胶东招平断裂-2200m特大型金矿体地质特征与找矿标志

2019-01-09刘国栋李娟

山东国土资源 2019年1期

刘国栋，李娟

(1.山东省第六地质矿产勘查院，山东招远 265400；2.招远市地质勘查与地质灾害应急技术指导中心，山东招远 265400；3.招远罗山省级地质公园管理处,山东招远 265400)

0 引言

招平断裂是胶西北三大控矿断裂之一，前人对其进行了大量勘查和研究工作，取得了一系列重大找矿成果。2010—2013年，随着深部找矿战略的进一步实施，胶西北地区的勘查深度从-1000m推进至-2000m，三大断裂中焦家断裂纱岭矿区主矿体以及三山岛断裂西岭村矿区主矿体相继突破-2000m，这2条断裂提交的金资源总量相继超过1200t，成为千吨级控矿断裂[1-2]，而黄金产量最高的招平断裂在深部找矿成果上却相对滞后(表1)。

表1 焦家、招平、三山岛断裂2013年前1000m以深探获金资源量

对比三大断裂的赋矿标高、矿体规模、倾角变化、热液来源、矿石类型，认为其受相同应力场控制，处于同一构造系统内，形成了对矿体赋存空间的约束，成矿特征高度一致，矿体的水平赋存深度和矿体规模也具有一致性，因此提出了“胶西北三大断裂赋矿深度对称和矿体规模对称成矿”的找矿新思路，并在招平断裂水旺庄矿区进行验证，首次将勘查深度从-1500m延伸至-2200m以上，新增金资源量 110t ,至此招平断裂提交金资源量达 1080t ,成为千吨级控矿断裂。

1 区域地质特征

水旺庄矿区位于胶东半岛西北部，沂沭断裂带东侧，著名的金矿集中区——胶西北矿集区内。其大地构造位置隶属于华北板块(Ⅰ级)，胶辽隆起区Ⅲ(Ⅱ级)，出露地层有新太古代胶东岩群；古元古代荆山群、粉子山群；新生代新近纪火山岩及第四纪松散堆积物。区域发育NE—NNE向断裂构造，主要控矿构造由西向东依次为三山岛断裂、焦家断裂、招平断裂[3-4]。区域岩浆岩广布，中生代燕山晚期伟德山序列和雨山序列少量分布于区域东北部，中生代燕山晚期郭家岭序列和燕山早期文登序列、玲珑序列，大面积展布；古元古代晚期莱州序列和新太古代早期马连庄序列、栖霞序列、谭格庄序列分布于区域南部招平断裂带上盘，呈岩基产出(图1)。

1—第四系；2—新近系；3—白垩系；4—蓬莱群；5—粉子山群；6—荆山群；7—双顶片麻岩套；8—霏细岩；9—伟德山花岗岩；10—郭家岭花岗岩；11—文登花岗岩；12—玲珑花岗岩；13—栖霞片麻岩套；14—压扭性断裂；15—焦家式金矿；16—玲珑式金矿；17—砂金矿；18—水旺庄矿区图1 胶西北地区地质简图(据宋明春等插图修改)

2 矿床地质特征

2.1 构造

2.1.1 九曲蒋家208断裂

断裂地表出露于矿区NW 2005m处(图2)，自九曲村到大磨曲家金矿，共同控制走向长约6000m，宽8.1～460m，平均80m，已控制倾斜深4728m，未尖灭，最大垂深2282.3m(50ZKC4控制)，总体走向33°，倾向SE，倾角23°～33°，平均30°，发育有不连续灰黑色断层泥，厚1～4cm。招平断裂在分叉为九曲蒋家208断裂与破头青断裂后，两断裂在该区相互叠加影响，形成最大厚度超过1000m的巨厚蚀变带，其中水旺庄矿区2号主矿体即赋存于九曲蒋家208断裂绢英岩化碎裂岩带内。多数地质工作者认为九曲蒋家208断裂为招平断裂的次级构造，而破头青断裂为招平断裂北段主干。通过水旺庄矿区深部钻孔勘查工作，揭露了九曲蒋家208断裂的深部轨迹，其断裂宽度、蚀变程度、赋矿规模均远大于破头青断裂，因此九曲蒋家208断裂应为招平断裂北段主干。

1—第四系；2—栾家河(文登)花岗岩；3—玲珑花岗岩；4—谭格庄花岗岩；5—闪长玢岩脉；6—闪长岩脉；7—断裂；8—岩脉、矿脉及断裂产状；9—蚀变断裂破碎带；10—金矿脉及编号；11—金矿体；12—水旺庄矿区主要金矿体水平投影范围图2 水旺庄矿区地质图

2.1.2 破头青断裂

断裂地表出露于矿区外NW 799m处(图2)，从九曲村至龙口市颜家沟村西尖灭，长5500m，宽30～330m，工程控制最大斜深3231m，未尖灭，最大垂深1631m，总体走向60°，倾向SE，倾角28°～45°，平均33°。断裂带发育以断层泥为标志的主裂面(1～12cm)，以主裂面为界，上盘依次为绢英岩化花岗质碎裂岩、绢英岩化花岗岩；下盘依次为绢英岩化花岗质碎裂岩[5-7]及与九曲蒋家208断裂共同影响的绢英岩化花岗岩。矿体大部分赋存于主裂面下盘绢英岩化花岗质碎裂岩带内。破头青断裂在水旺庄矿区控制了1号主要矿体。

2.2 岩浆岩

矿区内地表出露谭格庄序列片麻状细粒黑云奥长花岗岩,经钻孔揭露，深部为玲珑二长花岗岩，区内脉岩较为发育。

2.3 主矿体特征

水旺庄矿区内共圈定金矿体70个，金矿化体101个。2号矿体为探矿权内主矿体，由43个见矿钻孔控制(包括北邻李家庄矿区3个钻孔)。赋存于208断裂影响的黄铁绢英岩化碎裂岩带及黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带内，赋存标高-851m～-2282m，矿体最大走向长2560m，最大倾斜深2080m，最大控制垂深980m，矿体呈大脉状、似层状，产状与断裂蚀变带基本一致，平均走向NE 20°，倾向SE，倾角一般为15°～35°。沿走向及倾向均已控制到矿界,未封闭(图3)。

1—前期详查见矿钻孔；2—二期详查验证孔及追索孔；3—二期详查见矿钻孔；4—未见矿钻孔；5—二期详查新增主矿体(工业矿)；6—探矿权边界；7—前期详查储量计算边界(工业矿)；8—两期详查间低品位块段图3 水旺庄矿区2号主矿体水平投影图

矿体金品位为(1.02～41.07)×10-6，大于10.00×10-6的样品较少，平均品位4.27×10-6，变化系数144.60%，属有用组分分布较均匀矿体。单工程控制矿体厚度1.25～31.49m，平均厚度5.46m，变化系数111.62%，属厚度变化较稳定型矿体。从品位等值线图(图4A)和厚度等值线图(图4B)看，矿体品位为(1.00～10.00)×10-6，大于10.00×10-6的样品较少。矿体厚度与品位具正相关关系，但峰值区域略有偏移。

图4 水旺庄二期详查区2号主矿体品位等值线图(A)和厚度等值线图(B)

2.4 矿石特征

矿权范围内圈定70个金矿体，全部为盲矿体，根据矿石氧化程度分类，矿石类型全部为原生矿。岩性为黄铁绢英岩化碎裂岩和黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩，矿石结构以自形—半自形晶粒状结构和碎裂结构为主，其次为包含结构，填隙结构等。矿石构造主要有浸染状构造、细脉状构造、块状构造、条带状构造和斑状构造等。矿石矿物成分由金属矿物、非金属矿物组成，其中金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、自然金、银金矿等，非金属矿物主要有石英、绢云母、长石、方解石等[8-10]，其中金矿物呈亮黄色，粒状—不规则状，粒径一般在0.01～0.03mm，主要包含黄铁矿或分布在黄铁矿晶隙、裂隙脉石矿物粒间或脉石矿物中(图5)。

图5 黄铁矿粒间的晶隙金

岩矿鉴定显示，自然金为金黄色，银金矿多为黄色—淡黄色。金矿物随银含量的增高而颜色变淡。其形态以尖角粒状为主，其次为枝叉状、麦粒状等。金矿物粒度，矿石以微粒金、细粒金为主，少量中粒金、粗粒金及巨粒金(表2)。

金为矿石中主要有益组分[11-12]，矿石中银与硫呈次要伴生组分存在。工业矿平均金品位5.27×10-6，平均银品位5.00×10-6，平均硫品位2.55%，银、硫可作为伴生有益组分加以综合回收利用。伴生的有害组分中砷含量(6.89×10-6)远小于0.2%，达不到规范要求的最低含量，对选矿无影响(表3)。

表3 矿石化学全分析统计

金矿物70.59%为自然金，29.41%为银金矿。据区内金矿物电子探针成分分析样结果统计，金矿物自然金成色为908.2，银金矿成色为749.7，平均859.4。自然金中Au/Ag为11.35∶1。成色较高的金矿物，反映成矿温度为中偏高及较高的成矿深度，微观观察矿石可发现，金矿物绝大部分集中在一个成矿阶段内[13-15]，从均方差64.63和变化系数9.45来看，金矿物成色相差较小，反映出金矿物在生成时间上较接近，成矿阶段较单一(表4、表5)。

表4 金矿物成色方差分析统计

表5 金矿物化学成份电子探针分析结果统计

3 找矿标志及矿化富集规律

通过首次制作招平断裂北段跨4矿区长达5000m的地质剖面图，系统研究招平断裂北段深部构造行迹，招平断裂北段玲珑金矿田内帚状构造群和招平断裂北段主干九曲蒋家208断裂以及招平断裂北段分支破头青断裂之间的空间关系得以清晰呈现(图6)。

剖面显示九曲208断裂以西倾角较陡的帚状构造群为招平断裂的次级断裂而招平断裂主干九曲蒋家208断裂和分支破头青断裂两套独立的对称构造蚀变带在九曲村以东区域的深部相互叠加影响形成千米级巨厚蚀变带，按蚀变程度由浅至深划分为5条，依次为绢英岩化花岗岩、绢英岩化花岗质碎裂岩、绢英岩化花岗岩、绢英岩化花岗质碎裂岩、绢英岩化花岗岩。其中浅部一、二层由破头青断裂控制，中间第三层由破头青和九曲蒋家208断裂共同控制，深部四、五层由九曲蒋家208断裂控制。

矿体主要富集在靠近断裂接触面的两层碎裂岩带内，2号主矿体便赋存于九曲蒋家208断裂所影响的第四层绢英岩化花岗质碎裂岩带内，其具有品位高、形态简单、规模巨大的特点，在李家庄和水旺庄矿区2号主矿体分别占该区总资源量的93.81%和70.90%(表6)。因此在受2条断裂共同影响的区域内，钻孔穿透浅部破头青断裂继续钻进至九曲蒋家208断裂所控制的第四层绢英岩化花岗质碎裂岩带是最为重要的找矿目标。

1—奥长花岗岩；2—绢英岩化花岗岩；3—绢英岩化花岗质碎裂岩；4—二长花岗岩；5—坑内钻孔轨迹；6—地表钻孔轨迹；7—探矿权边界；8—矿体及编号图6 招平断裂北段-断裂分叉与形迹研究跨矿区5000m剖面图

九曲蒋家208断裂总体倾角30°，2号主矿体与其产状基本相似，向深部愈加富集，局部倾角由陡变缓的地段往往是厚大矿体赋存位置，这也符合胶西北大型控矿断裂变缓控矿的规律[16-19]。

表6 2号主矿体深浅部对比

4 讨论

2004—2008年，招平断裂北段找矿主要目标一直锁定为破头青断裂，澳大利亚澳华金田公司在该区开展金矿勘查工作。找矿工作重点围绕破头青断裂地表出露附近开展，进行了大功率激电、原生晕等工作，并实施部分钻探工作，钻探深度至-600m。澳方经数年勘查工作，没发现有价值的找矿线索，从而放弃探矿权。

2009—2011年勘查工作中，勘查重点依然为破头青断裂，在破头青断裂控制碎裂岩带内发现了1号主矿体，并在离1号矿体400～500m深度发现了第2条碎裂岩带和赋存其内的2号矿体，但追索至-1400m两条主矿体均出现尖灭趋势，最深的2个钻孔均达不到工业品位，因此终止第一次详查，当时认为1号矿体和2号矿体均受破头青断裂控制。

2012年以来胶西北另外两大断裂控矿深度相继突破-2000m[20]，以及“胶西北三大断裂赋矿深度对称、矿体规模对称成矿”新思路的提出[21]，在水旺庄矿区跨过贫矿、薄矿间隔布设深部验证孔，取得突破，首次将招平断裂勘查深度从-1400m推进至-2200m以上，随着钻探工作开展和对地质规律研究的深入，逐步认识到2号矿体应受九曲蒋家208断裂控制，由于单一矿区、单一矿体研究的局限性，常不能真实反映大型构造整体地质特征。为便于在该矿区深部找矿和加强招平北段地质特征研究首次制作跨四探矿权5000m地质剖面图研究、指导水旺庄深部找矿，极大提高了工程部署合理性，二期详查钻孔见矿率达到100%，取得超百吨的重大找矿成果，也使招平断裂北段深部轨迹得以呈现。工程控制九曲蒋家208断裂倾斜深达4700m以上，赋存于其碎裂岩带内的2号主矿体规模大，品位高，且沿走向和倾斜均未尖灭，延出探矿权边界。

基于最新找矿成果与招平断裂北段地质特征的新认识可以判断九曲蒋家208断裂沿走向向NE 1800～5000m范围内，都是极佳的深部探矿靶区，水旺庄深部找矿经验已在周边矿区得到应用，在近期工作中矿区南部和北部相邻矿区施工的新钻孔均见到九曲蒋家208断裂和其控制的矿体，说明在该区域九曲蒋家208断裂所控矿体从走向和倾向上依然具有较好的延展性。

在厘清破头青断裂和九曲蒋家208断裂空间关系后，水旺庄矿区深部找矿成果将使广大地质工作者在招平断裂向NE方向延伸趋势、构造行迹和控矿特征研究上提供一个更清晰的方向。