新立海底金矿床成矿规律研究与成矿预测

王振军，刘福江，魏开林（山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿，山东莱州 261442）

1 前言

三山岛金矿新立金矿床是20世纪90年代末期发现并评价的大型黄金矿床，2000年始建矿山，设计生产能力1 500t/d，目前实际生产能力3 300t/d。几年来矿山不断扩大生产规模，矿山的后续资源问题将日益突出，因此，研究本矿区矿体的成矿规律，并进行成矿预测，加快地质探矿工作已成为当务之急。

2 区域地质背景

工作区位于胶东半岛西北部,大地构造位置处于华北地台南缘胶北地体之胶北隆起区，西靠沂沭断裂带，南接胶北地体之胶莱拗陷，北邻龙口断陷盆地和渤海拗陷，东接牟平—即墨构造混杂带古老的变质基底变质变形岩系，多期多成因的岩浆活动和以北东向断裂为主的构造格架，构成了本区金矿的成矿地质背景，见图1。

区域上分布的地层主要包括：中太古代唐家庄岩群（Ar3t）、新太古代胶东岩群(Ar4j)、古元古代荆山群（Pt1j）和粉子山群（Pt1f）及第四纪沉积（Q）。

区内构造形式为褶皱构造和断裂构造，以近东西向、北东向—北北东向和北西向构造为主体。

图1 大地构造位置示意图

胶东西北部位于环太平洋花岗岩带，岩浆活动强烈，侵入岩十分发育，从晚太古代、元古代到中生代均有不同程度的活动。据岩浆岩的演化、接触关系、岩性特征和形成时代可将其归并为26个单元，9个超单元。在区域内分布最广且与金矿成生关系密切的超单元主要有：新太古代五台—阜平期栖霞超单元、新元古代震旦期玲珑超单元及中生代燕山早期的郭家岭超单元。

3 矿床地质特征

矿床位于三山岛—仓上断裂带的北东段，与三山岛金矿区仅有王河之隔。区内未见岩石露头，全部被第四系及海水覆盖。

3.1 地层

区内地层仅见新生界第四系（Q），以临沂组为主，广泛分布，旭口组沿矿区西北部边缘分布，沂河组沿河流分布。

临沂组分布于矿区东南部，厚10～20m，由南向北逐渐变厚，主要为冲积物，下部为黄褐色的亚砂土，并夹有小砾石、粗砂，上部为土黄色的亚砂土和砂质粘土。旭口组分布于矿区的西部和北部，沿海岸线呈带状展布，厚35～45m，最厚可达60m，为海堆积物。主要成分为灰黄色含砾细砂和含砾中砂，并夹杂有一些海生动物的贝壳，组成平缓的海滩。沂河组主要沿王河呈带状展布，为冲积堆积物，主要由砾石及中粗砂组成。

3.2 构造

区内构造主要为断裂构造，根据它们的成生关系可分为控矿断裂及矿后断裂，前者为新立断裂带，后者有北东向和北西向断裂，但仅在局部工程中见到。

新立断裂带是矿区控矿断裂构造，它位于三山岛—仓上断裂带的北东段，由新立主干断裂及上下盘伴生的羽支断裂和下盘派生平行断裂组成。北东起自32线，南西至63线，陆上长度为700m，自23线入海，工程控制至63线。矿区范围内控制长度为1 300m，宽70～185m，发育于新元古代震旦期玲珑超单元与新太古代五台—阜平期马连庄超单元接触带内带的二长花岗岩内，其上盘距接触带0～125m。断裂带以0线为界，以西平均走向62°，以东平均走向38°，即0线以东明显向北偏转，大角度地段控制了新立金矿床。断裂带倾向南东，倾角33°～67°，多在40°～50°间，平均倾角46°，由北东向南西倾角有逐渐变陡趋势。沿走向、倾向特别是走向呈舒缓波状延展，走向上的变化明显大于倾向，断裂带在北部的12线处与北东走向（20°）的三山岛断裂呈“Y”字形交汇，并以50°走向继续延伸至32线尖灭。以灰白—灰黑色断层泥为标志的主裂面连续发育，厚0.05～0.5m，主裂面上下发育有70～185m宽的破碎带，带内构造岩发育。以主裂面为界，上盘构造岩依次为花岗质碎裂岩、碎裂状花岗岩；下盘依次为糜棱岩、碎裂岩、花岗质碎裂岩、碎裂状花岗岩。其中碎裂岩带和碎裂状花岗岩带呈连续带状展布，其它破碎岩带呈不连续带状展布。从构造面阶步、擦痕及构造透镜体分析，断裂属左行压扭性，其成矿期的右行张扭运动所造成引张启开部位赋存了新立金矿床。

3.3 岩浆岩

主要为栾家寨单元（mLν14）,呈岩基大面积侵入，新太古代栖霞超单元（q14）主要分布于新立断裂上盘，呈脉状或岩枝状侵入马连庄超单元中，前者岩性为中细粒变辉长岩（斜长角闪岩），后者岩性为片麻状中细粒含角闪黑云长岩。新元古代震旦期玲珑超单元（L24），主要分布于三山岛—仓上断裂带下盘，呈岩基大量出露，岩性为弱片麻状中粒二长花岗岩。

3.4 矿石特征

矿床内常见的矿石构造以浸染状、斑点状构造为主，其次有脉状、网脉状、交错脉状、角砾状、斑杂状、梳状、蜂窝状构造。根据系统的物相分析资料，计算铁的氧化率参照《金属非金属矿产地质普查勘ư探采样规定及方法》，氧化物中金属含量与总金属含量之比小于10%，本矿床矿石类型均为原生矿石。矿石成因类型分为细脉浸染状黄铁绢英岩化碎裂岩（糜棱岩）型、脉状、网脉状黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩型、脉状、网脉状黄铁绢英岩化花岗岩型。

3.5 成矿作用

新立金矿床成矿作用可分为热液期成矿作用和表生期成矿作用。

新立金矿床热液期成矿作用具有脉动矿化、多次迭加的特点，成矿作用从早期到晚期，成矿热液的成分不断发生变化，晶出的矿物组合由简单到复杂再到简单，金含量由多到少，银含量由少到多。成矿作用可分为早期蚀变作用，中期矿化作用和晚期蚀变作用。通过野外观察和室内光薄片鉴定，结合矿物共生组合、结构构造特点，以及脉体彼此间的穿切关系等，见图2，可将热液期矿化划分成四个矿化阶段：粗粒黄铁矿、石英阶段；含金细粒黄铁矿、石英阶段；金银多金属硫化物阶段；石英方解石阶段。

图2 金矿脉穿插关系素描图

新立金矿床为隐伏金矿，为第四系所覆盖，而且大部分的蚀变带位于海平面之下，受地理因素制约，新立金矿的勘探工程布设控制矿体均在-105m以下，矿床中矿体均为原生矿石，仅在构造裂隙发育处见有后生褐铁矿化，但在漫长的地质年代里，新立金矿床与周邻矿床一致，曾因地壳抬升受剥蚀而暴露于地表，发生表生成矿作用。当新立金矿床暴露地表后，长期处于风化带内，在富含游离氧的地下水作用下，矿石中的硫化物逐渐被氧化，形成H2SO4，使地下水在表生作用初期显示出较强的酸性。这种含强酸的水溶液和围岩特别是含碳酸盐矿物的围岩发生作用后，逐渐被中和，pH值升高，溶液的性质也相应发生了变化，即从较强酸性→酸性→弱酸性→弱碱性方向变化。溶液性质的这种演化，直接影响整个氧化带发展过程中元素的迁移和变化。

4 成矿规律

4.1 矿体赋存规律

矿体大部紧靠主裂面分布，展布于71～20线、-30～-710m标高范围内，沿走向最大长度1 145m，沿倾斜最大长度900m，沿倾斜基本尖灭，沿走向其北东侧基本尖灭，南西侧尚未封闭。矿体总体走向62°，倾向南东，倾角33°～67°，多在40°～50°之间变化，平均46°，由北向南倾角有逐渐变陡趋势。

矿体形态整体呈大脉状，局部呈似层状和透镜状。沿走向及倾向呈舒缓波状展布，变化程度沿走向较倾向大。矿体具膨胀夹缩、分支复合现象，在43～27线-250～-400m标高处圈出无矿天窗一个，矿体厚0.48～28.96m，平均7.42m，厚度分级频率以2～10m居多，占22%，14～16m占10%，8～10m占9%，厚度变化系数78.27%，属厚度较稳定矿体。矿体单工程品位1.52～12.53g/t，平均3.26g/t，品位分级频率以2～4g/t居多，占60%。矿体受成矿前和成矿中构造控制，矿化强度与蚀变岩的破碎程度及成矿裂隙发育程度密切相关，品位较高部位及矿体厚大部分均是成矿裂隙发育，岩石破碎强烈地段，①-1号矿体即分布于紧靠主裂面之下的蚀变岩破碎强烈、成矿裂隙发育的黄铁绢英岩化碎裂岩带内。从矿体中的特高品位样品大部分分布于厚大矿体内、且多位于成矿裂隙发育的矿体中心（厚度方向）部位这一现象看，也说明了矿体的上述特征。

4.2 矿化富集规律

新立金矿床的矿体赋存于三山岛—仓上断裂带内，断裂构造对矿化的控制作用很明显。

（1）断裂蚀变带内的主矿体赋存在主裂面以下0～30m的范围内，主干断裂蚀变带具有多期次和继承性活动的特点，主裂面下0～30m的范围内是断裂活动最强烈的部位，岩石破碎程度高，裂隙密集，有利矿液的运移、渗透及其对围岩进行迭加交代和充填。因而该部位蚀变强，矿化富集，是主矿体的有利赋存部位。

（2）主矿体赋存在断裂蚀变带大走向地段，新立断裂蚀变带在0线转弯，0线以北走向38°,0线以西走向62°，成矿期断裂发生右行压扭性活动，0线以西大走向地段为引张启开部位，为矿液的运移和沉淀提供有利空间，形成了矿床的主矿体。

（3）多成矿阶段迭加部位易形成富矿体，新立金矿床是在热液蚀变基础上经多阶段矿化形成的。各阶段不仅发育不同，而且矿化强度差异颇大：第一阶段（黄铁矿石英脉阶段）虽有金矿化但极其微弱，更不能够形成金矿体，第四阶段（石英—方解石阶段）基本无金矿化，仅第二阶段（石英细—中粒黄铁矿阶段）和第三阶段（多金属硫化物阶段）有较多金矿物生成，可形成金矿体。尤以第三阶段矿化最强，是主要成矿阶段。因此，各成矿阶段的发育及迭加程度决定了矿化富集程度,即第二、第三阶段尤其是第三阶段发育部位及有第二、第三阶段迭加部位，矿化富集，可形成富矿体。

5 西南部成矿预测

根据对境界内矿体赋存规律的分析和研究其成矿规律不难看出新立金矿床断裂控矿的特点,主矿体始终受其主断裂控制,并且根据区域地质条件看新立控矿主断裂属于三山岛—仓上断裂，在走向上具有较大的延续性，并且开采境界55线部位各中段矿体并未封闭，且正是矿体厚大的部位，主裂面特征明显。整体看向西南方向主矿体仍应该赋存于主裂面下盘黄铁绢英岩化碎裂岩带内，紧靠主裂面或在主裂面之下30m内，具有形态呈大脉状，局部呈似层状和透镜状。沿走向及倾向呈舒缓波状展布的现象，并具膨胀夹缩、分支复合现象。矿体产状沿走向基本变化不大。并且近期已经开展的对此部位的探矿工作也不断取得新的进展，初步验证了预测靶区矿体的赋存情况。建议矿区利用坑钻结合的探矿方法，在矿体下盘沿走向向西南掘进沿脉巷，然后利用金刚石水平钻机根据勘探网度布置垂直矿体的水平钻孔，更快更有效地控制矿体赋存状态。

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