山東新城金礦床焦家斷裂及下盤次級斷裂形成機制研究

苗文學(xué)，付秋波

（山東黃金礦業(yè)股份有限公司新城金礦，山東 煙臺 261400）

焦家地區(qū)的金礦帶，其內(nèi)部的斷裂構(gòu)造總體呈現(xiàn)出NE走向。其是由焦家主干斷裂、侯家支斷裂、望兒山支斷裂、寺莊支斷裂、邱家支斷裂、埠后支斷裂、金華山-洼孫家支斷裂、河西支斷裂以及分布在斷裂地段的主斷裂花崗巖體的內(nèi)部所形成，主要是以NE走向為主，并形成節(jié)理群組。焦家主斷裂是焦家金礦帶的主要構(gòu)造。在主斷裂與支斷裂之間分布的有后候支斷裂、后家支斷裂、望山支斷裂、思莊支斷裂、邱家支斷裂、河西支斷裂、金華山-沃遜家支斷裂等，這些是與焦家主斷裂上下壁相聯(lián)系并派生而來的次級斷裂。但同一斷層不同斷裂帶的構(gòu)造-構(gòu)造特征也不盡相同。新城金礦床構(gòu)造以斷層和節(jié)理為主。褶皺基本未發(fā)育。斷層按走向可分為北東向、近北西向和北西向。節(jié)理主要為NE向和近N-S向。焦家斷裂帶是新城金礦床的主要斷裂構(gòu)造。焦家斷裂帶及其次生斷層和節(jié)理共同控制著新城金礦床的形成、演化和總體分布。

1 新城金礦床構(gòu)造系統(tǒng)

1.1 主干控礦斷裂

指貫穿全區(qū)、總體走向NE的斷裂帶，它是焦家斷裂帶在新城金礦床內(nèi)的出露部分，控制礦區(qū)鉀化、絹英巖化蝕變帶發(fā)育和黃鐵絹英巖型礦體的產(chǎn)出，是最為重要的控礦斷裂，本文將其稱為F1斷層，標(biāo)志性特點是主斷面具有30cm～130cm厚的斷層泥，斷層泥具有分帶性，中間是黑色，兩側(cè)黃白色。

F1斷層工程控制長度大于400m，方向為40°～65°，向NW傾斜，向25°～39°傾斜，方向和傾角均為平緩波型和扭轉(zhuǎn)型。主剖面延伸穩(wěn)定，下盤為50150m厚絹云母碎裂帶。斷層是成礦階段的主要控礦構(gòu)造，斷層泥沿主剖面穩(wěn)定分布，是深部成礦熱液的屏障。因此，金礦床主體產(chǎn)于斷裂主破裂面以下。斷裂成礦后，活動性和伸展性較弱。

1.2 次級控礦斷裂

礦床的初期構(gòu)造主要是以NE、NW、NNE走向為平行的初次斷裂帶，圖1所示。其中，多為北西傾向的礦床斷裂到構(gòu)造的走向一般為NE走向，并形成新城礦床內(nèi)發(fā)育可控的一組構(gòu)造。沿著NE走向所形成的斷裂帶構(gòu)造，其根據(jù)傾角的陡緩作為依據(jù)，將其分為兩類：低傾角組傾角為295°～335°，傾角為25°～35°。大傾角組傾角為295°～350°，傾角為45°～88°，坡度較大的一組傾角較大。新城金礦礦船的一組重要控礦構(gòu)造是北北東向斷裂構(gòu)造，其走向為280°～290°，傾角為30°～70°。北西向斷裂構(gòu)造多為西南向，多為斷礦構(gòu)造，走向為205°～260°，傾角為30°～60°。

圖1 新城金礦床次級控礦斷裂構(gòu)造特征

a.新城金礦床次級斷裂走向玫瑰花圖；b.北東向次級斷裂走向玫瑰花圖；c.北北東向次級斷裂走向玫瑰花圖；d.北西向次級斷裂走向玫瑰花圖；e.北西向次級斷裂傾向玫瑰花圖

1.3 節(jié)理及裂隙系統(tǒng)

礦船構(gòu)造的主要內(nèi)容是節(jié)理的形成。它們通常以生產(chǎn)物的斷層為主。共生組具有機械聯(lián)系。含礦圍巖的結(jié)構(gòu)破碎程度與節(jié)理的發(fā)育程度有著密切的聯(lián)系，其能控制礦體形成的大小、形態(tài)以及分布起著重要作用。它們在不同的構(gòu)造階段所形成發(fā)育各不相同，并且會受到應(yīng)力變化的控制。它們按一定的方向和系統(tǒng)地成群出現(xiàn)，并分布在大面積。它們可作為研究內(nèi)生礦床的找礦標(biāo)志。這說明新城金礦床不僅具有較強的活動強度和較長的主成礦構(gòu)造時間，而且發(fā)育了低品位、低階的節(jié)理構(gòu)造，在深部控礦和找礦中起著重要作用。

2 構(gòu)造形成機制解析

根據(jù)對野外進行勘查得出的資料進行分析，對焦家斷裂帶的構(gòu)造以及其經(jīng)歷的多期活動進行確定。該構(gòu)造的早期形成為韌性斷裂帶，這樣會容易造成變形，并以中期為韌-脆性變形時期和后期主要是以脆性變形時期為主，在早期韌性變形的基礎(chǔ)上進行疊加，從而形成韌性早期基礎(chǔ)，并進行疊加，形成韌性變形與脆性變形處同一空間，形成復(fù)合現(xiàn)象。

2.1 成礦前韌性剪切活動

該時期發(fā)育的構(gòu)造活動，是對發(fā)育前期的寒武紀(jì)變質(zhì)階結(jié)晶基地大規(guī)模韌性剪切活動帶變形為主，對巖石塑性構(gòu)造發(fā)育進行全面分析，得出在巖石構(gòu)造連續(xù)變形的狹長高度內(nèi)，容易產(chǎn)生變形情況。此階段的應(yīng)力狀態(tài)為SN向的擠壓應(yīng)力，其主要特征在區(qū)域上表現(xiàn)為近EW向褶皺及韌性剪切帶的形成，如在膠東自北向南依次有規(guī)律的形成了黃縣-蓬萊構(gòu)造帶、三山島-玲瓏-牟平構(gòu)造帶、萊州-棲霞-旺疃構(gòu)造帶、南墅-萊陽-澤頭構(gòu)造帶和平度-萊西-乳山構(gòu)造帶五大韌性剪切帶。

2.2 成礦前韌-脆性剪切活動

在斷裂帶形成成礦構(gòu)造之前，是以疊加的形成形成，不易確定，但寬大的含礦構(gòu)造蝕變巖證明，成礦前的斷裂帶的構(gòu)造是存在的。焦家斷裂帶生成初期，構(gòu)造區(qū)域內(nèi)受到NW-SE走向的擠壓產(chǎn)生應(yīng)力作用，地塊右旋運動，新巖體與老巖體進行接觸，接觸部位會產(chǎn)生塑性變形與塑性變形帶，產(chǎn)生韌性變形，韌性剪切為NW向SE的逆沖擠壓，平面上的右列壓縮剪切機;隨著應(yīng)力的增強，塑性變形逐漸轉(zhuǎn)化為脆性變形，出現(xiàn)壓縮結(jié)構(gòu)面。此階段在NW-SE向擠壓應(yīng)力作用下，除了形成NE-NNE向焦家斷裂帶外，還可能形成NW向張性正斷層或節(jié)理。

2.3 成礦期壓剪性構(gòu)造活動

成礦時期的特征為減壓脆性變形，疊加在于早期韌性剪切之上，并形成一系列的次生斷裂。在構(gòu)造活躍的主要發(fā)育期，細(xì)脈侵染礦城作用，并形成一個新城礦床I型硫鐵礦絹云母主礦體，為主要成礦期。

利用共軛剪節(jié)理法及顯微構(gòu)造的綜合分析法來表明構(gòu)造的活動階段，其應(yīng)力方位主要為NW-SE走向，其最大的主應(yīng)力（壓應(yīng)力）為NW-SE向，最小主應(yīng)力（伸張應(yīng)力）為NE-SW向。區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場為NNE-SSW向擠壓，NNW-SSE向引張，本文認(rèn)為成礦期焦家斷裂帶發(fā)生了左行壓扭性活動。

2.4 成礦期張剪性構(gòu)造活動

焦家斷裂不同斷裂帶夾角均小于45°，表現(xiàn)出擠壓斷裂的特征。成礦作用發(fā)育于張性斷裂段NE-NNE，表明NNE的主主構(gòu)造為張性扭張構(gòu)造，成礦階段構(gòu)造應(yīng)力場以左旋張拉和剪切控礦為特征。

同一斷層出現(xiàn)先壓后拉現(xiàn)象是因為其構(gòu)造不同時期的變現(xiàn)行為。構(gòu)造斷裂帶的地應(yīng)力活動具有周期性波動，在統(tǒng)一構(gòu)造的地應(yīng)力場內(nèi)基本相同，但在不同階段的地應(yīng)力場大小與適應(yīng)活動的結(jié)果各不相同。當(dāng)結(jié)構(gòu)變的壓縮預(yù)應(yīng)力超過所屬臨界點時，斷裂帶結(jié)構(gòu)有塑性變形轉(zhuǎn)換為脆性斷裂形態(tài)，但是，剛性的斷裂帶構(gòu)造地質(zhì)體在地應(yīng)力的釋放過程當(dāng)中，產(chǎn)生會回彈受限的情況，便顯出在拉伸過程產(chǎn)生斷裂特征。在進行壓力釋放后，地應(yīng)力在達到平衡時，地應(yīng)場未能發(fā)生變化。換句話說，成礦期的擠壓剪切構(gòu)造活動反映了成礦期局部成礦部位的構(gòu)造應(yīng)力場，而成礦期的拉剪構(gòu)造活動反映了成礦期的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場。也可以指出，剪切構(gòu)造活動的成礦期主要體現(xiàn)在礦體形態(tài)和礦體分布規(guī)律、大尺度礦體區(qū)域構(gòu)造活動的成礦期和擠壓剪切成礦期。一些局部和微觀尺度也可以進一步對應(yīng)上述結(jié)論:壓剪構(gòu)造活動的成礦期對應(yīng)于成礦期、成礦期、局部構(gòu)造應(yīng)力場、成礦期、張剪構(gòu)造。與區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場相對應(yīng)的活動。

因此，成礦期的壓剪構(gòu)造活動和拉剪構(gòu)造活動是同一構(gòu)造應(yīng)力場作用下不同（地應(yīng)力波動階段）時期、不同構(gòu)造位置和不同構(gòu)造水平的反映，是同一構(gòu)造應(yīng)力場作用下的一種反映。統(tǒng)一構(gòu)造應(yīng)力場的產(chǎn)物。

2.5 成礦后壓剪性構(gòu)造活動

成礦后焦家主斷裂具有右行壓扭性特征，并在新城金礦床內(nèi)發(fā)育一系列北北東-北東向的高角度正斷層，為破礦構(gòu)造。

綜上所述，焦家斷裂帶在至少四個韌脆活動期：根據(jù)不同時期的焦家斷裂帶，所產(chǎn)生的性質(zhì)也各不相同，對焦家金礦田與新城金礦床的斷裂帶構(gòu)造、蝕變以及成礦演化序列進行詳細(xì)研究。分為成礦期、前韌性剪切活動期、前韌性-脆性剪切活動期、成礦期壓剪構(gòu)造活動期和成礦期張剪構(gòu)造活動期、后五期壓剪構(gòu)造活動期。