唐澤偉
(山東黃金礦業(yè)股份有限公司煙臺礦業(yè)事業(yè)部,山東 萊州 261400)
我國金礦資源儲(chǔ)量較大具有代表性的一個(gè)地區(qū)就是山東省的膠東地區(qū),該地區(qū)也是較早一批進(jìn)行金礦深部開采的區(qū)域,20世紀(jì)末期,一部分地質(zhì)工作者對膠東西北部金礦富集區(qū)進(jìn)行深入地質(zhì)調(diào)查,同時(shí)開展一系列的地質(zhì)找礦工作,經(jīng)過實(shí)地勘查再臺上金礦和焦家金礦勘探出了具有代表性的金礦體[1,2]。
金礦的賦存規(guī)律可以通過深部找礦地質(zhì)方法準(zhǔn)確預(yù)測出,在針對膠東地區(qū)進(jìn)行深入地質(zhì)找礦實(shí)踐工作中發(fā)現(xiàn),斷裂構(gòu)造成為地質(zhì)找礦的主要依據(jù)。開展深部找礦地質(zhì)法要遵循的要點(diǎn)為:金礦地質(zhì)斷裂向深部發(fā)展,所呈現(xiàn)的傾角較緩,在斷裂傾角的緩坡位置常隱藏金礦體(宋明春等,2012)。根據(jù)實(shí)際探測結(jié)果可以推斷出金礦體的賦存規(guī)律及所處位置。大極距激電測深、小極距激電測深相互配合,對金礦的極化率和反演進(jìn)行相關(guān)處理。膠東地區(qū)的地質(zhì)找礦工作中常用的方法有大地電磁法和可控音頻大地電磁法,以上方法是在分析不同礦體的地質(zhì)斷裂情況基礎(chǔ)上,深入分析礦體斷裂構(gòu)造所處位置及變化形態(tài),再推測出賦礦區(qū)域[3-5]。
對金礦進(jìn)行多頻段電阻率測量多采用頻譜激電測深法,該方法可快速得到金礦地質(zhì)頻譜率的特征。在控礦斷裂上盤變質(zhì)巖出現(xiàn)了低電阻率和極化率,蝕變礦物凸顯出極化率高的異常特征,在對多種礦物進(jìn)行激電測深解釋的前提下,電化學(xué)場特征進(jìn)而得到全面解釋,以利于深部地質(zhì)找礦工作的進(jìn)行(曹春國等,2016)。近幾年在開展多金屬礦地質(zhì)工作的過程中常采用深反射地震法,應(yīng)用效果良好。尤其是處于長江中下游地帶的礦床進(jìn)行深部地質(zhì)找礦過程中可成礦帶的三維精細(xì)結(jié)構(gòu),圍礦床的深部勘探提供了技術(shù)支持(呂慶田等,2010,2015,2019)。膠東地區(qū)開展地質(zhì)勘探實(shí)踐研究表明,頻譜激電測深對深部斷裂構(gòu)造的探測效果顯著(Yuetal,2018)。
膠東地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造成礦元素的地球化學(xué)暈可將礦床深部的礦化情況清晰展示出來。因膠東地區(qū)的金礦多個(gè)階段成礦成暈的顯著特征,所以研究出來原生疊加暈找礦方式,依照膠東地區(qū)金礦成礦暈的具體特性,深入探究盲礦位置。主要依據(jù)的原理為:熱液礦床嚴(yán)格受構(gòu)造控制,構(gòu)造中礦體的原生暈發(fā)育特點(diǎn)是在構(gòu)造帶內(nèi)強(qiáng)度高、范圍大,特別是前緣暈在礦體的前緣可達(dá)幾百米(李惠等,2010)。
焦家-新城主構(gòu)造帶總體走向NE30°~40°、傾向NW40°~45°,呈向NW凸舒緩弧形,向SW延伸逐漸向南偏轉(zhuǎn),到東季金礦折為NE10°,到焦家金礦折回NE30°(圖1)。焦-新斷裂是郯廬斷裂帶的一條次級、多期次活動(dòng)的構(gòu)造帶。
圖1 焦家-新城成礦帶區(qū)域地質(zhì)簡圖
主斷裂中心發(fā)育有連續(xù)穩(wěn)定的主裂面,內(nèi)部發(fā)育5cm~20cm厚灰黑色斷層泥,連續(xù)穩(wěn)定分布,斷層泥內(nèi)部包裹圍巖角礫,其定向排列方式指示最后一期斷裂的活動(dòng)特征為左行剪切。沿焦家主構(gòu)造兩側(cè)(走向、垂向)構(gòu)造巖、蝕變巖具水平和垂直分帶現(xiàn)象。不同類型的構(gòu)造部位產(chǎn)出的礦石類型也不同,糜棱巖由于變形強(qiáng)、孔隙度大、滲透交代最為強(qiáng)烈徹底,形成致密塊狀和細(xì)粒浸染狀礦石,碎裂巖內(nèi)裂隙節(jié)理發(fā)育,交代作用弱,形成細(xì)脈狀礦石。
新城金礦是蝕變巖型礦床,圍巖蝕變的類型包括紅化、黃鐵絹英巖化、絹英巖化、硅化、碳酸鹽化和綠泥石化。斷裂控制蝕變帶的空間分布,蝕變帶總是沿主裂面呈帶狀分布,發(fā)育范圍受到斷裂破碎帶控制,局部膨大與斷裂破碎帶的寬度保持一致。以主裂面為界,上盤依次為絹英巖化花崗巖質(zhì)碎裂巖帶、絹英巖化花崗巖帶;下盤依次為糜棱巖、角礫巖(不連續(xù))、黃鐵絹英巖帶,黃鐵絹英巖化花崗閃長質(zhì)碎裂巖帶、黃鐵絹英巖化花崗閃長巖帶。
焦家-新城斷裂帶早期發(fā)育韌性剪切變形,主要表現(xiàn)在構(gòu)造帶平面呈線性延長,由數(shù)米至數(shù)十米,甚至上百米寬度的糜棱巖、碎裂巖帶組成;條帶、片理、透鏡體等流動(dòng)構(gòu)造發(fā)育;石英晶體呈現(xiàn)出明顯的塑性,壓扁、拉長變形、波狀及條帶狀消光等特征。在成礦流體的蝕變交代作用下,構(gòu)造巖轉(zhuǎn)變成不同程度、不同類型的蝕變巖。
隨著構(gòu)造帶的不斷剝蝕隆升,韌性變形也逐漸轉(zhuǎn)化為脆性變形,主要表現(xiàn)在斜向側(cè)列(羽列或雁列)的張剪性節(jié)理、網(wǎng)狀節(jié)理發(fā)育,與成礦有關(guān)的金屬硫化物及石英脈,既充填在這些張開程度不等的節(jié)理中,并向其兩側(cè)浸染交代。構(gòu)造帶中心形成數(shù)厘米到數(shù)十厘米的以黑白相間的斷層泥為主要特征的主裂面;向兩側(cè)為破碎程度逐漸弱化的碎裂巖。
焦家-新城斷裂在形成初期經(jīng)歷了明顯的右行剪切活動(dòng)。新城金礦的Ⅰ號主礦體賦存在主裂面下盤,郭家?guī)X花崗閃長巖內(nèi)接觸帶的黃鐵礦化和硅化的構(gòu)造蝕變巖中。該礦體的主容礦構(gòu)造走向NE70°~80°、傾向NNW、傾角48°左右,為沿剪切帶展布的微裂隙組成,與剪切帶走向呈30°~40°夾角的側(cè)列狀,應(yīng)屬羽狀剪切破裂。李俊英(2002)指出新城I號礦體是在NE-SW向擠壓、近SN向拉張的區(qū)域應(yīng)力場下,剪切帶發(fā)生右行扭動(dòng)形成的。新城金礦NEE向容礦羽列構(gòu)造(Ⅰ號礦體)成生時(shí),剪切帶兩盤以右行扭動(dòng)的水平運(yùn)動(dòng)為主,兼有上盤斜落(正斷層)。并依據(jù)新城金礦-95m中段采礦場斷層面擦線特征,指出新城金礦區(qū)內(nèi)主斷面上盤在成礦初期朝NNW向斜落,該控礦斷裂的活動(dòng)特征至NNE向容礦羽列構(gòu)造(Ⅴ號礦體)成生時(shí),剪切帶兩盤的水平運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮信?dòng)為主。陳小龍(2010)通過對新城金礦野外和坑道構(gòu)造的系統(tǒng)觀測,結(jié)合構(gòu)造帶運(yùn)動(dòng)學(xué)特征,利用節(jié)理分析和共軛節(jié)理的應(yīng)力場反演,明確了節(jié)理裂隙的優(yōu)選方位與礦體長軸優(yōu)選方位的套合性,并利用顯微位錯(cuò)密度法和動(dòng)態(tài)重結(jié)晶顆粒法測算了古應(yīng)力,分別獲得差應(yīng)力值為86MPa~106MPa,66.6MPa~13.5MPa。
構(gòu)造應(yīng)力場是決定礦體的產(chǎn)狀、形態(tài)、側(cè)伏、傾伏和延深規(guī)模等特征的主要因素。而這些特征不僅是在焦家-新城成礦帶,幾乎是膠東西北部各礦床的共同特征。說明它們是在統(tǒng)一的構(gòu)造應(yīng)力場下形成的。李俊英(2006)指出,先期構(gòu)造應(yīng)力場下,剪切破裂趨勢面的剪應(yīng)力分量小于其抗剪阻力,表現(xiàn)為塑性變形,形成韌性剪切帶。韌性剪切帶形成后,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈孕巫?。其?gòu)造應(yīng)力場作用于剪切帶平面上的剪切應(yīng)力分量仍小于該面的抗剪阻力,而與剪切帶內(nèi)最大壓主應(yīng)力對應(yīng)的剪切破裂趨勢面(羽列面)上的剪切應(yīng)力分量,與抗剪阻力間達(dá)到破裂條件,于是形成了羽狀破裂面。并泵入成礦物質(zhì),成為容礦構(gòu)造。主容礦羽列構(gòu)造成生應(yīng)力場中,第三主應(yīng)力為(最大)壓應(yīng)力、水平投影方向?yàn)镹E-SW向、陡傾;第一主應(yīng)力為拉應(yīng)力、水平投影方向?yàn)榻媳钡腘NW-SSE向、緩傾;中間主應(yīng)力為NWW-SEE向、緩傾。剪切帶兩盤水平呈右行扭動(dòng),上下盤呈正斷錯(cuò)動(dòng)。
焦家-新城斷裂所控制的礦體形態(tài)具有延深大于延長的特點(diǎn)(表1),而且礦體的側(cè)伏方向具有明顯的規(guī)律性,即全部向南西側(cè)伏,與三山島-倉上斷裂帶上的礦體全部向北東側(cè)伏具有非常一致的、可對比的規(guī)律性,這些特點(diǎn)表明,焦新斷裂帶成礦初期應(yīng)受統(tǒng)一的壓扭性應(yīng)力場控制。
表1 焦家-新城斷裂帶主要礦體形態(tài)統(tǒng)計(jì)表
焦家-新城主構(gòu)造帶在平面上總體走向40°,傾向北西,傾角26°~34°,局部陡至47°。還有派生的不同級別、不同序次的斷裂構(gòu)造。這些斷裂構(gòu)造直接控制了區(qū)內(nèi)的各含礦蝕變帶,使區(qū)內(nèi)的金礦床與斷裂帶有密切的成生關(guān)系。礦體的產(chǎn)出受控于主干斷裂,浸染狀和細(xì)脈浸染狀礦體產(chǎn)于主裂面下盤,與主裂面大致平行,以45°角向SW側(cè)伏。
主成礦期斷裂的活動(dòng)特征也控制了礦體的類型和空間分布規(guī)律,這一現(xiàn)象在礦體的平面分布特征上表現(xiàn)尤為明顯。在焦家-新城主斷裂面下盤的I號礦體(細(xì)粒浸染狀黃鐵絹英巖型礦石,具壓扭性特征)呈明顯的左階羽列狀。