山東省蓬萊市強溝金礦地質(zhì)特征及成因研究

張其凱,盛順超,韓 成,王明波,孫璐偉,盧文姬,賀 丹

(中國冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院,山東 煙臺 264000)

0 引 言

研究區(qū)位于郯廬大斷裂東側(cè),處于華北板塊(Ⅰ)、膠遼隆起(Ⅱ)、膠北隆起(Ⅲ)、膠北斷隆(Ⅳ)、膠北凸起(Ⅴ)的東北部,東有乳山牟平金礦帶,西鄰招萊金礦集中區(qū),處于棲霞蓬萊金礦成礦區(qū)的北部,區(qū)內(nèi)分布的數(shù)十條斷裂構(gòu)造帶,多數(shù)賦存金的工業(yè)礦體[1-5]。該區(qū)已發(fā)現(xiàn)大型金礦床1處、中型金礦床4處,小型金礦床25處,生產(chǎn)礦山密布[6-7]。本文通過對蓬萊市強溝金礦及外圍的基礎(chǔ)地質(zhì)特征、礦床成因、找礦方向及前景進行初步研究,總結(jié)了礦床成因及找礦規(guī)律,為后期工作提出建議。

1 地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)

研究區(qū)位于膠東半島招平—萊州金成礦帶,棲霞蓬萊金成礦區(qū)的北部[1-2](見圖1)。

1—新生代玄武巖;2—前寒武紀(jì)巖石;3—白堊紀(jì)花崗巖;4—白堊紀(jì)火山巖;5—侏羅紀(jì)花崗巖;6—新生代沉積物;7—>50 t、50～10 t、<10 t的金礦床圖1 膠東區(qū)域地質(zhì)簡圖及金礦分布圖

出露地層有膠東巖群、荊山群、粉子山群、蓬萊群、萊陽群等,其中膠東巖群為本區(qū)金礦的主要礦源層。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為近東西向、北東—北北東向及北西向斷裂構(gòu)造[3]。區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育,按其生成順序有新太古代序列,出露的巖性有含角閃黑云英云閃長質(zhì)片麻巖、片麻狀細(xì)粒含黑云花崗閃長巖、片麻狀細(xì)粒黑云二長花崗巖、中細(xì)粒變輝長巖;古元古代序列,出露的巖性有片麻狀細(xì)粒二長花崗巖;中生代序列,出露的巖性有斑狀中細(xì)粒含黑云二長花崗巖、斑狀粗中粒含黑云花崗閃長巖[1]。區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育,主要有閃長玢巖脈、石英閃長玢巖脈、煌斑巖脈、偉晶巖脈、花崗巖脈、石英脈等,多呈北東向展布,規(guī)模不等。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)地層較簡單,除第四系外,均為膠東巖群郭格莊巖組變質(zhì)巖,巖性主要為厚層狀黑云斜長片麻巖及黑云斜長角閃片麻巖夾黑云變粒巖、花崗片麻巖等。礦區(qū)構(gòu)造以北東—北北東向斷裂為主,形成于成礦前,為右行張扭性為主局部壓扭性的斷裂,是主要控礦斷裂。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育中生代斑狀粗中粒含黑云花崗閃長巖,屬郭家?guī)X巖體東部的邊緣相,主要分布于礦區(qū)的西部,侵入膠東巖群郭格莊巖組,局部與膠東巖群郭格莊巖組混合巖相呈過渡接觸。礦區(qū)內(nèi)脈巖主要有石英閃長玢巖脈,次為煌斑巖脈、石英脈。

2 礦體特征

2.1 蝕變帶特征

礦區(qū)范圍內(nèi)共發(fā)現(xiàn)5條北東向的構(gòu)造蝕變帶,自東向西編號依次為1、2、3、4、5號,其中1號蝕變帶規(guī)模最大。蝕變帶特征見表1。

表1 強溝礦區(qū)蝕變帶特征

2.2 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)共查明4個金礦體,其中Ⅰ、Ⅴ號礦體為主礦體,Ⅴ-1、Ⅴ-2號礦體為小礦體(見圖2)。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)簡圖

Ⅰ號礦體：為礦區(qū)主要礦體,賦存于1號礦化蝕變帶內(nèi),由含金黃鐵絹英巖化碎裂巖組成。礦體走向8°～29°,傾向南東,傾角62°～70°。礦體平面形態(tài)呈脈狀,斷續(xù)分布,傾向上具有分支復(fù)合現(xiàn)象,在+60 m以上為單一的脈狀礦體,在+60 m以下分為4個獨立的脈狀礦體。礦體最大斷續(xù)走向延長約1 180 m,單個脈體最大走向延長約521 m,控制最大傾斜延深391 m。礦體最小厚度為0.16 m,最大厚度為1.61 m,平均為0.56 m,厚度變化系數(shù)30.54%,屬穩(wěn)定類型;礦體單樣金最低品位1.56 g/t,最高品位77.20 g/t,平均品位8.26 g/t。礦石類型為黃鐵絹英巖化碎裂巖,該礦體探獲礦石量占礦床探獲總量的52.7%,金屬量占礦床探獲總量的54.8%。典型地質(zhì)剖面見圖3。

圖3 典型地質(zhì)剖面圖

Ⅴ號礦體：為礦區(qū)主要礦體,賦存于5號礦化蝕變帶內(nèi),由含金黃鐵絹英巖化碎裂巖組成。礦體走向31°～72°,+160 m標(biāo)高以上北西傾,傾角約68°,該標(biāo)高以下南東傾,傾角65°～82°。礦體形態(tài)近弧面脈狀。走向延長504 m,控制最大傾斜延深606 m。礦體最小厚度為0.19 m,最大厚度為1.28 m,平均為0.69 m,厚度變化系數(shù)32.52%,屬穩(wěn)定類型。礦體單樣金最低品位1.67 g/t,最高品位33.68 g/t,礦石類型為黃鐵絹英巖化碎裂巖。該礦體探獲礦石量占本次礦床探獲總量的34.6%,金屬量占本次礦床探獲總量的34.1%。

Ⅴ-1號和Ⅴ-2號礦體：礦體規(guī)模較小,位于Ⅴ號礦體的下盤,為隱伏礦體,其礦體的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀、厚度、品位、見礦標(biāo)高等詳見表2。

表2 礦體特征一覽表

2.3 礦石質(zhì)量

2.3.1 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)以晶粒狀結(jié)構(gòu),碎裂結(jié)構(gòu)為主,其次可見填隙、交代、包含、交代殘余結(jié)構(gòu)等;礦石構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和脈狀構(gòu)造。

2.3.2 礦物成分

主要礦物成分較為簡單,金屬礦物主要有銀金礦、自然金、黃鐵礦等;非金屬礦物主要有石英等。次要礦物成分較為復(fù)雜,金屬礦物有黃銅礦、方鉛礦、褐鐵礦及少量磁黃鐵礦等;非金屬礦物有絹云母、斜長石、方解石、綠泥石等(見表3)。

表3 礦石礦物成分一覽表

金礦物的載體礦物主要為黃鐵礦、石英,少量輝銅礦。金礦物主要賦存于上述各種礦物的晶隙、裂隙中,少部分分布于礦物之中(見圖4)。以晶隙金為主,約占67.4%,其中黃鐵礦晶隙金約占16.4%,黃鐵礦與石英晶隙金約占51%,裂隙金14%,包體金占18.6%。

a—自然金呈包體賦存于石英中; b—自然金呈包體賦存于黃鐵礦中圖4 金礦物賦存狀態(tài)

3 成礦條件及作用

3.1 成礦條件

通過對郭家?guī)X花崗閃長巖地球化學(xué)分析(見表4),具有高SiO2、Na2O、K2O,低TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、P2O5、H2O的特點。其中,近礦花崗閃長巖與正常花崗閃長巖的巖石化學(xué)成分相比,前者中的SiO2、Na2O、K2O、Fe2O3有明顯增加,FeO、MgO、CaO、P2O5、H2O有明顯降低[8-9]。這種相對富硅富堿貧鈣鎂的角閃質(zhì)花崗巖體對金成礦更為有利[10]。

表4 郭家?guī)X花崗閃長巖體巖石化學(xué)成分 %

郭家?guī)X花崗閃長巖體的微量元素含量見表5。由表5可知：郭家?guī)X花崗閃長巖體Au含量是標(biāo)準(zhǔn)花崗閃長巖體的7倍,Ag、Cu、As、Sb、Te等含量也普遍偏高。數(shù)十年來有大量的科研成果表明：郭家?guī)X花崗閃長巖體形成時,其富含大量金質(zhì)的期后熱液是膠東金礦床形成的主要物質(zhì)來源[1-5]。

表5 郭家?guī)X花崗閃長巖體微量元素含量表 g/t

3.2 成礦作用

根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物共生組合及其相互穿插關(guān)系,認(rèn)為本礦區(qū)成礦作用可分為3個階段,各礦物的生成順序見表6。

表6 礦物形成序列表

由表6可知：(1)石英-粗粒黃鐵礦階段：該階段主要形成黃鐵礦化石英脈,黃鐵礦為粗粒狀,零星鑲嵌于石英脈中;(2)金-石英-細(xì)粒黃鐵礦階段：該階段為微粒金的主要成礦階段,石英以細(xì)粒為主,常與絹云母、細(xì)粒黃鐵礦等形成黃鐵絹英巖;(3)絹云母-方解石階段：該階段以絹云母形成為主,后期有少量方解呈細(xì)脈狀石分布。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

根據(jù)以上成礦過程,該礦床成因類型為巖漿期后中溫?zé)嵋撼涮罱淮徒鸬V床。

4.2 成礦規(guī)律

研究區(qū)位于棲霞蓬萊金礦成礦區(qū)的北部,圍巖蝕變較弱,且類型較簡單,礦石類型以石英脈型和蝕變巖型為主。礦床具有以下成礦規(guī)律：(1)研究區(qū)內(nèi)花崗閃長巖體與膠東巖群的接觸帶是成礦有利地段。(2)礦體嚴(yán)格受NNE向張扭性斷裂控制。(3)礦體淺部產(chǎn)狀相對稍緩,約50°～60°,隨著深度增加產(chǎn)狀逐漸變陡,局部近直立或反傾。(4)礦石以含金石英脈型為主,少見金屬硫化物。礦體淺部為石英脈充填型,深部多為黃鐵絹英巖、黃鐵絹英巖化碎裂巖夾石英脈型。(5)礦脈較薄,總體上厚度較穩(wěn)定,但在走向上常常尖滅再現(xiàn)。(6)有用組分分布不均勻,部分礦段金品位較低,部分礦段品位上千克,甚至出現(xiàn)明金。縱向上看,隨著深度增加金品位有逐漸變均勻的趨勢。(7)煌斑巖脈較為發(fā)育,常與含金石英脈并行發(fā)育于斷裂中,在伴有煌斑巖脈大量發(fā)育的部位,特別是礦體的淺部,常有明金出現(xiàn);另外,礦區(qū)(石英)閃長玢巖脈也較發(fā)育,但(石英)閃長玢巖脈為成礦后脈巖,常對礦體構(gòu)成破壞作用。

根據(jù)以上成礦規(guī)律,Ⅰ號礦體規(guī)模較大、礦化連續(xù)、礦體形態(tài)簡單、產(chǎn)狀穩(wěn)定,據(jù)此推斷,本次Ⅰ號礦體北東部深部有很好的找礦潛力。

4.3 找礦標(biāo)志

根據(jù)礦床成礦規(guī)律,總結(jié)本礦床找礦標(biāo)志如下：

地層標(biāo)志：礦床產(chǎn)于花崗閃長巖體與膠東巖群接觸帶附近的黑云斜長片麻巖中。

斷層標(biāo)志：本礦床受控于近等間距(150～300 m)分布的NNE向斷裂帶中。

產(chǎn)狀標(biāo)志：礦體產(chǎn)狀大都較陡,一般65°～85°。

礦脈標(biāo)志：本礦床為含金石英脈充填型金礦,石英脈為乳白—灰白色,地表常為黃白色,與圍巖界限明顯,在野外找礦中標(biāo)志十分明顯。

脈巖標(biāo)志：本礦床煌斑巖較為發(fā)育,常與含金石英脈并行充填于控礦斷裂中,野外找礦標(biāo)志較為明顯。

5 結(jié) 論

(1)研究區(qū)成礦地質(zhì)條件較好。區(qū)內(nèi)出露地層主要為膠東巖群,是區(qū)域主要的金礦源層。區(qū)內(nèi)花崗閃長巖體發(fā)育,其Au含量是標(biāo)準(zhǔn)花崗閃長巖體的7倍,巖體形成時,含大量金質(zhì)的期后熱液是膠東金礦床形成的主要物質(zhì)來源。

(2)根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物共生組合及其相互穿插關(guān)系判斷,研究成礦作用可分為粗粒石英-粗粒黃鐵礦階段、金-細(xì)粒石英-細(xì)粒黃鐵礦多金屬硫化物階段、絹云母-石英、方解石階段。前兩個階段為金主要富集階段。

(3)強溝金礦圍巖蝕變較弱,且類型簡單,礦石類型以石英脈型和蝕變巖型為主,為中溫?zé)嵋撼涮罱淮徒鸬V床。

(4)花崗閃長巖體與膠東巖群接觸帶、NNE向斷裂帶中金石英脈是研究區(qū)內(nèi)重要的找礦標(biāo)志。