山東省乳山市黑頂山地球化學(xué)異常特征及找礦前景

李建,李亞東,2,宋其峰,李永強(qiáng),郝繼文,胡艷春,尚振民

(1.山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東 濟(jì)南 250110;2.山東省富鐵礦勘查技術(shù)開發(fā)工程實(shí)驗(yàn)室,山東 濟(jì)南 250110;3.昌樂縣自然資源和規(guī)劃局,山東 昌樂 262400)

0 引言

黑頂山位于山東省乳山市東北方向20km處,行政區(qū)劃隸屬乳山市下初鎮(zhèn)。該地區(qū)是蘇魯高壓變質(zhì)帶與華北克拉通的銜接過渡帶[1-2]。近年來在該區(qū)開展了地質(zhì)調(diào)查與普查工作,圈定了6個土壤化探綜合異常,通過對地球化學(xué)異常的查證,圈定了2個金礦化體,4個金礦體[3],金成礦條件良好。通過野外找礦實(shí)踐,歸納總結(jié)了該區(qū)成礦元素地球化學(xué)特征和地球化學(xué)找礦標(biāo)志,對該區(qū)的成礦地質(zhì)條件進(jìn)行了綜合分析,對區(qū)內(nèi)礦床勘查和區(qū)域地質(zhì)找礦提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

黑頂山地區(qū)位于蘇魯造山帶(Ⅰ)膠南-威海隆起區(qū)(Ⅱ)威海隆起(Ⅲ)乳山-榮成斷隆(Ⅳ)昆崳山-乳山凸起(V)西部,牟(平)-乳(山)金成礦帶的南部(1)山東黃金地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有限公司,山東省乳山市黑頂山地區(qū)金礦預(yù)查報(bào)告,2015年。[1](圖1)。區(qū)內(nèi)地層簡單,構(gòu)造、巖漿活動強(qiáng)烈,金礦較為發(fā)育。

1—第四紀(jì)沂河組;2—第四紀(jì)大埠組;3—古元古代荊山群陡崖組;4—古元古代荊山群野頭組;5—中生代玲瓏序列崔召單元;6—新元古代榮城序列玉林店單元;7—中元古代海陽所序列老黃山單元;8—中元古代海陽所序列通海單元;9—閃長玢巖脈;10—壓扭性斷裂;11—性質(zhì)不明斷裂;12—推測斷裂;13—實(shí)測巖層界線;14—巖層產(chǎn)狀;15—片理、片麻理產(chǎn)狀;16—研究區(qū)位置

1.1 地層

區(qū)域地層屬于魯東地層分區(qū),膠北地層小區(qū)。區(qū)內(nèi)地層主要為古元古代荊山群陡崖組徐村段和新生代第四紀(jì)上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)大埠組。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域上構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈,多以斷裂構(gòu)造發(fā)育為主[4]。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以脆性斷裂為主,主要為NE向和NNE向斷裂構(gòu)造,尤以NNE向斷裂構(gòu)造最為發(fā)育,與金礦關(guān)系密切,是本區(qū)主要控礦構(gòu)造[5-6]。區(qū)內(nèi)共發(fā)育4條NNE向斷裂,走向25°～27°,傾向SE,傾角68°左右。NE向斷裂主要為初家溝西北部斷裂和黑頂山斷裂,走向50°,傾向SE,傾角70°左右,部分充填閃長玢巖脈。

1.3 侵入巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有中生代玲瓏序列崔召單元中粒含黑云二長花崗巖,新元古代榮成序列玉林店單元少量分布,中生代侵入巖主要受NNE向和NE向構(gòu)造控制,閃長玢巖、煌斑巖、閃長巖、花崗斑巖呈脈巖侵入,總體呈NNE—NE向展布,與區(qū)域構(gòu)造線一致。

1.4 成礦規(guī)律分析

已發(fā)現(xiàn)的礦(化)體多分布于NNE向斷裂構(gòu)造裂隙中,成礦物質(zhì)源于重熔巖漿巖和后期的中生代侵入體,巖漿結(jié)晶后期分異出的含礦熱液,不斷向構(gòu)造破碎帶等成礦有利部位運(yùn)移、富集,隨著物化條件的改變,成礦物質(zhì)在有利部位富集沉淀形成礦體[7-8]。

2 地球化學(xué)特征

2.1 區(qū)域地球化學(xué)特征

據(jù)區(qū)域自然重砂資料,本區(qū)內(nèi)發(fā)育有金礦物自然重砂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級異常區(qū),金重砂Ⅲ級異?；驹谌珔^(qū)內(nèi)分布,而金重砂Ⅰ級異常區(qū)呈橢圓狀NW—SE向展布,長軸長約1.6km,寬約1.2km,中心部位于初家溝西600m處與銀礦物自然重砂Ⅲ級異常完全套合,銀重砂Ⅲ級異常區(qū)呈EW向近似橢圓狀展布,東西長約1.5km,南北寬約1.0km[9]。在區(qū)域地球化學(xué)異常圖不難看出(圖2),唐家溝和英格莊南部Au元素具有明顯的異常濃集中心,峰值>6×10-9。研究區(qū)即位于唐家溝和英格莊異常帶,區(qū)內(nèi)的重砂異常對找礦有一定的指示作用[10-11]。

1—Au元素等值線(10-9);2—研究區(qū)位置

2.2 礦區(qū)化探異常

本次分析Au、Ag、Cu、Zn、As、Bi、Hg、Sb、Pb、Mo共10種元素,圈定單元素異常128個,其中單點(diǎn)異常13個。

研究區(qū)內(nèi)Au、Ag元素具高背景、強(qiáng)富集、強(qiáng)分異的特點(diǎn),Pb、Zn、Cu三種元素具低背景強(qiáng)分異局部強(qiáng)富集的特征,As、Sb、Bi、Mo、Hg多處于背景值范圍內(nèi),分異不明顯。

為了解研究區(qū)內(nèi)元素間的相關(guān)性特征,對樣品進(jìn)行“R型聚類分析”[12],結(jié)果如圖3:

圖3 R型聚類分析結(jié)果

從圖3可以看出,研究區(qū)內(nèi)10種元素僅Au、Ag、As、Bi、Hg組合較好,為主成礦元素組合,巖漿熔離作用產(chǎn)生高、中、低不同溫度的熱液沿?cái)嗔鸦蚨L花崗巖巖體裂隙上侵,該組元素均不同程度與巖體發(fā)生交代作用重新分異并富集成礦[13]。

依據(jù)單元素異常的分布、聚合情況與區(qū)內(nèi)地質(zhì)、構(gòu)造情況,將套合在一起和相距較近的或反映同一成因的不同元素異常群體劃歸一處,形成一個綜合異常,按上述原則區(qū)內(nèi)共劃出綜合異常6處,綜合異常編號為HS-1,……,HS-6,按規(guī)模和大小進(jìn)行排序[14-15](表1),綜合異常區(qū)分布見圖4。

表1 組合異常分類表

1—第四紀(jì)大埠組;2—荊山群陡崖組徐村段;3—玲瓏序列崔召單元;4—斷層;5—地質(zhì)界線;6—綜合異常及編號;7—Ag異常;8—As異常;9—Au異常;10—Bi異常;11—Cu異常;12—Hg異常;13—Mo異常;14—Pb異常;15—Sb異常;16—Zn異常

研究區(qū)內(nèi)主要成礦元素為Au、Ag、As、Bi、Hg,各綜合異常所處地質(zhì)背景條件相同,成礦模式基本統(tǒng)一,主要為巖漿熔離分異形成高、中、低不同期后熱液沿二長花崗巖體裂隙或斷裂帶上侵,主成礦元素在上侵過程中與圍巖發(fā)生交代作用進(jìn)一步分異并局部富集成礦,成礦部位主要位于硅化蝕變帶、煌斑巖脈及斷裂兩側(cè)圍巖中[16]。根據(jù)野外異常查證成果主要介紹HS-1、HS-4、HS-6三處綜合異常。

2.2.1 HS-1綜合異常

異常位于魯家夼西南,平面形態(tài)呈近似橢圓狀,向北未封閉?？傮w走向呈SN向,區(qū)內(nèi)長約500m,區(qū)內(nèi)寬約250m,面積0.184km2。

異常元素組合Au3-Ag2-As3-Pb3-Zn1,Au、Ag為主要異常元素。在空間分布上,Au-As-Ag元素套合一致,濃集中心明顯,Au異常強(qiáng)度高,Au3異常下限6×10-9,高于異常下限的點(diǎn)為5個,異常平均值37.08×10-9,最大值100.20×10-9,具三級濃集分帶特征。Ag2異常下限90×10-9,高于異常下限的點(diǎn)為3個,異常平均值401.33×10-9,最大值961.00×10-9,具三級濃集分帶特征。其他各元素地球化學(xué)異常特征值見表2,異常分布特征見圖5。

表2 HS-1綜合異常特征參數(shù)表

1—荊山群陡崖組徐村段;2—玲瓏序列崔召單元;3—斷層;4—地層產(chǎn)狀;5—探槽及編號;6—見礦鉆孔及編號;7—未見礦鉆孔及編號;8—綜合異常范圍

異常區(qū)內(nèi)出露侏羅紀(jì)中細(xì)粒二長花崗巖、煌斑巖、褐鐵礦黃鐵礦化碎裂巖等。斷裂F1自異常中心穿過。

異常由富金元素的碎裂蝕變帶形成,為礦致異常。廣泛分布的新元古代荊山群變質(zhì)地層是金的礦源層,變質(zhì)地層經(jīng)受多次變質(zhì)及重熔作用改造,金組分逐漸活化、遷移、聚集[17-18]。區(qū)內(nèi)中生代燕山期形成的NNE向斷裂帶是金礦的控礦和容礦構(gòu)造,因此,礦體產(chǎn)出形態(tài)明顯受斷裂控制。

經(jīng)實(shí)地踏勘檢查及槽探揭露,斷裂F1與異常走向一致,沿?cái)嗔殉涮铋W長玢巖脈。異常北側(cè)施工的ⅠTC1201碎裂巖出露寬度1.80m,Au品位0.32×10-6。其余探槽因以往采挖后回填,未揭露到金礦化體。在異常帶內(nèi)施工的ⅠZK004中Au最高品位為10.02×10-6。

2.2.2 HS-4綜合異常

異常位于英格莊—初家溝一帶,平面形態(tài)呈不規(guī)則狀,總體走向呈SN向,區(qū)內(nèi)長約1.2km,區(qū)內(nèi)寬約800m,面積0.812km2。

異常元素組合Hg7-Au6-Au8-Bi2-Ag11-Cu5-As6-Zn5-Zn4-Cu6,Au、Ag、Hg為主要異常元素。Au異常強(qiáng)度高,規(guī)模大,Au8異常下限6×10-9,高于異常下限的點(diǎn)為49個,異常平均值28.99×10-9,最大值352.10×10-9;Au6異常下限6×10-9,高于異常下限的點(diǎn)為36個,異常平均值38.23×10-9,最大值370.10×10-9;Au6異常下限6×10-9,高于異常下限的點(diǎn)為36個,異常平均值38.23×10-9,最大值370.10×10-9;Ag11異常下限90×10-9,高于異常下限的點(diǎn)為22個,異常平均值278.46×10-9,最大值1362.00×10-9;Hg7異常下限40×10-9,高于異常下限的點(diǎn)為42個,異常平均值262.02×10-9,最大值4165.70×10-9;其他各元素均為單點(diǎn)異常,地球化學(xué)異常特征值見表3,異常分布特征見圖6。

表3 HS-4綜合異常特征參數(shù)表

1—荊山群陡崖組徐村段;2—玲瓏序列崔召單元中粗粒含黑云二長花崗巖;3—斷層;4—地層產(chǎn)狀;5—探槽及編號;6—未見礦鉆孔及編號;7—民采點(diǎn);8—綜合異常范圍

異常區(qū)內(nèi)出露巖性主要為侏羅紀(jì)細(xì)中粒二長花崗巖和荊山群地層的殘留體。數(shù)條NE向閃長玢巖脈分布在異常區(qū)內(nèi)。

異常區(qū)東側(cè)即為初家溝金礦,因此該異常不能排除受初家溝金礦的影響。在該異常布設(shè)的2條巖石化探剖面DHP4在F3斷裂位置有較明顯的異常顯示;DHP3剖面在該異常中未見有明顯的原生異常。地表檢查發(fā)現(xiàn)該異常處于黑頂山斷裂與F3斷裂的交會部位,成礦條件良好,F3斷裂部位Au6異常明顯且相對獨(dú)立,在該處施工的ⅢTC0001花崗質(zhì)碎裂巖Au品位最高為0.99×10-6。其余探槽和鉆孔未見金礦化。

2.2.3 HS-6綜合異常

異常位于英格莊村南—西泊村西一帶,平面形態(tài)呈不規(guī)則狀,總體走向呈SN向,區(qū)內(nèi)長約1.5km,區(qū)內(nèi)寬約600m,異常面積0.42km2。

異常元素組合Au14-Hg12-Ag15-As11-Bi3-Cu10-As14-Cu14-Pb9-Sb3-Cu18,以Au、Ag、Hg、As為主要異常元素。在空間分布上,Au-Ag-As-Hg元素套合一致,濃集中心明顯,Au、Cu異常強(qiáng)度高,Au14異常下限6×10-9,高于異常下限的點(diǎn)為45個,異常平均值26.25×10-9,最大值167.30×10-9,具三級濃集分帶特征;Hg12異常下限40×10-9,高于異常下限的點(diǎn)為29個,異常平均值193.08×10-9,最大值1239.30×10-9,具三級濃集分帶特征;Cu-10異常下限40×10-9,高于異常下限的點(diǎn)為30個,異常平均值72.58×10-9,最大值158.70×10-9,具二級濃集分帶特征。其他各元素地球化學(xué)異常特征值見表4,異常分布特征見圖7。

表4 HS-6綜合異常特征參數(shù)表

1—第四紀(jì)大埠組;2—荊山群陡崖組徐村段;3—玲瓏序列崔召單元;4—斷層;5—地層產(chǎn)狀;6—探槽及編號;7—未見礦鉆孔及編號;8—綜合異常范圍

異常區(qū)內(nèi)主要巖性為侏羅紀(jì)細(xì)中粒二長花崗巖與荊山群黑云變粒巖。NNE向斷裂F4出露于異常區(qū)內(nèi)。經(jīng)巖石化探剖面DHP-5和DHP-7驗(yàn)證,除F4斷裂所經(jīng)位置外無明顯的原生異常。經(jīng)地表踏勘檢查,沿?cái)嗔袴4分布數(shù)個民采坑。民采坑多數(shù)半回填,民采坑方向與斷裂F4方向一致。在ⅣTC0001和ⅣTC0401內(nèi)褐鐵礦化花崗質(zhì)碎裂巖出露寬度分別為1.5m和2.0m,金品位(0.39～1.52)×10-6,施工鉆孔未見金礦化。

3 找礦成果

據(jù)施工的探槽和鉆孔,共圈定礦化體2個,均位于HS-4綜合異常內(nèi),Au元素異常發(fā)育良好,伴有Ag和Zn異常,各異常元素套合性不強(qiáng),其他分析元素不發(fā)育,礦化體周邊圍巖為中生代玲瓏序列崔召單元中粒含黑云二長花崗巖。其中:Ⅲ-1礦化體呈脈狀,礦化體內(nèi)Au品位最高為(0.65～0.99)×10-6;Ⅲ-2礦化體呈脈狀,Au品位最高0.81×10-6。發(fā)育褐鐵礦化、硅化、絹英巖化、高嶺土化。

圈定金礦體4個,其中Ⅰ-1礦體、Ⅰ-2礦體、Ⅰ-3礦體位于魯家夼西南HS-1綜合異常內(nèi),Au品位(3.86～10.02)×10-6,賦礦巖石為黃鐵絹英巖,發(fā)育硅化、黃鐵礦化、絹英巖化等蝕變。Ⅳ-1礦體賦存于HS-6綜合異常內(nèi),Au品位(1.48～1.52)×10-6。

4 成礦規(guī)律

成礦物質(zhì)源于重熔巖漿巖和后期的中生代侵入體,巖漿結(jié)晶后期分異出的含礦熱液,不斷向構(gòu)造破碎帶等成礦有利部位運(yùn)移、富集,隨著物化條件的改變,成礦物質(zhì)在有利部位富集沉淀形成礦體[7-8]。礦液中活化組分不斷交代圍巖,沿構(gòu)造帶形成廣泛的圍巖蝕變。

成礦方式以充填為主,形成黃鐵礦石英脈,交代蝕變?yōu)檩o,形成硅化絹云母化花崗質(zhì)碎裂巖,外圍巖石蝕變較弱,為碎裂狀二長花崗巖。

石英脈充填的構(gòu)造破碎蝕變帶是直接找礦構(gòu)造標(biāo)志;同時(shí)近礦圍巖遭受熱液蝕變作用,與金礦化關(guān)系密切。黃鐵礦化、硅化、絹云母化、碳酸鹽化等多種蝕變疊加地段是找礦的重點(diǎn)地段。黃鐵礦化與硅化的組合是直接找礦標(biāo)志。地表絹云母化、硅化、褐鐵礦化組合是明顯的找礦標(biāo)志[19-21]。

5 找礦前景

(1)區(qū)內(nèi)以Au、Ag元素具高背景強(qiáng)富集強(qiáng)分異的特點(diǎn),土壤化探異常以Au、Ag、As、Bi、Hg組合為主,硅化、黃鐵礦化、絹英巖化等蝕變發(fā)育,成礦地質(zhì)條件有利。

(2)對HS-1、HS-4、HS-6組合異常野外地質(zhì)檢查和槽探鉆探驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)了2條礦化體和4個礦體,說明區(qū)內(nèi)土壤異常為礦致異常。

(3)區(qū)內(nèi)Au元素異常為礦致異常,成礦地質(zhì)條件較為有利,另外區(qū)內(nèi)構(gòu)造蝕變帶較發(fā)育,對尋找金礦較為有利。

(4)從土壤化探異常分析,6個綜合異常中3個見有礦化斷裂帶,其余3個地表雖未發(fā)現(xiàn)較好的找礦線索但不能排除為隱伏礦體所引起,因此繼續(xù)對土壤化探綜合異常進(jìn)行研究與驗(yàn)證,有可能發(fā)現(xiàn)新的金礦體。

6 結(jié)論

本次工作利用地球化學(xué)勘查技術(shù)圈定了以Au、Ag、As、Bi、Hg為主的綜合異常,提出了尋找金礦體的思路。通過對綜合異常的查證,圈定了2個金礦化體,4個金礦體,顯示了地球化學(xué)找礦方法的有效性。通過與周邊相似礦床的成礦地質(zhì)條件和地球化學(xué)特征的對比研究,認(rèn)為研究區(qū)具有尋找金礦的潛力。