威海羅家地區金礦地質特征及找礦方向

司乃欣,聶佩孝,宋家軍,羅海偉,張海瑞

(1.山東省第三地質礦產勘查院,山東 煙臺 264003;2.山東省第四地質礦產勘查院,山東 濰坊 261021)

威海羅家地區金礦地質特征及找礦方向

司乃欣1,聶佩孝2,宋家軍2,羅海偉2,張海瑞2

(1.山東省第三地質礦產勘查院,山東 煙臺 264003;2.山東省第四地質礦產勘查院,山東 濰坊 261021)

羅家金礦為中低溫熱液黃鐵絹英巖型金礦床。礦區NNE向斷裂與其他方向斷裂交會部位及其附近為金礦有利成礦部位,礦床具分帶現象,花崗細晶巖脈與成礦關系密切。礦石類型以黃鐵絹英巖型為主,含金石英脈型次之,礦石含金品位較高,并伴生較高的Ag,Cu等有益元素。通過對金礦床的地質特征、控礦因素及礦床成因的研究,在分析找礦標志的基礎上,提出應進一步查證物化探異常,加大礦區深部及外圍的找礦力度,以期發現新的金礦體。

金礦;地質特征;找礦方向;羅家地區;威海

0 概述

威海位于大別-蘇魯造山帶東端、膠南-威海斷隆之文登-威海斷拱上,羅家金礦處于其上的文(登)-威(海)金成礦帶北端。該帶有范家埠、產里、大時家、候家等多處金礦(點)。羅家金礦是2008年山東省第四地質礦產勘查院利用國家補助資金進行勘查后發現的小型金礦床①司乃欣等,山東省威海市羅家地區金礦普查報告,2009年。。

羅家礦區及其附近礦產種類較多,有金、鐵、銅、鉬等金屬礦產及石墨、黃鐵礦、鈉長石、石英、花崗巖石材等非金屬礦產,多為小型礦床或礦點②王沛成、劉建文,威海市、乳山市幅1∶25萬區域地質調查報告,2003年。。

1 礦區地質特征

1.1 地層

區內出露地層主要為古元古代荊山群變質巖系,另有第四系沿溝谷低洼地帶分布。古元古代荊山群主要以包體出現,巖性主要有黑云變粒巖、斜長角閃巖、斜長透輝巖、黑云片巖、大理巖等,巖石中Au質量分數較高,為ω(A u)=3.40×10-9,變異系數3.05[1]。新生代第四系主要為洪—沖積物,巖性為含礫亞黏土、亞砂土及粗中砂、混粒砂(圖1)。

圖1 羅家地區地質簡圖

1.2 構造

文登-威海斷拱變質基底發育韌性剪切構造,為中淺構造相逆掩推覆韌性剪切帶,呈NNE向、NE向帶狀分布,形成活動于晉寧-南華期。仙生頂斷裂(F2)是由韌性剪切帶再次活動形成的脆性斷裂構造 ,長度大于 6 km,寬 10～30 m,走向 10°～30°,SE傾,傾角35°～61°,發育硅化、黃鐵礦化、絹英巖化,帶內充填石英脈及輝綠巖脈。早期左行壓扭,晚期左行水平滑移。F1及F3斷裂為仙生頂斷裂西側近乎平行的同期次級斷裂(圖2)。

圖2 羅家金礦床礦脈平面分布圖

F3斷裂出露長700m左右,寬10～24 m,走向NNE 10°～25°,傾向 SEE,傾角 50°～85°。帶內充填花崗細晶巖脈,斷裂北段與NE向斷裂交會部位表現為黃鐵絹英巖化角礫巖帶,由硅化碎裂巖、絹云母化細晶巖、黃鐵絹英巖化角礫巖以及碎裂狀花崗巖組成,發育硅化、絹英巖化、碳酸鹽化等蝕變及黃銅礦化、黃鐵礦化、斑銅礦化、金銀礦化等,富集成Ⅰ①金礦體。

F1斷裂出露長800 m左右,寬 2～5 m,最寬8 m,走向近 SN,傾向 NEE 85°,傾角 28°～56°。碎裂巖帶中心為含金石英脈,兩側為絹英巖、硅化碎裂巖以及碎裂狀花崗巖,發育硅化、黃鐵礦化、絹英巖化。在Ⅰ3～Ⅰ2線之間金銀礦化富集形成Ⅰ③金礦體。

1.3 侵入巖

區內侵入巖分布較為廣泛,有中元古代四堡期的海陽所變輝長巖,新元古代晉寧期榮成片麻巖和中生代印支期文登巖體、燕山期偉德山巖體。其主體巖性為榮成片麻狀二長花崗巖、花崗閃長巖系列。文登中粗粒二長花崗巖、偉德山輝石角閃石英二長閃長巖、含斑中粒角閃黑云石英二長巖零星侵入到榮成片麻巖中。燕山期脈巖主要有二長花崗巖脈、花崗細晶巖脈、煌斑巖脈、輝綠巖脈、二長斑巖脈、閃長玢巖脈及石英脈等,巖脈走向多NNE向。花崗細晶巖脈遭后期成礦熱液交代蝕變部位形成金礦化體。區內巖漿活動頻繁、強烈,其中文登巖體Au質量分數較高,為ω(Au)=5.40×10-9,變異系數5.14,為成礦提供了豐富的熱源,后期斷裂及裂隙發育,為含礦熱液提供了成礦通道及容礦空間。

1.4 圍巖蝕變

礦床圍巖蝕變較發育,以中—低溫熱液蝕變為特征,圍巖蝕變具分帶性,不同蝕變帶之間呈漸變關系。斷裂帶中心為含金石英脈(礦體),兩側依次為(黃鐵)絹英巖化—鉀化—未蝕變二長花崗巖。蝕變作用類型主要為硅化、絹云母化、絹英巖化,鉀化、碳酸鹽化次之,少量綠泥石化。硅化多發育在蝕變帶內,絹云母化為最普遍的圍巖蝕變,主要分布在黃鐵礦化石英脈兩側。黃鐵礦化較為普遍,呈星點狀、團塊狀分布,常與絹云母化、硅化緊密伴生。

2 礦床地質特征

羅家金礦床包含2條礦體及2條礦化體,受NNE向壓扭性斷裂控制。控礦斷裂與仙生頂斷裂為同期低次序斷裂,早期為左行壓扭性,成礦期為局部引張。礦體呈舒緩波狀,具分支復合、尖滅再現、膨脹收縮現象。Ⅰ①礦體規模較大,為主礦體,Ⅰ②礦體規模較小,另外Ⅰ③及Ⅰ④等2個為金銀礦化體。

2.1 礦體特征

Ⅰ①礦體產于 F3硅化碎裂巖帶中,碎裂巖帶中心為黃鐵絹英巖,兩側依次為細晶質絹英巖及花崗質碎裂巖、片麻狀二長花崗巖(圖3)。礦體賦存于黃鐵絹英巖中,呈脈狀,產狀與碎裂巖帶基本一致 ,走向 10°～25°,傾向 NE,傾角 56°～85°。控制長度362m,最大斜深333 m,單工程厚度最大3.74 m,最小0.54 m,平均厚2.29 m,厚度變化系數為158.74%。單工程金品位最高ω(Au)=90.86×10-6,最低ω(Au)=2.85 ×10-6,平均ω(Au)=20.97×10-6,品位變化系數為164.05%。

圖3 Ⅰ②礦體分帶及品位變化曲線圖

Ⅰ①礦體同時伴生銀及銅等有益元素,單工程銀品位最高ω(Ag)=158.64×10-6,最低ω(Ag)=5.95×10-6,平均ω(Ag)=64.59×10-6;單工程銅品位最高ω(Cu)=5.61%,最低ω(Cu)=0.16%,平均ω(Cu)=2.49%。礦體中金與銀質量分數比值ω(Au)∶ω(A g)在礦床上部為 1∶1.85,下部升為5.1∶1,銀、銅等元素含量與金呈正相關性。

Ⅰ②礦體賦存于 F1硅化碎裂巖帶中,帶內充填石英脈及黃鐵絹英巖,兩側為片麻狀二長花崗巖(圖3)。礦體賦存于石英脈及黃鐵絹英巖中,呈緩傾斜薄板狀,產狀與碎裂巖帶基本一致,走向355°～10°,傾向 E,傾角地表34°,深部變緩為 22°。控制長度46.98 m,最大斜深138 m,單工程厚度最大0.94m,最小0.54 m,平均厚0.76 m,厚度變化系數為38.22%。單工程金品位最高ω(Au)=5.94×10-6,最低ω(Au)=2.88×10-6,平均ω(Au)=3.43×10-6,品位變化系數為33.43%。礦體中金與銀質量分數比值ω(A u)∶ω(Ag)在礦床上部為1∶4.89,下部降為1∶17.9。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石礦物成分

金屬礦物主要為黃鐵礦、磁鐵礦,少量黃銅礦、磁黃鐵礦、褐鐵礦、銅藍、方鉛礦、閃鋅礦和金礦物(金銀礦、自然金);非金屬礦物主要為石英,少量鉀長石、鈉長石、方解石和絹云母。

2.2.2 礦石化學成分

礦石有用化學成分主要為Au,Ag,Cu,Au一般為(2.85～90.86)×10-6,平均 12.03×10-6,品位變化系數為146.81%,Ag一般為(5.95～158.64)×10-6,平均 17.83×10-6,Cu一般為 0.16%～5.61%,平均0.68%。礦石中主要有用組分為Au,伴生Ag,Cu,Pb,Zn等,Ag,Cu與Au呈正相關性,個別礦段Ag,Cu達到伴生組分品位要求,可綜合利用。

2.3 礦石組構及礦石類型

2.3.1 礦石組構

(1)礦石結構:礦石結構以晶粒狀、壓碎狀結構為主,次為充填結構、交代殘余、包含結構。壓碎結構主要為早期粗粒黃鐵礦和石英組成的礦石,受構造影響礦物被壓碎產生裂紋、裂隙而形成的。充填結構為黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦和銀金礦充填在黃鐵礦、石英粒間、孔隙和裂隙中。

(2)礦石構造:礦石構造以塊狀、浸染狀構造為主,角礫狀、網脈狀、蜂窩狀、團塊狀次之。塊狀構造主要由黃鐵礦(60%～80%)及多金屬硫化物組成的致密塊狀集合體,形成塊狀構造。浸染狀構造主要由細粒黃鐵礦和金屬硫化物(黃銅礦、閃鋅礦)呈星散染狀分別在礦石礦物中形成。

2.3.2 礦石類型

礦石類型可大致分為3類,第一類為含金黃鐵絹英巖礦石,伴生Ag,Cu,S等有益元素較高,是該區主要礦石類型,占全區礦石量的90%以上。第二類為絹云母化細晶巖礦石,含金熱液沿細晶巖裂隙充填形成。第三類為含金硫化物石英脈礦石,礦石硬度大,金屬硫化物呈星散狀、浸染狀分布于石英脈中。礦石中硫平均含量2.11%,屬低硫黃鐵絹英巖金礦石,區內礦石工業類型主要為硫化礦石,僅地表有極少量氧化礦石。

2.4 成礦階段

成礦表現為多期多階段,主要成礦作用可分為早、中、晚3期。據目前工作程度,將成礦期分為4個階段。

第一階段:石英-黃鐵礦階段,以石英為主,有少量黃鐵礦,基本無其他硫化物。

第二階段:金-石英-黃鐵礦階段,主要出現黃鐵礦、石英,有少量磁黃鐵礦、銀金礦、自然金等。細粒黃鐵礦呈浸染狀或細脈狀充填于粗粒黃鐵礦裂隙或脈石礦物中,石英集合體或與黃鐵礦組成細脈,為成礦主要階段之一。

第三階段:金-石英-多金屬硫化物階段,主要礦物為黃鐵礦、石英,有少量黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、毒砂及金銀礦、銀黝銅礦、銀金礦等。硫化物多呈細脈狀侵入到黃鐵礦、石英的粒間及裂隙中,為金銀礦形成的主要階段。

第四階段:石英-碳酸鹽階段,主要礦物為石英、方解石,呈脈狀充填于晚期構造裂隙中,該階段金礦化微弱。

3 礦床成因

3.1 成礦溫度

羅家金礦床西南不遠處大面積分布印支期的文登超單元巖體,礦區脈巖較發育。區域新太古界—古元古界變質巖中副礦物黃鐵礦δ34S值為7.4×10-3,礦床附近文登超單元花崗巖中副礦物黃鐵礦δ34S值為8.5×10-3。成礦熱液由巖漿熱液及深處巖石孔隙-裂隙中循環的地下水和雨水混合組成,熱液溫度從400℃左右演化到低于150℃,金主要在250～300℃,壓力(0.2～0.4)×108Pa的弱酸性條件下沉淀,熱水鹽度從早期的7%～11%演化到晚期的＜1%[1]。

3.2 成礦時代

前人先后取得了文登超單元237.32 M a(Bi,KA r馬洪昌 1980)和(144±7.2)M a,(107±54)Ma(全巖 K-A r,山東省第六地質隊,1995)的年齡值,綜合分析認為偏小的年齡值為期后巖漿熱液事件影響所致,即羅家金礦形成的時間應為(107±54)Ma。

3.3 成礦作用

區域荊山群的疊加變質和文登超單元二長花崗巖的形成,對金從巖石中活化起了主要作用。由于太平洋板塊的俯沖擠壓和幔源巖漿上涌,產生高熱流體,加之斷裂釋放能量,促使深部熱液沿裂隙對流循環,淋濾富集金元素。隨著NNE向斷裂的產生,成礦熱液流向地表,與雨水和地下水混合,金在構造有利部位沉淀富集成礦。

4 找礦標志及方向

4.1 找礦標志

(1)構造標志:礦床賦存于仙生頂大斷裂帶下盤的次級斷裂中。NNE向斷裂與其他方向斷裂交會部位為金礦有利成礦部位。

(2)礦化標志:黃鐵礦化是該區主要的礦化標志,尤其碎裂狀、裂紋狀、細粒狀、浸染狀、塊狀的黃鐵礦為金礦化的有利地段。

(3)蝕變標志:礦體賦存于絹英巖化帶或石英脈中,金礦化帶則由黃鐵絹英巖與石英脈組成,其規模直接影響金礦床的大小。

(4)地球物理標志:含金黃鐵絹英巖極化率高,電阻率低,與圍巖有明顯電性差異,大功率激電測量可圈定礦化體空間位置。

(5)地球化學標志:羅家金礦床的指示元素為Au,Ag,Cu,Mo。該次工作在礦體及圍巖中采集了大量樣品,分析了 Au,Ag,Cu,Bi,Pb,Zn,A s,Sb,Hg,Mo等元素,經計算 Au,Ag元素相關性為0.595;A u,Cu相關性為0.688;Au,Pb相關性為0.031;Au,Zn相關性為0.077;Au,Mo相關性為0.562;Ag,Cu相關性為0.693;Ag,Pb相關性為0.659;Ag,Zn相關性為0.485;Ag,Mo相關性為0.597。礦區成礦有益元素存在程度不同的正相關關系,故以上元素組合可作為尋找金礦體的指示元素[2]。

4.2 找礦方向

(1)Ⅰ礦帶北部成礦遠景區:Ⅰ①礦體剝蝕較淺,在北部發現與其平行的細晶巖脈中發育硫化物細脈,與NW向雁行式排列的激電異常對應,從膠東金礦成礦規律來看,應存在斜列式礦脈群[3],具有良好的找礦前景。應加大礦區深部及外圍找礦力度,以求有新的突破。

(2)鮑家山成礦遠景區:仙生頂斷裂帶北部鮑家山附近ⅡTC801中相連的兩個樣品金銀含量較高,其中石英脈ω(Au)=0.36×10-6,ω(Ag)=29.12×10-6;硅化角礫巖ω(Au)=0.26 ×10-6,ω(Ag)=41.87×10-6。ⅡZK01見到2.30 m的黃鐵礦化石英脈及硅化角礫巖,黃鐵礦呈細粒浸染狀,顯示較好的找礦前景。仙生頂斷裂(F2)與1∶5萬化探A u,Ag,Bi異常吻合較好,并伴有金重砂異常。仙生頂斷裂帶縱貫全區,近乎平行的斷裂、脈巖較為發育,而這些次級斷裂為導礦、容礦的主要構造[4]。應對礦區周圍的地球化學異常帶進行進一步的查證,從而找到新的找礦靶區,擴大金礦遠景區。

5 結論

(1)羅家金礦位于威海-文登金成礦帶北端,礦體呈脈狀沿NNE向斷裂充填,與花崗細晶巖脈及石英脈關系密切。

(2)礦床成因為中溫熱液低硫含金黃鐵絹英巖型礦床。主要礦石礦物為銀金礦、自然金,共生礦物為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦,Ag,Cu等有益元素含量較高,均可以綜合利用。

(3)羅家礦床含金黃鐵絹英巖極化率高,電阻率較低,物探找礦效果明顯,在工作中采用多種物化探勘查手段可收到較好的效果。

(4)礦區周圍分布的物化探、重砂異常顯示良好,建議對礦區深部及外圍加大勘查及綜合研究力度,擴大礦床規模。

[1] 李士先,劉長春,安郁宏,等.膠東金礦地質[M].北京:地質出版社,2007:8.

[2] 劉玉潭,殷國鵬,董祥呈.牟平鄧格莊金礦地質特征及找礦方向[J].山東國土資源,2008,24(6):30-34.

[3] 劉玉強,李洪喜,黃太嶺,等.山東省金鐵煤礦床成礦系列及成礦預測[M].北京:地質出版社,2004.

[4] 徐金芳.山東內生金礦床譜系與其他致礦地質異常[J].山東國土資源(原山東地質),2001,17(2):32-36.

致謝:成文過程中,承蒙梁幫啟研究員、張志敏研究員、宋明春博士等老師的悉心指導以及煙臺市環翠區礦管局各位領導的幫助,表示衷心致謝。

Geological Characteristics and Prospecting Direction of Gold Deposit in Luojia Area in Weihai City

SINaixin1,N IE Peixiao2,SONG Jiajun2,LUO Haiwei2,ZHANG Hairui2
(1.No.3 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources,Shandong Weifang 261021,China;2.No.4 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources,Shandong Weifang 261021,China)

Luojia gold deposit is medium-low temperature hydrothermal sulfide altered rock type gold deposit.Faults with the trend of NNE and other faults broken parts are favo rable for gold mineralization.Gold deposit has banding phenomenon,and granitic ap lite veins has colse relation with gold mineralization.O re types are majorly pyrite phyllic rocks,follow ed by gold-bearing quartz vein type.The grade of gold ore is very high and associated with higher Ag,Cu and other beneficial elements.Through study on geological characteristics of gold deposits,o re controlling facto rs and genesis research,on the basis of analyzing ore prospecting symbols,it is said that geophysical and geochemical anomalie should be furtherly verified,o re prospecting be strengthened in deposit in order to find new gold o res.

Gold deposit;geological characteristics;prospecting direction;Luojia area;Weihaicity

P618.51

A

2010-01-06;

2010-05-24;編輯:程光鎖

司乃欣(1968—),男,山東廣饒人,高級工程師,主要從事地質礦產勘查工作;E-mail:shandongsinaixin@126.com。