Origin of Gold-Bearing Fluid and Its Initiative Localization Mechanism in Xiadian Gold Deposit,Shandong Province

The composition of quartz inclusions and trace elements in ore indicate that gold\|bearing fluid in the Xiadian gold deposit, Shandong Province, stemmed from both mantle and magma, belonging to a composite origin. Based on theoretical analysis and high temperature and high pressure experimental studies, gold\|bearing fluid initiative localization mechanism and the forming environment of ore\|host rocks are discussed in the present paper. The composite fluid extracted gold from rocks because of its expanding and injecting forces and flew through ore\|conducive structures, leading to the breakup of rocks. The generation of ore\|host faults and the precipitation of gold\|bearing fluid occurred almost simultaneously. This study provides further information about the relationships between gold ore veins and basic\|ultrabasic vein rocks and intermediate vein rocks, the spatial distribution of gold ore veins and the rules governing the migration of ore fluids.

胶东夏甸道北庄子金矿床构造叠加晕研究

胶东夏甸道北庄子金矿床严格受招平主干断裂带的控制,具有多期次多阶段叠加成矿的特征。本文以矿区27号和30号勘探线为研究对象,开展构造叠加晕元素地球化学分析,结果表明:单一期次矿体原生晕轴向分带序列为As、Sb、Hg(前缘晕)→Au、Ag、Cu、Pb、Zn(近矿晕)→Bi、Mo、W(尾晕),在矿体下部出现前尾晕共存现象,分析元素分布规律建立矿体构造叠加晕模式,结合其盲矿预测标志,在30勘探线预测靶位1处,指示深部矿体持续延伸,为后期深部找矿勘查工作提供重要的参考。

胶东夏甸金矿床构造-热历史:成岩-成矿年代学与磷灰石裂变径迹热年代学综合约束

胶东是全球唯一已知前寒武纪变质地体内的晚中生代巨型金成矿系统,其成矿机制独具特色,属胶东型金矿床成因新类型;深入剖析该成矿系统的形成、变化与保存过程对丰富和完善金成矿理论具有重要意义。夏甸超大型金矿床位于胶东招平金矿带中南段,赋存于晚侏罗世玲珑花岗岩和早白垩世郭家岭花岗岩中,是一典型的胶东型金矿床;该矿床成岩-成矿时代已有精确限定,但其精细演化过程与成矿后变化-保存尚缺乏有效约束,是开展矿床形成与隆升剥蚀研究的理想选择。因此,本文通过成岩-成矿年代学与磷灰石裂变径迹热年代学综合约束该矿床的构造-热历史,揭示其主控因素,提高对该成矿系统的认识,为深部找矿潜力评价提供支撑。本次获取的锆石U-Pb定年结果显示玲珑花岗岩和郭家岭花岗岩分别于151.7±2.1Ma(2σ)和125.8±1.6Ma(2σ)侵位。区域已有黑云母和白云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄表明玲珑岩体侵位后缓慢冷却,并发生韧性变形;郭家岭花岗岩则经历了同岩浆韧性变形和快速冷却;约于124Ma两者均冷却至350±50℃,区域发生韧脆性变形转换。夏甸金矿床与载金矿物共生的热液绢云母^(40)Ar/^(39)Ar和热液独居石U-Pb年龄表明,该区于约120Ma发生大规模脆性构造活动和金成矿作用。本文利用采自夏甸金矿床-652m中段532巷道中包括主控矿断层上、下盘经历不同变形程度的7件岩/矿石样品进行磷灰石裂变径迹(AFT)分析。除遭受异常热事件影响的主断裂上盘次级断层断层泥样品外,其余6件样品AFT中值年龄在32.5±1.7Ma(1σ)至23.6±2.9Ma(1σ)之间,其径迹长度平均值低于14μm(范围为12.0±0.3μm~13.8±0.3μm)、为单峰分布、并略具负偏斜特征,表明该矿床大致在32~23Ma单调缓慢通过磷灰石裂变径迹部分退火带(125~60℃)。综合区域已有热年代学资料与上述锆石U-Pb、AFT数据,重建了夏甸金矿床自赋矿玲珑和郭家岭花岗岩侵位以来的构造-热演化历史,计算出自120Ma金成矿至今该矿床平均冷却和剥蚀速率分别为1.8℃/Myr和0.059km/Myr,总剥蚀量约为7km,对比前人对胶西北地区整体剥蚀程度与深部成矿潜力的定量评估以及目前~1.5km的钻孔最大见矿深度,推断其深部找矿潜力良好。

胶西北大尹格庄金矿床与夏甸金矿床差异性研究

大尹格庄金矿床和夏甸金矿床均分布于招平断裂中段,但二者在赋矿围岩岩性与化学成分、矿石特征、蚀变岩与蚀变矿物特征等方面存在显著差异。与夏甸金矿床相比,大尹格庄金矿床的招平断裂主裂面断层泥颜色浅,厚度小;玲珑型花岗岩含SiO_(2)、K_(2)O相对较低,含Al_(2)O_(3)、CaO、MgO、TFe_(2)O_(3)相对较高,且少见变质岩残留体;红化蚀变规模和强度较高;金矿化主要产于蚀变的玲珑型花岗岩围岩中,属典型蚀变岩型金矿床,矿石银含量较高,且常见菱铁矿。与大尹格庄金矿床相比,夏甸金矿床的招平断裂主裂面断层泥颜色黑,厚度大;矿体上盘变质岩中见有大理岩夹层;玲珑型花岗岩中常见变质岩残留体;暗灰色矿石中保留有变片麻状构造和变条带状构造,空间和成因上与变质岩关系密切,常见磁黄铁矿化;蚀变岩中见含钨金红石及白钨矿化,局部还见有石英脉型金矿化;黄铁绢英岩中SiO_(2)、Al_(2)O_(3)含量较低,K_(2)O、Na_(2)O、CaO、MgO含量较高,红化蚀变花岗岩中K_(2)O含量低于新鲜玲珑型花岗岩。赋矿围岩岩性差异及对成矿的制约是导致大尹格庄金矿床与夏甸金矿床差异性的关键。根据电化学成矿机制,夏甸金矿床成矿元素主要来自矿体上盘变质岩围岩,而大尹格庄金矿床成矿元素主要有2种来源,即胶东群变质岩和玲珑型花岗岩。

胶东夏甸金矿床金红石成因判别与U-Pb定年

热液金红石U-Pb测年是确定金成矿时代的有效方法,然而金红石的多种成因限制了其在金成矿过程和年代学方面的应用。胶东夏甸金矿床中广泛发育多种类型的金红石,是鉴别金红石成因和厘定金成矿时代的理想选择。该矿床中的金红石呈簇状分布,与银金矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和辉钼矿等热液矿物共生,且发育交代结构,呈不规则环带状,表明其为热液成因。通过BSE和EPMA分析,识别出两种热液金红石:高W金红石(W含量1.672%~6.125%,平均3.48%)和低W金红石(W含量0.002%~0.788%,平均0.204%)。在金成矿期的早阶段,富钛或含钛矿物的分解或重新平衡导致了低W金红石的沉淀,而成矿主阶段热液流体携带难熔元素及部分高场强元素多次脉动式上涌,流体中的V^(3+)、W^(6+)、Fe^(3+)、Cr^(3+)和Nb^(5+)等离子以2M^(3+)+W^(6+)3Ti^(4+)为主要机制置换早阶段低W金红石中的Ti^(4+)形成高W金红石。夏甸金矿床中高W金红石通常与石英-硫化物阶段的热液矿物共生,而且其W含量超过7000×10^(-6),Zr含量范围为200×10^(-6)~600×10^(-6)。综上,本文认为高W金红石是热液成因,与金矿化关系更为密切。此外,低W金红石的LA-ICP-MS U-Pb定年结果为119.3±8.4Ma(2σ,n=17,MSWD=2.9),为夏甸金矿床的成矿时代提供了新的约束。

胶东大尹格庄金矿与夏甸金矿矿化特征对比研究

岩矿石主微量元素地球化学特征以及黄铁矿微量元素地球化学特征对大尹格庄金矿和夏甸金矿矿化规模和矿化特征的差异具有重要的指示意义。岩矿石主量元素迁移特征显示夏甸金矿矿化过程SiO2、Fe2O3的带入量较尹格庄多,表明夏甸金矿具有较好的硅化、黄铁矿化以及较强的金矿化。岩矿石微量元素迁移特征显示大尹格庄金矿成矿过程中Cu、Pb、Zn带入量以及CaO、MgO带入量较夏甸金矿少,表明大尹格庄金矿成矿期活动较弱,携带成矿物质较少。黄铁矿微量元素LA-ICPMS测试分析显示夏甸金矿黄铁矿Cu+Pb+Zn、Ga+In+Cd+Tl、As含量较大尹格庄金矿多,反映夏甸金矿热液活动性较强,金矿化较好。夏甸金矿从围岩到矿体SiO2、Fe2O3含量变化幅度较大以及不同成矿阶段黄铁矿中微量元素Cu+Pb+Zn、Ga+In+Cd+Tl、As变化幅度较大,显示矿化不太稳定,矿化规模较大尹格庄金矿小的特征。

基岩裂隙充水矿床水化学特征分析及充水因素判定——以山东招远夏甸金矿床为例

基岩裂隙充水矿床因埋藏于非可溶岩类坚硬或半坚硬岩层中,充水裂隙埋藏条件、水动力性质等较不均匀;山东招远夏甸金矿作为典型的基岩裂隙充水矿床,经多年开采,矿床深部水文地质条件发生很大改变,矿床充水因素判定受工作条件限制存在一定困难。本文利用以地下水化学特征分析为主要内容的水文地球化学方法,结合水文地质条件和充水特征,判断其矿井深部裂隙涌水的形成背景和原因,得出矿床深部以脉状构造裂隙水为主要充水来源的结论,为基岩裂隙矿床充水来源等因素的判定提供了一定理论和实践依据。

胶东夏甸金矿地球化学场结构

运用成矿地球化学异常分带指数、因子分析和随机场的理论与方法 ,解析了胶东金矿集中区夏甸金矿的地球化学场结构。指出金成矿作用过程中存在矿化叠加现象 ,矿化因子组合强度直接体现了成矿作用强度。综合成矿元素头晕、主成矿晕和尾晕异常套合的特征 ,指出了找矿方向。在此基础上 ,优选了 6个找矿靶区 ,对深部隐伏盲矿体进行了定位预测。

基于构造地球化学异常的金矿床蚀变带深部推断三维建模——以山东夏甸金矿为例

随着三维地质建模技术的发展,构建能定量表达地质体特征的可视化三维模型已成为重要的研究方向。已有地质钻探资料难以对研究区深部全面覆盖,因此难以定量描述蚀变带的深部特征,也无法获得蚀变带三维建模的关键形态参数。针对该问题,提出了一种通过地表的构造地球化学异常来推断蚀变带三维建模的关键形态参数——蚀变带中心深度和厚度的方法,并设计一种蚀变强度定量表达和蚀变带内部结构模拟算法来实现蚀变带内部结构的定量化表达。该方法在同等化探异常级别的条件下,以化探与钻探重叠区蚀变带中心深度和厚度构建蚀变带深度-厚度的映射模型,进而提供参数来构建蚀变带三维形态模型,并基于此模型实现蚀变带内部"强蚀变单元"和"非强蚀变单元"的分布模拟,最后获取蚀变带内部所有单元的定量化蚀变强度。将该方法应用于山东夏甸金矿,证明构造地球化学异常能够为金矿蚀变带深部推断三维建模提供数据支持。

山东夏甸金矿床充水机理构造控制模式

作为典型的构造裂隙充水矿床,山东招远夏甸金矿床充水机理受招平断裂成矿构造影响显著,矿床构造控水机理研究具有其特殊性。以构造动力成矿系统理论为基础,通过构造成因及演化过程说明海西—燕山期是充水裂隙形成的重要阶段;结合矿井充水、出水特征分析,论证依附于矿体、受控矿构造动力系统控制的NE-NNE向裂隙含水带是矿床主要充水来源,阐明了该控水模式的内涵和具体表现,提出"疏干为主、深部预排、浅部开采"等治水方案。

胶东地区夏甸金矿床构造蚀变带元素质量迁移与Au沉淀关系研究

夏甸金矿床是胶东招平断裂带内典型金矿床之一,金成矿作用与围岩蚀变关系密切。根据岩石结构构造和蚀变矿物含量,将夏甸金矿床围岩蚀变依次划分为:断层泥带、黄铁绢英质碎裂岩带、弱碎裂化糜棱岩带、碎裂化黄铁绢英质花岗岩带、碎裂化花岗岩带和正长花岗质碎裂岩带。通过对蚀变带蚀变矿物含量和Au含量分析,认为黄铁绢英质碎裂岩带是主要Au赋存带。选择相对蚀变较弱的X652-550-9样品为标准样,Y元素为守恒元素对黄铁娟英质碎裂岩带进行元素相对迁移量计算。分析结果表明,SiO_2、Al_2O_3、Na_2O和K_2O迁移量较小,而LOI、MnO、P_2O_5、TiO_2和MgO整体具有迁出的趋势;活泼元素(Au)在靠近主断裂F1迁移量较小,而靠近F2断裂迁入量显著提高,说明流体具有沿着主断层带(F1)对斜长花岗岩进行改造的特征,并且在整个黄铁绢英质碎裂岩带内各元素基本达到均一化,显示流体对围岩改造强烈,这与胶东地区大规模金成矿这一事实相吻合。

基于烃气测量技术的深地找矿预测——以山东夏甸金矿为例

深埋隐伏矿床勘查是目前亟待探索的地学难题,烃类气体由于其具有挥发性强、运移距离远、反映深度大等特点,烃气测量技术成了解决该难题的手段之一。本文以山东夏甸金矿的外围找矿预测为切入点,通过分析夏甸金矿外围道北庄—陡崖曹家地区的烃类组分以及吸附相态汞的背景场,对各元素(组分)的异常特征进行综合比较与总结,指出了夏甸金矿外围找矿潜力,圈定相应有利靶区,并以期检验烃气测量技术在深地找矿预测中的应用。

胶东夏甸金矿床地球化学特征及其地质意义

为探讨夏甸金矿床不同元素的地球化学成矿行为,本次以夏甸金矿床外围花岗岩、构造碎裂岩和金矿石的主微量和稀土元素地球化学资料为依据,研究其化学成分、微量元素和稀土元素在不同岩矿石中丰减富集变化及成矿过程。在化学成分方面,招平断裂带碎裂岩中具有较高的SiO_(2)、K_(2)O值,Fe_(2)O_(3)、Na_(2)O、CaO降幅较多,反映了成矿阶段存在有普遍的硅化现象和钾化现象和铁质流失现象进入到热液成矿中;矿石化学成分中SiO_(2)、Al_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3)具有较大幅度的增升和降低的双重变化特点,尤其是铁、钾、钙增加比例较高,指示与成矿过程中普遍发育的黄铁矿化相一致,矿石中K_(2)O含量比玲珑花岗岩平均含量高30%,则代表钾化的岩石更有利于金矿的沉淀。夏甸金矿区的围岩中Au元素含量普遍低于正常的玲珑花岗岩,但Ag、W等元素含量则普遍较高,是平均值的3~10倍,断裂带碎裂岩中亲硫(亲铜)元素Ag、Cu、Pb、Zn明显增高,尤其是Ag和Zn分别是玲珑花岗岩的2.79倍和2.09倍,说明亲硫(亲铜)元素与金矿成矿作用关系密切;亲铁元素Cr、Co、Ni、Mo、Au、Sn、W整体上呈递增状况,大离子亲石元素Li、Be、Rb、Zr、Nb、W、Sr、Ba、As大多呈亏损状态。矿石中Au、Ag、W、Cu等具有强烈的富集,其中Au富集了381.40倍,W富集了3961.23倍,Ag富集了254.16倍,Cu富集了116.19倍,而Bi、Mo、As、Pb、Zn等富集度相对稍低,在3~20倍之间。在围岩、破碎蚀变带和金矿石中,皆出现了非常高的W元素富集,展示了招平断裂带具有独特的成矿地球化学行为。夏甸矿区围岩、构造蚀变碎裂岩和金矿石中的ΣREE总量分别为78.82×10^(-6)、27.15×10^(-6)和102.43×10^(-6),LREE/HREE比值分别为19.3、8.46和12.66,金矿石中具有相对较高的ΣREE、LREE和HREE,说明在成矿过程中外来物质的加入改变了稀土元素的含量和比值,也是区分矿与非矿的重要地球化学标志。矿区围岩、构造蚀变碎裂岩和金矿石的δEu分别为1.88、1.49和0.83,Eu/Sm值分别为1.57、2.05和0.69,Ce/Yb值分别为25.15、5.33和12.86,轻重稀土内部分馏均较小,成矿环境为弱氧化环境,说明夏甸金矿在成矿过程中,稀土元素更多地是反映从流体体系中带入到成矿的过程,使矿石中稀土元素含量相对增加。结合光片鉴定结果,在金成矿过程中,先期形成的黄铁矿多呈碎粒状,裂纹十分发育,黄铜矿呈他形粒状充填于黄铁矿裂纹中与金共生,说明自然金是与黄铜矿是同期形成的,而晚于黄铁矿的形成时间。

山东夏甸金矿烃类组分特征与幔源流体成矿作用探讨

烃类是成矿流体中的重要气相组分之一,与其他气态组分相比烃类则具有组分多元化和性质稳定的特点,同时烃类各组分间的相关特征和配分规律是成矿流体演化过程(氧化-还原条件、温度、压力等环境因素)的重要参数,因此烃类组分宏观和微观特征可以作为成矿物质来源、成矿流体演化以及流体间混合叠加规律的研究工具和手段。宏观上烃类组分在夏甸金矿不同类型地质体中的含量值差异明显:滦家河型花岗岩和硅质岩烃类含量很高,而胶东群变质岩、脉岩、金矿体及矿化蚀变带烃类含量明显偏低;通过烃类组分相关性、配分及比值特征等微观规律研究,可以推测夏甸金矿的成矿作用与滦家河型花岗岩不存在直接关系,而与胶东群变质岩和深源的中-基性脉岩具有密切联系,表现出不同类型流体之间的叠加、改造特征,反映了夏甸金矿床乃至整个胶东矿集区具有地幔流体参与并和壳源流体发生不同程度混合,促进成矿物质运移并在合适的条件和构造空间沉淀富集的成矿特点。

山东夏甸金矿幔源流体初探

山东夏甸金矿矿床成因一直有变质热液、岩浆热液和天水之争。经过工作得知 ,还有幔源流体加入成矿 ,其主要证据有 :①招平深大断裂带存在 ,为幔源流体加入成矿提供了通道 ;②金矿脉与中基性脉岩相互交切、相伴产生 ;③S、H、O、C等同位素测定值表明 。

胶东上庄与夏甸金矿床金红石化学成分标型特征研究

对上庄与夏甸金矿的含矿花岗岩、绢英岩以及黄铁绢英岩中的金红石化学成分标型特征进行了详细的研究,探讨了其中Fe、Si、Ti、W元素含量变化的规律。研究表明,上庄金矿与夏甸金矿中的金红石为变质成因,主要通过黑云母蚀变释放Ti而形成金红石,此类金红石主要赋存在黑云母的边缘、解理及裂隙之间。金红石中Ti含量存在由绢英岩向黄铁绢英岩的下降趋势。矿体周围能够形成Ti晕,可作为强烈矿化的标志。另外,金红石中W的含量从花岗岩到绢英岩再到黄铁绢英岩呈现不断富集的趋势,表明金红石中W的含量变化可指示金矿化的强弱,高W金红石的出现指示金矿的形成,这为胶东金矿的找矿研究提供了新的思路。

胶东夏甸金矿成矿流体及成矿物质来源：H-O、He-Ar、Sr-Nd-Pb同位素证据

夏甸金矿是胶东金矿集区中一处大型焦家式矿床。文章在详尽的岩相学和矿相学研究基础上,对该矿床进一步开展了H-O同位素并首次开展了He-Ar和Sr-Nd-Pb同位素示踪研究,为该矿床成矿流体及成矿物质来源提供了新的制约。石英中流体包裹体的H-O同位素(δDV-SMOW=-102.3‰^-93.9‰,δ18OH2O=-0.2‰~1.6‰)揭示出成矿流体主要为富集地幔流体,并有少许大气降水加入;黄铁矿中He-Ar同位素[3He/4/He=0.58×10?6~1.90×10?6(0.42~1.36Ra),40Ar/36Ar=724.7~1358.4]同样表明成矿流体以富集地幔流体为主导;矿石及蚀变岩的Nd-Pb同位素既不同于围岩花岗岩,也不同于基底变质岩,与胶东地区中生代软流圈地幔起源的玄武岩也相差甚远,而与胶东地区中生代富集岩石圈地幔起源的煌斑岩相一致,但它们的初始87Sr/86Sr比值明显高于煌斑岩,甚至高于围岩花岗岩。Sr-Nd-Pb同位素特征表明成矿流体及成矿物质来源于富集岩石圈地幔,并在其上升过程中与基底变质岩发生了相互作用。

夏甸金矿床主、微量元素特征及其地质意义

夏甸金矿是胶东地区典型的蚀变岩型金矿床,该矿床沿走向NNE、倾向SE的招平断裂带展布,控矿断裂上盘主要为胶东群变质岩,下盘为中粗粒二长花岗岩,矿体主要产于断裂带下盘的黄铁绢英岩中。对取自夏甸金矿井下的岩和矿石进行了主、微量元素地球化学特征分析,夏甸金矿床岩石具有LREE及LILE富集、HREE及HFSE亏损、壳幔混合的特征,且黄铁绢英岩Eu负异常明显。从岩石构造环境判别图解可以看出,断裂带下盘岩体是在古元古代挤压造山环境下或由挤压向伸展转化时期形成。结合文献综合对比分析可知,夏甸金矿床可能是早白垩世华北克拉通伸展背景下形成的产物,作为郯庐断裂带的次级断裂——招平断裂在该时期发生伸展活动,不仅为含矿热液的上升提供通道,而且为金矿床的形成提供有利条件。

山东夏甸金矿找矿地球化学模型与找矿标志

夏甸矿区主要矿石类型为黄铁绢英岩型,是典型的蚀变岩型金矿,通过对其各类微量元素、有机烃气异常在不同中段的展布特征和轴向分带指数等进行分析总结,得出该矿床原生晕分带序列为:烃类组分、Hg、Sb(矿前缘),As(矿头),Ag、Cu、Pb、Zn(矿中),Co、Ni(矿尾),总结了地球化学找矿标志,为其深部以及其外围地区的找矿预测评价提供了科学依据。

基于地质统计学与Surpac软件的夏甸金矿区矿化空间分析

矿区外围及深部的成矿预测需要对老矿区矿化空间分布进行定性分析,提取最有利的矿化指标,为控矿规律分析和成矿区圈定提供技术支持。文章以山东夏甸金矿床Ⅶ号矿体群为例,利用Surpac软件建立该矿区地质数据库,进行实验变异函数的计算与理论变异函数拟合,通过交叉验证,获取最优的搜索椭球体参数,构建搜索椭球体模型,揭示出矿体的矿化分布规律,最后在各三维坐标轴平面绘制矿化投影等值线图,直观地展示矿体内部金品位的连续方向,为矿化指标计算提供数据支撑。