山东省泰安市黄峪矿区金矿成矿特征分析论文_辛田

山东省第五地质矿产勘查院 山东泰安 271000

摘要:黄裕矿区位于泰安市北东约30km处,行政区划属泰安市岱岳区下港镇,处于华北陆块(Ⅰ)鲁西隆起(Ⅱ)鲁中隆起区(Ⅲ)泰山-济南断隆(Ⅳ)泰山凸起(Ⅴ)南缘。矿床赋存于片麻状奥长花岗岩中,所在区域出露的地层主要是新太古代泰山岩群雁翎关组,部分被第四系覆盖。整个研究区发育新甫山岩套上港奥长花岗岩。矿体的产出受断裂构造控制和矿区东北部香山-羊丘韧性剪切带。围岩发生硅化、褐铁矿化、碳酸岩化等。金异常是由石英脉和构造角砾岩带引起。属于绿岩带型金矿床。

关键词:金矿;鲁西;成矿特征;黄裕矿区

山东省泰安市黄峪矿区金矿矿床位于泰山-济南断隆内的断裂带中,此矿床属绿岩带型金矿床。通过对黄裕矿区金矿床的成矿地质特征的分析,希望为鲁西地区金矿的找矿工作有所帮助,同时为同种成因的金矿查找勘查工作提供一些借鉴。

1 研究区地质概况

矿区处于华北陆块(Ⅰ)鲁西隆起(Ⅱ)鲁中隆起区(Ⅲ)泰山-济南断隆(Ⅳ)泰山凸起(Ⅴ)南[1]。位于泰安市城区东北约30km处。极值地

理坐标:东经117°19′58″~117°22′42″,北纬36°18′01″~36°21′30″,面积16.49km2。沿沟谷新生代第四系沉积物较发育。

1.1 地层

出露地层有新太古代泰山岩群(Ar3T)雁翎关组(Ar3y)、山草峪组(Ar3)、柳杭组(Ar3l),主要岩性为斜长角闪岩、黑云变粒岩及片岩组成的变质岩系[1]。古生代寒武纪长清群(Є2-3Ĉ)、九龙群(Є3O1J)和新生代第四系(Q)(图1)。

1.2 构造

区域构造主要发育有韧性剪切带和断裂构造。韧性剪切带主要为矿区东北部香山-羊丘韧性剪切带,出露长度约25km,宽度1km~2km,走向330°左右。构造岩达到超糜棱岩或片岩。断裂构造主要有NEE向大王庄断裂和NNW大槐树断裂破碎带。大王庄断裂:方向近东西,走向不连续,断层倾向南,倾角60°~80°,为正断层。大槐树断裂破碎带:出露于矿区东部大槐树村南,走向NNW,产状255°∠57°。通过前期对该构造带不同地段进行取样分析,局部金品位在2.30×10-6~10.92×10-6,含矿岩石为蚀变碎裂岩。

1.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩较为发育,从老至新为新太古代万山庄序列安子沟单元中粗粒角闪石岩(Ar3ψOWa)、新甫山序列上港单元片麻状中粒含黑云奥长花岗岩奥长花岗岩(Ar3γOXs)、峄山序列大众桥单元中粒黑云石英闪长岩(Ar3δOYd)、傲来山序列兔耳山单元含斑中细粒二长岩(Ar3ηγAte),中元古代牛岚单元辉绿岩脉(Chβμn)花岗岩及中生代燕山晚期沂南序列靳家桥单元角闪闪长玢岩(K1δμYj),其中燕山期脉岩与金矿化关系较为密切。

2 地球物理特征

2.1 岩(矿)石电性特征

矿区内岩性分布以奥长花岗岩为主,该岩性极化率整体数值偏低,对应电阻率显示为高阻特征。由于奥长花岗岩广泛分布于研究区内,形成区内背景整体呈高阻低激化地球物理特征。矿区西部分布泰山岩群雁翎关组斜长角闪岩,呈残留体状分布于奥长花岗岩中,该岩性极化率明显较高;对应电阻率特征为中低阻,对比奥长花岗岩明显偏低;区内石英脉岩整体表现为高阻低激化特征。其他分布岩性,煌斑岩、构造角砾岩和碎裂岩表现为中低阻特征,极化率除构造角砾岩显示偏低特征,其他均为中高数值。

研究及区物探工作以1:1万激电中梯为主,结合1:2万激电中梯、激电联剖工作对异常位置进行解剖和分析。从矿区激电中梯测量结果分析,整体上视极化率和视电阻率等值线均呈现北西向带状形态,与地层分布特征和岩浆岩展布特征相一致。结合地质资料分析,研究区整体上大面积分布奥长花岗岩,尤其是东部,研究区西部呈带状分布有斜长角山岩,推断主要受两种岩性物性差异影响,形成东西部不同电性特征。研究区西部存在两条明显高极化率带,高极化带规模较大,走向北西,电阻率显示为中低阻带。结合地质资料和物性参数分析,两条高极化率带位置为泰山岩群雁翎关组斜长角山岩分布带,对比研究区大面积低极化率、高电阻率特征的奥长花岗岩。

3 地球化学特征

黄峪矿区金矿化体的指示元素有Au、Ag、Cu、Zn、Mo、B、As、Sb、Bi,其中以Au、Ag、As、Sb、Bi为主的组合异常是最有找矿意义的异常。

根据1:1万岩石地球化学测量所取各主要岩石光谱分析资料,本区岩石中Au、Ag元素含量随地质体的不同而有明显的变化,金在石英脉中含量最高,在片麻状奥长花岗岩中较高,在斜长角闪岩中偏低。在煌斑岩、伟晶岩和闪长玢岩中金含量最低。银在闪长玢岩和石英脉中含量最高。在片麻状奥长花岗岩、斜长角闪岩、伟晶岩中银含量略高。在煌斑岩中含量较低。

通过1:1万岩石地球化学测量工作,区内共圈定异常6处,其中单元素Au异常2处,Au、Ag组合异常2处,Au、Sb组合异常1处,Au、As、Sb、Bi组合异常1处。

4 矿床地质特征

矿区内共圈出10条金矿(化)体,其中规模较大的有Ⅰ、Ⅱ号金矿体。该矿体总体产状为190°-195°∠60°-65°。沿倾向呈脉状延伸,属厚度稳定的矿体。矿区内共圈出10条金矿(化)体,其中规模较大的有Ⅰ、Ⅱ号金矿体,也是主要的工业矿体,各矿体特征见表1。

表1 矿(化)体特征一览表

常见的矿石结构有:碎斑碎粒结构,晶粒状结构(矿石中黄铁矿等金属硫化物的主要结构),孔隙式结构等。矿石矿物自然金、黄铁矿、褐铁矿、黄铜矿、闪锌矿。矿石化学成分主要是SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O等。矿石中有价元素为Au,其含量ω(Au)1.10×10-6~5.30×10-6;伴生有益元素主要为Ag,但含量较低,一般0.5×10-6~2×10-6;其它元素均无利用价值,As元素含量为0.0002~0.0014%,含量极微,对人体不会产生危害。

矿石根据其氧化程度能够划分成原生矿、氧化~半氧化矿石这两种,而依据矿物组合又能分成两大类,含金黄铁矿石与褐铁矿矿石。

围岩与矿化体接触地段具较强的褐铁矿化及绢云母化[2]。顶、底板岩石与矿化体接触地段具较强的黄铁矿化、绿泥石化及绢云母化。深部岩石比较完整。围岩蚀变主要为黄铁绢英岩化和绢英岩化,从矿脉中心向两侧由强到弱,并伴有不均匀的绿泥石化、碳酸盐化[3]。从而形成了相应的黄铁绢英岩化碎裂岩、绢英岩化花岗质碎裂岩。与金矿化关系密切的围岩蚀变有硅化、绢云母化、黄铁矿化,是重要的找矿标志[4]。

图2 含金黄铁矿石 金品位8.9×10-6 图3 碎裂状石英脉型矿石 金品位8.9×10-6

5 控矿因素及找矿标志

区内金矿成矿出露地层主要为泰山岩群地层,主要呈残留体或包体的形式分布于矿区内,岩性主要为斜长角闪岩、黑云角闪变粒岩、绿泥(透闪)滑石片岩及角闪黑云片岩。顶、底板岩石与矿化体接触地段具较强的黄铁矿化、绿泥石化及绢云母化。区域内金及其相关的化探、重砂异常多分布于各断块凸起上变质结晶基底花岗岩分布区和中生代复杂岩体或基性-酸性岩脉侵入区。研究区内广泛分布上港单元片麻状中粒奥长花岗岩及燕山期煌斑岩、闪长玢岩岩脉,且与化探异常相对应。金在石英脉中含量最高,在片麻状奥长花岗岩中较高。区域内金矿产于断块凸起区,受断层破碎带影响岩石中断裂裂隙及片麻理等构造控制十分明显。区内构造主要为断裂构造,已知的金矿化蚀变带受控于脆性断裂构造。控矿、容矿断裂带内的构造岩,为糜棱岩、初糜棱岩、断层泥和碎裂岩、角砾岩共存。矿体产于断裂主断面下盘,部分在上盘。矿体的侧伏与主成矿期的构造运动性质有关。

对鲁西地区蚀变岩型金矿成矿年代学研究表明,他们均形成与105-125Ma之间,主要成矿年龄集中在115Ma左右。鲁西晚太古代绿岩带(包括泰山岩群和同期侵入的TTG花岗岩),中富含Au、Ag等成矿元素,在海西—印支期幔源物质沿深大断裂上,与变质岩发生多期次的混合岩化作用,同时使金在岩石中得到初步富集。鲁西地区由于郯庐断裂的大规模平移的强剪切作用,产生了一系列NWW的挤压应力及NNE向的伸展作用,并沿着NW向的构造带发生活动,形成众多的南断北超性质的断陷盆地。NW向、NNW向和NNE向断裂使深部岩浆房沟通,引发火山喷发及岩浆侵位,形成规模不等、产状不同的十几个中基性-中酸性岩体。这些深部岩浆房的岩浆在侵位活动中,使绿岩带中的金活化,与岩浆中的金一起侵位迁移,同时由于岩浆的巨大热能作用,在不同构造和围岩条件的有利成矿部位,形成不同类型、不同元素组合、规模大小不一的金矿床[5]。沈保丰将与绿岩带有关的金矿床分为同构造晚期初生型金矿床和构造期后再生型热液金矿床两种类型[6,7]。前一类型细分为细脉侵染状金矿床和脉状金矿床两个亚类。可见黄裕金矿成因类型属于绿岩带型脉状金矿床。

5.5找矿标志

矿区内断裂构造比较发育,矿体受构造控制明显,在断裂破碎带由窄变宽的地段以及控矿断裂的分支复合部位,是金矿富集的有利地段;红化、硅化、黄铁矿化、绢英岩化发育地段对找矿有利,金属硫化物细脉、网脉和稠密浸染部位则是矿体赋存部位。地表氧化带内小裂隙中褐铁矿化发育处是直接找矿标志。

矿区内金矿体的形成与黄铁矿的密集程度关系密切,一般黄铁矿含量较高时,金品位也随之增高,容易形成矿体。由于黄铁矿导电性能较强,因此选择激电中梯激发极化法找矿效果比较好。通过实际工作得知,视极化率高、视电阻率相对低的区域是金矿体形成的有利地段。

化探异常区内凡是有Au、Ag、As、Sb、Bi等元素的组合异常,均是金矿富集地段。

参考文献:

[1]山东省泰安市岱岳区黄峪地区金矿详查探[EB/OL].http://www.docin.com/p-762036610.html,2014-02-06.

[2]辛存林,周俊菊,张军.石岭沟金矿地质特征及找矿标志[J].甘肃科学学报,2005,17(2):73-75.

[3]郝凤泉.胶东涧里金矿床地质特征及找矿方向[J].黄金地质,1997,3(3):55-58.

[4]张彦民,宋强,田立环,等.畅流沟金矿地质特征及发现意义[J].新疆有色金属,2004,27(2):9-11.

[5]刘玉强.山东省金矿床成矿系列及成矿规律[J].矿产与地质,101(18):1-7.

[6]沈保丰,毛德宝,李俊健.中国绿岩带型金矿床类型和地质特征[J].前寒武纪研究进展,1997,20(4):1-12.

[7]宗信德,赵宏生,彭超,等.绿岩带金矿三位一体成矿及成矿预测—山东泰安地区为例[J].地质与资源,2012,21(5),446-452.

[8]山东省第五地质矿产勘查院.山东省泰安市黄峪矿区金矿普查报告[R].泰安:山东省地矿局,2012.

辛田,1993.10,女,汉,山东兖州人,硕士,助理工程师,主要从事地质矿产勘查与水工环地质工作。

论文作者:辛田

论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期

论文发表时间:2020/3/16

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