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摘要 :山东省文登区店子头金矿区位于威海—文登成 矿带内,该成矿带为胶东东部地区受米山断裂带控制的南 北向成矿带,金矿床分布众多。研究区内主要的金矿体即 位于米山断裂带内。通过对店子头金矿区矿床地质特征进 行分析,讨论了矿区的成矿条件及找矿标志。研究表明, 金矿体赋存于米山断裂带内, 形态、产状受断裂构造控制。
关键词 :金矿 ;地质特征 ;矿床成因 ;找矿标志
1 研究区地质特征
1.1 地层
研究区内出露的主要地层为第四系,主要分布在丘陵 坡地、山间平原及现代河流两侧,覆盖率达 80%。岩性以 黄褐色含砾砂土、黄褐色砂质黏土为主,属于残破积、洪 冲积成因,厚度0.5m ~ 15m。局部出露的老地层为古元古 代荆山群,为研究区的结晶基底。其中古元古代荆山群地 层主要为禄格庄组安吉村片岩段、野头组祥山变粒岩段。
1.2 构造
研究区内构造主要有南北向构造、北西向构造和北东 向构造三组。
南北向构造主要为米山断裂。米山断裂为区内主要构 造,分布于米山镇- 初村一线。在地貌上非常明显,由脉石 英透镜体构成了一斜列南北向展布的山包,其南段沿着玲 珑序列九曲单元和荣成序列邱家单元的接触带展布,北段 则发育于邱家单元中。该断裂在纪家口子以北有尖灭的趋 势,总长度大于28千米,宽 5m ~ 750m。带内岩性破碎强 烈,主要为花岗质碎裂岩、断层泥等。中心部位常形成绢 英岩、黄铁绢英岩。局部充填有石英脉,因抗风化能力较 强,常形成一系列右形斜列山包。石英脉多破碎并伴有褐 铁矿化,后期细小石英脉沿裂隙呈网脉状贯入。断裂西侧 张格庄一带有沿着张性裂隙贯入的北西向石英脉,显示了 断裂左形运移特征。
该 断 裂 总 体 走 向 近 SN, 倾 向 E 或 NE, 倾 角 40°~ 60°。该断裂早期是沿韧性剪切带发展起来的,早 期显示了左形张扭特征,充填了宽大的石英脉。中期具左 形压扭性质,使石英脉破碎且右形斜列。晚期破碎带又具 张性活动,反映在后期有小的石英脉顺张性裂隙贯入。在 断裂较发育地段,由中心到边部岩性依次为绢英岩→硅 化绢英岩化碎裂岩→花岗质碎裂岩→碎裂状二长花岗岩→二长花岗质片麻岩。断裂带内常伴有延长不远即尖灭的 次级断层,宽0.2m ~ 0.5m,走向一般在 5°~ 25°, 倾向 95°~ 115°, 倾角40°~ 60°, 延长不远即尖灭,该类 次级断层常伴有金矿化。断裂带内煌斑岩脉走向以右形斜 列为主, 石英脉则呈左形展布。
研究区的金矿体与米山断裂带内次级构造有密切关 系,多赋存于次级断裂中,所形成的金矿化体多以右形斜 列展布。
北西向构造。张格庄断裂、远庄—刁儿山断裂。张格 庄断裂位于米山断裂西侧,区内仅出露一部分。长2.4千米,宽 40m ~ 50m。沿走向呈舒缓波状,走向北或北西, 倾向东或北东,倾角45°~ 50°。带内岩性,北段为花岗质碎裂岩、伟晶岩化碎裂岩,南段主要充填硅化石英脉。蚀变主要有硅化、绢云母化、黄铁矿化、金矿化,金品位最高 3×10-6。断裂性质属于左形张扭性。远庄—刁儿山断裂 区内仅出露一部分,走向290°~ 300°, 倾向北东,倾角 40°~ 60°。断裂带宽 30m ~ 50m,带内岩性为花岗质碎 裂岩, 蚀变较弱, 仅局部有硅化, 断裂性质属左形张扭性。
北东向断裂。北东向断裂规模小, 呈雁行状右形斜列, 全部被石英二长斑岩侵入, 长几百米至数千米。
1.3 岩浆岩
元古代晋宁期,华北板块与扬子板块碰撞,扬子板块 向下俯冲,引起超高压变质作用,形成高压岩石组合。在 一定深度下,荆山群变质岩系产生部分熔融,形成重熔岩 浆并同构造侵位,变形形成荣成序列。之后,荣成序列岩 石局部重熔,在晋宁期晚期韧脆性拉伸机制变形过程中形 成南北向引张裂隙, 文登序列顺次侵位。至中生代燕山期, 来自上地壳部分同熔岩浆,在太平洋板块的俯冲下,沿近 东西向拉张裂隙侵入, 形成玲珑序列岩体。
研究区内出露的岩浆岩大部分为酸性岩,按照形态及 产状可分为两类。
(1)呈岩株状产出。出露荣成序列邱家单元,分布于整 个研究区。岩性为细粒二长花岗质片麻岩, 岩石呈黄褐色、 灰白色, 细粒花岗变晶结构, 片麻状、块状构造。粒径 :部 分 0.1mm, 大部分 0.2mm ~ 0.5mm, 少量 1mm。矿物成分 及含量 :石英 25% ~ 30%, 钾长石 40% ~ 45%, 斜长石 25% ~ 30%, 黑云母少量。副矿物为锆石、磁铁矿。
(2)呈岩脉状产出。石英二长斑岩 :是研究区内最发育的一种脉岩。走向北东,倾向北西,倾角 75°~ 80°。岩 石呈肉红色、灰红色,斑状结构,块状构造。斑晶为石英、 斜长石、钾长石、角闪石。斑晶含量 25% ~ 30%,基质 70% ~ 75%, 副矿物锆石、褐帘石。
煌斑岩。研究区内常见的脉岩, 方向各异, 以北东向居 多,规模较小。岩石呈灰绿色,斑状结构,斑晶为角闪石, 偶见橄榄石、黑云母。基质为斜长石、角闪石、黑云母等。
石英脉。区内常见脉岩。有两种 :①区域性石英脉,乳 白色,质纯,隐晶质结构,常含有长石斑晶,规模小,与金 矿关系不大。②赋存于构造带中的石英脉,常具有一定的 规模,厚几米 ~十几米,延长数百米 ~数千米。岩石呈乳白 色—暗红色, 粒状——隐晶质结构, 常见后期细小石英脉呈 网脉状穿插, 局部可见褐铁矿化、黄铁矿化并伴有金矿化。
1.4 蚀变作用
(1)硅化。特点是岩石内石英骤然增加,除原岩残留 的颗粒状石英外,还有大量不规则细粒状,显微粒状和隐 晶状集合体。这类石英是由长石经绢云母化后产生游离 SiO2 局部富集而成, 使岩石致密坚硬。
(2)绢云母化、绢英岩化。绢云母化是一个比较复杂 的蚀变作用,首先是岩石中的长石、云母矿物发生去硅作 用,然后加入大量的Fe3+、Mn和H2O,析出Si、Al、Ca、Na、 K,最后形成绢云母。当蚀变作用不彻底时,在游离 SiO2 的参与下只能形成绢英岩。这种岩石结构疏松, 孔隙度大, 遇含金溶液的渗透极易形成金矿石。
(3)钾长石化。钾长石化指含金碱性溶液在运移过程 中对围岩进行的一种钾交代作用。由于含金溶液强度低, 研究区内这种蚀变不明显,表现为团块状或透镜体状钾长 石化, 长石多变为微斜条纹长石, 并伴有黄铁矿化。
(4)碳酸盐化。多发育在黄铁绢英岩中,碳酸盐矿物呈 细粒状、晶粒状、皮壳状、条带状赋存于变质岩石中。
(5)褐铁矿化。岩石中黄铁矿经风化淋滤而形成,多发 生在地表或近地表。另外沿节理、裂隙发育的一种蚀变, 岩石多呈黄褐色、黑绿色,俗称火烧皮现象,是含硫热液 沿裂隙充填沉淀, 形成的硫化物经风化淋滤而成。
1.5 物探异常及其特征
研究区物探异常主要沿米山断裂展布,有2 个异常。 Ⅰ号异常位于 16线~ 48线,长 500m, 宽 50m, 东端未封 闭,有两个高值区, 其 ρs 峰值分别为4.19%、4.90%。从两 个异常高值区和异常形态看,引起异常的极化体(矿化体) 不连续。Ⅱ号异常可分为东西两个小异常,位于 64线~ 88 线之间,东异常长约200m, 宽40m, ρs峰值为4.54%。西异常长约 120m, 宽 30m, ρs 峰值为 4.28%。两个异常完全封 闭,说明引起异常的矿化体规模不大。
2 矿床地质特征
2.1 矿体特征
本研究区共圈定金矿体 1 个,编号为Ⅰ。该矿体赋存 于南北向米山断裂中,呈脉状产出,矿体走向0°~ 5°, 倾向东,局部北东,倾角 60°~ 64°, 矿体长 390m,地 表出露长度 135m,在 72 线和 64 线出现无矿间隔。矿体 南浅北深,倾角由陡变缓。矿体沿走向向北在深部仍 有延伸趋势。矿石类型为黄铁矿化硅化花岗质碎裂岩 型。矿体厚度在 0.31m ~ 2.53m 之 间, 平均厚 1.71m, 厚 度变化 系数 为 42.84%,属于较稳定型矿体。矿体品位 1.06×10-6 ~ 3.65×10-6,平均品位为2.13×10-6。赋存标高 为 162m ~ 35m。赋矿岩石主要为黄铁矿化硅化花岗质碎 裂岩,次为黄铁绢英岩,矿化形式以脉状、浸染状黄铁矿 化为主。
2.2 矿石特征
研究区内矿石有氧化矿石、原生矿石。氧化矿石是地 表或近地表一种矿石,统称为红化绢英岩化碎裂岩。矿石 呈褐红色,褐黄色,灰绿色,碎裂状、碎斑状结构,主要是 构造作用形成的产物。碎斑粒径在0.1mm ~ 0.5mm,成分 为长石、石英。碎基 :由细小粒状、隐晶状长石、石英组成, 有些沿后期裂纹分布,绢云母呈细小鳞片状不均匀分布在 碎基中。蚀变除硅化、绢云母化外, 还有高岭土化、碳酸盐 化、绿泥石化。其中高岭土化主要由长石蚀变而成,呈尘 土状产出,在地表水的影响下形成高岭石,当遇有铁染时 而成红褐色。铁质主要是黄铁矿风化而成,大部分金粒赋 存于铁质物中。
原生矿石主要有两种,黄铁矿化硅化花岗质碎裂岩, 黄铁矿化绢英岩。黄铁矿化硅化花岗质碎裂岩,灰绿色, 有时呈肉红色。碎裂状结构,不均匀块状构造。矿物成 分 :石英、斜长石、钾长石、绿泥石、碳酸盐。副矿物为黄 铁矿、磁铁矿、锆石。矿物粒径, 部分 0.05mm 以下, 部分 0.2mm ~ 0.5mm, 0.5mm ~ 1mm, 大者可达 2mm。石英, 他形粒状、细粒状、不规则状, 部分有裂纹, 大部分属硅化 重结晶产物,含量25% ~ 30%。斜长石,他形粒状、碎裂 状,多已蚀变,含量 15% ~ 20%。钾长石,他形粒状、碎裂 状,部分为重结晶产物,含量40% ~ 45%。碳酸盐晶粒状, 是蚀变产物,含量 5% ~ 10%。绿泥石,鳞片状,属构造蚀 变形成, 含量 3% ~ 5%。黄铁矿, 他形粒状、碎粒状, 沿裂 纹发育, 部分分布在碳酸盐矿物旁侧, 含量 3% ~ 5%。
黄铁矿化绢英岩,灰色,灰绿色。细粒碎裂状结构, 不均匀块状构造。矿物成分,石英、长石、绢云母、黄铁 矿、碳酸盐。石英,他形粒状,部分呈填隙状、细脉状,含 量 10% ~ 15%。长石,呈碎粒状、细粒状,大都蚀变为粘 土矿物,含量 15% ~ 20%。绢云母,细小鳞片状,常与细粒石英混杂或呈胶结物产出,有时围绕金属矿物成碎块 庄分布。含量45% ~ 50%。黄铁矿,呈碎粒状,侵染状分 布,粒径一般 0.15mm, 大者 0.5mm, 小者 0.002mm。其形 态部分为半自行立方体状,大部分具碎裂状,有时较集中 形成团块。黄铁矿有时具褐铁矿化蚀变,仅留其假象,含 量 3% ~ 5%。碳酸盐, 呈细粒状、晶粒状, 表面干净。含量 5% ~ 10%。
矿石 中 S 含量在 0.05% ~ 2.65% 之 间, 平 均硫含量 1.18%, 矿石工业类型为低硫型低品位金矿石。
矿石自然类型为氧化矿石和原生矿石。+40m标高以 上为氧化矿石, +40m 以下为原生矿石。
根据矿石矿物组合、结构构造、蚀变及破碎程度,矿 石类型确定为细粒侵染状黄铁绢英岩质碎裂岩型矿石。
2.3 矿体围岩
矿体围岩是由各种构造蚀变岩组成。由于矿体形态受 构造蚀变岩的制约, 因此矿体的顶、底板围岩只是金矿物、 金属硫化物含量多少的差异,而相关的矿物成分、结构构 造并无明显差别。矿体与围岩无明显界线,划分依据为样 品化验结果来划分, 矿体与围岩属渐变过渡关系。
2.4 矿化体特征
本研究在区内圈定了 3 条金矿化体,编号分别为①、 ②、③。
(1)①号金矿化体。位于 104线,地表单工程TC104控 矿。长 80%,真厚度0.68%,矿体赋存在米山断裂带内次级 构造中。矿体产状 90°∠ 58°, 含矿岩性为红化绢英岩化 碎裂岩, 金品位 1.20×10-6。
(2) ② 号金矿化体。位于 24 线, 单工程TC24 控制。 矿体赋存在米山断裂带内次级构造中。走向27°, 倾向 117°, 倾角 45°, 长 60%, 真厚度 0.66%。含矿岩性为硅 化绢英岩, 金品位 1.06×10-6。
(3)③号金矿化体。位于 0线,地表单工程TC0 控制。 走向 11°, 倾向东南,倾角 58°。矿体赋存于米山断裂次 级构造中。长40%,真厚度0.84%。含矿岩性为硅化褐铁矿 化碎裂岩, 金品位 1.01×10-6。
3 矿床成因
3.1 金的富集规律
(1)岩体与构造接触带的控矿规律。研究区金矿(化) 体分布于荣成序列邱家单元与玲珑单元接触带附近,米山 断裂从此处穿过,当重熔岩浆作用期后热液携带从地层中 迁移出来的Au 元素在处于高温高压区向岩体外接触带运 移时由于温度下降, 压力降低, 金元素在断裂构造阻挡下, 沿左形扭动形成的低压、低能空间聚集沉淀成矿。
(2)构造多次活动的控矿规律。米山断裂具多次活动特 征。断裂开始是沿近南北向韧性剪切带发展起来, 之后随着 构造运动加剧, 在左形压力作用下, 带内形成次级脆性破裂 面,导致含矿热液局部充填富集,形成团块状、浸染状矿石 类型,也是研究区主要成矿期。当断裂再次活动时,局部形 成糜棱岩及断层泥, 并接受晚期含矿热液的充填交代。
3.2 矿床成因
以往研究资料表明,胶东地区古元古代荆山群变质岩 系原岩, 为一套海底火山喷发的中基性岩, 属绿色岩性质的 火山沉积建造,尤其是荆山群中,下部火山沉积岩系,含金 丰度高, 均超过地壳中各类岩石的平均丰度值 1倍~ 2倍。
荆山群中主要岩石类型有。变粒岩、片麻岩、片岩、斜 长角闪岩,四类岩石中金的平均含量分别为 :8.27×10-9、 2.90×10-9、6.71×10-9、10.02×10-9。地壳中金的平均含量为 4×10-9。上述说明,形成金的物质来源于地层中分散的金元 素,经变质作用, 重熔岩浆作用, 在热动力驱使下, 金元素多 次活化、迁移、富集, 最后在有利的构造低能空间沉淀成矿。
3.3 矿床类型
该矿床严格受米山断裂控制,矿(化)体赋存于米山 断裂的次级断裂中,因此判断该矿床属焦家式破碎带蚀变 岩型金矿。
4 找矿标志
南北向构造、北西向构造为研究区容矿、导矿、储矿 构造,是金矿主要找矿标志。荣成序列岩体与断裂构造接 触时, 其内接触带, 外接触带, 构造转弯处, 是金矿成矿有 利地段。沿断裂构造带形成明显的硅化、钾化、红化、强烈 的绢英岩化、褐铁矿化,是指示金矿存在的直接标志。磁场强度的低值区,构造蚀变带内相对低值区,视极化率高 值区,是硫化物及异常迭加反映,可作为间接找矿标志。 地球化学标志 :在地球化学场中,Au、Ag、Cu、As、Sb、 Hg、Pb、Zn 为找矿指示元素,Au、Ag、Cu可直接或间接指 示矿化体的存在。
5 结语
详细分析了山东文登店子头金矿床地质特征、找矿标 志及矿床成因,认为研究区内已发现的金矿(化)体位于 米山断裂的次级断裂内,规模较大,矿化蚀变普遍较强, 总体产状稳定,钻探工程验证矿体向深部具有延伸特征, 并通过工程控制圈定了 1条金矿体及 3条金矿化体。总体 上,矿区找矿前景较好,建议在已有工作的基础上,综合应用物化探找矿方法进一步开展工作, 提高找矿效率。
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