山東招平斷裂構(gòu)造解析及控礦規(guī)律總結(jié)

王吉祥，張 勛，王要善，許彥會(huì)，姜曉磊，王承璨

(山東黃金集團(tuán)蓬萊礦業(yè)有限公司，山東 煙臺(tái) 265615)

0 引言

招平斷裂是膠東地區(qū)主要的控礦斷裂構(gòu)造之一，該斷裂南起平度北至招遠(yuǎn)，全長(zhǎng)約100 km，波及寬度范圍700～5 000 m。招平斷裂帶中先后探明了玲瓏臺(tái)上金礦、夏甸金礦、曹家洼金礦、大尹格莊金礦等多個(gè)較大規(guī)模的金礦床，近年來(lái)在該斷裂深部及外圍的地質(zhì)找礦中又取得了新的進(jìn)展和突破[1]。

1 招平斷裂構(gòu)造簡(jiǎn)介

招平斷裂發(fā)育破頭青斷裂、九曲蔣家斷裂與玲瓏斷裂三條Ⅰ級(jí)構(gòu)造。其中破頭青斷裂和九曲蔣家斷裂分別形成于成礦期和成礦前，是規(guī)模較大的控礦構(gòu)造帶，玲瓏斷裂為成礦后形成的斷裂構(gòu)造帶，切割礦體及礦脈[2]。

1)破頭青斷裂帶。該斷裂帶全長(zhǎng)22 km、寬度250～340 m，走向NE60°～70°，傾向SE，傾角40°左右。斷裂帶內(nèi)構(gòu)造巖為碎裂狀花崗巖、糜棱巖。破頭青斷裂主裂面分布厚度為0.1～0.2 m的斷層泥，具有多次構(gòu)造活動(dòng)特征，蝕變礦化明顯。

2)九曲蔣家斷裂。該斷裂是玲瓏礦田主要的控礦、容礦構(gòu)造。斷裂產(chǎn)出于礦田東部，走向NNE30°，傾向NE，傾角30°～60°，主裂面向南切割破頭青斷裂帶，形成寬度為400～600 m的構(gòu)造破碎帶。

3)玲瓏斷裂。該斷裂是一條呈NNE走向的區(qū)域性斷裂構(gòu)造，長(zhǎng)4.6 km，寬50～150 m左右。山東某金礦在-50 m中段與-270 m中段的主運(yùn)大巷穿過(guò)玲瓏斷裂，揭露該斷裂的傾角為60°左右，且可見(jiàn)20～30 cm的斷層泥，斷裂附近發(fā)育硅化、綠泥石化等蝕變，甚至發(fā)生礦化。

2 招平斷裂構(gòu)造解析

2.1 構(gòu)造分帶解析

依據(jù)巖礦的裂隙發(fā)育程度對(duì)招平斷裂構(gòu)造進(jìn)行分帶，由主斷裂面向下盤總體劃分為斷層泥、黃鐵絹英巖帶、硅化碎裂巖帶、鉀化碎裂巖帶。

1)斷層泥帶。主斷面斷層泥寬約30 cm左右，呈淺灰色，有球狀石英顆粒發(fā)育，石英角礫約占1%，磨圓度較好。

2)黃鐵絹英巖帶。寬度達(dá)80余米，基本無(wú)花崗結(jié)構(gòu)，見(jiàn)有細(xì)脈狀、浸染狀黃鐵礦發(fā)育，硅化較強(qiáng)，石英含量50%～60%，鉀長(zhǎng)石顆粒大小為1 cm左右，黃鐵礦為灰黑色，顆粒大小小于1 mm。蝕變巖型金礦體主要發(fā)育于黃鐵絹英帶內(nèi)[3]。

3)硅化碎裂花崗巖帶。局部可見(jiàn)少量浸染狀黃鐵礦，石英顆粒變大，見(jiàn)大塊石英，巖石呈花崗結(jié)構(gòu)，巖石中鉀長(zhǎng)石含量增多，約占50%～60%，黃鐵礦含量減少。

4)鉀化裂隙帶。鉀化裂隙帶和弱鉀化稀疏裂隙帶是遠(yuǎn)離主斷裂的構(gòu)造蝕變變帶，鉀化蝕變沿裂隙呈網(wǎng)脈狀，裂隙中間的巖塊大都保持花崗巖的成分及結(jié)構(gòu)。

2.2 成礦多期次構(gòu)造發(fā)育解析

招平斷裂構(gòu)造分為成礦前斷裂、成礦期斷裂和成礦后期斷裂。

成礦前斷裂：多為NEE、NE向斷裂，主要表現(xiàn)為控制脈巖發(fā)育的張性斷裂構(gòu)造，大都被礦脈切割，部分與礦脈在空間上相伴隨，與礦脈接觸的部位發(fā)生強(qiáng)烈蝕變或退色現(xiàn)象?？刂苽ゾr脈、閃長(zhǎng)玢巖脈、部分閃長(zhǎng)巖的侵入與就位，礦脈與這些巖脈的接觸界線清晰，總體上呈鋸齒狀。另外，成礦前形成的花崗巖與圍巖的接觸帶構(gòu)造是招平斷裂生成、發(fā)育、發(fā)展、演化的基礎(chǔ)。

成礦期斷裂：礦田成礦期的斷裂構(gòu)造主要具備以下兩個(gè)方面特征：①NNE向、NE或NEE向延伸；②斷裂構(gòu)造帶的中心部位大都出現(xiàn)黃鐵礦石英脈，即使局部沒(méi)有石英脈發(fā)育，在斷裂構(gòu)造的延伸或延深方向出現(xiàn)黃鐵礦石英脈，并且其兩側(cè)次級(jí)構(gòu)造帶及構(gòu)造裂隙發(fā)育硅化、絹云巖化和鉀化蝕變巖，蝕變帶的水平寬度規(guī)模常是石英脈型金礦體的幾倍[4]。

成礦后期斷裂：成礦后斷裂構(gòu)造規(guī)模較大的為順礦體連續(xù)發(fā)育的斷層泥，另有一些規(guī)模較小的斷層泥，與數(shù)量眾多的小型斷裂及裂隙，尤其是成礦后脈巖構(gòu)造，其寬度達(dá)數(shù)十米以上，常將礦體錯(cuò)斷十幾米，對(duì)礦體、礦脈的完整性及延伸產(chǎn)生較大影響。

2.3 成礦構(gòu)造應(yīng)力分析

區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)方向控制斷裂構(gòu)造延伸方向和斷裂構(gòu)造的組合形式，成礦構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)三軸主應(yīng)力的方向與構(gòu)造的組合形式有非常密切的關(guān)系，開(kāi)展構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析，最主要的是確定三軸主應(yīng)力的方向[5]。

以山東某金礦117#脈帶為例，在該礦-420 m水平中段選擇構(gòu)造相對(duì)發(fā)育的區(qū)域，尤其是共軛節(jié)理發(fā)育區(qū)段進(jìn)行構(gòu)造要素的測(cè)量，表明招平斷裂下盤的蝕變帶內(nèi)，節(jié)理密集發(fā)育，具有蝕變的成礦期共軛節(jié)理。通過(guò)吳氏網(wǎng)進(jìn)行投影，并對(duì)三軸主壓應(yīng)力的方向進(jìn)行極密投影，見(jiàn)圖1～3。這表明招平斷裂最大主壓應(yīng)力大都集中于傾角較陡的部位，而最小主壓應(yīng)力大都呈NW-SE向，而且傾角較小，一盤小于20°，中間主壓應(yīng)力方向呈NE-SW向。這說(shuō)明在成礦期的最大主壓應(yīng)力是近垂向的，表現(xiàn)在構(gòu)造活動(dòng)過(guò)程中，是垂向擠壓，NW-SE向伸展。招平斷裂在成礦期表現(xiàn)為正斷層特點(diǎn)，控制石英脈型金礦的次級(jí)斷裂構(gòu)造部分為NNE向、NE向、NEE向的張性、張扭性斷裂，構(gòu)造控制石英脈型金礦的形成與分布[6]。

圖1 -420 m中段最大主壓應(yīng)力極密圖

圖2 -420 m中段中間主壓應(yīng)力極密圖

圖3 -420 m中段最小主壓應(yīng)力極密圖

2.4 構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)演化

成礦前：成礦前構(gòu)造活動(dòng)主要?jiǎng)澐謨蓚€(gè)階段，早階段為南北向擠壓(見(jiàn)表1)，形成近東西向的棲霞復(fù)背斜。由于后期多次構(gòu)造活動(dòng)及構(gòu)造作用改造，E-W或NEE-SWW向構(gòu)造保留的較少，如一些韌性剪切帶，褶皺構(gòu)造等。韌性剪切帶主要以小規(guī)模糜棱巖條帶形式殘存于斷裂帶。

表1 該構(gòu)造成礦階段及其特征

成礦期：由于NW-SE擠壓，使早期韌性剪切帶發(fā)生脆性疊加變形，產(chǎn)生如破頭青斷裂下盤的控礦斷裂，使剪切帶內(nèi)的巖石發(fā)生強(qiáng)烈的破碎、碎裂，區(qū)域上顯示為NNE向右行張剪、NEE向左行張剪性質(zhì)。在區(qū)域上，構(gòu)造地殼抬升、巖漿冷卻，區(qū)域伸展作用呈NW-SE向，淺表平面表現(xiàn)為NE-SW向構(gòu)造擠壓，三山島斷裂、招平斷裂、焦家斷裂以正斷層形式發(fā)育，形成鏟式斷裂構(gòu)造[7]。

成礦后：該期構(gòu)造主要為NNE向、NE向、NW向和近E-W向脆性斷裂，其中NW向和近E-W向構(gòu)造作為新生斷裂，對(duì)NNE向、NE向兩組斷裂進(jìn)行擠壓再造，造成區(qū)域主壓應(yīng)力方向轉(zhuǎn)換為NW-SE向擠壓、NNE向結(jié)構(gòu)面左行滑移，切割礦體。

3 構(gòu)造控礦規(guī)律

3.1 構(gòu)造形式對(duì)礦床的控制

依據(jù)斷裂構(gòu)造的幾何形態(tài)與構(gòu)造組合形式，招平斷裂控礦構(gòu)造模式主要表現(xiàn)為雁列式構(gòu)造。以山東某金礦礦田控礦構(gòu)造模式為例，171#脈帶發(fā)育的工業(yè)金礦體雁行排列在平面有左滅右現(xiàn)的右斜列和右滅左現(xiàn)的左斜列兩種形式，207#帶、208#脈帶發(fā)育的工業(yè)礦體屬右滅左現(xiàn)的左斜列，171#脈帶內(nèi)發(fā)育的工業(yè)礦體屬左滅右現(xiàn)的右斜列。雁列式構(gòu)造不僅表現(xiàn)在單礦體之間，而且也表現(xiàn)在礦脈帶與礦脈帶之間，在礦田9#脈帶、5#脈帶、10#脈帶、175#脈帶、176#脈帶、207#脈帶、208#脈帶在剖面上表現(xiàn)為雁列式分布。隨著向南東方向，這些脈帶的賦存在呈雁列式深度逐漸增加(見(jiàn)圖4)。

1-太古宇膠東群；2-花崗巖；3-花崗閃長(zhǎng)巖；4-鉀化及絹云化花崗巖；5-斷裂及運(yùn)動(dòng)方向；6-破碎蝕變巖型金礦體；7-石英脈型金礦體圖4 山東某金礦礦田控礦構(gòu)造示意圖

3.2 礦化富集規(guī)律

招平斷裂主控的膠東地區(qū)金礦成礦作用基本類似，主要是由深部的巖漿活動(dòng)引起的，礦化富集規(guī)律以山東某金礦171#脈帶為例進(jìn)行說(shuō)明。賦礦圍巖主要由玲瓏似片麻狀花崗巖和灤家河黑云母二花崗巖組成，大都是燕山期形成的；從巖石與構(gòu)造的關(guān)系及玲瓏花崗巖的蝕變特征方面分析，171#脈金的成礦作用是發(fā)生于玲瓏花崗巖之后；礦區(qū)的礦石礦物組成顯示礦石中石英及金屬硫化物的含量較多；礦區(qū)發(fā)育的花崗巖類巖石含有較大比例石英[8]?？傮w的礦化富集規(guī)律如下：

1)金礦化的強(qiáng)弱與構(gòu)造的性質(zhì)及巖石破碎蝕變程度有關(guān)?？氐V構(gòu)造愈明顯，規(guī)模愈大，巖石愈破碎，礦化愈強(qiáng)，反之則礦化較弱。

2)在空間上，金礦化的強(qiáng)弱似乎與煌斑巖脈發(fā)育程度有關(guān)，在巖脈的兩側(cè)，金礦化較強(qiáng)?？刂苹桶邘r脈發(fā)育的斷裂構(gòu)造在發(fā)育過(guò)程中復(fù)合了控礦斷裂構(gòu)造，煌斑巖脈的侵入是由下部沿控礦斷裂構(gòu)造上升，說(shuō)明控礦斷裂構(gòu)造向深部延伸較大，控制了煌斑巖脈的侵入。

3)容礦斷裂帶內(nèi)，張扭或張性的地段金礦化較好。

4)金屬硫化物的含量越高，礦物種類越多，成礦階段越復(fù)雜，金的富集程度越高。

5)兩組不同方向構(gòu)造的交匯部位，產(chǎn)狀變化部位、膨大部位，容易形成富礦體。

3.3 構(gòu)造控礦模型

招平斷裂及其下盤的次一級(jí)的張性、張扭性斷裂構(gòu)造，由于斷裂構(gòu)造的規(guī)模和力學(xué)性質(zhì)不同，形成不同規(guī)模和不同類型的控礦空間；招平斷裂屬壓扭性結(jié)構(gòu)面，賦存黃鐵礦碎裂蝕變巖型金礦體，其下盤的多條次級(jí)斷裂構(gòu)造屬?gòu)埿?、張扭性結(jié)構(gòu)面，富集黃鐵礦石英脈型金礦體。平面上，兩類礦體走向大致平行；剖面上，傾向相反或相近。

招平斷裂及其下盤次斷裂構(gòu)造組成的多組、多方向、多級(jí)次、多力學(xué)性質(zhì)斷裂構(gòu)造控礦是該構(gòu)造區(qū)域金礦田發(fā)育的主要控礦構(gòu)造特征，在空間上呈分支、復(fù)合或網(wǎng)格狀分布；淺部礦體尖滅后，在其下盤會(huì)發(fā)育一條較陡的控礦斷裂，控制另一條石英脈型金礦體。

通過(guò)分析山東某金礦礦體表明，礦體具有分段富集規(guī)律，在平面和剖面上存在無(wú)礦間隔。平面上，NNE向控礦斷裂構(gòu)造走向變大時(shí)，礦化較好；NEE向控礦斷裂構(gòu)造走向變小時(shí)，礦化較好。剖面上，控礦斷裂構(gòu)造傾角變陡時(shí)，礦化變強(qiáng)；變緩時(shí)，礦化變?nèi)?。從控礦圍巖、構(gòu)造控礦、蝕變礦化、成礦作用、成礦物質(zhì)來(lái)源等方面綜合分析，該金礦圍巖深部仍是以花崗巖為主，控礦斷裂呈現(xiàn)向深度變緩、收斂的特點(diǎn)，在構(gòu)造組合以雁列式為主。成礦物質(zhì)主要來(lái)源于深部的巖漿熱液活動(dòng)，隨深度的增加，下部礦化將呈現(xiàn)由石英脈金礦逐漸向以細(xì)網(wǎng)脈狀、微細(xì)浸染型礦化轉(zhuǎn)化。

4 預(yù)測(cè)方法及找礦效果

4.1 找礦標(biāo)志

1)構(gòu)造標(biāo)志。斷裂構(gòu)造的存在是成礦作用發(fā)生的主要因素之一，要準(zhǔn)確判斷斷裂構(gòu)造與成礦時(shí)間的關(guān)系和空間關(guān)系，成礦期的斷裂構(gòu)造帶具有有利的成礦空間，控制礦體的分布與賦存。礦脈的礦化-構(gòu)造-蝕變具有分帶性，礦化強(qiáng)度與構(gòu)造強(qiáng)度、蝕變強(qiáng)度對(duì)應(yīng)變化，隨著由控礦斷裂的主裂面至遠(yuǎn)離主裂面，構(gòu)造變形強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)?，蝕變強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)酰V化強(qiáng)度也由強(qiáng)變?nèi)?。礦化-構(gòu)造-蝕變分帶作為找礦的良好標(biāo)志，強(qiáng)烈的構(gòu)造破碎和蝕變區(qū)域，是找礦的重點(diǎn)靶區(qū)。山東該金礦171#脈構(gòu)造蝕變巖帶水平厚度大，形成的次級(jí)斷裂構(gòu)造多，礦體分布范圍廣，下盤1 000 m范圍內(nèi)是NNE向控礦斷裂的發(fā)育部位，發(fā)育多條NNE向次級(jí)礦脈，構(gòu)造蝕變帶內(nèi)，礦體存在分段富集的規(guī)律，是典型的找礦標(biāo)志。

2)蝕變標(biāo)志。圍巖蝕變是成礦物質(zhì)、成礦流體與流經(jīng)的圍巖發(fā)生水巖反應(yīng)而保存下來(lái)的巖石信息，是找尋金礦體的最直接標(biāo)志，蝕變巖帶的規(guī)模大小反映該部位成礦作用的強(qiáng)弱，較大規(guī)模的蝕變巖帶常是賦存厚大金礦體的外圍特征。山東該金礦171#脈在下盤50～200 m的硅化、絹云巖化帶內(nèi)有多條規(guī)模較小的礦體或礦化帶，是找礦重點(diǎn)區(qū)域；斷層泥的上盤具有分支礦脈，雖然分支礦脈向上延伸不太大，但可能形成多個(gè)富礦體。

3)礦物學(xué)標(biāo)志。多金屬硫化物是金元素和金礦物的主要載體，金屬硫化物聚集的部位金元素的含量就比較高，出現(xiàn)富礦體的概率也高。因而，多金屬硫化物發(fā)育的部位，常是金礦找礦的重點(diǎn)靶區(qū)，富含黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等多金屬硫化物，是找尋金礦體的重要標(biāo)志。

4.2 找礦效果

根據(jù)招平斷裂構(gòu)造解析及控礦規(guī)律，在山東某金礦117#脈帶開(kāi)展地質(zhì)探礦工作，重點(diǎn)靶區(qū)為下盤1 000 m范圍內(nèi)礦化-構(gòu)造-蝕變帶。通過(guò)在-260 m至-660 m中段投入坑探工程，探明走向長(zhǎng)185 m、垂向高度450 m、均厚14.5 m的礦體，新增金資源量礦石量277.7萬(wàn)t，金屬量5 138 kg。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該斷裂帶構(gòu)造解析，得出招平斷裂構(gòu)造的礦化富集規(guī)律、構(gòu)造控礦模型，分析表明：招平斷裂作為膠東地區(qū)主要的控礦斷裂構(gòu)造，其主要特征表現(xiàn)為以NEE向斷裂構(gòu)造為主、多組多方向多級(jí)次多力學(xué)性質(zhì)斷裂構(gòu)造；招平斷裂的主要找礦標(biāo)志為礦化-構(gòu)造-蝕變分帶，在山東黃金某礦171#脈帶開(kāi)展找礦工作，探明金資源量礦石量277.7萬(wàn)t，金屬量5 138 kg。