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引用本文: 张宇,王勇军,黄鑫,徐昌,路长勇,孔凡顺,吴兴宇 . 2024. 胶东牟乳成矿带金青顶矿床构造叠加晕研究[J]. 矿产勘查,15(1): 92-106.

Citation: Zhang Yu,Wang Yongjun,Huang Xin,Xu Chang,Lu Changyong,Kong Fanshun,Wu Xingyu. 2024. Study on tectonic superimposed halo of the Jinqingding deposit in Mouru metallogenic belt, Jiaodong[J]. Mineral Exploration,15(1):92-106.

作者简介:

张宇,男,1993年生,硕士生,从事成矿规律与成矿预测研究工作;E-mail:1090211618@qq.com。

通讯作者:

王勇军,男,1981年生,硕士,正高级工程师,主要从事地质调查与矿产调查研究工作;E-mail:53557878@qq.com。

中图分类号:P596

文献标识码:A

文章编号:1674-7801(2024)01-0092-15

DOI:10.20008/j.kckc.202401009

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目录contents

    摘要

    金青顶金矿床是牟平—乳山金成矿带最大的石英脉型金矿床,矿脉严格受构造控制,已探明储量为32 t,平均品位为6. 44×10-6 。为探讨金青顶金矿床深部成矿潜力,本文在分析矿区成矿地质条件及矿床地质特征的基础上,对金青顶金矿床II号主矿体开展了构造叠加晕研究。结果表明:金青顶金矿床II号矿体的前缘晕特征指示元素组合为 As、Sb、Hg,近矿特征指示元素组合为 Au、Ag、Cu、Pb、Zn,尾晕特征指示元素组合为Bi、Mo、Co。II号矿体特征指示元素的分带序列由上至下为Sb→Cu、Ni→Au→Sn→W→Hg→As、Co→ Ag→Zn→Pb、Mo→Bi,结合地球化学参数确定了 II号矿体在-195 m、-435 m 和-945 m 中段深部存在金成矿作用叠加,并据此建立了II号矿体的构造叠加晕理想模型。综合矿脉品位等值线图、数据统计学分析、元素轴向分带序列、地球化学参数变化规律、构造叠加晕成矿模式以及井下地质现象观察分析,显示出金青顶金矿床 II号矿体向深部的延伸较差,说明在深部存在矿体的可能性不是很大。因此,今后在本区开展找矿工作时,应重点关注矿区内的空白区及矿床外围。

    Abstract

    Jinqingding gold deposit is the largest quartz vein type gold deposit in the Mouting-Rushan gold metallogenic belt. The vein is strictly controlled by structure. The proven reserves are 32 t with an average grade of 6. 44×10-6 . In order to explore the deep ore-forming potential of Jinqingding gold deposit, this paper has carried out a study on the structural superposition halo of No. II main orebody of Jinqingding gold deposit on the basis of analyzing the ore-forming geological conditions and geological characteristics of the deposit. The results show that the frontal halo characteristics indicate the element combination of As, Sb and Hg, the near-ore characteristics indicate the element combination of Au, Ag, Cu, Pb and Zn, and the tail halo characteristics indicate the element combination of Bi, Mo and Co. The characteristics of orebody II indicate that the zonation sequence of elements is Sb→Cu, Ni→Au→Sn→W→Hg→As, Co→Ag→Zn→Pb, Mo→Bi from top to bottom. Combined with geochemi- cal parameters, it is confirmed that there is gold mineralization superposition in the depth of orebody II at -195 m, -435 m and -945 m. Based on this, the ideal model of structural superimposed halo of No. II main orebody is established. Comprehensive analysis of ore vein grade contour map, statistical data analysis, element axial zona- tion sequence, geochemical parameter variation law, tectonic superposition halo mineralization model and observa- tion and analysis of underground geological phenomena show that the extension of No. II ore body to the depth of Jinqingding gold deposit is poor, indicating that the possibility of deep ore body is not very large. Therefore, we should pay more attention to the blank area in the mining area and the periphery of the deposit when prospecting in this area in the future.

  • 0 引言

  • 构造叠加晕是基于原生晕叠加理论提出的一种快速、高效、直接的盲矿预测新技术方法(李惠等,2005),在热液型矿床深部预测方面有显著的效果,该方法已经应用到全国 80 多个矿山,取得了显著的经济效益(李惠,2010李惠等,20132016陈卓等,2018温佳伟等,2020)。

  • 金青顶金矿床位于山东牟平—乳山成矿带中部,是牟平—乳山金成矿带最大的石英脉型金矿床,已探明储量为 32 t,平均品位为 6.44×10-6陈炳翰,2017)。前人对该矿床叠加晕特征、围岩蚀变、成矿年龄、成矿物质及成矿流体来源、矿床成因等方面做了大量的研究工作(Hu et al.,1995李惠, 2000柳玉明等,20102011李旭芬,2011陈海燕等,2012张运强等,2012李增胜等,2018Chen et al.,2019俞炳等,2020)。然而,前人对金青顶矿床构造叠加晕的研究仅限于-900 m 水平以上(李惠, 2000柳玉明等,20102011),缺少对深部矿体构造叠加晕的研究。为此,本文基于详细的野外地质工作,结合前人已有研究成果,对金青顶矿床微量元素进行了统计分析,系统研究了金矿床构造叠加晕特征,并建立了金青顶矿床的构造叠加晕模式,旨为下一步确定找矿方向和部署勘查找矿工作提供科学依据。

  • 1 区域及矿区地质概况

  • 1.1 区域地质概况

  • 胶东半岛位于华北克拉通东南缘,五莲—青岛 —烟台断裂将半岛划分为辽北地体和苏鲁地体 (Deng et al.,2019)(图1a)。胶东金成矿带是中国重要的金矿集中区,己探明金资源量5000余 t,约占全国黄金储量的 1/3,是全国最大的金矿集中区 (Yang et al.,2014范宏瑞等,2016宋明春等, 2018),主要包括招远—莱州、蓬莱—栖霞、牟平— 乳山3大成矿带(Feng et al.,2020)。区域出露地层从老到新依次为新太古界胶东群、古元古界荆山群和粉子山群、新元古界蓬莱群、中生界侏罗系、白垩系、古近系、新近系及第四系等。区域岩浆活动主要集中在前寒武纪和中生代,前寒武纪侵入岩主要为由英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长组成的 TTG 岩系,中生代侵入岩主要为玲珑花岗岩和郭家岭花岗闪长岩岩体,此外还发育着大量的煌斑岩、花岗斑岩、石英闪长玢岩、辉绿玢岩等脉岩(马顺溪等,2020)。区域断裂构造发育,主要为 NE、EW 向断裂,自西向东为海阳—青岛断裂、海阳—石岛断裂、牟平—乳山断裂、桃村断裂、五莲—青岛—烟台断裂、威海断裂以及荣成断裂(图1a)。金矿床多产于中生代花岗岩中,少数产于太古代变质岩中 (Yang et al.,2014;Deng and Wang.,2016)。

  • 金青顶金矿床位于胶东3大矿集区之一的牟平 —乳山成矿带的中部。成矿带内出露地层以太古宇胶东群和元古宇荆山群为主,分布于矿区北部和南部,区内出露有荆山群野头组祥山变粒岩段,呈包体状残留在新元古代震旦期玲珑超单元二长花岗岩中(柳玉明等,2010)。成矿带内断裂以NNE和 NE 向为主。牟平—乳山金成矿带主要有 4 条控矿断裂,自西向东为青虎山—唐家沟断裂,石沟—巫山断裂,将军石—曲河庄断裂及马家庄—葛口断裂,金青顶金矿床产于将军石—曲河庄断裂南端 (图1b)。成矿带内岩浆岩广布,主要为中生代燕山早期昆嵛山岩体(玲珑序列)及燕山晚期三佛山岩体(伟德山序列)(柳玉明等,2011张增奇等,2014李增达,2015),金青顶金矿床产于昆嵛山岩体中,岩性以二长花岗岩为主。三佛山岩体主体为二长花岗岩,分布于矿区东南部(图1b)。牟平—乳山金矿带中有金青顶、唐家沟、英格庄等 20 多个金矿床 (图1b)。矿石以硫化物石英脉型为主(Chen et al., 2019)。

  • 图1 研究区大地构造位置(a)与区域地质简图(b,据Chen et al.,2019修改)

  • HQF—海阳—青岛断裂;HSF—海阳—石岛断裂;MRF—牟平—乳山断裂;TCF—桃村断裂;WQYF—五莲—青岛—烟台断裂;WHF—威海断裂;RCF—荣成断裂

  • 1.2 矿区及矿体地质特征

  • 金青顶金矿床是牟平—乳山金成矿带最大的金矿床(图1b)。矿区地质比较简单(图2),出露地层为古元古界荆山群变质地层及第四系,变质地层主要为野头组黑云斜长片麻岩,在矿区内呈小捕虏体产出。区内中生代岩浆活动强烈,发育的岩浆岩主要有中生代燕山期昆嵛山二长花岗岩和脉岩,其中,昆嵛山岩体是金青顶矿床的主要围岩,岩脉以煌斑岩为主,捕虏体为古元古界灵山群角闪岩(图2)。矿区断裂构造发育,按构造发育方向主要有 NNE向、NE向断裂,金青顶金矿床严格受NNE向将军石—曲河庄断裂控制。

  • 金青顶金矿床位于将军石—曲河庄断裂南段,矿区内已探明总计18个矿体,探明储量为32 t,平均品位为 6.44×10-6,其中 II 号矿体为区内的主要矿体,属于大石英单脉矿体。II 号矿体赋存标高在 +120~1220 m范围内,探明的金储量占整个矿区的 96%。矿体走向为5°~29°,倾向SE,倾角66°~90°,局部发生反倾(图2)。矿体沿走向、倾向金矿化程度稳定且连续,Au 品位范围一般为 1.5×10-6~30. 0×10-6,平均 Au 品位为 20×10-6,最高 Au 品位可达46×10-6。I号矿体在II号矿体南侧(图2),赋存标高范围在 100~120 m,实则为 II 号矿体的尖灭再现,与 II号矿体受同一断裂构造控制,平均 Au 品位为5×10-6王金雅,2020)。

  • 矿体浅部矿物以多金属硫化物为主,金、银和铜相对含量较高。深部矿物组合单一,金属矿物以黄铁矿为主,偶见黄铜矿。脉石矿物以石英、绢云母和菱铁矿为主,次为长石、水云母,少量绿泥石、绿帘石和方解石等。矿石结构为自形—半自形粒状、压碎、角砾状和网脉状;构造为块状、浸染状、条带状和角砾状(柳玉明等,2010)。矿体围岩中可见钾化、绢云母化和硅化蚀变程度和规模受断裂控制 (Chen et al.,2019)。

  • 图2 研究区地质简图

  • 金青顶矿床成矿具有多期、多阶段叠加成矿成晕特点,根据野外观察各脉体的穿插关系及手标本研究,可以进一步将成矿过程划分为 4 个阶段(图3):黄铁矿-石英阶段(S1)、石英-黄铁矿阶段(S2)、石英-多金属硫化物阶段(S3)和石英-碳酸盐岩阶段(S4)。

  • 2 样品采集及测试

  • 2.1 采样

  • 研究针对 II号矿体,在构造带内有与成矿有关的蚀变、矿化叠加部位采样,主要采集2、3阶段烟灰色石英及硫化物细脉或网脉,本次采样位置标高为:-945 m、-985 m和-1025 m共3个中段,-155 m、-195 m、-235 m、-285 m、-335 m、-385 m、-435 m、-485 m、-535 m、-585 m、-635 m、-685 m、-735 m、-785 m共14个中段的数据引自前人(李惠,2010),采用捡块法采样点距 3~10 m,样品重量 400~500g,共采集构造叠加晕样品153件,全部为坑道样品,其中151件矿石样、2件岩体样品。样品的测试分析由中国冶金地质总局山东局测试中心完成。

  • 2.2 样品分析方法

  • 本研究共分析 14 种元素,分析元素有 Au,Ag, Cu,Pb,Zn,W,Sn,Mo,Bi,As,Sb,Hg等14种元素,分析方法及检出限见表1。样品分析和测试中检出限、报出率、标样和内检分析质量等质量参数优于规范要求,可以满足矿区地球化学评价的需要。

  • 3 矿床地球化学特征

  • 3.1 矿区围岩微量元素含量特征

  • 金青顶金矿床金矿体围岩主要是中生代燕山早期昆嵛山岩体(玲珑序列)弱片麻状中细粒含石榴子石二长花岗岩,其微量元素含量特征如表2 所述。对比前人对区域昆嵛山岩体开展的岩石化学测量结果(1∶20 万和 1∶5 万化探成果,Au 元素平均值为1. 0×10-9,Ag元素平均值为0. 03×10-6)可知:本次测试结果中 Au(0. 02×10-9)明显偏低、Ag(0.28× 10-6)则偏高,其他元素相差不大,说明测试结果总体是可信的。将金青顶金矿床金昆嵛山岩体微量元素含量几何平均值设定为成矿背景值,同时也是各元素的异常下限值,符合成矿地质规律,可以为本次构造叠加晕研究提供有效且直接的依据。

  • 图3 金青顶矿床矿石宏观照片

  • a~d—金青顶矿床黄铁矿-石英阶段及石英-黄铁矿阶段不同矿物特征;e—石英-黄铁矿阶段及石英-多金属硫化物阶段不同矿物特征;f—石英-碳酸盐阶段不同矿物特征;Qtz—石英;Kfs—钾长石;Py—黄铁矿;Ccp—黄铜矿;Gn—方铅矿;Sd—菱铁矿;Cal—方解石;S1—黄铁矿-石英阶段;S2—石英-黄铁矿阶段;S3—石英-多金属硫化物阶段;S4—石英-碳酸盐阶段

  • 表1 金青顶矿床各元素分析方法及检出限

  • 由浓度克拉克值可知:(1)各元素浓度克拉克值从大到小依次是 Bi(125. 00)→Au(4.38)→Ag (3.50)→Pb(1.95)→Ni(0.94)→Mo(0.90)→Sn (0.70)→Co(0.64)→As(0.57)→Zn(0.57)→W (0.33)→Cu(0.31)→Sb(0. 02)→Hg(0. 000056); (2)岩体中含量普遍较高的是 Bi、Au 和 Ag,特别是 Bi 明显偏高,显示出这些元素在金青顶金矿床内具有强烈富集的特点,是对矿区内局部地段金成矿活动参数的具体反映。

  • 3.2 矿体微量元素含量特征

  • 金青顶矿金矿II号主矿体微量元素含量特征如表3所述。以矿体中元素衬度值为标准,其数值>1 的有(从大到小排序):Hg→Au→As→Ag→Sb→Cu →W→Bi→Mo→Pb→Zn→Co→Sn,衬度值<1 的元素为Ni。

  • 表2 金青顶金矿床围岩中指示元素含量特征

  • 注:测试单位:中国冶金地质总局山东局测试中心;测试时间: 2019 年 10 月。元素除 Au 和 Hg 为 10-9外,其他元素均为 10-6;浓度克拉克值=几何平均值/地壳克拉克值;地壳克拉克值据黎彤,1976。

  • 利用微量元素频率分布直方图(图4)(横坐标为元素含量对数值,纵坐标为频率)对金青顶金矿床内 II 号矿体的样品中 14 种元素进行了检验。可以发现,14种元素满足近似对数正态分布或对数正态分布,表明金青顶矿床样品单元素浓度具有多居群特征,可以用于构造叠加晕分析。

  • 3.3 矿体微量元素的统计特征

  • 本研究使用了元素相关性分析,R 型聚类分析和 R 型因子分析等多元统计方法,来分析金青顶金矿床的微量元素数据特征。

  • 3.3.1 元素相关性分析

  • 对矿区II号矿体的微量元素进行成矿元素相关性分析。在进行相关性分析之前首先用 IBM SPSS Statistics 26 软件中的 Z-Score 对数据标准化处理,利用 IBM SPSS Statistics 26 软件计算元素间的相关系数,相关性系数采用 Pearson 相关性系数,并进行显著性双侧检验,保证结果至少在0. 05水平上具有显著相关性,得到Pearson相关性系数矩阵如表4所示,当两变量间在0. 05水平上显著相关且相关性系数大于 0.6 时认为其间具有较为显著的相关性,相关性系数越接近1,则相关性越强,相关性系数为负则认为两变量间具有负相关性。

  • 表3 金青顶金矿床II号金矿体各元素特征

  • 注:元素含量单位除 Au和Hg为10-9 外,其他元素均为10-6;衬度值=元素几何平均值/该元素矿区背景值;测试单位:中国冶金地质总局山东局测试中心;测试时间:2019年10月。

  • 图4 金青顶金矿床各元素频率分布直方图(横坐标为元素含量对数值,纵坐标为频率)

  • 由表4 可知,除 Au 与 W 呈反相关外,其余各元素与 Au 均为正相关关系,特别是 As、Hg、Ag、Co 与 Au呈高正相关性,说明以上 4种元素伴随金成矿成晕形成接近一致的晕场。Co和 Ni呈高正相关(R= 0.65),二者为易进入硫化物晶格的铁族元素,和硫化物的蚀变及成晕有较密切的联系,其余各元素相关性关系见表4。

  • 3.3.2 R型聚类分析

  • 各成矿元素在成矿作用过程中发生富集和沉淀的物理化学条件与先后顺序都有差异,R型聚类分析可以将存在差异的变量根据相似性程度进行归类,从而划分出不同的元素组合(温佳伟等, 2020)。因此,为了揭示金青顶金矿床成矿元素的组合关系,利用 IBM SPSS Statistics 26 软件对矿区 14个成矿元素进行了R型聚类分析,联接方法选择组间联接,计算方法为组间平均距离法。

  • 表4 金青顶金矿床Pearson相关性系数矩阵

  • 注:**在0. 01水平(双侧)上显著相关;*在0. 05水平(双侧)上显著相关。

  • 由图5可知,当类间阈值 5时,成矿元素主要分为以下3组:Au-Ag-As-Co、Pb-Zn和Sb-Hg,其余元素各自独立;当类间阈值 10 时,成矿元素主要分为以下4组:Au-Ag-As-Co-Ni-Bi、Pb-Zn-Mo、Cu-Sb-Hg和 W-Sn。当类间阈值 15时,成矿元素主要分为以下3组:Au-Ag-As-Co-Ni-Bi、Pb-Zn-Mo、Cu-Sb-Hg-W-Sn。类间阈值变大时,成矿元素组合内各元素的相关性减弱,故将成矿元素主要分为 3组:Au-Ag-As-Co-Ni-Bi、Pb-Zn-Mo 和 Cu-Sb-Hg-W-Sn,通过上述相关性分析可知,Hg与Au呈高正相关性,但 Hg 含量过低,可能是由于 Hg 挥发性强而不易保存,故未将其与Au归为一组。

  • 3.3.3 R型因子分析

  • 对矿区 14 个成矿元素的测试数据利用 IBM SPSS Statistics 26 软件进行因子分析,KMO 检验值为 0.816>0.7,指示数据很适合做因子分析。依据累计方差贡献大于 50% 提取主因子,得到 3 个主因子的方差极大旋转载荷矩阵(表5)。F1、F2、F3三个因子的特征值都大于1,故3个因子都具有意义。

  • F1 因子:Au-Ag-As-Co-Ni-Bi,因子方差贡献率为 37. 067%,在 3个因子中占比最大,Au 与 Co关系最为密切,其次为 Ag和 As,反映本区主要成矿阶段的元素组合,与金矿体关系密切,对找矿具有重要指示意义;

  • 图5 金青顶金矿床成矿元素R型聚类谱系图

  • F2 因子:Pb-Zn-Mo,因子方差贡献率为 14.656%,属中温亲铜元素,代表铅锌硫化物阶段的元素组合,与金矿体关系密切,对找矿具有指示意义;

  • F3 因子:Cu-Sb-Hg-W-Sn,因子方差贡献率为 11.430%,代表中低温成矿热液元素组合。

  • 表5 金青顶金矿床矿石微量元素R型因子分析因子矩阵

  • 注:黑粗体代表该因子中最重要元素。

  • 4 构造叠加晕特征

  • 4.1 特征指示元素组合

  • 由表5可知,F1因子是主要与本矿床金成矿密切相关的元素组合,包括 Co 及与 Au 成矿作用密切相关的元素,R型聚类分析中 Au、Ag、Co、Ni为一个元素组合且 Co 元素为 F1 因子中最重要的元素,因此Co可以作为特征指示元素。F2因子是Au成矿作用的主要因子,Pb、Zn 与 Au 成矿密切相关,可以作为Au的特征指示元素。F3因子是中低温热液成矿作用的主要因子,包括 Sb 及与 Au 成矿作用密切相关的元素,Hg 和 Sb 元素在R型聚类分析中为同一元素组合,且与 Au 具有较好的正相关性(表4),因此也可以将二者作为特征指示元素。

  • 根据以上数据分析结果并结合中国热液矿床原生晕轴向分带序列的规律(李惠,2010),将金青顶金矿床构造叠加晕特征指示元素确定如下:前缘晕特征指示元素组合为As、Sb、Hg,近矿特征指示元素组合为 Au、Ag、Cu、Pb、Zn,尾晕特征指示元素组合为Bi、Mo、Co。

  • 4.2 构造叠加晕轴向分带序列

  • 构造叠加晕的轴向分带序列不仅可以确定元素的轴向分带规律,还可以通过确定的特征指示元素的排序预测盲矿存在和矿体的延伸,对深部找矿预测和勘查具有重要的指示意义(李惠等,2016)。本次采用格里戈良分带指数法对 II 号矿体进行分析,按照该方法将矿体各中段的原始数据求平均值计算线金属量,将线金属量标准化为同一量级后求分带指数(表6),根据各元素最大分带指数所处中段由浅到深排序得到II号矿体的构造叠加晕轴向分带序列,结果如下:

  • 金青顶金矿床II号矿体构造叠加晕垂向分带序列由浅到深为:Sb→Cu、Ni→Au→Sn→W→Hg→As、 Co→Ag→Zn→Pb、Mo→Bi。

  • 4.3 地球化学参数变化

  • 地球化学参数通常用前缘晕与尾晕特征指示元素平均含量的比值或其累加、累乘比表示,若地球化学参数从浅到深有几个标高连续下降,到已知矿体(现有工程实际控制的矿体)的尾部发生反转,即由降转为升,这种变化指示已知金矿体深部还有第二个富集带盲矿体存在。因此,地球化学参数的变化可以预测矿体的叠加和深部盲矿的存在,为构造叠加晕理想模型的建立提供依据(李惠等,2005李惠,2010)。

  • 金青顶金矿床II号矿体不同标高微量元素含量 (表7)及前尾晕元素比值(图6)总体上呈现震荡波动变化的特征,反映了金青顶金矿床具有多期矿化叠加的特征。从金青顶金矿床II号矿体微量元素轴向变化曲线图可以看出(图7):标高-155~-1025 m, As、Sb、Hg 元素有明显减小的趋势;标高-255~-555 m,虽中间偶有起落值,但总体呈现减小的趋势。标高-155~-1025 m,Au,Ag,Cu,Pb,Zn元素总体呈现减小趋势,在标高-355~-555 m以及-955 m 处同时出现多个高值或者较高值。标高-955~-1025 m,Au、Ag、Cu、Pb、Zn元素有明显减小的趋势。标高-155~-1025m,Bi、Mo、Mn、Co、Ni元素,除个别标高出现较大值外,总体趋势上基本上保持稳定。

  • 矿体的前缘晕/尾晕比值表示前缘晕元素相对于尾晕元素的发育程度,从金青顶金矿床Ⅱ号矿体的前尾晕元素比值来看,比值越大,反映出矿体前缘晕特征越明显,深部存在矿体的可能性越大。Ⅱ 号矿体的前缘晕/尾晕比值(如 Hg/Ni、As/Mo、As/Bi、 (Sb+Hg)/(Co+Ni))等在标高-195 m、标高-435 m发生转折,而在标高-685 m附近前缘晕/尾晕比值转向继续降低,在标高-945 m 附近前缘晕/尾晕比值如 As/Bi、(Sb+Hg)/(Co+Ni)发生升高且地球化学参数的转折位于已知矿体的尾部,指示该中段深部存在金成矿作用的叠加。

  • 表6 金青顶金矿床各标高元素分带指数值D

  • 注:黑粗体代表各元素最大分带指数所处的中段。

  • 表7 金青顶金矿床II号矿体不同标高微量元素含量

  • 注:除 Au和Hg为10-9 外,其他元素均为10-6

  • 图6 金青顶金矿床II号矿体微量元素轴向变化曲线图

  • 图7 金青顶金矿床II号矿体轴向地球化学参数变化图

  • 4.4 金青顶金矿床Ⅱ号脉品位等值线图

  • 对于脉状矿体而言,空间上单个点的矿体规模是由矿体宽度、矿化品位决定,从金青顶矿脉纵投影剖面上,可以看出,矿脉总体上具有向 SE 侧伏的趋势。通过系统的将金青顶Ⅰ号和、Ⅱ号、Ⅱ-1、 Ⅱ-2 矿脉上的钻探、坑探数据投影到纵投影剖面上,用三角剖分方法做出的矿体品位、厚度以及品位×厚度等值线图(图8~图10),可以看出Ⅱ号主矿体呈现出浅部富集中心少但规模大和品位高,深部富集中心多但规模小、相对集中以及品位低,总体为上富下贫的特征,浅部富集中心与深部富小规模富集中心之间呈平缓过渡,不存在无矿间隔,矿化富集带都是向NE侧伏。

  • 由图8~图10可以看出,Ⅱ号主矿脉浅部厚度、品位内部结构具有相似性,而浅部矿体厚度呈大规模集中分布状态。品位、厚度高值区呈椭圆状断续分布,椭圆形高值区长轴连线代表了矿体侧伏向,为典型脉状矿体的特征。Ⅱ号主矿脉厚度总体上分布均匀,Au 品位总体上西北部比东南部高,浅部比深部高;西北部 12 线至 15 线之间,标高-335 m 处,矿体平均厚度为 2.9 m,对应的 Au 品位值也较高,构成一个矿化浓集中心,该矿化浓集中心构成 “人”字形,分别向西南部和东南部分叉,其中东南部向 NE 向延伸形成下一个矿化富集中心,而西南部没有钻孔数据,造成等值线图缺失,该处具有良好的找矿前景;Ⅱ号主矿脉东南部 33线至 35线、标高-1500 m 处矿体厚度、Au 品位值较高,具有向 NE 深部延伸趋势,说明深部具有很好的找矿前景,在偏离Ⅱ号主矿脉37至39线、标高-1050 m处矿体Au品位为 16.68×10-6,厚度为 1 m 左右,且 35 至 37 线,标高-1050 m 处缺少钻探工程,该处具有良好的找矿前景,这些特征说明在Ⅱ号主矿脉的西南部和侧伏向深部具有很好的找矿前景。

  • 图8 金青顶矿床矿体Au品位等值线图

  • 图9 金青顶矿床矿体厚度等值线图

  • 4.5 构造叠加晕理想模型

  • 因热液矿床具有多期次、脉动性成矿的特征,故构造叠加晕轴向分带序列区别于一次主成矿作用形成的原生晕轴向分带序列,常出现“反分带”现象,尾晕特征指示元素出现在分带序列上部指示上部矿体已被剥蚀(李惠等,2013温佳伟等,2020)。若前缘晕特征指示元素出现在分带序列的中下部,指示深部叠加形成的矿体刚露头,向下还有很大的延伸,若典型前缘晕特征指示元素出现在分带序列的下部,则金矿体深部还有第二个富集带(李惠, 2010李惠等,2013)。由表6 可知,II 号矿体构造叠加晕轴向分带序列在-195 m 中段对应尾晕指示元素 Ni,尾晕指示元素出现在分带序列的上部,出现“反分带”现象,指示-195 m 中段深部存在金成矿作用的叠加且该中段浅部矿体已经遭受一定的剥蚀。构造叠加晕轴向分带序列在-435 m 和-485 m 中段对应前缘晕特征指示元素 Hg 和 As,前缘晕特征指示元素位于分带序列的中下部,指示该中段深部也存在金成矿作用的叠加。

  • 图10 金青顶矿床矿体品位×厚度等值线图

  • 综合地球化学参数变化的分析结果,认为 II号矿体在-195 m、-435 m 和-945 m中段深部存在金成矿作用叠加,本文建立了 II号矿体的构造叠加晕理想模型(图11)。

  • 4.6 金青顶金矿床深部找矿潜力评价

  • 通过井下地质观察与认识,深部中段普遍可见方解石、菱铁矿等碳酸盐矿物(图12a、图12b),构造较发散(图12c),探矿工程多揭露深部矿体有变窄趋势或未见明显矿化,说明深部成矿物质场与构造应力场强度不足。

  • 同时,基于金青顶金矿床 II号矿体微量元素轴向变化曲线(图6)显示,随之深度增加,Cu,Pb,Zn 等元素总体呈现减小趋势,这几种元素常以黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等一类硫化物的形式存在,这一类硫化物是石英脉型金矿中主要的载金矿物,形成于成矿过程中金元素的主要成矿阶段—石英-硫化物阶段,这与前人(陈海燕,2010李金岷等,2021) 研究结果:金青顶金矿床矿体的品位高低与其中伴生矿物的多少基本呈正相关且深部中段的伴生矿物相对含量总体上呈现下降的趋势这一规律一致,而矿体的前缘晕/尾晕比值(如 Hg/Ni、As/Mo、As/Bi、 (Sb+Hg)/(Co+Ni))等在标高-195 m、标高-435 m发生转折,而在标高-685 m附近前缘晕/尾晕比值转向继续降低,在标高-945 m 附近前缘晕/尾晕比值(如 As/Bi、(Sb+Hg)/(Co+Ni)发生升高且地球化学参数的转折位于已知矿体的尾部(图7),这可能是尾部的小矿体引起的。

  • 综合矿脉品位等值线图、数据统计学分析、元素轴向分带序列、地球化学参数变化规律、构造叠加晕成矿模式以及井下地质观察的分析,显示出金青顶金矿床向深部的延伸较差,说明在深部存在矿体的可能性不是很大。因此,以后在本区开展找矿工作时,要把注意力集中在矿区内的空白区及矿床外围,不能只盲目的进行深部探矿。

  • 图11 金青顶金矿床构造叠加晕理想模式剖面图(底图据李惠等,2013

  • 图12 金青顶金矿床-945 m中段地质现象图

  • a— 围岩中方解石脉;b—围岩中菱铁矿;c—矿体被构造错断;Py—黄铁矿;Qtz—石英;Cal—方解石;Sd—菱铁矿

  • 5 结论

  • (1)通过对构造叠加晕数据进行多元数学统计分析,得出金青顶金矿床 II号矿体的前缘晕特征指示元素组合为As、Sb、Hg,近矿特征指示元素组合为 Au、Ag、Cu、Pb、Zn,尾晕特征指示元素组合为 Bi、 Mo、Co、Ni。

  • (2)根据分带指数法计算得出 II号矿体特征指示元素的分带序列由上至下为Sb→Cu、Ni→Au→Sn →W→Hg→As、Co→Ag→Zn→Pb、Mo→Bi; II 号矿体在-195 m、-435 m和-945 m中段深部存在金成矿作用叠加,建立了II号矿体的构造叠加晕理想模型。

  • (3)II号矿体在-945 m 中段深部存在金成矿作用的叠加富集,II号矿体向深部的延伸较差,说明在深部存在矿体的可能性不是很大。

  • 注释

  • ① 李惠.2010. 山东省乳山金青顶金矿床的构造叠加晕跟踪研究及进一步深部预测[R]. 保定:中国冶金地质总局地球物理勘查院物探中心.

  • 参考文献

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图1 研究区大地构造位置(a)与区域地质简图(b,据Chen et al.,2019修改)
图2 研究区地质简图
图3 金青顶矿床矿石宏观照片
表1 金青顶矿床各元素分析方法及检出限
表2 金青顶金矿床围岩中指示元素含量特征
表3 金青顶金矿床II号金矿体各元素特征
图4 金青顶金矿床各元素频率分布直方图(横坐标为元素含量对数值,纵坐标为频率)
表4 金青顶金矿床Pearson相关性系数矩阵
图5 金青顶金矿床成矿元素R型聚类谱系图
表5 金青顶金矿床矿石微量元素R型因子分析因子矩阵
表6 金青顶金矿床各标高元素分带指数值D
表7 金青顶金矿床II号矿体不同标高微量元素含量
图6 金青顶金矿床II号矿体微量元素轴向变化曲线图
图7 金青顶金矿床II号矿体轴向地球化学参数变化图
图8 金青顶矿床矿体Au品位等值线图
图9 金青顶矿床矿体厚度等值线图
图10 金青顶矿床矿体品位×厚度等值线图
图11 金青顶金矿床构造叠加晕理想模式剖面图(底图据李惠等,2013
图12 金青顶金矿床-945 m中段地质现象图

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