李旭芬, 劉建朝, 米乃哲, 張學(xué)仁, 于 虎, 張 雪, 高 坡

(1.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院,西安 710054;2.延長(zhǎng)石油集團(tuán)研究院,西安 710061; 3.山東金州集團(tuán)地質(zhì)勘探有限公司,乳山 264501)

山東三甲金礦床控礦構(gòu)造特征及深部預(yù)測(cè)

李旭芬1, 劉建朝1, 米乃哲2, 張學(xué)仁1, 于 虎3, 張 雪1, 高 坡1

(1.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院,西安 710054;2.延長(zhǎng)石油集團(tuán)研究院,西安 710061; 3.山東金州集團(tuán)地質(zhì)勘探有限公司,乳山 264501)

三甲金礦床位于膠東半島東部的牟乳金礦帶內(nèi)岔河—三甲斷裂的南端,其圍巖主要為古老變質(zhì)巖和昆崳山花崗巖,為含金石英脈型金礦。本文通過(guò)對(duì)礦床控礦構(gòu)造空間形態(tài)、活動(dòng)期次、力學(xué)性質(zhì)以及圍巖蝕變等方面的研究,認(rèn)為三甲金礦主要受控于主斷裂,其內(nèi)不同期次的次級(jí)斷裂控制了礦體的空間產(chǎn)出位置;控礦斷裂至少經(jīng)歷了三期應(yīng)力改造,早期為壓扭兼張扭性的右行剪切變形,中、晚期以張性裂隙為主-形成多金屬硫化物石英脈,后期為壓扭性裂隙內(nèi)部充填形成石英+碳酸鹽+多金屬硫化物。進(jìn)而總結(jié)了礦體在斷裂帶中分布的規(guī)律性。深部地球化學(xué)研究表明,三甲金礦的礦石類型、礦石礦物組合具有垂向分帶的特征,礦物組合逆向分帶與地球化學(xué)原生暈所指示的深部成礦疊加相一致。結(jié)合礦體在斷裂中分布的規(guī)律以及原生暈特點(diǎn),推斷三甲金礦在-506m標(biāo)高以下尚有成礦富集段的存在,此次研究為深部找礦提供了重要的依據(jù)。

構(gòu)造控礦 疊加暈 深部預(yù)測(cè) 三甲金礦

L i Xu-fen,L iu J ian-chao,M i Na i-zhe,Zhang Xue-ren,Yu Hu,Zhang Xue,Gao Po.Features of ore-controlling structure and prediction of m ineralization at depth in the Sanj ia gold deposit,Shandong Province[J].Geology and Exploration,2010,46(3):0392-0399.

0 引言

膠東半島是我國(guó)最大的金礦產(chǎn)出集中區(qū),也是環(huán)太平洋中、新生代金礦成礦系統(tǒng)的重要組成部分(Goldfarb,1989),膠東半島金礦儲(chǔ)量約占全國(guó)探明巖金儲(chǔ)量的三分之一以上(趙鵬沄,2007)。位于膠東地區(qū)東部的牟乳金礦帶是膠東金礦集中區(qū)的重要黃金產(chǎn)地,有乳山、牟平、金牛山、三甲、胡家口、銅錫山等大、中型金礦床。三甲金礦床是牟乳金礦帶內(nèi)重要的石英脈型金礦之一。自1979年礦山開采以來(lái),冶金部山東地勘局三隊(duì)與冶金部地球物理勘查院物化探研究所合作,預(yù)測(cè)-26m標(biāo)高下有盲礦體, 1993經(jīng)冶金部山東地勘局三隊(duì)鉆探證實(shí)(標(biāo)高-26m～-266m)。1998年中科院地質(zhì)研究所沈遠(yuǎn)超、謝宏遠(yuǎn)等在此也做了大量工作。近年來(lái),隨著開采力度不斷加大,三甲礦產(chǎn)資源頻臨枯竭,礦體深部延伸不明,極大地制約了礦山的發(fā)展。要扭轉(zhuǎn)礦山危機(jī)的根本狀況,首先要瞄準(zhǔn)國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo),開展理論預(yù)測(cè)與科學(xué)找礦研究,加強(qiáng)從地表找礦轉(zhuǎn)向500m深的“第二找礦空間”找礦(呂才玉,2007;羅衛(wèi), 2007;周云,2009)。雖然前人比較注重從已知礦化分布特征和富集分帶性質(zhì)推斷下部或隱伏礦脈(翟欲生,2004;李惠,1998;李惠,2001),但未見大的找礦突破,因此,本文根據(jù)野外調(diào)查和前人研究的基礎(chǔ),對(duì)三甲金礦的構(gòu)造控礦特征進(jìn)行了分析,總結(jié)了控礦構(gòu)造規(guī)律,并結(jié)合地球化學(xué)原生暈的研究,對(duì)三甲金礦脈進(jìn)行了深部成礦預(yù)測(cè),為礦山深部勘探開采提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

在中國(guó)大陸板塊地質(zhì)構(gòu)造中,膠東的地質(zhì)構(gòu)造獨(dú)具特色。在長(zhǎng)期的地殼發(fā)展和演化過(guò)程中,區(qū)內(nèi)地質(zhì)體、地質(zhì)構(gòu)造的組成和分布及其動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程,主要受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造時(shí)空演化規(guī)律控制(宋明春, 2007)。受西太平洋的俯沖作用和郯廬斷裂的左行走滑運(yùn)動(dòng)的影響,發(fā)育了一系列的NNE向斷裂,這些斷裂是膠東地區(qū)金礦床主要的導(dǎo)礦和容礦構(gòu)造,主要的金礦帶即產(chǎn)于這些斷裂體系中。另外,膠東半島還具EW向展布的反“S”狀的弧形斷褶-變質(zhì)巖相型式,主要是老的北東構(gòu)造復(fù)合古老EW向構(gòu)造的產(chǎn)物。膠東金礦產(chǎn)地集中分布的規(guī)律也受這一反“S”形構(gòu)造-巖相型式的控制(楊敏之,1996)。

區(qū)內(nèi)出露的主要地層為太古宙膠東群,主要巖性為黑云變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖、黑云片巖和大理巖等。此外大面積出露昆崳山復(fù)式花崗巖體,主要巖性為黑云母二長(zhǎng)花崗巖。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)概況

三甲金礦位于牟平-乳山金礦帶內(nèi)岔河-三甲斷裂的南端,并處在昆崳山花崗巖與三佛山花崗巖的接觸部位,屬綠巖帶強(qiáng)烈活化改造深溶花崗巖內(nèi)兩期疊加的典型中-高溫?zé)嵋菏⒚}型金礦(楊敏之,1996)。

1.2.1 地層

礦區(qū)出露的主要地層為太古—元古界膠東群魯家夼組,它以殘留體分布于昆崳山黑云母花崗巖中,二者呈漸變過(guò)渡關(guān)系,殘留體多為橢圓狀、長(zhǎng)幾十米至幾千米不等。巖性主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖,斜長(zhǎng)角閃巖,大理巖等。地層走向主要為NE-NNW,傾向南西,傾角70°～85°,少部分走向?yàn)镹E-NEE,傾向南東或北西,傾角60°～80°。

1.2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,主要為北北東向(圖1),自西向東為:青虎山-唐家溝斷裂、石溝-巫山斷裂、岔河-三甲斷裂、將軍石-曲河莊斷裂、馬家莊-葛口斷裂,其大致以4～5km呈等間距出現(xiàn),走向5°～25°,傾向多為南東,傾角75°～85°,長(zhǎng)10～25km,寬1～10m。這幾條控礦斷裂共同的特點(diǎn)是:①斷裂具多期多次活動(dòng)特點(diǎn),以壓扭為主,局部具張扭性特征,屬?gòu)?fù)合性結(jié)構(gòu)面。②斷面呈舒緩波狀,延伸長(zhǎng),傾角陡。③沿同一條控礦斷裂帶上分布的相鄰金礦床,其側(cè)伏方向是相反的,乳山式金礦具有NNE向成帶,NE向成行的特點(diǎn)(謝宏遠(yuǎn), 1999)。④這五條斷裂近于平行并等間距分布,且斷裂帶內(nèi)含金石英脈,脈巖,硅化、絹英巖化蝕變巖等充填。這些斷裂是牟乳金礦帶內(nèi)金的成礦作用的導(dǎo)礦斷裂和主要的容礦斷裂,它們控制了牟乳金礦帶90%的金礦床產(chǎn)出。

圖1 三甲金礦礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Sketch map showing geological structure of the Sanj ia gold deposit

1.2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為中生代花崗巖及各類脈巖,花崗巖包括昆崳山花崗巖和三佛山花崗巖,關(guān)于昆崳山黑云母花崗巖的成因,經(jīng)野外多處觀察,均見到它與膠東群地層呈漸變過(guò)渡關(guān)系,在花崗巖體內(nèi)尚存在著許多膠東群殘留體,產(chǎn)狀基本一致,邊部可見混合巖化和混溶現(xiàn)象,這一現(xiàn)象表明昆崳山花崗巖體的原巖為膠東群,是交代成因的殼源深熔花崗巖,大量的巖石學(xué)研究、微量元素、稀土元素及同位素研究也都支持這一結(jié)論(楊敏之,1996)。在形成時(shí)代上,昆崳山花崗巖主要屬?gòu)?fù)式巖體,是巖漿多期多階段疊加的結(jié)果,野外的各種接觸關(guān)系及眾多的同位素年齡正是這一結(jié)果的具體反映(張華鋒,2006;郭敬輝,2005;張華鋒,2004;Hu,2004),表明殼源深熔巖漿活動(dòng)的終止時(shí)間為中生代燕山晚期,大量發(fā)育的各種脈巖是這一過(guò)程的證據(jù)。三佛山巖體與昆崳山巖體呈侵入接觸關(guān)系,在三佛山巖體中有圍巖俘虜體和同化混染現(xiàn)象,一些接觸部位,可見到接觸交代礦物。前人認(rèn)為(謝宏遠(yuǎn),1999;王鶴年,1998),三佛山花崗巖的侵入時(shí)代大體介于晚侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)。形成時(shí)代稍晚于昆崳山,它的成因?qū)儆谕苄蛶r漿花崗巖。

1.2.4 脈巖

三甲金礦巖漿活動(dòng)的一個(gè)突出特點(diǎn)是礦區(qū)內(nèi)各脈巖大量出現(xiàn)(大于50條/km2)(謝宏遠(yuǎn),1998),包括煌斑巖、閃長(zhǎng)玢巖、正長(zhǎng)斑巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、霏細(xì)巖、花崗斑巖、輝綠巖等,它們平行或垂直于礦體產(chǎn)出,其規(guī)模一般長(zhǎng)幾十米至數(shù)千米,寬幾十厘米到十幾米不等。走向北西、北北東、北東、北東東,傾向北東—南東,傾角65°～85°。最發(fā)育的脈巖主要是煌斑巖,晚于金礦脈形成的少數(shù)煌斑巖脈呈NE向或NW向展布,切穿金礦脈,巖脈兩側(cè)金礦脈有一定位移。早于金礦脈形成的煌斑巖的Rb-Sr等時(shí)線年齡為約132.34Ma,與金礦脈同期形成的煌斑巖的K -Ar年齡為約104.97Ma(Hu,2004;應(yīng)漢龍, 1996),煌斑巖與金礦脈無(wú)論在時(shí)間上還是空間上均有著密切的關(guān)系。由此可見,區(qū)內(nèi)金礦床的形成除了與花崗巖有關(guān)外,還應(yīng)與其伴生的煌斑巖有著一定的聯(lián)系,礦區(qū)內(nèi)脈巖的發(fā)育反映了斷裂體系為穿透性斷裂構(gòu)造體系,礦區(qū)為幔源巖漿及熱液活動(dòng)區(qū)(曾慶棟,1999)。

2 控礦構(gòu)造特征

2.1 控礦構(gòu)造空間形態(tài)

三甲斷裂自孔西山向南經(jīng)下初,段家西山斷續(xù)到大石家以南。這條斷裂上分布有銅錫山金礦、三甲金礦和數(shù)個(gè)礦點(diǎn),是一條主要成礦帶。

該斷裂全長(zhǎng)25km(在礦區(qū)內(nèi)長(zhǎng)5.5km),寬2～8m,一般寬2～3m,傾斜延伸已控制達(dá)七百余米。礦區(qū)內(nèi)走向340°～355°,傾向北東,傾角75°～83°。斷裂帶由多條平行逆沖斷層、片理化帶、蝕變碎裂巖及斷層泥組成,并常充填有含金石英脈、煌斑巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈等。

平面上因破碎帶寬度的變化控礦構(gòu)造呈藕節(jié)狀(圖2),局部突然變寬呈囊狀。斷裂面呈波狀起伏,以致整個(gè)斷裂面呈舒緩波狀。剖面上有陡緩變化,向深部總體產(chǎn)狀變陡,構(gòu)造帶寬度的變化使整體形態(tài)呈囊狀、透鏡狀、藕節(jié)狀,還發(fā)育有一批走向北北東15°～35°的一些張性分支小斷裂,呈現(xiàn)“入字型”構(gòu)造,并有金礦體賦存。

圖2 三甲金礦床地質(zhì)圖Fig.2 Geologicalmap of the Sanjia gold deposit

2.2 控礦構(gòu)造活動(dòng)期次及力學(xué)性質(zhì)

主斷裂整體發(fā)育在硅化、鉀化蝕變的昆崳山巖體內(nèi)部。從地表上看似乎是單一的主斷裂,但經(jīng)過(guò)詳細(xì)觀察發(fā)現(xiàn),其內(nèi)部發(fā)育了多組不同方向,而且是不同期次的次級(jí)斷裂體系,它們控制了三甲礦區(qū)的多期礦化事件。

次級(jí)控礦斷裂至少有三期構(gòu)造活動(dòng),形成稍早并以NNW350°走向的微裂隙為壓扭性,內(nèi)部含礦性差;而NNE5°走向微裂隙呈現(xiàn)張扭活動(dòng)性質(zhì),形成稍晚并切割早期在此裂隙內(nèi)部充填黃鐵礦細(xì)脈,構(gòu)成三甲礦區(qū)的早期礦化。這種次級(jí)斷裂組合指示,控制早期礦化的是區(qū)域右行剪切應(yīng)力場(chǎng)。而在此早期右行剪切性應(yīng)力場(chǎng)的控制下,兩組微裂隙多具右行正斷活動(dòng)性質(zhì),同樣在此應(yīng)力場(chǎng)的控制下,早期形成的石英+黃鐵礦細(xì)脈型礦化體應(yīng)該是向南側(cè)伏的。

中-晚期,18線以北,在NNE15°～35°走向和NNW345°～335°走向的張性共軛裂隙組合,內(nèi)部充填石英+多金屬硫化物脈,切割并疊加在早期含黃鐵礦微裂隙型礦化體的基礎(chǔ)上。這種次級(jí)斷裂組合指示控制晚期礦化的是區(qū)域南北向擠壓伴隨左行剪切應(yīng)力場(chǎng)。正是受該期礦化事件的疊加影響,在三甲礦區(qū)-386～-346m中段,形成了一個(gè)晚期礦化的疊加膨大部位。在晚期的區(qū)域左行張扭性應(yīng)力場(chǎng)的控制下,上述共軛張性裂隙多具左行正斷活動(dòng)性質(zhì)。

除了以上兩期最主要的礦化事件以外,三甲礦區(qū)還有一期更晚的礦化疊加過(guò)程,在NE40°～60°走向的壓扭性裂隙內(nèi)部(還有與其共軛的NW300°～320°走向壓性裂隙,內(nèi)部不含礦)充填形成石英+碳酸鹽+多金屬硫化物礦化脈,切割早期形成的兩期礦化脈體,是三甲礦區(qū)最晚的礦化事件。但該期礦化在三甲礦區(qū)并不是很發(fā)育,只在個(gè)別中段有少數(shù)此種類型的含礦細(xì)脈出現(xiàn)。該金礦床的金礦化作用主要與中晚期左行張性應(yīng)力場(chǎng)有關(guān)。

3 圍巖蝕變及礦石類型

坑道觀察表明,該金礦的圍巖蝕變主要沿構(gòu)造帶呈帶狀分布,近礦圍巖蝕變主要有鉀化、絹云母化、絹英巖化、黃鐵礦化、綠泥石化等。蝕變帶分帶性質(zhì)不明顯,大致的規(guī)律:中間常為含金石英脈或黃鐵絹英巖化碎裂巖帶,二者常構(gòu)成金礦體;向兩側(cè)依次為硅化絹云母化碎裂花崗巖、綠泥石化或鉀化花崗巖。但上述分帶多數(shù)地段發(fā)育不完善,常有缺失和不對(duì)稱出現(xiàn),表現(xiàn)為礦體上盤蝕變較弱,而下盤蝕變發(fā)育。

礦石類型主要有金-黃鐵礦-石英、金-黃鐵礦-多金屬硫化物-石英及金-黃鐵礦-磁鐵礦-石英型。金屬礦物以黃鐵礦為主,其次是磁鐵礦,有少量黃銅礦、方鉛礦及閃鋅礦等,金礦物主要有自然金、銀金礦。非金屬礦物以石英為主,其次是絹云母、長(zhǎng)石、重晶石、鐵白云石、方解石、綠泥石等。

礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形-自形粒狀結(jié)構(gòu),其次為填隙結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等。而礦石構(gòu)造以塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀構(gòu)造為主。

金礦物的賦存狀態(tài)以裂隙金為主,占68.3%,其次是晶隙金占28.6%,包體金占4.9%。

4 深部地球化學(xué)特征

三甲金礦地球化學(xué)元素具有Bi+Hg+As+Sb +Co、Pb+Zn和Ag+Cu+Au的組合特點(diǎn),從尾暈元素Ni、Co、Mo與前緣暈元素Hg、As、Sb、Ag的相關(guān)性來(lái)看(表1)、Ni與Hg、As、Sb、Ag均顯弱負(fù)偏相關(guān),Co與Sb、Ag顯正相關(guān),Mo與Hg、As分別具有弱正/負(fù)偏相關(guān)而與Sb顯負(fù)偏相關(guān)。聚類分析顯示(圖3),三甲金礦表現(xiàn)出Bi與Hg距離較近,二者相關(guān)于偏相關(guān)系數(shù)均大于0.9(表1),表明Bi和Hg的密切關(guān)系,三甲金礦具有成礦疊加的指示,頭尾暈元素疊加尤為明顯(Bi+Hg+As+Sb+Co組合),且各元素隨礦體垂深的變化趨勢(shì)說(shuō)明疊加主要發(fā)生在深部。三甲金礦在淺部以以富Cu或多金屬組合之含金石英脈為特點(diǎn),向深部有益組分趨于單一并以Au為主,但Cu、Zn等相對(duì)富集段亦時(shí)有出現(xiàn)。

圖3 三甲金礦-426m～-186m標(biāo)高礦體微量元素聚類分析譜系圖①Fig.3Cluster analysis dendrogram of trace elements of ore body at elevation from-426m～-186m to in Sanjia gold deposit①

前人對(duì)三甲金礦-106m標(biāo)高以上所做大量研究顯示(楊敏之等,1996),礦體具Cu-Au-Sb-Zn -Pb-Mo-Ag-Bi-As逆向分帶,礦體厚度在0 m標(biāo)高附近趨于變薄、品位趨于變低,礦石有金-黃鐵礦-石英、金-黃鐵礦-多金屬硫化物-石英及金-黃鐵礦-磁鐵礦石英三種類型且呈垂向分帶,礦石見角礫狀構(gòu)造。結(jié)合穩(wěn)定同位素、流體包裹體等礦床地球化學(xué)證據(jù),三甲金礦在成礦物質(zhì)上大部分來(lái)自深部,部分來(lái)自綠巖帶演化的預(yù)富集,成礦熱液則是多種來(lái)源熱液的混合,被認(rèn)為系兩期熱液疊加成因。三甲金礦在0m標(biāo)高以上為第一富集段,-266 m～-100m標(biāo)高為第二富集段,其中Zn與Sb在-146m標(biāo)高達(dá)峰值、Cu與As在-266m～-186m標(biāo)高較高,故推測(cè)在-350m標(biāo)高之下應(yīng)存在第三富集段。根據(jù)三甲金礦床的原生疊加暈?zāi)Ｊ胶途唧w預(yù)測(cè)標(biāo)志表明(李惠等,2001)(圖4):①前緣暈指示元素是As、Sb(Hg、F);②近礦暈指示元素是Au、Ag、Cu、Pb、Zn,其中Pb、Zn異常的疊加處為富礦部位;③尾暈指示元素是Bi、Mo、Mn。剖面上疊瓦式礦體(暈)上部礦體的尾暈與下部礦體的前緣暈部分疊加,使暈范圍加大,疊加部位異常強(qiáng)度增強(qiáng),同時(shí)對(duì)三甲金礦床深部-300m標(biāo)高以下進(jìn)行預(yù)測(cè),提出了3個(gè)靶位,已在-346m、-386m和-426m中段驗(yàn)證見礦。

圖4 三甲金礦床原生疊加暈?zāi)Ｊ綀D(李惠等,1998) Fig.4 Pr imary overprint halo model of Sanj ia gold deposit(after L iet al.,1998)

表1 三甲金礦礦體微量元素相關(guān)與偏相關(guān)系數(shù)(n=20)①Table1 Correlation coefficients and partial correlation coefficients of trace elements in the Sanjia gold deposit,Shandong Province①

本次研究主要在標(biāo)高-426m～-220m,三甲金礦自-346m標(biāo)高向下礦石類型及其礦物特征有明顯變化。首先,“石英脈型”礦石減少,工程所揭露的10～16勘探線之間的礦體主要由構(gòu)造蝕變帶中的蝕變巖組成,以強(qiáng)“黃鐵絹英巖化”、碳酸鹽化、綠泥石化為特點(diǎn),有些部位穿插有較多長(zhǎng)石石英細(xì)脈且鉀長(zhǎng)石化明顯。其次,礦石角礫狀構(gòu)造常見,蝕變巖中孔洞、杏仁偶爾可見。礦體在-346m標(biāo)高出現(xiàn)多金屬硫化物組合,即閃鋅礦+方鉛礦+黃鐵礦+黃銅礦,尤以富閃鋅礦、方鉛礦為特點(diǎn),與-306m標(biāo)高的以黃鐵礦+石英為主的組合明顯不同,但在-386m、-426m標(biāo)高礦石礦物組合又進(jìn)而變成黃鐵礦+磁鐵礦+少量黃銅礦,尤以細(xì)粒、條帶狀磁鐵礦大量出現(xiàn)為特點(diǎn)。與前人對(duì)-106m標(biāo)高以上及-266m～-100m標(biāo)高的研究結(jié)果比較(李惠等, 1998;楊敏之等,1996),上述特征指示-426m標(biāo)高以下存在另一個(gè)成礦富集段,這與地球化學(xué)原生暈研究結(jié)果相吻合。

5 討論

5.1 礦床構(gòu)造演化

為了研究三甲礦床的定位機(jī)制和構(gòu)造演化,筆者從銅錫山、三甲、段家西山的地表、采坑和巷道觀察,并結(jié)合礦山資料發(fā)現(xiàn):此斷裂經(jīng)歷過(guò)不同性質(zhì)的多期次活動(dòng)。

從銅錫山、三甲等地觀察,斷層面在地表傾角均為80°左右。斷層面見到多期次的擦痕與北北東向斷裂不同,三甲帶內(nèi)充滿了斷層角礫巖和角礫狀礦石,大小不等,棱角明顯,無(wú)定向排列,甚少致密脈狀,茲后的成礦都是在這一基礎(chǔ)上演進(jìn)而來(lái)的。這些都表明了它的張扭特征,這是該帶的第一成礦階段。

隨后是一期右行逆斷層活動(dòng),上盤呈40°仰角向南逆沖,此期的石英脈往往在角礫巖中呈脈狀出現(xiàn)(圖5),構(gòu)造角礫大小不等、棱角明顯、無(wú)定向排列,此為第二成礦階段。緊接著,區(qū)域上略帶左行的構(gòu)造活動(dòng)使三甲斷裂處于拉張狀態(tài),帶內(nèi)發(fā)生了一次強(qiáng)烈的正斷層活動(dòng),伴隨著這次活動(dòng),出現(xiàn)第三成礦階段,在銅錫山再次破碎的礦石中,灌入了多金屬硫化物,方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦膠結(jié)成塊,甚至成為金鉛礦石。根據(jù)在三甲所采礦石的光、薄片鑒定,黃鐵礦沿破碎的石英脈裂隙充填,鐵白云石對(duì)破碎部分進(jìn)行交代。黃鐵礦為晚期,呈完好自形(立方體),但不破碎。石英未見波狀消光,其中小包體密集成平行帶狀分布,并有兩組近直交的微裂隙,說(shuō)明此次活動(dòng)的剪切特征,這是第四成礦階段。

5.2 礦體定位

圖5 銅錫山南山采槽素描圖Fig.5 Sketch of m in ing trough in south Tongxishan

據(jù)以上研究得出,三甲金礦構(gòu)造演化的第一成礦階段為左行的扭性兼張的斷裂活動(dòng),乳白色的石英脈充填,為第二階段礦體定位提供了成礦空間;主活動(dòng)期為右行引張性活動(dòng),將構(gòu)造帶內(nèi)乳白色的石英破碎。由于此次活動(dòng)的破壞仍只限于斷帶內(nèi)部,所以厚處遠(yuǎn)比薄處裂隙發(fā)育,故有大量煙灰色石英脈及含金黃鐵礦沉淀形成富大礦體。由于三甲斷裂的形成具有張扭性,甚至斷裂不連續(xù),在走向上一般不會(huì)出現(xiàn)左拐右拐的波狀彎曲,因而走向上也不出現(xiàn)擠壓、擴(kuò)張段的交替,礦脈與礦體常呈斜列狀。但在傾向上,由于兩次正斷層活動(dòng),會(huì)在傾角陡處形成擴(kuò)張而成為良好成礦區(qū)。同時(shí),上盤的左行斜落將會(huì)造成礦體向南側(cè)伏,這是本帶的找礦依據(jù)之一,因而應(yīng)特別注意在產(chǎn)狀較陡處找礦。

5.3 礦體的分布規(guī)律

經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn),三甲礦床內(nèi)的礦體具有以下分布規(guī)律:

(1)斷裂面兩側(cè)巖石片理化現(xiàn)象明顯,具有多次活動(dòng)的特點(diǎn)。礦體受斷裂構(gòu)造控制,因此礦體呈脈狀產(chǎn)出,沿走向、傾向均有尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。

(2)礦體沿傾向呈斜列階梯狀。

(3)本區(qū)南部礦體有明顯的南東側(cè)伏規(guī)律;北段礦體側(cè)伏趨勢(shì)不明顯。

(4)礦體中具有角礫狀礦石和條帶狀細(xì)脈充填,并且細(xì)脈相互穿切,說(shuō)明多期多次成礦階段的疊加,常是富礦部位。

5.4 礦體深部預(yù)測(cè)

結(jié)合前人的研究成果及本文的數(shù)據(jù)分析認(rèn)為,三甲金礦第二成礦富集段約為-346m～-100m標(biāo)高,-426m～-346m標(biāo)高為成礦頭尾暈疊加域,因第一成礦富集段與第二成礦富集段間隔垂深至少100m,推測(cè)第二與第三成礦富集段垂直間隔在110m～140m左右,即第三成礦富集在-496m～-466m標(biāo)高之下。經(jīng)過(guò)坑道觀察發(fā)現(xiàn),三甲金礦主礦體由-426m～-346m標(biāo)高走向發(fā)生扭動(dòng),總體走向約為NNW355°,僅從-426m～-346m標(biāo)高計(jì),走向扭擺30°的垂直跨度為80m,如果向下再次扭回NNW亦至少需80m,因該礦體走向穩(wěn)定,進(jìn)而判斷礦體向下延伸至-506m標(biāo)高。礦體在-426m～-346m標(biāo)高厚度較大,一般5m左右,認(rèn)為走向扭擺是造成礦體增厚的主要原因。由于-426m～-346m標(biāo)高,礦物組合最大的特點(diǎn)是中偏高溫礦物如磁鐵礦、磁黃鐵礦和輝鉬礦增多,礦化較好的地段主要塊狀是磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦石英脈和黃鐵絹英巖集合體,因此,推斷-506m標(biāo)高以下為第三成礦富集礦段,16線以北應(yīng)加強(qiáng)找礦。

6 結(jié)語(yǔ)

1)三甲金礦床主要受控于岔河-三甲斷裂,其內(nèi)不同期次的次級(jí)斷裂控制了礦體的空間產(chǎn)出位置;控礦斷裂至少經(jīng)歷了三期應(yīng)力改造,早期為壓扭兼張扭性的右行剪切變形,中、晚期以張性裂隙為主-形成多金屬硫化物石英脈,后期為壓扭性裂隙內(nèi)部充填形成石英+碳酸鹽+多金屬硫化物。該金礦床的金礦化作用主要與中晚期左行張性應(yīng)力場(chǎng)有關(guān)。

2)根據(jù)原生暈地球化學(xué)研究表明,從尾暈元素Ni、Co、Mo與前緣暈元素Hg、As、Sb、Ag的相關(guān)性來(lái)看,Ni與Hg、As、Sb、Ag均顯弱負(fù)偏相關(guān),Co與Sb、Ag顯正相關(guān),Mo與Hg、As分別具有弱正/負(fù)偏相關(guān)而與Sb顯負(fù)偏相關(guān)。聚類分析顯示,Bi和Hg的密切關(guān)系并具有Bi+Hg+As+Sb+Co元素組合,這些頭尾元素疊加共存現(xiàn)象,說(shuō)明深部有很好的找礦遠(yuǎn)景。

3)三甲礦床內(nèi)礦體的分布具有一定的規(guī)律,即礦體受斷裂構(gòu)造控制,因此礦體呈脈狀產(chǎn)出,沿走向、傾向均有尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象;礦體沿傾向呈斜列階梯狀;南部礦體有明顯的南東側(cè)伏規(guī)律;礦體中具有角礫狀礦石和條帶狀細(xì)脈充填,并且細(xì)脈相互穿切,表明是多期多次成礦階段的疊加,常是富礦部位。

4)根據(jù)Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Sb、Bi、Hg、Mo等元素的垂向變化規(guī)律顯示,三甲金礦在-506m標(biāo)高以下尚有成礦富集段的存在,為深部找礦提供有利證據(jù)。

致謝 匿名審稿人對(duì)本文提出寶貴的修改意見;在野外工作中,山東金洲礦業(yè)集團(tuán)地質(zhì)同仁給予大力支持與無(wú)私的幫助;在此一并表示感謝。

[注釋]

①劉建朝,張學(xué)仁,孫繼東.2001.山東省乳山金礦成礦規(guī)律與成礦預(yù)測(cè)研究報(bào)告

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[附中文參考文獻(xiàn)]

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Features of Ore-Controlling Structure and Prediction ofM ineralization atDepth in the Sanjia Gold Deposit,Shandong Province

L IXu-fen1,L IU Jian-chao1,M INai-zhe2,ZHANG Xue-ren1,YU Hu3,ZHANG Xue3
(1.School of Earth Sciences ResourcesM anagem ent,Chang’an University,Xi’an 710054; 2.Xi’an Institute of Yanchang O il Field,Xi’an 710061; 3.Shandong Gold Continent Group Geological Prospecting Lim ited Com pany,Rushan 264501)

The Sanjia gold deposit,of the quartz vein gold type,lies at the southern end of the Chahe-Sanjia fault in theMouping-Rushan gold ore belt in eastern Shandong,Its country rock is mainly composed of ancient metamorphic rocks and Kunyushan granite.This work has studied the spatial for m,activity periods,dynamic characteristics and wall rock alteration of the Sanjia gold deposit.Itwas pointed out that this gold depositwas controlled by the major fault(Chahe-Sanjia)and its secondary faultswhich deter mine distribution of ore bodies.The ore-controlling fault zone had undergone three periods of defor mation by stress:dextral compressive shearwith tensile component in early time,dominating tensile deformation in middle and later periodswhen polymetallic sulfide quartz vein for med,and compressive shear of fractures filled with quartz,carbonate and polymetallic sulfide in later. Furthermore,this study summed up the distribution regularitiesof the ore bodies in the fault belt.The resultof deep geochemistry shows thatore types and ore mineral assemblage are characterized by zone subdivision in vertical direction.Reverse zone subdivision ofmineral assemblages is consistentwith deep mineralization superposition indicated by geochemicalprimary halos.It is inferred that the potentialore bodies exist below-506m in the deposit based on the distribution law of ore bodies in the faults and the primary halo characteristics.This study provides a line of important evidence for exploration of deep -seated ores.

ore-controlling structures,superimposed halo,prediction of deep-seated ore,Sanjia gold deposit

book=5,ebook=19

P618.51+P545

A

0495-5331(2010)03-0392-08

2010-04-07;[責(zé)任編輯]鄭 杰。

全國(guó)危機(jī)礦山接替資源項(xiàng)目(編號(hào):200637084)資助。

李旭芬(1979年—),女,2009年畢業(yè)于長(zhǎng)安大學(xué),獲碩士學(xué)位,在讀博士生,主要從事區(qū)域成礦研究,E-mail:mike5584@sohu.com。