膠東地區(qū)金礦地質(zhì)特征及焦家斷裂帶南延與深部找礦前景

史高飛，曲萬隆，于 洋，馬學(xué)鵬

（青島地質(zhì)工程勘察院（青島地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局），山東 青島 266000）

膠東是我國最大的金礦集中區(qū)，當(dāng)前已經(jīng)探明的金資源儲(chǔ)量大于4 500 t，其在世界金礦集中區(qū)中排名第三。該區(qū)找礦工作在2005年以前集中在500 m以淺，探明的金資源儲(chǔ)量大約為1 700 t；2005年后，淺部資源減少，找礦工作轉(zhuǎn)向深部，獲得重大突破，600 ～2 000 m 深度內(nèi)，探明金資源儲(chǔ)量累計(jì)超過2 700 t。目前，膠東已探明的金礦床有200 余處，其中有6 個(gè)超大型金礦床淺部資源儲(chǔ)量超過100 t，有17 個(gè)淺部儲(chǔ)量在20 ～100 t 的大型金礦床，而深部已探明的有10 個(gè)超大型金礦床和8 個(gè)大型金礦床，新探明的深部金礦床呈現(xiàn)出集中分布、規(guī)模大以及數(shù)量多等特征，這可改善中國缺少大型及特大型金礦床的情況，有助于我國成為世界黃金大國，為我國成為強(qiáng)國打下基礎(chǔ)。當(dāng)前，膠東地區(qū)在攻深找盲、深部找礦方面有重大突破。本文將對(duì)膠東地區(qū)焦家深部找礦情況進(jìn)行探究，主要分析膠東地區(qū)金礦地質(zhì)特征、焦家斷裂帶南延和深部的特征，最后展望深部找礦前景。

1 膠東地區(qū)金礦地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

山東省位于華北陸塊東部，部分處在大別-蘇魯碰撞造山帶上。區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造是郯廬斷裂，它將山東省劃分成兩大區(qū)域，分別是膠東與魯西。兩個(gè)區(qū)域在地層特征、構(gòu)造演化、控礦構(gòu)造和巖漿活動(dòng)等方面存在差異，從而形成了不同種類和規(guī)模的金礦。對(duì)于膠東地區(qū)，晚三疊世的揚(yáng)子板塊與華北板塊碰撞造山，加上早侏羅世太平洋-伊佐奈岐板塊朝著西北向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致該區(qū)域隆升剝蝕。侏羅紀(jì)俯沖到亞歐板塊下與白堊紀(jì)合并，使得太平洋板塊擴(kuò)展拉伸，減薄該地區(qū)的地區(qū)巖石圈，同時(shí)產(chǎn)生劇烈的巖漿活動(dòng)，這些是膠東成礦的主要背景。該區(qū)域內(nèi)主要出露的地層有蓬萊群、膠東群、荊山群、粉子山群、萊陽群、王氏群、青山群與新生代地層。

膠東群以變質(zhì)程度較深的黑云母斜長片麻巖以及麻粒巖為主；荊山群主要是中深度變質(zhì)巖，包括高蛇紋石化大理巖、鋁片巖以及變粒巖等。粉子山群和荊山群有著較為相似的形成年代、巖性組合；蓬萊群組成的部分主要是未變質(zhì)的石灰?guī)r、硅質(zhì)巖和淺變質(zhì)大理巖頁巖。青山群、王氏群主要為陸相中基性火山-沉積巖系，是斷陷盆地的產(chǎn)物；新生代地層主要由河湖相碎屑沉積物組成，還夾雜少量玄武巖；花崗質(zhì)侵入巖在膠東地區(qū)分布較為廣泛，和這一地區(qū)95%金礦形成相關(guān)。

下面將對(duì)晚三疊紀(jì)、晚侏羅紀(jì)、早白堊紀(jì)花崗質(zhì)侵入巖進(jìn)行分析。晚三疊紀(jì)與晚侏羅紀(jì)的花崗質(zhì)巖石可能形成于加厚太古代下地殼熔融，而早白堊紀(jì)主要是膠東西部郭家?guī)X與艾山花崗巖、東部偉德山與三佛山的花崗巖等，主要特征為殼?；旌显础Ｄz東地區(qū)的界線是西邊郯廬斷裂和東南部大別-蘇魯超高壓變質(zhì)帶。其中，郯廬斷裂能夠向熱液流體流動(dòng)、花崗巖巖漿上涌提供通道，但不是不發(fā)育廣泛金礦化特征。郯廬斷裂中，NE-NNE 走向的次級(jí)斷裂構(gòu)造大量發(fā)育，為金礦成礦主要位置。

1.2 典型的礦床地質(zhì)特征

山東省金礦中，造山型金礦占比超過90%，它是非常重要的一種類型。根據(jù)礦石的種類，膠東地區(qū)金礦可以劃分成兩種類型，一種是焦家型網(wǎng)脈狀金礦床，另一種是玲瓏型石英脈狀金礦床。其中，焦家型金礦的主要代表是焦家金礦、三山島金礦、新城金礦以及寺莊金礦，其位于焦家、三山島和大尹各莊等地區(qū)，處在膠東隆起西北部玲瓏花崗質(zhì)巖石與前寒武紀(jì)結(jié)晶基底接觸帶上，在膠東金礦資源中，占比達(dá)到80%。三條自西向東分布的NNE 走向、區(qū)域大型斷層構(gòu)造對(duì)礦體分布有影響：三山島斷層、焦家-新城斷層、招平斷層一般在擠壓、扭轉(zhuǎn)斷層拐彎處形成，礦石主要特征是網(wǎng)狀脈狀和侵染狀。玲瓏型金礦床代表是玲瓏金礦與東風(fēng)金礦，其在玲瓏地區(qū)、牟平-乳山地區(qū)分布較多，黃金儲(chǔ)量超過500 t。玲瓏型金礦床以NEE-NE 向的次級(jí)斷層的含礦構(gòu)造為主，礦體呈現(xiàn)為高角度傾斜。此類礦床和焦家型礦床地質(zhì)背景較為相似，但存在不同的巖礦產(chǎn)狀：玲瓏金礦床在北東走向含礦石英脈中附存，礦床主要由多脈和單脈組成，其形狀為粒狀，并且是填隙結(jié)構(gòu)。

2 焦家斷裂南部和深部具體特征

結(jié)合現(xiàn)階段的資料和探索獲得的結(jié)果可知，膠東地區(qū)許多造山型金礦在太古代結(jié)晶基底與花崗質(zhì)巖石接觸帶上集中，同時(shí)還會(huì)受到NE-NNE 向斷層系統(tǒng)影響。焦家斷裂南延主要分布在寒武紀(jì)基底上，同時(shí)伴有較為強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)，發(fā)育強(qiáng)烈的熱液蝕變作用。區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造是焦家斷裂，焦家、寺莊、新城以及河西等金礦礦床都產(chǎn)出于該控礦構(gòu)造。第四紀(jì)沉積物在一定程度上覆蓋了焦家斷裂南段，使人難以判斷寺莊金礦以南的斷裂走向，加大了焦家斷裂南段的金礦勘查難度。

2.1 研究區(qū)地質(zhì)特征

郯廬斷裂控制研究區(qū)西部，膠萊凹陷控制南部，第四紀(jì)礫石、砂與砂質(zhì)粉砂覆蓋大部，分布的主要位置是現(xiàn)代河流坡地、河漫灘地區(qū)與河床。NE-NNE向脆性斷層發(fā)育比較廣泛，一級(jí)龍口-萊州斷層以S狀分布，其南部即為焦家斷裂，它在膠東西北部是一種主要的控礦構(gòu)造?；◢徺|(zhì)巖類露頭受限，一般在研究區(qū)北部零星分布，主要是早侏羅世玲瓏花崗巖。

2.2 地球物理特征

研究發(fā)現(xiàn)，膠東地區(qū)的金礦帶磁、重力異常兩者存在相關(guān)性：許多金礦床處在低變化負(fù)磁異常區(qū)和從高到低的系統(tǒng)變化重力梯階帶中。綜合勘探焦家控礦斷裂帶的高精度重力與磁力時(shí)，勘探人員發(fā)現(xiàn)，焦家斷裂與南延地區(qū)在斷裂和地表交匯處有許多明顯傾角變化的梯階帶存在，臺(tái)階平緩部位處金礦化的地球物理標(biāo)志較為明顯。

3 斷裂構(gòu)造和礦化的關(guān)系

結(jié)合焦家金礦礦化的蝕變帶疊加關(guān)系，人們能夠明確其礦化蝕變順序，如圖1所示。一是鉀化，即紅化；二是Ⅱ號(hào)礦體礦化，即絹英巖化；三是Ⅰ號(hào)礦體礦化，即黃鐵絹英巖化；四是Ⅲ號(hào)礦體礦化，即多金屬硫化物礦化。斷裂構(gòu)造和礦化的關(guān)系即為斷裂構(gòu)造活動(dòng)、演化對(duì)于礦體產(chǎn)出狀態(tài)、礦化種類、分布規(guī)律、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦化形式、共生組合、蝕變類型的制約關(guān)系。下面分析當(dāng)前掌握的資料。

圖1 焦家主斷裂蝕變分帶剖面圖

3.1 斷裂構(gòu)造能夠控制金礦產(chǎn)出狀態(tài)和空間分布

現(xiàn)階段，一些礦體、礦化體已經(jīng)被揭露、被探知，其基本在NE-NNE 向的壓性斷裂帶、壓扭性斷裂帶中發(fā)育。該斷裂構(gòu)造型式即為礦體、礦化體空間分布型式，但這并不等于斷裂系統(tǒng)中各處都會(huì)產(chǎn)出工業(yè)品位礦體?；诘V化角度可知，礦區(qū)中該類斷裂構(gòu)造系統(tǒng)都將聚集金元素。對(duì)于單一礦體來說，不管是產(chǎn)出形態(tài)，還是規(guī)模，都會(huì)受到控礦斷裂發(fā)育情況影響。Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ號(hào)礦體在各自區(qū)段的產(chǎn)出與其礦化強(qiáng)度、控制斷裂發(fā)育較為協(xié)調(diào)。Ⅱ、Ⅰ號(hào)礦體產(chǎn)生在較寬、延深較大、緩傾的破碎帶和主斷面產(chǎn)狀相同的破碎蝕變帶中；Ⅲ號(hào)礦體在和主斷面有一致走向，具備相反傾向的陡傾裂隙中附存。總而言之，斷裂系統(tǒng)發(fā)育嚴(yán)格制約焦家金礦礦體定位情況，Ⅱ、Ⅰ號(hào)破碎蝕變的巖型礦化通常在NE 走向的蝕變帶中發(fā)育。其中，Ⅰ號(hào)礦體為層狀，側(cè)伏SW 方向，Ⅱ號(hào)礦體為透鏡狀。Ⅲ號(hào)礦體為脈狀，大多金屬硫化物礦化在NE 走向和朝SE 陡傾裂隙中發(fā)育。

3.2 斷裂演化和礦化類型

焦家主斷裂發(fā)育金礦床的礦化類型有兩種，一種是破碎蝕變巖型金礦，另一種是多金屬硫化物脈型金礦?？氐V斷裂的力學(xué)性質(zhì)由原本的壓扭性轉(zhuǎn)變成張扭性，這一構(gòu)造下的成礦環(huán)境表現(xiàn)出3 個(gè)突出特征。一是主斷面周邊破碎蝕變巖帶一般存在縮頸情況與構(gòu)造透鏡體現(xiàn)象，沒有破碎桿狀礫石與串珠狀礫石，呈現(xiàn)出壓扭性的構(gòu)造特征。二是通過顯微鏡觀察，破碎蝕變巖具有較強(qiáng)的石英波狀消光、黃鐵礦碎裂和長石扭折等特征，其主要特征是壓扭性。三是破碎蝕變帶與下盤中多金屬硫化物脈疊加。通常，礦脈中的礦化分帶現(xiàn)象較為明顯。比如，黃鐵礦礦脈邊部是半自形、自形的細(xì)粒黃鐵礦，向中心逐漸轉(zhuǎn)變成粗粒自形黃鐵礦，同時(shí)人們能夠看到共生的方解石脈，這意味著含金多金屬硫化物脈基于張扭環(huán)境而形成。通過上述可知，焦家金礦區(qū)的礦化類型和不同構(gòu)造演化階段提供的不同成礦構(gòu)造條件相關(guān)。

4 斷裂活動(dòng)和金礦體生成的關(guān)系

焦家主斷裂關(guān)于礦化的脆性斷裂活動(dòng)有3 期，在早期韌性變形帶不同位置上疊加，構(gòu)成焦家金礦區(qū)的Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ號(hào)礦體，控礦斷裂從早到晚，從壓扭性轉(zhuǎn)變?yōu)閺埮ば浴?/p>

控礦斷裂的第一期活動(dòng)能夠通過Ⅱ和Ⅰ號(hào)礦體清楚地表現(xiàn)出來，最終形成NE 走向，并且傾向NW，傾角趨向于右行的壓扭性破碎帶。Ⅱ號(hào)礦體部位存在強(qiáng)烈斷裂活動(dòng)，在脆性環(huán)境下，韌-脆性階段構(gòu)成的桿狀構(gòu)造出現(xiàn)初步破碎，并且存在擦痕，基于此絹英巖化，破碎蝕變巖型是金礦化的主要類型，由此生成Ⅱ號(hào)礦體。一般有石英、絹云母等蝕變礦物，很少有黃鐵礦。微裂隙在礦體中發(fā)育，呈現(xiàn)出不規(guī)則狀，一般呈現(xiàn)為相互平行、共軛產(chǎn)出，微裂隙面會(huì)產(chǎn)出同期絹云母。

控礦斷裂第二期活動(dòng)為Ⅰ號(hào)礦體處在原斷裂破碎帶上，活動(dòng)后呈現(xiàn)為NE 走向，并且傾向NW，傾角趨向于左行的壓扭性破碎帶，再次破碎第一期破碎的桿狀構(gòu)造，構(gòu)成串珠狀礫石，同時(shí)留有早期的絹英巖化花崗巖團(tuán)塊?；诖睡B加黃鐵絹英巖化，黃鐵絹英巖中發(fā)生金礦化。破碎蝕變巖型是主要的礦化類型，其代表類型是Ⅰ號(hào)礦體，通過該斷裂活動(dòng)后成礦。主要有黃鐵礦、石英、絹云母等類型的蝕變礦物。Ⅰ號(hào)與Ⅱ號(hào)礦體間有許多構(gòu)造透鏡體。在后期破碎下，鉀化絹英巖化透鏡體變?yōu)檩^小透鏡體，其邊緣出現(xiàn)黃鐵絹英巖化蝕變情況。焦家金礦-190 m 的中段鉀化絹英巖化帶小型脆性斷裂呈現(xiàn)為壓扭性，斷裂內(nèi)有黃鐵絹英巖礦化發(fā)育。

控礦斷裂第三期構(gòu)造活動(dòng)的表現(xiàn)是Ⅲ號(hào)礦體處在明顯部位，也會(huì)顯示Ⅱ號(hào)礦體部位。在NW-SE 向擠壓應(yīng)力作用下，活動(dòng)中形成擠壓帶與一組X 狀共軛裂面，加上受到反扭力偶作用，構(gòu)成NE 走向并且傾向SE 的系列，占據(jù)主導(dǎo)地位的裂隙是傾角較陡的短粗張扭性裂面?；诖耍卸嘟饘倭蚧锏V化產(chǎn)生，金礦化類型一般是多金屬硫化物脈型，構(gòu)成Ⅲ號(hào)礦體?；顒?dòng)中礦化蝕變礦物主要有石英、黃鐵礦與方解石等。鉀化花崗巖裂隙中填充含金多的金屬硫化物礦脈，金屬礦物呈現(xiàn)為中粒自形或者半自形集合體，在礦脈中附存。

5 深部找礦前景

為確定膠東地區(qū)的深部找礦潛力，可在膠西北3 條主要成礦帶進(jìn)行深部找礦。這些重點(diǎn)部位有望獲得較大找礦進(jìn)展，如棲霞金礦田、蓬家夼金礦田。同時(shí)，可進(jìn)一步開發(fā)深部海域找礦空間。膠東有很多超大型的、從淺部到深部的金礦床主礦體，其連續(xù)延深垂向距離超出2 km，比淺層低溫?zé)嵋航鸬V深度還要大，這也說明膠東金礦有巨大的深部找礦潛力。根據(jù)現(xiàn)階段深部找礦情況來推測，膠東3 000 m 深度會(huì)有超過6 000 t 的以淺金資源量，5 000 m 深度會(huì)有超過10 000 t 的以淺金資源量。

6 結(jié)語

膠東地區(qū)是我國最大的金礦集中區(qū)，只有掌握膠東地區(qū)金礦地質(zhì)特征和各個(gè)區(qū)域成礦特征，深入開展找礦工作，才能將金礦資源的價(jià)值充分發(fā)揮出來。這就需要相關(guān)部門和人員深入探索和研究，找出各類金礦床形成的規(guī)律，按照當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況來尋找金礦，以獲得質(zhì)量更高的資源。