新疆金東礦化蝕變帶剖面測量及找礦模型研究

1采空區(qū)深部基本礦物山東金融集團有限公司成立于196年7月1日。它被稱為“金城明朝”。它是一家集采、選、賣于一體的大型二次黃金生產(chǎn)公司。它是山東金融集團有限公司的中心部門之一。礦山生產(chǎn)能力由1967年的600t/d發(fā)展至今已超過1700t/d,黃金產(chǎn)量曾連續(xù)23年居全國礦山之首。招遠地區(qū)有“金城天府”之譽稱,至公元1007年(宋,景德四年)業(yè)已“歲益數(shù)千兩”黃金。玲瓏金礦從清朝開始規(guī)模開采,老硐采空區(qū)遍及全區(qū),特別是九曲礦區(qū)淺部基本采空。近年礦田各礦山的深部不斷有新的資源量被發(fā)現(xiàn),深部第二富集帶已經(jīng)在地表2000m以下揭露了礦體。為了開展深部接替資源勘查,采空區(qū)深部預測成為深部探礦的難題。本研究利用采空區(qū)的生產(chǎn)資料,開展礦化蝕變帶剖面實測,建立石英脈和蝕變巖2種類型金礦的構造蝕變分帶關系,形成野外可觀察的礦化蝕變圖例。通過地表結合井下構造蝕變巖填圖,把找礦標志從礦脈和近礦蝕變巖擴大為全部蝕變巖乃至弱鉀化花崗巖,使找礦預測目標從1-2m擴大到幾十米至幾百米,擴大了幾倍甚至幾十倍。用構造蝕變巖相地質測量與深部找礦方法,在九曲地區(qū)采空區(qū)之下預測獲得了驗證。2礦化蝕變脈帶玲瓏金礦位于招遠-萊州金礦化集中區(qū)東部,是山東半島大型金礦之一。北起大園、后地,南至臺上,東到大磨曲家,西至歐家夼。南北長6000m,東西寬11000m,面積約66km2。以玲瓏為中心約70km2范圍內(nèi)(圖1),圈定的礦化蝕變脈帶共143條,其中有一定規(guī)模者近百條,具工業(yè)價值者30余條,石英脈型和蝕變巖型礦床均具大型規(guī)模。從區(qū)域構造來看,礦區(qū)受玉皇頂斷裂、玲瓏斷裂和破頭青斷裂的控制,整體受控于東西向構造體系和北北東向新華夏系構造體系的復合疊加控制。3開采對開采的影響目前,玲瓏九曲礦區(qū)已經(jīng)開采到-600m標高以下,且上部中段開采工作基本完成。經(jīng)過多年的開采,留下了較多的采空區(qū),給井下作業(yè)帶來了不少的安全隱患。為了保證井下安全生產(chǎn),對采空區(qū)采取了填充加固措施。為了開展深部接替資源勘查,采空區(qū)深部預測成為深部探礦的難題。一般來說,很難進入采空區(qū)和附近的中段開展實測和研究,這給采空區(qū)的深部預測帶來了很大的困難。4充填法采空區(qū)的安全分析隨著開采的不斷深入,100—-600m采礦區(qū)域已經(jīng)工作完畢,一些中段的巷道已經(jīng)封閉。100—-100m中段采空區(qū)主要集中在-300—-600m中段之間,如47礦脈(圖2)。由于采空區(qū)存在潛在的危險性,在礦石開采完畢后會及時地采取填充法對采空區(qū)進行加固,同時由于安全原因,人員難以在淺層中段的采空區(qū)繼續(xù)工作,這給礦區(qū)的深部預測帶來了困難。由于不允許進入礦脈產(chǎn)出部位實地觀測,已有的礦體、礦脈開采完畢,也不容易取得巖石樣品,所以通過礦脈礦體開展深部預測的方法基本上不能夠實現(xiàn)。5采空區(qū)深部預測的地質測量及預測在膠東金礦的長期地質研究和礦山勘探的實踐中,蝕變與礦化密切相關的事實已為人們所認識。前人在礦山地質工作中往往把礦體、強蝕變帶作為預測找礦的標志。可是,礦體零散且變化復雜,強蝕變帶窄小且處于采空區(qū),就礦找礦的思路方法難以解決深部預測問題。筆者認為,以對采空區(qū)生產(chǎn)資料的開發(fā)分析為基礎,利用地表和一些可以工作的中段進行實地測量,編制具體礦化蝕變帶的剖面圖,利用把找礦標志從礦脈和近礦蝕變巖擴大為全部蝕變巖乃至弱鉀化花崗巖的方法,可以使找礦預測目標從1-2m擴大到幾十米至幾百米,擴大幾倍甚至幾十倍。就是說,本研究不僅把礦脈和強蝕變帶,而且把弱蝕變花崗巖帶包括在蝕變帶范圍里,這樣把預測蝕變帶目標的寬度擴大到礦體寬度的幾十倍。構造蝕變巖測量研究方法擴大了預測目標,降低了找礦難度,是采空區(qū)深部預測的一個有益探索。通過對構造蝕變巖帶進行三維分析,從構造蝕變巖相帶總體上分析深部礦化的延伸方向和變化規(guī)律,依此對礦化地質體深部走向、寬度和傾斜特點加以把握和預測,是解決采空區(qū)深部預測的有效方法。在玲瓏九曲礦區(qū),金礦類型主要分為石英脈型和蝕變巖型2種,蝕變巖金礦賦存在區(qū)域擠壓剪切帶內(nèi),石英脈充填于次級和低序次的伸張裂隙和斷裂帶中,這2種類型的礦體成λ字形構造關系。2種礦床圍巖蝕變類型相近,均以鉀化、硅化、絹云母化、黃鐵礦化為主,碳酸鹽化、綠泥石化、高嶺石化等也有不同程度的發(fā)育。通過對2種類型金礦典型剖面圖的編制,可以較為系統(tǒng)地了解金礦脈及其兩側蝕變巖的分帶和分布規(guī)律。5.1基性巖巖型、通過實測九曲蔣家地質剖面(圖3),對黃鐵絹英巖化碎裂巖型金礦的構造、蝕變和礦化進行了系統(tǒng)的了解。蝕變巖型金礦由礦體到普通花崗巖蝕變情況逐漸變?nèi)?含礦帶為黃鐵絹英巖化碎裂巖及糜棱巖帶(進而可以細分為黃鐵石英細脈網(wǎng)脈狀絹英巖和黃鐵絹英巖帶)→絹英巖化蝕變碎裂巖帶→黃鐵絹英巖、弱絹英巖化花崗質碎裂巖帶(呈平行密集裂隙和網(wǎng)脈群構造)→絹英巖化碎裂鉀化花崗巖(多為網(wǎng)脈狀蝕變和礦脈穿插鉀化花崗巖)→弱鉀化花崗巖(花崗巖出現(xiàn)朱紅色斑狀變斑晶,蝕變斑狀花崗結構,原巖的花崗巖礦物組成和結構構造基本未發(fā)生根本的改變)→未蝕變花崗巖(該區(qū)為似片麻狀黑云母花崗巖)。5.2黃鐵石英脈實測九曲大開頭井下中段剖面,研究石英脈型蝕變帶(圖4),其分帶模式由礦體至兩側蝕變由強到弱十分明顯。從圖4中可以看出,以含礦部位黃鐵石英脈為中心,兩側巖體的蝕變強度逐漸變小,非常有規(guī)律。黃鐵礦石英脈帶向外依次為:黃鐵絹英巖→弱絹英巖化花崗質碎裂巖(常具有細脈浸染狀金礦化,是金礦化最主要的交代帶)→鉀化花崗巖→網(wǎng)脈狀蝕變(礦化沿著脆性密集解理帶穿插形成礦脈)→弱鉀化花崗巖→普通花崗巖。5.3蝕變帶與巖石化學特征蝕變巖金礦,“焦家式”以黃鐵絹英巖為中心,“玲瓏式”以充填石英脈為中心,向兩側不對稱發(fā)育,一般下盤發(fā)育更完好,但均具從黃鐵絹英巖化帶—黃鐵絹英化花崗巖帶—鉀長石化花崗巖帶—黑云母花崗巖的蝕變分帶。由于所處活動地帶構造特征不同,礦床類別不一樣,因而不同蝕變礦化帶的化學成分出現(xiàn)一定的區(qū)別。對焦家型和玲瓏型金礦蝕變帶進行測算,運用巖石巴爾特法計算各蝕變帶樣品的單位晶胞陽離子數(shù)平均值,結果表明,隨著蝕變增強,Si4+、K+、Fe3+、OH-增加,Na+、Al3+帶出,蝕變是一種硅化、鉀化、水化而去鋁、鈉的過程。石英脈型金礦巖石化學分析結果表明:蝕變作用過程中,K+、羥基、Fe3+、Mg2+增加,Si4+、Na+減少,是鉀化、水化、黃鐵礦化與去硅、鈉的蝕變作用。焦家型金礦蝕變作用是黃鐵絹英質蝕變巖的熱液演變向低Si、K狀態(tài)發(fā)展,而石英脈的熱液則向高Si富Na且低K的方向發(fā)展。地球化學特征表明,巖石分帶反映了成礦地球化學的結果,證明蝕變帶能夠代表礦化的基本輪廓和分布形式。結合巖石結構構造變形特點分析,建立區(qū)內(nèi)基本構造蝕變巖相的圖例系統(tǒng)(表1)。5.4地表、中段構造蝕變巖蝕變帶預測結果分析在原有礦山地質圖的基礎上,對金礦區(qū)開展了1∶2000構造變形巖相形跡的實測填圖(圖5)。研究表明,花崗巖似片麻理構造的方向為NW300°左右,傾向傾角變化較大,總體傾角較平緩,與基底變質巖層的特征較為吻合,而蝕變成礦期的葉理構造呈走向NNE10-30°方向,傾向SE者為主,傾角中等偏小(20-50°)。根據(jù)花崗巖片麻理和構造葉理的發(fā)育情況,初步劃分出了幾個不同的構造變形巖相帶:似片麻理黑云母花崗巖帶、弱鉀化黑云母花崗巖帶、鉀化花崗巖帶、弱變形黃鐵絹英巖帶和強變形黃鐵絹英巖帶。構造變形巖相不規(guī)則分布控制了礦化的不均一性。根據(jù)上述構造蝕變巖蝕變礦化分布圖,以地表圖結合重點中段構造蝕變巖蝕變帶觀測填圖結果,建立綜合的預測圖件。該圖件主要考慮蝕變礦化帶的總體性、礦化富集的非均一性和構造蝕變帶的疊加富集等規(guī)律。在此基礎上,從地表結合井下,重點把礦體和蝕變巖總體作為預測目標。研究分析以下礦化分布特征,開展深部礦化分析。(1)根據(jù)礦區(qū)剖面圖分析獲知,九曲礦段大多數(shù)礦脈或者蝕變帶都具有往NW傾的特征,通過地表、中段構造蝕變礦化帶的剖面對比分析可知,預測區(qū)深部西北部(圖5)還存在可觀的資源量。(2)根據(jù)礦區(qū)東南部發(fā)育的礦脈和蝕變帶大都向NE、NNE向傾伏,同時在-670m以下仍有隱伏礦體發(fā)育,可以推斷礦區(qū)西北部具有良好的找礦遠景。(3)礦區(qū)西北部9、23、25、31、33、36和39號脈在地表發(fā)育一定規(guī)模的構造變形巖相帶,西北部地表以下的深部存在隱伏工業(yè)礦體(圖6)。(4)玲瓏金礦田破頭青構造帶(213.2Ma)成礦深度最大,超過3000m;西山NEE向石英大脈帶(100.28Ma),形成深度近2000m;目前揭露的工業(yè)礦體已達地表以下600m。開采的僅是礦床的上部,深部還存在較多的礦體。6蝕變巖總體預測目標根據(jù)構造蝕變巖蝕變礦化分布,以地表圖結合重點中段構造蝕變巖蝕變帶觀測填圖結果,建立三維預測圖件。在此基礎上,從地表結合井下,重點把礦體和蝕變巖總體作為預測目標,按照礦脈群的思路和構造蝕變帶整體預測的方法,測量研究分析獲得以下蝕變礦化帶的分布特征,用以指導采空區(qū)深部預測。構造變形巖相帶呈礦脈群在平面和剖面上延伸。在進行成礦預測的過程中,運用礦脈群的概念把弱鉀化蝕變巖總體作為找礦目標,使靶區(qū)擴大了幾十倍至上百倍,大大提高了分析預測的精度、效果和范圍。九曲礦段大多數(shù)礦脈傾向NW(圖7),按照礦脈群的思路和構造蝕變帶整體預測的方法,具體預測結果如下。(1)nw傾入/局部去se傾主要包括5、7、8、9等礦脈(圖7),空間上呈“串聯(lián)”或Y字形分布,產(chǎn)狀為310-325°∠56-79°,走向40-55°,以NW傾為主,局部往SE傾。已知礦體主要由黃鐵礦石英脈、黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖和角礫巖組成,根據(jù)對鉆孔資料和剖面圖特征的分析,7、8、9三條脈在標高0m處未中斷,且往深部傾角逐漸變緩,因而該脈群向深部還有一定延續(xù)。(2)主礦走向、地質性質及交切點特征該脈群主要包括4、14、13、4支、47、47N、47S、48、10、10支、18、18#、52#、10#等礦脈,空間分布上它們呈“串聯(lián)”或Y和X形分布,產(chǎn)狀257-320°∠60-83°,礦脈傾角較陡。由NW往SE礦脈發(fā)育的密集程度不同,礦脈的垂直分布從NW往SE呈現(xiàn)疏密相間、逐步密集的現(xiàn)象,說明礦區(qū)無論是深部還是南部都有較大的探礦前景。47#脈:該脈地表出露長約3000m,SE側伏,自西向東由NE—NEE—NE波狀彎曲,傾向NW,局部SE,傾角50-85°。并于不同標高和線位與18#、10#脈交會,47#與10#脈斷裂交切點軌跡線向NE側伏,側伏角60°左右,這就決定了該脈帶主礦體向深部很有可能沿60°角向NE側伏延伸。該脈與9#支、52#脈交切點多在-300m標高以下,交切點軌跡線波狀起伏,說明該脈帶深部-300m標高上、下仍有一定成礦遠景。50#脈:該脈控礦斷裂淺部南東傾,向下轉為直立或北西傾,與10#礦脈交切點上部(-100m標高以上)向南西側伏,側伏角65°左右,下部向北東側伏,側伏角60-70°,預示著50#脈深部主礦體向北東側伏延伸。48#脈傾向有南東、北西擺動現(xiàn)象,總體傾向南東,傾角65-85°,在深部不同標高交于47#脈,在空間上構成構造透鏡體。10#破碎帶:該脈破碎帶走向長超過8000m,向南西有穿過171#脈的趨勢,向北東于九曲東部分成2條,一條沿40°走向與九曲-蔣家斷裂(208#脈)復合,另一條轉向25°左右與脈巖平行延伸。破碎帶膨大處黃鐵絹英巖化強烈地段可構成一定規(guī)模的工業(yè)礦體,已知礦體主要由黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖、角礫巖和含金石英黃鐵礦脈組成。依據(jù)礦脈產(chǎn)出位置及其空間穿插、連接關系,該脈帶空間往深部和北西延伸方向還有一定規(guī)模的資源量。18#脈:該脈淺部往南東傾,向下轉為北西傾。沿走向和傾向于不同標高和線位與10#破碎帶交切。東部深部以傾向北西、傾角45-75°礦脈為主,與4、13#等礦脈交切,在交切部位以上,預測18#蝕變帶中有工業(yè)礦體發(fā)育。(3)礦脈群的地質特征包括174、175、176、176支、176N和177#等礦脈,空間上呈“串聯(lián)”或Y字形分布。該脈群的顯著特點是,地表蝕變帶較寬、較強,巖石破碎,礦石以蝕變巖型為主,地表絹英巖化帶寬度為4-35m,在深部130-50m范圍內(nèi)產(chǎn)狀由SE傾變?yōu)镹W傾,礦脈形狀則分岔為多支呈“串聯(lián)”狀共生,傾角相對較陡的細脈,礦石由蝕變巖型逐步過渡到含金石英脈型。可見該脈群由NW往SE分布區(qū)較穩(wěn)定,都可劃分為穩(wěn)定的礦脈稀疏帶、礦脈密集帶和礦脈稀疏帶,穩(wěn)定的同時也有少量的變化,這種變化體現(xiàn)是往SE方向礦脈分布區(qū)有往深部變化的特征。結合該礦脈群淺部較寬的特點,該脈群往SE方向無論是淺部和深部都有較大的勘探前景175#脈:該脈系地表出露長約2500m。由175#、174#及其下盤的176#、177#和178#脈組成,脈帶寬30-380m,主礦脈走向40-55°,傾向南東,傾角45-65°,深部則NW傾,175#主礦脈淺部已控制主礦體水平厚度3-12m,均厚5-6m,走向長40-130m,均品位3-4g/t,礦石以含金蝕變巖為主。向深部于SE緩傾斜的礦化帶中發(fā)育一組陡傾斜(近于直立)或北西傾的張扭性破碎帶,充填石英黃鐵礦細脈和黃鐵礦網(wǎng)脈。176#、177#和178#脈:這3條脈地表出露長1280m左右,走向40-60°,局部膨大呈透鏡體狀。該脈帶淺部SE傾,傾角50-70°,局部20-40°。向下(130m標高以下)分散成多條近于直立和NW傾斜延伸的礦脈群,走向NE40-55°,傾向北西,傾角35-70°。向西沿走向,該脈帶與50、10支相連通,形成隱伏盲礦脈。該蝕變帶-70m中段以上僅見小規(guī)模礦體,礦體連續(xù)性差,品位變化大,主要由黃鐵礦石英脈、石英黃鐵礦脈組成