某金矿地质勘探中水文地质特征及演化规律分析
2020-08-05于树宾
于树宾
(山东省煤田地质局第一勘探队,山东 滕州 277500)
该金矿床主要位于山东省,总面积高达5.34平方千米以上。该金矿最早开采时间为1982年,是目前采选能力达到300吨/天规模较大的黄金矿山之一[1]。
该矿区所在位置风景十分秀丽,一年四季气候宜人,交通便利。截止到目前为止,该金矿共拥有固定资产得到9300万元以上,拥有十分雄厚的矿山开采技术力量,拥有各类工程技术人员100人以上。结合当前该地区金矿床地质勘探结果,对水文地质特征及演化规律分析研究,具有十分重要的价值意义。
1 该金矿地质勘探中水文地质特征
1.1 矿床含水岩组水文地质特征
根据该金矿床地质勘探结果得出,该地区出露地层包含第四纪坡残积物、斜长角闪片岩。由于该矿床独特的地理及地质构造条件,使得该地区的水文地质特征也相对特殊。根据岩石的岩性,将该地区水文地质划分为两种含水岩组,分别为:坡残积物和斜长角闪片岩。其具体含水岩组成的水文地质特征表现为:
首先,坡残积物含水岩组主要位于该金矿床的宽缓沟谷以及地势平缓的山坡位置。其含水岩组表层厚度约为22.5cm~41.6cm范围之间[2]。整体结构较为松散,植物根系发育茂盛。该含水岩组中含有大约10%的粒径,基岩碎屑厚度约为0.28mm~1.38mm,由上至下逐渐转变为厚度为0.45cm~2.58cm的基岩碎屑。出现厚度不一的原因主要是由于受到该地区地形及地貌的影响。并且,通过勘探结果可以看出,坡残积物含水岩组的含水性也不均匀,地形呈现出由陡变缓趋势,在地下水层以下位置有降泉出露。大多数泉水呈现出面状形式渗出。泉水整体流量与该地区降水相关,还有部分区域泉水以季节泉出露。泉水总体流量平均为0.065t/h以上。
其次,斜长角闪片岩含水岩组主要分布于该金矿床的中部和南部。该含水岩组地层断裂发育十分明显,共形成了四条破碎带结构,该含水岩组四条矿带出露其中。根据地质勘探结果可以看出,该含水岩组仅在裂缝位置有渗水现象,并形成了破碎带潜水现象[3]。在破碎带结构两侧位置,形成了构造裂隙潜水。同时,该含水岩组含水性和富水性不均一,主要原因是受到破碎带大小以及裂隙性质的限制。泉水流量在0.073t/h~0.38t/h范围内,矿化度在0.194g/L~0.408g/L范围内,pH值在7.3~7.9范围内,呈中性和较软的HCO3-Ca型水。
1.2 地下水补给和迳流条件
该金矿床地下水的补给条件,主要来源于大气降水。该矿区所处地理位置为分水岭斜坡地带,且矿床区域周围并无明显水体存在,该矿床泉水总体流量与地表水总体流量均与该地区大气降水有着十分密切的联系。
该金矿床地下水的迳流条件,主要受到地形、构造等控制。矿场各个迳流方向均不相同,但从总体上看,迳流方向为坡残积层水向裂隙层积水运移,并呈现出下降泉的方式排泄到矿床区域外。该金矿床还存在近地表矿体氧化严重问题,矿区地下水中SO2-4的含量很低甚至部分区域没有,以此这一现象表明该矿床地下水运移时间很短,且未能与该地区金属矿物发生充分的氧化反应。
1.3 矿区地下水动态变化规律
该金矿床地下水动态受大气降水控制,当遇到降水时泉流量以及地表水流量将明显增加,泉流量的增减与降水同步,为季节性泉,仅少数泉的流量稳定,表现为稳定型泉。该泉流量的整体动态曲线呈现出近似堆成波状结构,根据泉水流量可分为减少期和增加期。该金矿床地下水运动形态与大气降水有着密切联系,同时受其制约影响,是该金矿床地下水动态形成的直接原因。
2 演化规律分析
该金矿床为中温热液脉型金矿,整个矿体在空间上的地层、构造、岩浆岩的演化及工业矿体的空间分布演化等方面具有较为明显的规律性。本文下述将对其进行详细分析。
2.1 地层演化规律
该金矿床产于破碎蚀变带内,该地层原始容矿空间较少,随着矿场不断演化使得当前容矿空间得到明显增加。此外,原始矿区地层岩石呈层状,性脆且易碎,在演化过程中,容易形成层间构造、剥离裂隙、节理裂隙和碎裂构造,为成矿热液的聚集和矿质的沉淀富集成矿提供了容储空间,与区域上较大型褶皱和断裂构造可共同构成完整的“导矿、配矿、容矿”成矿构造体系。
地层演化规律在通常情况下,具有较高的元素地球化学异常特征,能够在其演化成矿的过程中不断提供大量的成矿物质[4]。
通过调查得出如表1所示的变质岩中各类岩石含金元素的丰富度及对应富集系数。
表1 变质岩中各类岩石含金元素的丰富度和富集系数
由表1可以看出,荆山群金含量较低,远小于地壳中金的丰度值4×10-9可见该金矿床物质来源并不主要是来自地层,认为荆山群可能也在矿床演化过程中提供了少部分的成矿物质。
关于该地区的金矿床多产在古老变质岩区的现象,可以解释为古老变质岩(原岩含幔源火山岩)的存在可能表示早期的多次玄武质岩浆活动有助于上地慢中的金不断向硫化物相中富集,因此促进金的上地慢源区的形成。
胶东地区在太古代一古元古代时期存在金的上地幔源区,从而有利于演化后期金矿成矿作用的发生,为其金矿床成矿提供条件。
2.2 岩浆岩演化规律
通过地质勘探结果可以看出,当前该金矿床侵入岩仅出露于矿区北部,普遍遭受糜棱岩化改造,与该矿床金矿化无密切联系。矿区在演化过程中大量发育脉岩,说明该区慢源岩浆活动的存在且十分明显,脉岩多遭受矿化蚀变,主要表现为燕山早期成矿前脉岩,脉岩的发育暗示着演化过程中构造的存在,此规律也可作为该金矿床找矿的一类线索。
该金矿床区域上的荆山群结构被大量成矿期脉岩侵位,推测该矿床深部荆山群区段具有一定的找矿潜力。同时,该矿区内部发育的脉岩脉多为成矿前脉岩,对成矿热液有阻挡和限制作用,控制了矿液的运移和富集部位,在演化过程中有利于富矿体的形成。
2.3 构造控矿演化规律
构造控矿是该金矿最显著特征之一,矿床的形态、产状、规模和定位主要受到一系列近平行的张性陡倾断裂及密集裂隙带控制影响。矿区发育大量走向南西向张性陡倾断裂与密集裂隙带。
根据该金矿床中段平面结构可以看出,该金矿矿体构造控矿演化主要受密集裂隙带控制,规模较小,厚大的工业矿体主要富集于密集裂隙带走向偏南西方向,而在偏南南西方向几乎没有工业矿体富集。
该金矿床在构造控矿演化过程中,平行发育位置上具有一系列张性较强的断裂及密集裂缝区域,其断面整体倾向为北西方向,倾角通常在22.5°~65.5°范围之间。裂缝位置总体倾斜较陡,但局部倾斜角度减缓,出现小于25°倾斜角。根据该地区地质勘探得到的线剖结构可以看出,该区域中矿体在演化过程中虽规模普遍较小,但仍表现出了在密集裂缝带倾向由缓变陡的特征。
3 结束语
本文根据该金矿地质勘探结果,对该地区的水文地质特征及演化规律进行详细的分析,为该金矿今后的找矿事业提供理论依据。但由于能力有限,无法对该矿床更深部的矿产资源分布及演化规律进行探究,因此在后续的研究中还将不断提升研究能力和水平,为该地区矿山企业的可持续发展做出更大贡献。