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【摘 要】 謝家溝金礦床嚴格受招平斷裂下盤的次級斷裂及其分支構造(韌性剪切帶)控制,空間分布上呈右行雁形排列,成群成組產(chǎn)出,單個礦體規(guī)模小,品位高,不連續(xù),同一水平面上呈跳躍式等間距分布;現(xiàn)僅在淺部探明礦體若干,根據(jù)已探明礦體及區(qū)域花崗巖體與金富集的關系的討論,推測深部(-500m以下)仍有工業(yè)礦體賦存。
【關鍵詞】 謝家溝金礦床;深部成礦預測;找礦方向研究
目的:加大地下資源的探測力度,提高探測精度和分辨率,降低勘探成本,建立新型的找礦模式,在-500m至-1500m之間進行找礦靶區(qū)定位預測。
一、礦區(qū)與礦床地質概況
該礦區(qū)位于華北地臺膠東隆起西北部,招平斷裂帶主裂面以西約3.5km處的謝家溝東部地區(qū),面積5km2,區(qū)內地層僅見少量第四系,沿溝谷、丘陵分布;區(qū)內出露巖漿巖主要是二長花崗巖,出露面積較大,脈巖沿北北東、北西西、南北向展布,分布較廣,傾角60~63°,區(qū)內斷裂和韌性剪切帶發(fā)育,金礦脈的產(chǎn)出受北東向剪切帶構造控制。
1、地層與巖漿巖
地層:區(qū)內地層簡單,地表僅見第四系,主要為殘積坡及沖擊坡堆積物,厚度0.2~5m,巖性為含礫粘土質砂巖、砂質粘土、含礫砂、淤泥腐殖土等;未見膠東群地層出露。
構造:區(qū)內斷裂構造發(fā)育,性質各異,具有多期次活動特征。按其走向分為北北東向韌性剪切帶和構造破碎帶(F1、F2、F3)、北北西向張剪性斷裂、近南北向、近東西向脆性剪切帶和壓扭性斷裂帶四組,其中北北東向組控制了區(qū)內韓金礦脈的展布。成礦過程中,繼承性斷裂活動控制了礦化的多期富集,小的節(jié)理裂隙控制了礦化均勻程度和礦石組構。
巖漿巖:區(qū)內大面積出露的巖漿巖主要為中生代的片馬莊黑云母二長花崗巖及酸性、中性、基性脈巖,脈巖種類主要有花崗閃長玢巖、石英閃長玢巖、輝石閃長巖、正長斑巖、輝綠巖、煌斑巖等,其中走向北北西向的中酸性脈巖群與金成礦有著密切的時空關系。
2、礦床與礦體特征
謝家溝金礦區(qū)及其外圍發(fā)育一組平行產(chǎn)出、總體走向NE30°的韌性剪切帶,傾向南東,傾角75°~85°,單條韌性剪切帶50~80m不等,地表表現(xiàn)為絹英巖化糜棱巖帶,部分為強硅化帶,含金礦體受韌性剪切帶控制。韌性剪切帶由主應變帶中心向外巖相學變化明顯,依次為糜棱巖、初糜棱巖、糜棱化花崗巖、劈理化花崗巖??傮w表現(xiàn)為由中心向外有韌性變形到脆性變形的橫向應變分帶特征。目前已揭露的五條剪切帶構造,均受統(tǒng)一的構造動力系統(tǒng)控制,形成控制剪切帶系(北至董家繼續(xù)向北延伸,南經(jīng)鐵夼進入平度境內)。
金礦化與構造的關系:韌性剪切帶中部為構造應變強烈的部位,對應巖石為含金糜棱巖,含有細脈狀、網(wǎng)脈狀黃鐵礦,金品位也較高,從中心往兩側,漸變過度到糜棱巖化絹英巖化花崗巖,黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物也主要以侵染狀產(chǎn)出,金品位明顯降低,直至過度到蝕變帶外圍的鉀化花崗巖則基本不含金。
礦床主要圍巖蝕變類型有:絹英巖化、黃鐵絹英巖化、黃鐵礦化、硅化、鉀化、綠泥石化等。
按成礦構造系統(tǒng)和含金礦脈的分布特征可將該礦床分為1號脈帶、2號脈帶、10號脈帶、12號脈帶,其中1、3、10號脈帶位于謝家溝礦區(qū),12號脈帶位于東南部的白鶴頂?shù)V段,3號脈帶為主要礦帶,其特征如下:
3號脈帶:位于謝家溝礦區(qū)中部的F3斷層的下盤,由3-1、3-2、3-4、3-5、3-6、3-7、3-22等8個礦體組成,礦體均賦存在走向北北東30°寬80~100m的韌性剪切帶中,除3-4礦體為隱伏礦體外,其他礦體均有出露。3-1礦體長994m,傾向延深436m,平均厚度7.5m,平均品位5.46g/t;3-2、3-3、3-5、3-6等礦體長212~250m,傾向延深106~325m,平均厚度2.33~2.94m,平均品位3.63g/t;3-4、3-7礦體分別為40m、63m,延深分別為72m、162m,厚度1.12m、1.14m,品位6.75g/t、5.38g/t;3-22礦體較小,平均品位2.99g/t。
1號脈帶:主要分布在礦區(qū)西部,為完全隱伏型礦體。該脈帶由1-1、1-2、1-3等3個礦體組成,各礦體長度140~259m不等,厚度2.48~9.15m不等,平均品位3.33~7.79g/t。
10號脈帶:分布在礦區(qū)東部,走向NW30°絹英巖化糜棱巖帶中,礦化蝕變帶15~20m,由10-1、10-2、10-3號礦體組成,各礦體長度66~142m,厚度2.52~3.57m,平均品位1.62~4.98g/t。
12號脈帶:分布在礦區(qū)東部,走向NW30°絹英巖化糜棱巖帶中,由12-1、12-2、12-3號礦體組成,各礦體長度103~159m,厚度0.97~3.16m,平均品位1.62~4.98g/t。
礦化類型:主要為黃鐵絹英巖化糜棱巖蝕變巖型、黃鐵絹英巖化千枚巖化蝕變巖型,統(tǒng)稱為同韌性剪切帶蝕變巖型,其次為石英-硫化物脈型和石英-硫化物細脈群型。
3、礦石特征
礦石礦物成分:礦石中金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、赤鐵礦、褐鐵礦、孔雀石、方鉛礦、閃鋅礦、銻鉍鉛礦及自然金等,脈石礦物主要有石英、絹云母、綠泥石等。
礦石的自然類型:主要分為氧化礦石和原生礦石,近地表為氧化礦石,深部為原生礦石。
礦石結構:主要有半自形粒狀結構、自形晶狀結構、他形粒狀結構、填隙結構、網(wǎng)脈結構、壓碎結構、包含結構、晶隙結構、交代殘余及假象結構、文象結構、楔狀結構等。
礦石構造:以細脈狀浸染狀為主,其次脈狀構造、網(wǎng)狀構造、角礫狀構造、斑狀構造及塊狀構造。
金的賦存:礦床中的金礦物以銀金礦為主,金礦物形態(tài)有粒狀、微細脈狀、不規(guī)則狀等,裂隙金占52.4%,包體金占36.9%,晶隙金占10.7%,金礦物的粒度以微細粒為主,據(jù)統(tǒng)計,77%的金礦物顆粒的粒度在60um以下。
二、韌性剪切帶及成巖成礦的認識
1、對F3斷層和韌性剪切帶的認識
F3斷層是招平斷裂帶下盤的次級平行構造,是統(tǒng)一應力場作用下產(chǎn)生的共生構造,是本區(qū)主要的成礦斷層,區(qū)內展布長約2000m,寬約1~6m,總體走向25~30°,傾向北西,傾角65~80°,在平面上呈現(xiàn)“S”字形(1001采場109線揭露F3斷層基本扭為東西向),礦床主要分布在斷裂交叉和產(chǎn)狀變化部位,韌性剪切帶與F3斷層呈“入”字形交叉,可視為F3斷層的次級構造,與F3斷層及其分支構造共同控制了金礦脈的空間分布,上部近地表礦體主要賦存在95~100勘探線之間,向下延深逐漸向北東側伏,-190m中段礦體賦存在129~130勘探線之間(-190中段1217采場相當明顯),金礦體在脈巖之間的韌性帶內呈左行雁形排列(+170m中段最為明顯),金礦體主要賦存在F3斷層下盤,F(xiàn)3斷層上盤的韌性剪切帶不賦存礦體或極少賦存礦體;另因金礦體受F3斷層及韌性剪切帶共同控制,所以在空間分布上,還呈現(xiàn)多列平行跳躍式排列,成群成組產(chǎn)出,單個礦體規(guī)模小,品位高,但多個礦體組成一個有規(guī)律的礦體群,呈點格式分布。
2、脈巖與成礦關系
該區(qū)內脈巖以閃長玢巖最為發(fā)育,形態(tài)為脈狀和透鏡狀,穿插于玲瓏花崗巖和欒家河花崗巖之中,走向NW320~350°,傾角55~80°,多為NW傾,淺部較緩,深部較陡,長一般150~700m,最長一條1400m,寬1.5~15m不等,主要組成礦物斜長石、鉀長石、角閃石、黑云母等,局部見有石英,長石多絹云母化,暗色礦物綠泥石化,半自形粒狀結構,塊狀構造,在空間上多與北西向蝕變帶平行,蝕變帶多分布在脈巖之間的剪切帶內,或脈巖與圍巖的接觸帶中,走向和傾向上與脈巖基本一致;蝕變帶中的閃長玢巖發(fā)育有硫化物細脈,并且含金品位較高,硫化帶明顯穿切脈巖(脈巖在蝕變帶內發(fā)生蝕變),說明從成礦時間上,閃長玢巖應早于成礦時間(屬于中生代燕山中期產(chǎn)物,稍晚于欒家河花崗巖體),這些脈巖群為金的富集提供了“隔離墻”的空間作用及PH酸堿變化的環(huán)境條件。礦體在蝕變帶內沿脈巖兩側呈右行雁形排列。
3、花崗巖體與成礦的關系
玲瓏片麻狀黑云母花崗巖:以巖基產(chǎn)出,分布在膠北地臺中心部位,被招平和焦新兩條大斷裂夾持,玲瓏花崗巖的同位素年齡(152~160Ma)、成巖時的低壓環(huán)境(150~200Pa)和較高的地溫場等證據(jù)證明,玲瓏花崗巖是燕山早期(侏羅紀)產(chǎn)物;它的化學組份、稀土元素、微量元素、穩(wěn)定同位素組成特征與基底TTG雜巖具有一致性,以及巖體中大量的變質巖殘留體和宇宙塵的存在,均表明玲瓏花崗巖是殼源物質的衍生體,實驗表明(1998,曲曉明等)玲瓏片麻狀黑云母花崗巖在810℃,1.5×100MPa,水不飽和條件下,經(jīng)18%的熔融可以轉化為中粗粒二長花崗巖(即欒家河、郭家店等地花崗巖)。玲瓏花崗巖還是同構造花崗巖,巖體中廣泛發(fā)育的片麻理構造、巖石中常見的應變礦物和應變結構反映了構造形變與花崗巖成巖同時存在,也就是說,玲瓏花崗巖與招平斷裂等成礦早期構造同時期形成,而后又經(jīng)多期次變化為成礦提供了容礦圍巖及導容礦構造。
欒家河中粗粒鉀長石花崗巖:由郭家店、欒家河、崗山(畢郭)三個巖體組成,以中粗粒等粒結構、塊狀構造,含鉀長石高,局部含白云母為特征,該巖體巖漿結晶作用的溫度應為400~900℃之間;由兩個熔融包裹體得出的資料顯示,巖漿結晶早期含水量很低(2.5%),粘度較大(3.8×106Pa·S)。隨著結晶作用的進行,殘余巖漿中流體不斷富集,到晚期含水量達到5.8%,已接近硅酸鹽熔體的飽和度(6%)。該巖體中大量發(fā)育CO2三相包裹體,含水礦物除了黑云母之外,還出現(xiàn)了相當多的白云母(2%),以及明顯偏高的87RS/86Sr和87Sr/86Sr同位素比值(分別為2.57888和0.7180),這些都說明該巖體成巖過程中有較多的沸騰流體活動,按(400~600)×102Pa的捕獲壓力推算,巖漿大體侵位深度為1.3~2km之間,說明該巖體是一種淺侵位花崗巖,巖體與膠東巖群、玲瓏花崗巖體呈明顯的侵入接觸關系,說明成巖時間要晚于玲瓏花崗巖。主要巖石類型為鉀長石花崗巖、含黑云母鉀長石花崗巖、中粗粒黑云母花崗巖。郭家店欒家河型花崗巖體東側與膠東群接觸帶上(即招平斷裂帶上),有尹格莊特大型金礦床、夏店大型金礦床、姜家窯曹家洼等中小型金礦床產(chǎn)出。
郭家?guī)X斑狀花崗閃長巖:分布在膠北地臺西北部,由郭家?guī)X、叢家、北截、尚莊、三山島五個巖體組成,從東到西由巖基逐漸向巖株過度,地球物化探測試,深部連通成一個大的巖基,以含有角閃石、鉀長石巨斑晶為特征,且鉀長石斑晶的含金量相當高,局部高達0.39×10-6(白鶴頂),經(jīng)研究表明,郭家?guī)X花崗巖是中生代燕山運動末期在造山后地殼隆起的構造背景下形成的,在時間和空間上,與金礦脈的形成和富集密切相關。成巖溫度應應低于400℃,從巖體含有大量的鎂鐵質巖石(具有強磁性)及較少的印支期花崗巖看,應是燕山晚期的產(chǎn)物,與玲瓏花崗巖相比,融入了更多的幔源物質,殼源比約為65:35,地殼熔融發(fā)生在斜長石階段,晚期的石英閃長巖巖株地幔組分比例增大,殼源物質的混合比接近1:1,地殼源區(qū)經(jīng)歷過早期分熔體的提取,熔融進入角閃石階段。經(jīng)試驗,金硫混合物生成條件為250~320℃、5~25MPa,PH約7~8,金硫混合物在條件改變時在有利空間部位沉積并形成工業(yè)礦體。
從以上分析,成礦模式可以劃分為三個期次:燕山早期,玲瓏花崗巖體侵入膠東巖群,地殼隆起,并伴隨著一系列斷裂發(fā)生,即早期成礦斷裂的雛形;到中期,欒家河花崗巖體侵入玲瓏花崗巖體及膠東巖群,結晶粒度有中細粒轉向中粗粒,斷裂也進一步壓扭衍變,到燕山晚期,隨著溫度的降低,結晶粒度更粗,金屬礦物質進一步富集,郭家?guī)X花崗巖巖漿熱液攜帶大量的金銀等貴金屬礦物組分,沿成礦斷裂上升,并在一定的有利部位沉積富集,后又經(jīng)汽水熱液重熔、交代充填形成工業(yè)礦體。
三、成礦規(guī)律及深部成礦預測
(一)成礦規(guī)律及找礦方向
1、礦床分布在郭家?guī)X花崗巖內外接觸帶和北北東交叉構造帶中,因此,花崗閃長巖及其內外邊緣通過的北東或北北東向構造是金礦定位的重要空間(玲瓏混合巖巖底為花崗閃長巖體隱伏)。
2、謝家溝金礦礦體嚴格受北東向(局部東西向)韌性剪切帶構造系統(tǒng)控制,單礦體近于直立,走向多為NE15~20°,在剪切帶內呈右行雁形排列,礦體長度近于相等。整條剪切帶寬80m,分布在F3斷層兩側,呈現(xiàn)NE30°延伸,為主要容礦構造。F3斷層分支復合、交叉及走向轉彎、傾向由陡變緩等有利部位及韌性剪切帶發(fā)育區(qū)段為工業(yè)礦體賦存空間部位。
3、礦化類型的分布形式:該金礦床礦化類型主要有蝕變巖型、細脈帶型、石英硫化物脈型,它們在空間上呈規(guī)律分布。
蝕變巖型礦體多分布在脈帶中部,礦體走向延伸和傾向延深均較穩(wěn)定,礦體內金的品位分布均勻。
細脈帶型礦體多分布在蝕變巖型礦體兩側,呈囊狀或不規(guī)則形狀產(chǎn)出,該類礦體走向延伸和傾向延深不大,一般不超過30m,但品位極高,有時超過20g/t,如186m中段95勘探線附近主礦帶東側礦體,細脈寬5~10cm,平行排列成細脈群,單脈走向nw320~350°,傾向北東或南西,礦體呈不規(guī)則形狀。
石英硫化物脈型指單礦脈寬度20cm的礦脈,該類型礦體分布在脈帶的外側,近于直立,走向NW320~350°,礦體厚20~50cm,礦體長10~20m,如242m中段97勘探線礦體,也屬于小而富的礦體,平均品位大于20g/t,礦體可以分布在遠離主礦帶幾十米的位置上。
控礦蝕變以黃鐵絹英巖化為主,向兩側減弱,即中心強硅化+絹英巖化——黃鐵絹英巖化——鉀化絹英巖化——鉀化(基本不含金礦化)——圍巖。
4、脈巖(基性、中性侵入巖)與金的富集密切相關:含金熱液沿剪切帶、脈巖與圍巖的接觸帶交代充填。在蝕變帶內沿脈巖兩側、脈巖之間的韌性剪切帶內尋找礦體;在蝕變帶外沿F3斷層下盤及分支斷裂(韌性剪切帶)尋找礦體。正長巖和正長斑巖發(fā)育地段礦化較好,礦體品位較高,脈巖走向、傾向變化部位及膨大夾縮部位礦體厚而富,易于形成高品位工業(yè)礦體。
5、礦體側伏規(guī)律:礦體群整體沿走向和傾向具有左行排列的規(guī)律,北東側伏,礦體尖滅再現(xiàn),單個礦體傾角80~85°,但整個礦體群沿F3下盤的韌性剪切帶分布,不排除平行隱伏礦體群賦存。
(二)深部成礦預測
1、區(qū)域資料顯示:在招遠中部存在兩條平行的磁異常和重力異常帶,東部一條與招平斷裂帶吻合,西側一條與招平斷裂下盤的謝家溝剪切帶構造系統(tǒng)相吻合(不排除晚期黃鐵礦、磁黃鐵礦的影響),說明底部為一隱伏的花崗閃長巖構造巖漿帶。
2、焦家金礦及其以南的馬塘、寺莊、趙家等金礦圍巖為玲瓏花崗巖,但深部(下盤)均發(fā)現(xiàn)音符的郭家?guī)X花崗巖;新城、河東、河西、尚莊、界河、等金礦都分布在尚莊巖體(屬郭家?guī)X花崗巖)邊緣的北東、北北東構造帶中;玲瓏、嶺南、東風、營家洼等金礦在玲瓏混合巖之下,為一隱伏的花崗閃長巖;北截、金翅嶺、金嶺等金礦在玲瓏混合花崗巖下面也發(fā)現(xiàn)隱伏的花崗閃長巖。
3、硫化帶與金礦化密切相關:硫鐵和金應屬同源礦物,雖然后期熱液對金的富集有一定的重熔改造作用,但可以說有硫鐵賦存的部位,其早期也能有金礦富集。
4、從坑道揭露看,-110m中段1001采場、+90m中段118.5勘探線的斷層充填物——石英硫化物,硫化物由粒狀他形、半自晶、自晶等多種形態(tài),說明該礦化的多期次性,石英為乳白色,并且有石英晶洞,說明該礦段具有淺部早期礦化特征,且經(jīng)過后期侵入改造明顯,其深部早期構造應有很好的成礦前景。
5、根據(jù)礦體北東側伏的規(guī)律,可以推斷沿F3斷層向下延深韌性剪切帶發(fā)育區(qū)段(-230m以下),仍有富礦體存在。
四、結論
綜上所述,在郭家?guī)X花崗巖與其他巖體接觸面帶上,尤其有北北東或北東向構造通過的交叉部位(如F3與其韌性剪切帶交叉部位),是金礦富集的有利部位,又由于后期汽水熱液的重熔、交代充填作用,致使礦體可能遠離主裂面一段距離(幾十米、上百米不等),因此,在深部仍有很好的找礦前景。
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