山東文登西嶺西金礦礦床地質(zhì)特征及成礦條件

姜 冰

(山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院)

西嶺西金礦區(qū)位于威海市文登區(qū)界石鎮(zhèn)西嶺西村一帶，是山東省威海市文登地區(qū)金礦遠(yuǎn)景調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目的一個(gè)重點(diǎn)工作區(qū)，該礦區(qū)位于膠東東部地區(qū)受米山斷裂帶控制的近SN向成礦帶內(nèi)，成礦條件有利，具很好的找礦前景[1]。區(qū)域成礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了多處金礦床，緊鄰重點(diǎn)工作區(qū)的南部分布有已知的近SN向金礦脈。以往工作僅在區(qū)內(nèi)進(jìn)行過礦點(diǎn)檢查，未進(jìn)行系統(tǒng)勘查，成礦背景、成礦條件及礦化蝕變特征等未進(jìn)行深入分析。本研究通過在該區(qū)進(jìn)行激電中梯測量、激電測深、巖石剖面測量，并結(jié)合槽探、鉆探等多種工作方法，對(duì)區(qū)內(nèi)礦床成礦條件及找礦方向進(jìn)行探討，供后續(xù)找礦工作借鑒。

1 研究區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地 層

研究區(qū)內(nèi)第四系分布廣泛，局部出露的老地層為古元古代荊山群。其中，古元古代荊山群有祿格莊組安吉村段黑云斜長片麻巖、混合巖化黑云片麻巖、角閃變粒巖夾斜長角閃巖，陡崖組徐村段石墨黑云變粒巖、石墨黑云斜長片麻巖，巖石以包體形式產(chǎn)出于巖體中。巖石中金豐度值較高，為金礦成礦的礦源層(巖)[2]。第四系主要為沖積和洪積物，巖性為粗砂、砂礫石層、含礫黏土質(zhì)粉砂等，多沿河床和溝谷分布。

1.2 構(gòu) 造

區(qū)內(nèi)韌性剪切帶發(fā)育，表現(xiàn)為中深層次的變晶糜棱巖。脆性斷裂呈近SN向，為米山斷裂的次級(jí)斷裂，米山斷裂是一多期變形斷裂，早期以韌性變形為主，后期以脆性變形為主，蝕變的分帶結(jié)構(gòu)與斷裂內(nèi)不同的礦化特征都與斷裂變形有關(guān)，韌性變形作用是金礦成礦的必要條件[2-3]。

斷裂主斷面光滑平整，局部有斷層泥、糜棱巖、碎裂巖等，顯示壓扭性特征，呈多期活動(dòng)特點(diǎn)。構(gòu)造帶內(nèi)的主要巖性為蝕變構(gòu)造角礫巖、碎裂花崗巖。角礫成分為花崗質(zhì)、石英碎塊，大小不一，一般為0.1～5 cm，呈次棱角狀、次渾圓狀，為硅質(zhì)、鐵質(zhì)、絹云母等膠結(jié)。斷裂帶內(nèi)蝕變強(qiáng)烈，有硅化、絹云母化、赤鐵礦化、黃鐵礦化等，常充填有石英脈。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要為新元古代榮成序列邱家單元片麻狀細(xì)粒二長花崗巖。巖漿活動(dòng)為金的運(yùn)移提供了豐富的熱動(dòng)力源[4-5]。脈巖主要為閃長玢巖、石英二長斑巖、煌斑巖脈等。

2 研究區(qū)地球物理特征

2.1 激電異常特征

本研究對(duì)區(qū)內(nèi)主要進(jìn)行了1∶10 000激電中梯測量、激電測深、1∶2 000巖石剖面測量、槽探、鉆探等工作(圖1)。

區(qū)內(nèi)視極化率變化相對(duì)平穩(wěn)，視極化率值一般為0.8%～1.4%，中部視極化率值相對(duì)較高，一般大于1.2%，南部、北部視極化率值較低，多小于1.2%(圖2)。區(qū)內(nèi)視電阻率值變化范圍較大，一般為500～3 000 Ω·m，總體呈西高東低、中部高南北低的特點(diǎn)，NNE向和近SN向線性特征較明顯(圖3)。

根據(jù)區(qū)內(nèi)視極化率變化特征、地質(zhì)特征，確定該區(qū)視極化率值大于1.3%時(shí)為局部異常。研究區(qū)共圈出了激電異常3處，編號(hào)為DJH1、DJH2、DJH3(圖2)。

圖1 研究區(qū)工作布置

圖2 研究區(qū)視極化率等值線平面(單位：%)

DJH1異常位于研究區(qū)北部，呈近SN向展布，異常形態(tài)不規(guī)則，北部異常不封閉，延伸至研究區(qū)外，異常規(guī)模較小，區(qū)內(nèi)長約130 m，寬約110 m，視極化率最大值為1.55%;對(duì)應(yīng)的視電阻率值一般為800～1 500 Ω·m，異常具有中低阻高極化特征。異常區(qū)出露邱家單元細(xì)粒二長花崗質(zhì)片麻巖，推斷該異常是由二長花崗質(zhì)片麻巖中的金屬硫化物引起。

圖3 研究區(qū)視電阻率等值線平面(單位：Ω·m)

DJH2異常位于西嶺西村西部，異常形態(tài)不規(guī)則，西部異常不封閉，延伸至研究區(qū)外，東部受村莊影響異常不封閉，異常規(guī)模較大，視極化率最大值為1.55%;對(duì)應(yīng)的視電阻率值一般大于2 000 Ω·m，F(xiàn)1斷裂通過地段的視電阻率值小于1 500 Ω·m。異常區(qū)出露的巖性主要為邱家單元細(xì)粒二長花崗質(zhì)片麻巖和第四系含砂礫質(zhì)黏土。

為研究DJH2異常深部展布、埋深等特征，在2900#線布設(shè)了1條激電測深剖面。由圖4可知：在440#～460#點(diǎn)-150～-300 m存在一高極化異常，異常左側(cè)不封閉，傾向不明，異常中心位于440#點(diǎn)-200 m處，視極化率峰值為1.66%。另外，在460#～540#點(diǎn)-500 m左右有一高極化異常，呈橢圓狀近水平分布，異常中心位于480#點(diǎn)-500 m處，視極化率峰值為1.41%。2處異常對(duì)應(yīng)的視電阻率值均以中低阻形式顯示，異常總體具有中低阻高極化特征，與其異常平面特征相符。

圖4 2900#線激電測深擬斷面

綜合激電中梯平面特征及激電測深斷面特征分析，推斷斷裂通過DJH2異常，該異常是由斷裂破碎帶中巖石所含的金屬硫化物引起，具有較好的找礦遠(yuǎn)景。

DJH3異常位于西嶺西村東北部，總體呈近EW向展布，局部為近SN向，異常形態(tài)不規(guī)則，東部異常不封閉，延伸至研究區(qū)外，西部受村莊影響，異常不封閉，異常規(guī)模較大，區(qū)內(nèi)長約400 m，寬約300 m，視極化率最大值為1.88%，對(duì)應(yīng)的視電阻率值為600～2 000 Ω·m，具有低阻高極化特征。異常區(qū)出露的巖性主要為邱家單元細(xì)粒二長花崗質(zhì)片麻巖和第四系含砂礫質(zhì)黏土，推斷該異常是由二長花崗質(zhì)片麻巖中所含的金屬硫化物引起，具有一定的找礦意義。

2.2 巖石剖面與激電中梯剖面對(duì)應(yīng)特征

為進(jìn)一步分析構(gòu)造蝕變帶特征，本研究布設(shè)了1∶2 000巖石剖面P5，并結(jié)合視極化率和視電阻率剖面圖進(jìn)行綜合研究。P5剖面中Au含量峰值為31.06×10-9、29.44×10-9，在構(gòu)造蝕變帶的位置呈現(xiàn)跳躍現(xiàn)象，Au有弱異常反應(yīng)，而對(duì)應(yīng)的激電中梯剖面則處于高極化、高阻向低極化、低阻過渡位置，而在向東約100 m處，又開始出現(xiàn)高極化、高阻現(xiàn)象(圖5)。在地表處極化率不高，是由于早期地表被采空后經(jīng)充填所致。高極化高阻異常與研究區(qū)南部西院下金礦激電特征相似[6]。

圖5 P5巖石剖面與2900#線激電中梯剖面對(duì)應(yīng)關(guān)系

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

本研究在區(qū)內(nèi)圈定了1條金礦體，編號(hào)為Ⅰ#(圖6)。該礦體賦存于近SN向斷裂帶中，走向?yàn)?°，兩側(cè)圍巖為二長花崗質(zhì)片麻巖，礦石類型淺部為含金角礫巖型，中深部為含金石英脈型和含金黃鐵礦化硅化鉀化二長花崗巖型,推斷與南部緊鄰的西院下金礦脈為同一礦體。該礦體由本研究施工的鉆孔ZK04和探槽TC10控制。該礦體呈脈狀，走向0°～8°，控制的賦存標(biāo)高-58～80 m，傾向107°，傾角45°，礦體真厚度為1.98～2.39 m，平均品位為2.54×10-6，最高品位為3.98×10-6，最低品位為1.03×10-6。

3.2 礦石特征

區(qū)內(nèi)金屬礦物主要有自然金、黃鐵礦，其次為鏡鐵礦、赤鐵礦，少量黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、斑銅礦、磁鐵礦等;非金屬礦物有石英、鉀長石、斜長石、絹云母、方解石、榍石等。中深部礦石中的金屬礦物僅為黃鐵礦和赤鐵礦(圖7)，無黃銅礦、方鉛礦等，非金屬礦物有石英、斜長石、鉀長石、絹云母、方解石等。礦物相對(duì)含量見表1。

礦石結(jié)構(gòu)主要有自形—半自形、半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)和壓碎結(jié)構(gòu)，其次為填隙結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造為塊狀構(gòu)造，鏡下可分為角礫狀構(gòu)造、稀疏浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造等(圖8)。

本研究共采集了1件礦石組合分析樣品以及20件礦石光譜全分析樣品。通過分析，確定礦石的主要有用元素為Au，區(qū)內(nèi)礦體Au平均品位為2.35×10-6。光譜全分析確定的礦體伴生有利元素為Ag、S。礦石中有害元素As含量低，品位為(0.64～6.12)×10-6，不會(huì)對(duì)礦石質(zhì)量產(chǎn)生影響。

圖6 4#線剖面

圖7 黃鐵赤鐵礦化巖石

表1 礦石中礦物相對(duì)含量 %

圖8 礦石半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)和浸染狀構(gòu)造

礦石自然類型主要為原生金礦石，近地表有少量氧化金礦石。依據(jù)礦石物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組合特征、蝕變碎裂程度等因素，可將原生礦石劃分為含自然金角礫巖型、含自然金石英脈型、含自然金碎裂狀二長花崗巖型、含自然金黃鐵礦化硅化鉀化二長花崗巖型等，淺部以前三者為主，深部以含自然金碎裂狀二長花崗巖型為主。

3.3 礦體圍巖

金礦體圍巖為二長花崗巖，由于受到構(gòu)造活動(dòng)的影響，近礦圍巖多次破碎而形成碎裂巖，多分布于破碎帶兩側(cè)旁，當(dāng)巖石破碎、黃鐵礦化、硅化增強(qiáng)時(shí)，在斷裂上下盤(主要是下盤)往往形成金礦體，因而是礦體的直接圍巖。

3.4 礦化蝕變帶特征

研究區(qū)范圍內(nèi)共發(fā)現(xiàn)了1條礦化蝕變帶，該礦化蝕變帶受米山斷裂的次級(jí)斷裂控制，由探槽TC8、TC10、TC11、TC26揭露，鉆孔ZK04深部控制，總體走向近SN，傾向N，傾角40°～45°，地表控制長約1 km，寬5～12 m，主要由二長花崗質(zhì)碎裂巖、構(gòu)造角礫巖組成。蝕變有硅化、黃鐵礦化、赤鐵礦化、鉀長石化、碳酸鹽化、綠泥石化及絹云母化等，與成礦關(guān)系密切的有硅化、黃鐵礦化、絹云母化。

通過系統(tǒng)取樣分析，圈定了1條礦體，2條礦化體。礦體中Au品位為(1.03～3.98)×10-6，礦化體中Au品位為(0.53～0.79)×10-6，礦化體與礦體特征相似，礦化相對(duì)較弱。

4 成礦條件

研究區(qū)位于膠東威海—文登成礦帶內(nèi)，該成礦帶為膠東東部地區(qū)受米山斷裂帶控制的近SN向成礦帶，斷裂構(gòu)造發(fā)育，金礦成礦條件優(yōu)越。

4.1 地 層

區(qū)內(nèi)地層不甚發(fā)育，主要為古元古代荊山群，多呈包體(或殘留體)分布于新元古代及中生代侵人體中，巖性包括石英巖、黑云變粒巖、含石墨巖系、透輝巖、大理巖、二云石英片巖等，荊山群為較典型的孔達(dá)巖系[7]，其Au、Ag等在地層中豐度明顯偏高，是該區(qū)金礦成礦重要的礦源層之一，另外老地層巖石中的鈣鎂組分，受構(gòu)造活動(dòng)、巖漿侵入的影響，在熱液活動(dòng)中極易被活化，增加了熱液的活動(dòng)性和攝取礦質(zhì)的能力，有利于成礦[8-9]。

4.2 構(gòu) 造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造為SN向脆性斷裂，為米山斷裂的次級(jí)斷裂。SN向斷裂以米山斷裂為代表，為區(qū)域內(nèi)的主干斷裂，其兩側(cè)次級(jí)斷裂發(fā)育。米山斷裂為一超殼斷裂[1]，在地貌上特征較明顯，由堅(jiān)硬的石英脈透鏡體構(gòu)成的系列SN向展布、右行斜列的山包。其中部沿玲瓏序列與邱家單元的接觸帶展布，北段發(fā)育于邱家單元中，南段多被第四系覆蓋，局部地段火山巖發(fā)育。斷裂出露長約27 km，寬數(shù)十米至數(shù)百米;產(chǎn)狀穩(wěn)定，總體走向180°，傾向E，傾角為30°～60°。帶內(nèi)巖石破碎強(qiáng)烈，主要為花崗質(zhì)碎裂巖，中心部位發(fā)育絹英巖、黃鐵絹英巖，局部充填有寬大的石英脈，石英脈破碎并有弱褐鐵礦化顯示，并見有后期細(xì)小石英脈沿裂隙呈網(wǎng)脈狀貫入。斷裂面發(fā)育斷層泥、擦痕、階步等;斷裂兩側(cè)見有一系列沿張性裂隙貫人的石英脈，顯示出該斷裂具有多期多階段活動(dòng)特征，主構(gòu)造期表現(xiàn)為左行壓扭性。該斷裂控制著該區(qū)金及多金屬礦的形成與分布，其兩側(cè)次級(jí)斷裂中已發(fā)現(xiàn)金及多金屬礦床(點(diǎn))20多個(gè)，受構(gòu)造控制明顯。研究區(qū)內(nèi)脆性斷裂與金礦化的關(guān)系極為明顯，區(qū)內(nèi)所有的金礦體均產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶中，不僅是熱液上升的通道，而且為礦床的沉淀提供了有利空間[10-12]。

4.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育，主要有新元古代榮成序列。太古代—元古代變質(zhì)地層(表殼巖類)和變質(zhì)變形的深成侵入巖系(TTG巖系)[13]，即原始陸核形成發(fā)展期間和陸殼初期階段的已克拉通化的變質(zhì)基底巖系，為金礦的原始礦質(zhì)來源巖系。

巖漿巖的發(fā)育是熱液型金礦的重要控礦條件。研究區(qū)巖漿巖對(duì)金礦的控制體現(xiàn)在2個(gè)方面：第一，區(qū)域內(nèi)的金礦大多產(chǎn)于榮成序列變質(zhì)變形花崗巖中，它們是該區(qū)金礦的重要圍巖，榮成序列巖性主要為花崗閃長巖、二長花崗巖，是形成于新元古代的“S”型花崗巖[14]，是在荊山群孔達(dá)巖系的基礎(chǔ)上，經(jīng)過重熔及混合花崗巖化作用形成的，因而保留了荊山群等老地層Au、Ag等豐度高的特征，同時(shí)由于強(qiáng)烈的重熔、混合巖化，有可能在侵位過程中，在其與荊山群的接觸帶、構(gòu)造帶或其他有利成礦部位，形成金元素的初步富集;第二，燕山晚期強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)，一方面巖漿侵入活動(dòng)形成的巖漿期后熱液，含有大量的礦質(zhì)和活化組份，為礦床形成提供了物質(zhì)來源和介質(zhì)條件，另一方面巖漿活動(dòng)為金礦的形成提供了熱動(dòng)力條件[14]。

4.4 熱液蝕變

區(qū)域內(nèi)所有的金礦床(點(diǎn))均發(fā)育或?qū)捇蛘臒嵋何g變帶。研究區(qū)主要的蝕變類型為硅化、絹云母化、絹英巖化、鉀化、高嶺土化、綠簾石化、碳酸鹽化等。蝕變帶分帶現(xiàn)象明顯，由中心向兩側(cè)一般分為石英脈、絹英巖化、鉀長石化、高嶺土化等亞帶，熱液蝕變?yōu)樵搮^(qū)找礦的重要標(biāo)志，圍巖蝕變?cè)綇?qiáng)，礦化則越強(qiáng)，也為成礦預(yù)測的依據(jù)。

5 找礦方向

區(qū)域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的各類礦(化)體多賦存于米山斷裂上下盤SN向次級(jí)脆性斷裂中。礦(化)體的形態(tài)和產(chǎn)狀嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，礦(化)體的賦存部位多具有硅化角礫巖或石英脈，并具有黃鐵礦化、赤鐵礦化等。礦(化)體主要分布于新元古代榮成序列片麻狀花崗閃長巖、二長花崗巖區(qū)，且以各侵人體的接觸部位為主，表明榮成序列為區(qū)域內(nèi)礦(化)體的有利圍巖，圍巖蝕變主要有硅化、鉀化、絹英巖化、黃鐵礦化等。

研究區(qū)發(fā)現(xiàn)的礦化蝕變帶位于米山斷裂的次級(jí)斷裂內(nèi)，該礦化蝕變帶規(guī)模較大，礦化蝕變普遍較強(qiáng)，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，總體走向近SN，傾向E，傾角為40°～45°，地表長約1 km，寬5～12 m，主要由二長花崗質(zhì)碎裂巖、構(gòu)造角礫巖組成。蝕變有硅化、黃鐵礦化、赤鐵礦化、鉀長石化、碳酸鹽化、綠泥石化及絹云母化等，成礦條件優(yōu)越。激電異常特征顯示具有中低阻高極化特征，對(duì)應(yīng)的地表巖石剖面也有金異常顯示，槽探和鉆探工程均能有效揭露礦化蝕變帶。區(qū)內(nèi)礦化蝕變帶具有形成金礦床的條件，找礦潛力巨大。

6 結(jié) 語

詳細(xì)分析了山東文登西嶺西金礦礦床地質(zhì)特征及找礦方向，認(rèn)為區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的礦化蝕變帶位于米山斷裂的次級(jí)斷裂內(nèi)，規(guī)模較大，礦化蝕變普遍較強(qiáng)，總體產(chǎn)狀穩(wěn)定，地表礦化不均勻，槽探個(gè)別樣品中Au達(dá)到邊界品位，鉆探工程驗(yàn)證礦化體向深部具有延伸特征，并通過工程控制圈定了1條礦體。總體上，礦區(qū)找礦前景較好，建議在已有工作的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用物化探找礦方法進(jìn)一步開展工作，提高找礦效率。