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金矿矿床地质特征与矿床成因分析论文

发布时间:2023-08-10 14:14:14 文章来源:SCI论文网 我要评论














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  摘要 :在金矿找矿及其开发过程中,矿床地质特征及其成 因分析至关重要。为了实现金矿矿床地质特征与形成原因的科 学明确, 本文对其主要地质特征和主要形成原因进行了分析。其 中包括 :金矿矿床地质特征和矿床成因分析的重要性、金矿形 成过程中的主要影响因素、金矿矿床的主要地质特征、金矿矿床 的主要形成原因的实例分析。希望通过本次分析, 可以为金矿矿 床地质特征及其成因的科学分析提供一定参考,从而有效促进 金矿找矿及其开采工作的顺利进行。

  在对金矿矿床进行地质特征和形成原因分析的过程中,相 关单位与技术人员一定要充分认识到此项工作的重要性。要深 入了解金矿形成过程中的主要影响因素,并对金矿的主要地质 特征及其主要形成原因展开科学分析。然后, 合理地将相应的分 析方法应用到具体的金矿矿床分析中。只有通过这样的方式, 才 能够科学明确金矿矿床所具有的地质特征及其形成原因,从而 为后续的金矿开发工作奠定良好基础。
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  1 金矿矿床地质特征和矿床成因分析的重要性

  随着近年来我国金矿资源开发技术不断发展,越来越多的 黄金矿床开始得到了进一步的研究与开发。然而, 由于我国具有 非常丰富的土地资源以及矿产资源,加之金矿具有十分复杂的 生态条件和地质条件,因此其矿床类型也有很多种,即使是在 同一个行政区域内,其黄金资源也可能以不同的金矿矿床形式 存在。但是在同一行政区域内, 主要的金矿矿床类型通常只有一 种。为实现主要金矿矿床类型的科学确定, 在具体的金矿找矿与 勘查过程中,就需要对其矿床地质特征及其矿床形成原因进行 分析,以明确主要的矿床类型。通过这种方式,不仅更有利于后 续黄金资源开发, 还能使其产量和质量得以良好保障, 并进一步 提升黄金资源开采的效率,同时也可以更充分地满足当今社会 对黄金资源的实际需求,从而有效促进金矿企业以及社会经济 的良好发展。

  2 金矿形成的主要影响因素

  在金矿矿床的形成过程中,矿区的变质活动、热液活动、地 质构造以及地球化学环境等都会对其产生影响。而在这些影响 因素中,构造环境对金矿矿床形成所产生的影响最为显著 ;因 为金矿矿床通常会分布在断裂发育地带,但是在裂谷带的不断 演化中,很多成矿物质也会进入到裂谷带中。在这样的情况下,很多因素都会对金矿的成矿物质结构产生影响。随着裂谷带的 不断变迁, 热液活动溶解的围岩中, 也会有一些成矿物质进入到 裂谷带内, 进一步影响金矿矿床的形成。

  3 金矿矿床的主要地质特征分析

  对于金矿矿床的主要地质特征,具体分析中,其主要的分析 方法包括三个方面。第一是矿体主要地质特征分析 ;第二是矿 床岩浆主要特征分析 ;第三是矿床地质主要特征分析,以下是 具体的分析方法。

  3.1 矿体的主要地质特征

  就大体而言,底层特征、结构以及岩浆活动等都会对金矿矿 体产生显著影响。加之很多金矿分布区域内的底层并不完全, 其 矿体周围也不具备明显的地质界限。因此, 矿体的主要地质特征 可以按照四个方面来进行划分。

  第一,按矿石类型进行划分。根据不同的金属种类,矿石的 主要类型有三种,分别为黑色金属矿石(包括锰、镉、铁等)、有 色金属矿石(包括铝、锌、铅、铜等) 以及其他金属矿石(包括金、 铂等贵金属和铌等稀有金属)。

  第二,按矿物成分进行划分。一般而言,矿物成分主要有四 种,分别为硫化物(包括辉铜矿、雄黄、铁闪锌矿、方铅矿、黄铜 矿和黄铁矿等)、氧化物(包括石英、金红石、褐铁矿、赤铁矿、 磁铁矿、赤铜矿等)、硅酸盐(包括绿泥石、角闪石、辉石、尖晶 石、石榴石、砂线石、电气石、云母、长石等) 以及其他矿物(包 括自然金、菱铁矿、重晶石、磷氧铅矿、独居石、磷灰石等)。

  第三,按矿体特征进行划分。矿体主要有脉状和透镜状形 态,其主要现象包括膨胀收缩、尖灭再现、分枝复合等。如果岩 浆在多组复杂断裂带中入侵, 通常会伴随着复杂的岩体形成, 其 类型多呈现出格架形式, 岩体周围通常有很多大型围岩包体。因 为侵入体的构造、厚度与岩性不同于其他岩石组合情况, 所以会 对被侵入和接触构造中的垂直分带产生影响,使其垂直方向产 生复杂变化。

  3.2 矿床岩浆的主要特征

  金矿矿区通常会伴随较大强度的岩浆活动。岩浆的主要类 型通常有三种。第一种是辉石闪长岩,它的主要颜色为黑色,粉 化后呈灰色, 主要结构类型是半字型粒状和块状。内部主要含有 斜长石和辉石等物质。在出现变质反应后, 它的内部会出现更多 的物质。第二种是辉绿岩,它的主要颜色是黑色和灰色混合,主 要结构是粒状或块状。它属于构造岩石的基础。第三种是花岗 岩,它的表面是黑灰色,内部是灰白色。它主要为粗粒或块状结 构表面上密布着很多小孔。在氧化物发育形式的裂隙面内, 可以 看到橙色、绿色、蓝紫色和金黄色等多种颜色。

  3.3 矿床地质的主要特征

  对于岩性组合特征较为复杂的金矿区域,可将其岩性按照 四个不同的段来进行划分。首先是第四岩性段, 其主要分布区域 是矿区南部, 在与第三段具有不同的岩体厚度, 其厚度通常不超 过200m。岩石具有很多种类,但主要岩石只有绿泥石和绢云石 两种, 地质构造会对其岩性产状变化产生主要影响, 从而使岩层 存在一定的倾角。其次是第三岩性段,其厚度在200m 以上,主 要岩石种类是粉砂质千枚岩和凝灰质千枚岩两种,在岩体构造 的影响下,此段属于矿区富集区。再次是第二岩性段,其厚度比 第一岩性段小,平均值约为25m,且具有较为复杂的岩性。主要 岩石种类是硅质岩和千枚岩, 并夹杂着少量的辉绿岩。最后是第 一岩性段, 该段通常处在矿区北部, 其厚度约为 90m。

  4 金矿矿床的主要形成原因分析

  在对金矿矿床主要形成原因进行分析时,可以从以下三个 方面入手 :首先是对物质来源进行分析,其次是对主要形成过 程进行分析, 最后是对形成必备条件进行分析。下面将分别阐述 这三个方面的具体分析方法。

  4.1 矿床形成的物质来源

  在金矿矿床的形成过程中,物质来源主要涉及两种方面。第 一种是微量元素,技术人员可以通过测量金矿矿石中微量元素 的种类和含量来科学推测其形成原因和过程。第二种是同位素, 特别是硫同位素。硫同位素种类繁多,主要有地幔硫、地层硫和 混合硫三种。其中,地层硫通常需要经过长时间累积而形成,其 主要形成原因是底层逐渐下降时在岩层作用下逐渐沉淀。由于 地层硫存在多种形态, 因此呈现出多种不同的特征, 其底层变化 幅度会受到直接影响, 地幔硫则是在硅镁层中产生的同位素。通 过对黄铁矿进行深入研究后,可以发现如果底层中的同位素与 矿石中的同位素相同, 则该同位素属于同一种硫元素。

  4.2 矿床形成的主要过程

  金矿矿床的形成过程主要包括以下几个方面 :首先,底层 经历了许多期、许多个阶段的变质, 并在多种热活动作用下被改 造,从而使其中的金矿质出现了聚焦和迁移现象, 经过再次分配之后,最终形成了富集金矿。其次,侵入矿区的岩体比地壳超基 性岩中的含金量平均丰富度高, 侵入矿区之后, 其岩体和岩浆变 质成热液之后,其中的一些金矿质被转移到了浅变质的含金矿 化带或矿体中,并在外来矿质的递增中逐渐被改造。第三,低温 热液活动对金矿内的砷硫化物矿床成矿产生了显著影响。此类 热液主要通过岩浆再生来提供, 在远距离转移中, 会吸收各种熔 矿岩溶解的矿质, 包括其中的金矿质, 从而使矿床在活动的过程 中逐步吸收了一些金矿质。经过再次改造作用之后, 金矿质会进 一步富集, 从而形成金矿床。

  4.3 矿床形成的必备条件

  金矿床的主要构成部分是各类矿石。在矿石形成的过程中, 必备条件是多种地质作用和形成条件。不论是物理化学条件的 改变还是地质条件的作用,都对矿石形成产生影响。因此,矿石 具有不同形式的结构和构造,金矿床的形成也必定存在一定程 度的不同。同时,在金矿矿床的具体形成过程中,地质因素的影 响非常显著。例如,地质的保存条件、地貌条件、构造条件以及 动力条件等, 都对金矿矿床的形成具有重要影响, 因此也可以将 它们作为金矿矿床形成的必备条件。

  5 金矿矿床地质特征及其成因的实例分析

  为了实现对金矿矿床地质特征及其形成原因的科学分析, 以便让相应的分析方法得以良好应用并发挥出更好的作用与优 势,本次以焦家金矿矿床的实际项目为例进行分析。以下是具体 的分析情况。

  5.1 金矿区域概述

  焦家金矿床在20世纪 60 年代初被发现,并于 1969 年提交了 勘探报告,随后开始投产。此后,该矿经历了多次技术改造和扩 建,生产规模不断扩大。目前,该矿已发展成为一个集采矿、选 矿、冶炼和非金属产业于一体的现代化黄金矿山。

  焦家金矿床属于我国 20 世纪 60 年代末至 70 年代初发现的 新型金矿成矿类型,被命名为“焦家式金矿床”。这种成矿类型 为破碎带蚀变岩型金矿床, 因此在国内外享有很高的声誉。矿产 区位于黄县弧形大断裂带的东宋至朱桥地段,被称为焦家主断 裂。该带内已确认的大、中型金矿床包括焦家、新城、马塘、红 布、东季等十几处。

  焦家主断裂带宽度在 50m~400m 之间,蚀变带产状基本与 主裂面一致。主裂面下盘的黑云母混合花岗岩蚀变带最为发达, 厚度一般在十几米左右。上盘蚀变带规模相对较小, 蚀变带厚度 增加随深度增加而显著扩大。蚀变带在走向及倾向方向都非常 发达, 并随着深度的增加呈扇形张开。这些蚀变与金矿化密切相 关,围岩蚀变也呈现多期迭加的特征,各种蚀变往往同时伴生, 只是程度有强弱之分。主要的蚀变类型还包括 :钾长石化及红化、黄铁绢英岩化、绢云母化、硅化和碳酸盐化等。

  5.2 矿床地质特征分析

  首先是断裂活动。矿区断裂活动表现为多个时期的特征,并 且在阶段性上与区域构造运动一致。成矿前玲珑花岗岩对胶东 群地层进行了重熔交代作用,在燕山早期的近东西向挤压应力 作用下产生了北东向断裂 ;后又伴随着郭家岭岩体的侵入活动, 开始形成北东产出的岩株和岩脉群。岩体冷凝成岩后, 断裂进入 大规模活动阶段, 即早新华夏系的主要发展阶段。这时形成了焦 家主断裂带,呈现压扭性。第三阶段断裂复活,使先前形成的断 裂和裂隙张开,并形成新的一组矿裂隙,应力释放,为成矿热液 的迁移提供了有利条件, 也呈现左行压扭性质。第四阶段即晚新 华夏系断裂活动,表现为主、支断裂重新复活,形成断层泥和大 量的平行主断裂面的次级构造, 成矿后节理和裂隙发育, 煌斑岩 脉沿张扭性断裂充填。

  其次是矿石构造。矿区内构造主要为规模较大的北北东至 北东向断裂以及规模稍小的北西向断裂两组。前者是控制金矿 的主体构造, 后者的控矿规模相对较小。

  最后是矿体特征。在该金矿矿区内,矿区内主要为玲珑花 岗岩,位于矿体下盘及深部,呈浅肉红色,中粒花岗结构,块状 和片麻状结构。主要矿物成分有斜长石(35% ~ 40%)、钾长石 (25% ~ 35%)、石英(25% ~ 30%)、黑云母(5%) 以及少量的榍 石、锆石等副矿物。

  5.3 矿床形成原因分析

  在对本次研究的金矿矿区进行矿床形成原因分析的过程中, 主要内容包括以下几个方面。

  首先是断裂带分析。具体分析中,望儿山断裂是焦家断裂 的Ⅱ级构造和矿田边界,控制了望儿山金矿的生成 ;Ⅲ级构造 鲍李断裂主要由碎裂岩组成,展布于焦家主干断裂与望儿山分 支断裂之间,控制了一些小矿体。望儿山断裂位于矿田中部,为 NNE 向压扭-张扭性复合式断裂,是焦家主干断裂在矿区内的 分支断裂。主断面成舒缓波状,长 8.8km,宽 3m ~ 50m,斜深大 于 800m,倾向NW,倾角 63°,与主干断裂构成“人”字型。北 端在付家以南与河东断裂斜交,南端在西曲城南构造形迹减弱, 变成近南北向的张扭性裂隙带。主要特征是塑性变形不明显, 构 造岩主要为碎粒岩、碎裂岩及断层角砾岩,局部见糜棱岩。角砾 呈现尖角状, 常为多金属硫化物或石英脉胶结, 石英脉常具梳状 结构,且常有晶洞出现,说明该断裂的生成与张应力有关。在构 造岩带的上部可见平整的滑动镜面。其上还可观察到断层擦痕 及阶步。该断裂具有多期活动特征, 断裂带内广泛发育尚未固结 的断层泥以及常见多金属硫化物被错碎的现象,反映了其成矿 后再次活动。该断裂控制了望儿山金矿床的形成和分布。

  其次是金矿构造分析。由于矿区承受了多次构造运动,产生 了多级次的断裂构造。在主裂面的下盘形成了大量的与主裂面近于平行或交角甚小的次级断裂面。以北东、北西西两组最为典 型。北东组断层走向 10°~ 30°,与矿体走向基本平行,产状 各不相同,这一组断层占了大部分。其次为北西西组断层,其走 向与矿体走向几乎垂直。两组次级断层相交处呈“X”形交叉弱 面。弱面之间多有泥质夹层,弱面背后岩石往往呈高岭土化,结 构松软,揭露后极易冒落。1980 年投产后,先后采用上向水平分 层和上向水平进路尾砂胶结充填法开采。开采过程中曾多次发 生不同程度的冒顶, 对安全生产造成了危害。焦家金矿矿体的基 本赋存特点是自上而下变化大, 品位由高到低, 矿体厚度由厚变 薄,中段储量由大到小。由于矿山黄金储量大,服务年限长,随 着开采范围和深度的增大, 地压活动势将加剧。

  焦家金矿床位于焦家主干断裂的 56 线到 152 线之间,控制 长度 1600m。整个破碎蚀变岩带框定了金矿化的空间,焦家金矿 体分布受断裂蚀变带的控制。可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体,矿体呈 似层状、脉状、透镜体状,总体上沿主裂面展布。其中, Ⅰ号矿 体赋存于主裂面下盘约 50m 内的碎裂岩、绢英岩带内, 矿量占总 储量的 73%。Ⅱ号矿体多为Ⅰ号矿体的下盘分支,产于绢英岩带 内,与Ⅰ号脉在剖面上的分支复合现象明显。规模较大者在下盘 硅化花岗岩带内有Ⅲ号脉分支,占总储量的 11%。Ⅲ号脉群产于 钾化、硅化花岗岩带内, 常成群成带产出, 占总储量的 16%。
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  矿体分析显示,该金矿中的矿体主要位于黄 -掖弧形断裂蚀 变带下盘,其蚀变厚度在 50m 至 400m之间。整个矿体中的上盘 和主断裂两者之间存在断层泥,其厚度在 5cm 至 30cm之间。其 矿床的主要特征是构造控矿, 在该金矿形成前后, 这一区域内出 现了频繁的地质活动, 很多次级构造都十分发育。沿着主断裂的 次级构造主要走向帚状和“入”字形构造产状,从而使下盘矿岩 内的“X”弱面呈现出纵横交错的形式,具有各不相同的规格和 产状。其矿岩十分碎裂, 各个弱面之间依然有不同厚度的绿泥石 和高岭土等存在, 从而导致矿岩很不稳定。主干断裂在多次张扭 应力以及活动受压扭作用下沿着倾向和走向产生了波形变化, 凸出的位置依然有一些残余应力存在。同时,由于蚀变强度不 同,矿石也具有不同的胶结程度, 一些矿段存在严重的高岭土化 情况, 且非常碎裂。

  6 结语

  综上所述,在金矿的找矿及其开发过程中,矿床地质特征及 其形成原因的分析是关键的任务。通过分析矿床地质特征和形 成原因, 不仅能快速发现矿床的位置和金矿含量, 还能为后续的 开采工作提供便利。因此,在具体的金矿找矿和开发中,相关企 业和技术人员必须进行矿床地质特征和形成原因的分析。只有 这样, 才能显著提高金矿开采工作的效率和质量, 为金矿企业的 发展和社会需求的满足奠定良好基础。
 
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