膠東招平斷裂-2200m特大型金礦體地質(zhì)特征與找礦標志

劉國棟，李娟

(1.山東省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 招遠 265400；2.招遠市地質(zhì)勘查與地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急技術(shù)指導(dǎo)中心，山東 招遠 265400；3.招遠羅山省級地質(zhì)公園管理處,山東 招遠 265400)

0 引言

招平斷裂是膠西北三大控礦斷裂之一，前人對其進行了大量勘查和研究工作，取得了一系列重大找礦成果。2010—2013年，隨著深部找礦戰(zhàn)略的進一步實施，膠西北地區(qū)的勘查深度從-1000m推進至-2000m，三大斷裂中焦家斷裂紗嶺礦區(qū)主礦體以及三山島斷裂西嶺村礦區(qū)主礦體相繼突破-2000m，這2條斷裂提交的金資源總量相繼超過1200t，成為千噸級控礦斷裂[1-2]，而黃金產(chǎn)量最高的招平斷裂在深部找礦成果上卻相對滯后(表1)。

表1 焦家、招平、三山島斷裂2013年前1000m以深探獲金資源量

對比三大斷裂的賦礦標高、礦體規(guī)模、傾角變化、熱液來源、礦石類型，認為其受相同應(yīng)力場控制，處于同一構(gòu)造系統(tǒng)內(nèi)，形成了對礦體賦存空間的約束，成礦特征高度一致，礦體的水平賦存深度和礦體規(guī)模也具有一致性，因此提出了“膠西北三大斷裂賦礦深度對稱和礦體規(guī)模對稱成礦”的找礦新思路，并在招平斷裂水旺莊礦區(qū)進行驗證，首次將勘查深度從-1500m延伸至-2200m以上，新增金資源量 110t ,至此招平斷裂提交金資源量達 1080t ,成為千噸級控礦斷裂。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

水旺莊礦區(qū)位于膠東半島西北部，沂沭斷裂帶東側(cè)，著名的金礦集中區(qū)——膠西北礦集區(qū)內(nèi)。其大地構(gòu)造位置隸屬于華北板塊(Ⅰ級)，膠遼隆起區(qū)Ⅲ(Ⅱ級)，出露地層有新太古代膠東巖群；古元古代荊山群、粉子山群；新生代新近紀火山巖及第四紀松散堆積物。區(qū)域發(fā)育NE—NNE向斷裂構(gòu)造，主要控礦構(gòu)造由西向東依次為三山島斷裂、焦家斷裂、招平斷裂[3-4]。區(qū)域巖漿巖廣布，中生代燕山晚期偉德山序列和雨山序列少量分布于區(qū)域東北部，中生代燕山晚期郭家?guī)X序列和燕山早期文登序列、玲瓏序列，大面積展布；古元古代晚期萊州序列和新太古代早期馬連莊序列、棲霞序列、譚格莊序列分布于區(qū)域南部招平斷裂帶上盤，呈巖基產(chǎn)出(圖1)。

1—第四系；2—新近系；3—白堊系；4—蓬萊群；5—粉子山群；6—荊山群；7—雙頂片麻巖套；8—霏細巖；9—偉德山花崗巖；10—郭家?guī)X花崗巖；11—文登花崗巖；12—玲瓏花崗巖；13—棲霞片麻巖套；14—壓扭性斷裂；15—焦家式金礦；16—玲瓏式金礦；17—砂金礦；18—水旺莊礦區(qū)圖1 膠西北地區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)宋明春等插圖修改)

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 構(gòu)造

2.1.1 九曲蔣家208斷裂

斷裂地表出露于礦區(qū)NW 2005m處(圖2)，自九曲村到大磨曲家金礦，共同控制走向長約6000m，寬8.1～460m，平均80m，已控制傾斜深4728m，未尖滅，最大垂深2282.3m(50ZKC4控制)，總體走向33°，傾向SE，傾角23°～33°，平均30°，發(fā)育有不連續(xù)灰黑色斷層泥，厚1～4cm。招平斷裂在分叉為九曲蔣家208斷裂與破頭青斷裂后，兩斷裂在該區(qū)相互疊加影響，形成最大厚度超過1000m的巨厚蝕變帶，其中水旺莊礦區(qū)2號主礦體即賦存于九曲蔣家208斷裂絹英巖化碎裂巖帶內(nèi)。多數(shù)地質(zhì)工作者認為九曲蔣家208斷裂為招平斷裂的次級構(gòu)造，而破頭青斷裂為招平斷裂北段主干。通過水旺莊礦區(qū)深部鉆孔勘查工作，揭露了九曲蔣家208斷裂的深部軌跡，其斷裂寬度、蝕變程度、賦礦規(guī)模均遠大于破頭青斷裂，因此九曲蔣家208斷裂應(yīng)為招平斷裂北段主干。

1—第四系；2—欒家河(文登)花崗巖；3—玲瓏花崗巖；4—譚格莊花崗巖；5—閃長玢巖脈；6—閃長巖脈；7—斷裂；8—巖脈、礦脈及斷裂產(chǎn)狀；9—蝕變斷裂破碎帶；10—金礦脈及編號；11—金礦體；12—水旺莊礦區(qū)主要金礦體水平投影范圍圖2 水旺莊礦區(qū)地質(zhì)圖

2.1.2 破頭青斷裂

斷裂地表出露于礦區(qū)外NW 799m處(圖2)，從九曲村至龍口市顏家溝村西尖滅，長5500m，寬30～330m，工程控制最大斜深3231m，未尖滅，最大垂深1631m，總體走向60°，傾向SE，傾角28°～45°，平均33°。斷裂帶發(fā)育以斷層泥為標志的主裂面(1～12cm)，以主裂面為界，上盤依次為絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖、絹英巖化花崗巖；下盤依次為絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖[5-7]及與九曲蔣家208斷裂共同影響的絹英巖化花崗巖。礦體大部分賦存于主裂面下盤絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶內(nèi)。破頭青斷裂在水旺莊礦區(qū)控制了1號主要礦體。

2.2 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)地表出露譚格莊序列片麻狀細粒黑云奧長花崗巖,經(jīng)鉆孔揭露，深部為玲瓏二長花崗巖，區(qū)內(nèi)脈巖較為發(fā)育。

2.3 主礦體特征

水旺莊礦區(qū)內(nèi)共圈定金礦體70個，金礦化體101個。2號礦體為探礦權(quán)內(nèi)主礦體，由43個見礦鉆孔控制(包括北鄰李家莊礦區(qū)3個鉆孔)。賦存于208斷裂影響的黃鐵絹英巖化碎裂巖帶及黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶內(nèi)，賦存標高-851m～-2282m，礦體最大走向長2560m，最大傾斜深2080m，最大控制垂深980m，礦體呈大脈狀、似層狀，產(chǎn)狀與斷裂蝕變帶基本一致，平均走向NE 20°，傾向SE，傾角一般為15°～35°。沿走向及傾向均已控制到礦界,未封閉(圖3)。

1—前期詳查見礦鉆孔；2—二期詳查驗證孔及追索孔；3—二期詳查見礦鉆孔；4—未見礦鉆孔；5—二期詳查新增主礦體(工業(yè)礦)；6—探礦權(quán)邊界；7—前期詳查儲量計算邊界(工業(yè)礦)；8—兩期詳查間低品位塊段圖3 水旺莊礦區(qū)2號主礦體水平投影圖

礦體金品位為(1.02～41.07)×10-6，大于10.00×10-6的樣品較少，平均品位4.27×10-6，變化系數(shù)144.60%，屬有用組分分布較均勻礦體。單工程控制礦體厚度1.25～31.49m，平均厚度5.46m，變化系數(shù)111.62%，屬厚度變化較穩(wěn)定型礦體。從品位等值線圖(圖4A)和厚度等值線圖(圖4B)看，礦體品位為(1.00～10.00)×10-6，大于10.00×10-6的樣品較少。礦體厚度與品位具正相關(guān)關(guān)系，但峰值區(qū)域略有偏移。

圖4 水旺莊二期詳查區(qū)2號主礦體品位等值線圖(A)和厚度等值線圖(B)

2.4 礦石特征

礦權(quán)范圍內(nèi)圈定70個金礦體，全部為盲礦體，根據(jù)礦石氧化程度分類，礦石類型全部為原生礦。巖性為黃鐵絹英巖化碎裂巖和黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖，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)等。礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、細脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造和斑狀構(gòu)造等。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、自然金、銀金礦等，非金屬礦物主要有石英、絹云母、長石、方解石等[8-10]，其中金礦物呈亮黃色，粒狀—不規(guī)則狀，粒徑一般在0.01～0.03mm，主要包含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(圖5)。

圖5 黃鐵礦粒間的晶隙金

巖礦鑒定顯示，自然金為金黃色，銀金礦多為黃色—淡黃色。金礦物隨銀含量的增高而顏色變淡。其形態(tài)以尖角粒狀為主，其次為枝叉狀、麥粒狀等。金礦物粒度，礦石以微粒金、細粒金為主，少量中粒金、粗粒金及巨粒金(表2)。

金為礦石中主要有益組分[11-12]，礦石中銀與硫呈次要伴生組分存在。工業(yè)礦平均金品位5.27×10-6，平均銀品位5.00×10-6，平均硫品位2.55%，銀、硫可作為伴生有益組分加以綜合回收利用。伴生的有害組分中砷含量(6.89×10-6)遠小于0.2%，達不到規(guī)范要求的最低含量，對選礦無影響(表3)。

表3 礦石化學(xué)全分析統(tǒng)計

金礦物70.59%為自然金，29.41%為銀金礦。據(jù)區(qū)內(nèi)金礦物電子探針成分分析樣結(jié)果統(tǒng)計，金礦物自然金成色為908.2，銀金礦成色為749.7，平均859.4。自然金中Au/Ag為11.35∶1。成色較高的金礦物，反映成礦溫度為中偏高及較高的成礦深度，微觀觀察礦石可發(fā)現(xiàn)，金礦物絕大部分集中在一個成礦階段內(nèi)[13-15]，從均方差64.63和變化系數(shù)9.45來看，金礦物成色相差較小，反映出金礦物在生成時間上較接近，成礦階段較單一(表4、表5)。

表4 金礦物成色方差分析統(tǒng)計

表5 金礦物化學(xué)成份電子探針分析結(jié)果統(tǒng)計

3 找礦標志及礦化富集規(guī)律

通過首次制作招平斷裂北段跨4礦區(qū)長達5000m的地質(zhì)剖面圖，系統(tǒng)研究招平斷裂北段深部構(gòu)造行跡，招平斷裂北段玲瓏金礦田內(nèi)帚狀構(gòu)造群和招平斷裂北段主干九曲蔣家208斷裂以及招平斷裂北段分支破頭青斷裂之間的空間關(guān)系得以清晰呈現(xiàn)(圖6)。

剖面顯示九曲208斷裂以西傾角較陡的帚狀構(gòu)造群為招平斷裂的次級斷裂而招平斷裂主干九曲蔣家208斷裂和分支破頭青斷裂兩套獨立的對稱構(gòu)造蝕變帶在九曲村以東區(qū)域的深部相互疊加影響形成千米級巨厚蝕變帶，按蝕變程度由淺至深劃分為5條，依次為絹英巖化花崗巖、絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖、絹英巖化花崗巖、絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖、絹英巖化花崗巖。其中淺部一、二層由破頭青斷裂控制，中間第三層由破頭青和九曲蔣家208斷裂共同控制，深部四、五層由九曲蔣家208斷裂控制。

礦體主要富集在靠近斷裂接觸面的兩層碎裂巖帶內(nèi)，2號主礦體便賦存于九曲蔣家208斷裂所影響的第四層絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶內(nèi)，其具有品位高、形態(tài)簡單、規(guī)模巨大的特點，在李家莊和水旺莊礦區(qū)2號主礦體分別占該區(qū)總資源量的93.81%和70.90%(表6)。因此在受2條斷裂共同影響的區(qū)域內(nèi)，鉆孔穿透淺部破頭青斷裂繼續(xù)鉆進至九曲蔣家208斷裂所控制的第四層絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶是最為重要的找礦目標。

1—奧長花崗巖；2—絹英巖化花崗巖；3—絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖；4—二長花崗巖；5—坑內(nèi)鉆孔軌跡；6—地表鉆孔軌跡；7—探礦權(quán)邊界；8—礦體及編號圖6 招平斷裂北段-斷裂分叉與形跡研究跨礦區(qū)5000m剖面圖

九曲蔣家208斷裂總體傾角30°，2號主礦體與其產(chǎn)狀基本相似，向深部愈加富集，局部傾角由陡變緩的地段往往是厚大礦體賦存位置，這也符合膠西北大型控礦斷裂變緩控礦的規(guī)律[16-19]。

表6 2號主礦體深淺部對比

4 討論

2004—2008年，招平斷裂北段找礦主要目標一直鎖定為破頭青斷裂，澳大利亞澳華金田公司在該區(qū)開展金礦勘查工作。找礦工作重點圍繞破頭青斷裂地表出露附近開展，進行了大功率激電、原生暈等工作，并實施部分鉆探工作，鉆探深度至-600m。澳方經(jīng)數(shù)年勘查工作，沒發(fā)現(xiàn)有價值的找礦線索，從而放棄探礦權(quán)。

2009—2011年勘查工作中，勘查重點依然為破頭青斷裂，在破頭青斷裂控制碎裂巖帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)了1號主礦體，并在離1號礦體400～500m深度發(fā)現(xiàn)了第2條碎裂巖帶和賦存其內(nèi)的2號礦體，但追索至-1400m兩條主礦體均出現(xiàn)尖滅趨勢，最深的2個鉆孔均達不到工業(yè)品位，因此終止第一次詳查，當時認為1號礦體和2號礦體均受破頭青斷裂控制。

2012年以來膠西北另外兩大斷裂控礦深度相繼突破-2000m[20]，以及“膠西北三大斷裂賦礦深度對稱、礦體規(guī)模對稱成礦”新思路的提出[21]，在水旺莊礦區(qū)跨過貧礦、薄礦間隔布設(shè)深部驗證孔，取得突破，首次將招平斷裂勘查深度從-1400m推進至-2200m以上，隨著鉆探工作開展和對地質(zhì)規(guī)律研究的深入，逐步認識到2號礦體應(yīng)受九曲蔣家208斷裂控制，由于單一礦區(qū)、單一礦體研究的局限性，常不能真實反映大型構(gòu)造整體地質(zhì)特征。為便于在該礦區(qū)深部找礦和加強招平北段地質(zhì)特征研究首次制作跨四探礦權(quán)5000m地質(zhì)剖面圖研究、指導(dǎo)水旺莊深部找礦，極大提高了工程部署合理性，二期詳查鉆孔見礦率達到100%，取得超百噸的重大找礦成果，也使招平斷裂北段深部軌跡得以呈現(xiàn)。工程控制九曲蔣家208斷裂傾斜深達4700m以上，賦存于其碎裂巖帶內(nèi)的2號主礦體規(guī)模大，品位高，且沿走向和傾斜均未尖滅，延出探礦權(quán)邊界。

基于最新找礦成果與招平斷裂北段地質(zhì)特征的新認識可以判斷九曲蔣家208斷裂沿走向向NE 1800～5000m范圍內(nèi)，都是極佳的深部探礦靶區(qū)，水旺莊深部找礦經(jīng)驗已在周邊礦區(qū)得到應(yīng)用，在近期工作中礦區(qū)南部和北部相鄰礦區(qū)施工的新鉆孔均見到九曲蔣家208斷裂和其控制的礦體，說明在該區(qū)域九曲蔣家208斷裂所控礦體從走向和傾向上依然具有較好的延展性。

在厘清破頭青斷裂和九曲蔣家208斷裂空間關(guān)系后，水旺莊礦區(qū)深部找礦成果將使廣大地質(zhì)工作者在招平斷裂向NE方向延伸趨勢、構(gòu)造行跡和控礦特征研究上提供一個更清晰的方向。

5 結(jié)論

(1)“膠西北三大斷裂賦礦深度和礦體規(guī)模對稱成礦”的找礦新思路已在水旺莊礦區(qū)成功驗證。繼續(xù)在更多的區(qū)域加以應(yīng)用，有望取得更多找礦成果。

(2)通過深部鉆孔系統(tǒng)揭露破頭青斷裂、九曲蔣家208斷裂深部行跡并通過切割深度、資源量規(guī)模對比，確定九曲蔣家208斷裂為招平斷裂北段深部找礦的主要目標。

(3)水旺莊礦區(qū)控礦深度超過-2200m，而長達110km的招平斷裂其他區(qū)域勘查深度多在-1500m左右，水旺莊深部找礦突破進一步拓展了招平斷裂深部找礦的空間。

致謝:礦區(qū)勘查工作是在山東省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院同仁的共同努力下完成的，并得到了孫忠全和溫桂軍兩位研究員的指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝！