膠東新城金礦礦床地質(zhì)特征及開采評價

朱隨洲，張 龍，閔祥吉，儲照波，李新年，金 剛，崔秋波，劉仁松，王 春，賈 秀

(1.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083;2.中國冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院，濟南250101)

1 礦床地質(zhì)

1.1 構(gòu)造特征

膠東新城金礦床地處渤海灣畔的萊州市金城鎮(zhèn)境內(nèi)。礦區(qū)位于焦家斷裂帶新城段，區(qū)內(nèi)第四系松散沉積物廣泛分布;以斷裂構(gòu)造發(fā)育為突出特點;巖漿巖廣布，以焦家主裂面為界，東側(cè)為玲瓏超單元九曲單元細中粒弱片麻狀黑云二長花崗巖和郭家?guī)X超單元上莊單元似斑狀黑云花崗閃長巖，西側(cè)為玲瓏超單元崔召單元中粗粒黑云二長花崗巖［1］。區(qū)域構(gòu)造以古基底東西向棲霞復(fù)背斜構(gòu)造為主體，位于礦區(qū)中部，控制本區(qū)金礦帶的總體展布。燕山運動以來褶皺構(gòu)造不發(fā)育，主要是斷裂構(gòu)造，特別是北北東向斷裂構(gòu)造占主導(dǎo)地位，自西向東有三山島斷裂、龍-萊、招-平斷裂，大致平行展布，走向北東—北北東，傾向北西或南東，傾角30°—70°，長數(shù)十千米，寬幾十至數(shù)百米，對巖金礦床起重要控制作用。焦家斷裂帶地質(zhì)特征見圖1、表1。

1.2 蝕變巖

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變發(fā)育，其規(guī)模、強度決定于斷裂構(gòu)造的規(guī)模、性質(zhì)及巖石的碎裂程度。蝕變類型主要有鉀長石化、黃鐵絹英巖化和碳酸鹽化，此外還有綠泥石、高嶺土化等。圍巖蝕變具有分帶性，各帶之間無明顯界線，呈漸變過渡關(guān)系。在平面及剖面上均呈帶狀展布，產(chǎn)狀、形態(tài)受主斷裂控制。礦體主要賦存于主裂面 (斷層泥)下盤的黃鐵絹英巖化碎裂巖帶 (見圖2)和黃鐵絹英巖化花崗閃長質(zhì)碎裂巖帶 (見圖3)，是主要的含金巖帶，統(tǒng)稱為含金礦化帶，其次為絹英巖化花崗閃長巖帶。斷層泥 (主裂面)呈灰—灰黑色，由泥質(zhì)物和石英顆粒組成，擠壓片理發(fā)育，斷層泥厚5～20 cm，主裂面延伸較穩(wěn)定，產(chǎn)狀與斷裂蝕變帶一致，與蝕變巖接觸界線清晰，一般位于礦體上盤［3］。

圖1 焦家構(gòu)造帶地質(zhì)略圖［2］Fig.1 The geological sketch of Jiaojia structural belt

表1 早新華夏系北北東—北東向斷裂地質(zhì)特征Table 1 Geological characteristics of the NNE-NE faults in the Early Neocathaysian

1.3 礦床特征

山東省萊州市新城金礦床從發(fā)現(xiàn)至今，前人已探明的礦體有Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ (上盤)、Ⅹ號礦體。其中Ⅰ、Ⅴ號礦體為主礦體，分布于111—249勘探線的焦家斷裂帶上、下盤，平行近等距右行斜列式展布，具較明顯的南西側(cè)伏特征。礦體呈層狀—似層狀，地表礦體分布在177—185勘探線間，出露長120 m，平面上礦體分布于111—249線之間，向南西側(cè)伏，側(cè)伏角45°，控制最深標(biāo)高為-1500 m，礦體賦存在焦家斷裂下盤靠近主裂面位置 (見圖4)，受控于焦家斷裂及其次級構(gòu)造。總體走向北東37°，傾角30°，工程控制最大走向延長900余米，最大控制斜深1480 m。本文根據(jù)勘探資料結(jié)合分析數(shù)據(jù)對Ⅰ號和Ⅴ號礦體特征進行研究。

圖2 黃鐵絹英巖化碎裂巖Fig.2 Pyrite phyllic cataclasites

圖3 黃鐵絹英化花崗閃長質(zhì)碎裂巖Fig.3 Pyrite-phyllic granodioritic cataclasites

Ⅰ號礦體地表出露長120 m(177—185勘探線之間)，平均長度330 m。礦體總體走向北東37°，傾向北西，傾角26°—30°，最大控制斜深1440 m，分布于主裂面之下的黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖帶和黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶內(nèi)。平面上呈厚大復(fù)雜的透鏡狀、脈狀，局部有分支復(fù)合、膨脹、夾縮和尖滅再現(xiàn)等現(xiàn)象;剖面上則呈脈狀，亦有分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)等現(xiàn)象。礦體厚度一般在2.5～28.5 m，平均厚度13.63 m，厚度變化系數(shù)70.36%，屬于厚度變化穩(wěn)定型礦體，品位一般在1.0×10-6～23.2×10-6之間，平均品位2.86×10-6，品位變化系數(shù)159.83%，屬于有用組分分布較均勻型礦體。從宏觀上看，礦體形態(tài)單一，連續(xù)性好，大致呈似層狀向南西方向呈45°的傾角側(cè)伏。從礦體的礦化強度看，地表及礦體深部礦化強度較弱，品位相對較低，而礦體中部礦化強度高，厚度大。從中段平面上看，礦體走向長度、厚度變化較大，分支復(fù)合現(xiàn)象明顯，部分礦體緊靠主斷裂面產(chǎn)出，部分礦體則離開主斷裂面一段距離，受焦家斷裂次級構(gòu)造控制［4］。

圖4 新城金礦區(qū)井下礦脈分布簡圖Fig.4 The veins distribution diagram in downhole of Xincheng gold deposit

Ⅴ號礦體分布在-430 m中段以下165—188勘探線間，賦存于Ⅰ號礦體傾斜延深旁側(cè)，焦家斷裂下盤外側(cè)，焦家斷裂蝕變帶主裂面之下的黃鐵絹英巖化碎裂巖帶和黃鐵絹英巖化花崗閃長質(zhì)碎裂巖帶內(nèi)，平面及剖面上均呈波浪狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與主裂面基本一致，呈脈狀、復(fù)雜透鏡狀，具分支復(fù)合、膨脹夾縮特點。礦體總體走向北東30°—32°，傾向北西，傾角30°。工程控制走向長870 m，控制傾向延深1070 m。礦體沿走向、傾向均未尖滅。礦體向271°方向側(cè)伏，側(cè)伏角64°，側(cè)伏延深控制長度706 m。礦體呈似層狀，厚度一般在10～30 m之間，最大厚度62.5 m，平均24.4 m，厚度變化系數(shù)78.92%，屬于厚度變化穩(wěn)定型礦體，品位一般在1.0×10-6～11.8×10-6之間，平均2.71 ×10-6，品位變化系數(shù)132.63%，屬于有用組分分布較均勻型礦體。

2 開采評價

2.1 工程地質(zhì)條件評價

組成礦體及頂、底板的巖石以塊狀巖類的火成巖、變質(zhì)巖為主，巖石力學(xué)強度較高，屬堅硬、半堅硬巖石。巖體質(zhì)量等級一般，以塊狀結(jié)構(gòu)為主，礦體頂板總體穩(wěn)固性較差;礦體底板穩(wěn)固性較好。表層第四系結(jié)構(gòu)松散，屬散體結(jié)構(gòu)，穩(wěn)固性差，但距礦體較遠，厚度也較薄，對礦床開采的影響不明顯。礦區(qū)的斷裂構(gòu)造簡單，巖石裂隙發(fā)育中等。

總之，礦床的頂、底板以塊狀巖類為主、頂板穩(wěn)定性較差，采礦工作主要在較穩(wěn)定的下盤進行，屬工程地質(zhì)條件簡單的礦床。

2.2 礦床開采可能引起的地質(zhì)災(zāi)害

礦床開采雖會疏干部分下盤弱富水含水層地下水，但含水帶的富水性弱，巖石強度高，內(nèi)部不含可溶性物質(zhì)，不會形成大的空隙或空洞，疏干排水不會引發(fā)巖石明顯變形，出現(xiàn)地面沉降、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。

礦床開采形成的采空區(qū)對礦區(qū)巖體穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響。位于主裂面之下的Ⅴ號礦體分布連續(xù)性稍差，厚度不大，水平傾向延伸不是很遠，開采時不會形成大面積的采空區(qū)。礦體的頂板又是主裂面及絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖，強度較低，巖石破碎，巖體的完整性差，頂板巖石會不斷崩落，形成一定的冒落帶，冒落帶高度一般不會超過20 m，采用充填法開采時，其冒落帶會更小。冒落帶距地面也相當(dāng)遠，頂板中又無明顯與主帶傾角相反的軟弱結(jié)構(gòu)面，采空區(qū)一般不會引起巖體的移動變形。因此，礦床開采形成的采空區(qū)對礦區(qū)巖體穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響較小。

2.3 礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)評價

礦區(qū)位于膠東半島的西北部，屬于古老基底 (膠東隆起)的一部分。組成巖石主要為堅固的巖漿巖和變質(zhì)巖，力學(xué)強度高，具有良好的工程地質(zhì)特征。

巖石中礦物成分穩(wěn)定，不易分解出重金屬及其他有害組分。礦床的地?zé)崽荻日?，未發(fā)現(xiàn)有放射性物質(zhì)，附近沒有大的污染源，附近礦山的礦坑排水、礦碴、尾礦堆放未對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生明顯影響。礦區(qū)地勢平坦，自然狀態(tài)下以及未來的礦床開采活動均不會出現(xiàn)滑坡、崩塌、山洪、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。礦坑排水會疏干部分地段的地下水，在局部地區(qū)形成開采降落漏斗。礦區(qū)地下水氯離子含量和礦化度大幅提高，部分地區(qū)水文地質(zhì)條件產(chǎn)生一定改變。

3 結(jié)論

根據(jù)膠東新城金礦區(qū)的主要礦體的賦存特征并結(jié)合礦區(qū)的水文和地質(zhì)條件可以看出，礦區(qū)附近無污染，礦石和廢石不易分解有害物質(zhì)，無熱害;礦山開采造成局部地表變形的可能性不大，以往民采形成的老窿、暗硐有產(chǎn)生局部地表變形或采空塌陷的可能，但規(guī)模與危害小;長期以來對下盤地下水的輸干，已在一定范圍內(nèi)形成了地下水降落漏斗;地下水循環(huán)差，蒸發(fā)量大，水質(zhì)較差。綜合評定礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)勘查類型為地質(zhì)環(huán)境條件良好的礦床。

［1］ 宋明春，崔書學(xué)，姜洪利.山東膠西北礦集區(qū)和焦家金礦田成礦構(gòu)造系統(tǒng)［J］.地質(zhì)通報，2011，30(4):573～578.SONG Ming-chun，CUI Shu-xue，JIANG Hong-li.Metallogenic structural system for Jiaojia gold field and Jiaoxibei gold deposits concentrated areas in Shandong Province，China［J］.Geological Bulletin of China，2011，30(4):573 ～578.

［2］ 趙鵬沄，顧雪祥，鄧小華.山東焦家金礦礦床成因及成礦模式［J］.地質(zhì)與勘探，2007，43(4):29～35.ZHAO Peng-yun，GU Xue-xiang，DENG Xiao-hua.Genes and metallogenic model of Jiaojia gold deposit，Shandong ［J］.Geology and Prospecting，2007，43(4):29～35.

［3］ 趙海，趙可廣，馬耀麗，等.膠東新城金礦地質(zhì)構(gòu)造特征及深部找礦方向［J］.地質(zhì)力學(xué)學(xué)報，2004，10(2):129 ～136.ZHAO Hai，ZHAO Ke-guang，MA Yao-li，et al.Characteristics of geological structure of the Xincheng gold deposite，Jiaodong and direction in gold prospecting at depth ［J］.Journal of Geomechanics，2004，10(2):129～136.

［4］ 郭濤，呂古賢.膠東西北部金成礦帶控礦構(gòu)造系統(tǒng)分析［J］.地質(zhì)力學(xué)學(xué)報，2007，13(2):119～130.GUO Tao，Lü Gu-xian.System analysis on ore-controlling structure in the northwestern Jiaodong gold metallogenic belt［J］.Journal of Geomechanics，2007，13(2):119 ～130.