翁立猛,部雪娇,邵恩庆
1.山东黄金集团 青岛黄金有限公司,山东 青岛 266100;2.中国海洋大学 海洋地球科学学院,山东 青岛 266100;3.青岛地矿岩土工程有限公司,山东 青岛 266100
20世纪90年代初,原平度黄金管理局与长春地质学院在平度地区实施“平度北部地区金矿成矿远景评价”勘查项目(1989—1992),该项目在大庄子地区发现多个金矿行原生露头,金最高品位为26.05 g/t,随即开展了勘查工作。大庄子金矿建矿后,多个科研院所及勘查单位在该地区进行了科学研究及工程验证工作,对大庄子金矿区两类矿化类型、矿床成因及成矿规律等进行了系统的研究[1--4]。但是受勘查条件限制,前人的研究多集中于矿区浅部,对矿区深部少有涉及。在大庄子金矿区麻湾矿段深部探矿中,部分钻孔在深部揭示了铅锌矿化体和石英脉矿化体,这在以往的研究和勘查工作中都是未涉及的。笔者通过对深部铅锌矿化体和石英脉矿化体的研究,揭示了大庄子金矿区深部矿化体的分段富集规律,为该矿深部勘查提供理论依据。
胶北隆起区是胶东地区主要金矿集中地,西以郯庐断裂为界,南侧为胶莱盆地,北侧为黄海盆地。郯庐断裂和胶莱盆地的形成、发展和演化对胶东金矿成矿作用具有一定的控制作用[5--14]。胶莱盆地演化过程中,内部及边缘一些金等多金属矿床形成与就位,研究区大庄子金矿即形成于此(图1)。
图1 胶莱盆地金矿地质简图[1]Fig.1 Geological map of gold deposits in Jiaolai Basin
大庄子金矿矿床类型可分为硅化碎裂岩型和石英脉型两种,硅化碎裂岩型矿体主要分布于北北东向Ⅰ号蚀变带内,受脆/韧型叠加构造带控制;石英脉型矿体主要由Ⅰ号蚀变带下盘北北东向及北东东向石英脉群组成,受次级张扭性断裂构造控制(图2)。
图2 大庄子金矿区地质简图(A)及86勘探线剖面图(B)Fig.2 Geological map of Dazhuangzi gold deposit (A)and profile map of No.86 prospecting line(B)
2.1.1 铅锌矿化体产状、规模
大庄子金矿区麻湾矿段86勘探线ZK84--1和ZK86--4钻孔(图2),在主构造带揭露有铅锌矿化体,而位于两者之间的ZK86--3钻孔未见明显的铅锌矿化。其中,ZK84--1钻孔岩芯792.35~910.92 m深区间揭露为构造蚀变带,厚度约118.57 m,在孔深889.55~903.12 m间为铅锌矿化体,赋存标高为-858.65~-876.22 m,真厚度约15.65 m。ZK86--4钻孔岩芯揭露947.13~973.40 m深区间为构造蚀变带,952.13~958.13 m间为铅锌矿化体,真厚度约5.97 m。
2.1.2 铅锌矿化体主成矿元素组合品位
ZK84--1钻孔15件岩芯样品分析结果显示,铅品位0.30%~5.02%,平均1.42%;锌品位1.54%~1.78%,平均1.66%;三件岩芯样品金品位相对较高,由高至低依次为0.32 g/t、0.16 g/t和0.11 g/t,其余样品金含量均<0.05 g/t;银最高品位为20.48 g/t(对应金品位为0.11 g/t)、次高为17.71 g/t(对应金品位为0.16 g/t)、再次为9.63 g/t(对应金品位<0.05 g/t),余者在2.84~8.13 g/t间。
ZK86--4钻孔铅品位0.31%~2.55%,平均1.43%;锌品位0.19%~0.42%;7件样品金品位均<0.05 g/t;银品位未分析。铅锌矿化体产于绢英岩中。
据钻孔岩芯揭露,矿区深部金矿化类型以含金石英脉为主。
3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。[1]
2.2.1 ZK84--1钻孔的含(银)金石英脉
ZK84--1、ZK86--4和ZK86--3钻孔(图2)均见含(银)金石英脉,但均非产于主构造蚀变带。ZK84--1钻孔在黑云母变粒岩中上部161.66~170.52 m为石英脉,垂直厚度8.86 m,见有星点状和团块状黄铁矿。620.83~629.83 m含(银)金石英脉有9件样品,金最高品位1.60 g/t、银品位2.04 g/t,次高金品位0.07 g/t、银品位1.66 g/t,余者金品位均<0.06 g/t、银品位1~2 g/t间;铅品位0~0.6%、锌品位0.3%~0.4%;在岩芯695.11~695.31 m间有样长0.20 m的石英脉,含金<0.05 g/t、银4.60 g/t、铅1.18%、锌0.26%。
2.2.2 ZK86--4钻孔的含(银)金石英脉
ZK86--4钻孔在碎裂岩化片麻状二长花岗岩中,有2件石英脉样品。在485.60~486.30 m(样长0.70 m)的石英脉中,含铅0.56%、锌0.004%。在486.30~487.30 m(样长1 m)石英脉中,含金<0.05 g/t(银未分析)、铅0.1%、锌0.6%。
ZK84--1和ZK86--4钻孔中的“铅锌矿化体”和“含金石英脉”,属不同性质的两类矿化体。ZK84--1钻孔的Au--Ag、Au--Pb和Au--Zn不具相关性,而Ag--Pb和Ag--Zn则具相关性;ZK86--4钻孔的Au--Pb具相关性、Au--Zn不具相关性,而Ag--Pb和Ag--Zn也具相关性,但相关程度不如前者(图3)。
Au、Ag、Pb、Zn元素齐全的样品,碎裂岩型(矿体样品)100件、石英脉型18件、矿化体ZK84--1的样品18件,共计136件,进行相关分析(表1)和因子分析(表2)。
表1 “矿化体”--(银)金矿石主成矿元素相关系数表
表2 “矿化体”--(银)金矿石主成矿元素因子分析表
Au--Ag正相关,系数为0.57,与金矿石中部分银赋存在独立银矿物--辉铜银矿中有关。选取2个主因子时,累计特征值91.55%:F1因子组合为多金属Ag、Pb、Zn,伴生Au;F2因子以Au为主,伴生少量Zn。
在F1--F2因子得分标图上(图4),碎裂岩型、石英脉型和“矿化体”的样品投点区大部分重合但又有所分离。麻湾矿段的样品虽然为ZK84--1一个钻孔的样品,总体长轴沿F1多金属组合变化大,反映三区域的样品差别主要为多金属组合发育上,或者说多金属期/阶段成矿强度上的差别。麻湾地区,F2得分值几乎没有变化,反映在有限的ZK84--1控制区域F2金成矿作用叠加较弱,几乎均以F1成矿因子为主,即几乎以多金属成矿作用为主;碎裂岩型的矿石,F2因子Au成矿组合有一定的展布范围,其Au金矿期/阶段发育较石英脉型的矿石强度大,但石英脉型的矿石样品,局部地段有较为强烈的F1因子多金属组合发育,其得分投点在得分正值区离散度大。
Au、Ag、Pb、Cu元素样品,碎裂岩型样品矿体38件、石英脉型18件、“矿化体”ZK86--4样品3件,共计58件,进行相关分析和因子分析。相关系数见表3。
表3 (银)金矿石--“矿化体”主成矿元素相关系数表
选取3个主因子时,累计特征值为95.35%:F1因子组合为多金属Pb、Zn,伴生Au、Cu;F2因子以Cu、Pb为主,伴生少量Au;F3因子由Au、Cu组成(表4)。纵观整个因子组合,Au未能有较大的载荷贡献。考虑本次Au、Ag、Pb、Cu样品空间位置,碎裂岩型的样品和铅锌矿化体均来自深部,反映碎裂岩型金矿深部的成矿作用中,Au为主的成矿期/阶段发育相对较弱。本研究碎裂岩型矿体的深部、石英脉型矿体和“矿化体”的成矿作用主体应为多金属成矿为主。
图3 “矿化体”主成矿元素图Fig.3 Diagrams of main metallogenic elements in“mineralized body”
图4 (银)金矿--“矿化体”主成矿元素因子分析图(A图数据据表1,B图数据据表2)Fig.4 Diagrams of main metallogenic element factors analysis of (silver) gold deposit--“mineralized body”
表4 (银)金矿石--“矿化体”主成矿元素因子分析表
在因子得分各标图上,碎裂岩型、石英脉型的样品投点区在F1--F2大部分重合但又有所分离,而在F1--F3、F2--F3标图(图5)有较大的分离,考虑F1、F2、F3的特征值对应为54.65%、33.16%、7.55%,碎裂岩型矿体的深部、石英脉型矿体在F1因子得分变化范围相近,F2、F3因子得分相差有区别。故分析Au、Ag、Pb、Cu元素的样品,在多金属成矿作用的背景上,有相对较弱的以Cu为主的F2因子;以Au为主的F3因子成矿叠加阶段,碎裂岩型矿体Cu的成矿作用是强于其在石英脉型中的。
图5 金矿--“矿化体”主成矿元素因子分析图(A图数据据表3,B图数据据表4)Fig.5 Diagrams of main metallogenic element factors analysis of gold deposit--“mineralized body”
综上,本区不同地段的元素组合或成矿作用可以认为如下,区内的任何地段,均以Au--多金属成矿作用为主、Au的成矿作用为次。后者主要发育在碎裂岩型矿体的浅部,而在深部较弱。Cu为主的成矿组合中,主要发育在碎裂岩型矿体中,但总体研究程度偏低。以往的研究成果仅确定矿石中含黄铜矿,本研究确认尚含黝铜矿、砷黝铜矿和辉铜银矿等。加强铜为主的成矿组合研究,不仅是回收银的需要,而且对提高浅成双脉型金矿成矿作用认识也有重要意义。
大庄子金矿床,由主断裂上盘的碎裂岩型金矿体和主断裂构造下盘的石英脉型金矿体共同组成,已探明的工业意义石英脉型金矿体均位于主断裂构造的下盘。主断裂构造上盘,罕见大规模的控制石英脉的断裂构造,也很少发育形成工业矿体的大规模石英脉,这是勘查前景评价欠佳的第一个原因。ZK84--1钻孔的10件石英脉样品,最高金品位1.60 g/t(对应银2.04 g/t)、最高银品位4.6 g/t(对应金<0.05 g/t),而10件样品的铅锌含量均甚微;ZK86--4钻孔的2件石英脉样品中,含金相差悬殊(1件11.89 g/t 、另1件<0.05 g/t,银未分析),且铅和锌含量均甚微,说明这些石英脉属黄铁矿石英脉阶段或黄铁矿(石英)阶段的产物,无金--多金属硫化物阶段的存在,这是勘查前景欠佳的第二个原因。其勘查前景欠佳的第三个原因是其地质产状恰恰在分段重现“金矿体行列”相间的“矿化段域”,这一段域理论上往往无工业矿体,若有仅是零星小规模的矿体或“矿化体”(图6)。
图6 大庄子金矿矿体侧伏方向分段富集示意图Fig.6 Schematic diagram of sectional enrichment in lateral direction of Dazhuangzi gold deposit
胶东和胶南燕山晚期浅成热液金银铅锌矿床主要类型:贫金和银的铅锌矿床,如香夼铅锌矿、七宝山铅锌重晶石矿点;金铅锌矿床,如大庄子浅成双脉型金矿;银铅锌矿床,如招远十里铺、莱西小东馆和莱西张家等银矿床。上述差异反映了燕山晚期浅成热液成矿作用的演变过程。
香夼铅锌矿床,产于霞臧格庄燕山晚期火山盆地南缘的破火山构造中。标高约-200 m以上为矽卡岩型铅锌矿体,-200~-600 m间为矽卡岩型铜硫(黄铁矿)矿体,整个矿床贫金和银。主要矿石矿物为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿和磁黄铁矿[15--22];五莲七宝山放射状断裂构造控制的铅锌重晶石脉(矿点),其与角砾岩筒型(银)铜金矿的成因关系时空相随,类同于香夼铅锌矿的铅锌矿体,同属于燕山晚期独立铅锌成矿期(或)独立成矿阶段的产物[23--26],早阶段中偏碱性富钾火山熔岩和火山碎屑岩Ar--Ar全岩等时线年龄为(109.9±0.6)Ma,成矿在晚阶段酸性流纹质火山岩(108.2±0.6 Ma)之后[27--29];大庄子浅成双脉型金矿及次火山脉岩的地质时代,与燕山晚期青山群第Ⅱ期火山岩浆旋回相当[11],Ar--Ar法主成矿阶段脉石英等时线年龄为(115.62±1.01)Ma[30]。
深部“铅锌矿化体”所在的北部构造蚀变带韧--压性构造特点表现突出,张--脆性构造特点表现淡弱;构造多期活动不明显,缺乏韧--压张--脆性复合构造迹象;产状较平缓,无白垩系沉积岩盖层,构造蚀变带上盘大理岩少或无。南部含构造蚀变带(尤其是含矿部分)韧--脆性双重构造特点表现突出,构造多期活动特征及构造分带性明显,碎裂岩化、角砾岩化,并伴随多金属硫化物矿化;上覆较厚的白垩系沉积岩,构造蚀变带上盘大理岩发育。
初步认为北部构造蚀变带是在深部形成的韧--压性构造,其中所含的铅锌矿化体位于金成矿带的下部末梢,可能是金成矿作用之后的晚期阶段或燕山晚期另一独立成矿期(成矿阶段)的产物,而这又反证了南部金矿床为浅成碎裂岩型金矿床。
深部“铅锌矿化体”的22件样品中,含金和银甚微,最高金(0.32 g/t)和银(17.71 g/t)的品位也甚微,说明深部“铅锌矿化体”并非碎裂岩型金矿金--多金属成矿阶段的产物。在矿山生产过程中,在-510 m标高21~31勘探线、-480 m标高23~27勘探线均发现赋存于浅灰色硅化碎裂岩化大理岩中的铅锌矿化体,矿体产状同浅部同一层位的碎裂岩型金矿体一致,厚度0.3~1.5 m,铅平均品位7.03%、锌平均品位6.74%,金品位均<0.4 g/t,银未分析。该标高为浅部碎裂岩型金矿体推测的延伸部位,而在-570~-710 m标高,又发现同浅部成矿特征一致的碎裂岩型金矿体。该铅锌矿化体证实了碎裂岩型金矿体在倾向方向上的分段富集规律。深部铅锌矿化体的查明,指示了深部可能存在另一个富集段。矿区深部探矿工程对以上预测进行了验证。
(1)赋存于第二富集段(矿体)下部的“铅锌矿化体”,具有同浅部矿体相同的黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿等多金属硫化物,对深部第三富集段域(矿体)的勘查具有一定的指示意义。
(2)深部“铅锌矿化体”的查明,支持大庄子金矿属于燕山晚期浅成热液成矿的产物,并且是研究燕山晚期浅成热液“Au--Ag--Pb--Zn”成矿演化的“重要样本”,可以作为认识胶东燕山晚期成矿的另一重要贡献。