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        招遠靈山溝金礦礦床成因分析及找礦預測

        2021-12-04 15:00:03唐澤偉
        世界有色金屬 2021年11期
        關(guān)鍵詞:成礦作用山溝膠東

        唐澤偉

        (山東黃金礦業(yè)股份有限公司煙臺礦業(yè)事業(yè)部,山東 萊州 261400)

        膠東地區(qū)在100Ma~135Ma之間,下地殼或上地幔發(fā)生一次劇烈的、分布范圍較廣的巖漿活動,是地質(zhì)構(gòu)造運動、成礦作用較為活躍時期,該時期利于區(qū)域金成礦作用的發(fā)生。靈山溝金礦成礦時間為115(±5)Ma[1],與膠東大多數(shù)金礦相近,說明靈山溝金礦與膠東典型的金礦(如焦家金礦、玲瓏金礦、三山島金礦等)是同一期大規(guī)模成礦作用過程中形成的,靈山溝金礦應是該時期構(gòu)造運動、流體運移、能量和物質(zhì)交換的結(jié)果。

        從礦體的形態(tài)、礦化特征、控礦空間及礦體與圍巖的接觸關(guān)系分析,靈山溝金礦的成礦作用大致存在以下幾種:礦漿灌入成礦、熱液交代成礦、熱液填充成礦和巖漿巖成礦。

        靈山溝金礦發(fā)育一類典型礦體,其礦石主要由石英、黃鐵礦等多金屬硫化物組成,與圍巖的界線清晰,沒有出現(xiàn)絹英巖化等蝕變,說明成礦作用過程中,流體含量較少,水巖反應不強烈,多以礦漿形式存在于構(gòu)造帶中。礦體直接與鉀化花崗巖接觸,表現(xiàn)為典型的礦漿灌入成礦現(xiàn)象;控制該類成礦發(fā)生的斷裂構(gòu)造多為張性構(gòu)造,聯(lián)通性較好。

        1 控礦因素

        1.1 巖石建造

        依據(jù)巖石的力學性質(zhì)及其變形特征,地殼的結(jié)構(gòu)可以劃分為以下幾個構(gòu)造層次:上部構(gòu)造層次、中部構(gòu)造層次、下部構(gòu)造層次、熔融花崗巖等。上部構(gòu)造層次以脆性變形為主,是斷裂構(gòu)造發(fā)育的主要區(qū)域;中部構(gòu)造層次以韌-脆性變形為主,是褶皺構(gòu)造發(fā)育的主要區(qū)域。下部構(gòu)造層次是韌性變形區(qū),形成一系列劈理構(gòu)造帶。深部構(gòu)造層次是以蠕變和熔融,深部構(gòu)造層次的上部為解理發(fā)育區(qū),深部構(gòu)造層次的下部為熔融花崗巖。由于靈山溝金礦所處的區(qū)域在地質(zhì)歷史時期長期處于抬升剝蝕狀態(tài),區(qū)域巖石組成以玲瓏花崗巖為主,玲瓏花崗巖的厚度8公里,包含有元古代的花崗片麻巖包體。組成上部地殼的地質(zhì)體由玲瓏花崗巖體、花崗片麻巖殘留體、花崗閃長巖體、偉晶巖脈、閃長巖脈、煌斑巖脈、輝綠巖脈、正長斑巖脈、偉晶巖脈組成。而且這些地質(zhì)體大都是在成礦前固結(jié)成巖的,組成的上部構(gòu)造層次的厚度大,控制的斷裂構(gòu)造向下部延伸較大,可達幾公里,這就決定成礦期上部構(gòu)造層次厚度大,利于形成深大斷裂及網(wǎng)脈狀張性、張扭性斷裂構(gòu)造,這類厚大的構(gòu)造層次,決定成礦期斷裂構(gòu)造延深較大,利于成礦流體與成礦物質(zhì)從深部遠距離運移。另一方面,上部構(gòu)造層次厚大,成礦的構(gòu)造、物理化學條件的變化梯度相對較小,表現(xiàn)在成礦環(huán)境方面,淺表與深部相近,成礦作用相似。在較大的范圍內(nèi),巖石處于脆性變形狀態(tài),利于成礦物質(zhì)的沉淀、富集、結(jié)晶成礦。因而,靈山溝金礦成礦期所處的構(gòu)造層次控礦構(gòu)造空間發(fā)育,成礦深度大,顯示深部具有很好的找礦前景。

        1.2 斷裂

        礦區(qū)內(nèi)NE向斷裂是靈山溝金礦主要的控礦構(gòu)造,礦體形態(tài)和規(guī)模均受斷裂構(gòu)造控制。F1和F5斷裂控制1號脈和5號脈工業(yè)礦體的分布,F(xiàn)1兩側(cè)的F2、F3、F4、F8、F9等斷裂規(guī)模較小位。

        規(guī)模較大的工業(yè)礦體多產(chǎn)于F1和F5主裂面附近的硅化、鉀化碎斑巖帶中。F1與F5斷裂帶交匯部位在諸流河斷裂以西的縱向上為一向NE側(cè)伏的波形線,1號脈和5號脈主工業(yè)富礦體賦存于此曲線凹側(cè)而向NE側(cè)伏延伸。該區(qū)金礦體多為透鏡狀,受上下盤斷裂組成的透鏡狀空間控制。組成透鏡狀斷裂構(gòu)造的下盤面由緩變陡部位為有利成礦地段。

        靈-北斷裂為正斷層,由于斷裂構(gòu)造上、下盤面并非是平直的面,而是呈波狀起伏地曲面,在沒有出現(xiàn)相對錯動時,兩盤面是相對吻合的,而當兩盤出現(xiàn)相對運動時,斷裂構(gòu)造帶內(nèi)常常虛脫空間與緊閉區(qū)域相間分布的狀態(tài)。而且此兩類構(gòu)造空間常表現(xiàn)為有規(guī)律分布。在成礦作用過程中,成礦熱液沿斷裂帶運移、滲透。在虛脫空間成礦物質(zhì)沉淀、聚集成透鏡體狀礦體,在緊閉區(qū)域則難以形成的有價值的工業(yè)礦體,引起斷裂帶內(nèi)礦體的分段富集與無礦間隔相間分布。若虛脫空間大,透鏡狀礦體上部品位較高,下部礦體品位較低。

        2 找礦預測

        (1)巖石學標志。膠東地區(qū)的金礦圍巖大都是花崗巖,在膠東群老變質(zhì)巖內(nèi)發(fā)育的金礦體很少,同樣在片麻巖中的金礦也不多[2]。因而,在找金的過程中,要分析巖石學特征,確定有利的控礦圍巖。另外巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造對金礦的控制作用也比較明顯,致密塊狀,中細粒結(jié)構(gòu)巖石不利于金礦的富集;礦體的富集大都在構(gòu)造空間中,構(gòu)造帶內(nèi)的構(gòu)造巖特征影響金礦物質(zhì)的富集程度,礦體較易于在碎斑巖、碎粒巖、碎粉巖內(nèi)發(fā)育,而碎裂巖和糜棱巖帶內(nèi)則較少發(fā)育,斷層泥多數(shù)情況下不能形成工業(yè)金礦體。

        (2)礦物學標志。在膠東地區(qū),黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、石英、絹云母等礦物組合是金礦形成和發(fā)育的直接信息,金礦礦物大都與上述礦物組成有直接的關(guān)系,而且金礦的富集程度常常與金屬礦物的含量正相關(guān),當金屬礦物含量較高時,金的品位相對要高一些,因而,在找金礦的過程中,較多的情況下是通過觀察金屬礦物的含量,來判斷金礦的富集程度。金屬礦物的晶形可以指示金礦的富集程度,比如黃鐵礦有多種晶形,五角十二面體與四面體的黃鐵礦利于金的富集,而六面體的黃鐵礦相對不利于金礦的富集,細粒的黃鐵礦金品位較高,粗粒的黃鐵礦金品位較低。

        (3)構(gòu)造地質(zhì)學標志。斷裂構(gòu)造是成礦物質(zhì)與成礦流體運移的通道,是成礦物質(zhì)聚集的場所和礦體就位空間,構(gòu)造空間的大小是控制礦體規(guī)模與富集程度的主導因素,通過斷裂構(gòu)造組合,斷裂構(gòu)造力學性質(zhì)判斷,構(gòu)造空間分布及形態(tài),構(gòu)造運動方向等方面的研究,總結(jié)構(gòu)造控礦規(guī)律,開展找礦預測。靈山溝礦區(qū)內(nèi)NE向斷裂是靈山溝金礦主要的控礦構(gòu)造,礦體形態(tài)和規(guī)模均受斷裂構(gòu)造控制,因此在45°方向礦脈發(fā)育較好。結(jié)合成礦期區(qū)域構(gòu)造應力場的作用,在控礦構(gòu)造的延伸方向上,總體可劃分為兩種情況:延伸方向小于45°的和大于45°的控礦構(gòu)造。如果是小于45°的礦脈,礦脈由NNE向轉(zhuǎn)向45°時,礦化變好。大于45°的走向的礦脈,由NEE轉(zhuǎn)向NE方向時礦化變好。在平面延伸方向上,斷裂構(gòu)造帶內(nèi)礦體之間存在無礦間隔的現(xiàn)象,無礦間隔在50m~100m之間的較多。在剖面上,同樣也會出現(xiàn)無礦間隔現(xiàn)象,無礦間隔的出現(xiàn)與斷裂構(gòu)造的傾角陡緩相關(guān):①正斷層中的無礦間隔常出現(xiàn)在礦體變緩的部位,如果是正斷層,則出現(xiàn)在由陡變緩的部位,礦體變差。②逆斷層的無礦間隔常出現(xiàn)在礦體變陡的部位。

        3 找礦預測方法

        3.1 構(gòu)造應力場分析

        成礦期構(gòu)造應力場特征是成礦斷裂構(gòu)造成生、發(fā)育的主導機制,對成礦構(gòu)造應力場研究,不僅可以有效判斷成礦斷裂構(gòu)造延伸方向,而且可以對成礦斷裂構(gòu)造進行組合分析,構(gòu)造成礦構(gòu)造體系。從多個延伸方向,多種力學性質(zhì)的斷裂構(gòu)造來分析對礦體的控制作用,進而預測礦體的發(fā)育部位。

        3.2 地球化學異常

        利用地球化學元素組合是開展找礦預測的一個有效方法,元素的共生組合是有規(guī)律的,與金元素共生的元素較多,如銀、銅、鉛、鋅、汞、砷等,金的異常常常是與銀、銅、鉛、鋅、汞、砷等表現(xiàn)為正相關(guān)的。

        (1)礦床的元素組合:Au,Ag,Cu,Pb,Zn,As,Sb,Hg,Bi,Mo,Mn。

        (2)不同蝕變帶元素帶入帶出特點:由礦脈→近脈→遠脈,蝕變分帶為:黃鐵硅質(zhì)巖和黃鐵絹英巖(金礦體)→絹英巖化花崗巖→絹云母化花崗巖→未蝕變花崗巖。蝕變過程中不同蝕變帶各元素的帶入帶出特點是:①成礦元素Au,伴生元素Ag、Cu、Bi,控礦元素Si,礦化劑元素S等,從近礦礦體蝕變→遠礦蝕變帶入量逐漸減少,As、Sb也有類似規(guī)律;②K、Rb、Ba帶入呈正相關(guān),Na、Sr、Mn帶出呈正相關(guān);③在黃鐵硅質(zhì)巖中,Au、Ag、Fe、S、Cu、Si帶入最多,Au品位最高。

        3.3 蝕變巖信息分析

        金礦蝕變是熱變質(zhì)與動力變質(zhì)的耦合,蝕變巖是成礦流體與構(gòu)造巖發(fā)生交代反應的產(chǎn)物,其本質(zhì)是新礦物的形成,原有礦物的消失,巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化。是伴隨成礦作用發(fā)生而形成的新的巖石類型,是金礦體外圍的找礦信息,膠東地區(qū)金礦帶外圍多發(fā)育硅化、絹云母化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、綠泥石化、鉀化等蝕變現(xiàn)象,是開展找礦主要信息之一,其中前3種蝕變與金的成礦富集關(guān)系密切。

        3.4 區(qū)域成礦特征對比方法

        一個礦床的成礦類型、成礦深度、礦體側(cè)伏規(guī)律常常與區(qū)域成礦特征相一致,這樣可以通過區(qū)域成礦特征對比分析,探討該區(qū)內(nèi)典型礦床的成因、礦體賦存規(guī)律及構(gòu)造控礦規(guī)律,建立構(gòu)造控礦模型,開展找礦預測。目前膠東金礦典型的金礦如焦家金礦、三山島金礦、新城金礦、玲瓏金礦探礦深度近3000m,而且在深部已發(fā)現(xiàn)有開采價值的工業(yè)金礦體,這也給其它一些金礦深部找礦工作帶來一定的指導作用,雖然中小型金礦儲量不如大型、特大型金礦,但其成礦深度、成礦物質(zhì)來源都是相同或相似的,只要具備構(gòu)造實質(zhì)空間,不論其規(guī)模大小,在深部是可以形成工業(yè)金礦體的,只是礦體的規(guī)??赡軙∫恍?/p>

        3.5 多個富集空間

        斷裂構(gòu)造控礦的本質(zhì)是成礦物質(zhì)在有效的張性空間填充,由于斷裂構(gòu)造的結(jié)構(gòu)面并不是完全平直的,構(gòu)造面常常是曲折的,當斷裂構(gòu)造的上下盤相對錯動一段距離后,就可能出現(xiàn)虛脫空間,這就為成礦物質(zhì)的運移與富集準備了構(gòu)造條件,有利于成礦作用的發(fā)生。在平面是這樣的,在剖面上也是類似的,當上部出現(xiàn)虛脫空間,下部也同樣會形成虛脫空間。靈-北斷裂發(fā)育于礦田的北側(cè),目前找礦工作正在開展,從已施工的巷道工程來看,具有一定的礦化現(xiàn)象,局部巖石達工業(yè)品位,顯示是成礦期形成的、具備成礦條件的斷裂構(gòu)造。

        4 結(jié)論

        本文在探討了控礦構(gòu)造特征基礎上,總結(jié)成礦規(guī)律,開展找礦預測,為礦山的深部及外圍找礦工作提供新的思路。

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