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山东省平度市金星金矿控矿构造规律研究与找矿预测论文

发布时间:2024-02-22 15:13:23 文章来源:SCI论文网 我要评论














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  摘要 :平度金星金矿自 1976 年建矿至今已有40 余年 的开采历史。根据原地质勘探报告的探明储量和设计开采 能力,矿山设计服务年限为20 年。除了金产品外,该矿还 开采银、铅、硫等多种产品, 对当地的社会经济发展和居民 收入作出了重要贡献。然而,自上世纪 90 年代以来,矿山 面临资源枯竭的危机,矿山的资源储量严重不足,导致矿 山一直处于边采边探的状态。本文指出,加强对金矿体分 布和赋存规律的构造控制研究,并开展找矿预测,对于扩 大企业持有储量、保持长远发展具有一定的现实意义。

  虽然矿山早期保有的储量不多,但经过多年的地质探 矿工程的持续投入,该矿又发现了一些盲矿体,新探明储 量基本能够维持矿山生产水平,现已超采生产20 余年之 久,虽然经历了几年的困难时期,仍保持了多年的相对稳 定的生产与发展。近几年,由于科研投入及探矿的力度增 大,黄金年产量有较大幅度的增长,急需对深部外围的远 景储量进行评价与预测,以解决企业长远发展问题 ;另一 方面,随着开采深度增加,新构造控矿地质现象被揭示出 来,需要对金星金矿的构造控矿规律进行梳理。通过构造 控矿特征分析,尽可能发现一些隐伏矿脉或矿体,促进金 星金矿谐调发展。

  1 金矿控矿构造体系研究内容

  查明金星金矿主要控矿断裂构造的规模、产状、运动 方向,以及不同期次的断裂构造的交切关系。构建多级构 造控矿体系和构造—蚀变—矿化结构模型,综合研究断裂 带内矿化分段富集规律和矿体空间定位规律,确定找矿标 志。结合物化探综合信息及构造应力场分析,开展深部外 围找矿预测, 圈定找矿靶区。

  研究断裂构造体系与成矿系列的耦合关系,划分成矿 前、成矿期、成矿后构造, 总结构造演化过程。研究断裂构 造对矿化的控制作用,构建多级构造控矿体系。研究矿化 分段富集与矿体空间定位分布规律,确定矿体规模、三维 空间形态, 测算无矿间隔。研究构造、蚀变、矿化之间的内在联系,建立构造—蚀变—矿化关系模型,在综合分析研 究的基础上, 开展找矿预测。
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  2 金矿工作区范围和地理条件

  金星金矿位于平度市城区东北约40km处,行政区划 属山东省平度市旧店镇管辖。矿区交通便利,南距 309 国 道、潍(坊) —莱(阳)高速公路云山出入口 16km,北距潍 (坊) —乌(海)高速公路莱州出入口29km,朱桥出入口 32km,由此可通往潍坊、青岛、烟台等车站、港口,区内乡 镇公路四通八达。

  工作区地势北高南低,属低山丘陵区,最高点为周家 大山,海拔 +427.8m, 最低点为北庙东村东,海拔 +95.9m, 相对高差 331.9m。区内水系不发育,均为间歇性河流,作 为农业灌溉的山间小型水库较多。汇集各溪流的黄同水库 在矿区南端,最大储水量 3800万m3.气候属东亚暖温带季 风半湿润气候, 平均降水量627mm/年。7月~ 9月为雨季, 最高气温 34℃~ 36℃, 最低气温 -17℃~ -19℃。平均气温 9℃~ 11℃。经济以农业为主,苹果、花生、玉米、小麦种 植较多。企业主要是金星金矿和旧店金矿,从事黄金的开 采、加工,产品为金精矿粉。人口稠密,劳动力充足,水电条件较好, 适合矿业开发。

  3 金矿矿床地质及成矿作用

  3.1 矿脉(带)主要类型及分布特征


  1号脉出露于旧店镇东部 , 北东与庙东—碎石山断裂 相交 , 向南西经旧店镇止于王埠后一带 ,全长 7000余米 , 宽 1m~13m。现已探明储量且正在开采的矿段位于旧店镇-庙 东 -碎石山断裂之间,长约 3500m, 宽0.5m~6m。围岩是玲 珑超单元的云山单元和崔召单元的片麻状二长花岗岩。

  1号脉为含金石英脉型矿体。石英脉的分布受断裂构 造控制,石英脉多呈单体其两侧发育绢英岩,界线明显, 在绢英岩中有大量细小石英网脉,形成强烈硅化带。网脉 状金属硫化物(主要是黄铁矿) 以脉状、团块状、浸染状赋 存于含矿构造带及蚀变围岩中。金的品位随硫化物的数量变化明显,黄铁矿含量越高,金的品位就越高,从巷道揭 示的矿体看,所圈定的矿体均赋存于石英脉中,而且石英 脉愈破碎、规模愈大,愈有利于富矿的形成。工业矿体中 金的含量则随着石英脉的膨大而变富,随着石英脉变窄而 变贫直至尖灭。

  3.2 矿石矿物成分特征

  组成矿石的矿物主要为黄铁矿、石英、磁黄铁矿、闪 锌矿、黄铜矿、方铅矿、金银矿物、白铁矿、绿泥石、菱铁 矿、方解石及次生矿物- 褐铁矿、铜兰等。组成矿石的金属 硫化物占矿物总量的 6.95%,其中黄铁矿占金属硫化物总 量的 83.2%, 磁黄铁矿占 5.3%, 黄铜矿占 1.7%, 方铅矿占 9.04%,闪锌矿占0.86%,金银矿物主要为银金矿、金银矿、 自然金及自然银少见。脉石矿物以石英为主,占矿物总量 的 64.77%。黄铁矿、石英、磁黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方 铅矿等均是载金矿物。多金属硫化物阶段,可见黄铁矿穿 插方铅矿。

  3.3 主要元素分布特征

  通过研究发现,在各种赋存状态中,分布于黄铁矿中 的金矿物占总粒数的 35%,呈晶隙金分布于黄铁矿和石 英间的占总粒数的 8%左右,分布于石英中的占总粒数的 18%左右。金的赋存主要与黄铁矿和石英有关,其次是在 菱铁矿和磁黄铁矿中多见 ;与黄铜矿和方铅矿有空间联系 的金矿物只占少数。

  金的粒度、形态与矿床形成深度和温度有关。在深成 高温条件下形成的金一般粒度较粗、圆滑 ;浅成低温条件 下形成的金一般细小而不规则,呈树枝状、锯齿状等 ;中 深中温热液矿应床形成的金一般为细粒金,呈浑园状及不 规则状。原核工业248 队2007 年提交《金星矿区 1# 脉Ⅱ矿 段深部金矿详查报告》对旧店金矿的矿石采用光谱半定量 分析方法。组合分析和矿石化学全分析样 34件。

  4 金矿岩石建造及结构面的控矿特征

  4.1 岩石建造与成矿构造样式


  岩性不只是控制构造的成生与发育,而且还会控制成 矿物质的运移与成矿构造空间的形态,进而控制成矿的富 集部位与成矿物质的分布。长期的地质历史演化过程中, 一个地区出露的地质体常常是多种岩石单元组成的,这不 仅表现在平面上,同时也在垂向上反映出来,呈现不同的 岩石层位, 即在空间上出现不同的分布特点。

  在金星矿区, 出露的岩石比较复杂, 类型较多, 岩石类 型较多,有黑云母斜长角闪、斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩、花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩等,另有伟晶岩、闪长 岩、煌斑岩脉等中基性、中酸性脉岩, 这些岩石的能干性及 岩石的力学性质不同,对构造空间的影响是不一样的,其 不仅在平面上控制断裂构造空间的形态、大小,而且在剖 面上对构造空间的形成也有同样的控制作用。比如,同一 条断裂构造, 在不同的岩性环境中会形成不同的空间形态, 在中粒二长花岗岩中,空间就会大一些,似片麻状花岗岩 中,空间次之, 在斜长角闪片麻岩变得更小一些,而到黑云 母斜长角闪岩中, 可能只有一条韧性变形带了。

  4.2 结构面力学性质控矿

  赋矿断裂构造的结构面力学性质、断裂构造带内的空 间形态特征控制着金矿的富集程度。在成矿作用与断裂 构造活动的耦合作用下,张性结构面及张性构造空间有 利于成矿物质的沉淀、富集与金矿体的就位。控矿断裂构 造上下盘的盘面并非是平直的, 而是由波浪起伏的盘面组 成的,在波峰或波谷出现叠加的部位,通常可以形成紧闭 或虚脱空间,而且相间出现,虚脱空间是成矿物质富集的 有利部位。矿体赋存在 1# 脉断裂面产状由陡变缓部位,即 断裂面产状由陡变缓部位为有利成矿部位。而在结构面力 学性质为压扭性、压性部位,矿化较弱,表现为一定的无 矿间隔。在构造空间中,尤其是类似于旧店金矿这样的石 英脉型金矿, 矿体在走向和倾向上都具有断续分布或尖灭 再现的特点,矿体的连续性特征、无矿间隔的距离在走向 和倾向上并不是一致的,表现出一定的差异。在垂向延深 方面,相邻矿体的无矿间隔大多为 20m ~ 80m ;在水平 走向上,有 30% 的无矿间隔小于 50m,36% 的无矿间隔在 50m ~ 100m之间。

  4.3 构造-蚀变(流体)-成矿耦合机理分析

  围岩蚀变是深部地质流体上升后与所流经的岩石发生 的水岩反应的结果,其流体主要来源于深部的岩浆活动及 岩浆。通过井下揭示的地质现象,可以发现,在成矿构造 的上、下盘,成矿期节理是比较发育的,说明这些节理构 造也是成矿期断裂构造活动形成的,但成矿期的节理具有 蚀变现象,或者说与成矿有关的节理发生蚀变,而与成矿 无关的节理则没有发生蚀变,只是错断岩石或标志性地质 体。同样,从成矿期节理的分布可能大致得出,具有围岩 蚀变的节理是联通成矿地质体的,不管其通过什么样的方 式和通道, 经历多少次的组合与复合, 总会以不同的方式、 不同的组合形式,与成矿地质体相关联。另一方面,一条 规模较大的成矿断裂构造在其影响的范围内常常是一个 相对独立的构造—裂隙—蚀变—矿化系统,这也就表现为蚀变节理具有一定的区域分布。

  5 金矿构造体系演化与金矿成矿作用

  5.1 燕山期地球动力学机制


  区域范围内发育的构造主要有EW、NE、NNE 向和 NNW 向构造,这些构造交错穿插,相互交织。是在不同时 期的地壳活动形成的, 通过多期、多阶段的复合、联合、叠 加,形成复杂的构造网络体系。每一期断裂构造网络体系 的形成都是由当时的区域构造应力场作用的结果,具有一 定的构造组合及分布规律。成矿前形成的EW 向构造带多 为压性构造形迹, 近平行分布, 是在区域SN 向挤压作用下 形成的。成矿期形成的NE 向、NNE 向构造带,是NE-SW 向挤压的结果,由NE 向张扭性、NNE 向的断层、剪切带、 碎裂岩带、断层泥、构造透镜体等组成。NE 向、NNE 向构 造带与成矿关系密切, 是主要的导矿与储矿构造。成矿后, 该区又发生多次的构造活动,形成与成矿构造走向相近的 扭性断裂构造,走向多为NNE5°~ 10°的片理化带,切 割成矿期的矿化蚀变带,运动方向为右行剪切,同时与之 伴生的NNW 向左行扭裂构造发育,错动NE 向和NNE 向 含金石英脉, 对矿体起破坏作用。

  5.2 区域构造与金矿成矿作用

  金矿成矿作用是一个多期次、多来源的复杂过程(翟 明国等,2001),是在古老地幔分异出的太古代拉斑玄武岩 基础上,经韧性剪切→区域变质→岩浆深熔等构造热动力 作用逐步富集的过程。中生代持续活动的深熔岩浆岩,是 成矿物质的直接提供者,导致矿化发生的最主要原因是剪 切挤压—拉张构造作用引起的成矿元素活化、运移与富集 作用。

  胶北隆起区是胶东金矿主要集中地,西以郯庐断裂为 界,南侧为胶莱盆地,北侧为黄海盆地。郯庐断裂和胶莱 盆地的形成、发展、演化对胶东金矿成矿作用具有一定的 控制作用。郯庐断裂带的平移活动在其东部地块内造成拉 伸与挤压相间的构造格局,控制了中国东部一系列重要的 金矿集中区,也是胶东金矿集中区成生、发育的区域性控 制因素。胶东西部三条分支断裂带内及两侧分布着百余处 特大型、大型及中小型矿床,这些矿床的空间分布规律、矿床地质特征均受郯庐断裂构造系统的控制。

  5.3 预测准则及找矿方向

  深部是否还有较好的找矿空间,这需要从多种信息来 进行分析,可以从以下几个方面。构造学方面,存在张性 张、扭性构造是成矿的空间条件 ;岩石变形特征,在深部 是脆性变形还是韧性变形,脆性变形具有较好的成矿作 用,利于成矿物质的迁移 ;深部岩石组成特征,是花岗岩 还是其它的岩石, 是影响岩石变形特征的重要因素。
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  在脆性变形的岩石围岩环境中,断裂构造才能发育形 成导矿通道、储矿空间,具有成矿的可能性,具备良好的 成矿环境。在同一均一的地质体中, 当受到外力的作用时, 其内部产生的应力状态是统一的,因而,其内部的构造发 育特征是相似的,构造组合形式、构造体系都是一致的。 然而,随着深度增加,岩石承受的脆性变形能力会增加, 可能会对成矿空间的形成产生不利影响 ;深度越大,岩石 所受的围岩压力越大,构造应力作用于地质体的断裂构造 越具有规律性,即深部岩石的边界条件差异性越来越小。 不至于在一定的深度, 导致构造形式突然发生变化。因而, 可以确定, 在下部仍有工业矿体出现, 即控矿构造发育。

  6 结论

  综上所述,项目以构造控矿规律研究及找矿预测为 主,积极服务于矿山生产,主要研究范围为山东省平度市 旧店(金星) 金矿区 1# 脉Ⅱ矿段深部矿体及其周边的2#、 6#、7# 等含金石英脉。项目总体上以现代地质构造和成矿 理论为基础,以动力成岩成矿与动力控岩控矿理论为指 导,运用地质力学与矿田构造学的研究方法,综合研究工 作区已有的科研、生产、勘查技术成果, 通过典型中段、典 型导矿控矿构造的剖面测量和岩石矿物变形测量,揭示控 矿构造的空间、蚀变特征、矿化强度与岩石矿物变形之间 的内在联系,确定岩石矿物变形影响矿体定位分布机制, 建立构造变形—蚀变—矿化模型,稳妥有序地推进青岛金 星公司所属矿区深部找矿预测工作。
 
 
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