萬 方,趙國春,張競嘉,盛肖寧,高建偉(.山東省物化探勘查院,山東濟(jì)南 500;.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京 0008;.國土資源實物地質(zhì)資料中心,河北燕郊 0650)
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膠東金翅嶺金礦構(gòu)造控礦規(guī)律及找礦預(yù)測
萬方1,趙國春2,張競嘉2,盛肖寧2,高建偉3
(1.山東省物化探勘查院,山東濟(jì)南 250013;2.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京 100083;3.國土資源實物地質(zhì)資料中心,河北燕郊 065201)
金翅嶺金礦是膠東招遠(yuǎn)北部的一個典型石英脈型金礦,構(gòu)造是金礦最為重要的控礦因素。在前人資料的基礎(chǔ)上,綜合分析了礦區(qū)構(gòu)造控礦特征,總結(jié)了構(gòu)造控礦規(guī)律:礦脈分支復(fù)合,表現(xiàn)為NE向礦脈產(chǎn)生SN,NNE向次級礦脈,NNE向礦脈產(chǎn)生NE向次級礦脈;礦體厚度與金品位呈負(fù)相關(guān),深部次級礦脈群在P4脈下盤出現(xiàn);礦脈側(cè)伏角和傾伏向變化處礦體富集,表現(xiàn)為SW向側(cè)伏的P4礦脈,礦體富集于-240 m,側(cè)伏角變大,同時傾伏向由SW向轉(zhuǎn)變?yōu)镹W向的部位。最后建立了平面和剖面P4礦脈的波形函數(shù),并對深部進(jìn)行了預(yù)測。
金翅嶺金礦;石英脈型金礦;構(gòu)造控礦規(guī)律;側(cè)伏傾伏;膠東
引文格式:萬方,趙國春,張競嘉,等.膠東金翅嶺金礦構(gòu)造控礦規(guī)律及找礦預(yù)測[J].山東國土資源,2016,32(5):4-8.WAN Fang,ZHAO Guochun,ZHANG Jingjia,etc.Ore Controlling Rule and Ore Predication of Jinchiling Gold Deposit in Jiaodong Area[J].Shandong Land and Resources,2016,32(5):4-8.
金翅嶺金礦位于膠東著名的招掖成礦帶,是一個中型石英脈型金礦。早在20世紀(jì)70年代礦山就進(jìn)行了勘探工作,近幾十年來眾多學(xué)者對該區(qū)進(jìn)行了大量科研工作,在地質(zhì)成礦特征[1]、巖石地球化學(xué)[2,3]、成礦流體[4]和礦田構(gòu)造[5]取得了不少成果。構(gòu)造為該金礦成礦的主導(dǎo)因素,由于早期礦區(qū)中段拓深較淺,對于構(gòu)造控礦規(guī)律的認(rèn)識不夠全面。該次工作重點放在最深拓展中段,在總結(jié)前人資料的基礎(chǔ)上,以井下構(gòu)造填圖與構(gòu)造解析的方法,分析構(gòu)造控礦特征,從整體和局部上總結(jié)構(gòu)造控礦規(guī)律,為下一步找礦預(yù)測提供科學(xué)依據(jù)。
金翅嶺金礦位于郯廬斷裂帶以東,華北板塊的膠北斷隆之上。受伊佐奈崎板塊向歐亞板塊俯沖及郯廬斷裂帶的大規(guī)模左行平移活動的影響,膠北隆起內(nèi)發(fā)育多條NNE向斷裂,自西向東主要有三山島斷裂、焦家斷裂、望兒山斷裂、靈北斷裂、草溝頭斷裂和招平斷裂。金翅嶺金礦位于草溝頭斷裂之上。
礦區(qū)內(nèi)地表出露地層主要為第四紀(jì)松散堆積物。另外在井下可見新太古代膠東巖群變質(zhì)巖呈長條狀、帶狀殘留體零星分布,其巖性主要為黑云斜長片麻巖。礦區(qū)巖漿巖主要包括玲瓏巖體和郭家?guī)X巖體。淺層主要為玲瓏巖體,巖體呈巖蓋覆蓋在郭家?guī)X巖體之上。礦區(qū)出露大量脈巖,巖性從中基性到中酸性都有發(fā)育,有煌斑巖、閃長玢巖、正長斑巖、花崗斑巖等。脈巖以NE向為主,呈密集平行排列,在空間上脈巖與礦體互相穿插(圖1)。
區(qū)內(nèi)發(fā)育斷裂構(gòu)造,按走向可劃分為NE向、NW向、近SN向和NEE向4組,其中NE向和近SN向斷裂為控礦斷裂,NW向斷裂為斷礦斷裂。近SN向斷裂控制了P1系列礦脈;NE向斷裂控制了P4,P32,P35等礦脈。礦區(qū)內(nèi)主要發(fā)育脆性斷裂、節(jié)理、裂隙,局部發(fā)育有韌性構(gòu)造。控礦斷裂帶破碎、蝕變、礦化強(qiáng)烈,主要的構(gòu)造巖有糜棱巖、構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、斷層泥等。控礦斷裂帶中蝕變巖主要包括黃鐵絹英巖、絹英巖、鉀化花崗巖等。
礦區(qū)累計查明60余條礦脈,如P24,P35,P4,P32,P1,P19等。礦脈規(guī)模大小不一,平均品位為37.24×10-6。礦體一般延長50~500 m,寬0.4~2.8 m。礦脈走向多為NE向和近SN向,傾向NW。其中P4號脈包括P4-4,P4-6,P4-7脈,礦體規(guī)模大,查明資源量占礦區(qū)總資源50%以上。礦體嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制,其中P4和P35走向為NE向,P1系列礦脈走向為近SN向。礦區(qū)礦床具有脈幅窄、規(guī)模小、產(chǎn)狀變化大、延深遠(yuǎn)、傾角陡、密集度高等特點。
圖1 金翅嶺金礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)礦山資料編修)
通過對礦區(qū)深部中段的構(gòu)造填圖,分析控礦斷裂的運動學(xué)特征,進(jìn)一步推斷成礦期礦脈的受力特征[6]。膠東大規(guī)模礦化作用發(fā)生在中生代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)折背景之下[7,8],主要成礦期最大主應(yīng)力為NE—SW向[9]。研究發(fā)現(xiàn)在成礦期NE—SW向最大主應(yīng)力的作用下,SN向礦脈受到右行剪切作用,NE向礦脈受到左行剪切作用。
2.1SN向礦脈特征
在-420中段,近SN向的P1-21脈主要位于11~13勘探線。斷裂帶長200~300 m,寬2~3 m,發(fā)育有石英脈、碎裂絹英巖、次棱角狀鉀化花崗巖角礫、閃長玢巖脈和煌斑巖脈。斷裂在成礦期主要表現(xiàn)為張剪的性質(zhì)。JC104點可見2條含礦石英脈呈“橋”構(gòu)造,在平面指示右行張剪作用(圖2)。在JC105-3點可見石英脈的分支復(fù)合形成分支形構(gòu)造,以及斜列的細(xì)礦脈,都指示成礦期平面受右行張剪作用(圖2)。
圖2 -420 m中段成礦期SN向斷裂構(gòu)造變形特征
2.2NE向礦脈特征
在-460中段,P4脈主要位于7~13勘探線NE向斷裂帶中。在-460 m中段P4礦脈主要以石英脈為主,脈壁不平直顯示張性斷裂的性質(zhì),黃鐵絹英碎裂巖被后期石英所膠結(jié),表明控礦斷裂早期的壓剪性質(zhì)。礦體賦存于石英脈中,呈條帶狀、團(tuán)塊狀定向富集。礦體長軸有2個優(yōu)勢方向,礦體走向30°~40°和走向50°~60°。在平面上受左行剪切作用構(gòu)成了礦體這2個方向的富集(圖3)。
控礦斷裂控制了礦體在空間中的產(chǎn)狀變化、礦體側(cè)伏和礦體富集礦化程度。礦體側(cè)伏一般是指在礦體垂直縱投影圖上,礦體長軸向下延伸的方向在礦體斷裂面走向線上投影的方向。受斷裂控制的脈型礦體其側(cè)伏向與成礦預(yù)測密切相關(guān)。礦區(qū)主控礦斷裂為NE向的草頭溝斷裂,控制了P4脈的產(chǎn)出。通過不同中段的聯(lián)合平面圖可以反映出礦體的產(chǎn)狀變化和側(cè)伏規(guī)律。
3.1礦體側(cè)伏
P4脈總體側(cè)伏SW向,側(cè)伏角:從-70~-240 m側(cè)伏角較小,從-240~-340 m側(cè)伏角變大,從-340~-380 m側(cè)伏角變小,從-380~-460 m側(cè)伏角變大(圖4)。側(cè)伏角由小變大的轉(zhuǎn)折處(-240 m和-380 m),礦體規(guī)模大、連續(xù)性較好,反映出P4礦體受斷裂舒緩波狀斷層面的控制。
3.2礦體傾伏
P4礦體在-70~-240 m礦體傾伏方向與側(cè)伏方向同為SW向,在-240~-460 m礦體傾伏方向轉(zhuǎn)變?yōu)镹W向,傾伏角變大。可以發(fā)現(xiàn)在礦體傾伏向和傾伏角轉(zhuǎn)折處(-240 m)礦體規(guī)模大、連續(xù)性較好(圖5)。
3.3礦脈組合形式
礦脈控礦構(gòu)造形式主要表現(xiàn)為礦脈的分支復(fù)合構(gòu)造。在2組斷裂的交叉復(fù)合部位為成礦的有利部位。主要表現(xiàn)為,以NE向主礦脈為一級含礦斷裂,受左行剪切作用形成的NNE,SN向的次級礦脈,次要表現(xiàn)為以SN向主礦脈為一級含礦斷裂,受右行剪切作用形成的NE,NEE向的次級礦脈。
3.4次級礦脈特征
統(tǒng)計礦區(qū)中32條礦脈的厚度與金品位,礦脈厚度與金品位相關(guān)系數(shù)為-0.44,說明礦體越厚金品位越低。因此除了規(guī)模較大的礦體以外,也應(yīng)注意次級小礦脈的分布規(guī)律。發(fā)現(xiàn)礦區(qū)次級礦脈具有一定的展布特點,密集分布于0~-200 m,在平面上由NE向SW,脈群產(chǎn)出位置由P4脈斷裂的上盤轉(zhuǎn)移到下盤,形成一個低緩角度的礦脈群分布帶。由此推測深部斷裂下盤為次級礦脈的產(chǎn)出有利位置。
圖3 -460 m中段成礦期NE向斷裂構(gòu)造變形特征
圖4 金翅嶺P4礦體中段聯(lián)合地質(zhì)圖
圖5 P4脈中段投影疊加圖
控礦斷裂結(jié)構(gòu)面的舒緩波狀在空間上體現(xiàn)礦體的側(cè)伏和傾伏規(guī)律,上一部分得到P4礦體側(cè)伏和傾伏的規(guī)律,即P4脈總體側(cè)伏SW向。側(cè)伏角:側(cè)伏角由小變大的轉(zhuǎn)折處(-240 m,-380 m),礦體規(guī)模大、連續(xù)性較好。在傾伏角轉(zhuǎn)折處(-240 m)礦體規(guī)模大、連續(xù)性較好。通過P4礦脈水平投影圖和P4礦脈垂直縱投影圖做出礦體的三維形態(tài),發(fā)現(xiàn)P4斷裂的容礦空間呈弧形控礦,弧面凸NW向,礦體富集于斷裂面凸起處(圖6)。
圖6 金翅嶺P4礦體平面、垂直投影圖和立體圖
對于波狀斷裂可以通過測量斷裂的波形參數(shù)(如振幅、波長),建立波狀斷裂函數(shù),對深部隱伏礦體進(jìn)行預(yù)測[10]。如圖6a,b所示礦體在斷裂波峰處賦礦寬厚。
通過聯(lián)立平面和剖面的波形函數(shù),得到平面上,下一個波峰位于點(x,y)=(1 605,100);剖面上,下一個波峰位于點(x,y)=(2 100,100),考慮到側(cè)伏角為40°,其垂直深度為1 609 m,因此礦體下一個富礦段大致位于據(jù)B點SW 234°為1 600 m,深1 609 m處。
該文以膠東金翅嶺金礦為主要研究對象,在綜合前人資料的基礎(chǔ)上,通過大量的野外實地調(diào)查,查明了礦區(qū)內(nèi)成礦期構(gòu)造變形特征,總結(jié)了構(gòu)造控礦規(guī)律,進(jìn)一步預(yù)測了有利成礦區(qū)。
(1)在成礦期NE—SW向擠壓應(yīng)力作用下,金礦SN向礦脈受右行剪切作用,NE向礦脈受左行剪切作用。
(2)金翅嶺金礦具有以下構(gòu)造控礦規(guī)律:①礦脈分支復(fù)合,表現(xiàn)為NE向礦脈產(chǎn)生SN,NNE向次級礦脈,NNE向礦脈產(chǎn)生NE向次級礦脈;②礦體厚度與金品位呈負(fù)相關(guān),深部次級礦脈群在P4脈下盤出現(xiàn);③礦脈側(cè)伏角和傾伏向變化處礦體富集,表現(xiàn)為SW向側(cè)伏的P4礦脈,礦體富集于-240 m側(cè)伏角變大,同時傾伏向由SW向轉(zhuǎn)變?yōu)镹W向的部位。
(3)建立了P4脈平面和剖面礦脈的波形函數(shù),并對深部進(jìn)行了預(yù)測。
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Ore Controlling Rule and Ore Predication of Jinchiling Gold Deposit in Jiaodong Area
WAN Fang1,ZHAO Guochun2,ZHANG Jingjia2,SHENG Xiaoning2,GAO Jianwei3
(1.Shandong Geophysical and Geochemical Exploration Institute,Shandong Jinan 250013,China;2.School of Earth Sciences and resources of China University of Geosciences,Beijing 100083,China;3.Geological Data Center of Land and Resources Materials,Hebei Yanjiao 065201,China)
Jinchiling gold deposit is a typical quartz vein type gold deposit in northern Zhaoyuan city in Jiaodong area.Structures are the most important ore controlling factors for gold deposit.On the basis of previous data and comprehensive analysis of ore-controlling characteristics,structural ore controlling regularity has been summarized as follows:veins have the characteristics of branch and composite,secondary veins with the trend of SN and NNE produced in the vein with the trend of NE,secondary vein with the trend of NE produced in the ore vein with the trend of NNE;thickness of ore body and the gold grade is negative correlation,deep secondary veins group appeared in the lower part of P4 vein;ore bodies enriched in changing positions of plunge angle and pitch direction,orebodies of P4 vein with the trend of SW enriched in the depth of-240m,plunge angle became greatly,and plunging direction changed from SW trend to NW trend.Finally,the plane and profile wave function of P4 vein have been established,and the deep forecast has been carried out.
Jinchiling gold deposit;quartz vein type gold deposit;ore controlling structure rule;lateral trending and plunging;Jiaodong area
P618.51
A
2015-09-16;
2015-10-13;編輯:陶衛(wèi)衛(wèi)
萬方(1988—),男,山東棲霞人,助理工程師,主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查等方面的研究;E-mail:wanfangcugb@163.com
①中國地質(zhì)大學(xué)(北京),山東省招遠(yuǎn)市金翅嶺金礦原疃礦區(qū)構(gòu)造控礦規(guī)律與找礦預(yù)測,2014年。