膠西北焦家成礦帶陳家礦段賦礦性研究

膠西北焦家成礦帶陳家礦段賦礦性研究

1975年至1978年，山東省地質(zhì)秘書處第六地質(zhì)隊在招遠(yuǎn)市上莊區(qū)進(jìn)行了大規(guī)模的勘探，并發(fā)現(xiàn)了上莊金礦床。于1977年8月至1983年6月進(jìn)行了初查—詳查地質(zhì)工作。在-500m以上共圈定了7個礦體,查明金金屬量15655.94kg。經(jīng)過近30年的開采,-500m標(biāo)高以上資源儲量已不多。為了尋找接替資源,延長礦山服務(wù)年限,2004年6月,山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院在以往工作的基礎(chǔ)上,利用鉆探配合坑探工程及取樣測試等手段,對該研究區(qū)深部(-500m以下)開展了金礦詳查工作1,對Ⅰ-1號金礦體深部進(jìn)行了控制,并在其上、下盤新發(fā)現(xiàn)3個新的金礦體,-800m以上共查明金金屬量3898kg,實現(xiàn)了深部找礦的目的,為下一步的找礦工作奠定了基礎(chǔ)。1礦化帶的地質(zhì)特征研究區(qū)內(nèi)地層簡單,斷裂構(gòu)造和侵入巖發(fā)育。區(qū)內(nèi)地層為第四系陸相和海相沉積。前者分布于山間谷地,后者分布于海岸地帶。研究區(qū)上莊礦區(qū)陳家礦段大地構(gòu)造位置位于膠東隆起西北部,沂沭斷裂帶東側(cè),龍口-萊州弧形斷裂的南西段(焦家斷裂)。龍口-萊州弧形斷裂是區(qū)內(nèi)最大的斷裂,望兒山斷裂、侯家斷裂是其分支斷裂。研究區(qū)內(nèi)金礦礦化帶的展布受到焦家斷裂的分支望兒山、侯家斷裂構(gòu)造控制。望兒山斷裂在研究區(qū)中部通過,全長10km,研究區(qū)內(nèi)出露長1900m(為其北東段),寬幾米至幾十米,控制最大斜深1320m。479線以南走向35°～45°,479線以北走向0°～5°;傾向NW,傾角37°～42°,局部28°左右。斷裂面呈舒緩波狀,具分支復(fù)合和多期活動特點,屬壓扭性斷裂,對礦體無明顯的破壞作用。斷裂帶內(nèi)及兩側(cè)普遍發(fā)育有蝕變和礦化,形成了河?xùn)|、上莊、陳家等大中型金礦床。望兒山斷裂是研究區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造,金礦體均賦存于該斷裂破碎蝕變帶內(nèi)。區(qū)域內(nèi)侵入巖發(fā)育主要為新太古代棲霞超單元回龍夼單元條帶狀細(xì)粒含角閃黑云英云閃長巖;新元古代玲瓏超單元崔召單元中粒含黑云二長花崗巖;中生代郭家?guī)X超單元上莊單元巨斑狀中粒花崗閃長巖;脈巖較發(fā)育,主要有中生代燕山早期石英閃長玢巖(圖1)。2-1號礦體與-5,-6的構(gòu)造要求經(jīng)過勘查共圈定Ⅰ-1,Ⅰ-4,Ⅰ-5,Ⅰ-6四個礦體。Ⅰ-1號礦體是-500m以上Ⅰ-1號礦體的延深,Ⅰ-4,Ⅰ-5,Ⅰ-6是勘查工作新發(fā)現(xiàn)圈定的礦體,與-500m以上礦體難以對應(yīng)(圖2)。2.1礦體地質(zhì)特征為礦區(qū)主要礦體,該礦體資源儲量占總量48.31%。分布于429～451線間,控制長225m,控制最大斜深1210m(-734m標(biāo)高),-500m以下賦存于429～443線間,賦存標(biāo)高-500～-734m。礦體產(chǎn)狀變化較大,走向NE17°～40°,傾向NW,傾角28°～48°。礦體賦存于主裂面上盤絹英巖化鉀化碎裂巖中。平面上呈透鏡狀,豆莢狀或脈狀。沿走向、傾向均有分支現(xiàn)象。-600m標(biāo)高上下礦體厚度較大,往深部變薄。礦體厚0.82～14.28m,平均厚3.74m,厚度變化系數(shù)75.3%,屬厚度穩(wěn)定的礦體。礦體單工程平均品位(1.65～6.74)×10-6,礦體平均品位3.91×10-6,單樣最高品位39.00×10-6。品位變化系數(shù)107%,屬有用組分分布較均勻的礦體。2.2主裂面盤黨建面礦典型剖面分布于435～445線間,-535～-655m標(biāo)高。位于Ⅰ-1號礦體上盤,與其大致平行,相距22～50m。-506～-586m標(biāo)高間由3層段高40m、間距25～55m的21個穿脈控制,-586m標(biāo)高以下由4個間距(40～60)m×(60～105)m的鉆孔控制?？刂谱畲箝L度90m,斜深173m。走向NE40°,傾向NW,傾角38°～48°。礦體賦存于主裂面上盤絹英巖化鉀化碎裂巖中,呈透鏡狀。礦體厚0.82～3.55m,平均厚2.43m,厚度變化系數(shù)43%,屬厚度穩(wěn)定的礦體。礦體單工程平均品位(1.85～5.20)×10-6,礦體平均品位2.39×10-6,單樣最高品位12.20×10-6。品位變化系數(shù)57%,屬有用組分分布均勻的礦體。2.3-586m的地質(zhì)特征分布于433～443線間,-535～-696m標(biāo)高。位于Ⅰ-4號礦體上盤,與其大致平行,相距5～28m。-506～-586m標(biāo)高間由3層段高40m、間距25～55m的22個穿脈控制,-586m標(biāo)高以下由5個間距(40～60)m×(30～100)m鉆孔控制?？刂谱畲箝L度93m,斜深230m。走向NE40°,傾向NW,傾角33°～45°。礦體賦存于主裂面上盤絹英巖化鉀化碎裂巖中,呈透鏡狀或豆莢狀。在-546m中段439線厚度最大,達(dá)20.2m,向兩端及深部變薄以至尖滅。礦體厚0.82～20.2m,平均厚5.82m,厚度變化系數(shù)123%,屬厚度較穩(wěn)定的礦體。礦體單工程平均品位(1.70～6.60)×10-6,礦體平均品位3.85×10-6,單樣最高品位36.85×10-6。品位變化系數(shù)150%,屬有用組分分布較均勻的礦體。2.4礦體層壓板及構(gòu)造要求分布于431～445線間,-536～-600m標(biāo)高。位于Ⅰ-1號礦體下盤,與其大致平行,相距4～20m。-506～-586m標(biāo)高間由3層段高40m、間距25～55m的22個穿脈控制,-586m標(biāo)高以下由3個間距(55～60)m×(50～130)m鉆孔控制。控制最大長度150m,斜深57m。礦體產(chǎn)狀變化較大,走向NE12°～42°,傾向NW,傾角42°～50°。礦體賦存于主裂面上盤絹英巖化碎裂巖中。呈透鏡狀或脈狀。厚0.82～16.07m,平均9.21m,厚度變化系數(shù)57%,屬厚度穩(wěn)定的礦體。礦體單工程平均品位(1.68～7.27)×10-6,平均品位4.45×10-6,單樣最高品位24.70×10-6。品位變化系數(shù)103%,屬有用組分分布較均勻的礦體。3礦石特征3.1脈石礦石成分礦石中有用礦物為自然金、銀金礦,主要金屬礦物為黃鐵礦,其次為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、白鈦礦等;主要脈石礦物有鉀長石、斜長石、絹云母、黑云母、方解石,其次為角閃石、綠泥石等。礦石中有益組分以金為主,伴生有用組分為銀,平均品位2.34×10-6。硫品位0.38%～1.94%,平均0.82%。礦山多年生產(chǎn)實踐表明,硫含量雖低,但在精礦中得到富集,可被綜合利用。銅、鉛、鋅含量很低,達(dá)不到綜合利用的要求。有害組分砷的含量很低,對有用組分的回收沒有影響。3.2采礦結(jié)構(gòu)3.2.1礦石結(jié)構(gòu)類型(1)壓碎結(jié)構(gòu)礦石中早期形成的粗大黃鐵礦顆粒,遭受應(yīng)力作用后破碎,呈大小不等的粒狀,裂隙發(fā)育,邊部有棱角,構(gòu)成壓碎結(jié)構(gòu)。(2)晚期填隙結(jié)構(gòu)礦石中早期黃鐵礦、石英礦物的裂隙、晶隙內(nèi)有晚期的黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、金礦物充填,構(gòu)成填隙結(jié)構(gòu)。并與其中幾種礦物共生分布,熔蝕交代早期形成的黃鐵礦,構(gòu)成交代結(jié)構(gòu)。(3)自形狀-半自形狀結(jié)構(gòu)礦石中的部分黃鐵礦呈自形晶,具完好的晶面;部分黃鐵礦邊部不規(guī)則,呈半自形晶,構(gòu)成自形—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)。(4)包括結(jié)構(gòu)金礦物以渾圓粒狀被包于黃鐵礦、石英中,構(gòu)成包含結(jié)構(gòu)。3.2.2類型：石材結(jié)構(gòu)(1)染染結(jié)構(gòu)多金屬硫化物呈星散狀、團(tuán)塊狀集合體分布于礦石中,構(gòu)成浸染狀構(gòu)造。(2)細(xì)脈結(jié)構(gòu)石英多金屬硫化物細(xì)脈沿礦石裂隙及礦物晶隙充填,構(gòu)成細(xì)脈狀構(gòu)造。沿兩組交切的裂隙充填,則構(gòu)成網(wǎng)脈狀構(gòu)造。(3)不同形狀的結(jié)構(gòu)石英多金屬硫化物在礦石中呈多種形態(tài)無規(guī)律的分布,構(gòu)成斑雜狀構(gòu)造。(4)點結(jié)構(gòu)石英多金屬硫化物的集合體及晶粒呈斑點狀分布,構(gòu)成斑點狀構(gòu)造。3.3礦石類型(1)體埋深的確定根據(jù)礦山開采資料,礦石氧化帶深度為30～40m,混合帶深度至-10m,中深部礦體埋深在-300～-800m。礦石自然類型主要為原生礦石,根據(jù)礦石礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、蝕變程度等因素,將原生礦石劃分為3種類型即絹英巖化碎裂巖、絹英巖化碎裂狀二長花崗巖、絹英巖化碎裂狀花崗閃長巖。其中Ⅰ-1號礦體地表有薄層氧化礦石(已采完)。(2)工業(yè)類型礦石中As等有害元素含量低,礦石中硫含量在0.38%～1.94%間,平均0.82%,礦石屬低硫型金礦石。3.4主要礦物特征(1)中粒和粗粒占主金礦物為自然金和銀金礦,以自然金為主。金礦物以微粒為主,占60.86%,其次為細(xì)粒,占33.67%,少量中粒和粗粒;金礦物形態(tài)以角粒狀、長角粒狀為主,其次為枝杈狀、渾圓粒狀、麥粒狀、針狀、尖角粒狀、板片狀和葉片狀。(2)裂隙金及包體金礦物多以渾圓晶粒為礦金礦物賦存狀態(tài)以晶隙金為主,占72.80%,其次為裂隙金,占18.91%,包體金占8.29%。晶隙間,其中以賦存于黃鐵礦晶隙者最多,占晶隙金的67.19%;裂隙金以枝杈狀、針狀等形態(tài)賦存于黃鐵礦、石英裂隙中,其中賦存于黃鐵礦裂隙中最多,占裂隙金的95.61%;包體金多以渾圓粒狀被包于黃鐵礦、石英晶體中,其中以黃鐵礦包體金最多,占包體金的80%。綜上所述,金礦物多賦存于黃鐵礦、石英晶隙和裂隙中,對603粒金礦物統(tǒng)計,有599粒賦存于黃鐵礦、石英中,占總粒數(shù)的99.34%。其中賦存于黃鐵礦中的468粒,占77.61%,賦存于石英中的占21.81%。另有少部分金礦物賦存于方解石晶隙和輝碲鉍礦晶隙中。4成礦和成礦的作用4.1全礦作用根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物共生組合及相互關(guān)系等特點,將成礦過程劃分為2大成礦期,即熱液期和表生期。(1)金-石英-多金屬硫化成礦階段根據(jù)石英脈體的穿切關(guān)系和礦物組合特征劃分3個成礦階段。金-石英-黃鐵礦階段:黃鐵礦晶體較大,邊部不規(guī)則,具棱角,裂紋發(fā)育,有晚期礦物充填。石英呈他形,少量為自形及半自形。金礦物少量,形成含金黃鐵礦石英脈充填于巖石裂隙及礦石晶隙中。金-石英-多金屬硫化物階段:金屬礦物以黃鐵礦為主,其次有黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、自然金、磁黃鐵礦、毒砂等;非金屬礦物有石英、絹云母。黃鐵礦呈自形—半自形粒狀,斷面完好,有的邊部呈不規(guī)則狀。多金屬硫化物呈不規(guī)則粒狀及細(xì)脈狀沿黃鐵礦及石英的裂隙、晶隙充填。該階段是主要的成礦階段。石英-碳酸鹽階段:方解石呈粒狀、團(tuán)塊狀、脈狀分布,穿切早期礦物,有時與石英呈復(fù)合脈狀;石英呈乳白色細(xì)脈分布。(2)出生時表生期內(nèi),地表及淺部礦體中的黃鐵礦、黃銅礦被氧化生成褐鐵礦和銅藍(lán)。金組分未產(chǎn)生次生富集或流失現(xiàn)象。表生作用對礦床影響甚微。4.2構(gòu)造-構(gòu)造侵位法礦床在成礦時間和空間上表現(xiàn)為有序性和成套性,金礦的成礦與構(gòu)造關(guān)系密切。中生代燕山早期,太平洋板塊向歐亞板塊俯沖,形成區(qū)域上SE—NW擠壓應(yīng)力場,誘發(fā)NEE向構(gòu)造活動。構(gòu)造活動產(chǎn)生的巨大熱能使地殼發(fā)生熔融形成的殼源巖漿與深部上升的幔源巖漿混合,沿NEE向構(gòu)造侵位。在侵位過程中,將幔源成礦物質(zhì)帶入地殼,同時萃取圍巖中的成礦物質(zhì),使金得到進(jìn)一步富集。巖漿期后,含礦熱液沿NE,NNE向斷裂運移,在適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)條件下沉淀成礦。根據(jù)研究區(qū)礦體賦存的地質(zhì)環(huán)境、礦石礦物成分、礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和圍巖蝕變等特征,認(rèn)為研究區(qū)金礦屬中低溫?zé)嵋毫严冻涮罱淮徒鸬V床,礦床的形成受構(gòu)造—巖漿作用的共同控制。5礦山法與長期評價5.1礦床構(gòu)造及成礦熱液性質(zhì)經(jīng)過野外工作和室內(nèi)研究,對研究區(qū)上莊礦區(qū)深部金礦體的數(shù)量、規(guī)模、產(chǎn)狀有了初步的了解,對其成礦規(guī)律有了一定的認(rèn)識:(1)礦床受構(gòu)造—巖漿作用的共同控制。NE向展布的望兒山斷裂是研究區(qū)礦床主要的控礦構(gòu)造,多期次的巖漿活動有利于成礦熱液的富集。(2)金礦床主要產(chǎn)于主裂面上盤或下盤與花崗質(zhì)巖體的接觸帶附近,為具較強(qiáng)的黃鐵絹英巖化和鉀化的蝕變碎裂巖,為中低溫?zé)嵋何g變巖型金礦。(3)礦體NE向延伸,傾向NW,具有膨脹收縮,尖滅再現(xiàn),分支復(fù)合的特點。5.2-1號礦體的地質(zhì)特征研究區(qū)勘查評價成果表明:上莊金礦區(qū)其深部(-500～-800m