胶东旧店金矿控矿因素与地球化学特征研究

2022-09-12

一、旧店金矿床地质概况

该区位于华北板块与胶北地块胶北隆起与胶莱盆地的结合部位, 栖霞—莱州东西向复背斜的南翼, 招平断裂带南段西侧, 北与招远—莱州金矿带毗邻, 是招掖金矿成矿带的一部分。

区内结晶基底为下元古界荆山群变质岩系, 岩浆岩主要分布招平断裂以西, 主要为玲珑超单元系列侵入岩。

内脉岩较发育, 地表发现有20多条, 与金矿化有关的脉岩呈北东向, 倾向北西, 倾角50-85°, 脉岩一般长几百米, 宽1-5米, 有分支复合, 尖灭再现等特点, 可分为酸性和中基性两种。

构造以断裂为主, 主要发育有具压扭性的NE及NNE向两组断裂, 也是主要的控矿构造。NE向断裂总体走向NE30°-40°, 倾向NW, 倾角60°-85°, 断裂面沿走向和倾向昀呈舒缓波状, 其性质为压扭性, 断裂带内及其两侧岩石片理化发育, 具压扭性特点。该组断裂大部分具金矿化, 其中1号脉最大、矿化最强。

二、矿床地质特征

旧店金矿1号脉出露于旧店镇东部, 北东与碎石山断裂相交, 向南西经旧店镇止于王埠后一带, 全长7000余米, 宽1-13米。现已探明储量且正在开采的金矿的金属量已超过20吨。围岩是玲珑超单元的云山单元和崔召单元的片麻状二长花岗岩。

1号脉为含金石英脉型矿体, 石英脉多呈单体。石英脉的分布受断裂构造控制, 其两侧往往是绢英岩, 界线明显, 在绢英岩中有大量细小石英网脉, 造成强烈硅化。金属硫化物 (主要是黄铁矿) 以脉状、团块状、浸染状赋存于含矿构造带及蚀变围岩中。金矿体均赋存于石英脉中, 而且石英脉愈破碎、规模愈大, 愈有利于富矿的形成。1号脉分Ⅰ、Ⅱ两个矿段, 两矿段之间有1000米左右的无矿段。

1. 矿体形态、规模

1号脉Ⅱ矿段在长1600m, 在20—41勘探线间, -500m标高以上共圈出大小16个矿体。矿体总体走向为40°, 倾向北西, 倾向南缓北陡, 浅部缓, 深部陡。

1号脉Ⅱ矿段最大矿体位于10-13号勘探线之间, 已发现多个矿体, 矿体形状呈不规则薄板状, 赋存标高60米~-160米, 总体走向40°, 倾向北西, 倾角65-80°, 矿体沿走向最长420米, 矿体垂直延伸220米, 矿体厚度0.44—2.18米, 平均厚度1.31米。最小矿体长30m, 垂直深度20m。

矿脉中矿体成群分布, 矿体群由南西 (上部) →向北东深部侧伏, 侧伏角40°-50°, 矿体群中单个矿体从上→下有变小的趋势。

2. 围岩蚀变特征

由于多期次多阶段的地质构造活动及热液蚀变, 形成了大范围的、破碎程度不同的、复杂的构造破碎带, 又因主断面两侧岩石所受应力不同, 热液对围岩的选择性交代, 矿体围岩普遍存在发育强度不同的蚀变。绢英岩化比较强, 碳酸岩化、黄铁矿化和硅化相对来说比较弱。

绢英岩化围岩是构造带的主体, 是主蚀变带, 是Au元素的主要富集载体, 也是赋矿主体。绢英岩化围岩主要有绢英岩化花岗碎裂岩、碎裂花岗岩带和绢英岩化碎裂岩带。

3. 矿石中矿物组成

(1) 金属矿物, 主要为黄铁矿, 其次为磁黄铁矿、菱铁矿、方铅矿、闪锌矿和黄铜矿等。

(2) 脉石矿物, 主要为石英, 其次为绢云母、长石、方解石。

(3) 次生氧化矿物以褐铁矿、孔雀石为主。

4. 成矿阶段

旧店金矿成矿可划分为五个阶段:

1.黄铁矿—石英阶段:不成矿, 属弱矿化阶段。有较大规模的石英脉和少量黄铁矿形成。黄铁矿多为粗粒、自形, 呈团块状分布。金品位低, 小于1g/t。

2.石英—黄铁矿阶段:发育最广泛, 矿化最强, 为主成矿阶段。主要有黄铁矿、磁黄铁矿、石英。因石英和黄铁矿所占比例不同形成不同类型的矿化脉体。随黄铁矿的含量的增加, 金品位也发生较大变化。当黄铁矿含量>60%时, 可形成块状黄铁矿或黄铁矿脉。黄铁矿多为中粗粒, 自形—半自形, 呈致密状、条带状、网脉状分布与黄铁矿—石英阶段的石英脉裂隙中。

3.石英—菱铁矿—微细粒黄铁矿阶段:主要有细粒、微细粒黄铁矿、胶黄铁矿、菱铁矿、石英和金、银矿。呈细脉叠加与前两个阶段之上, 提高金、银矿石的品位。由于构造部位的局部性质不同, 黄铁矿的产出状态不一样。在张性构造部位, 有显胶黄铁矿产出, 网格状构造。急剧变化的物化条件可形成富矿体。

4.石英—多金属硫化物—铁锰碳酸岩阶段:属弱矿化阶段。主要有黄铁矿、菱铁矿、磁黄铁矿、石英、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿等。呈细脉叠加于之前三个阶段之上, 可提高金矿石的品位。

5. 石英—碳酸盐阶段:弱矿化阶段。在矿脉尖灭处较发育, 呈细脉状充填于晚期构造裂隙中。

5.控矿因素

矿床具有明显的多期次多阶段性成矿的活动的特点, 并具有继承、叠加、改造等特征。主要由三大因素复合控制:荆山群为主体的变质岩系基底;NE—NNE向断裂带;重熔型岩浆岩。

以荆山群为主体的变质岩基底, 具有较高的金丰度值, 为矿石形成的来源。NE—NNE向控矿构造中, 断裂发育, 空间裂隙大, 脉体多充填其中。玲珑超单元花岗岩则为原地、半原地交代-重熔型花岗岩, 在重熔过程中, 使得Au元素活化、迁移、富集, 并伴随Ag、Cu、Zn、Pb等多金属矿化富集, 为主要的矿化期。另外, 早期的韧性剪切和晚期的脆性变形, 造就了断裂带的变形、碎裂岩的形成以及糜棱岩与碎裂岩叠加, 使得Au流体运移、沉淀。主裂面下盘的蚀变岩蚀变强烈且变叠加的部位, 含金量高。

三、元素地球化学特征

旧店金矿床1号脉Ⅱ矿段矿体和矿化体中共同元素组合是:Au、Ag、Cu、Zn、Hg、As、Sb、B、Bi、Mo、Mn、Co、Ni、W;特征元素组合:矿体中共同的元素组合是:Au、Ag、Pb、Cu、As、Bi、Mn、Co。

旧店金矿床1号脉Ⅱ矿段内构造叠加的元素是:Au、Ag、Pb、Cu、Zn、Hg、As、Sb、Bi、Mo、Mn、Co、Ni、W, 并且在主断裂带富集。成矿阶段, 第2、3、4阶段Au、As衬值高, 第4阶段Pb、Cu高, 第1、5阶段Au、Ag、Pb、Cu、Zn低, As第1阶段比第5阶段高。

Au、Ag:成矿元素。Au也是最直接、最重要的指示元素。在矿体前缘构造中, 距矿体越远, 其异常强度越低。Ag可直接指示金矿体赋存部位。

Pb、Cu、Zn:为第3、4阶段的特征指示元素, 其异常表示成矿作用叠加, 金品位提高, 可在深部形成富矿体。Cu、Pb的异常强度、异常范围均大于Zn的异常。

Hg、As、Sb:为前缘晕特征指示元素。在地质构造中, 其异常强度在矿体上部及近前缘最高, 在下部及尾晕中异常强度低或无异常。在矿体外带中, 在矿体前缘也可能不连续的异常。

Bi、Mo、Mn、Co、Ni为尾晕特征指示元素, 其强异常是矿体尾部和尾晕的重要指示。

结论

1. 胶东旧店金矿床Ⅰ号脉受压扭性断裂构造控制。

胶东旧店金矿床Ⅰ号脉矿化富集严格受构造断裂带控制。控矿构造以多期活动的压扭性断裂为主, 沿主断裂构造面, 矿化和绢英岩化较强, 成矿部位多位于构造蚀变带内岩体走向、倾向产状变化的拐点处。岩石蚀变程度高, 裂隙节理发育, 孔隙度大, 有足够的空间以供矿液渗透、扩散和交代。

2. 旧店金矿床的形成具有多阶段多期次叠加成矿的特点。

胶东旧店金矿床的五个成矿阶段中, 第1阶段含Au量低, 局部金矿化;第2、3、4阶段为主成矿阶段。第2、3、4阶段成矿作用同位叠加形成原生晕, 含Cu、Pb、Zn异常高, 提高了金矿石品位, 可形成富矿体。

3. 各元素分布于或趋向分布于构造断裂中, 对胶东旧店金矿床的盲矿预测, 提出了最佳指示元素组合。

地球化学异常元素具有良好的组合性, 与金元素相关性密切的元素为Ag、Pb、Cu、As、Sb、Bi等, 主要聚集于主断裂带构造蚀变岩带内, 特别是构造交汇处。构造蚀变带内的元素地球化学异常特征对盲矿的预测具有指导意义。对于胶东旧店金矿床的盲矿预测, 其最佳指示元素组合是:Au、Ag、Pb、Cu、Zn、Hg、As、Sb、Bi、Mo、Mn、Co、Ni。

摘要：通过对胶东旧店金矿床大量地质地球化学资料的研究, 结合矿体的地质特征, 分析其主要控矿因素, 综合其矿床元素的地球化学特征, 讨论其多阶段成矿作用的叠加, 以及金矿床的最佳元素组合。