破頭青斷裂水旺莊礦區(qū)礦床地質(zhì)特征及找礦方向

鮑中義，孫忠全，劉國(guó)棟，李山，范家盟

(山東省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 招遠(yuǎn) 265400)

水旺莊礦區(qū)位于玲瓏礦田內(nèi)，區(qū)內(nèi)礦脈受破頭青斷裂控制，該斷裂為招平斷裂帶東北段，區(qū)內(nèi)一級(jí)控礦斷裂。該斷裂控制有山東中金礦業(yè)的四礦區(qū)、五礦區(qū)和東風(fēng)等特大型金礦床[1]。該文結(jié)合區(qū)域構(gòu)造及成礦特征，在基本查明水旺莊礦床地質(zhì)及礦體特征的基礎(chǔ)上，首次將破頭青斷裂控制的蝕變帶分為2個(gè)，①號(hào)和②號(hào)蝕變帶,重點(diǎn)對(duì)②號(hào)蝕變帶進(jìn)行闡述，并對(duì)破頭青斷裂深部找礦方向做初步探討。

1 區(qū)域成礦背景

水旺莊礦區(qū)位于膠東半島西北部，其大地構(gòu)造位置處于華北板塊(Ⅰ)膠北地塊(Ⅱ)膠北隆起及拗陷區(qū)(Ⅲ)膠北隆起(Ⅳ)之膠北凸起(Ⅴ)的北部，著名的沂沭斷裂帶東側(cè)，玲瓏金礦田東緣。區(qū)內(nèi)第四系沿溝谷發(fā)育，巖漿巖廣布，并以脆性斷裂構(gòu)造發(fā)育為其突出特征(圖1)。

圖1 水旺莊區(qū)域地質(zhì)圖1—牟家單元片麻狀細(xì)粒黑云奧長(zhǎng)花崗巖；2—九曲單元弱片麻狀細(xì)中粒含石榴二長(zhǎng)花崗巖；3—大莊子單元含斑粗中粒二長(zhǎng)花崗巖；4—冶口單元含斑粗中粒二長(zhǎng)花崗巖；5—斷層及產(chǎn)狀；6—蝕變帶編號(hào)

2 礦床地質(zhì)

2.1 構(gòu)造

2.1.1 破頭青斷裂(①號(hào)蝕變帶)

地表出露于勘查區(qū)以北，為招(遠(yuǎn))-平(度)斷裂帶東段，為一級(jí)控礦斷裂，控制了勘查區(qū)內(nèi)①號(hào)蝕變帶的展布。斷裂帶區(qū)內(nèi)控制長(zhǎng)2600m，寬350～450m，局部地段達(dá)800m。走向NE 60°，傾向SE，傾角28°～45°。斷裂帶發(fā)育以斷層泥為標(biāo)志的主裂面，以主裂面為界，由里向外，上盤(pán)依次為絹英巖質(zhì)碎裂巖、絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖，絹英巖化花崗巖，下盤(pán)依次為黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗巖、碎裂狀花崗巖；以主裂面為界，構(gòu)造巖基本對(duì)稱(chēng)分帶。礦體大部分賦存于主裂面下盤(pán)的黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶內(nèi)[2]。

2.1.2 破頭青次級(jí)斷裂(②號(hào)蝕變帶)

該斷裂地表未出露，已控制的斷裂帶標(biāo)高為-900～-1400m，斷裂帶區(qū)內(nèi)控制長(zhǎng)800m，走向NE 60°，傾向SE，傾角12°～47°。控制②號(hào)蝕變帶展布，蝕變帶最大垂深厚度300m。斷裂帶發(fā)育以灰黑色斷層泥為標(biāo)志的斷裂面，以斷裂面為界，由里向外，上盤(pán)依次為黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖，黃鐵絹英巖化花崗巖，下盤(pán)依次為黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗巖；以主裂面為界，構(gòu)造巖基本對(duì)稱(chēng)分帶。蝕變帶上下盤(pán)均含礦，礦體大部分賦存于主裂面上下盤(pán)的黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶內(nèi)。②號(hào)主礦體即位于該次級(jí)斷裂下盤(pán)黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖中。

2.1.3 欒家河斷裂

位于礦區(qū)東部，礦區(qū)出露長(zhǎng)2100m，總體走向30°，傾向SE，傾角50°～82°，在區(qū)域上切割譚格莊巖套、文登巖體及近EW向韌性變形帶。具多期次活動(dòng)特征。帶內(nèi)巖石主要為奧長(zhǎng)花崗巖質(zhì)碎裂巖，絹英巖化碎裂巖，角礫巖及斷層泥等。帶寬5～20m，局部超過(guò)30m，發(fā)育較連續(xù)的主裂面。帶內(nèi)巖石分帶性明顯，靠近主裂面巖石破碎較強(qiáng)。

2.2 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖出露遍布全區(qū)，由譚格莊巖套、玲瓏巖體和文登巖體及少量脈巖組成。

(1)新太古代譚格莊巖套牟家單元:分布于礦區(qū)東部，破頭青斷裂帶上盤(pán)。出露牟家單元，呈巖基產(chǎn)出。巖性為片麻狀細(xì)粒黑云奧長(zhǎng)花崗巖。

(2)中生代侏羅紀(jì)玲瓏巖體九曲單元：分布于礦區(qū)西北部，破頭青斷裂下盤(pán)。巖性為弱片麻狀細(xì)中粒含石榴二長(zhǎng)花崗巖。

(3)中生代侏羅紀(jì)玲瓏巖體大莊子單元：分布于破頭青斷裂下盤(pán)。呈巖基狀分布，是玲瓏礦田的主要賦礦圍巖。巖性為含斑粗中粒二長(zhǎng)花崗巖。

(4)中生代侏羅紀(jì)文登巖體冶口單元：分布在礦區(qū)的南部及破頭青斷裂上盤(pán)，為區(qū)內(nèi)金礦床的重要圍巖。該單元巖石風(fēng)化相對(duì)較弱。巖性為含斑粗中粒二長(zhǎng)花崗巖，呈肉紅色，粗中粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，其中偶含鉀長(zhǎng)石斑晶。主要組成礦物有斜長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、石英、黑云母、白云母等。

3 礦體地質(zhì)

3.1 礦體地質(zhì)特征

破頭青斷裂深部礦體為主要勘查對(duì)象，共圈定金礦體33個(gè)，編號(hào)為①～33○號(hào)，其中主要礦體2個(gè)，分別為①號(hào)、②號(hào)礦體，這2個(gè)礦體資源儲(chǔ)量占礦區(qū)資源儲(chǔ)量總量的70%。

3.1.1 ①號(hào)礦體

該礦體為盲礦體，賦存在①號(hào)蝕變帶內(nèi)，賦存于66～2線之間，賦存標(biāo)高-434～-910m，礦頭埋深最淺564m，由15個(gè)鉆孔控制。

礦體總體呈厚大脈狀，沿走向及傾向呈舒緩波狀。礦體與礦脈產(chǎn)狀基本一致，總體走向NE 60°，傾向SE，傾角25°～33°。

礦體勘查區(qū)內(nèi)控制長(zhǎng)1120m，控制斜深730m，該礦體沿傾向向深部未圈閉。礦體厚度1.26～14.29m，平均厚度3.63m，礦體厚度變化系數(shù)85.31%，屬厚度變化穩(wěn)定礦體。單工程礦體金品位一般1.18×10-6～6.25×10-6，礦體平均品位2.66×10-6，礦體樣品品位1.07×10-6～14.95×10-6，平均品位3.38×10-6，品位變化系數(shù)83.71%，屬有用組分分布均勻礦體。礦石為黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖(圖2)。

圖2 水旺莊42號(hào)勘探線剖面圖1—黑云奧長(zhǎng)花崗巖；2—二長(zhǎng)花崗巖；3—絹英巖化花崗巖；4—絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖+絹英巖質(zhì)碎裂巖；5—礦體及編號(hào)

3.1.2 ②號(hào)礦體

該礦體為盲礦體，位于礦區(qū)西北部，賦存在破頭青斷裂下盤(pán)②號(hào)蝕變帶內(nèi)，平面分布于①號(hào)礦體之下400～500m，位于66～18線間，由18見(jiàn)礦工程控制，實(shí)際控礦工程間距一般在160～320m×160～360m，礦體產(chǎn)狀與破頭青斷裂基本相同，傾向SE，傾角12°～47°。

礦體勘查區(qū)內(nèi)控制長(zhǎng)800m，控制最大斜深899m,賦存標(biāo)高為-960～-1396m,礦頭埋深1080m,呈大脈狀，單工程礦體厚度1.37～20.56m，平均厚度7.03m，厚度變化系數(shù)76.71%，屬厚度變化穩(wěn)定礦體。礦體單工程金品位(1.02～11.04)×10-6，平均品位3.77×10-6，礦體樣品品位1.02×10-6～26.28×10-6，平均品位4.13×10-6，品位變化系數(shù)117.89%，屬有用組分分布較均勻礦體，礦體沿傾向均未封閉。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石礦物成分

根據(jù)宏觀、微觀觀測(cè)，礦石礦物成分由金屬礦物、非金屬礦物組成，其中金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、銀金礦等，非金屬礦物主要有石英、絹云母、長(zhǎng)石、方解石等。

(1)黃鐵礦：他形—半自形粒狀，粒徑0.01～0.5mm，呈浸染狀、細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀分布，晶形多為立方體和五角十二面體，棱角被溶蝕，內(nèi)有黃銅礦或者被黃銅礦包裹。

(2)黃銅礦：少量，他形粒狀，粒度0.01～0.1mm，分布于黃鐵礦裂隙或黃鐵礦、絹云母、石英粒間，晚于黃鐵礦生成。

(3)方鉛礦：少量，分布于黃鐵礦晶隙及裂隙中或石英粒間，有的與黃銅礦連生。

(4)閃鋅礦：少量，他形粒狀，分布于脈石礦物粒間或黃鐵礦邊部，含乳滴狀黃銅礦。

(5)銀金礦：亮黃色，粒狀—不規(guī)則狀，粒徑0.01～0.02mm，主要包含于黃鐵礦或分布在黃鐵礦晶隙、裂隙、脈石礦物粒間或脈石礦物中。

(6)石英：占絹英巖組成礦物的50%。有3種石英，各占1/3。

殘留石英：粒度較粗，0.1～0.3mm，有碎?；瑥?qiáng)波狀消光，定向排列，為殘留的糜棱巖化的石英。

碎粒化形成的石英：粒度較細(xì)，粒徑0.01～0.1mm，為早期石英碎裂化而成。

絹英巖化形成的石英：他形粒狀石英，粒徑0.1mm左右，與絹云母分布在一起，一般無(wú)波狀消光。

(7)絹云母：鱗片狀，集合體呈彎曲狀，定向排列，片徑0.01～0.03mm。含量43%～45%。

(8)方解石：形成較晚，他形—半自形粒狀，細(xì)脈狀，含量5%。

礦石中按共生組合及生成關(guān)系，可劃分為3個(gè)礦物共生組合。

原生殘留礦物：斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英及絹云母等。

蝕變礦物：絹云母、微粒石英、鉀長(zhǎng)石、碳酸鹽礦物、綠泥石及黃鐵礦等。

熱液礦物：黃鐵礦、石英、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、絹云母及銀金礦等。

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

(1)礦石結(jié)構(gòu)

以自形—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)為主，其次為包含結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)、交代殘留結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、乳濁狀結(jié)構(gòu)等。

晶粒狀結(jié)構(gòu)：黃鐵礦等主要金屬礦物在礦石中呈自形—半自形不等粒狀分布。

碎裂結(jié)構(gòu)：黃鐵礦受應(yīng)力作用后發(fā)生碎裂，在裂隙中充填有石英細(xì)脈和黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等礦物。

包含結(jié)構(gòu)：礦物相互包含，如黃鐵礦中包含有粒狀金礦物、黃銅礦或其他金屬礦物以及其他早期礦物被后期礦物包含等。

交代溶蝕結(jié)構(gòu)：后期黃銅礦等礦物沿黃鐵礦裂隙或邊部交代溶蝕。

膠狀結(jié)構(gòu)：少量膠狀黃鐵礦被后期黃鐵礦包裹。

(2)礦石構(gòu)造

主要有浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造，其次有塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造和斑狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。

浸染狀構(gòu)造：黃鐵礦等金屬礦物呈星散狀分布于黃鐵絹英巖中。

脈狀構(gòu)造：黃鐵礦和石英組成細(xì)脈狀，分布于絹英巖和絹英巖化碎裂巖中。

塊狀構(gòu)造：黃鐵礦呈細(xì)脈狀團(tuán)塊富集，均勻分布在黃鐵絹英巖化碎裂巖中。

網(wǎng)脈狀構(gòu)造：黃鐵礦、石英呈細(xì)網(wǎng)脈狀充填于碎裂巖裂隙中[3-7]。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

4.1.1 成礦物質(zhì)來(lái)源

大量研究成果表明，原始的金元素來(lái)源于新太古代的膠東巖群和棲霞片麻巖套中。中生代燕山期強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)和郭家?guī)X、玲瓏巖體的侵入，使金元素進(jìn)一步富集，同時(shí)深源巖漿從地幔帶來(lái)部分金質(zhì)與重熔巖漿中的金質(zhì)混合于同一巖漿系統(tǒng)，富集于巖漿期后熱液中，隨熱液沿?cái)嗔堰\(yùn)移。

4.1.2 成礦熱液形成的溫度和壓力

初始富含揮發(fā)組分的熱液，在向斷裂構(gòu)造(低溫低壓部位)運(yùn)移過(guò)程中，具有較高的溫度和壓力。據(jù)包體測(cè)溫結(jié)果，礦床成礦溫度在338～244℃。整個(gè)玲瓏金礦田金礦脈最大出露標(biāo)高為+720m，臺(tái)上礦床控制最低標(biāo)高-700m，礦體賦存的垂直高差達(dá)1400m。根據(jù)成因礦物學(xué)和成礦流體溫度—壓力測(cè)試結(jié)果，推測(cè)成礦深度在3～4km，礦液形成的初始溫度為500℃。

4.1.3 成礦熱液的組分和化學(xué)性質(zhì)

根據(jù)玲瓏金礦田礦石石英包裹體成分測(cè)定結(jié)果，成礦熱液的物質(zhì)組分為：成礦元素：Au，Ag，Cu，Pb，Zn，Bi等。造巖元素：K，Na，Ba，Si等。揮發(fā)組分：H2O，CO2，NO2，Cl，F(xiàn)，S等。

成礦熱液的化學(xué)性質(zhì)與其組分的存在狀態(tài)密切相關(guān)，Cu2+，Pb2+，Zn2+，Bi3+等成礦元素離子以及Au，Ag的絡(luò)合物，必須在酸性及弱酸性介質(zhì)中才能穩(wěn)定存在和運(yùn)移，所以成礦溶液應(yīng)是弱酸性的。

4.1.4 成礦熱液的演化

成礦溶液隨著不同成礦階段的開(kāi)始和結(jié)束，存在著一個(gè)完整的演化過(guò)程：

在金-石英-黃鐵礦階段(早期成礦階段)，熱液沿構(gòu)造破碎帶向兩側(cè)滲透擴(kuò)散，與各類(lèi)構(gòu)造巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成早期蝕變帶——“鉀化”帶。溶液由弱酸性演變?yōu)榻行?，銀金礦開(kāi)始有少量沉淀。后期，黃鐵礦和石英有析出，形成含金的黃鐵礦石英細(xì)脈充填在裂隙中，或黃鐵礦呈星散浸染狀分布在巖石中。

在金-石英-多金屬硫化物階段(中期成礦階段)，由于發(fā)生復(fù)活性構(gòu)造活動(dòng)，早期沉淀的礦物被破碎拉長(zhǎng)，斷裂裂隙開(kāi)啟，成礦熱液再次充填。隨溶液溫度下降至250℃左右，絹云母化及硅化作用進(jìn)行強(qiáng)烈。礦液pH值升高，由中性進(jìn)入弱堿性階段，成礦元素穩(wěn)定性急劇下降，Au,Ag和Cu,Pb,Zn,Bi等幾乎同時(shí)形成各種硫化物，全部沉淀下來(lái)構(gòu)成多金屬硫化物組合，形成細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀礦石。

在金-石英-碳酸鹽階段(晚期成礦階段)，礦液溫度下降至200℃，熱液氧化能力增強(qiáng)，大量碳酸鹽類(lèi)礦物及少量黃鐵礦沉淀，同時(shí)有石英析出。成礦作用結(jié)束。

根據(jù)成礦作用機(jī)理，綜合各類(lèi)特征，礦床成因類(lèi)型應(yīng)為巖漿期后中溫?zé)嵋航淮g變巖型金礦。

4.2 找礦標(biāo)志

總結(jié)近年來(lái)該區(qū)的勘查找礦工作，其礦化富集規(guī)律與找礦標(biāo)志有:

(1)規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂中，礦體規(guī)模較大，連續(xù)性好。

(2)礦體一般位于主斷裂面下盤(pán)的蝕變巖中。

(3)礦體的厚度和品位與礦脈的蝕變強(qiáng)度關(guān)系較密切，礦脈中硅化、絹英巖化強(qiáng)、黃鐵礦化和多金屬硫化物富集的地段，往往形成厚度大、品位高的礦體。且礦體厚度與品位呈正消長(zhǎng)關(guān)系。

(4)礦脈中的礦體沿走向和傾向具有尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn)。

(5)礦體一般淺部品位低，向深部有品位增高、厚度增大的趨勢(shì)，表明礦脈深部仍具有較大的找礦前景。

5 破頭青斷裂深部找礦方向

礦體嚴(yán)格受構(gòu)造帶控制。區(qū)內(nèi)深部破頭青主裂面下盤(pán)控制的蝕變帶垂深可達(dá)700m，蝕變帶內(nèi)出現(xiàn)2個(gè)礦化富集區(qū)，第一個(gè)富集區(qū)分布自主裂面向下100m之內(nèi)，該文將其控制的礦化富集區(qū)稱(chēng)為①號(hào)蝕變帶，主要受破頭青主斷裂控制。

第2個(gè)富集區(qū)分布在主裂面之下400～700m，中間為弱絹英巖化花崗巖。第二富集區(qū)的出現(xiàn)主要是因?yàn)樵诰嘀髁衙?00m附近見(jiàn)一條次級(jí)斷裂，該斷裂控制的第二富集區(qū)暫稱(chēng)為②號(hào)蝕變帶。

2個(gè)蝕變帶控制的2個(gè)主礦體內(nèi)礦石電子探針金的成色和碎裂巖中的礦物組合基本相同，說(shuō)明該斷裂與主斷裂屬同期構(gòu)造斷裂，次級(jí)斷裂即為導(dǎo)礦又為容礦構(gòu)造，與主裂面相互呼應(yīng)，2個(gè)斷裂2次疊加，最終致蝕變帶厚度陡增。②號(hào)主礦體即位于該次級(jí)斷裂下盤(pán)黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖中。

②號(hào)蝕變帶與①號(hào)蝕變帶間距相對(duì)穩(wěn)定，2個(gè)斷裂面相距400m左右；②號(hào)蝕變帶斷層清晰，發(fā)育以灰黑色斷層泥為標(biāo)志的斷裂面；分帶明顯，蝕變帶中心為黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖。

根據(jù)目前對(duì)礦體的控制情況及鉆孔見(jiàn)礦規(guī)律分析，②號(hào)蝕變帶穩(wěn)定性較好，且蝕變規(guī)模較大，控制礦體連續(xù)性較好，深部沿傾斜方向均未封閉。深部找礦前景非常好。

綜上所述，今后的找礦方向應(yīng)將②號(hào)蝕變帶作為工作重點(diǎn)，建議該區(qū)淺部和鄰區(qū)深部進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)，通過(guò)研究對(duì)比淺部和深部成礦地質(zhì)條件、控礦特征，查明礦體產(chǎn)狀，預(yù)測(cè)和追索②號(hào)蝕變帶，進(jìn)而擴(kuò)大金礦體規(guī)模。

6 結(jié)語(yǔ)

區(qū)內(nèi)礦體多賦存于黃鐵絹英巖質(zhì)碎裂巖，黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶中，產(chǎn)狀與蝕變礦化帶一致。該次圈定的②號(hào)礦體占礦區(qū)總儲(chǔ)量一半以上，該礦體嚴(yán)格受②號(hào)蝕變帶控制，蝕變帶因與①號(hào)蝕變帶間距較大，且二者之間還存在一個(gè)弱蝕變帶(絹英巖化花崗巖)，該層極易被認(rèn)為是①號(hào)蝕變帶的底板(二長(zhǎng)花崗巖)，故在前期工作中多數(shù)鉆孔止于此。

希望今后工作中應(yīng)重視②號(hào)蝕變帶，淺部和深部均未封閉，都有擴(kuò)大的趨勢(shì)。該蝕變帶的發(fā)現(xiàn)為破頭青斷裂后期找礦指明了方向，先從沿傾斜方向入手，隨后擴(kuò)展到走向上進(jìn)行驗(yàn)證，在不斷實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，該理論將對(duì)破頭青斷裂乃至整個(gè)招(遠(yuǎn))-平(度)斷裂產(chǎn)生重大找礦意義。

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