山东栖霞地区虎鹿夼银铅矿控矿条件分析
2020-11-10李春稼王子圣邵珠睿靳立杰
李春稼, 王子圣, 邵珠睿, 孙 超, 靳立杰
(1.山东省第一地质矿产勘查院, 山东 济南 250109;2.山东省富铁矿勘查技术开发工程实验室,山东 济南 250109)
1 成矿地质背景
根据迟洪纪(1992)对区域成矿条件和成矿规律的分析总结,胶西北部地区可分为三个成矿区:西北部的蓬莱—招远—莱州金矿成矿区,中部的福山—栖霞—海阳金及多金属矿成矿区和东部的牟平—乳山金矿成矿区。栖霞地区位于东西两个金矿成矿区之间,是金及多金属矿成矿有利地区[1]。根据前人在该地区开展的1∶5万水系沉积物测量结果,区域上存在虎鹿夼、大庄头两个以银铅为主的水系沉积物综合异常,找矿前景良好。栖霞虎鹿夼银铅矿床位于华北板块胶辽隆起区胶北隆起胶北断隆之栖霞—马连庄凸起东端(图1)[2-4]。
1.1 地层
胶东岩群构成区域变质基底岩系的主体,分布极其广泛。区域上出露胶东岩群苗家岩组(Ar3mj.),主要分布于史家庄—泉水夼一带,总体呈北西向带状展布,长为12 km,宽为6 km。该组主要的岩石类型为黑云变粒岩、角闪变粒岩、石榴子石矽线石黑云变粒岩,厚层状条带状斜长角闪岩。
区内出露地层为荆山群禄格庄组安吉村段(Htla),主要分布于大庄头断裂(F1)以北。地层产状变化较大,总体倾向北东,倾角约45°,与回龙夼岩体多为断层接触,局部为不整合接触。岩性以石榴子石黑云片岩为主,局部地区发育石墨片岩、黑云变粒岩、大理岩等。
第四系沂河组(Qhy)和临沂组(Qhl)分布于大庄头河沿岸和沟谷中,为陆相洪积和残坡积物,主要岩性为砂砾石、含砾砂和砂质黏土,厚度1~5 m。
1.2 构造
区内断裂构造主要有NE向、NW向和NNE向三组,据其相互切割关系,生成顺序由早到晚分别为:NW向、NE向和NNE向。
图1 山东栖霞虎鹿夼地区区域地质略图
NW向断裂主要有大庄头断裂(F1)和F6断裂。F1断裂位于矿区北部,出露长度约4.5 km,走向295°~330°,总体走向320°,倾向北东,倾角45°~65°。该断裂具有韧性剪切性质,断裂带宽2~15 m,由碎裂岩、糜棱岩、超糜棱岩构成,沿断裂带有煌斑岩侵入。下盘为回龙夼单元变质变形深成岩,近断裂带细粒含角闪黑云英云闪长质片麻岩发生蚀变,表现为绢云岩化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化,局部见有石榴石斜长片麻岩和石榴石斜长角闪岩。上盘为荆山群禄格庄组糜棱岩化石榴子矽线石黑云片岩。据上盘构造分析,上盘岩石中存在由东向西(280°)推覆形成的韧性剪切带。F6断裂位于矿区西部,出露长度约2.0 km,走向320°,倾向北东,倾角68°~80°,由碎裂岩、角砾岩构成,沿断裂带有闪长玢岩侵入。
NE向断裂主要为虎鹿夼断裂(F2)和F4断裂。F2断裂位于虎鹿夼—沙篝村东,区内长度4.2 km,走向45°~65°,总体走向50°,倾向南东,倾角60°左右;断裂产于回龙夼岩体中,构造带宽度4~12 m,主要由糜棱岩和绢英岩化碎裂岩构成,南端于上崖头断裂(F3)交汇处见有银铅矿化、硅化和钾长石化。F4断裂位于矿区西北部,走向30°,倾向南东,倾角65°左右;断裂产于回龙夼岩体中,构造带宽2~4 m,区内长为2 km,断裂带内绢英岩化强烈。
NNE向断裂主要为上崖头断裂(F3),位于上崖头—虎鹿夼村西,两端均延伸至矿区外,为矿床容矿控矿构造。经钻探验证,上崖头断裂发育两个主破碎带,相距5~55 m,浅部靠断裂带上盘的主破碎带倾角略缓,一般为55°~65°,深部靠近下盘的主断裂带倾角略陡,倾角为65°~75°。该矿床的银铅主矿体赋存于这两个主破碎带内的蚀变带中。
1.3 岩浆岩
区内岩浆岩出露面积较大,主要为新太古代回龙夼单元细粒含角闪黑云英云闪长质片麻岩,另外脉岩较发育。回龙夼单元主要分布于大庄头断裂南西侧,岩性为细粒含角闪黑云英云闪长质片麻岩,岩体中多含包体,包体成分为斜长角闪岩、石榴子石斜长角闪岩、榴闪岩、辉石岩等。
区内脉岩主要为闪长玢岩,其次有辉绿玢岩、煌斑岩等,多沿断裂构造侵入,主要分布在回龙夼单元岩体内。F3构造蚀变带内常见有闪长玢岩及煌斑岩与构造走向平行侵入,其中闪长玢岩脉与本区矿体关系密切,矿体下盘多为闪长玢岩脉。
2 矿床地质特征
2.1 矿体特征
虎鹿夼矿区共圈出3个工业矿体,编号分别为:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中规模最大的为Ⅰ号银铅矿体,Ag储量达到矿床储量的65%。
Ⅰ号矿体位于主破碎带底部靠近下盘的蚀变岩石中,呈脉状产出,矿体总体走向15°左右,倾向SEE,矿体整体倾角为67°;矿体长约700 m,矿化较连续,延深平均为120 m左右,矿体略向NE侧伏,矿体厚为0.40~4.51 m,平均厚1.94 m;银平均品位为232.43 g/t,共生铅平均品位为2.93%。
Ⅱ号矿体位于主破碎带靠近上盘附近的蚀变岩中,呈脉状产出,矿体总体走向15°左右,倾向SEE,平均倾角为60°;矿体延伸长约360 m,矿化较连续,沿走向及倾向局部膨大发育,整体向NE侧伏延深,延深长度约为120 m,矿体平均厚度为1.90 m;银平均品位为308.17 g/t,共生铅平均品位为5.86%,伴生金平均品位为0.67 g/t。
Ⅲ号矿体规模很小,位于主破碎带靠近上盘的蚀变带内;矿体平均厚度为0.7 m;银平均品位为139.71 g/t,共生铅平均品位为0.41%,伴生金平均品位为3.32 g/t。
2.2 矿石特征
虎鹿夼银铅矿矿石类型主要为脉状、网脉状金属硫化物石英脉型银铅矿石,其次为角砾状金属硫化物角砾岩型银铅矿石和细脉浸染状(黄铁)绢英岩质碎裂岩型银铅矿石。
根据对矿区矿石的含矿量分析,不同矿石类型的银、铅品位略有差异,一般来说,脉状、角砾状金属硫化物石英脉型和多金属硫化物角砾岩型矿石银、铅品位较高,而细脉浸染状黄铁绢英岩质碎裂岩型矿石相对品位较低[5]。
矿石中的金属矿物主要为辉银矿-螺状硫银矿、自然银、方铅矿,次为金银矿、黄铁矿、黄铜矿、角银矿、硫锑铜银矿、闪锌矿等。非金属矿物主要为石英,其次为绢云母、方解石、绿泥石等。
矿石结构主要有碎裂结构、填隙结构,次为包含结构、交代残余结构和假象结构等。矿石构造主要有脉状构造、角砾状构造、网脉状构造,其次为细脉状构造、细脉浸染状构造等。
2.3 矿化蚀变特征
矿体主要赋存于上崖头断裂蚀变带内,受蚀变带控制明显。蚀变带长度大于2 000 m,在地表和剖面上均呈舒缓波状,地表出露宽度5~32 m不等,总体上由浅部向深部逐渐变宽,走向为0°~30°,总体走向为15°,倾向为105°。蚀变带内发育多金属硫化物石英脉、绢英岩质碎裂岩及构造角砾岩。
蚀变带内发育的蚀变类型主要有黄铁绢英岩化、硅化、钾长石化、碳酸盐化和青磐岩化等。根据地表出露及岩心观察,岩石的蚀变强度与其破碎程度在一定程度上呈正相关关系。蚀变带大致可分为内、中、外三个带,即绢英岩化带、钾长石化带和青磐岩化带,三者呈渐变过渡关系。
绢英岩化带(黄铁绢英岩化)普遍发育,位于蚀变带的核部,与银矿化关系密切,主要由绢英岩质碎裂岩、硫化物石英脉和断层泥构成;钾长石化带主要由钾长石化黑云斜长片麻岩组成;青磐岩化带主要由青磐岩化黑云斜长片麻岩组成。矿(化)体与蚀变带规模关系密切,蚀变带膨大部位矿体厚度往往较大,且银铅品位较高。
3 控矿条件分析
3.1 地层和岩性控矿分析
地层对银成矿的影响主要体现在作为赋矿围岩和矿源层两方面。中国银矿床的赋矿地层从太古宇到新生界都有,但占比差异较大,元古宇最多,上古生界次之,太古宇和新生界最少[6]。虎鹿夼银矿床范围内广泛分布新太古代胶东岩群、古元古宙滹沱系荆山群、粉子山群等老变质岩地层和岩体。从整个成矿机理来看,其物质来源于陆源和上地幔、下地壳有关的中基性-中酸性火山岩,而这些古老地层和岩体的银、铅多金属丰度值较高,银元素在各类岩石中的含量高且稳定,一般约为0.5×10-6,为地壳平均值的6~7倍[1]。这些地层为矿床的形成提供了丰厚的成矿物质来源,因此,认为区域上的地层及岩浆岩在一定程度上控制了矿体形成。
3.2 构造控矿分析
矿区内赋矿构造为NNE向的上崖头断裂,是区内较晚的构造活动,为成矿热液运移提供了通道,为成矿物质的沉淀、富集提供了有利空间。矿区内上崖头断裂控制了银铅矿体的分布,矿体大多产于构造破碎带及蚀变带内。
3.3 岩浆岩控矿分析
矿区内的闪长玢岩较为发育,赋存于断裂带内,常作为矿体底板存在。区内中生代闪长玢岩脉的侵入为矿体形成提供驱动成矿热液、热源和活化矿源层中的银元素的作用,为银、铅等成矿元素的迁移提供了条件。
4 找矿标志
(1)构造标志。区内NNE向断裂与成矿关系密切,是银铅矿体主要的控矿和容矿构造,尤其在构造破碎程度高、构造带膨大区域是成矿的有利部位,是直接的找矿标志。
(2)矿化蚀变标志。黄铁绢英岩化、方铅矿化与矿体有密切关系,为寻找银铅矿床的直接找矿标志;绢英岩化、硅化、钾长石化、青磐岩化等主要的围岩蚀变,是寻找该类矿床的间接找矿标志。
(3)地球化学标志。银铅元素原生晕异常可作为寻找银铅矿的地球化学的直接找矿标志。
(4)特征岩脉标志。区内闪长玢岩较为发育,常作为矿体底板与矿体成共生关系,可作为间接找矿标志。
(5)地球物理标志。高极化率、高磁化率激电异常可作为该类矿床地球物理勘探方法找矿的间接找矿标志。
5 结论
通过对虎鹿夼地区银铅矿床的控矿条件分析,初步认为区域上广泛发育的胶东岩群等老变质岩和岩体为矿床形成提供了丰富的物质来源,后期NNE向的上崖头断裂的发育,为成矿热液和成矿物质的运移、沉淀和富集提供了通道和空间;中生代岩浆活动为矿床形成提供了流体来源和银铅元素的活化、迁移和富集成矿提供了热源,使矿源层及蚀变带内的成矿元素活化、迁移,在蚀变带内沉淀、富集形成中低温热液的多金属硫化物银铅矿床。