姜 冰
(山東省第四地質礦產(chǎn)勘查院)
西嶺西金礦區(qū)位于威海市文登區(qū)界石鎮(zhèn)西嶺西村一帶,是山東省威海市文登地區(qū)金礦遠景調查評價項目的一個重點工作區(qū),該礦區(qū)位于膠東東部地區(qū)受米山斷裂帶控制的近SN向成礦帶內,成礦條件有利,具很好的找礦前景[1]。區(qū)域成礦帶內已發(fā)現(xiàn)了多處金礦床,緊鄰重點工作區(qū)的南部分布有已知的近SN向金礦脈。以往工作僅在區(qū)內進行過礦點檢查,未進行系統(tǒng)勘查,成礦背景、成礦條件及礦化蝕變特征等未進行深入分析。本研究通過在該區(qū)進行激電中梯測量、激電測深、巖石剖面測量,并結合槽探、鉆探等多種工作方法,對區(qū)內礦床成礦條件及找礦方向進行探討,供后續(xù)找礦工作借鑒。
研究區(qū)內第四系分布廣泛,局部出露的老地層為古元古代荊山群。其中,古元古代荊山群有祿格莊組安吉村段黑云斜長片麻巖、混合巖化黑云片麻巖、角閃變粒巖夾斜長角閃巖,陡崖組徐村段石墨黑云變粒巖、石墨黑云斜長片麻巖,巖石以包體形式產(chǎn)出于巖體中。巖石中金豐度值較高,為金礦成礦的礦源層(巖)[2]。第四系主要為沖積和洪積物,巖性為粗砂、砂礫石層、含礫黏土質粉砂等,多沿河床和溝谷分布。
區(qū)內韌性剪切帶發(fā)育,表現(xiàn)為中深層次的變晶糜棱巖。脆性斷裂呈近SN向,為米山斷裂的次級斷裂,米山斷裂是一多期變形斷裂,早期以韌性變形為主,后期以脆性變形為主,蝕變的分帶結構與斷裂內不同的礦化特征都與斷裂變形有關,韌性變形作用是金礦成礦的必要條件[2-3]。
斷裂主斷面光滑平整,局部有斷層泥、糜棱巖、碎裂巖等,顯示壓扭性特征,呈多期活動特點。構造帶內的主要巖性為蝕變構造角礫巖、碎裂花崗巖。角礫成分為花崗質、石英碎塊,大小不一,一般為0.1~5 cm,呈次棱角狀、次渾圓狀,為硅質、鐵質、絹云母等膠結。斷裂帶內蝕變強烈,有硅化、絹云母化、赤鐵礦化、黃鐵礦化等,常充填有石英脈。
區(qū)內巖漿巖發(fā)育,主要為新元古代榮成序列邱家單元片麻狀細粒二長花崗巖。巖漿活動為金的運移提供了豐富的熱動力源[4-5]。脈巖主要為閃長玢巖、石英二長斑巖、煌斑巖脈等。
本研究對區(qū)內主要進行了1∶10 000激電中梯測量、激電測深、1∶2 000巖石剖面測量、槽探、鉆探等工作(圖1)。
區(qū)內視極化率變化相對平穩(wěn),視極化率值一般為0.8%~1.4%,中部視極化率值相對較高,一般大于1.2%,南部、北部視極化率值較低,多小于1.2%(圖2)。區(qū)內視電阻率值變化范圍較大,一般為500~3 000 Ω·m,總體呈西高東低、中部高南北低的特點,NNE向和近SN向線性特征較明顯(圖3)。
根據(jù)區(qū)內視極化率變化特征、地質特征,確定該區(qū)視極化率值大于1.3%時為局部異常。研究區(qū)共圈出了激電異常3處,編號為DJH1、DJH2、DJH3(圖2)。
圖1 研究區(qū)工作布置
圖2 研究區(qū)視極化率等值線平面(單位:%)
DJH1異常位于研究區(qū)北部,呈近SN向展布,異常形態(tài)不規(guī)則,北部異常不封閉,延伸至研究區(qū)外,異常規(guī)模較小,區(qū)內長約130 m,寬約110 m,視極化率最大值為1.55%;對應的視電阻率值一般為800~1 500 Ω·m,異常具有中低阻高極化特征。異常區(qū)出露邱家單元細粒二長花崗質片麻巖,推斷該異常是由二長花崗質片麻巖中的金屬硫化物引起。
圖3 研究區(qū)視電阻率等值線平面(單位:Ω·m)
DJH2異常位于西嶺西村西部,異常形態(tài)不規(guī)則,西部異常不封閉,延伸至研究區(qū)外,東部受村莊影響異常不封閉,異常規(guī)模較大,視極化率最大值為1.55%;對應的視電阻率值一般大于2 000 Ω·m,F(xiàn)1斷裂通過地段的視電阻率值小于1 500 Ω·m。異常區(qū)出露的巖性主要為邱家單元細粒二長花崗質片麻巖和第四系含砂礫質黏土。
為研究DJH2異常深部展布、埋深等特征,在2900#線布設了1條激電測深剖面。由圖4可知:在440#~460#點-150~-300 m存在一高極化異常,異常左側不封閉,傾向不明,異常中心位于440#點-200 m處,視極化率峰值為1.66%。另外,在460#~540#點-500 m左右有一高極化異常,呈橢圓狀近水平分布,異常中心位于480#點-500 m處,視極化率峰值為1.41%。2處異常對應的視電阻率值均以中低阻形式顯示,異常總體具有中低阻高極化特征,與其異常平面特征相符。
圖4 2900#線激電測深擬斷面
綜合激電中梯平面特征及激電測深斷面特征分析,推斷斷裂通過DJH2異常,該異常是由斷裂破碎帶中巖石所含的金屬硫化物引起,具有較好的找礦遠景。
DJH3異常位于西嶺西村東北部,總體呈近EW向展布,局部為近SN向,異常形態(tài)不規(guī)則,東部異常不封閉,延伸至研究區(qū)外,西部受村莊影響,異常不封閉,異常規(guī)模較大,區(qū)內長約400 m,寬約300 m,視極化率最大值為1.88%,對應的視電阻率值為600~2 000 Ω·m,具有低阻高極化特征。異常區(qū)出露的巖性主要為邱家單元細粒二長花崗質片麻巖和第四系含砂礫質黏土,推斷該異常是由二長花崗質片麻巖中所含的金屬硫化物引起,具有一定的找礦意義。
為進一步分析構造蝕變帶特征,本研究布設了1∶2 000巖石剖面P5,并結合視極化率和視電阻率剖面圖進行綜合研究。P5剖面中Au含量峰值為31.06×10-9、29.44×10-9,在構造蝕變帶的位置呈現(xiàn)跳躍現(xiàn)象,Au有弱異常反應,而對應的激電中梯剖面則處于高極化、高阻向低極化、低阻過渡位置,而在向東約100 m處,又開始出現(xiàn)高極化、高阻現(xiàn)象(圖5)。在地表處極化率不高,是由于早期地表被采空后經(jīng)充填所致。高極化高阻異常與研究區(qū)南部西院下金礦激電特征相似[6]。
圖5 P5巖石剖面與2900#線激電中梯剖面對應關系
本研究在區(qū)內圈定了1條金礦體,編號為Ⅰ#(圖6)。該礦體賦存于近SN向斷裂帶中,走向為7°,兩側圍巖為二長花崗質片麻巖,礦石類型淺部為含金角礫巖型,中深部為含金石英脈型和含金黃鐵礦化硅化鉀化二長花崗巖型,推斷與南部緊鄰的西院下金礦脈為同一礦體。該礦體由本研究施工的鉆孔ZK04和探槽TC10控制。該礦體呈脈狀,走向0°~8°,控制的賦存標高-58~80 m,傾向107°,傾角45°,礦體真厚度為1.98~2.39 m,平均品位為2.54×10-6,最高品位為3.98×10-6,最低品位為1.03×10-6。
區(qū)內金屬礦物主要有自然金、黃鐵礦,其次為鏡鐵礦、赤鐵礦,少量黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、斑銅礦、磁鐵礦等;非金屬礦物有石英、鉀長石、斜長石、絹云母、方解石、榍石等。中深部礦石中的金屬礦物僅為黃鐵礦和赤鐵礦(圖7),無黃銅礦、方鉛礦等,非金屬礦物有石英、斜長石、鉀長石、絹云母、方解石等。礦物相對含量見表1。
礦石結構主要有自形—半自形、半自形—他形粒狀結構和壓碎結構,其次為填隙結構等。礦石構造為塊狀構造,鏡下可分為角礫狀構造、稀疏浸染狀構造、網(wǎng)脈狀構造、細脈狀構造等(圖8)。
本研究共采集了1件礦石組合分析樣品以及20件礦石光譜全分析樣品。通過分析,確定礦石的主要有用元素為Au,區(qū)內礦體Au平均品位為2.35×10-6。光譜全分析確定的礦體伴生有利元素為Ag、S。礦石中有害元素As含量低,品位為(0.64~6.12)×10-6,不會對礦石質量產(chǎn)生影響。
圖6 4#線剖面
圖7 黃鐵赤鐵礦化巖石
表1 礦石中礦物相對含量 %
圖8 礦石半自形—他形粒狀結構和浸染狀構造
礦石自然類型主要為原生金礦石,近地表有少量氧化金礦石。依據(jù)礦石物質成分、結構構造、礦物組合特征、蝕變碎裂程度等因素,可將原生礦石劃分為含自然金角礫巖型、含自然金石英脈型、含自然金碎裂狀二長花崗巖型、含自然金黃鐵礦化硅化鉀化二長花崗巖型等,淺部以前三者為主,深部以含自然金碎裂狀二長花崗巖型為主。
金礦體圍巖為二長花崗巖,由于受到構造活動的影響,近礦圍巖多次破碎而形成碎裂巖,多分布于破碎帶兩側旁,當巖石破碎、黃鐵礦化、硅化增強時,在斷裂上下盤(主要是下盤)往往形成金礦體,因而是礦體的直接圍巖。
研究區(qū)范圍內共發(fā)現(xiàn)了1條礦化蝕變帶,該礦化蝕變帶受米山斷裂的次級斷裂控制,由探槽TC8、TC10、TC11、TC26揭露,鉆孔ZK04深部控制,總體走向近SN,傾向N,傾角40°~45°,地表控制長約1 km,寬5~12 m,主要由二長花崗質碎裂巖、構造角礫巖組成。蝕變有硅化、黃鐵礦化、赤鐵礦化、鉀長石化、碳酸鹽化、綠泥石化及絹云母化等,與成礦關系密切的有硅化、黃鐵礦化、絹云母化。
通過系統(tǒng)取樣分析,圈定了1條礦體,2條礦化體。礦體中Au品位為(1.03~3.98)×10-6,礦化體中Au品位為(0.53~0.79)×10-6,礦化體與礦體特征相似,礦化相對較弱。
研究區(qū)位于膠東威?!牡浅傻V帶內,該成礦帶為膠東東部地區(qū)受米山斷裂帶控制的近SN向成礦帶,斷裂構造發(fā)育,金礦成礦條件優(yōu)越。
區(qū)內地層不甚發(fā)育,主要為古元古代荊山群,多呈包體(或殘留體)分布于新元古代及中生代侵人體中,巖性包括石英巖、黑云變粒巖、含石墨巖系、透輝巖、大理巖、二云石英片巖等,荊山群為較典型的孔達巖系[7],其Au、Ag等在地層中豐度明顯偏高,是該區(qū)金礦成礦重要的礦源層之一,另外老地層巖石中的鈣鎂組分,受構造活動、巖漿侵入的影響,在熱液活動中極易被活化,增加了熱液的活動性和攝取礦質的能力,有利于成礦[8-9]。
區(qū)內構造為SN向脆性斷裂,為米山斷裂的次級斷裂。SN向斷裂以米山斷裂為代表,為區(qū)域內的主干斷裂,其兩側次級斷裂發(fā)育。米山斷裂為一超殼斷裂[1],在地貌上特征較明顯,由堅硬的石英脈透鏡體構成的系列SN向展布、右行斜列的山包。其中部沿玲瓏序列與邱家單元的接觸帶展布,北段發(fā)育于邱家單元中,南段多被第四系覆蓋,局部地段火山巖發(fā)育。斷裂出露長約27 km,寬數(shù)十米至數(shù)百米;產(chǎn)狀穩(wěn)定,總體走向180°,傾向E,傾角為30°~60°。帶內巖石破碎強烈,主要為花崗質碎裂巖,中心部位發(fā)育絹英巖、黃鐵絹英巖,局部充填有寬大的石英脈,石英脈破碎并有弱褐鐵礦化顯示,并見有后期細小石英脈沿裂隙呈網(wǎng)脈狀貫入。斷裂面發(fā)育斷層泥、擦痕、階步等;斷裂兩側見有一系列沿張性裂隙貫人的石英脈,顯示出該斷裂具有多期多階段活動特征,主構造期表現(xiàn)為左行壓扭性。該斷裂控制著該區(qū)金及多金屬礦的形成與分布,其兩側次級斷裂中已發(fā)現(xiàn)金及多金屬礦床(點)20多個,受構造控制明顯。研究區(qū)內脆性斷裂與金礦化的關系極為明顯,區(qū)內所有的金礦體均產(chǎn)于構造破碎帶中,不僅是熱液上升的通道,而且為礦床的沉淀提供了有利空間[10-12]。
區(qū)內侵入巖發(fā)育,主要有新元古代榮成序列。太古代—元古代變質地層(表殼巖類)和變質變形的深成侵入巖系(TTG巖系)[13],即原始陸核形成發(fā)展期間和陸殼初期階段的已克拉通化的變質基底巖系,為金礦的原始礦質來源巖系。
巖漿巖的發(fā)育是熱液型金礦的重要控礦條件。研究區(qū)巖漿巖對金礦的控制體現(xiàn)在2個方面:第一,區(qū)域內的金礦大多產(chǎn)于榮成序列變質變形花崗巖中,它們是該區(qū)金礦的重要圍巖,榮成序列巖性主要為花崗閃長巖、二長花崗巖,是形成于新元古代的“S”型花崗巖[14],是在荊山群孔達巖系的基礎上,經(jīng)過重熔及混合花崗巖化作用形成的,因而保留了荊山群等老地層Au、Ag等豐度高的特征,同時由于強烈的重熔、混合巖化,有可能在侵位過程中,在其與荊山群的接觸帶、構造帶或其他有利成礦部位,形成金元素的初步富集;第二,燕山晚期強烈的巖漿活動,一方面巖漿侵入活動形成的巖漿期后熱液,含有大量的礦質和活化組份,為礦床形成提供了物質來源和介質條件,另一方面巖漿活動為金礦的形成提供了熱動力條件[14]。
區(qū)域內所有的金礦床(點)均發(fā)育或寬或窄的熱液蝕變帶。研究區(qū)主要的蝕變類型為硅化、絹云母化、絹英巖化、鉀化、高嶺土化、綠簾石化、碳酸鹽化等。蝕變帶分帶現(xiàn)象明顯,由中心向兩側一般分為石英脈、絹英巖化、鉀長石化、高嶺土化等亞帶,熱液蝕變?yōu)樵搮^(qū)找礦的重要標志,圍巖蝕變越強,礦化則越強,也為成礦預測的依據(jù)。
區(qū)域內已發(fā)現(xiàn)的各類礦(化)體多賦存于米山斷裂上下盤SN向次級脆性斷裂中。礦(化)體的形態(tài)和產(chǎn)狀嚴格受斷裂構造控制,礦(化)體的賦存部位多具有硅化角礫巖或石英脈,并具有黃鐵礦化、赤鐵礦化等。礦(化)體主要分布于新元古代榮成序列片麻狀花崗閃長巖、二長花崗巖區(qū),且以各侵人體的接觸部位為主,表明榮成序列為區(qū)域內礦(化)體的有利圍巖,圍巖蝕變主要有硅化、鉀化、絹英巖化、黃鐵礦化等。
研究區(qū)發(fā)現(xiàn)的礦化蝕變帶位于米山斷裂的次級斷裂內,該礦化蝕變帶規(guī)模較大,礦化蝕變普遍較強,產(chǎn)狀較穩(wěn)定,總體走向近SN,傾向E,傾角為40°~45°,地表長約1 km,寬5~12 m,主要由二長花崗質碎裂巖、構造角礫巖組成。蝕變有硅化、黃鐵礦化、赤鐵礦化、鉀長石化、碳酸鹽化、綠泥石化及絹云母化等,成礦條件優(yōu)越。激電異常特征顯示具有中低阻高極化特征,對應的地表巖石剖面也有金異常顯示,槽探和鉆探工程均能有效揭露礦化蝕變帶。區(qū)內礦化蝕變帶具有形成金礦床的條件,找礦潛力巨大。
詳細分析了山東文登西嶺西金礦礦床地質特征及找礦方向,認為區(qū)內已發(fā)現(xiàn)的礦化蝕變帶位于米山斷裂的次級斷裂內,規(guī)模較大,礦化蝕變普遍較強,總體產(chǎn)狀穩(wěn)定,地表礦化不均勻,槽探個別樣品中Au達到邊界品位,鉆探工程驗證礦化體向深部具有延伸特征,并通過工程控制圈定了1條礦體??傮w上,礦區(qū)找礦前景較好,建議在已有工作的基礎上,綜合應用物化探找礦方法進一步開展工作,提高找礦效率。