巖;3—變輝長巖;4—鉀化花崗巖;5—絹英巖化變輝長巖;6—變輝長巖質碎裂巖;7—黃鐵絹英巖化花崗巖;8—黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖;9—黃鐵絹英巖化碎裂巖;10—礦體及編號;11—實測及推測地質界線

表 2 Ⅰ-1號礦體傾斜長統計結果

Ⅰ-12號礦體緊靠主斷裂面分布,受黃鐵絹英巖化碎裂巖帶控制,局部向下延入黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖帶內。礦體與淺部 1號主礦體相連,分布于 152～216線、-580～-950 m標高范圍內。礦體由14個鉆孔控制,最大走向長976m,平均900 m;最大傾斜長 1 720m,平均 1 452m,區內最大傾斜長 1 040m;最大控制垂深 450m,最低見礦工程標高為 -950m。礦體呈似層狀、大脈狀,具分枝復合、膨脹夾縮等特點,產狀與主裂面基本一致,走向18°,傾向 NW,傾角 25°～36°(平均 29°)。礦體單工程厚 1.46～15.19m,平均 4.68m,厚度變化系數70%,屬厚度穩定型礦體。單工程品位 (1.12～7.55)×10-6,平均品位為 2.69×10-6,品位變化系數為 101%,屬有用組分分布較均勻型礦體。礦體向兩側已基本尖滅,向深部仍具延續趨勢(表 3)。

表 3 Ⅰ-12號礦體傾斜長統計結果

2.1.3 Ⅲ號礦體群

分布于主裂面下盤最外部——黃鐵絹英巖化花崗巖帶內,展布于 160～272線、-260～-940m標高、主裂面之下 34～268m范圍內,呈脈狀、透鏡體狀。共圈定 49個礦體,其資源量占礦床總量的11.49%。僅對規模較大的Ⅲ-145號礦體描述。

Ⅲ-145號礦體由 15個見礦鉆孔控制,展布于206′～242線、-600～-910m標高范圍內,賦存于主斷裂面下 100～146m黃鐵絹英巖化花崗巖帶內,呈脈狀展布。礦體走向 18°～31°,平均 24°,傾向NW,傾角 21°～34°,平均傾角 28°;最大走向長 600 m,傾斜長 450 m;單工程厚 1.24～11.24 m,平均3.01m,厚度變化系數 91%,屬厚度較穩定型礦體;單工程品位 (1.00～31.40)×10-6,平均 3.51× 10-6。品位變化系數分別為 161%,屬有用組分分布不均勻型礦體。其資源量占礦群總量的30.61%。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石物質成分

礦石礦物成分由金屬礦物、非金屬礦物和表生礦物組成,其中金屬礦物主要有銀金礦、黃鐵礦等;非金屬礦物主要有石英、絹云母、長石等;表生礦物主要有褐鐵礦等。礦石中有益組分以金為主,其次為伴生有益組分銀、硫。礦床平均金品位 3.37× 10-6,平均銀品位 6.56×10-6,硫平均品位 2.05%,銀、硫可做為伴生有益組分加以綜合回收利用。其他有益組分和伴生的有害組分含量較低。

2.2.2 主要礦物特征

金礦物全部為自然金,金礦物成色為 805.60～941.00,平均 874.70。自然金中 Au∶Ag為 8.76∶1。金礦物以微粒為主,細粒次之,中粒少量。粗粒粒級以上的金礦物占 1.28%,細粒以下的占 98.72%。金礦物形態以麥粒狀為主,長角粒狀、渾圓粒狀、角粒狀、尖角粒狀、枝叉狀次之,針狀、板片狀、葉片狀少量。金的賦存以晶隙金為主,其次為包體金,裂隙金少量。

2.2.3 礦石結構構造

常見的礦石結構以晶粒狀結構為主,其次有碎裂結構、填隙結構、包含結構、交代殘余結構、交代假象結構、文象結構和乳滴狀結構等。礦石以浸染狀、脈狀、細脈浸染狀以及斑點狀構造為主,其次為角礫狀及交錯脈狀構造。

2.3 礦石類型

2.3.1 自然類型

礦體均位于 -280 m標高以下,礦石自然類型全部為原生礦石。依據礦石物質成分、結構構造、礦物組合特征、蝕變碎裂程度等因素,將原生礦石劃分為細粒浸染狀黃鐵絹英巖化碎裂巖型、浸染狀-細脈狀-脈狀黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖型和細脈-網脈狀、脈狀黃鐵絹英巖化花崗巖型 3個成因類型。

2.3.2 工業類型

礦石中的金,主要以銀金礦、金銀礦和自然金等獨立礦物形式賦存于金屬硫化物中,少量賦存于脈石礦物中,通過礦石組合分析,其平均含硫量為2.05%,礦石工業類型屬低硫型金礦石。

2.4 礦床成因

2.4.1 陸殼重熔——礦源巖的形成

膠東地區的唐家莊巖群、膠東巖群、官地洼組合、馬連莊組合和棲霞片麻巖巖套,構成了膠東地區花崗 -綠巖建造,該建造中金的豐度較高,成為膠東金礦原生礦源巖。中生代構造巖漿活動強烈,形成富金花崗巖 (玲瓏花崗巖、郭家嶺花崗巖),成為膠東金礦直接礦源巖。

2.4.2 流體活化——金元素遷移、富集

長期、多次熱流體活動是金元素活化、遷移、富集成礦的重要因素。大規模巖漿活動造成流體異常活躍,流體萃取礦源巖中的金元素,形成含金熱液。含金熱液由深部向地表遷移至較淺部位時,與大氣降水混合,形成了一個新的流體——成礦系統。

2.4.3 伸展拆離——礦體定位

中生代構造體制轉折、幔隆作用、巖石圈減薄,導致的大規模巖漿活動和廣泛的伸展拆離構造是引起金礦爆發式成礦的直接原因。伸展構造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。成礦流體進入伸展拆離構造中,以滲流方式運移,通過與構造巖發生交代作用形成以細脈浸染狀蝕變巖為主的礦體,即焦家式金礦。主成礦期年齡(113～122)M a。

馬塘金礦床的成礦,經歷了一個復雜而漫長的演化過程,其成礦物質主要來源于圍巖,熱液的水源主要是大氣降水和巖漿水。礦床成因類型屬混合巖化-重熔巖漿熱液型金礦床。

3 找礦標志和成礦基本規律

3.1 找礦標志

區域性的NE向壓扭性斷裂及其派生的次級斷裂構造系統是礦床賦存的重要構造標志;侏羅紀玲瓏花崗巖組合和白堊紀郭家嶺花崗巖組合也與之密切相關,并由此形成了東西成帶,北東成串 (沿構造)的成礦規律;破碎蝕變巖帶中鉀化、硅化、黃鐵絹英巖化等蝕變以及石英、多金屬硫化物的發育也是礦床形成的重要標志。

金礦的形成和分布區內基本上是受構造和巖漿巖的控制。通過對區內地質、地球物理、地球化學特征的研究,對金礦的找礦標志可概括為:

(1)NE向壓扭性斷裂帶的主干斷裂常沿巖體接觸帶展布,具明顯的壓扭特征,它與構造的交匯部位是礦床定位的重要構造標志。主干斷裂與分支斷裂的交匯部位及斷裂構造的開啟和產狀變化部位也是重要的地質找礦標志。

(2)紅化蝕變與黃鐵絹英巖化蝕變疊加的蝕變巖帶,是直接找礦標志;蝕變帶中石英多金屬硫化物共生組合是找礦的重要標志;黃鐵礦、石英是主要載金礦物,是礦床形成的重要標志;蝕變帶中常含黃鐵礦,在表生作用下,黃鐵礦氧化成褐鐵礦,經淋濾形成醒目的蜂窩狀構造,也是找礦的重要標志。

(3)砂金礦和重砂金異常是預示原生金礦床存在的間接標志。

(4)低磁場的線狀串珠狀異常帶、高極化率和低電阻帶中的高電阻率異常的地球物理特點是指示礦床存在的間接標志。

(5)礦床的主要指示元素有Au,Ag,Cu,Pb,Zn, A s,Sb,B i,這些元素的組合異常是重要的找礦標志。

3.2 成礦基本規律

(1)馬塘金礦床位于焦家成礦帶的中南段,屬混合巖化-重熔巖漿熱液型金礦床,斷裂構造控制了礦體的產出,斷裂的生成可分為 2個階段:首先是韌性剪切帶的存在,之后是脆性斷裂、裂隙的疊加。成礦作用主要發生在脆性變型階段。

(2)侏羅紀玲瓏花崗巖組合二長花崗巖與新太古代馬連莊組合的變輝長巖接觸帶的內帶是賦礦有利部位,礦床嚴格受接觸帶內帶的巖性控制。

(3)NNE—NE向構造與近 EW向斷裂的復合部位是礦床形成的有利空間,控制構造沿走向及傾向產狀變化及蝕變巖膨大復合地段是礦體賦存的有利部位。

(4)斷裂活動與蝕變礦化相一致,主要活動階段有 4個:早期石英黃鐵礦階段,金礦化微弱,局部形成工業礦體;晚期的石英碳酸鹽階段基本無金礦化,只有中期的第二、三階段為石英黃鐵礦及多金屬硫化物礦化階段,金礦化最強。礦床內金礦化的強弱依附于主要礦化階段的發育及疊加程度,即當含有細粒黃鐵礦細脈和多金屬硫化物石英細脈或它們相互疊加時往往形成厚而富的工業礦體,它們在空間的分布上,服從于礦體的側伏規律。

(5)礦床的主要指示元素為Au,Ag,Cu,Pb,Zn, A s,Sb,B i,這些元素的異常組合是指示礦存在的重要地球化學標志,礦體地球化學元素的垂直分帶規律,對判定礦體剝蝕深度和礦體預測具有重要指導意義。

4 礦床遠景評述

該次工作受探礦權邊界的限制,Ⅱ-1,Ⅰ-1,Ⅰ-12號礦體邊界沿斜深未能控制住,預測這 3個礦體與遠離主裂面的Ⅲ號礦體群,其深部都有較好的找礦遠景。

(1)Ⅱ-1號礦體走向長 1 240m,最大傾斜長670m。而沿走向長 1 240m范圍向深部沿傾斜方向均未封閉,平均見礦厚度為 16.58m,平均品位為3.41×10-6。該礦體在 208～256線間、-990m標高以深范圍顯示出向深部巨大的找礦空間(表 1,圖4)。

(2)Ⅰ-1號礦體沿走向長 600m,向深部控制最大傾斜長 1 296m,區內控制長 400m。而沿走向長 400m范圍向深部沿傾斜方向均未封閉,平均見礦厚度為 5.72 m,平均品位為 2.23×10-6,其中ZK831孔見礦厚度為 10.95 m,品位為 2.63×10-6。該礦體在 232～264線間、-730m標高以深范圍亦顯示出向深部有巨大的找礦空間(表 2,圖 5)。

圖 4 馬塘礦區Ⅱ-1號礦體平面示意圖

圖 5 馬塘礦區Ⅰ-1,Ⅰ-12號礦體平面示意圖

(3)Ⅰ-12號礦體沿走向長 960m范圍向深部沿傾斜方向均未封閉。平均見礦厚度為 3.31m,平均品位為 1.32×10-6。礦體在 160～208線間、-943m標高以深范圍向深部仍具延續趨勢 (表 3,圖5)。

(4)Ⅲ號礦體群分布于主裂面下盤最外部,黃鐵絹英巖化花崗巖帶內,展布于 160～272線、-940 m標高以深仍具有較大的找礦空間。

(5)其北鄰的焦家金礦床深部Ⅰ號礦體工程控制沿傾斜方向未封閉,在 144～176線間、-1 080m標高以深仍具有較大的找礦空間。

(6)其南鄰的寺莊金礦床深部Ⅰ-1號礦體工程控制沿傾斜方向未封閉,在 232～272線間、-875 m標高以深仍具有較大的找礦空間。

(7)其南鄰的后趙金礦區Ⅱ號、Ⅲ號礦體群工程控制沿傾斜方向未封閉,在 280～328線間、-875 m標高以深仍具有較大的找礦空間。

(8)根據 2008年山東省第六地質礦產勘查院預測焦家成礦帶潛在資源量尚有 530 t①山東省第六地質礦產勘查院,山東省膠西北金礦集中區金礦資源潛力調查及深部遠景預測研究報告,2008年。。其中經粗略估算馬塘金礦深部潛在資源量 50 t。

5 結論

膠東地區尤其膠西北是山東省乃至全國著名的金礦集中區。焦家成礦帶為膠西北 4條金礦帶之一。賦存在該帶上的馬塘金礦是典型的“焦家式”金礦床。通過幾十年地質工作者不懈的努力,馬塘金礦已成為一超大型金礦。今后應加強其控賦礦條件、礦體賦存規律等方面的綜合研究工作,打破礦權界線限制,實行礦帶 (礦區)整裝勘查,在其深部及周邊地區繼續“攻深找盲”,爭取在找礦上取得更大突破。

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Geologica lCharacter isticsand O re Prospecting Future in Deep Part ofM atang Gold Deposit in La izhou C ity

GAO Shu jian,W E IXufeng,SUN Ruigang,L IShutong
(No.6 Exp loration Institute of Geo logy andM ineralResources,Shandong Zhaoyuan 265400,China)

Jiaodong region is the gold concentration area in Shandong p rovince,while Jiaojiam etallogenic belt is one of seven gold belts in Jiaodong area.A ccum ulated p roven reserve at the dep th of-990m ofM atang gold deposit in Laizhou city is140 t.Through study on geo logical background,geo logical charac teristics,genesis,p rospecting signs,andm ineralization ru le of ore-form ing,p rospecting future for exp loring go ld ore at the dep th of-990m in M atang go ld deposit ispoin ted out,and relative basis fo r further exp loration ispu t fo rw ard asw ell.

Go ld deposit;geological characteristics;ore exp loration in deep part;p rospecting future;M atang in Laizhou city

book=6,ebook=36

P618.51

A

2010-02-02;

2010-05-24;編輯:陶衛衛

高書劍(1969—),男,山東招遠人,工程師,主要從事地質礦產勘查工作;E-m ail:gsj1969@163.com。