Geological characteristics of the Sizhuang gold deposit in the region of Jiaodong, Shandong Province——A study on tectono-geochemical ore prospecting of ore deposits

Tectono-geochemical samples were systematically collected from 5 drillcores along the No. 304 explora-tion line and at the -310 m level under the pit in the mining area, totalling 705 samples from the metamorphic rocks, granites, altered rocks and orebodies, and were determined for their contents of 20 kinds of elements including Au, Ag, As, Sb, Hg, Cu,,Pb, Zn, Sn, Bi, Mo, Co, Ni, Mn, Cr, V, Ti, Ba, Rb, Sr, etc. By using the Surfer software the geochemical exploration line profile maps for the 20 kinds of elements and the curves for the element geochemical contents of individual ore vein groups were established. In conbination with the geochemical map analytical method and Gregorian’s zoning index calculation method, the vertical, longitudinal and lateral zonation sequences of the elements were ascertained and the geochemical three-dimentional zonation model of the primary halos was estab-lished on the basis of the analysis of metallogenic structures and alteration zonation. Coupled with the results of analysis of the geology and geochemistry data, it may be concluded that the process of alteration of granites in the mining area is also accompanied with the process of gold enrichment and mineralization. With the intensification of alteration of granites from granite →potash feldspathization granite →sericite-quartz alteration granite, seric-ite-quartz rocks →beresitized granite, pyrite sericite-quartz rock, silicified granite →gold ore, the contents of thio-phile ore-forming elements such as Au, Ag, As, Cu, Bi, Mo, Pb, Sb, Hg, and Sn tended to increase. Factor analysis of trace elements indicated: factor F2 (Au, Ag, Cu, Sn, As) represents the element association brought in at the main stage of hydrothermal metallogenesis; factor F4 (Bi, Sb) and factor F5 (Pb, Zn) represent the ore-forming element association supperposed during the late stage of Au-bearing sulfides. By using the Gregorian’s zoning index and map analysis method we have ascertained the primary halo axial zonation sequence (form frontal halo →tail halo): Pb, Zn, Mn, Ba, Sr, Rb, As, Sb, Ag, Cu, Sn, Mo, Au, Bi, Hg, Ti, Cr, V, Ni, and Co. The geochemical anomalies in the mining area display a tendency of lateral plunging to WS, which is consistent with the lateral plunging of orebodies and mineralization alteration zone. Comprehensive analysis of the results of investigations on ore-controlling structures, mineralization-alteration zonation and geochemical zonation of the primary halos indicates that the gold orebodies in this area are still of greater extension.     

莱州寺庄金矿床深部地质特征

山东省第六地质矿产勘查院通过对山东省焦家断裂金矿带近5年的深部地质找矿工作,在该带南部地段的寺庄金矿床的深部发现了特大型破碎带蚀变岩型金矿。该深部金矿床与产于第一矿化富集带中的浅部金矿床之间有100～250m垂深的无矿间隔,构成第二矿化富集带。通过深部勘查,寺庄金矿床深部范围内共圈出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号3个矿体群、163个矿体。其中,在主裂面下盘的黄铁绢英岩化碎裂岩带内发现了规模较大盲矿体Ⅰ-1号矿体,其资源储量占总量的39.39%,取得了深部找矿的重大突破。笔者从寺庄矿区地质特征、寺庄金矿床深部地质特征等方面进行了论述。对同类型矿床的深部找矿工作具有重要的理论和实践意义。     

山东寺庄金品位参数统计和分形特征及其对矿化信息

采集寺庄金矿区82个钻孔的金品位数据4597个,按照100m的标度分析其在垂向上的均值、标准差、变异系数和大于工业品位的矿石所占比例等统计参数,对比其在垂向上的分形分维值特征,发现如下规律：寺庄金矿区深部矿体明显优于浅部矿体,以-700- -800m区间为矿化中心,垂直分布至少500m以上;通过围岩蚀变分带特征、矿石组合特征、井下脉体相互穿插关系和金品位分形分维值研究,说明该区金成矿时间上至少经历了3次地质成矿作用的叠加,其中显著成矿作用发生在后2次,在空间上深部（-1000m以下）具有较大的找矿潜力;金     

山东寺庄金品位参数统计和分形特征及其对矿化信息的指示

采集寺庄金矿区82个钻孔的金品位数据4597个,按照100m的标度分析其在垂向上的均值、标准差、变异系数和大于工业品位的矿石所占比例等统计参数,对比其在垂向上的分形分维值特征,发现如下规律：寺庄金矿区深部矿体明显优于浅部矿体,以-700- -800m区间为矿化中心,垂直分布至少500m以上;通过围岩蚀变分带特征、矿石组合特征、井下脉体相互穿插关系和金品位分形分维值研究,说明该区金成矿时间上至少经历了3次地质成矿作用的叠加,其中显著成矿作用发生在后2次,在空间上深部（-1000m以下）具有较大的找矿潜力;金品位分形分维特征能较好地划分成矿阶段,在同一个成矿阶段,分维值越小,矿化作用越好,在同一个成矿区间,分维值越大,成矿作用越好。     

山东省寺庄金矿床成矿流体特征

莱州寺庄金矿床位于焦家成矿带南段,是焦家金矿田的一部分,也是焦家成矿带上重要的热液脉型金矿床。区内主要有黄铁绢英岩带、黄铁绢英岩化花岗碎裂岩带和黄铁绢英岩化花岗岩带3个控矿带,位于焦家断裂带下盘。矿石矿物主要为银金矿、黄铁矿、自然金、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿等。该矿床发育了绢英岩化、硅化、钾化、碳酸盐化等蚀变类型,且硅化和绢英岩化与矿化关系最为密切。本文从流体包裹体岩相学特征、显微测温、单个包裹体成分激光拉曼光谱分析以及氢、氧同位素分析方面对山东省寺庄金矿床成矿流体特征进行综合研究。结果显示：该矿床金矿石中主要发育含CO₂相、气液两相和CO₂相三类包裹体。在成矿过程中,流体经历了CO₂-H₂O-NaCl体系的不混溶作用。成矿流体具有低盐度（w（NaCl）为（0.53%~10.24%））、低密度（0.50~1.03 g/cm³）的特点。成矿温度为260~340℃,压力为82~116 MPa,成矿深度为中成（7.40~8.94 km）。氢、氧同位素分析成矿流体δD_V-SNOW为-76.6‰~-69.0‰,δ¹⁸O_水为2.94‰~7.24‰,说明成矿流体以幔源流体为主,并有少量的岩浆水和大气降水参与。结合该矿床地质特征与实验结果综合分析,认为寺庄金矿的矿床成因类型为受断裂构造控制的幔源流体参与成矿的中温中成热液蚀变岩型金矿床。     

胶西北寺庄金矿床热液蚀变作用

胶东是我国最重要的金矿集区,其中"焦家式"破碎带蚀变岩型金矿是区内最重要的金矿床类型。寺庄金矿床位于胶东金矿集区焦家金矿田南部,是典型的"焦家式"金矿,沿NE向焦家断裂发育大规模的热液蚀变带,金矿体均产于这些蚀变带内。热液蚀变空间分带明显,距离焦家断裂由近到远向下盘依次发育黄铁绢英岩化、绢英岩化、钾长石化蚀变带。时间上,钾长石化为成矿前蚀变,绢英岩化和黄铁绢英岩化叠加在钾长石化蚀变之上,为成矿期蚀变,伴随金矿化。质量平衡计算表明:钾长石化过程,主量元素SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO、MgO、CaO、Na_2O、P_2O_5,成矿元素Au、Ag,亲铜元素As、Hg、Sb、Bi和稀土元素均从玲珑黑云母花岗岩中迁出;而K_2O、MnO和Cu从流体中迁入玲珑黑云母花岗岩。绢英岩化和黄铁绢英岩化过程元素迁移行为高度相似,主量元素SiO_2、Fe_2O_3、FeO、MgO、CaO、K_2O、MnO,成矿元素Au、Ag,亲铜元素As、Hg、Cu、Sb、Bi和轻稀土元素均从流体中迁入钾长石化花岗岩,而主量元素Al_2O_3、Na_2O和重稀土元素均从钾长石化花岗岩中迁出。二长石温度计估算钾长石化蚀变形成的温度约为392～449℃。玲珑黑云母花岗岩(δEu=1.45)和钾长石化花岗岩(δEu=1.38)具有明显的Eu正异常,绢英岩(δEu=0.97)和黄铁绢英岩(δEu=0.93)具有轻微的Eu负异常,指示钾长石化发生于相对氧化环境下,而绢英岩化和黄铁绢英岩化发生于相对还原环境下。综合分析表明,成矿前高温、氧化、碱性流体作用于玲珑黑云母花岗岩形成大范围面状钾长石化蚀变;成矿期中低温、还原、弱酸性的流体与钾长石化花岗岩发生水岩反应,形成绢英岩化和黄铁绢英岩化,在此过程中硫化作用引起金硫络合物分解,导致金沉淀富集成矿。     

山东省莱州市寺庄金矿床地质特征

“焦家式”金矿(即破碎带蚀变岩型金矿)是山东胶西北地区重要的矿床类型。莱州寺庄金矿床位于焦家成矿带的南段,矿化特征表现出与该成矿带上诸金矿的共同特征。矿区内划分了3个赋矿岩性带(黄铁绢英岩化碎裂岩带、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带、黄铁绢英岩化花岗岩带),圈出3个矿体群(共180余个矿体)。其中在黄铁绢英岩化花岗岩带内发现了规模较大的矿体,取得了重大的找矿突破。     

胶西北寺庄金矿床红化蚀变过程及其对金成矿贡献

胶东是我国最重要的金矿集区,其内金矿床均赋存于沿NE-NNE向断裂带展布的大规模红化蚀变带中;然而对红化蚀变是钾长石化还是赤铁矿-金红石化,及其对金成矿的贡献尚存争议。寺庄超大型金矿床的红化蚀变沿NE-NNE向焦家断裂带及其次级断裂-裂隙系统发育,占已探明资源储量70%的Ⅲ号矿体群即赋存于红化蚀变带内,是研究红化蚀变与金成矿关系的理想对象。本文以该金矿床红化蚀变花岗岩为研究对象,通过对比新鲜花岗岩与强、弱红化蚀变岩内矿物组合和地球化学组成,探讨红化蚀变对于金成矿的贡献。矿物学研究表明,弱红化蚀变岩内的蚀变发生在斜长石核部,以钠长石化为主,同时形成绢云母和少量热液钾长石,且赤铁矿在此阶段沉淀;而弱红化蚀变岩进一步水岩反应成为强红化蚀变岩的过程中出现大量热液钾长石。质量平衡计算表明,红化蚀变过程中SiO₂、K₂O迁入,而Na₂O、CaO、Al₂O₃、FeO^T、MgO迁出;红化流体由早期富Na向后期富K转变。岩石地球化学与氢氧同位素综合示踪显示,红化流体为高温、高氧逸度、富K的玲珑岩浆期后热液,与胶东金矿床中-低温、还原性、富CO₂成矿流体性质相反,表明红化流体未直接参与成矿过程。综合研究揭示,流体交代斜长石后形成贯通性孔隙提高红化蚀变岩的渗透性;热液钾长石交代斜长石导致岩石体积膨胀而破裂,降低岩石抗压强度;这些为成矿期断裂活动以及成矿流体的运移和成矿物质的沉淀提供了极为有利的围岩条件,可能是巨量金聚集成矿的关键因素之一。

     

山东焦家金矿带深部找矿的重大突破及其意义

通过5年时间对山东焦家金矿带深部的地质找矿工作,发现了位于莱州寺庄矿区深部的特大型破碎带蚀变岩型金矿.该矿床与产于焦家断裂第一矿化富集带中的寺庄矿区浅部金矿床之间有100～250m垂深的无矿间隔,构成第二矿化富集带.认为胶西北地区3务主要金矿控矿断裂--三仓断裂、焦家断裂、招平断裂具有明显的相似性,形成上陡下缓的铲状断层,构成了沿玲珑花岗岩与早前寒武纪地质体边界分布的大型伸展构造带.建立了焦家式金矿新的成矿模式:在伸展构造主断面附近的岩石受到强烈的伸展剪切应力,产生倾向与伸展滑动方向一致的一系列伸展断层,构造岩为变形均匀的碎粒岩和糜棱岩,形成浸染状蚀变岩型矿石;主断面之下,由伸展引起的剪切应力,产生了具共轭剪节理性质的网状裂隙带,形成网脉状矿石;远离主断面,岩体上拱造成的引张作用产生近直立的裂隙带,形成脉状矿石.指出焦家金矿带深部成矿远景区在该断裂平面位置的西侧,而非其东侧的玲珑花岗岩分布区.     

胶东寺庄金矿床成因:流体包裹体与石英溶解度证据

寺庄金矿床位于胶北地体西北缘,招远-莱州金矿区焦家金矿带南段。矿体赋存于焦家主断裂寺庄段下盘的玲珑花岗岩中,以蚀变岩型矿石为主,石英脉型矿石为次。成矿流体可分为石英-钾长石(成矿前)和石英-黄铁矿-金(主成矿期)两个主要阶段。流体包裹体测温结果表明,主成矿期石英中流体包裹体均一温度为133~310℃,盐度为0%~12%NaC leqv,成矿流体属于中低温、中低盐度的H2O-CO2-NaC l体系。根据氢、氧同位素测试结果并结合前人数据发现,石英δ18O石英值变化于9.7‰~14.2‰,δDH-2O变化于77.7‰~-55.0‰,经计算获得的石英包裹体的δ18OH‰2O值落在-0.5‰~6.1之间,因此推测寺庄金矿床成矿流体为岩浆水与大气降水的混合,且主要为岩浆水,演化到后期可能有部分大气降水参与。硫同位素研究表明,寺庄金矿床与矿带中段的焦家和新城金矿床具有类似的硫同位素组成,其黄铁矿的δ34S值为7.5‰~9.4‰。这一范围与玲珑花岗岩和胶东群变质岩的硫同位素组成相近,可能暗示寺庄金矿床成矿物质来自中生代花岗岩。利用最新提出的适用于H2O-CO2-NaC l三元混合流体的石英溶解度模型,计算发现寺庄金矿床成矿流体中石英溶解度为0.015mol/kg,这与胶东地质事实相符。成矿期热液中的SiO 2含量极低,其对热液物理化学条件的改变极为敏感。随着成矿流体演化到后期可能有部分大气降水的加入,或是流体迁移至容矿构造压力下降导致的沸腾作用使得成矿流体温度下降,造成SiO 2的大量沉淀,改变了残余流体中Au-S络合物的稳定保存条件,进而发生大规模的金矿化事件。这可能是寺庄乃至整个胶西北金矿都发育有强烈的硅化蚀变带以及石英脉型矿体的一个主要原因。