新立海底金礦床成礦規(guī)律研究與成礦預(yù)測

王振軍，劉福江，魏開林（山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司三山島金礦，山東萊州 261442）

1 前言

三山島金礦新立金礦床是20世紀90年代末期發(fā)現(xiàn)并評價的大型黃金礦床，2000年始建礦山，設(shè)計生產(chǎn)能力1 500t/d，目前實際生產(chǎn)能力3 300t/d。幾年來礦山不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模，礦山的后續(xù)資源問題將日益突出，因此，研究本礦區(qū)礦體的成礦規(guī)律，并進行成礦預(yù)測，加快地質(zhì)探礦工作已成為當務(wù)之急。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

工作區(qū)位于膠東半島西北部,大地構(gòu)造位置處于華北地臺南緣膠北地體之膠北隆起區(qū)，西靠沂沭斷裂帶，南接膠北地體之膠萊拗陷，北鄰龍口斷陷盆地和渤海拗陷，東接牟平—即墨構(gòu)造混雜帶古老的變質(zhì)基底變質(zhì)變形巖系，多期多成因的巖漿活動和以北東向斷裂為主的構(gòu)造格架，構(gòu)成了本區(qū)金礦的成礦地質(zhì)背景，見圖1。

區(qū)域上分布的地層主要包括：中太古代唐家莊巖群（Ar3t）、新太古代膠東巖群(Ar4j)、古元古代荊山群（Pt1j）和粉子山群（Pt1f）及第四紀沉積（Q）。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造形式為褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造，以近東西向、北東向—北北東向和北西向構(gòu)造為主體。

圖1 大地構(gòu)造位置示意圖

膠東西北部位于環(huán)太平洋花崗巖帶，巖漿活動強烈，侵入巖十分發(fā)育，從晚太古代、元古代到中生代均有不同程度的活動。據(jù)巖漿巖的演化、接觸關(guān)系、巖性特征和形成時代可將其歸并為26個單元，9個超單元。在區(qū)域內(nèi)分布最廣且與金礦成生關(guān)系密切的超單元主要有：新太古代五臺—阜平期棲霞超單元、新元古代震旦期玲瓏超單元及中生代燕山早期的郭家?guī)X超單元。

3 礦床地質(zhì)特征

礦床位于三山島—倉上斷裂帶的北東段，與三山島金礦區(qū)僅有王河之隔。區(qū)內(nèi)未見巖石露頭，全部被第四系及海水覆蓋。

3.1 地層

區(qū)內(nèi)地層僅見新生界第四系（Q），以臨沂組為主，廣泛分布，旭口組沿礦區(qū)西北部邊緣分布，沂河組沿河流分布。

臨沂組分布于礦區(qū)東南部，厚10～20m，由南向北逐漸變厚，主要為沖積物，下部為黃褐色的亞砂土，并夾有小礫石、粗砂，上部為土黃色的亞砂土和砂質(zhì)粘土。旭口組分布于礦區(qū)的西部和北部，沿海岸線呈帶狀展布，厚35～45m，最厚可達60m，為海堆積物。主要成分為灰黃色含礫細砂和含礫中砂，并夾雜有一些海生動物的貝殼，組成平緩的海灘。沂河組主要沿王河呈帶狀展布，為沖積堆積物，主要由礫石及中粗砂組成。

3.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為斷裂構(gòu)造，根據(jù)它們的成生關(guān)系可分為控礦斷裂及礦后斷裂，前者為新立斷裂帶，后者有北東向和北西向斷裂，但僅在局部工程中見到。

新立斷裂帶是礦區(qū)控礦斷裂構(gòu)造，它位于三山島—倉上斷裂帶的北東段，由新立主干斷裂及上下盤伴生的羽支斷裂和下盤派生平行斷裂組成。北東起自32線，南西至63線，陸上長度為700m，自23線入海，工程控制至63線。礦區(qū)范圍內(nèi)控制長度為1 300m，寬70～185m，發(fā)育于新元古代震旦期玲瓏超單元與新太古代五臺—阜平期馬連莊超單元接觸帶內(nèi)帶的二長花崗巖內(nèi)，其上盤距接觸帶0～125m。斷裂帶以0線為界，以西平均走向62°，以東平均走向38°，即0線以東明顯向北偏轉(zhuǎn)，大角度地段控制了新立金礦床。斷裂帶傾向南東，傾角33°～67°，多在40°～50°間，平均傾角46°，由北東向南西傾角有逐漸變陡趨勢。沿走向、傾向特別是走向呈舒緩波狀延展，走向上的變化明顯大于傾向，斷裂帶在北部的12線處與北東走向（20°）的三山島斷裂呈“Y”字形交匯，并以50°走向繼續(xù)延伸至32線尖滅。以灰白—灰黑色斷層泥為標志的主裂面連續(xù)發(fā)育，厚0.05～0.5m，主裂面上下發(fā)育有70～185m寬的破碎帶，帶內(nèi)構(gòu)造巖發(fā)育。以主裂面為界，上盤構(gòu)造巖依次為花崗質(zhì)碎裂巖、碎裂狀花崗巖；下盤依次為糜棱巖、碎裂巖、花崗質(zhì)碎裂巖、碎裂狀花崗巖。其中碎裂巖帶和碎裂狀花崗巖帶呈連續(xù)帶狀展布，其它破碎巖帶呈不連續(xù)帶狀展布。從構(gòu)造面階步、擦痕及構(gòu)造透鏡體分析，斷裂屬左行壓扭性，其成礦期的右行張扭運動所造成引張啟開部位賦存了新立金礦床。

3.3 巖漿巖

主要為欒家寨單元（mLν14）,呈巖基大面積侵入，新太古代棲霞超單元（q14）主要分布于新立斷裂上盤，呈脈狀或巖枝狀侵入馬連莊超單元中，前者巖性為中細粒變輝長巖（斜長角閃巖），后者巖性為片麻狀中細粒含角閃黑云長巖。新元古代震旦期玲瓏超單元（L24），主要分布于三山島—倉上斷裂帶下盤，呈巖基大量出露，巖性為弱片麻狀中粒二長花崗巖。

3.4 礦石特征

礦床內(nèi)常見的礦石構(gòu)造以浸染狀、斑點狀構(gòu)造為主，其次有脈狀、網(wǎng)脈狀、交錯脈狀、角礫狀、斑雜狀、梳狀、蜂窩狀構(gòu)造。根據(jù)系統(tǒng)的物相分析資料，計算鐵的氧化率參照《金屬非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)普查勘?探采樣規(guī)定及方法》，氧化物中金屬含量與總金屬含量之比小于10%，本礦床礦石類型均為原生礦石。礦石成因類型分為細脈浸染狀黃鐵絹英巖化碎裂巖（糜棱巖）型、脈狀、網(wǎng)脈狀黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖型、脈狀、網(wǎng)脈狀黃鐵絹英巖化花崗巖型。

3.5 成礦作用

新立金礦床成礦作用可分為熱液期成礦作用和表生期成礦作用。

新立金礦床熱液期成礦作用具有脈動礦化、多次迭加的特點，成礦作用從早期到晚期，成礦熱液的成分不斷發(fā)生變化，晶出的礦物組合由簡單到復雜再到簡單，金含量由多到少，銀含量由少到多。成礦作用可分為早期蝕變作用，中期礦化作用和晚期蝕變作用。通過野外觀察和室內(nèi)光薄片鑒定，結(jié)合礦物共生組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點，以及脈體彼此間的穿切關(guān)系等，見圖2，可將熱液期礦化劃分成四個礦化階段：粗粒黃鐵礦、石英階段；含金細粒黃鐵礦、石英階段；金銀多金屬硫化物階段；石英方解石階段。

圖2 金礦脈穿插關(guān)系素描圖

新立金礦床為隱伏金礦，為第四系所覆蓋，而且大部分的蝕變帶位于海平面之下，受地理因素制約，新立金礦的勘探工程布設(shè)控制礦體均在-105m以下，礦床中礦體均為原生礦石，僅在構(gòu)造裂隙發(fā)育處見有后生褐鐵礦化，但在漫長的地質(zhì)年代里，新立金礦床與周鄰礦床一致，曾因地殼抬升受剝蝕而暴露于地表，發(fā)生表生成礦作用。當新立金礦床暴露地表后，長期處于風化帶內(nèi)，在富含游離氧的地下水作用下，礦石中的硫化物逐漸被氧化，形成H2SO4，使地下水在表生作用初期顯示出較強的酸性。這種含強酸的水溶液和圍巖特別是含碳酸鹽礦物的圍巖發(fā)生作用后，逐漸被中和，pH值升高，溶液的性質(zhì)也相應(yīng)發(fā)生了變化，即從較強酸性→酸性→弱酸性→弱堿性方向變化。溶液性質(zhì)的這種演化，直接影響整個氧化帶發(fā)展過程中元素的遷移和變化。

4 成礦規(guī)律

4.1 礦體賦存規(guī)律

礦體大部緊靠主裂面分布，展布于71～20線、-30～-710m標高范圍內(nèi)，沿走向最大長度1 145m，沿傾斜最大長度900m，沿傾斜基本尖滅，沿走向其北東側(cè)基本尖滅，南西側(cè)尚未封閉。礦體總體走向62°，傾向南東，傾角33°～67°，多在40°～50°之間變化，平均46°，由北向南傾角有逐漸變陡趨勢。

礦體形態(tài)整體呈大脈狀，局部呈似層狀和透鏡狀。沿走向及傾向呈舒緩波狀展布，變化程度沿走向較傾向大。礦體具膨脹夾縮、分支復合現(xiàn)象，在43～27線-250～-400m標高處圈出無礦天窗一個，礦體厚0.48～28.96m，平均7.42m，厚度分級頻率以2～10m居多，占22%，14～16m占10%，8～10m占9%，厚度變化系數(shù)78.27%，屬厚度較穩(wěn)定礦體。礦體單工程品位1.52～12.53g/t，平均3.26g/t，品位分級頻率以2～4g/t居多，占60%。礦體受成礦前和成礦中構(gòu)造控制，礦化強度與蝕變巖的破碎程度及成礦裂隙發(fā)育程度密切相關(guān)，品位較高部位及礦體厚大部分均是成礦裂隙發(fā)育，巖石破碎強烈地段，①-1號礦體即分布于緊靠主裂面之下的蝕變巖破碎強烈、成礦裂隙發(fā)育的黃鐵絹英巖化碎裂巖帶內(nèi)。從礦體中的特高品位樣品大部分分布于厚大礦體內(nèi)、且多位于成礦裂隙發(fā)育的礦體中心（厚度方向）部位這一現(xiàn)象看，也說明了礦體的上述特征。

4.2 礦化富集規(guī)律

新立金礦床的礦體賦存于三山島—倉上斷裂帶內(nèi)，斷裂構(gòu)造對礦化的控制作用很明顯。

（1）斷裂蝕變帶內(nèi)的主礦體賦存在主裂面以下0～30m的范圍內(nèi)，主干斷裂蝕變帶具有多期次和繼承性活動的特點，主裂面下0～30m的范圍內(nèi)是斷裂活動最強烈的部位，巖石破碎程度高，裂隙密集，有利礦液的運移、滲透及其對圍巖進行迭加交代和充填。因而該部位蝕變強，礦化富集，是主礦體的有利賦存部位。

（2）主礦體賦存在斷裂蝕變帶大走向地段，新立斷裂蝕變帶在0線轉(zhuǎn)彎，0線以北走向38°,0線以西走向62°，成礦期斷裂發(fā)生右行壓扭性活動，0線以西大走向地段為引張啟開部位，為礦液的運移和沉淀提供有利空間，形成了礦床的主礦體。

（3）多成礦階段迭加部位易形成富礦體，新立金礦床是在熱液蝕變基礎(chǔ)上經(jīng)多階段礦化形成的。各階段不僅發(fā)育不同，而且礦化強度差異頗大：第一階段（黃鐵礦石英脈階段）雖有金礦化但極其微弱，更不能夠形成金礦體，第四階段（石英—方解石階段）基本無金礦化，僅第二階段（石英細—中粒黃鐵礦階段）和第三階段（多金屬硫化物階段）有較多金礦物生成，可形成金礦體。尤以第三階段礦化最強，是主要成礦階段。因此，各成礦階段的發(fā)育及迭加程度決定了礦化富集程度,即第二、第三階段尤其是第三階段發(fā)育部位及有第二、第三階段迭加部位，礦化富集，可形成富礦體。

5 西南部成礦預(yù)測

根據(jù)對境界內(nèi)礦體賦存規(guī)律的分析和研究其成礦規(guī)律不難看出新立金礦床斷裂控礦的特點,主礦體始終受其主斷裂控制,并且根據(jù)區(qū)域地質(zhì)條件看新立控礦主斷裂屬于三山島—倉上斷裂，在走向上具有較大的延續(xù)性，并且開采境界55線部位各中段礦體并未封閉，且正是礦體厚大的部位，主裂面特征明顯。整體看向西南方向主礦體仍應(yīng)該賦存于主裂面下盤黃鐵絹英巖化碎裂巖帶內(nèi)，緊靠主裂面或在主裂面之下30m內(nèi)，具有形態(tài)呈大脈狀，局部呈似層狀和透鏡狀。沿走向及傾向呈舒緩波狀展布的現(xiàn)象，并具膨脹夾縮、分支復合現(xiàn)象。礦體產(chǎn)狀沿走向基本變化不大。并且近期已經(jīng)開展的對此部位的探礦工作也不斷取得新的進展，初步驗證了預(yù)測靶區(qū)礦體的賦存情況。建議礦區(qū)利用坑鉆結(jié)合的探礦方法，在礦體下盤沿走向向西南掘進沿脈巷，然后利用金剛石水平鉆機根據(jù)勘探網(wǎng)度布置垂直礦體的水平鉆孔，更快更有效地控制礦體賦存狀態(tài)。

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