张家洼矿区金等贵金属分布的可能性研究
孙志远 徐翠红
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孙志远 徐翠红,. 张家洼矿区金等贵金属分布的可能性研究[J]. 冶金技术,2021.9. DOI:10.12721/ccn.2021.157085.
摘要: 本文针对地质推测,对张家洼矿区进行了一系列的对比研究,寻找含金铁矿床的分布可能性。
关键词: 矿山地质;接触交代作用;矿化及热液蚀变;伴生;铁、铜、金共生
DOI:10.12721/ccn.2021.157085
基金资助:

我国伴生金储量占全国金矿总储量的28%,绝大部分来自铜(铁或多金属)矿石,少量来自铅锌矿石。而位于山东莱芜的张家洼铁矿作为一个典型的矽卡岩型铁矿区,一般是在中基性—中酸性侵入岩类与碳酸盐岩的接触带或其附近。矽卡岩金矿床主要分布于长江中下游地区,并常和矽卡岩铜(铁或多金属)矿床共生。张家洼矿区位于莱芜断陷盆地内,燕山期的岩浆活动较强烈,而同时期形成的沂南金矿也在边缘大断裂带的附近地区,其地层及控矿构造与张家洼矿区极其相似本文主要探讨在矽卡岩型铁矿床中伴生“金”此贵金属在张家洼铁矿蕴藏的可能性研究。

1矿区地质背景

张家洼矿区位于莱芜断陷盆地内,其南接新甫山山脉,为半月形盆地。该盆地自古生代就开始形成,但其主要格架是形成于燕山期,受其边缘大断裂带所控制,形成了闪长岩类侵入体及其有关的矽卡岩型磁铁矿。而同时期形成的沂南金矿也在边缘大断裂带的附近地区,其地层及控矿构造与张家洼矿区及其相似,两地不过相距200于公里,而在2017年3月又在莱芜钢城区新发现了一处含金铁共生矿床,两者仅相距30公里左右。由此可看,在莱芜断陷盆地内的张家洼铁矿极有可能含有未发现的伴生金矿床,鉴于此种推测,对矿区进行了一系列的对比研究,寻找含金铁矿床的分布可能性。

2矿区矿床含金铁矿床的地质分析

2.1从矿区地层上看

首先组成矿山弧形背斜翼部的地层为奥陶纪马家沟组、石炭纪本溪组和太原组以及部分二叠系。而含金矿床主要控矿地层为石炭-二叠纪和三叠纪碳酸盐岩。有关侵入岩为钙-碱性闪长岩、石英闪长岩等,大多属燕山期,这满足了含金矿床成矿的时间条件。

2.2从矿区地质构造上看

莱芜断陷盆地属鲁中、南地质区,泰莱单斜断陷盆地。区内主要构造有泰安—孝义及泰安—铜冶店—蔡庄两条弧形断裂,矿山弧形背斜及八里沟向斜。因为在燕山期莱芜地区发生了广泛的构造岩浆活动,并导生出次级的断裂和褶皱,且沿断裂或背斜的轴部,有大规模的岩浆侵入,同时形成了伴生的矽卡岩型磁铁矿床。而张家洼矿区符合含金矿床成矿构造带中“内陆断裂岩浆带”的条件,在燕山期受太平洋板块向欧亚板块俯冲的影响,郯庐断裂带发生大规模左行走滑拉张,诱发深源的中酸性岩浆岩沿NE向断裂(郯庐断裂带分支断裂)与NW向盖层断裂的复合部位上侵就位。造成张家洼矿区的地陷断裂带就是在该郯庐断裂带运动时的分支断裂带。见图1所示。

鲁西地区地质构造简图

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(备注:上图中TL为泰莱凹陷带;F7为泰山-铜冶店断层),张家洼矿区矿床即位于背斜之倾没处。)

2.3从矿床的控矿构造上看

Ⅰ矿床(张家洼铁矿)及III矿床(港里铁矿)的主要矿体均赋存在石炭系本溪组与奥陶系马家沟组之间的假整合面处或闪长岩体与奥陶系马家沟组大理岩的接触带附近。含金矿床主要在矽卡岩型矿床中的控矿构造特点是在接触带构造中的接触交代作用,而张家洼矿区的交代作用以渗滤交代为主而双交代次之,使闪长岩与其接触的围岩的化学组分互相交代而形成各种矽卡岩或矽卡岩化岩石。其蚀变带主要发育在闪长岩与奥陶系灰岩、大理岩的接触带上,与矿体也有较密切的空间关系,为找矿标志之一。

2.4从铁、铜、金、共生或伴生矿床和矿化分带特点来看

矽卡岩型金矿床在成因上可以和斑岩铜矿、矽卡岩铁、铜、铅锌等矿床以

及热液交代多金属矿床(脉)等共生。他们在时、空、成因上有着密切的联系,构成一定的矿床成矿系列,并往往呈现出明显的分带性。这种矿化分带现象可

以作为寻找隐伏矿床的重要标志之一。矽卡岩型金矿床矿化分带序列大致概括如下:Fe(Cu)--->Cu(Mo)--->Cu/Au---->Au--->Au,Pb,Zn。再从矿床共生分析的角度看,含金矽卡岩型矿床可大致分以下两类矿床共生组合:

(1)岩体中的细脉侵染型金矿化(斑岩型)+矽卡岩中的金矿化(矽卡岩型)+/-为严重的热液脉状矿化。矿床实例如山东沂南等。

(2)矽卡岩中的金矿化+大理岩中的热液金矿交代脉或网状脉(热液交代型)+/-岩体中的细脉侵染型铜矿化(斑岩型)。

张家洼铁矿区在矿化分带及控矿构造上与第一种共生组合比较相符,或可作为找矿标志之一。

2.5从矿石的矿物组成上看

在矿石中,金主要以自然金、银金矿和金银矿的形式存在。伴生的金属矿物一般有有黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿等,其中:黄铁矿、黄铜矿在金矿物较为密切。

张家洼矿区组成矿石的金属矿物比较简单,主要为磁铁矿,次之为赤铁矿,少量水赤铁矿、自然铜、褐铁矿,微量的黄铁矿、黄铜矿。其中,其中Cu---主要呈自然铜出现,少量组成辉铜矿、黄铜矿等铜的硫化物。矿石中铜的品位最高达2.407%,而一般均<0.1%,平均品位为0.071%,达到伴生组分要求。而矿石中的S很低。S含量一般<0.02%,平均为0.015%;矿床北部埋藏较深的矿体,含S稍高,个别样品最高含量:S可达1.88%;而南部矿体含量均很低。矿石中S含量大致与氧化程度成反比关系。

对比来看,经巷道取样、地质勘探岩心取样的数据来看,港里矿床III号矿体北部16勘探线以北含硫化物比重较多,且常见黄铁矿及黄铜矿,多数呈细小分散的集合体存在于磁铁矿中;张矿矿床在东线有发现过自然铜的迹象,且集中在0-7线,但埋藏在-400米以下较深矿体;综合来看,张家洼矿区可在这两点区域重点探查,或可有重大发现。

3结论

(1)矽卡岩型金矿床是我国的重要金矿类型之一,大多与矽卡岩铜(铁)矿床共生。其构造环境为地台边缘的坳陷带和褶皱带以及地台内部的深大断裂附近地区。张家洼矿区正好处于地台内部的深大断裂附近的断裂延伸地区。

(2)在含金矿床中与成矿有关的侵入岩主要属钙碱性中酸性浅成侵入岩。含金夕卡岩既可以是钙夕卡岩,又可是镁夕卡岩(张家洼矿区为镁矽卡岩型铁矿床),所以张家洼矿区也有含金矿床赋存的可能。

(3)结合参考了矿区原始地质资料的早期钻孔及岩心化验结果显示矿区内的磁铁矿主要是低S、P铁矿石,只在主矿体的深部(-400米以下)及几个零星底砾岩矿体中含S矿石较多,以伴生自然铜、黄铁矿、黄铜矿为主,比较符合铁、铜、金伴生条件;这就需要在以后的深部开采中要兼顾对可疑部位进行细致的深部探矿,并做好取样化验工作,总结经验。

参考文献:

[1]候宝顺等.山东莱芜张家洼铁矿I矿床地质勘探报告(1975.4)

[2]候宝顺等.山东莱芜张家洼铁矿III矿床地质勘探报告(1977.5)

[3]赵一鸣等.《中国含金夕卡岩矿床的分布和主要地质特征》[J].矿床地质  1997 ,3(193-203)

[4]顾雪祥等.《山东沂南金铜铁矿床中的液态不混溶作用与成矿:流体包裹体和氢氧同位素证据》[J]. 矿床地质.2010.2,29/1(43-57)

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