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胶西北矿集区深部金矿找矿取得的重大突破,指示该区深部资源潜力巨大。目前仅有部分大型矿床的勘查深度达到或超过-1000m标高,深部找矿的空间相当大。及时进行深、浅部矿床对比,总结深部金矿成矿规律,是一项极其重要的基础性工作,可以为今后深部找矿及矿体定位预测工作提供重要依据。
一、金矿分布特征
开展深、浅部金矿对比,首先应较全面研究胶西北三条主干控矿断裂带内金在垂向上的分布特征与规律,进而结合当前地质勘查与矿山生产现状,科学地确定浅部与深部金矿在垂向上相对深度。
(一)主矿带金矿垂向分布
1.焦家金矿带
由南向北,代表性矿区有寺庄、焦家、新城3个。寺庄矿区浅部矿床主矿体分布在-120m标高以浅,向下尖灭。在垂向间隔近200m后,于-300m标高浅部矿体右下侧出现了下部主矿体,向下至-900m标高尚未尖灭(图5-1)。深、浅部两个主矿体赋存在焦家断裂下盘靠近主裂面的同一控矿岩性带内,形成空间上的尖灭再现现象。
图5-1 焦家金矿带主要矿床矿体分布垂直纵投影图
焦家矿区主矿体从地表向下连续延深至-1100m标高,仅在64~96线出现垂深50~100m的无矿段(图5-1)。152~176线向深部未封闭,具有很好的找矿前景。该矿床与相邻的寺庄矿床不同,主矿体连续向下延深很大,不存在无矿间隔。浅部主矿体位于地表至垂深-350~-500m之间,深部位于垂深-450~-900m以下,浅、深部矿体之间由垂直距离在150~550m之间的低品位矿带连接。即深浅部矿体之间出现低品位矿带和窄矿体。
新城矿区主矿体由地表向下连续延深至-600m标高,在-400m标高的主矿体之下出现呈右行斜列展布的Ⅴ号矿体群,向下延深至-800m标高尚未尖灭(图5-1)。该矿床主矿体由地表向下连续延深较大,无明显的无矿间隔。
2.三山岛金矿带
三山岛断裂带由南向北主要矿床为仓上、新立、三山岛三个金矿床。仓上矿床浅部矿体分布在-300m标高以浅,向深部尖灭(图5-2),目前正在开展深部找矿工作。
图5-2 三山岛金矿带主要矿床矿体分布垂直纵投影图
新立矿床的矿体从地表向下延深至-700m标高,局部未封闭,有较好找矿前景,-300m左右矿体出现夹缩现象(图5-2)。
三山岛矿床的矿体由地表向下连续延深至-1700m标高未尖灭(图5-2),矿体规模巨大。
该带三个矿床的矿体在垂向上的分布特征与焦家成矿带大致相似,南段的仓上、寺庄浅部矿体埋藏较浅,而中段及北段矿体向下连续延深较大。
3.招平金矿带
招(远)-平(度)断裂带由南向北典型矿床为夏甸、大尹格庄、台上。夏甸矿区浅部矿体埋藏较浅,分布在0m标高以浅,向下经过200m的无矿间隔后,于-200m标高再现下部矿体,连续延深至-1200m标高(图5-3)。
图5-3 招平金矿带主要矿床矿体分布纵投影图
大尹格庄矿床内的Ⅰ号矿体由0m标高向下连续延深至-700m标高尚未尖灭,Ⅱ号矿体大致分布在-500m标高以浅(图5-3);近期新发现的Ⅲ号矿体位于Ⅱ号矿体之上紧靠主裂面,赋矿位置及矿化特征与Ⅰ号矿体相同,向下延深至-1000m标高局部未尖灭。
台上矿床主矿体在-200m标高以浅,矿体沿走向长大于1000m,除13线与下部矿体相连外,向深部尖灭。在-200~-300m标高,矿体沿走向长不足200m,-300m标高以深矿体沿走向长大于500m,连续向下延深至-800m标高未尖灭,推测矿体延深将超过-1200m(图5-3)。
(二)深、浅部金矿划分
分析胶西北三条主要成矿带典型矿床的矿体垂向分布特征,归结起来有三种情况:第一种情况,浅部矿体尖灭后在下部再现深部矿体,二者之间有一定的无矿间隔,如寺庄、夏甸等矿区;第二种情况,深、浅部矿体连为一体,构成延伸连续的大矿体,但中间出现低品位矿段(或弱矿化段)和(或)收缩段,如焦家、台上矿床;第三种情况,从地表或浅部向下连续延深很大,在目前勘查深度内未发现尖灭再现的深部矿体,或者深部出现斜列矿体。如新城、三山岛、大尹格庄等矿床。深部矿体如果与浅部矿体相连接,则实际上二者构成同一矿床,本文分别称之为××矿床深部金矿和浅部金矿;深部矿体如果与浅部矿体不相连接,二者之间存在无矿间隔,则可划分为不同的矿床,但仍可认为属同一矿区,本文分别称之为××矿区深部金矿床(体)和浅部金矿床(体)。
金矿垂向分布特点表明,深、浅部金矿床(体)或浅部第一矿化富集带与深部第二矿化富集带之间没有明显、统一的界限位置。本文所指的浅部矿床(体)与深部矿床(体),主要考虑以下因素:第一,当前地质勘查现状,开展过系统地质勘查的矿床,一般深度为中等,多在-600m标高以浅,获取了较丰富的勘查成果,有较系统的样品测试资料。-600~-1200m标高,目前只有部分矿区完成了深部系统勘查工作;第二,矿山开采现状,目前本区重点矿山开发深度多为-300~-500m标高;第三,部分矿床的浅部矿体尖灭后,下部矿体再现的深度多为-300~-500m标高。
综合当前地质勘查与矿山生产现状及矿体在空间上的分布特征,本书大致以-300~-500m标高来确定浅部矿床(体)与深部矿床(体)和第一矿化富集带与第二矿化富集带。
二、矿体特征对比
以深部找矿工作取得重大突破的焦家、寺庄、台上等矿床资料为基础,进行浅部金矿与深部金矿的矿体特征对比(表5-1、5-2、5-3)。
(一)浅部矿体与深部矿体的形态及其复杂程度
1)浅部矿体形态多为较复杂的脉状、透镜状、分枝复合、膨缩明显,以台上矿床主矿体为典型代表;深部矿体形态相对较简单,多为简单的脉状矿体。
表5-1 寺庄矿区矿体特征对比表
续表
表5-2 焦家金矿床矿体特征对比表
表5-3 台上金矿床台上矿段矿体特征对比表
2)浅部矿体一般延长与延深大致相当,而深部矿体延长明显小于延深。
3)寺庄矿区浅部矿体与深部矿体及台上矿床内的矿体均无明显的侧伏特征,焦家及新城矿床矿体向南西方向侧伏明显。
4)寺庄矿区264线-300m至-400m标高及256线-300m至-550m标高的深部矿体头部均见有明显的分枝复合特征。焦家矿床的80线-700m标高以深出现5个分枝矿体,至-800m标高矿体尖灭,144线的-1000m标高向下出现4个分枝矿体,至-1060m标高矿体尖灭。上述情况反映了矿体头部和矿体尾部的形态特征。
(二)深、浅部矿体的规模对比
寺庄矿区深部主矿体的规模远大于浅部矿体;焦家矿床主矿体深部已控制到-1100m标高,矿体规模巨大。
几个主要矿床所控制的金矿资源总量对比,深部矿体的资源量远大于浅部矿体。寺庄矿床深部矿体资源总量是浅部的7.51倍,台上矿床为2~3倍,夏甸矿床为5倍。
深部矿床矿化蚀变带增厚、蚀变趋强、分带性明显,如寺庄矿区272、288、296等线浅部的分枝蚀变带至深部渐合为一条宽大的蚀变带,深部蚀变带具明显三分性。
深部矿体厚度常大于浅部矿体。寺庄矿区深部主矿体平均厚度是浅部的3.38倍,焦家矿床为1.77倍,台上为3.79倍。
(三)矿体产状变化
对焦家矿床诸多地质剖面图的对比发现,从地表向深部矿体产状明显变缓。地表至-500m标高矿体倾角多为30°~45°;-900~-1000m标高,112线为25°,128线为18°,144线为15°,152线为17°。寺庄矿区浅部矿体倾角多在30°~40°,-500m标高以深为27°~29°。大尹格庄矿床浅部矿体倾角在30°~45°,向下逐渐变缓,局部达到15°~18°。
总体上看,焦家断裂产状表现有2处明显的转折,一是地表至-400m,断裂倾角由近70°渐变为30°左右,主矿体厚大部位出现于-100m以下产状明显变缓处,构成浅部金矿体;二是-600~-1000m,断裂倾角由30°左右渐变为15°,主矿体厚大部位出现于-850m以下产状明显变缓处,构成深部金矿体。
三、金、银品位变化对比
(一)金品位变化
深、浅部矿体金品位对比发现,浅部矿体金品位一般较高,向深部有逐渐变贫趋势。焦家矿床浅部主矿体金品位较高(表5-4),平均6.18×10-6,品位变化系数205%,经常出现金品位大于10×10-6的单样,局部所占比例较高。深部矿体的平均品位为3.74×10-6,较浅部相对偏低,但品位变化较小,品位变化系数为189%,很少出现品位大于10×10-6的单样。从焦家矿区金品位等值线图(详见第四章)中看出,浅部品位高值区位于地表向下至-350m标高,由此高值区向下仅出现零星品位高值区。112线-550~-1050m标高,单工程金品位一般为(1.09~3.27)×10-6,只有一个工程为7.73×10-6;128线-600~-960m标高金品位一般为(1.11~3.39)×10-6,只有一个工程为6.66×10-6。136~160线间,金品位一般为(2.13~9.26)×10-6,金品位相对偏高,推测应属另一个矿体,该矿体分布在136~176线之间,此认识有待进一步勘查工作证实。
表5-4 焦家金矿床浅部矿体品位及厚度变化情况表
大尹格庄Ⅱ号矿体、台上Ⅰ号矿体等资料对比情况,与上述对比资料基本一致。初步认为,本地区主要矿床浅部或-400m标高以浅,是金矿富集的最佳空间。
垂向上不同深度位置的矿体对比发现,分布在主矿体之下远离主裂面的黄铁绢英岩化花岗岩带内的矿体,如寺庄矿区深部的Ⅲ号矿体群和焦家矿床中浅部的Ⅲ号矿体群,金品位明显高于主矿体。纵向上,寺庄矿区不同勘探线上的Ⅲ号矿体群,其品位、厚度变化均较大(表5-5)。
表5-5 寺庄矿区深部Ⅲ号矿体群矿体品位、厚度变化统计表
(二)金银比值变化
1.金银比变化的共同特点
据新城矿床统计资料,主矿体近地表金银之比为1∶0.99,-200m标高为1∶1.16,-500m标高为1∶2.17(表5-6)。从浅而深金银比有降低的特点。
表5-6 新城金矿床Ⅰ号矿体金银品位垂向对比表
寺庄矿区深部矿体在垂向上,由Ⅰ号矿体到Ⅲ号矿体群,金银含量之比由1∶1.83到1∶1.25(表5-7),银品位趋于降低,即主矿体金银比较小;Ⅲ号矿体群在垂向上由浅而深金银品位之比由1∶0.89到1∶1.63(表5-8),银品位逐渐增高。
焦家矿床在-350m标高以浅Ⅰ号矿体金与银品位之比为1∶1.09,在-500m标高以浅的主矿体金与银品位之比为1∶1.86。金银之比总的趋势是由浅而深相对降低,银品位相对增高。从-500m标高以深的勘查资料对比情况看,在112线的-550~-1050m标高,金银比一般在1∶1.03~1∶7.94,平均值为1∶2.77。在128线的-600~-960m标高,金银比一般在1∶1.27~1∶11.49,平均值为1∶4.01,其中-690m标高的1∶11.49不具代表性,如果将此数据删除,则平均值为1∶2.94(表5-9)。
通过对比认为,“焦家式”金矿浅部矿体,除个别外,金银含量比一般稳定在1∶1.0~1∶1.80之间,金含量高则银含量亦高,二者呈正消长关系;深部矿体一般在1∶1.80~1∶2.90之间,较浅部矿体比值降低。寺庄、台上矿床金、银资源总量对比,也显示同上述相似的情况:寺庄矿区浅部金与银资源量比为1∶1.06,深部为1∶1.44;台上矿床浅部为1∶1.64,深部为1∶1.83。金银含量比值变化指示,矿床由浅向深银含量相对增高。
2.金银比值变化的例外
“焦家式”金矿金、银含量比总的看具有一定规律,对深部找矿具有指导意义。但三山岛金矿带的仓上矿床、招平金矿带的大尹格庄矿床,则与大多数“焦家式”矿床不同。
表5-7 寺庄矿区深部不同矿体群金银品位对比表
表5-8 寺庄金矿床Ⅲ号矿体群312ZK912孔金银品位垂向对比表
表5-9 焦家金矿床深部Ⅰ号矿体金银品位垂向对比表
仓上矿床银普遍含量较高,Ⅰ-1主矿体的原生矿金平均品位4.78×10-6,银平均品位为24.76×10-6,二者比达到1∶5.18,局部可达1∶10。含银矿物以银黝铜矿为主,尚有自然银、硫银铋矿、锑硫砷铜银矿、含银斑铜矿、含银辉铜矿等。这些银矿物的共同之处是不含金或含量极微,据电子探针资料,自然银含银98.87%,含金0.02%,其他含银矿物金含量0.04%~0.28%。银矿物的粒度较金矿物粗,形态更复杂。金、银比在横向及纵向上变化较大,无规律可循(表5-10)。另外,矿体中金品位高,则银品位亦高,但经常在矿体两侧围岩或矿体尖灭处,金品位小于0.5×10-6,而银品位(10~15)×10-6,最高54.50×10-6。
大尹格庄矿床的Ⅰ、③、瑐A号矿体,金与银平均品位之比分别为1∶2.89、1∶7.81、1∶50.11,明显低于多数焦家式金矿的金银比值;而Ⅱ号主矿体为1∶1.86,与大多数焦家式金矿床相当。主要含银矿物以辉银矿为主,还有碲银矿、银黝铜矿、硫银铋矿、硫锑铜银矿、锑硫砷铜银矿、锑铋银铅矿、硫锑铋矿、自然铋等种类繁多的含银矿物,但未发现自然银。上述含银矿物不含金,据电子探针资料,只有锑硫砷铜银矿含金0.05%。从矿体的产出部位看,Ⅰ、③、瑐A号等靠近主裂面的矿体往往含银较高,而位于主裂面之下20~40m的Ⅱ号主矿体银含量与一般焦家式金矿床大致相当。
综合以上资料认为,本区金矿在金主要成矿阶段之后,接着发生了以银矿化为主的银-石英-多金属硫化物矿化,银矿化主要沿先期金矿化的构造空间发育。仓上、大尹格庄矿床的银矿化较强,它们的金、银比与晚期银矿化强度有关,无一定规律。另外,焦家矿床深部部分见矿工程金银比达到1∶3.04~1∶11.49,与仓上、大尹格庄矿床有相似的情况。所以在研究金矿的金、银品位比问题上,必须区别对待。
表5-10 仓上金矿床Ⅰ-1号矿体金银品位对比表
3.研究金银品位比的意义
1)通过较系统的研究矿体在横向及垂向的金银品位比及变化,可以大致推测矿体向下延深的深度及其规模,为深部勘查及深部矿体定位预测提供重要依据。
2)对深部主要矿体的圈定与连接提供重要依据。在开展焦家矿床深部矿体金银品位对比时发现,136~176线的深部矿体,在-930~-1070m标高,矿体厚度明显增大,品位相对偏高,在投影面积只占Ⅰ号矿体21%的情况下,资源量却占46%。此处矿体单工程金品位一般为(2.13~9.26)×10-6,平均品位大于5.00×10-6,银品位一般为(1.96~7.05)×10-6,平均品位小于4.00×10-6,金银品位比多数在1∶0.59~1∶0.76之间,仅个别在1∶1.25~1∶3.21之间(表5-9)。上述情况与整个Ⅰ号深部矿体有较大差异,因此根据金、银品位及比值并考虑到矿体形态等,认为该范围内的矿体有可能属于另一个单独矿体。
3)为金、银成矿阶段的划分提供参考资料。
四、金矿物特征对比
(一)金矿物的形态和粒度
表5-11中列出了焦家、寺庄、新城、台上矿床浅部矿床(体)及寺庄矿区深部、焦家深部矿床(体)的金矿物形态和粒度对比,统计表明:
金矿物形态以简单的粒状为主,浅部含量为54.77%~76.37%,深部为77.51%~83.79%;形态较复杂的枝叉状、脉状及网脉状金矿物浅部占46.23%~33.63%,而深部为16.21%~22.49%。由浅而深金矿物形态趋于简单。
金矿物的粒度以细粒金、微粒金为主,寺庄浅部细粒金、微粒金所占比例为91.74%,深部为99.46%;焦家浅部为87.85%,深部为96.62%。可见,由浅而深金矿物粒度逐渐变细。
(二)金矿物的赋存状态
由表5-12统计的数据表明,浅部矿体与深部矿体金矿物的赋存状态无一定规律。寺庄及焦家矿床勘查深度大致相同,但金的赋存状态差别很大,焦家矿床裂隙金只占3.72%,而晶隙金占73.66%,与寺庄矿区深部及其他矿床浅部矿体相差较大。
表5-11 矿物形态及粒度对比表
表5-12 金矿物赋存状态对比表
续表
(三)金矿物中金、银含量对比
从焦家、寺庄、台上、大尹格庄等矿床资料对比发现,浅部矿体与深部矿体金矿物中金、银含量变化具有一定规律(表5-13)。
表5-13主要金矿床矿体金矿物金银平均含量对比表
以焦家矿床为例,在自然金中金含量由浅而深,由金平均含量82.15%增至84.81%,而银含量由16.34%,降低至13.87%,说明自然金中金、银含量的变化有一定规律。在自然金中金、银总量浅部为98.49%,深部为98.68%,二者相差不大。在银金矿中,浅部矿体金、银含量分别为69.66%、28.43%,深部矿体分别为77.68%、19.35%。在银金矿中由浅而深,金含量增高,银含量减少,金、银总量浅部为98.09%,深部为97.03%,说明深部银金矿除金、银外,含有的杂质较浅部多。
台上、大尹格庄矿床浅部的自然金、银金矿中的金、银含量及变化与焦家矿床浅部矿体大致相同。
从自然金、银金矿、金银矿等金矿物分布情况看,焦家矿床浅部矿体的金矿物以银金矿为主,只有少量金银矿、自然金,三者所占比例分别为85%、11%、4%。深部矿体以自然金为主,有少量银金矿,未见金银矿,自然金及银金矿所占比例分别为71%、29%。金矿物的种类由浅而深明显变化。
对寺庄矿区深部勘查资料分析,显示了与焦家矿床不同的对比结果(表5-14)。寺庄较浅部分布大量的银金矿,深部则以金银矿为主,未见自然金。对取样位置及所代表的矿体分析发现,Ⅰ-1号主矿体只取样1件,为金银矿,其他分析资料绝大多数来自远离主裂面的Ⅲ号矿体群,因此对比结果只是反映了Ⅲ号矿体群金矿物的分布特征。显而易见,主矿体与远离主裂面的矿体有较大差别。
表5-14 寺庄矿区深部矿床金矿物金银含量对比表
(四)金矿物成色对比
对焦家矿床浅部矿体与深部矿体金矿物的成色对比发现,浅部矿体金矿物的平均成色为670.07,深部矿体为826.85(表5-15),由浅而深的变化规律是金矿物平均成色明显增高。
自然金成色对比,浅部矿体自然金成色801.40~841.60,平均值821.50;深部矿体自然金成色801.80~903.40,平均值847.30。由浅而深自然金成色明显增高。
银金矿成色对比,浅部矿体银金矿成色532.40~784.80,平均值659.07;深部矿体银金矿成色726.60~798.50,平均值776.83。由浅而深银金矿成色增高更为明显。
金银矿只在浅部矿体中出现,平均成色为419.50。
根据公认的金银系列矿物生成顺序:自然金、银金矿、金银矿、自然银,其生成温度由中等偏高至中等偏低。结合焦家矿床上述对比资料认为:第一,浅部矿体与深部矿体金矿物成色差异较大,说明浅部成矿温度中等偏低,与其中等偏浅的成矿深部相对应;深部成矿温度为中温偏高,与其成矿深度偏深相对应。第二,偏离系数相差较大,浅部为-1.11,深部为-0.28,说明浅部矿体的金矿物成色相差较大,是多成矿阶段叠加的产物;深部矿体偏离系数较小,成色差异也小,指示金矿物生成时间较接近,成矿阶段较单一。
表5-15 焦家金矿床金矿物成色方差分析对比表