胶东地区前孙家-洼孙家断裂南段构造控矿规律及找矿研究

王自国

(中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京 100039)

胶东西北部是我国重要的金矿聚集区，区内产出若干大中小型金矿。该区大地构造位置处于鲁东隆起区胶北隆起栖霞复背斜北翼西段，区内构造以断裂为主。大多数金矿床的产出位置严格受断裂控制。本文所研究的前孙家-洼孙家断裂是区内主要控矿断裂，位于焦家断裂和灵北断裂之间，其南段分布着前孙家金矿和金华山金矿两个矿床[1-4]，两矿床位于焦家金矿田的东南部，属于焦家金矿田的局部矿段。尽管前人在胶西北地区的金矿研究成果丰富[5-8]，但针对这两个矿床研究较少，只是对前孙家-洼孙家断裂带北段的洼孙家金矿和后孙家金矿做过少量的研究工作，认为金矿体的产出严格受断裂构造控制，矿体的形成和热液有关[9-10]。但对前孙家-洼孙家断裂带南段的矿床在构造控矿方面没有进行过深入的研究，对矿区的深部找矿也没有指出明确的方向。通过本次研究，总结出研究区的构造控矿特征及构造控矿规律，并通过这些规律来指明进一步的找矿方向[11-17]。

1 矿区地质

1.1 地层

前孙家金矿和金华山金矿区内出露的地层简单，为胶东群富阳组、第四系，且多呈残留体形式出现。

富阳组岩性主要为混合岩化斜长角闪岩、黑云变粒岩及黑云母斜长片麻岩。变质程度较深，大部分遭受不同程度的混合岩化作用。

1.2 构造

由于本区第四系覆盖较厚，从遥感图上看线性构造不明显，利用Envi软件对遥感图像进行处理后，可以明显看出本区的区域线性构造主要为NE走向,另外还有一些环形构造(图1)。

图1 研究区区域遥感影像解译图Figure 1 Study area regional remote sensing image interpretation

前孙家-洼孙家断裂位于焦家断裂带与灵北断裂带之间，为焦家断裂带的次一级断裂(图2)。断裂延长12km，宽0.5～20m，走向北东40°，倾向南东，平均倾角72°。该断裂南北两段浅部发育于玲珑花岗岩，中间地段切割郭家岭花岗闪长岩。

1.断裂; 2.压扭性断裂; 3.片麻理产状;4.地质界线; 5.矿床; 6.村庄图2 前孙家金矿、金华山金矿区域构造地质简图Figure 2 Regional tectonic sketch map of Qiansunjiaand Jinhuashan gold ore districts

1.3 岩浆岩

前孙家金矿和金华山金矿内分布有两种类型的岩浆岩，分别为玲珑花岗岩和郭家岭花岗闪长岩，两种岩浆岩均为燕山早期的岩体，两者呈侵入接触和渐变过渡关系。但在两矿区内主要为玲珑花岗岩，郭家岭花岗闪长岩隐伏在矿区的深部，在井下可见两岩体的接触带。

2 矿体地质特征

2.1 前孙家矿区矿体地质特征

前孙家矿区主要有2号脉、4号脉、9号脉和新1号脉，其中主要是2号脉、4号脉(图3)，下面分述2号脉、4号脉及新1号脉矿体地质特征。

2号脉赋存在前孙家-洼孙家主破碎带上(图3)，矿脉走向约NE30°，倾向SE，倾角65°～75°。地表呈脉状及透镜状，沿走向呈分支复合膨胀夹缩的特征，呈NE向撒开，SW收敛；深部为NE向收敛，SW向撒开， 次级脉与主脉沿走向及倾向均呈“入”字形展布。矿体在二中段以上12～19线间矿化较好。二中段以下矿化变弱，品位、规模都比浅部要小。2号脉次级断裂发育，在次级断裂与主断裂交汇处多有透镜状矿体产出。矿体向SW侧伏，侧伏角约80°。2号脉的围岩蚀变以硅化、绢英岩化为主，次为黄铁矿化、碳酸盐化，围岩蚀变主要发生在构造破碎带内。

4号脉主要分布在8～36线(图3)，总体走向NE35°左右，倾向NW，倾角55°～72°。主矿体呈脉状，其他的小矿体呈透镜状。主矿体品位较高，小矿体的品位则相对较低。4号脉的矿体具有明显的分段富集特征，统计表明，含金石英脉的走向多在NE25°～40°，倾角也较陡，多在65°以上，而无矿段的走向多为NE60°～75°，倾角较缓，为55°～65°。

4号脉矿体有明显的侧伏现象， 4号脉为SW侧伏，侧伏角约为45°。矿体类型为石英脉型，矿化以含金石英脉和含金黄铁矿脉为主。围岩蚀变以绢英岩化为主，次为钾化、硅化和绿泥石化。与2号脉一样，围岩蚀变的范围受断裂带控制。

新1号脉是在二中段以下发现的一个盲矿体。它赋存于2号脉和4号脉之间(图3)，走向近SN，倾向西，倾角较陡，为72°～78°。矿体从三中段到五中段逐渐放大，表明目前所揭露的矿体只是主矿体的上部。矿体品位稳定，矿化均匀。矿化类型为石英脉型，围岩蚀变以绢英岩化、钾化为主，少部分碳酸盐化。

2.2 金华山矿区矿体地质特征

金华山矿区共有大小4条矿脉(图4)。下面分述1、2、3及4号脉地质特征。

1号脉为金华山矿区的主要矿脉，其总体走向为北东10°。倾向为北西西，在局部部位则呈反倾，平均倾角75°。矿脉呈不规则透镜状，在厚大处品位较高，反之，则品位低。矿脉在倾向上延伸不连续。

图3 前孙家矿区三中段(-40m)矿体分布图Figure 3 Qiansunjia ore district third middle sector -40m orebody distribution

图4 金华山矿区七中段(-165m)矿体分布图Figure 4 Jinhuashan ore district seventh middlesector-165m orebody distribution

1号脉共有两种矿化类型，分别石英脉型和蚀变岩型。其中石英脉型分布于五中段以上，蚀变岩型分布于六中段以下。

2号脉总体走向为南北，倾向西，平均倾角为72°，南西侧伏，矿脉呈透镜状。2号矿体是典型的石英脉型矿体，含金石英脉充填于构造裂隙。矿体品位较高，但矿体厚度较小。

3号脉走向北北西，倾向南西西，倾角70°左右，呈透镜状，向南西侧伏，垂直延伸不大，矿体规模与2号矿体相似，由于矿体北部受煌斑岩的限制规模变小，矿化也不连续，在矿体附近的蚀变带中有少量小矿体赋存，矿体类型也是石英脉型。

4号脉也是在六中段发现在一个盲矿体，矿体在六中段规模较小，上延不大即尖灭，七中段规模变大。矿体走向南北，倾向西，倾角75°～80°。矿体呈长透镜状，矿体类型为石英脉型，局部也可见蚀变岩型矿化。

3 矿化蚀变

岩浆热液矿床的蚀变类型复杂多样，常具多期性和分带性，并明显地受断裂构造控制[18]。蚀变主要沿断裂构造分布，断裂带越大， 蚀变范围也越大。两矿区主要蚀变类型有钾化、绢英岩化、硅化、碳酸盐化等。钾化为斜长石多被交代为钾长石，或者是钾长石交代钾长石，并局部发生绢云母化，是伴随成矿期的一次蚀变，分布在金华山1号脉的下部，前孙家4号脉绢英岩化的外侧。绢英岩化系长石矿物在热液作用下，发生分解形成绢云母，并伴有石英析出。较强的绢英岩化多伴有黄铁矿化， 而形成黄铁绢英岩化。这种蚀变应是主成矿期的一次蚀变，与矿化关系最密切，分布于前孙家4号脉及2号脉的北部。硅化多呈细脉状沿细小裂隙分布，蚀变较弱。其中晚期的硅化也是成矿期的一次蚀变，与矿化关系较密切，但要晚于绢英岩化蚀变，分布于金华山浅部石英脉的旁侧，前孙家4号脉南部石英脉的旁侧，前孙家2号脉的南部。碳酸盐化多呈细脉状、团块状分布，蚀变较弱，为成矿后期蚀变的产物，与矿化无关或对矿化起破坏作用，在两矿区都有零星分布。

从以上各蚀变特点可以看出，这几种不同的蚀变类型是不同的成矿期次，由不同的成矿流体交代围岩形成的，反映出矿区的矿化蚀变具有多期性。

4 控矿构造型式

前孙家金矿2号脉及4号脉的控矿构造均呈舒缓波状，二者是前孙家金矿似网格状控矿构造系统的重要组成部分。根据2号脉与4号脉的赋存位置，且两者近于平行，在成矿期由2号脉断裂及4号脉断裂组成的断裂系统为左行剪切。同样金华山矿区的控矿断裂也表现为成矿期两主断裂左行剪切扭动，诱导出NNE向挤压和NWW向拉伸，致使两主断裂面间所夹持的北北东向和近南北向的次级断裂张开成矿。

4.1 前孙家矿区控矿构造型式

在平面上，前孙家-洼孙家主断裂上盘和下盘的两个主要的似网格状结环与其内的更低序次的断裂形成的似网格状结环，共同组成了前孙家矿区的似网状控矿构造系统(图3)。

在剖面上，由于主断裂与次级断裂倾向相反，主断裂上盘的次级断裂与主断裂呈反“y”字型构成了一个似网格状结环的上半部分，而主断裂下盘的次级断裂与主断裂呈“入”字形，构成了一个似网格状结环的下半部分(图5)。

图5 前孙家矿区12线剖面图Figure 5 Qiansunjia ore district Line 12 section

4.2 金华山矿区控矿构造型式

从平面上看，金华山矿区为两条主干断裂之间所夹持的雁行张裂带，前孙家-洼孙家主断裂与其下盘的平行断裂所夹的次级断裂共同组成了金华山矿区的控矿系统(图4)。

从剖面上看，两断裂所夹的次级断裂与前孙家—洼孙家主断裂倾向相反，次级断裂与前孙家-洼孙家主断裂呈 “入”字形(图6)。次级断裂为控矿断裂，且为一组张扭性裂隙。在成矿期，前孙家—洼孙家主断裂与下盘平行断裂在剪切滑动过程中，使次级断裂引张，进而使成矿热液从下部进入次级断裂沉淀成矿。

图6 金华山矿区12线剖面图Figure 6 Jinhuashan ore district Line 12 section

5 构造控矿规律

控矿构造不仅仅提供矿液运移的通道或矿液聚集的场所，也是完成某些地球化学作用的驱动力。通过对前孙家金矿矿体及金华山金矿矿体地质特征和控矿构造的研究，可以发现，两矿床矿体明显受构造控制。

5.1 北北东向和近南北向断裂控矿

前孙家2号脉断裂是前孙家-洼孙家主断裂的一部分，长度2 400m，宽度0.5～20m。断裂总体走向为北东35°，倾向为南东，平均倾角65°。该断裂面较为光滑，在走向与倾向上皆呈舒缓波状。前孙家2号脉主要赋存于断裂的北东25°～30°区段内。前孙家4号脉断裂位于2号脉断裂的下盘，断裂总体走向为北东50°，倾向北西，平均倾角64°。断裂面较为光滑，形态上呈舒缓波状，断裂内充填有断层泥和断层角砾。前孙家4号脉主要赋存于该断裂的北东35°区段内。金华山1号脉断裂走向为北北东，倾向北西西，倾角很陡，金华山矿区1号脉主要赋存于该断裂中。

前孙家新1号脉断裂位于2号脉断裂和4号脉断裂之间，其走向总体近南北向，倾向西，平均倾角75°，断裂宽度约0.3～1.5m，形态上呈透镜状，中间较宽，两端变窄。该断裂内含有含金的石英脉及蚀变岩。

金华山矿区2号脉断裂及4号脉断裂走向均为近南北向，倾向均为西，倾角很陡。与之相对应的2号脉与4号脉赋存于两断裂中。

5.2 主干断裂引张区控矿

剪切主干断裂旁侧引张区段成矿是剪切断裂系统成矿的特点。两矿区的成矿构造的优势方位都为NNE向和近SN向(图3、图4)，可以分为三种情况：

首先是断裂内部的引张区段，前孙家金矿的主断裂2号脉断裂及次级的4号脉断裂均呈舒缓波状，因而在剪切移动过程中肯定要形成扩容区段，主要的扩容区段多是NNE走向。

其次是在成矿期张开的次级断裂，由于有较好的导矿容矿条件，往往有矿体赋存。

在两矿区，含矿的次级断裂多是NNE向和近SN向。

第三是在似网格状断裂系统的弱应变域中的强变形带成矿，如前孙家的新1号脉，走向也是近SN向。

5.3 断裂分支复合处控矿

前孙家金矿次级构造比较发育，在次级断裂与主断裂复合的部位，往往应力集中，岩石破碎，形成较好的成矿空间，因而在有利的成矿条件下，这种区段多会有矿体赋存。在前孙家金矿，主断裂与近SN向次级断裂分支复合处是最有利的成矿区段之一(图3)。

5.4 主干断裂之间的雁行张裂隙控矿

金华山矿区是由前孙家-洼孙家断裂及平行断裂所夹的雁行张裂隙控矿。其主干断裂为导矿构造，并不含矿。在成矿期，两条北东向的主干断裂在北北东向挤压和北西西向拉伸作用下左行剪切，使两断裂间所夹持的一组次级断裂扩容张开成矿，属于一组左行右列的雁列脉，雁列间距约40m，雁列角在40°～45°(图4)。

5.5 主断裂带上南西向侧伏的构造控矿

前孙家2号脉、4号脉都有向南西侧伏规律，金华山矿区主要矿体也有向南西侧伏的规律，显示主断裂带上控矿构造向南西向侧伏。

6 成矿预测

前孙家金矿床与金华山金矿床是典型的构造控矿热液型金矿床，根据前孙家金矿床和金华山金矿床的矿体特征、控矿构造特征，对两矿床分别进行了预测。

前孙家矿区4号脉矿体赋存于断裂的NNE向部位，在成矿期是位于拉张部位，有利于成矿，矿体在深部中段品位高，产状稳定，在深部应该有一定的延伸。并可能在深部出现雁列侧现的盲矿体。2号脉中部有2号脉主断裂与近SN向次级断裂的交汇点，并有一定的矿体规模，矿体可能在深部有一定的延伸。

金华山矿区在七中段，现有矿体的规模较大，根据矿体的倾向向下应有一定的延伸。矿区1号脉、2号脉在深部应该交汇(图6)，此部位应是重点找矿位置。另外，根据金华山矿区各矿脉的雁列间距，在1号脉的下盘可能存在与1号脉平行的雁列脉。

图7 金华山矿区矿体垂直纵投影图Figure 7 Jinhuashan ore district orebody vertical projection

7 结论

通过对前孙家-洼孙家断裂南段前孙家金矿和金华山金矿矿区矿体分布特征、矿化蚀变特征及构造控矿特征的研究，得出以下四点认识。

①两矿区的成矿热液活动具有多期性。

②矿区的构造控矿型式为：前孙家-洼孙家主断裂上盘和下盘的两个主要的似网格状结环与其内的更低序次的断裂形成的似网格状结环，共同组成了前孙家金矿的似网状控矿构造系统。金华山金矿区为两条主干断裂之间所夹持的雁行张裂带，前孙家-洼孙家主断裂与其下盘的平行断裂所夹的次级断裂共同组成了金华山矿区的控矿系统。

③矿区的构造控矿规律为：构造控矿方向的优选性(北北东向和近南北向断裂控矿)、主干断裂引张区控矿、断裂分支复合处控矿、主干断裂之间的雁行张裂隙控矿以及主断裂带上南西向侧伏构造控矿。

④对前孙家矿区和金华山矿区的下一步找矿方向分别进行了预测。