探讨鲁西铜石金矿田地质特征及成矿预测

时间：2022-11-17 12:15:47 硕士毕业论文我要投稿

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探讨鲁西铜石金矿田地质特征及成矿预测

　　1.前言
　　
　　铜石金矿田位于沂沭断裂带西侧的鲁西隆起区。结晶基底由新太古界泰山岩群变质地层及太古代—早元古代侵入体组成。区内盖层发育较全，古生代寒武系和奥陶系大面积分布，在断陷盆地边部，分布有石炭系及二叠系等。区内断裂构造发育，岩浆岩分布较广。
　　
　　2.成矿地质背景
　　
　　2.1 地层
　　区内地层由老到新主要有新太古代沉积变质地层、古生代海相碳酸盐岩—碎屑岩沉积地层，以及中生代—新生代陆源碎屑岩—火山碎屑岩沉积建造，其中，以古生代寒武系、奥陶系地层分布最广。
　　新太古代沉积变质地层主要为泰山群山草峪组（Ar3s）等；古生界是该区现存最早的沉积盖层，为一套海相碎屑岩—碳酸盐岩沉积，与下伏新太古代沉积变质基底呈角度不整合接触，主要有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系等，尤以寒武系地层分布最广，多呈单斜或近水平岩层产出，自南东向北西，底部层位有逐渐变高的趋势，按其岩性可划分为朱砂洞组、馒头组、张夏组、崮山组、炒米店组及三山子组；侏罗系、白垩系、古近系分布于该区的东北部，出露有淄博群、二青山群、官庄群等。
　　寒武系朱砂洞组为本区磨坊沟式金矿体的有利赋矿层位，在铜石杂岩体的西、南边部有广泛分布，在东南部呈隐伏状态，厚度100～115m。其岩性主要为中厚层—厚层灰质白云岩、细晶白云岩、含燧石结核白云质灰岩、泥质白云岩、白云质灰岩和薄层条带状灰岩等。该组分两个岩性段，下部丁家庄段以白云岩为主，上部上灰岩段以灰岩为主。岩层产状平缓，N或NE 倾，倾角一般在5°～20°之间。该组不整合于太古代变质基底之上，其下段（丁家庄段）是金矿体的主要赋存层位。矿化层一般厚3～10m，其顶底板附近常有与地层产状一致的中生代二长斑岩岩床分布。
　　
　　2.2 构造　　
　　区内构造以断裂为主，主要有NW 向、NNW 向、NE 向和近EW 向四组。其中以NW向断裂最为发育，而且规模较大，是构成区内构造格架的主体，多为高角度正断层，该组断裂造成了寒武系、奥陶系沉积盖层的重复出现，南断北超是该组断裂的主要特征。
　　NNW向燕甘断裂是区内规模最大的断裂构造，控制着区内地层和中生代岩浆岩的分布，该断裂具有多期次活动的特点，早期以张性为主，控制着二长闪长玢岩侵位，中期以张扭性为主，并伴随着二长斑岩侵位，晚期以右行压扭性为主，在其两侧的次级断裂中局部产生隐爆角砾岩和金矿化，目前区内所发现的金矿（床）体，多数与小型次级断裂有关，并受其控制[1]。
　　
　　2.3 岩浆岩
　　区内岩浆岩主要有新太古代、元古代侵入岩和中生代侵入岩三大系列。新太古代－元古代侵入岩主要分布于凸起区，大致呈北西向展布。其中新太古代岩石主要由一套TTG 系列岩石组成，元古代为二长花岗岩系列，二者构成区内主要的结晶基底[2]。中生代侵入岩大都处于凸起的边缘及断裂构造的交汇部位。构造活动导致了岩浆的侵入，其形态呈多岩株、岩床、岩脉状等，集中分布于平邑县铜石地区。中生代岩浆活动，是区内内生金及多金属矿形成的主要控矿因素之一，目前已发现的矿床（点）多集中分布于燕甘断裂两侧的中生代侵入体边部及周围的古生界地层中，表明金及多金属矿产的形成与中生代岩浆活动密切相关。
　　
　　2.4 地球物理特征
　　2.4.1 磁异常特征
　　铜石地区各类岩石的磁性变化较大。沉积岩一般无磁性或具微弱磁性，因此，在沉积岩区多形成平稳的低负磁场。早前寒武纪TTG 岩类、钾质花岗岩类的磁性较弱，多形成低负平稳的正磁场。变闪长岩类杂岩体以及中生代花岗质、闪长质、镁铁质侵人岩的磁性较强，磁化率高，因此，这些岩石分布区多形成局部磁异常。
　　泰山岩群的磁性变化很大，雁翎关组属中等磁性，山草峪组磁性较弱，柳杭组的磁性界于雁翎关组和山草峪组之间。各类岩石磁性参数详见。　　
　　2.4.2 重力场特征
　　铜石地区不同时代地层岩石密度差别较大，总的特征是从老到新岩石密度由大逐渐减小[3]。太古宙泰山岩群密度最大，其平均值为2.81g/cm3；早古生代平均密度为2.71g/cm3；晚古生代平均密度值均为2.61g/cm3；中生代平均密度为2.52g/cm3；古近系平均密度值为2.35g/cm3；第四系密度最低，平均值1.71g/m3。
　　铜石地区区域重力场特征与基底岩石出露范围、中新生代盆地展布、构造形迹及深部壳幔形态有关。其基本特征与区域磁场特征相一致。总体上显示大规模的重力低异常带，在泰山岩群和元古代—中生代的侵人岩体分布区均呈现重力低背景上的局部重力高异常，而在中新生代断陷盆地中，由于巨厚的低密度沉积盖层的影响，在区域性重力低的背景上，明显反映与盆地范围相当的局部重力低异常特征。
　　
　　2.5 球化学特征
　　2.5.1 同位素地球化学
　　基底太古宙绿岩带区铅同位素组成变化较大，放射性成因铅质量分数比较高，N（206 Pb）／N（204Pb）变化范围：17.1898～21.6268，离差为4.437；N（207Pb／N（204Pb）变化范围：15.3681～16.0820，离差为0.7139；N（207Pb）/N（204Pb）变化范围37.3377～47.5235，离差高达10.1858，样品主要为异常铅，因此不能获得合理的模式年龄。绿岩带区铅同位素N（238U）／N（204Pb）值相对集中，反映铅源相对单一，或具有相似的铅源区；在Zartman和Doe[4]铅构造模式图上，矿石铅、地层铅和岩体铅大部分落在上地幔与造山带演化线周围，个别落在上地壳演化线附近，说明铜石基底构造层铅源主要是幔源物质，部分是幔源物质与上地壳物质不同程度混染的产物[5]。
　　
　　2.5.2 微量元素地球化学
　　微量元素地球化学表明，Au、As 两种元素在太古宙雁翎关组、山草峪组和柳杭组中具有较高的含量，雁翎关组金的平均含量为3.3×10-9，山草峪组金的平均含量为8.1×10-9，柳杭组金的平均含量为16.4×10-9，以上数据显示金元素有局部富集形成矿床的物质基础[6]。
　　古生代—中新生代盖层中Au 均低于地壳丰度，但各时代地层As、Sb、Pb 含量均偏高，尤其是As 高出地壳丰度3～5.2 倍，可能与基底地层中较高As 含量有关。铜石地区太古宙—中生代不同期次岩体中元素参数统计显示，古元古代侵入岩中，Ba、Y、Zr 含量较高，Au低于地壳丰度；中生代侵人岩中Au、Cu、Pb、Sb、Ba 等含量均高于地壳丰度，可以形成优势矿产[7]。由此说明，铜石地区可能经历了太古宙和中生代两期矿化作用。
　　
　　3.成矿预测依据
　　
　　3.1 地质依据
　　1 地层：寒武系、奥陶系碳酸盐岩与成矿岩体的接触带部位是寻找金矿体的有利标志。
　　碳酸盐岩化学活动性强，易与岩浆发生交代作用，促使金等金属硫化物沉淀。寒武系、奥陶系碳酸盐岩是金多金属成矿的有利地球化学障。
　　2 构造：区内NNE、EW、NE 向断裂，尤其是以上断裂的交汇部位是含矿岩体侵位和赋存的有利空间。归来庄金矿主要赋存于近EW 向断裂之中，同时在与NE 向断裂的交会部位矿化加强。
　　环绕成矿岩体的外接触带围岩中的层间破碎带、滑脱带以及寒武系底部与结晶基底之间的不整合面是有利的构造标志。梨方沟、磨坊沟金矿矿体就赋存于不整合面上部几十米的部位；在归来庄金矿开采的过程中，也发现了发育于脉状金矿体之外的顺层间破碎带的层状金矿体。
　　3 岩浆岩：岩体边部的侵入角砾岩或隐爆角砾岩筒也是寻找热液型矿床的良好标志。归来庄、卓家庄金矿就位于隐爆角砾岩中。区内的含矿岩体为多期次浅成侵位的中酸性杂岩体，具细粒、斑状结构，在岩体边部的局部伴有角砾岩筒或侵入角砾岩，有时具有明显的次火山岩性质。以铜石岩体为例，杂岩体的岩石类型由早期至晚期的变化通常为：二长—闪长质、二长正长质岩石，矿化主要与晚期侵入岩相有关。岩浆的多次侵入活动促使形成并保持较长期的热液系统，有足够的矿质和挥发份富集形成含矿的岩浆热液。
　　
　　3.2 地球物理依据
　　重力异常是良好的找矿信息，铜石地区的重力异常显示，归来庄、卓家庄等矿床位于低正异常和低负异常带上，即位于从高正异常向高负异常区的过渡带上，这正是低密度的岩浆岩和高密度的寒武系、奥陶系围岩的接触带。所以重力低正异常和低负异常带是良好的找矿信息。铜石地区的磁异常显示，归来庄、卓家庄等矿床位于低正异常和低负异常带上，这是磁性相对明显的岩浆岩和基本没有磁性的的寒武系、奥陶系围岩的接触带。所以磁力低正异常和低负异常带是较好的找矿信息。
　　
　　3.3 地球化学依据
　　铜石地区显示区域上得Au 高异常，该区发现的金矿床（点），如归来庄、卓家庄、梨方沟、磨坊沟等，主要集中在1?50000 水系测量圈定的金异常中，说明地球化学异常是找矿的良好依据。
　　
　　4.成矿预测
　　
　　4.1预测靶区
　　1.归来庄—曾家庄金矿预测区
　　该区位于铜石岩体东北部，面积约3.3km2。区内主要出露的地层为寒武—奥陶系灰岩、白云岩及侏罗—白垩系砂页岩、火山碎屑岩等。寒武系灰岩是该地区金矿床的直接围岩，该靶区位于燕甘断裂带东侧，有NW、NE、EW 向三条次级断裂通过，特别是存在分层拆离剪切带，断裂是有利的导矿通道。区内可见有闪长玢岩岩床和花岗斑岩岩床出露，花岗岩又是该区金矿化的最主要母岩，花岗岩体为成矿提供了物源和动力。区内局部见褐铁矿化，经化探分析具有Au、Ag 高值异常。重力异常位于从高正异常向高负异常区的过渡带上，磁异常也位于从高正异常向高负异常区的过渡带上。因此，本区可作为进一步找矿的重点靶区。
　　2.磨坊沟—营子洼金矿预测区
　　该区位于铜石杂岩体的西部，面积约4.34km2。该预测区位于二长闪长玢岩和寒武系灰岩的接触部位，预测区内主要出露地层为寒武系。区内断裂构造比较发育，其中NW 断裂最为发育。区内已发现并开采磨坊沟金矿，并有不少的民采点。化探分析显示Au、Ag 高异常值。进一步工作可作为重点。
　　3.大平安庄—上毛峪金矿预测区
　　该区位于研究区中南部，面积约0.46km2。区内主要出露地层为寒武系。区内主干断裂走向为NW 向，出露岩体中节理异常发育，方解石脉发育。区内见二长斑岩、闪长玢岩出露，接触带见褐铁矿化。尽管化探分析Au、Ag 的异常不明显，但成矿地质环境有利，进一步可对深部进行研究。
　　
　　4.2 野外验证
　　在圈定预测靶区以后，到野外开展了验证工作。验证的方法主要是路线踏勘，并采集基岩分析样品。路线踏勘长度约10km，采集样品425 件。野外踏勘验证了室内研究的正确性，在预测靶区内新发现2 个金矿点。
　　毛峪金矿点：位于毛峪村东。矿点主要出露炒米店组灰岩，岩石发育褐铁矿和方解石细脉，采样分析为ωAu=408.2ppb，大大高于灰岩平均值，显示明显的金矿化。
　　大平安庄金矿点：位于大平安庄村东，矿点主要出露炒米店组藻灰岩、砾屑灰岩等，岩石发育褐铁矿，且方解石买发育，采样分析为ωAu=74.5ppb，高于灰岩的平均值。
　　
　　5.结束语
　　
　　通过对铜石地区地质特征的研究和成矿预测分析显示，铜石金矿田内具有较大找矿前景。初步圈定了3 个远景靶区，通过野外验证发现了2 个具有进一步工作价值的金矿点。为进一步找矿指明了方向。

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　　参考文献
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　　[4] Zartman R E，Doe B R. Plumbtectonics—The model.Tectonophysics，1981，75(1-2)：135-162.
　　[5] 张栓宏，周显强，田晓娟. 鲁西地区绿岩带金矿床铅同位素研究[J]. 矿物岩石，1999，19（2）：72-76.
　　[6] 胡华斌，毛景文，牛树银等. 鲁西平邑地区浅成低温热液金矿床成矿作用[M]. 北京：地震出版社，2007.
　　[7] 梅孜文，黎彤. 华北地台鲁西沉积岩稀土元素地球化学[J]. 地球化学，1994，23（C00）：133-144.

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