破頭青斷裂水旺莊礦區礦床地質特征及找礦方向

鮑中義，孫忠全，劉國棟，李山，范家盟

(山東省第六地質礦產勘查院，山東 招遠 265400)

水旺莊礦區位于玲瓏礦田內，區內礦脈受破頭青斷裂控制，該斷裂為招平斷裂帶東北段，區內一級控礦斷裂。該斷裂控制有山東中金礦業的四礦區、五礦區和東風等特大型金礦床[1]。該文結合區域構造及成礦特征，在基本查明水旺莊礦床地質及礦體特征的基礎上，首次將破頭青斷裂控制的蝕變帶分為2個，①號和②號蝕變帶,重點對②號蝕變帶進行闡述，并對破頭青斷裂深部找礦方向做初步探討。

1 區域成礦背景

水旺莊礦區位于膠東半島西北部，其大地構造位置處于華北板塊(Ⅰ)膠北地塊(Ⅱ)膠北隆起及拗陷區(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，玲瓏金礦田東緣。區內第四系沿溝谷發育，巖漿巖廣布，并以脆性斷裂構造發育為其突出特征(圖1)。

圖1 水旺莊區域地質圖1—牟家單元片麻狀細粒黑云奧長花崗巖；2—九曲單元弱片麻狀細中粒含石榴二長花崗巖；3—大莊子單元含斑粗中粒二長花崗巖；4—冶口單元含斑粗中粒二長花崗巖；5—斷層及產狀；6—蝕變帶編號

2 礦床地質

2.1 構造

2.1.1 破頭青斷裂(①號蝕變帶)

地表出露于勘查區以北，為招(遠)-平(度)斷裂帶東段，為一級控礦斷裂，控制了勘查區內①號蝕變帶的展布。斷裂帶區內控制長2600m，寬350～450m，局部地段達800m。走向NE 60°，傾向SE，傾角28°～45°。斷裂帶發育以斷層泥為標志的主裂面，以主裂面為界，由里向外，上盤依次為絹英巖質碎裂巖、絹英巖化花崗質碎裂巖，絹英巖化花崗巖，下盤依次為黃鐵絹英巖質碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗巖、碎裂狀花崗巖；以主裂面為界，構造巖基本對稱分帶。礦體大部分賦存于主裂面下盤的黃鐵絹英巖質碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖帶內[2]。

2.1.2 破頭青次級斷裂(②號蝕變帶)

該斷裂地表未出露，已控制的斷裂帶標高為-900～-1400m，斷裂帶區內控制長800m，走向NE 60°，傾向SE，傾角12°～47°?？刂脾谔栁g變帶展布，蝕變帶最大垂深厚度300m。斷裂帶發育以灰黑色斷層泥為標志的斷裂面，以斷裂面為界，由里向外，上盤依次為黃鐵絹英巖質碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖，黃鐵絹英巖化花崗巖，下盤依次為黃鐵絹英巖質碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗巖；以主裂面為界，構造巖基本對稱分帶。蝕變帶上下盤均含礦，礦體大部分賦存于主裂面上下盤的黃鐵絹英巖質碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖帶內。②號主礦體即位于該次級斷裂下盤黃鐵絹英巖質碎裂巖中。

2.1.3 欒家河斷裂

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

2.2 巖漿巖

區內巖漿巖出露遍布全區，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:分布于礦區東部，破頭青斷裂帶上盤。出露牟家單元，呈巖基產出。巖性為片麻狀細粒黑云奧長花崗巖。

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

(3)中生代侏羅紀玲瓏巖體大莊子單元：分布于破頭青斷裂下盤。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花崗巖。

(4)中生代侏羅紀文登巖體冶口單元：分布在礦區的南部及破頭青斷裂上盤，為區內金礦床的重要圍巖。該單元巖石風化相對較弱。巖性為含斑粗中粒二長花崗巖，呈肉紅色，粗中?；◢徑Y構，塊狀構造，其中偶含鉀長石斑晶。主要組成礦物有斜長石、微斜長石、石英、黑云母、白云母等。

3 礦體地質

3.1 礦體地質特征

破頭青斷裂深部礦體為主要勘查對象，共圈定金礦體33個，編號為①～33○號，其中主要礦體2個，分別為①號、②號礦體，這2個礦體資源儲量占礦區資源儲量總量的70%。

3.1.1 ①號礦體

該礦體為盲礦體，賦存在①號蝕變帶內，賦存于66～2線之間，賦存標高-434～-910m，礦頭埋深最淺564m，由15個鉆孔控制。

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

礦體勘查區內控制長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85.31%，屬厚度變化穩定礦體。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碎裂巖(圖2)。

圖2 水旺莊42號勘探線剖面圖1—黑云奧長花崗巖；2—二長花崗巖；3—絹英巖化花崗巖；4—絹英巖化花崗質碎裂巖+絹英巖質碎裂巖；5—礦體及編號

3.1.2 ②號礦體

該礦體為盲礦體，位于礦區西北部，賦存在破頭青斷裂下盤②號蝕變帶內，平面分布于①號礦體之下400～500m，位于66～18線間，由18見礦工程控制，實際控礦工程間距一般在160～320m×160～360m，礦體產狀與破頭青斷裂基本相同，傾向SE，傾角12°～47°。

礦體勘查區內控制長800m，控制最大斜深899m,賦存標高為-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76.71%，屬厚度變化穩定礦體。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

根據宏觀、微觀觀測，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、細脈狀、團塊狀分布，晶形多為立方體和五角十二面體，棱角被溶蝕，內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?；?，強波狀消光，定向排列，為殘留的糜棱巖化的石英。

碎?；纬傻氖ⅲ毫６容^細，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，細脈狀，含量5%。

礦石中按共生組合及生成關系，可劃分為3個礦物共生組合。

原生殘留礦物：斜長石、鉀長石、石英及絹云母等。

蝕變礦物：絹云母、微粒石英、鉀長石、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 礦石結構構造

(1)礦石結構

以自形—半自形晶粒狀結構和碎裂結構為主，其次為包含結構、填隙結構、交代溶蝕結構、交代殘留結構、膠狀結構、乳濁狀結構等。

晶粒狀結構：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。

碎裂結構：黃鐵礦受應力作用后發生碎裂，在裂隙中充填有石英細脈和黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等礦物。

包含結構：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。

交代溶蝕結構：后期黃銅礦等礦物沿黃鐵礦裂隙或邊部交代溶蝕。

膠狀結構：少量膠狀黃鐵礦被后期黃鐵礦包裹。

(2)礦石構造

主要有浸染狀構造、細脈狀構造、網脈狀構造，其次有塊狀構造、條帶狀構造和斑狀構造、角礫狀構造等。

浸染狀構造：黃鐵礦等金屬礦物呈星散狀分布于黃鐵絹英巖中。

脈狀構造：黃鐵礦和石英組成細脈狀，分布于絹英巖和絹英巖化碎裂巖中。

塊狀構造：黃鐵礦呈細脈狀團塊富集，均勻分布在黃鐵絹英巖化碎裂巖中。

網脈狀構造：黃鐵礦、石英呈細網脈狀充填于碎裂巖裂隙中[3-7]。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

4.1.1 成礦物質來源

大量研究成果表明，原始的金元素來源于新太古代的膠東巖群和棲霞片麻巖套中。中生代燕山期強烈的構造活動和郭家嶺、玲瓏巖體的侵入，使金元素進一步富集，同時深源巖漿從地幔帶來部分金質與重熔巖漿中的金質混合于同一巖漿系統，富集于巖漿期后熱液中，隨熱液沿斷裂運移。

4.1.2 成礦熱液形成的溫度和壓力

初始富含揮發組分的熱液，在向斷裂構造(低溫低壓部位)運移過程中，具有較高的溫度和壓力。據包體測溫結果，礦床成礦溫度在338～244℃。整個玲瓏金礦田金礦脈最大出露標高為+720m，臺上礦床控制最低標高-700m，礦體賦存的垂直高差達1400m。根據成因礦物學和成礦流體溫度—壓力測試結果，推測成礦深度在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性質

根據玲瓏金礦田礦石石英包裹體成分測定結果，成礦熱液的物質組分為：成礦元素：Au，Ag，Cu，Pb，Zn，Bi等。造巖元素：K，Na，Ba，Si等。揮發組分：H2O，CO2，NO2，Cl，F，S等。

成礦熱液的化學性質與其組分的存在狀態密切相關，Cu2+，Pb2+，Zn2+，Bi3+等成礦元素離子以及Au，Ag的絡合物，必須在酸性及弱酸性介質中才能穩定存在和運移，所以成礦溶液應是弱酸性的。

4.1.4 成礦熱液的演化

成礦溶液隨著不同成礦階段的開始和結束，存在著一個完整的演化過程：

在金-石英-黃鐵礦階段(早期成礦階段)，熱液沿構造破碎帶向兩側滲透擴散，與各類構造巖發生化學反應，形成早期蝕變帶——“鉀化”帶。溶液由弱酸性演變為近中性，銀金礦開始有少量沉淀。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)，由于發生復活性構造活動，早期沉淀的礦物被破碎拉長，斷裂裂隙開啟，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行強烈。礦液pH值升高，由中性進入弱堿性階段，成礦元素穩定性急劇下降，Au,Ag和Cu,Pb,Zn,Bi等幾乎同時形成各種硫化物，全部沉淀下來構成多金屬硫化物組合，形成細脈狀、網脈狀、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，大量碳酸鹽類礦物及少量黃鐵礦沉淀，同時有石英析出。成礦作用結束。

根據成礦作用機理，綜合各類特征，礦床成因類型應為巖漿期后中溫熱液交代蝕變巖型金礦。

4.2 找礦標志

總結近年來該區的勘查找礦工作，其礦化富集規律與找礦標志有:

(1)規模較大的區域性斷裂中，礦體規模較大，連續性好。

(2)礦體一般位于主斷裂面下盤的蝕變巖中。

(3)礦體的厚度和品位與礦脈的蝕變強度關系較密切，礦脈中硅化、絹英巖化強、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關系。

(4)礦脈中的礦體沿走向和傾向具有尖滅再現的特點。

(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，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

礦體嚴格受構造帶控制。區內深部破頭青主裂面下盤控制的蝕變帶垂深可達700m，蝕變帶內出現2個礦化富集區，第一個富集區分布自主裂面向下100m之內，該文將其控制的礦化富集區稱為①號蝕變帶，主要受破頭青主斷裂控制。

第2個富集區分布在主裂面之下400～700m，中間為弱絹英巖化花崗巖。第二富集區的出現主要是因為在距主裂面400m附近見一條次級斷裂，該斷裂控制的第二富集區暫稱為②號蝕變帶。

2個蝕變帶控制的2個主礦體內礦石電子探針金的成色和碎裂巖中的礦物組合基本相同，說明該斷裂與主斷裂屬同期構造斷裂，次級斷裂即為導礦又為容礦構造，與主裂面相互呼應，2個斷裂2次疊加，最終致蝕變帶厚度陡增。②號主礦體即位于該次級斷裂下盤黃鐵絹英巖質碎裂巖中。

②號蝕變帶與①號蝕變帶間距相對穩定，2個斷裂面相距400m左右；②號蝕變帶斷層清晰，發育以灰黑色斷層泥為標志的斷裂面；分帶明顯，蝕變帶中心為黃鐵絹英巖質碎裂巖。

根據目前對礦體的控制情況及鉆孔見礦規律分析，②號蝕變帶穩定性較好，且蝕變規模較大，控制礦體連續性較好，深部沿傾斜方向均未封閉。深部找礦前景非常好。

綜上所述，今后的找礦方向應將②號蝕變帶作為工作重點，建議該區淺部和鄰區深部進行重新認識，通過研究對比淺部和深部成礦地質條件、控礦特征，查明礦體產狀，預測和追索②號蝕變帶，進而擴大金礦體規模。

6 結語

區內礦體多賦存于黃鐵絹英巖質碎裂巖，黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖帶中，產狀與蝕變礦化帶一致。該次圈定的②號礦體占礦區總儲量一半以上，該礦體嚴格受②號蝕變帶控制，蝕變帶因與①號蝕變帶間距較大，且二者之間還存在一個弱蝕變帶(絹英巖化花崗巖)，該層極易被認為是①號蝕變帶的底板(二長花崗巖)，故在前期工作中多數鉆孔止于此。

希望今后工作中應重視②號蝕變帶，淺部和深部均未封閉，都有擴大的趨勢。該蝕變帶的發現為破頭青斷裂后期找礦指明了方向，先從沿傾斜方向入手，隨后擴展到走向上進行驗證，在不斷實踐中積累經驗，該理論將對破頭青斷裂乃至整個招(遠)-平(度)斷裂產生重大找礦意義。

參考文獻：

[1] 李士先，劉長春，安郁宏，等.膠東金礦地質[M].北京：地質出版社，2005.

[2] 周國發.玲瓏金礦田構造蝕變巖帶及找礦預測研究[D].中國地質大學，2009.

[3] 李海森，張有志，王玉杰，等.河南淅川—西峽金礦的主要類型、控礦因素及找礦方向[J].礦產勘查，2010，(3)：44-48.

[4] 姜琪.山東玲瓏斷裂地質特征及其找礦意義[J].黃金科學技術，2010，18(2)：17-20.

[5] 姜維明，呂谷賢，張訊與，等.玲瓏礦田東風礦區礦化富集帶特征與深部第二富集帶的預測[J].礦物學報，2011，(S1)：36-37.

[6] 李洪奎，耿科，梁太濤，等.膠東地區郭家嶺巖體巖石構造組合特征及地質意義[J].山東國土資源，2011，27(10)：1-6.

[7] 管波，張曉娟，肖小強，等.青?？拥门峤鸲嘟饘俚V床地質特征及找礦方向[J].礦產勘查，2012，(5)：632-637.