闫春明
摘要:金矿是一个大规模的岩金矿床,通过研究金矿矿体的特征,对于之后的金矿开采有着重要的意义。胶东半岛是我国最重要的金矿区域之一,矿床星罗棋布,通过全面收集地质、物探、遥感等资料,并在此基础上采取新技术和新方法对矿床进行研究,最终总结出成矿规律、找矿标志。本文主要对莱州-龙口断裂带进行探究,且该断裂带的金矿分布比较集中,产出一系列中小型、大型、特大型金矿床,对金矿矿体地质特征,矿床成因及找矿标志进行分析。
关键词:金矿矿体;地质特征;矿床成因;找矿标志
1 金矿矿体地质特征
莱州-龙口断裂带控制多处金矿床,区域内金矿资源非常丰富,发现的金矿床比较多,并且金矿分布比较集中,其中以岩金矿为主,主要是破碎蚀变岩型金矿。
(1)小涝洼金矿。属于小型金矿。主要的矿体特征为:走向近东西最大70米,倾向北69°~75°,厚度3米,矿石平均品位3g/t。
(2)陈家金矿。属于中型金矿,主要的矿体特征为:走向长215米,延深292米,走向40°~42°,西南倾40°,厚度为11.36米,平均品位8g/t。
(3)上庄金矿。属于大型金矿,主要的矿体特征为:矿体走向长350米,延深为600米,总体走向40°~55°,倾向北西,倾角在25°~35°之间,厚度为4.54米,矿石平均品位6.71g/t。
(4)新城金矿。属于特大型金矿,主要的矿体特征为:地表出露长120米,延深1120米,平均走向40°,倾向北西,倾角在26°~30°之间,厚度7.72米,矿石平均品位8.20g/t。
(5)曲家金矿。属于特大型金矿,主要的矿体特征为:走向长1260米,延深1180米,走向10~65°,北西倾20°~25°,厚度为6.51米,矿石平均品位3.80g/t。
(6)东季金矿。属于中型金矿,主要的矿体特征为:走向长600米,延深为290米,走向10°~70°,北西倾70°~80°,厚度为3.65米,矿石平均品位9.14g/t。
(7)河东金矿。属于中型金矿,主要的矿体特征为:走向长360米,倾斜深550米,厚度為6.60米,矿石平均品位6.66g/t。
(8)红布金矿。属于特大型金矿,主要的矿体特征为:走向长480米,延深为560米,走向在50°~60°,北西倾35°~45°,厚度为6.52米,矿石平均品位6.85g/t。
(9)河西金矿。属于特大型金矿,主要的矿体特征为:走向长480米,延深为582米,走向60°~70°,北西倾25°~45°,厚度为6.58米,矿石平均品位6.64g/t。
(10)界河金矿。属于小型金矿,主要的矿体特征为:走向长140米,延深455米,走向38°,北西倾32°~52°,厚度2~50米,矿石平均品位5g/t。
(11)望儿山金矿。属于大型金矿,主要的矿体特征为:标高在+85~-650米,矿体的走向长800米,走向5~15°,北西倾,倾角为45°左右,厚度为6.7米,矿石一般品位2~28g/t。
(12)龙埠金矿。属于中型金矿,主要的矿体特征为:走向长540米,延深608米,走向40°,北西倾22°~45°,厚度5.88米,矿石平均品位3.57g/t。
(13)付家金矿。属于小型金矿,主要的矿体特征为:走向长152米,延深110米,厚度8.09米,矿石平均品位6.73g/t。
(14)焦家金矿。属于特大型金矿,主要的矿体特征为:走向长为1160米,延深为1370米,走向30°,北西倾35°左右,厚度10.95米,矿石平均品位3.74g/t。
(15)侯西金矿。属于中型金矿,主要的矿体特征为:走向长200米,延深为200米,走向40°,北西倾35°~45°,厚度为3.68米,矿石平均品位4.22g/t。
(16)马塘金矿。属于特大型金矿,主要的矿体特征为:走向长1040米,延深为670米,走向20°,北西倾16°~41°,厚度为23.06米,矿石平均品位3.96g/t。
(17)寺庄金矿。属于特大型金矿,主要的矿体特征为:走向长720米,延深为391米,走向15°,北西倾35°~55°,厚度为2.89米,矿石平均品位2.52g/t。
(18)南吕-欣木金矿。属于特大型金矿,主要的矿体特征为:走向长1320米,延深为1010米,走向12°,北西倾26°~38°,厚度为4.06米,矿石平均品位2.61g/t。
(19)纱岭金矿。属于特大型金矿,主要的矿体特征为:走向长1680米,延深2180米,走向为20°,北西倾2°~42°,厚度是8.22米,平均品位2.91g/t。
(20)前陈金矿。属于特大型金矿,主要的矿体特征为:走向长700米,延深为840米,走向7°,北西倾4°~47°,厚度是6.89米,平均品位2.45g/t。
(21)姚家金矿。属于中型金矿,主要的矿体特征为:走向长530米,延深为998米,走向0°,倾向西,倾角26°~41°,厚度是1.77米,平均品位3.69g/t。
(22)黄山姚家金矿点。主要的矿体特征为:走向长120米,延深为240米,走向10°,倾向北西,倾角30°,厚度为2.60米,平均品位2.38g/t。
2 矿床成因
一些早期地质工作人员认为,胶东地区的金矿成因是变质热液成因。后来,山东省的一些地质工作人员更加认可多源长期成矿说,认为胶东地区的金矿具有继承性的成因关系,并且具有多来源以及长期性等特点。
根据前人研究研究成果进行分析,认为胶东金矿的成矿主要因素有岩浆作用、伸展构造以及流体活化,并且还提出了胶东金矿热隆-伸展成矿理论,如图1所示,为胶东金矿热隆-伸展成矿理论模型的剖面图[1]。华北-扬子陆陆碰撞和古太平洋板块俯冲构造体制叠加或者转换的过程中,白垩纪中国东部地幔隆起,岩石圈逐渐减薄,壳幔相互作用,在胶东地区产生大量的壳幔混合岩浆,分凝富金流体和驱动大规模流体循环,为金成矿提供了非常丰富的物质来源。
在伸展构造主断裂带中,以碎裂岩为主的构造岩发育比较好,成矿流体通过渗流的方式开始运移,在交代作用下形成以蚀变岩为主的矿体,主拆离断层与其上、下盘断裂中金矿体都呈阶梯式分布,构成多层成矿阶梯;在伸展构造下盘的花岗岩穹窿边缘,由于岩体上拱造成的引张作用,产生大量张裂隙,形成减压空间,成矿流体在泵吸作用下充填成矿,也就是所谓的石英脉型金矿。
3 找矿标志
3.1 地质标志
(1)控矿构造标志
胶东地区主要的控矿构造是北东-北北东向断裂构造,特别是莱州-龙口断裂带主干断裂和支断裂,为主要的赋矿断裂构造,并且对矿床有一定的控制作用。北东-北北东向断裂与接触带叠加位置比较容易成矿,找矿标志是该断裂与东西向的基底构造交汇的部位[2]。
(2)岩石建造标志
前寒武纪变质岩系作为金矿的原始矿源岩系,与金成矿有着较为密切的联系,郭家岭花岗岩以及玲珑花岗岩是成矿热源和矿源,而岩体的边缘、岩体与围岩的内接触带是金矿赋存的有利空间。
(3)围岩蚀变标志
钾化、硅化、黄铁绢英岩化是找矿的标志。
(4)矿物组合标志
蚀变带中的石英以及多金属硫化物的共生组合是重要的找矿标志,石英石、黄铁矿为主的载金矿物,则是矿床形成的重要标志。
3.2 地球物理标志
(1)重磁异常标志
金矿蚀变带处于重磁梯级带上。重磁场上为重力异常的线性梯度带,线性梯度带的转弯部位是成矿的有利标志;磁场上是串珠状、长条状高或低磁异常带,磁异常等值线拐弯部位是成矿的有利标志。
(2)电法异常标志
金矿化蚀变带在地球物理测井中反映为高阻高极化特征,在CSAMT电阻率等值线图上,断裂蚀变带位于电阻率等值线数值由低到高的梯级带上,金矿体主要是分布在梯级带上一些梯度变化比较明显的部位。电阻率等值线起伏变化比较大、间距增大、陡缓变化较大的部位是成矿的有利部位。在SIP电阻率参数拟断面等值线图上,断裂带反映的是定向延深的条带串珠状低阻带,视电阻率值越低,断裂带矿化蚀变程度愈强烈。在等值线拐弯或者低阻带局部膨大的部位为成矿的有利部位。
3.3 地球化学标志
(1)区域地球化学标志
水系沉积物异常的特征:Au异常25~400×10-9,主要的元素组合为Au、Ag、Pb、Zn等;自然重砂异常的特征:以金—黄铁矿型重砂组合类型为主,与金矿化阶段的矿石矿物组合相对应;重砂异常与导矿、容矿断裂的方向基本一致。
(2)原生晕标志
矿床原生晕主要元素为:Au、Ag、As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn;矿床原生晕轴向分带从上至下的顺序为:Sb、AS、Cu、Bi、Au、Ag、Pb、Zn。原生晕异常空间上的浓度分带和组分分带:浓度分带主要是以矿体为中心向外,成矿的元素含量依次减少,指示元素内带异常与矿化体吻合,向外渐次出现中、外带异常。组分分带表现为矿化体不同部位出现不同元素组合:主成矿晕元素组合为Au、Zn、Cu、Ag、Pb;头晕元素组合为Au、As、Ag、Sb;尾晕元素组合为Bi、Au、Ag。
(3)构造叠加晕标志
①通过聚类分析、因子分析等统计学方法发现,金矿床的最佳元素组合是:Au、Ag、Cu、Bi、Sn。
②矿床指示元素:前缘晕特征、近矿晕特征、尾晕特征指示元素分别为As、Sb、Hg;Au、Ag、Cu、Pb、Zn;Bi、Mo、W、Sn。
③前缘晕准则:在有Au外带异常的基础上,若前缘晕指示元素As、Sb、Hg出现强异常,而尾晕元素Bi、Mo异常比较弱,则代表深部有盲矿存在,如果再有Cu、Pb、Zn异常较强,则表明有Ⅱ、Ⅲ成矿阶段叠加,盲矿可能比较富。当Au异常强度较低,As、Sb、Hg异常强度只有外带异常,表明盲矿比较深;如果Au异常强度较大,As、Sb、Hg异常强度也比较大的时候,则表明盲矿较浅。相反,在Au弱异常的基础上,如果Bi、Mo、W异常比较强,而As、Sb、Hg只有零星异常或没有异常,则表明深部无矿[3]。
④前、尾暈的共存准则:在有Au弱异常(外带)情况下,如果同时出现As、Sb、Hg以及Bi、Mo、W较强异常,则表明深部还有第二个富集带,如果Ag、Cu、Pb、Zn异常较强,表明有Ⅱ、Ⅲ成矿阶段叠加,盲矿可能较富。如果在矿体中出现前、尾晕共存,则表明矿体向下延伸还很大。
⑤前缘晕强度趋势准则:在构造叠加晕剖面或垂直纵投影图上,前缘晕指示元素As、Sb、Hg晕的异常强度,从矿体前缘、矿体头、矿体中部、矿体尾、尾晕,由强转弱、再转强,或者持续性强异常,尤其是在控制最深的钻孔的样品中出现强异常,表明深部还有盲矿存在;如果Ag、Cu、Pb、Zn异常较强,表明有第Ⅱ、Ⅲ成矿阶段叠加,盲矿可能较富;若在矿体下部或尾部出现强异常,则表明矿体向下延伸还很大。
结语:胶东地区金矿矿床分布较广,对莱州-龙口断裂带的成矿地质特征以及矿床成因进行分析,并从地质标志、地球物理标志、地球化学标志等方面总结了区域内的找矿标志。
参考文献:
[1]宋明春,林少一,杨立强,宋英昕,丁正江,李杰,李世勇,周明岭.胶东金矿成矿模式[J].矿床地质,2020(02):215-236.
[2]李士先,刘长春,安郁宏,等. 胶东金矿地质[M]. 北京:地质出版社,2007:232-275.
[3]宋明春,崔书学,周明岭,等. 山东省焦家矿区深部超大型金矿床及其对“焦家式”金矿的启示[J].地质学报,2010,84(9):1349~1358.
[4]宋明春,崔书学,杨之利,等. 山东焦家金矿带深部找矿的重大突破及其意义[J].地质与勘探,2008,44(1):1-8.