浙江興和縣臺金礦床地質(zhì)特征及成因分析

0礦床成礦條件及控礦特征臺地金礦床位于棲霞市以西約14公里處。這是一種與剛性切割有關(guān)的中等侵蝕巖金礦床。礦區(qū)的成礦條件和控礦特點不同于該區(qū)含金石英脈的金礦床。1982年以來,長春地院、山東省地礦局區(qū)調(diào)隊、山東省地礦局地質(zhì)六隊等單位先后在本區(qū)開展過工作,1995年棲霞縣黃金集團(tuán)公司提交了《山東省棲霞縣臺前金礦床詳查地質(zhì)報告》。1區(qū)域地質(zhì)背景臺前金礦位于華北地臺魯東地盾之膠北隆起的北部,區(qū)內(nèi)地層較簡單,斷裂構(gòu)造發(fā)育,巖漿巖廣泛分布(圖1)。1.1巖石學(xué)和微量元素區(qū)內(nèi)主要分布著新太古代膠東巖群、古元古代荊山群和粉子山群、新元古代蓬萊群變質(zhì)巖系,以黑云變粒巖、斜長角閃巖和斜長角閃片麻巖為主;中生代萊陽群、青山群主要為黃褐色砂礫巖、紫紅色厚層狀橄欖玄武巖;新生代臨朐群分布在大、小方山和唐山棚地區(qū),呈被狀或帽狀覆蓋于山頂,巖性為灰黑-紫灰色橄欖霞石巖,底部有一層砂礫巖;第四紀(jì)的各種混合砂礫層沿現(xiàn)代河流展布。1.2斷裂構(gòu)造與特征區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂發(fā)育為其突出特征,主要以NE向、NNE向斷裂最為發(fā)育,也是重要的金礦控礦構(gòu)造,自西向東發(fā)育有北橫溝斷裂帶、西林—陡崖斷裂帶、棲霞斷裂帶。西林—陡崖斷裂帶為區(qū)內(nèi)主要斷裂,該斷裂在區(qū)內(nèi)出露長36km,控制寬度50～200m,總體走向45°,傾向SE,傾角20°～40°,局部變?yōu)?5°～80°,斷裂帶切割蓬萊群、棲霞超單元、郭家店超單元、郭家?guī)X超單元,并沿偉德山超單元與白堊紀(jì)盆地的邊緣展布;斷裂沿走向呈舒緩波狀,膨脹收縮、分支復(fù)合特征明顯,主裂面可見厚1～10cm的灰白色斷層泥,局部為糜棱巖。斷裂主要由碎裂巖、角礫巖、糜棱巖類構(gòu)成,帶內(nèi)擠壓片理、透鏡體發(fā)育,破碎帶內(nèi)絹云母化、綠泥石化、硅化、黃鐵礦化、黃鐵絹英巖化、黃銅礦化發(fā)育,局部見方鉛礦化和閃鋅礦化。1.3超單元分布區(qū)內(nèi)巖漿巖廣泛分布,以燕山期郭家店超單元、郭家?guī)X超單元和偉德山超單元為主,棲霞超單元分布于區(qū)域的中部和東部,玲瓏超單元、雙頂超單元和馬連莊超單元零星分布。2成礦的地質(zhì)條件2.1巖群斜長角閃巖金礦床新太古代膠東巖群和棲霞超單元巖石(原膠東群蓬夼組)為金的高背景區(qū)。新太古代膠東巖群斜長角閃巖中w(Au)=22.24×10-9～38.39×10-9,被認(rèn)為膠東地區(qū)金礦的初始礦源層,礦源層中的金經(jīng)區(qū)域變質(zhì)、動力變質(zhì)作用后活化、遷移、富集,最終形成礦體。2.2熱液流體遷移作用區(qū)內(nèi)新太古代棲霞超單元(原膠東群蓬夼組)發(fā)生了強(qiáng)烈的韌性剪切作用,形成規(guī)模大、變形強(qiáng)的NE-NNE向韌性剪切帶,為含金流體的生成提供動力條件,又提高了使其遷移的壓力條件,從而驅(qū)使含金熱液在巖石孔隙內(nèi)流動;同時可使巖石產(chǎn)生強(qiáng)烈的變形(包括巖石、礦物顆粒的解體、剪切扭斷、細(xì)?；⑺苄曰顒蛹皠討B(tài)重結(jié)晶作用),巖石、礦物的細(xì)粒化過程有利于金從礦物中解脫,動力變質(zhì)所形成的流體促進(jìn)化學(xué)作用(包括壓熔作用、擴(kuò)散作用、變質(zhì)分異作用)的進(jìn)行,促使含金流體遷移。因此,韌性剪切作用對金質(zhì)的富集與遷移具有明顯的控制作用。區(qū)內(nèi)NE-NNE向斷裂帶是導(dǎo)礦容礦的主體構(gòu)造,并為含礦熱液提供了適宜的沉淀聚積物理化學(xué)條件和空間條件。西林—陡崖斷裂帶控制著臺前金礦床的產(chǎn)出。斷裂及附近出現(xiàn)的絹英巖化、黃鐵礦化等蝕變巖石是礦體形成的有利圍巖。2.3能耗熱作用棲霞超單元在成巖過程中,大量熔融了古老的膠東巖群巖石,使原巖中的成礦物質(zhì)活化、遷移,并向巖體邊緣聚集,巖體中金的豐度值出現(xiàn)了有規(guī)律的變化,邊緣相中w(Au)=15×10-9、內(nèi)部相w(Au)=4×10-9。燕山期各侵入單元在活動過程中,對先成的變質(zhì)變形巖體中的成礦物質(zhì)進(jìn)行了再一次的活化,并從深部帶來部分成礦物質(zhì)。強(qiáng)烈的巖漿活動形成大量的熱能,促進(jìn)了含礦流體沿區(qū)域性斷裂進(jìn)行循環(huán)和運(yùn)移,并在適宜的構(gòu)造環(huán)境內(nèi)富集成礦。盡管臺前金礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有燕山期巖體,但區(qū)域燕山期巖漿活動對金礦的控制作用是不應(yīng)忽視的。3金礦床的地質(zhì)特征3.1控礦構(gòu)造及礦化特征臺前金礦產(chǎn)于NNE向燕山期黃鐵絹英質(zhì)剪切蝕變帶與NWW向前中生代絹英巖化變粒巖剪切帶的橫接復(fù)合部位。賦礦斷裂為西林—陡崖斷裂臺前段,走向約30°,傾向SE,傾角32°;斷裂具多期活動特點,經(jīng)歷了壓扭、張扭等不同性質(zhì)的活動,早期以韌性剪切為主,晚期有脆性疊加,糜棱巖、角礫巖、碎裂巖、碎斑巖等極為發(fā)育。受中生代“N”字型剪切蝕變構(gòu)造巖相控制,賦礦巖石為受剪切的棲霞超單元黑云變粒巖,礦床嚴(yán)格受韌性剪切帶控制,礦體產(chǎn)在剪切破碎帶中,礦體主要發(fā)育于臺前主斷裂下盤的碎裂蝕變黑云變粒巖中,呈10～15m寬的帶狀產(chǎn)出,破碎帶宏觀上由不同尺度的構(gòu)造透鏡體組成,微觀上是強(qiáng)片理化、糜棱巖化的巖石。破碎帶內(nèi)蝕變礦化較為強(qiáng)烈;遠(yuǎn)離主斷裂,礦化蝕變逐漸減弱,其中1號礦體規(guī)模最大,約占礦石總量的90%以上,2號和3號礦體較小。1號礦體發(fā)育于蝕變破碎帶內(nèi),總體呈NE向展布,走向20°～40°,傾角30°左右,其由多個小礦體組合而成,沿走向和傾向均有膨脹、狹縮變化,但總體較為穩(wěn)定,礦化品位不太均勻,礦體與圍巖界線不清晰,呈漸變過渡關(guān)系。2號和3號礦體位于1號礦體的下盤,距1號礦體大約40m,產(chǎn)狀與其相同,但規(guī)模、品位較1號礦體要差(表1)。3.2其他伴生微量元素礦石主要由黃鐵礦、石英和絹云母組成,銀金礦為主要的載金礦物,礦石化學(xué)組分比較簡單,除了Au,Ag外,其他伴生微量元素還有Li,Sr,V,Ni,Pb,As,Mo,Mn等,其中V,Ni含量明顯偏高,這顯然與流體的來源有關(guān),而S含量相對較低,為低硫型礦石。金礦物形態(tài)以粒狀、枝叉狀為主,以細(xì)粒金和微粒金為主,金礦物賦存狀態(tài)均為晶隙金,主要賦存于石英中,另外與黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦有關(guān)。3.3采礦組結(jié)構(gòu)常見礦石組構(gòu)有半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu),其次為壓碎結(jié)構(gòu)和乳滴狀結(jié)構(gòu);礦石以細(xì)脈浸染狀構(gòu)造為主,其次為斑雜狀、細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀構(gòu)造。3.4蝕變帶的生長臺前金礦韌性剪切帶蝕變較為發(fā)育,蝕變作用主發(fā)育在富鈉的黑云變粒巖中。蝕變帶長900m,寬60～140m,走向20°～40°,傾向SE,傾角24°～36°,蝕變帶也有膨脹、狹縮變化,其中在南部厚度較大。由于蝕變的不均一性,蝕變礦化具有明顯的不對稱分帶性,從圍巖到礦體依次為黑云變粒巖→絹英巖化變粒巖質(zhì)碎裂巖→絹英質(zhì)碎裂巖→黃鐵絹英巖(圖2)。(1)黑云巖質(zhì)區(qū)位于剪切蝕變帶的兩側(cè),平行帶狀分布,主要由黑云變粒巖、角閃變粒巖及黑云片巖組成,由于距離剪切中心位置較遠(yuǎn),因而巖石破碎不強(qiáng)烈,蝕變不發(fā)育。(2)低熔點裂裂相該帶主要位于I號礦體的下盤,其外側(cè)與正常的黑云變粒巖呈漸變過渡關(guān)系,內(nèi)側(cè)為絹英巖化碎裂巖帶。連續(xù)帶狀延伸,帶寬30～40m,主要由絹英巖化的變粒巖質(zhì)碎裂巖組成,巖石具碎裂結(jié)構(gòu)、糜棱結(jié)構(gòu)及不等粒變晶結(jié)構(gòu),塊狀及斑雜狀構(gòu)造,巖石先后經(jīng)歷了韌性變形和脆性碎裂。帶內(nèi)蝕變以絹英巖化為主,伴有黃鐵礦化,碳酸鹽化和微弱的綠泥石化,蝕變破碎強(qiáng)度從上向下逐漸減弱。(3)接觸關(guān)系巖石多位于I號礦體上盤,不規(guī)則帶狀分布,沿走向及傾向有狹縮變化,與外側(cè)黑云母變粒巖呈漸變(局部呈突變)接觸關(guān)系,主要為絹英巖化碎裂巖。巖石具不等粒變晶結(jié)構(gòu)、變余花崗結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造;巖石具絹英巖化、黃鐵礦化、綠泥石化蝕變,石英變形強(qiáng)烈,黃鐵礦呈星點狀散布,有時亦呈細(xì)脈狀產(chǎn)出。蝕變破碎強(qiáng)度由上而下逐漸增強(qiáng),近主裂面處有一層不太連續(xù)的糜棱巖帶。帶內(nèi)礦化微弱,金屬硫化物不發(fā)育,在局部地段形成小的工業(yè)礦體。(4)巖石變形及蝕變產(chǎn)于礦體部位及其附近,主要由黃鐵絹英巖組成,巖石變形及蝕變均較為強(qiáng)烈。近主裂面處黃鐵礦化較強(qiáng),伴有黃銅礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化等金屬硫化物出現(xiàn),并形成本礦區(qū)的1號礦體。3.5斷裂帶的地球化學(xué)特征(1)蝕變帶巖石微量元素的特征根據(jù)蝕變帶巖石和黑云變粒巖的巖石化學(xué)對比,從破碎蝕變帶邊部到中心斷面附近,絹云母化、硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化逐漸增強(qiáng),蝕變巖石中的H2O和CO2有明顯地增高,Ca2+,Fe2+,Mg2+,Na+,K+含量有所降低,而Al3+和Si4+的變化相對穩(wěn)定,說明蝕變作用是一個水化、去鈉、去鉀的過程,成礦環(huán)境相對較為封閉。破碎蝕變帶巖石的多元素分析表明,微量元素主要由Cu,Pb,Zn,Ag,As,Bi,Hg,Sn,S,Fe,Co,Ni,Mn,Ti,Cl,P等組成。這些元素與金礦化的關(guān)系可分為兩類:一類呈正相關(guān),主要為親硫元素,如Cu,Pb,Zn,Ag,Fe,As,Sb,Bi,其含量隨著破碎蝕變作用的增強(qiáng)而增高,為礦化有利的指示元素組合;另一類則與礦化關(guān)系不大,元素與金的相關(guān)性較差,主要有Co,Ni,Mn,Ti,V等。破碎蝕變帶中Au的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為原巖的40倍左右,表明部分成礦物質(zhì)可能來自圍巖。(2)蝕變帶與原巖臺前金礦床礦石和圍巖蝕變的全巖稀土分析,表明它們具有相似的稀土配分模式,在稀土元素組成上,蝕變帶巖石和礦石均繼承了原巖的特性,即輕稀土富集、Eu異常不明顯,而且從原巖→蝕變帶→礦脈帶(礦石)有輕稀土增加、重稀土下降的趨勢,這種差異同時可能與其所處的構(gòu)造部位及物化條件有關(guān)。4成礦預(yù)測4.1蝕變帶與化帶從區(qū)域上看,黃鐵絹英巖化碎裂巖中礦化較富,主蝕變帶和礦化帶均較寬,蝕變帶與礦化帶有正消長關(guān)系。臺前礦區(qū)的金礦化集中分布在黃鐵絹英巖帶中,在斷層交匯部位、節(jié)理傾角變緩處(即蝕變最強(qiáng)地段)和蝕變帶膨大部位金礦化較好(圖2)。4.2構(gòu)造標(biāo)志標(biāo)志(1)棲霞超單元(原膠東群蓬夼組)為金的高背景區(qū),是成礦的礦源巖標(biāo)志。(2)區(qū)域NE-NNE向韌性剪切+脆性碎裂疊加型斷裂是礦床定位的構(gòu)造標(biāo)志。(3)沿破碎帶形成的絹英巖化帶是礦體賦存的圍巖蝕變標(biāo)志。(4)以黃鐵礦為主的石英多金屬硫化物的富集是金礦床的礦物標(biāo)志。(5)視極化率異常是指示金屬礦體存在的地球物理標(biāo)志。(6)壤中氣的汞含量異常是指示金屬礦體存在的地球化學(xué)標(biāo)志。4.3定向開采方向研究認(rèn)為,臺前金礦在生產(chǎn)礦區(qū)深部及外圍開展地質(zhì)找礦是大有前景的。(1)成礦條件分析目前臺前金礦床