胶东焦家金矿田“三位一体”...预测地质模型与深部找矿示范_祝培刚.pdf

第 卷 第 期 年 月地 质 通 报 .,.,收稿日期：；修订日期：资助项目：中国地质调查局项目矿集区矿床调查与深部找矿预测（编号：）、国家重点研发计划项目深部资源预测系统技术研究与示范（编号：）作者简介：祝培刚（），男，正高级工程师，从事地质调查与矿产勘查工作。：.通信作者：李秀章（），男，硕士，研究员，从事地质调查与矿产勘查工作。：.：.胶东焦家金矿田“三位一体”找矿预测地质模型与深部找矿示范祝培刚，李秀章，张文佳，王英鹏，王巧云，张文，于晓卫，迟乃杰,.山东省地质调查院，山东 济南；.山东省地质科学研究院，山东 济南.,;.,摘要：焦家金矿田是胶东地区金矿最富集的三大金矿田之一。为开展焦家金矿田深部找矿预测工作，在焦家金矿田深部调查工作总结的基础上，运用勘查区找矿预测理论构建了找矿预测地质模型。结果显示，早白垩世郭家岭型花岗岩是焦家金矿田的金矿成矿地质体；成矿构造系统为焦家断裂构造系统，成矿结构面主要包括主断裂面、次级断裂面、裂隙面等；热液蚀变类型主要有钾长石化、黄铁矿化、绢英岩化、硅化、碳酸盐化等。以勘查区找矿预测地质模型为指导，开展了深部找矿预测，圈定了深部找矿靶区 处，经钻探验证均取得了较好的见矿效果，开拓了深部找矿空间。关键词：找矿预测；地质模型；成矿地质体；成矿构造；成矿结构面；成矿作用；焦家金矿田中图分类号：.文献标志码：文章编号：（）,“”,():.,.,.,.,.:;焦家断裂是胶西北金矿集区内 条主要的控矿断裂之一。焦家金矿田主要受焦家断裂及其分支断裂控制，是胶东地区金最富集的地区之一，矿田内分布有纱岭、焦家、朱郭李家、新城、曲家等大型以上金矿床及马塘、寺庄、红布等中型金矿床。这些矿床的主矿体之间相互连接，构成一个巨型金矿床，控制资源量达 ，但由于探矿权隶属于不同的单位，人为将焦家金矿分为不同的金矿床（宋明春等，；）。前人对区内主要矿床的矿床地质、矿床地球化学、同位素年代学等方面开展了大量的研究工作（张炳林等，；张潮等，；卫清等，；.，；于学峰等，；刘向东等，；舒磊等，；李杰等，），探讨了成矿作用机制，建立了矿床成因模型。然而，对于矿田内成矿规律总结还不够深入，区内的深部找矿工作主要由勘查人员依据实践经验进行钻探部署，尚未建立有效的找矿预测地质模型。勘查区找矿预测理论方法体系是自然资源部矿产勘查技术指导中心以叶天竺为首的科研团队创立的，该方法通过对勘查区成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志的研究，构建勘查区找矿预测地质模型，结合物探、化探工作，推断矿体赋存位置，从而达到指导找矿工作的目的（叶天竺等，；薛建玲等，；）。近年，该理论方法在找矿实践中发挥了重要作用，取得了重要的找矿成果（程家龙等，；陈辉等，）。因此，本文在近年来焦家金矿田深部调查工作总结的基础上，运用勘查区找矿预测理论，对区内的成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志进行了研究，构建了勘查区找矿预测地质模型，并以该模型为指导开展了深部找矿预测，圈定了深部找矿靶区，进行了钻探验证，取得了良好的找矿效果。地质背景焦家金矿田所在的胶西北金矿集区位于胶东半岛的西北部，沂沭断裂带东侧，大地构造位置处于华北板块（级）内胶辽隆起区（级）的胶北隆起（级）内。胶西北地区构造以近 向韧性变形构造与 向至近 向脆性断裂构造为主，向断裂构造是胶西北金矿集区内的主要金矿赋矿构造，自西向东分布三山岛断裂、焦家断裂、招平断裂。区内中太古代第四纪地层均有分布，太古宙地层主要呈包体状零星出露于新太古代变质侵入岩中，新元古代孔兹岩系主要分布于盆地周边及莱州平度以西地区，震旦系出露于北部盆地中，而白垩纪地层广泛分布于胶莱盆地中。中生代侵入岩在招平断裂带以西大范围分布，招平断裂带以东广泛出露中太古代新元古代变质深成侵入体（图）。焦家金矿田内构造主要以焦家断裂带及其次级断裂为主。焦家主断裂下盘广泛发育玲珑型花岗岩、郭家岭型花岗岩。玲珑型花岗岩形成于晚侏罗世，其岩性以二长花岗岩为主；郭家岭型花岗岩形成于早白垩世，岩石以似斑状结构为特征，主要岩性有花岗闪长岩、二长花岗岩、石英二长岩、二长闪长岩等（王斌等，）。钻探工程揭露，中部主断裂上盘主要为新太古代黑云英云闪长质片麻岩、中细粒变辉长岩，南北两侧为中生代玲珑花岗岩（图）。区内脉岩主要分布于中生代花岗岩和新太古代变质深成侵入体内，主要岩性有闪长岩、闪长玢岩、煌斑岩、辉绿岩、辉绿玢岩、伟晶岩、细晶岩等。成矿地质体成矿地质体指与矿床形成时间相同或相近，在空间分布上相依，在成因上有密切联系的地质体，能够对矿床进行空间定位，是成矿地质作用的实物载体（薛建玲等，）。区内与金矿成矿时间相近的中生代花岗岩类主要有郭家岭型花岗岩、伟德山型花岗岩、崂山型花岗岩。后两者出露岩体均距焦家金矿田 以上，且无证据表明焦家金矿田深部存在其隐伏岩体。而中低温热液矿床一般与成矿地质体的距离不超过 （陈柏林等，；蒲万峰等，）。因此，伟德山型花岗岩、崂山型花岗岩不是区内金矿的成矿地质体。郭家岭型花岗岩的结晶年龄在 之间（刘跃等，；陈广俊等，；耿科等，；王立功，），区内金矿成矿时间约为 （.，），晚于郭家岭型花岗岩成岩时间，成岩与成矿最大时间差在 内，为岩浆期后热液型金矿。郭家岭型花岗岩与金矿成矿在时间上相近。郭家岭型花岗岩的主要特征是大部分单元含有钾长石斑晶（，大至 ），具似斑状结构，钾长石斑晶多具有包含结构，晶体内含大量的矿物包裹体，成分以斜长石、角闪石、黑云母为主。胶东地区大型超大型金矿床多位于郭家岭型花岗岩附近。郭家岭型花岗岩受基底构造控制地 质 通 报 年图 胶西北金矿集区区域地质矿产简图（祝培刚等，）.（于学峰等，），胶西北地区出露的三山岛岩体、上庄岩体、北截岩体、丛家岩体等郭家岭型花岗岩体大致沿 方向分布，三山岛、焦家、玲珑等金矿田也大致相应地沿此方向分布。主要金矿床与地表出露岩体的距离较大，但近年来的勘查资料显示，郭家岭型花岗岩在深部呈小岩株状隐伏出露（梁平等，），这些隐伏的郭家岭型花岗岩分布广泛，在焦家金矿体深部及夏甸大尹格庄金矿田施工的钻孔中均有揭露。郭家岭型花岗岩与金矿床在空间上相依。焦家金矿田金矿石的 值在 范围内（张潮等，；姜盛洪等，；李杰等，），与区内的几种地质体都有重合部分（图）。可能与成矿地质体对先形成的地质体的熔融或热液对围岩的交代和萃取有关，从而继承了硫源。胶东地区金矿成矿物质是多源的（郭林楠等，；王力等，；张潮等，），郭家岭岩体对成矿的主要作用是为成矿提供了热液流体（梁平等，），对成矿具有决定性作用。综上所述，郭家岭型花岗岩与金矿床在时间上相近，空间上相依，控制了金矿田的分布范围，是区内的金矿成矿地质体。成矿构造和成矿结构面焦家金矿田受控于焦家主干断裂及其次级断裂，成矿构造系统为断裂成矿构造系统，成矿结构面为断裂构造，主要包括主断裂面、次级断裂面、裂隙面等。第 卷 第 期祝培刚等：胶东焦家金矿田“三位一体”找矿预测地质模型与深部找矿示范焦家断裂带由焦家主干断裂及下盘的望儿山断裂、侯家断裂及河西断裂等次级断裂组成。主断裂已控制长约.，宽 ，工程控制最大斜深 ，最大垂深 （于学峰等，），走向，倾向。平面或剖面上呈舒缓波状延伸，其在倾向上表现为“上陡下缓”，走向上表现为“南陡北缓”的特点，浅部近；深部北段倾角平均，南段倾角平均。中间部位沿新太古代变质岩与晚中生代花岗岩接触带展布，南北两侧及深部发育于晚中生代花岗岩中。主断裂一般见以灰黑色断层泥为标志的主裂面，厚度为 。在 以浅，蚀变带根据动力变质和蚀变程度可分为绢英岩化糜棱岩和碎裂岩带、绢英岩化花岗质（或变辉长岩质）碎裂岩带、绢英岩化花岗岩（或变辉长岩）带、钾长石化花岗岩带，各岩性带之间界线多呈渐变过渡关系，蚀变和矿化在主裂面下盘较发育（宋明春等，）。在 以深，破碎蚀变情况一般较复杂，常出现强弱反复的情况。断裂构造系统结构面力学性质的判定，主要依据其形态、构造岩结构及赋存的矿体的空间分布特征、矿石结构等。压性及压扭型结构面形态特征一般表现为舒缓波状，尖灭再现特征；构造岩中发育断层泥、糜棱岩；赋存的矿体倾斜延伸大于走向延长，矿体规模大，厚度稳定。张性及张扭性结构面形态特征为锯齿状、不规则状、折线状、筒状；断裂构造岩以常见断层角砾岩为特征；赋存的矿体延长大于倾向延伸，矿体规模小，厚度变化大（叶天竺等，；薛建玲等，；）。焦家断裂具有多期次活动性，糜棱岩中矿物组合为绿片岩组合，其中长英质矿物发生明显塑性变形，反映了早期的高温韧性挤压变形环境；而碎裂岩系反映了脆性变形，成矿期表现为张性，成矿后表现为压扭性特征（王中亮等，；杨立强等，）。焦家断裂结构面形态为舒缓波状，发育断层泥，赋存的金矿体规模大，倾斜延伸大于走向延长，表明成矿期前的压性构造活动影响了金矿的整体分布及规模。断裂拐弯部位，次级断裂及局部裂隙发育部位、断裂交会处、断裂分支处，断裂倾角变化部位等是矿体富集的有利部位（宋明春等，）。区内大量的勘查资料表明，断裂与岩性界面（新太古代变质岩与中生代花岗岩接触面）复合的部位，有利于金矿的富集。新太古代变质岩对区内金矿的富集具有重要作用。中生代花岗岩类刚性大，受应力易生成裂隙，而新太古代英云闪长岩质片麻岩及变辉长岩等变质岩类塑性相对大，不易破碎，能起到上部“隔离层”作用，使成矿物质富集于“隔离层”下碎裂岩中，一般“隔离层”越靠近碎裂岩带，蚀变带厚度越小，矿化越集中，矿体厚度越大，品位越高（图）。而断裂位于花岗岩中且上盘无新太古代变质岩“隔离层”时或“隔离层”距碎裂岩带较远时，热液中的成矿物质较分散，断裂上下盘蚀变带厚度均较大，矿化较为分散，矿体厚度小，品位一般较低（图）。焦家金矿田中部朱桥以北大面积的新太古代变质岩分布，是深部金矿富集部位；而两侧新太古代变质岩分布范围小，多呈包体状分布于二长花岗岩中，蚀变带厚度大，矿化分散。成矿作用特征标志.矿床宏观地质特征焦家金矿田内的金矿类型以破碎带蚀变岩型为主，次级构造内有少量石英脉型金矿产出。破碎带蚀变岩型金矿赋存于主要控矿断裂或其次级断裂下盘的蚀变花岗岩中，多呈似层状、板状、脉状、透镜状，规模大，长可达几千米，延深局部可达，厚度几米至几十米，在纱岭矿区内局部可达近百米。.矿物特征矿石矿物中黄铁矿是主要的载金矿物，含量达，最高达 以上，一般呈半自形、自形晶粒状和不规则粒状，主成矿阶段的载金黄铁矿呈立方体，发育显微裂隙（迟乃杰等，），浸染状或脉状分布，另外还含有黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等金属矿物。脉石矿物主要由石英、绢云母和方解石组成。主要矿石类型有黄铁绢英岩化的碎裂岩型、花岗质碎裂岩型、花岗岩型等。矿石具碎裂结构、碎斑结构、变余花岗结构、填隙结构、包含结构，浸染状和脉状构造。.围岩蚀变特征围岩热液蚀变类型主要有钾长石化、绢英岩化、黄铁绢英岩化、硅化、碳酸盐化等。破碎带蚀变岩型金矿矿化蚀变分带明显，钾长石化蚀变分布范围广，一般位于外侧，绢英岩化、黄铁绢英岩化、硅地 质 通 报 年图 焦家金矿田基岩地质图（祝培刚等，）.化、碳酸盐化等一般位于中心部位。钾长石化为成矿前蚀变，碳酸盐化为成矿后蚀变，绢英岩化、黄铁图 焦家金矿田蚀变带特征.招贤矿区 勘查线；招贤矿区 勘查线图 焦家金矿田矿石硫同位素组成与主要相关地质体对比.绢英岩化为成矿期蚀变，蚀变程度与矿石品位呈正比。找矿预测地质模型通过以上总结分析，建立了找矿预测地质模型（图），总结了区内典型矿产地质预测要素（表）。焦家金矿田成矿地质体为早白垩世花岗岩。成矿构造系统为断裂成矿构造系统，成矿结构面为 向断裂带，主要包括主断裂面、次级断裂面、裂第 卷 第 期祝培刚等：胶东焦家金矿田“三位一体”找矿预测地质模型与深部找矿示范隙面等。焦家金矿田矿床规模大，沿倾向延伸大，与矿化相关的围岩蚀变主要有绢英岩化、黄铁绢英岩化、硅化等。黄铁矿为主要载金矿物，主要矿石类型有黄铁绢英岩化的碎裂岩型、花岗质碎裂岩型、花岗岩型等。早白垩世，以壳源为主、壳幔混合的花岗质岩浆侵位形成的高温、高氧逸度、高碱性的岩浆热液流体沿主断裂进行了广泛的渗透交代，在围岩中，特别是玲珑型花岗岩形成大范围的钾长石化，这种交代作用不但