招平斷裂帶小埠-東孟村段地球物理特征及成礦分析

摘要：招平斷裂帶是膠東地區(qū)重要的成礦構(gòu)造之一，其南段總體研究程度較中北段低。本研究以招平斷裂帶南段小埠-東孟村段為研究對象，基于沿?cái)嗔褞ё呦蚴y5條廣域電磁剖面，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，分析了招平斷裂帶南段垂向延伸展布特征及變化規(guī)律。結(jié)果表明，招平斷裂帶小埠-東孟村段的產(chǎn)狀由北向南表現(xiàn)出中部緩兩側(cè)陡的特征，結(jié)合膠東地區(qū)深部金礦階梯式找礦方法理論，認(rèn)為該區(qū)構(gòu)造發(fā)育的陡緩轉(zhuǎn)折處為成礦有利部位，推測小埠-東孟村段成礦深度南北差異較大，由北部的-2 400 m～-3 000 m標(biāo)高向南部的-800 m～-1 600 m標(biāo)高呈現(xiàn)規(guī)律性變化，為招平斷裂帶深部找礦提供了地球物理依據(jù)。

關(guān)鍵詞：招平斷裂帶；小埠-東孟村；地球物理；找礦分析

中圖分類號：P542；P581""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A""" doi：10.12128/j.issn.1672-6979.2025.04.003

0 引言

膠東地區(qū)是世界重要金礦產(chǎn)地之一，累計(jì)探明金資源量已近6 000 t［1］。區(qū)域內(nèi)控礦構(gòu)造總體呈NNE—NE向近平行展布，自西向東主要有三山島斷裂、焦家斷裂、招平斷裂、棲霞斷裂和牟乳斷裂［2-4］。招遠(yuǎn)-平度斷裂帶北起龍口市顏家溝，南至平度市宋戈莊，全長約120 km，習(xí)慣上被地質(zhì)學(xué)者分為了北段（顏家溝-丁家莊子）、中段（招遠(yuǎn)-夏甸）和南段（山后-山旺）［5-7］。近些年，隨著金礦勘查程度不斷提高，在北段及中段地區(qū)都有不同程度的找礦突破，如玲瓏金礦、臺上金礦和大尹格莊金礦等［8-12］。南段雖然也開展了部分地質(zhì)勘查工作［13-16］，但找礦效果相對較差，勘查深度較深的山后金礦和小埠金礦，最大勘查深度至1 100 m標(biāo)高左右，而中北段最大勘查深度已至3 000余米。有部分地質(zhì)工作者認(rèn)為招平斷裂帶南段上部存在無礦間隔，需要向深部進(jìn)行勘查。

地球物理勘查是深部找礦的主要手段［17-18］。招平斷裂帶上下盤分別為玲瓏花崗巖和荊山群變質(zhì)巖系，二者存在明顯電性差異［19-21］。電法勘探在該區(qū)域是較為有效的測量手段。地球物理電法測量自20世紀(jì)初誕生以來，在不斷的發(fā)展和實(shí)踐中，探測深度和精度都有了較大提升，主要有激電中梯測量、大地電磁測深和可控源音頻大地電磁測深等方法。廣域電磁測深方法由何繼善院士團(tuán)隊(duì)發(fā)明［22］，該方法較傳統(tǒng)地球物理測量手段，具有探測深度大、工作效率高、觀測精度高等特征［23］。

本次研究通過系統(tǒng)的廣域電磁測深工作，對招平斷裂帶小埠-東孟村段進(jìn)行精測測量，通過數(shù)據(jù)反演和綜合解釋，推斷研究區(qū)內(nèi)招平斷裂帶深部的空間展布特征，為研究區(qū)后期深部找礦工作提供指導(dǎo)。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

招平斷裂帶地處華北克拉通東南緣，郯廬斷裂帶以東。根據(jù)山東省大地構(gòu)造劃分圖，研究區(qū)處于華北板塊（Ⅰ）之膠遼隆起區(qū)（Ⅱ），跨膠北隆起、膠萊盆地（西部）2個(gè)Ⅲ級構(gòu)造單元，跨膠北斷隆、平度-膠州斷陷、萊西-即墨斷陷3個(gè)Ⅳ級構(gòu)造單元，跨膠北凸起、棲霞-馬連莊凸起、南墅-云山凸起、膠州-蘭底凹陷、夏格莊凹陷5個(gè)Ⅴ級構(gòu)造單元。

招平斷裂帶南段位于膠北隆起以南，膠萊盆地西北。研究區(qū)內(nèi)地層主要分布在斷裂帶以東，總體呈NEE向展布發(fā)育，面積較大的有古元古代荊山群，主要巖性有黑云變粒巖、透輝變粒巖、大理巖、石墨黑云變粒巖和矽線石榴黑云片巖等。太古代唐家莊巖群的磁鐵石英巖、磁鐵紫蘇斜長麻粒巖和磁鐵二輝麻粒巖少量出露，零星分布。巖漿巖主要分布在招平斷裂帶以西，以NNE向大規(guī)模復(fù)式產(chǎn)出的酸性巖基為主，主要巖性為晚侏羅世玲瓏序列的二長花崗巖，部分地區(qū)為弱片麻狀中細(xì)粒石榴二長花崗巖。還有少量新太古代棲霞序列片麻巖和古元古代萊州序列的斜長角閃巖發(fā)育（圖1）。

研究區(qū)內(nèi)招平斷裂帶呈明顯的舒緩波狀彎曲分布。走向上在小埠-下莊南走向?yàn)榻黃N向，至斜嶺前斷裂帶轉(zhuǎn)為NNE向（15°～30°），在黃同水庫東側(cè)走向轉(zhuǎn)為NE向（約45°），傾向E。傾角自北向南有變陡的趨勢，在小埠礦區(qū)傾角為40°～55°，下莊礦區(qū)傾角由北至南由45°逐漸增加至73°，東孟村段傾角55°～72°。區(qū)內(nèi)斷裂帶寬度自50～200 m不等，且壓扭性特征明顯。通過地表調(diào)查和以往鉆探工程揭露發(fā)現(xiàn)，主裂面發(fā)育有標(biāo)志性灰黑色斷層泥，厚幾十厘米至幾米，其兩側(cè)普遍發(fā)育不同程度的絹英巖化、硅化、鉀化、黃鐵礦化等，從構(gòu)造巖特征、斷裂面形態(tài)及下盤次生斷裂與主斷裂的組合關(guān)系分析斷裂活動(dòng)為左行壓扭性質(zhì)［7］。帶內(nèi)巖性主要由黃鐵絹英巖化碎裂巖、絹英巖化碎裂巖等組成，蝕變礦化強(qiáng)的部位形成金礦體。該段韌性變形形成的糜棱巖被后期的脆性斷裂疊加，組成巖性以碎裂巖和碎裂狀巖石為主，僅在斜嶺前地段可見糜棱巖發(fā)育［21，24］。

2 研究區(qū)巖石電性特征

根據(jù)物性測量結(jié)果，研究區(qū)內(nèi)巖石按電阻率高低可分為3類。一是玲瓏序列花崗巖，其呈現(xiàn)明顯的高阻特征，電阻率一般為2 800 Ω·m以上，高者可達(dá)8 810 Ω·m。二是蝕變和碎裂花崗巖，其電阻率在800～1 740 Ω·m之間。三類為變質(zhì)巖及第四系，變質(zhì)巖類主要巖性為黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖和變粒巖等，平均電阻率約300 Ω·m（表1）。由花崗巖體過渡至斷裂帶及兩側(cè)的蝕變和碎裂巖再過渡至變質(zhì)巖系，從其視電阻率上會表現(xiàn)為由高至低值的突變，形成異常變化梯度帶，此特征是對區(qū)內(nèi)控礦構(gòu)造賦存部位進(jìn)行預(yù)測的重要依據(jù)。

3 廣域電磁測深工作

3.1 野外測量

（1）剖面部署。本次廣域電磁測量剖面布設(shè)垂直于招平斷裂帶總體走向方向，各剖面平行部署，局部結(jié)合村莊、干擾物等實(shí)地情況調(diào)整，設(shè)計(jì)剖面長度3 km，點(diǎn)距100 m。

（2）數(shù)據(jù)采集裝置及參數(shù)選擇。本次研究使用儀器為湖南繼善高科技有限公司生產(chǎn)的廣域電磁儀及配套設(shè)備。發(fā)射系統(tǒng)采用DNG-2多功能信號控制器，接收系統(tǒng)采用JSGY-2廣域電磁接收機(jī)，測量工作前對儀器進(jìn)行了校驗(yàn)。

本次場源發(fā)射極距為1 020 m，接收極距為MN=100 m，與點(diǎn)距相同，發(fā)射源方位角120°，測量收發(fā)距為10.1～13.6 km，各測線共用設(shè)置于西南側(cè)的發(fā)射場源。采用3頻組至11頻組供電，最高頻率8 192 Hz，最低頻率至1/64（0.0156）Hz，共計(jì)62個(gè)頻點(diǎn)，滿足測量要求。

（3）數(shù)據(jù)采集處理及反演解譯。野外測量過程中采取確保電極接地良好，對干擾增強(qiáng)地段多次復(fù)測等措施，保證數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。測量完成后，將接收機(jī)信號控制器數(shù)據(jù)傳輸至電腦后，進(jìn)行點(diǎn)數(shù)據(jù)處理、點(diǎn)線合成等工作，通過數(shù)據(jù)處理平臺完成數(shù)據(jù)處理。

反演解譯采用二維連續(xù)介質(zhì)反演方法，以一維連續(xù)介質(zhì)反演成果作為二維連續(xù)介質(zhì)反演的初始模型，進(jìn)行地質(zhì)解譯與推斷［25］。

3.2 剖面解釋推斷

膠東地區(qū)金礦床受斷裂控制特征明顯，金礦體常賦存于斷裂帶下盤主斷面附近，尤其是斷裂的拐彎部位或斷裂交會部位，該特征被歸納總結(jié)為“階梯成礦理論”［26］。通過地球物理探測手段結(jié)合“階梯成礦理論”，可推測圈定斷裂帶成礦有利部位。研究區(qū)內(nèi)本次施測P01～P04共4條廣域電磁測深剖面，同時(shí)收集北側(cè)鄰區(qū)XZ2XZ2剖面數(shù)據(jù)收集自山東省物化探勘查院“膠西北礦集區(qū)招平斷裂帶深部電性結(jié)構(gòu)研究項(xiàng)目”。剖面，共計(jì)5條廣域電磁測深剖面進(jìn)行綜合解譯推斷。

（1）XZ2剖面。XZ2剖面西起下莊村西南（550/XZ2），東至唐家村以西（4150/XZ2），剖面長度3.6 km，方位角120°。

該剖面內(nèi)招平斷裂地表被小沽河兩側(cè)第四系覆蓋，廣域電磁測深二維反演推斷斷面圖（圖2）顯示，斷裂地表處電性界面清晰，約位于1 100點(diǎn)處。斷裂垂向整體呈電性梯級帶特征，上盤為低阻區(qū)分布，視電阻率均值低于800 Ω·m，下盤郭家店單元巖體高阻均值超過5 000 Ω·m。斷裂產(chǎn)狀整體較陡，深部變緩。推斷約-2 100 m以淺斷裂產(chǎn)狀較陡且相對穩(wěn)定，傾角約50°～65°，至深部傾角變緩至約40°。在（-2 400 m～-3 000 m）/（2 350～3 000點(diǎn)）區(qū)間內(nèi)，斷裂產(chǎn)狀發(fā)生明顯變緩特征，推斷為斷裂延伸拐彎部位，圈定為成礦有利部位。

（2）P01剖面。P01剖面西起斜嶺前村東北（850/P01），東至遠(yuǎn)西莊村東北（4 250/P01），長度3.4 km，方位角120°。

該剖面位于下莊金礦區(qū)南側(cè)，招平斷裂帶下盤位于玲瓏序列崔召單元、郭家店單元的交界附近，整體位于崔召單元內(nèi)，上盤仍主要為荊山群分布，在約3 000點(diǎn)以東為小沽河兩側(cè)第四系覆蓋區(qū)。以往勘查工作中，下莊金礦2號勘查線與本次P01剖面約1 300點(diǎn)～2 000點(diǎn)范圍基本對應(yīng)，前期施工2ZK01、2ZK02揭露招平斷裂淺部特征，孔深分別為444.93 m、654.75 m，揭露控礦斷裂淺部產(chǎn)狀約53°。

廣域電磁測深二維反演成果（圖3）顯示，已揭露的招平帶淺部特征與地電場吻合較好，位于近似線性低阻帶處，以此作為約束對該剖面內(nèi)控礦斷裂進(jìn)行垂向追索。約-1 500 m以淺，斷裂處于東、西2處高阻區(qū)的鞍部位置，呈線性低阻異常特征，推斷其下盤為高阻玲瓏巖體，前期2ZK02鉆孔地表揭露斜長角閃巖，其相對該區(qū)荊山群內(nèi)其他巖性，如石墨片巖等呈相對高阻特征，推斷上盤中淺部高阻區(qū)由其所致。約-1 600 m以深招平斷裂主要呈梯級帶特征，同時(shí)兩盤電性差異明顯。推斷P01剖面內(nèi)招平斷裂-2 000 m以深區(qū)間內(nèi)存在略變緩跡象，在（-2 400 m～-3 000 m）/（3 000～3 650點(diǎn)）區(qū)間圈定找礦有利區(qū)1處。

（3）P02剖面。P02剖面西起斜嶺前村南（1 350/P02），東至教書莊村南（4 650/P02），剖面長度3.3 km，方位角120°。

P02剖面二維反演推斷斷面圖（圖4）顯示，該剖面內(nèi)招平斷裂地電特征反應(yīng)明顯，電性梯級帶密集，電性界面清晰。在招平斷裂帶下盤，整體為高阻特征分布，視電阻率一般高于1 000 Ω·m，結(jié)合地表地質(zhì)情況，推斷該區(qū)主要為中生代玲瓏序列崔召單元分布，巖性為中粒含黑云二長花崗巖，物性資料顯示該區(qū)玲瓏二長花崗巖電阻率均值可達(dá)2 970 Ω·m，與該高阻區(qū)特征吻合。招平斷裂上盤低阻特征顯著，為荊山群陡崖組徐村段和野頭組定國寺段、祥山段分布，巖性變化較為復(fù)雜，對應(yīng)該低阻區(qū)存在一定的電性波動(dòng)，但物性資料顯示其電阻率整體低于1 000 Ω·m，整體為低阻地質(zhì)體。

該剖面內(nèi)招平斷裂帶地表位置約位于1 750點(diǎn)，約-900 m以淺整體產(chǎn)狀東傾約55°，深部至約-1 400 m傾角明顯變緩，推斷剖面東部荊山群厚度明顯變薄。根據(jù)階梯式找礦方法及斷裂轉(zhuǎn)折處的局部低阻地電響應(yīng)特征，在GP3剖面內(nèi)圈定找礦有利區(qū)2處，大致位于（-900 m～-1 350 m）/（2 450～3 250點(diǎn)）及-1 350 m/（3 350～4 550點(diǎn)）區(qū)間。

（4）P03剖面。P03剖面西起青島慈航通用航空服務(wù)有限公司南側(cè)（1 250/P03），東至馬疃村南（4 650/P03），剖面長度3.4 km，方位角120°。

P03剖面二維反演推斷斷面圖（圖5）顯示，招平斷裂上盤低阻異常明顯，與下盤高阻崔召單元中粒含黑云二長花崗巖形成明顯電性特征分區(qū)，高、低阻區(qū)所對應(yīng)的視電阻率整體幅值與本次其他廣域?qū)崪y剖面整體相近。

剖面內(nèi)招平斷裂仍呈現(xiàn)淺部相對較陡、中深部產(chǎn)狀變緩的垂向整體特征，其階梯式產(chǎn)狀特征較為明顯，在約-800 m～-1 300 m、-1 550 m～-1 700 m存在2處傾角變緩臺階。斷裂地表位置約位于1 920點(diǎn)，推斷約-600 m以淺深傾角相對較陡，整體約65°，約-600 m～-800 m深度內(nèi)產(chǎn)狀存在由陡至緩的轉(zhuǎn)折趨勢，約-800 m～-1 300 m區(qū)間內(nèi)斷裂總體傾角變緩至約25°～30°，至-1 600 m以深傾角變至更緩，且剖面東端深部存在較明顯的 “U”型下凹低阻地電響應(yīng)。該剖面中斷裂帶深部“階梯狀”特征明顯，圈定找礦有利區(qū)2處，分別位于（-800 m～-1 300 m）/（2 500～3 500點(diǎn)）、（-1 550 m～-1 700 m）/（4 000～4 650點(diǎn)）區(qū)間。

（5）P04剖面。P04剖面西起楊家宅科村西（1 450/P04），東至石橋村東（4 550/P04），剖面長度3.1 km，方位角120°。P04剖面位于研究區(qū)最南側(cè)，剖面內(nèi)招平斷裂帶下盤地表仍為高阻玲瓏序列崔召單元含黑云二長花崗巖分布，上盤主要為相對低阻的荊山群野頭組定國寺大理巖段。招平斷裂帶東孟村金礦點(diǎn)位于該剖面西部，以往針對該礦點(diǎn)開展過淺部勘查，并實(shí)施ZK101鉆孔，鉆孔深度456.51m，孔斜85°，主要揭露招平斷裂帶淺部傾角約53°，揭露黃鐵絹英巖化碎裂巖帶10余米，Ⅰ-2號礦體位于主斷裂帶內(nèi)。

廣域電磁測深二維反演成果（圖6）顯示，鉆孔揭露的控礦斷裂位置及產(chǎn)狀與淺部地電特征吻合度較好，推斷剖面內(nèi)招平斷裂總體傾角約位于30°～55°，斷裂整體垂向延深形態(tài)存在局部變緩趨勢，但不如前述剖面明顯。按延伸產(chǎn)狀變化趨勢可圈定找礦有利部位1處，大致位于（-1 100 m～-1 600 m）/（3 250～3 950點(diǎn)）區(qū)間。

4 成礦分析

通過總結(jié)各剖面測點(diǎn)頻率—視電阻率曲線特征，在招平斷裂帶下盤高阻巖體分布區(qū)，均一致表現(xiàn)為G型曲線特征，即視電阻率隨頻率減小呈上升趨勢，約至中頻段10Hz之后趨于平穩(wěn)，該巖體曲線類型特征在各測線中基本表現(xiàn)一致。P02～P04剖面中斷裂上盤荊山群內(nèi)曲線類型基本近似于G型，但整體視電阻率幅值較巖體區(qū)明顯降低，可定性推斷荊山群下伏高阻玲瓏巖體，其曲線類型仍一定程度受玲瓏巖體控制。而在P01和XZ2剖面中，上盤荊山群頻率—視電阻率類型轉(zhuǎn)變?yōu)镈型或QH型［27］，隨頻率減小視電阻率急劇降低，定性推斷認(rèn)為這些測線分布區(qū)內(nèi)荊山群明顯增厚，曲線類型發(fā)生明顯變化。由廣域電磁測深二維反演結(jié)果可知，招平斷裂上盤地電場特征呈現(xiàn)明顯低阻，其均值一般低于1 000 Ω·m，其下盤視電阻率明顯整體升高，均值一般高于5 000 Ω·m，結(jié)合本區(qū)地質(zhì)體電性參數(shù)，可明確定性推斷出斷裂上、下盤分別主要為荊山群基底及玲瓏巖體分布。

反演結(jié)果表明，XZ2和P01剖面地電場特征整體相近，推斷北段斷裂上盤荊山群地層變厚，斷裂產(chǎn)狀整體變陡，且縱向范圍內(nèi)斷裂未封閉。P02和P03剖面二維反演成果存在一定的關(guān)聯(lián)性及相似性，斷裂產(chǎn)狀相比于研究區(qū)北部變緩，且中深部傾向較淺部變緩，斷裂在剖面范圍內(nèi)橫向均未封閉，向東南仍有較明顯延展趨勢。最南部的P04剖面結(jié)果反映出上盤高低阻體具變厚特征，斷裂產(chǎn)狀也呈現(xiàn)變陡趨勢。

前人在招平斷裂帶多年的找礦實(shí)踐工作的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了“階梯成礦模式”，隨著找礦深度的不斷加深，提出了采用高精度地球物理探測控礦斷裂的深部結(jié)構(gòu)和傾角變化，在階梯成礦模式的基礎(chǔ)上預(yù)測深部成礦位置的預(yù)測方法［28-29］。本次研究工作通過大功率、高精度、大探測深度廣域電磁法探測，獲取招平斷裂帶南段小埠-東孟村一帶地電信息，結(jié)合以往地質(zhì)、鉆探等資料，推斷解譯構(gòu)造、地質(zhì)體的分布特征，對區(qū)內(nèi)招平斷裂垂向延伸展布特征及變化規(guī)律進(jìn)行初步解譯。以階梯成礦模式為理論基礎(chǔ)，確定將剖面中存在一定階梯式變化特征的控礦斷裂區(qū)段初步劃定為成礦有利部位。

5 結(jié)論

（1）在綜合研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景資料的基礎(chǔ)上，分析區(qū)內(nèi)各地層巖性的電性特征，通過廣域電磁測量可有效推斷解譯研究區(qū)內(nèi)招平斷裂帶垂向延伸展布特征及變化規(guī)律。從各剖面解譯推斷構(gòu)造深部產(chǎn)狀變化情況可以看出，招平斷裂帶小埠-東孟村段的產(chǎn)狀表現(xiàn)出中部緩南北兩側(cè)陡的特征。

（2）以膠東地區(qū)深部金礦階梯式找礦方法為理論基礎(chǔ)，在廣域電磁剖面測量數(shù)據(jù)解譯推斷構(gòu)造發(fā)育的陡緩轉(zhuǎn)折處，初步圈定了成礦有利部位，推斷劃定的成礦有利部位由北部的-2 400 m～-3 000 m標(biāo)高向南部的-800 m～-1 600 m標(biāo)高規(guī)律性變化，為研究區(qū)內(nèi)招平斷裂帶深部找礦工作提供了依據(jù)。

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Geophysical Characteristics and Prospecting Analysis of Xiaobu-Dongmengcun Section of Zhaoping Fault Belt

Abstract： Zhaoping fault belt is one of the important ore-forming structures in Jiaodong area. The study level in its south section is less than that in central and north sections. Taking Xiaobu-Dongmengcun section in the south of Zhaoping fault as the research object， based on 5 wide area electromagnetic profiles measured along the direction of the fault zone， combining with regional tectonic background， the vertical extension distribution characteristics and variation laws of the southern section of Zhaoping fault zone have been analyzed. The actual measurement results show that the occurrence of Xiaobu-Dongmengcun section in Zhaoping fault zone is gentle in central and steep in two sides from north to south. Combining with the theory of stepped prospecting method for deep gold deposits in Jiaodong area， it is preliminarily believed that the steep and gentle turning point of the structural development in this area is a favorable location for mineralization. The difference in mineralization depth between the north and south of Xiaobu-Dongmengcun is significant. It shows a regular change in elevation from -2400 m to -3000 m in the north to -800 m to -1600 m in the south. It will provide a geophysical basis for deep prospecting in Zhaoping fault belt.

Key words：Zhaoping fault belt; Xiaobu-Dongmengcun section; geophysical characteristics; prospecting analysis