鮑中義,孫忠全,劉國(guó)棟,李山,范家盟
(山東省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東 招遠(yuǎn) 265400)
水旺莊礦區(qū)位于玲瓏礦田內(nèi),區(qū)內(nèi)礦脈受破頭青斷裂控制,該斷裂為招平斷裂帶東北段,區(qū)內(nèi)一級(jí)控礦斷裂。該斷裂控制有山東中金礦業(yè)的四礦區(qū)、五礦區(qū)和東風(fēng)等特大型金礦床[1]。該文結(jié)合區(qū)域構(gòu)造及成礦特征,在基本查明水旺莊礦床地質(zhì)及礦體特征的基礎(chǔ)上,首次將破頭青斷裂控制的蝕變帶分為2個(gè),①號(hào)和②號(hào)蝕變帶,重點(diǎn)對(duì)②號(hào)蝕變帶進(jìn)行闡述,并對(duì)破頭青斷裂深部找礦方向做初步探討。
水旺莊礦區(qū)位于膠東半島西北部,其大地構(gòu)造位置處于華北板塊(Ⅰ)膠北地塊(Ⅱ)膠北隆起及拗陷區(qū)(Ⅲ)膠北隆起(Ⅳ)之膠北凸起(Ⅴ)的北部,著名的沂沭斷裂帶東側(cè),玲瓏金礦田東緣。區(qū)內(nèi)第四系沿溝谷發(fā)育,巖漿巖廣布,并以脆性斷裂構(gòu)造發(fā)育為其突出特征(圖1)。
圖1 水旺莊區(qū)域地質(zhì)圖1—牟家單元片麻狀細(xì)粒黑云奧長(zhǎng)花崗巖;2—九曲單元弱片麻狀細(xì)中粒含石榴二長(zhǎng)花崗巖;3—大莊子單元含斑粗中粒二長(zhǎng)花崗巖;4—冶口單元含斑粗中粒二長(zhǎng)花崗巖;5—斷層及產(chǎn)狀;6—蝕變帶編號(hào)
2.1.1 破頭青斷裂(①號(hào)蝕變帶)
地表出露于勘查區(qū)以北,為招(遠(yuǎn))-平(度)斷裂帶東段,為一級(jí)控礦斷裂,控制了勘查區(qū)內(nèi)①號(hào)蝕變帶的展布。斷裂帶區(qū)內(nèi)控制長(zhǎng)2600m,寬350~450m,局部地段達(dá)800m。走向NE 60°,傾向SE,傾角28°~45°。斷裂帶發(fā)育以斷層泥為標(biāo)志的主裂面,以主裂面為界,由里向外,上盤(pán)依次為絹英巖質(zhì)碎裂巖、絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖,絹英巖化花崗巖,下盤(pán)依次為黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗巖、碎裂狀花崗巖;以主裂面為界,構(gòu)造巖基本對(duì)稱(chēng)分帶。礦體大部分賦存于主裂面下盤(pán)的黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶內(nèi)[2]。
2.1.2 破頭青次級(jí)斷裂(②號(hào)蝕變帶)
該斷裂地表未出露,已控制的斷裂帶標(biāo)高為-900~-1400m,斷裂帶區(qū)內(nèi)控制長(zhǎng)800m,走向NE 60°,傾向SE,傾角12°~47°。控制②號(hào)蝕變帶展布,蝕變帶最大垂深厚度300m。斷裂帶發(fā)育以灰黑色斷層泥為標(biāo)志的斷裂面,以斷裂面為界,由里向外,上盤(pán)依次為黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖,黃鐵絹英巖化花崗巖,下盤(pán)依次為黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗巖;以主裂面為界,構(gòu)造巖基本對(duì)稱(chēng)分帶。蝕變帶上下盤(pán)均含礦,礦體大部分賦存于主裂面上下盤(pán)的黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶內(nèi)。②號(hào)主礦體即位于該次級(jí)斷裂下盤(pán)黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖中。
2.1.3 欒家河斷裂
位于礦區(qū)東部,礦區(qū)出露長(zhǎng)2100m,總體走向30°,傾向SE,傾角50°~82°,在區(qū)域上切割譚格莊巖套、文登巖體及近EW向韌性變形帶。具多期次活動(dòng)特征。帶內(nèi)巖石主要為奧長(zhǎng)花崗巖質(zhì)碎裂巖,絹英巖化碎裂巖,角礫巖及斷層泥等。帶寬5~20m,局部超過(guò)30m,發(fā)育較連續(xù)的主裂面。帶內(nèi)巖石分帶性明顯,靠近主裂面巖石破碎較強(qiáng)。
區(qū)內(nèi)巖漿巖出露遍布全區(qū),由譚格莊巖套、玲瓏巖體和文登巖體及少量脈巖組成。
(1)新太古代譚格莊巖套牟家單元:分布于礦區(qū)東部,破頭青斷裂帶上盤(pán)。出露牟家單元,呈巖基產(chǎn)出。巖性為片麻狀細(xì)粒黑云奧長(zhǎng)花崗巖。
(2)中生代侏羅紀(jì)玲瓏巖體九曲單元:分布于礦區(qū)西北部,破頭青斷裂下盤(pán)。巖性為弱片麻狀細(xì)中粒含石榴二長(zhǎng)花崗巖。
(3)中生代侏羅紀(jì)玲瓏巖體大莊子單元:分布于破頭青斷裂下盤(pán)。呈巖基狀分布,是玲瓏礦田的主要賦礦圍巖。巖性為含斑粗中粒二長(zhǎng)花崗巖。
(4)中生代侏羅紀(jì)文登巖體冶口單元:分布在礦區(qū)的南部及破頭青斷裂上盤(pán),為區(qū)內(nèi)金礦床的重要圍巖。該單元巖石風(fēng)化相對(duì)較弱。巖性為含斑粗中粒二長(zhǎng)花崗巖,呈肉紅色,粗中粒花崗結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,其中偶含鉀長(zhǎng)石斑晶。主要組成礦物有斜長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、石英、黑云母、白云母等。
破頭青斷裂深部礦體為主要勘查對(duì)象,共圈定金礦體33個(gè),編號(hào)為①~33○號(hào),其中主要礦體2個(gè),分別為①號(hào)、②號(hào)礦體,這2個(gè)礦體資源儲(chǔ)量占礦區(qū)資源儲(chǔ)量總量的70%。
3.1.1 ①號(hào)礦體
該礦體為盲礦體,賦存在①號(hào)蝕變帶內(nèi),賦存于66~2線之間,賦存標(biāo)高-434~-910m,礦頭埋深最淺564m,由15個(gè)鉆孔控制。
礦體總體呈厚大脈狀,沿走向及傾向呈舒緩波狀。礦體與礦脈產(chǎn)狀基本一致,總體走向NE 60°,傾向SE,傾角25°~33°。
礦體勘查區(qū)內(nèi)控制長(zhǎng)1120m,控制斜深730m,該礦體沿傾向向深部未圈閉。礦體厚度1.26~14.29m,平均厚度3.63m,礦體厚度變化系數(shù)85.31%,屬厚度變化穩(wěn)定礦體。單工程礦體金品位一般1.18×10-6~6.25×10-6,礦體平均品位2.66×10-6,礦體樣品品位1.07×10-6~14.95×10-6,平均品位3.38×10-6,品位變化系數(shù)83.71%,屬有用組分分布均勻礦體。礦石為黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖(圖2)。
圖2 水旺莊42號(hào)勘探線剖面圖1—黑云奧長(zhǎng)花崗巖;2—二長(zhǎng)花崗巖;3—絹英巖化花崗巖;4—絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖+絹英巖質(zhì)碎裂巖;5—礦體及編號(hào)
3.1.2 ②號(hào)礦體
該礦體為盲礦體,位于礦區(qū)西北部,賦存在破頭青斷裂下盤(pán)②號(hào)蝕變帶內(nèi),平面分布于①號(hào)礦體之下400~500m,位于66~18線間,由18見(jiàn)礦工程控制,實(shí)際控礦工程間距一般在160~320m×160~360m,礦體產(chǎn)狀與破頭青斷裂基本相同,傾向SE,傾角12°~47°。
礦體勘查區(qū)內(nèi)控制長(zhǎng)800m,控制最大斜深899m,賦存標(biāo)高為-960~-1396m,礦頭埋深1080m,呈大脈狀,單工程礦體厚度1.37~20.56m,平均厚度7.03m,厚度變化系數(shù)76.71%,屬厚度變化穩(wěn)定礦體。礦體單工程金品位(1.02~11.04)×10-6,平均品位3.77×10-6,礦體樣品品位1.02×10-6~26.28×10-6,平均品位4.13×10-6,品位變化系數(shù)117.89%,屬有用組分分布較均勻礦體,礦體沿傾向均未封閉。
3.2.1 礦石礦物成分
根據(jù)宏觀、微觀觀測(cè),礦石礦物成分由金屬礦物、非金屬礦物組成,其中金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、銀金礦等,非金屬礦物主要有石英、絹云母、長(zhǎng)石、方解石等。
(1)黃鐵礦:他形—半自形粒狀,粒徑0.01~0.5mm,呈浸染狀、細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀分布,晶形多為立方體和五角十二面體,棱角被溶蝕,內(nèi)有黃銅礦或者被黃銅礦包裹。
(2)黃銅礦:少量,他形粒狀,粒度0.01~0.1mm,分布于黃鐵礦裂隙或黃鐵礦、絹云母、石英粒間,晚于黃鐵礦生成。
(3)方鉛礦:少量,分布于黃鐵礦晶隙及裂隙中或石英粒間,有的與黃銅礦連生。
(4)閃鋅礦:少量,他形粒狀,分布于脈石礦物粒間或黃鐵礦邊部,含乳滴狀黃銅礦。
(5)銀金礦:亮黃色,粒狀—不規(guī)則狀,粒徑0.01~0.02mm,主要包含于黃鐵礦或分布在黃鐵礦晶隙、裂隙、脈石礦物粒間或脈石礦物中。
(6)石英:占絹英巖組成礦物的50%。有3種石英,各占1/3。
殘留石英:粒度較粗,0.1~0.3mm,有碎?;瑥?qiáng)波狀消光,定向排列,為殘留的糜棱巖化的石英。
碎粒化形成的石英:粒度較細(xì),粒徑0.01~0.1mm,為早期石英碎裂化而成。
絹英巖化形成的石英:他形粒狀石英,粒徑0.1mm左右,與絹云母分布在一起,一般無(wú)波狀消光。
(7)絹云母:鱗片狀,集合體呈彎曲狀,定向排列,片徑0.01~0.03mm。含量43%~45%。
(8)方解石:形成較晚,他形—半自形粒狀,細(xì)脈狀,含量5%。
礦石中按共生組合及生成關(guān)系,可劃分為3個(gè)礦物共生組合。
原生殘留礦物:斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英及絹云母等。
蝕變礦物:絹云母、微粒石英、鉀長(zhǎng)石、碳酸鹽礦物、綠泥石及黃鐵礦等。
熱液礦物:黃鐵礦、石英、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、絹云母及銀金礦等。
3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造
(1)礦石結(jié)構(gòu)
以自形—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)為主,其次為包含結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)、交代殘留結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、乳濁狀結(jié)構(gòu)等。
晶粒狀結(jié)構(gòu):黃鐵礦等主要金屬礦物在礦石中呈自形—半自形不等粒狀分布。
碎裂結(jié)構(gòu):黃鐵礦受應(yīng)力作用后發(fā)生碎裂,在裂隙中充填有石英細(xì)脈和黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等礦物。
包含結(jié)構(gòu):礦物相互包含,如黃鐵礦中包含有粒狀金礦物、黃銅礦或其他金屬礦物以及其他早期礦物被后期礦物包含等。
交代溶蝕結(jié)構(gòu):后期黃銅礦等礦物沿黃鐵礦裂隙或邊部交代溶蝕。
膠狀結(jié)構(gòu):少量膠狀黃鐵礦被后期黃鐵礦包裹。
(2)礦石構(gòu)造
主要有浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造,其次有塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造和斑狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。
浸染狀構(gòu)造:黃鐵礦等金屬礦物呈星散狀分布于黃鐵絹英巖中。
脈狀構(gòu)造:黃鐵礦和石英組成細(xì)脈狀,分布于絹英巖和絹英巖化碎裂巖中。
塊狀構(gòu)造:黃鐵礦呈細(xì)脈狀團(tuán)塊富集,均勻分布在黃鐵絹英巖化碎裂巖中。
網(wǎng)脈狀構(gòu)造:黃鐵礦、石英呈細(xì)網(wǎng)脈狀充填于碎裂巖裂隙中[3-7]。
4.1.1 成礦物質(zhì)來(lái)源
大量研究成果表明,原始的金元素來(lái)源于新太古代的膠東巖群和棲霞片麻巖套中。中生代燕山期強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)和郭家?guī)X、玲瓏巖體的侵入,使金元素進(jìn)一步富集,同時(shí)深源巖漿從地幔帶來(lái)部分金質(zhì)與重熔巖漿中的金質(zhì)混合于同一巖漿系統(tǒng),富集于巖漿期后熱液中,隨熱液沿?cái)嗔堰\(yùn)移。
4.1.2 成礦熱液形成的溫度和壓力
初始富含揮發(fā)組分的熱液,在向斷裂構(gòu)造(低溫低壓部位)運(yùn)移過(guò)程中,具有較高的溫度和壓力。據(jù)包體測(cè)溫結(jié)果,礦床成礦溫度在338~244℃。整個(gè)玲瓏金礦田金礦脈最大出露標(biāo)高為+720m,臺(tái)上礦床控制最低標(biāo)高-700m,礦體賦存的垂直高差達(dá)1400m。根據(jù)成因礦物學(xué)和成礦流體溫度—壓力測(cè)試結(jié)果,推測(cè)成礦深度在3~4km,礦液形成的初始溫度為500℃。
4.1.3 成礦熱液的組分和化學(xué)性質(zhì)
根據(jù)玲瓏金礦田礦石石英包裹體成分測(cè)定結(jié)果,成礦熱液的物質(zhì)組分為:成礦元素:Au,Ag,Cu,Pb,Zn,Bi等。造巖元素:K,Na,Ba,Si等。揮發(fā)組分:H2O,CO2,NO2,Cl,F(xiàn),S等。
成礦熱液的化學(xué)性質(zhì)與其組分的存在狀態(tài)密切相關(guān),Cu2+,Pb2+,Zn2+,Bi3+等成礦元素離子以及Au,Ag的絡(luò)合物,必須在酸性及弱酸性介質(zhì)中才能穩(wěn)定存在和運(yùn)移,所以成礦溶液應(yīng)是弱酸性的。
4.1.4 成礦熱液的演化
成礦溶液隨著不同成礦階段的開(kāi)始和結(jié)束,存在著一個(gè)完整的演化過(guò)程:
在金-石英-黃鐵礦階段(早期成礦階段),熱液沿構(gòu)造破碎帶向兩側(cè)滲透擴(kuò)散,與各類(lèi)構(gòu)造巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成早期蝕變帶——“鉀化”帶。溶液由弱酸性演變?yōu)榻行?,銀金礦開(kāi)始有少量沉淀。后期,黃鐵礦和石英有析出,形成含金的黃鐵礦石英細(xì)脈充填在裂隙中,或黃鐵礦呈星散浸染狀分布在巖石中。
在金-石英-多金屬硫化物階段(中期成礦階段),由于發(fā)生復(fù)活性構(gòu)造活動(dòng),早期沉淀的礦物被破碎拉長(zhǎng),斷裂裂隙開(kāi)啟,成礦熱液再次充填。隨溶液溫度下降至250℃左右,絹云母化及硅化作用進(jìn)行強(qiáng)烈。礦液pH值升高,由中性進(jìn)入弱堿性階段,成礦元素穩(wěn)定性急劇下降,Au,Ag和Cu,Pb,Zn,Bi等幾乎同時(shí)形成各種硫化物,全部沉淀下來(lái)構(gòu)成多金屬硫化物組合,形成細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀礦石。
在金-石英-碳酸鹽階段(晚期成礦階段),礦液溫度下降至200℃,熱液氧化能力增強(qiáng),大量碳酸鹽類(lèi)礦物及少量黃鐵礦沉淀,同時(shí)有石英析出。成礦作用結(jié)束。
根據(jù)成礦作用機(jī)理,綜合各類(lèi)特征,礦床成因類(lèi)型應(yīng)為巖漿期后中溫?zé)嵋航淮g變巖型金礦。
總結(jié)近年來(lái)該區(qū)的勘查找礦工作,其礦化富集規(guī)律與找礦標(biāo)志有:
(1)規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂中,礦體規(guī)模較大,連續(xù)性好。
(2)礦體一般位于主斷裂面下盤(pán)的蝕變巖中。
(3)礦體的厚度和品位與礦脈的蝕變強(qiáng)度關(guān)系較密切,礦脈中硅化、絹英巖化強(qiáng)、黃鐵礦化和多金屬硫化物富集的地段,往往形成厚度大、品位高的礦體。且礦體厚度與品位呈正消長(zhǎng)關(guān)系。
(4)礦脈中的礦體沿走向和傾向具有尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn)。
(5)礦體一般淺部品位低,向深部有品位增高、厚度增大的趨勢(shì),表明礦脈深部仍具有較大的找礦前景。
礦體嚴(yán)格受構(gòu)造帶控制。區(qū)內(nèi)深部破頭青主裂面下盤(pán)控制的蝕變帶垂深可達(dá)700m,蝕變帶內(nèi)出現(xiàn)2個(gè)礦化富集區(qū),第一個(gè)富集區(qū)分布自主裂面向下100m之內(nèi),該文將其控制的礦化富集區(qū)稱(chēng)為①號(hào)蝕變帶,主要受破頭青主斷裂控制。
第2個(gè)富集區(qū)分布在主裂面之下400~700m,中間為弱絹英巖化花崗巖。第二富集區(qū)的出現(xiàn)主要是因?yàn)樵诰嘀髁衙?00m附近見(jiàn)一條次級(jí)斷裂,該斷裂控制的第二富集區(qū)暫稱(chēng)為②號(hào)蝕變帶。
2個(gè)蝕變帶控制的2個(gè)主礦體內(nèi)礦石電子探針金的成色和碎裂巖中的礦物組合基本相同,說(shuō)明該斷裂與主斷裂屬同期構(gòu)造斷裂,次級(jí)斷裂即為導(dǎo)礦又為容礦構(gòu)造,與主裂面相互呼應(yīng),2個(gè)斷裂2次疊加,最終致蝕變帶厚度陡增。②號(hào)主礦體即位于該次級(jí)斷裂下盤(pán)黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖中。
②號(hào)蝕變帶與①號(hào)蝕變帶間距相對(duì)穩(wěn)定,2個(gè)斷裂面相距400m左右;②號(hào)蝕變帶斷層清晰,發(fā)育以灰黑色斷層泥為標(biāo)志的斷裂面;分帶明顯,蝕變帶中心為黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖。
根據(jù)目前對(duì)礦體的控制情況及鉆孔見(jiàn)礦規(guī)律分析,②號(hào)蝕變帶穩(wěn)定性較好,且蝕變規(guī)模較大,控制礦體連續(xù)性較好,深部沿傾斜方向均未封閉。深部找礦前景非常好。
綜上所述,今后的找礦方向應(yīng)將②號(hào)蝕變帶作為工作重點(diǎn),建議該區(qū)淺部和鄰區(qū)深部進(jìn)行重新認(rèn)識(shí),通過(guò)研究對(duì)比淺部和深部成礦地質(zhì)條件、控礦特征,查明礦體產(chǎn)狀,預(yù)測(cè)和追索②號(hào)蝕變帶,進(jìn)而擴(kuò)大金礦體規(guī)模。
區(qū)內(nèi)礦體多賦存于黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖,黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶中,產(chǎn)狀與蝕變礦化帶一致。該次圈定的②號(hào)礦體占礦區(qū)總儲(chǔ)量一半以上,該礦體嚴(yán)格受②號(hào)蝕變帶控制,蝕變帶因與①號(hào)蝕變帶間距較大,且二者之間還存在一個(gè)弱蝕變帶(絹英巖化花崗巖),該層極易被認(rèn)為是①號(hào)蝕變帶的底板(二長(zhǎng)花崗巖),故在前期工作中多數(shù)鉆孔止于此。
希望今后工作中應(yīng)重視②號(hào)蝕變帶,淺部和深部均未封閉,都有擴(kuò)大的趨勢(shì)。該蝕變帶的發(fā)現(xiàn)為破頭青斷裂后期找礦指明了方向,先從沿傾斜方向入手,隨后擴(kuò)展到走向上進(jìn)行驗(yàn)證,在不斷實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn),該理論將對(duì)破頭青斷裂乃至整個(gè)招(遠(yuǎn))-平(度)斷裂產(chǎn)生重大找礦意義。
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