李建,李亚东,2,宋其峰,李永强,郝继文,胡艳春,尚振民

(1.山东省第一地质矿产勘查院,山东 济南 250110;2.山东省富铁矿勘查技术开发工程实验室,山东 济南 250110;3.昌乐县自然资源和规划局,山东 昌乐 262400)

0 引言

黑顶山位于山东省乳山市东北方向20km处,行政区划隶属乳山市下初镇。该地区是苏鲁高压变质带与华北克拉通的衔接过渡带[1-2]。近年来在该区开展了地质调查与普查工作,圈定了6个土壤化探综合异常,通过对地球化学异常的查证,圈定了2个金矿化体,4个金矿体[3],金成矿条件良好。通过野外找矿实践,归纳总结了该区成矿元素地球化学特征和地球化学找矿标志,对该区的成矿地质条件进行了综合分析,对区内矿床勘查和区域地质找矿提供依据。

1 地质概况

黑顶山地区位于苏鲁造山带(Ⅰ)胶南-威海隆起区(Ⅱ)威海隆起(Ⅲ)乳山-荣成断隆(Ⅳ)昆嵛山-乳山凸起(V)西部,牟(平)-乳(山)金成矿带的南部(1)山东黄金地质矿产勘查有限公司,山东省乳山市黑顶山地区金矿预查报告,2015年。[1](图1)。区内地层简单,构造、岩浆活动强烈,金矿较为发育。

1—第四纪沂河组;2—第四纪大埠组;3—古元古代荆山群陡崖组;4—古元古代荆山群野头组;5—中生代玲珑序列崔召单元;6—新元古代荣城序列玉林店单元;7—中元古代海阳所序列老黄山单元;8—中元古代海阳所序列通海单元;9—闪长玢岩脉;10—压扭性断裂;11—性质不明断裂;12—推测断裂;13—实测岩层界线;14—岩层产状;15—片理、片麻理产状;16—研究区位置

1.1 地层

区域地层属于鲁东地层分区,胶北地层小区。区内地层主要为古元古代荆山群陡崖组徐村段和新生代第四纪上更新统—全新统大埠组。

1.2 构造

区域上构造运动强烈,多以断裂构造发育为主[4]。区内构造以脆性断裂为主,主要为NE向和NNE向断裂构造,尤以NNE向断裂构造最为发育,与金矿关系密切,是本区主要控矿构造[5-6]。区内共发育4条NNE向断裂,走向25°～27°,倾向SE,倾角68°左右。NE向断裂主要为初家沟西北部断裂和黑顶山断裂,走向50°,倾向SE,倾角70°左右,部分充填闪长玢岩脉。

1.3 侵入岩

区内岩浆岩主要有中生代玲珑序列崔召单元中粒含黑云二长花岗岩,新元古代荣成序列玉林店单元少量分布,中生代侵入岩主要受NNE向和NE向构造控制,闪长玢岩、煌斑岩、闪长岩、花岗斑岩呈脉岩侵入,总体呈NNE—NE向展布,与区域构造线一致。

1.4 成矿规律分析

已发现的矿(化)体多分布于NNE向断裂构造裂隙中,成矿物质源于重熔岩浆岩和后期的中生代侵入体,岩浆结晶后期分异出的含矿热液,不断向构造破碎带等成矿有利部位运移、富集,随着物化条件的改变,成矿物质在有利部位富集沉淀形成矿体[7-8]。

2 地球化学特征

2.1 区域地球化学特征

据区域自然重砂资料,本区内发育有金矿物自然重砂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级异常区,金重砂Ⅲ级异常基本在全区内分布,而金重砂Ⅰ级异常区呈椭圆状NW—SE向展布,长轴长约1.6km,宽约1.2km,中心部位于初家沟西600m处与银矿物自然重砂Ⅲ级异常完全套合,银重砂Ⅲ级异常区呈EW向近似椭圆状展布,东西长约1.5km,南北宽约1.0km[9]。在区域地球化学异常图不难看出(图2),唐家沟和英格庄南部Au元素具有明显的异常浓集中心,峰值>6×10-9。研究区即位于唐家沟和英格庄异常带,区内的重砂异常对找矿有一定的指示作用[10-11]。

1—Au元素等值线(10-9);2—研究区位置

2.2 矿区化探异常

本次分析Au、Ag、Cu、Zn、As、Bi、Hg、Sb、Pb、Mo共10种元素,圈定单元素异常128个,其中单点异常13个。

研究区内Au、Ag元素具高背景、强富集、强分异的特点,Pb、Zn、Cu三种元素具低背景强分异局部强富集的特征,As、Sb、Bi、Mo、Hg多处于背景值范围内,分异不明显。

为了解研究区内元素间的相关性特征,对样品进行“R型聚类分析”[12],结果如图3:

图3 R型聚类分析结果

从图3可以看出,研究区内10种元素仅Au、Ag、As、Bi、Hg组合较好,为主成矿元素组合,岩浆熔离作用产生高、中、低不同温度的热液沿断裂或二长花岗岩岩体裂隙上侵,该组元素均不同程度与岩体发生交代作用重新分异并富集成矿[13]。

依据单元素异常的分布、聚合情况与区内地质、构造情况,将套合在一起和相距较近的或反映同一成因的不同元素异常群体划归一处,形成一个综合异常,按上述原则区内共划出综合异常6处,综合异常编号为HS-1,……,HS-6,按规模和大小进行排序[14-15](表1),综合异常区分布见图4。

表1 组合异常分类表

1—第四纪大埠组;2—荆山群陡崖组徐村段;3—玲珑序列崔召单元;4—断层;5—地质界线;6—综合异常及编号;7—Ag异常;8—As异常;9—Au异常;10—Bi异常;11—Cu异常;12—Hg异常;13—Mo异常;14—Pb异常;15—Sb异常;16—Zn异常

研究区内主要成矿元素为Au、Ag、As、Bi、Hg,各综合异常所处地质背景条件相同,成矿模式基本统一,主要为岩浆熔离分异形成高、中、低不同期后热液沿二长花岗岩体裂隙或断裂带上侵,主成矿元素在上侵过程中与围岩发生交代作用进一步分异并局部富集成矿,成矿部位主要位于硅化蚀变带、煌斑岩脉及断裂两侧围岩中[16]。根据野外异常查证成果主要介绍HS-1、HS-4、HS-6三处综合异常。

2.2.1 HS-1综合异常

异常位于鲁家夼西南,平面形态呈近似椭圆状,向北未封闭。总体走向呈SN向,区内长约500m,区内宽约250m,面积0.184km2。

异常元素组合Au3-Ag2-As3-Pb3-Zn1,Au、Ag为主要异常元素。在空间分布上,Au-As-Ag元素套合一致,浓集中心明显,Au异常强度高,Au3异常下限6×10-9,高于异常下限的点为5个,异常平均值37.08×10-9,最大值100.20×10-9,具三级浓集分带特征。Ag2异常下限90×10-9,高于异常下限的点为3个,异常平均值401.33×10-9,最大值961.00×10-9,具三级浓集分带特征。其他各元素地球化学异常特征值见表2,异常分布特征见图5。

表2 HS-1综合异常特征参数表

1—荆山群陡崖组徐村段;2—玲珑序列崔召单元;3—断层;4—地层产状;5—探槽及编号;6—见矿钻孔及编号;7—未见矿钻孔及编号;8—综合异常范围

异常区内出露侏罗纪中细粒二长花岗岩、煌斑岩、褐铁矿黄铁矿化碎裂岩等。断裂F1自异常中心穿过。

异常由富金元素的碎裂蚀变带形成,为矿致异常。广泛分布的新元古代荆山群变质地层是金的矿源层,变质地层经受多次变质及重熔作用改造,金组分逐渐活化、迁移、聚集[17-18]。区内中生代燕山期形成的NNE向断裂带是金矿的控矿和容矿构造,因此,矿体产出形态明显受断裂控制。

经实地踏勘检查及槽探揭露,断裂F1与异常走向一致,沿断裂充填闪长玢岩脉。异常北侧施工的ⅠTC1201碎裂岩出露宽度1.80m,Au品位0.32×10-6。其余探槽因以往采挖后回填,未揭露到金矿化体。在异常带内施工的ⅠZK004中Au最高品位为10.02×10-6。

2.2.2 HS-4综合异常

异常位于英格庄—初家沟一带,平面形态呈不规则状,总体走向呈SN向,区内长约1.2km,区内宽约800m,面积0.812km2。

异常元素组合Hg7-Au6-Au8-Bi2-Ag11-Cu5-As6-Zn5-Zn4-Cu6,Au、Ag、Hg为主要异常元素。Au异常强度高,规模大,Au8异常下限6×10-9,高于异常下限的点为49个,异常平均值28.99×10-9,最大值352.10×10-9;Au6异常下限6×10-9,高于异常下限的点为36个,异常平均值38.23×10-9,最大值370.10×10-9;Au6异常下限6×10-9,高于异常下限的点为36个,异常平均值38.23×10-9,最大值370.10×10-9;Ag11异常下限90×10-9,高于异常下限的点为22个,异常平均值278.46×10-9,最大值1362.00×10-9;Hg7异常下限40×10-9,高于异常下限的点为42个,异常平均值262.02×10-9,最大值4165.70×10-9;其他各元素均为单点异常,地球化学异常特征值见表3,异常分布特征见图6。

表3 HS-4综合异常特征参数表

1—荆山群陡崖组徐村段;2—玲珑序列崔召单元中粗粒含黑云二长花岗岩;3—断层;4—地层产状;5—探槽及编号;6—未见矿钻孔及编号;7—民采点;8—综合异常范围

异常区内出露岩性主要为侏罗纪细中粒二长花岗岩和荆山群地层的残留体。数条NE向闪长玢岩脉分布在异常区内。

异常区东侧即为初家沟金矿,因此该异常不能排除受初家沟金矿的影响。在该异常布设的2条岩石化探剖面DHP4在F3断裂位置有较明显的异常显示;DHP3剖面在该异常中未见有明显的原生异常。地表检查发现该异常处于黑顶山断裂与F3断裂的交会部位,成矿条件良好,F3断裂部位Au6异常明显且相对独立,在该处施工的ⅢTC0001花岗质碎裂岩Au品位最高为0.99×10-6。其余探槽和钻孔未见金矿化。

2.2.3 HS-6综合异常

异常位于英格庄村南—西泊村西一带,平面形态呈不规则状,总体走向呈SN向,区内长约1.5km,区内宽约600m,异常面积0.42km2。

异常元素组合Au14-Hg12-Ag15-As11-Bi3-Cu10-As14-Cu14-Pb9-Sb3-Cu18,以Au、Ag、Hg、As为主要异常元素。在空间分布上,Au-Ag-As-Hg元素套合一致,浓集中心明显,Au、Cu异常强度高,Au14异常下限6×10-9,高于异常下限的点为45个,异常平均值26.25×10-9,最大值167.30×10-9,具三级浓集分带特征;Hg12异常下限40×10-9,高于异常下限的点为29个,异常平均值193.08×10-9,最大值1239.30×10-9,具三级浓集分带特征;Cu-10异常下限40×10-9,高于异常下限的点为30个,异常平均值72.58×10-9,最大值158.70×10-9,具二级浓集分带特征。其他各元素地球化学异常特征值见表4,异常分布特征见图7。

表4 HS-6综合异常特征参数表

1—第四纪大埠组;2—荆山群陡崖组徐村段;3—玲珑序列崔召单元;4—断层;5—地层产状;6—探槽及编号;7—未见矿钻孔及编号;8—综合异常范围

异常区内主要岩性为侏罗纪细中粒二长花岗岩与荆山群黑云变粒岩。NNE向断裂F4出露于异常区内。经岩石化探剖面DHP-5和DHP-7验证,除F4断裂所经位置外无明显的原生异常。经地表踏勘检查,沿断裂F4分布数个民采坑。民采坑多数半回填,民采坑方向与断裂F4方向一致。在ⅣTC0001和ⅣTC0401内褐铁矿化花岗质碎裂岩出露宽度分别为1.5m和2.0m,金品位(0.39～1.52)×10-6,施工钻孔未见金矿化。

3 找矿成果

据施工的探槽和钻孔,共圈定矿化体2个,均位于HS-4综合异常内,Au元素异常发育良好,伴有Ag和Zn异常,各异常元素套合性不强,其他分析元素不发育,矿化体周边围岩为中生代玲珑序列崔召单元中粒含黑云二长花岗岩。其中:Ⅲ-1矿化体呈脉状,矿化体内Au品位最高为(0.65～0.99)×10-6;Ⅲ-2矿化体呈脉状,Au品位最高0.81×10-6。发育褐铁矿化、硅化、绢英岩化、高岭土化。

圈定金矿体4个,其中Ⅰ-1矿体、Ⅰ-2矿体、Ⅰ-3矿体位于鲁家夼西南HS-1综合异常内,Au品位(3.86～10.02)×10-6,赋矿岩石为黄铁绢英岩,发育硅化、黄铁矿化、绢英岩化等蚀变。Ⅳ-1矿体赋存于HS-6综合异常内,Au品位(1.48～1.52)×10-6。

4 成矿规律

成矿物质源于重熔岩浆岩和后期的中生代侵入体,岩浆结晶后期分异出的含矿热液,不断向构造破碎带等成矿有利部位运移、富集,随着物化条件的改变,成矿物质在有利部位富集沉淀形成矿体[7-8]。矿液中活化组分不断交代围岩,沿构造带形成广泛的围岩蚀变。

成矿方式以充填为主,形成黄铁矿石英脉,交代蚀变为辅,形成硅化绢云母化花岗质碎裂岩,外围岩石蚀变较弱,为碎裂状二长花岗岩。

石英脉充填的构造破碎蚀变带是直接找矿构造标志;同时近矿围岩遭受热液蚀变作用,与金矿化关系密切。黄铁矿化、硅化、绢云母化、碳酸盐化等多种蚀变叠加地段是找矿的重点地段。黄铁矿化与硅化的组合是直接找矿标志。地表绢云母化、硅化、褐铁矿化组合是明显的找矿标志[19-21]。

5 找矿前景

(1)区内以Au、Ag元素具高背景强富集强分异的特点,土壤化探异常以Au、Ag、As、Bi、Hg组合为主,硅化、黄铁矿化、绢英岩化等蚀变发育,成矿地质条件有利。

(2)对HS-1、HS-4、HS-6组合异常野外地质检查和槽探钻探验证,发现了2条矿化体和4个矿体,说明区内土壤异常为矿致异常。

(3)区内Au元素异常为矿致异常,成矿地质条件较为有利,另外区内构造蚀变带较发育,对寻找金矿较为有利。

(4)从土壤化探异常分析,6个综合异常中3个见有矿化断裂带,其余3个地表虽未发现较好的找矿线索但不能排除为隐伏矿体所引起,因此继续对土壤化探综合异常进行研究与验证,有可能发现新的金矿体。

6 结论

本次工作利用地球化学勘查技术圈定了以Au、Ag、As、Bi、Hg为主的综合异常,提出了寻找金矿体的思路。通过对综合异常的查证,圈定了2个金矿化体,4个金矿体,显示了地球化学找矿方法的有效性。通过与周边相似矿床的成矿地质条件和地球化学特征的对比研究,认为研究区具有寻找金矿的潜力。