山东新城金矿床焦家断裂及下盘次级断裂形成机制研究

2019-11-27苗文学付秋波

中国金属通报 2019年10期

苗文学，付秋波

（山东黄金矿业股份有限公司新城金矿，山东烟台 261400）

焦家地区的金矿带，其内部的断裂构造总体呈现出NE走向。其是由焦家主干断裂、侯家支断裂、望儿山支断裂、寺庄支断裂、邱家支断裂、埠后支断裂、金华山-洼孙家支断裂、河西支断裂以及分布在断裂地段的主断裂花岗岩体的内部所形成，主要是以NE走向为主，并形成节理群组。焦家主断裂是焦家金矿带的主要构造。在主断裂与支断裂之间分布的有后候支断裂、后家支断裂、望山支断裂、思庄支断裂、邱家支断裂、河西支断裂、金华山-沃逊家支断裂等，这些是与焦家主断裂上下壁相联系并派生而来的次级断裂。但同一断层不同断裂带的构造-构造特征也不尽相同。新城金矿床构造以断层和节理为主。褶皱基本未发育。断层按走向可分为北东向、近北西向和北西向。节理主要为NE向和近N-S向。焦家断裂带是新城金矿床的主要断裂构造。焦家断裂带及其次生断层和节理共同控制着新城金矿床的形成、演化和总体分布。

1 新城金矿床构造系统

1.1 主干控矿断裂

指贯穿全区、总体走向NE的断裂带，它是焦家断裂带在新城金矿床内的出露部分，控制矿区钾化、绢英岩化蚀变带发育和黄铁绢英岩型矿体的产出，是最为重要的控矿断裂，本文将其称为F1断层，标志性特点是主断面具有30cm～130cm厚的断层泥，断层泥具有分带性，中间是黑色，两侧黄白色。

F1断层工程控制长度大于400m，方向为40°～65°，向NW倾斜，向25°～39°倾斜，方向和倾角均为平缓波型和扭转型。主剖面延伸稳定，下盘为50150m厚绢云母碎裂带。断层是成矿阶段的主要控矿构造，断层泥沿主剖面稳定分布，是深部成矿热液的屏障。因此，金矿床主体产于断裂主破裂面以下。断裂成矿后，活动性和伸展性较弱。

1.2 次级控矿断裂

矿床的初期构造主要是以NE、NW、NNE走向为平行的初次断裂带，图1所示。其中，多为北西倾向的矿床断裂到构造的走向一般为NE走向，并形成新城矿床内发育可控的一组构造。沿着NE走向所形成的断裂带构造，其根据倾角的陡缓作为依据，将其分为两类：低倾角组倾角为295°～335°，倾角为25°～35°。大倾角组倾角为295°～350°，倾角为45°～88°，坡度较大的一组倾角较大。新城金矿矿船的一组重要控矿构造是北北东向断裂构造，其走向为280°～290°，倾角为30°～70°。北西向断裂构造多为西南向，多为断矿构造，走向为205°～260°，倾角为30°～60°。

图1 新城金矿床次级控矿断裂构造特征

a.新城金矿床次级断裂走向玫瑰花图；b.北东向次级断裂走向玫瑰花图；c.北北东向次级断裂走向玫瑰花图；d.北西向次级断裂走向玫瑰花图；e.北西向次级断裂倾向玫瑰花图

1.3 节理及裂隙系统

矿船构造的主要内容是节理的形成。它们通常以生产物的断层为主。共生组具有机械联系。含矿围岩的结构破碎程度与节理的发育程度有着密切的联系，其能控制矿体形成的大小、形态以及分布起着重要作用。它们在不同的构造阶段所形成发育各不相同，并且会受到应力变化的控制。它们按一定的方向和系统地成群出现，并分布在大面积。它们可作为研究内生矿床的找矿标志。这说明新城金矿床不仅具有较强的活动强度和较长的主成矿构造时间，而且发育了低品位、低阶的节理构造，在深部控矿和找矿中起着重要作用。

2 构造形成机制解析

根据对野外进行勘查得出的资料进行分析，对焦家断裂带的构造以及其经历的多期活动进行确定。该构造的早期形成为韧性断裂带，这样会容易造成变形，并以中期为韧-脆性变形时期和后期主要是以脆性变形时期为主，在早期韧性变形的基础上进行叠加，从而形成韧性早期基础，并进行叠加，形成韧性变形与脆性变形处同一空间，形成复合现象。

2.1 成矿前韧性剪切活动

该时期发育的构造活动，是对发育前期的寒武纪变质阶结晶基地大规模韧性剪切活动带变形为主，对岩石塑性构造发育进行全面分析，得出在岩石构造连续变形的狭长高度内，容易产生变形情况。此阶段的应力状态为SN向的挤压应力，其主要特征在区域上表现为近EW向褶皱及韧性剪切带的形成，如在胶东自北向南依次有规律的形成了黄县-蓬莱构造带、三山岛-玲珑-牟平构造带、莱州-栖霞-旺疃构造带、南墅-莱阳-泽头构造带和平度-莱西-乳山构造带五大韧性剪切带。

2.2 成矿前韧-脆性剪切活动

在断裂带形成成矿构造之前，是以叠加的形成形成，不易确定，但宽大的含矿构造蚀变岩证明，成矿前的断裂带的构造是存在的。焦家断裂带生成初期，构造区域内受到NW-SE走向的挤压产生应力作用，地块右旋运动，新岩体与老岩体进行接触，接触部位会产生塑性变形与塑性变形带，产生韧性变形，韧性剪切为NW向SE的逆冲挤压，平面上的右列压缩剪切机;随着应力的增强，塑性变形逐渐转化为脆性变形，出现压缩结构面。此阶段在NW-SE向挤压应力作用下，除了形成NE-NNE向焦家断裂带外，还可能形成NW向张性正断层或节理。

2.3 成矿期压剪性构造活动

成矿时期的特征为减压脆性变形，叠加在于早期韧性剪切之上，并形成一系列的次生断裂。在构造活跃的主要发育期，细脉侵染矿城作用，并形成一个新城矿床I型硫铁矿绢云母主矿体，为主要成矿期。

利用共轭剪节理法及显微构造的综合分析法来表明构造的活动阶段，其应力方位主要为NW-SE走向，其最大的主应力（压应力）为NW-SE向，最小主应力（伸张应力）为NE-SW向。区域构造应力场为NNE-SSW向挤压，NNW-SSE向引张，本文认为成矿期焦家断裂带发生了左行压扭性活动。

2.4 成矿期张剪性构造活动

焦家断裂不同断裂带夹角均小于45°，表现出挤压断裂的特征。成矿作用发育于张性断裂段NE-NNE，表明NNE的主主构造为张性扭张构造，成矿阶段构造应力场以左旋张拉和剪切控矿为特征。

同一断层出现先压后拉现象是因为其构造不同时期的变现行为。构造断裂带的地应力活动具有周期性波动，在统一构造的地应力场内基本相同，但在不同阶段的地应力场大小与适应活动的结果各不相同。当结构变的压缩预应力超过所属临界点时，断裂带结构有塑性变形转换为脆性断裂形态，但是，刚性的断裂带构造地质体在地应力的释放过程当中，产生会回弹受限的情况，便显出在拉伸过程产生断裂特征。在进行压力释放后，地应力在达到平衡时，地应场未能发生变化。换句话说，成矿期的挤压剪切构造活动反映了成矿期局部成矿部位的构造应力场，而成矿期的拉剪构造活动反映了成矿期的区域构造应力场。也可以指出，剪切构造活动的成矿期主要体现在矿体形态和矿体分布规律、大尺度矿体区域构造活动的成矿期和挤压剪切成矿期。一些局部和微观尺度也可以进一步对应上述结论:压剪构造活动的成矿期对应于成矿期、成矿期、局部构造应力场、成矿期、张剪构造。与区域构造应力场相对应的活动。

因此，成矿期的压剪构造活动和拉剪构造活动是同一构造应力场作用下不同（地应力波动阶段）时期、不同构造位置和不同构造水平的反映，是同一构造应力场作用下的一种反映。统一构造应力场的产物。