孟銀生 張瑞忠 李瑞紅 王文國1

（1.國家現(xiàn)代地質(zhì)勘查工程技術(shù)研究中心，河北 廊坊 065000；2.招金礦業(yè)股份有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265400；3.中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北 廊坊 065000）

膠東半島面積約占我國國土面積的0.3%，其黃金資源儲產(chǎn)量在我國占有重要地位，國內(nèi)黃金總產(chǎn)量的1/4左右出自此處［1-2］。招平斷裂帶位于半島西北部，在百余千米的斷裂帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)金礦（點(diǎn)）床20余處，探明金礦資源儲量達(dá)1 500余噸［2］，是半島內(nèi)規(guī)模最大的金礦帶。招平斷裂帶中段招遠(yuǎn)至道頭鎮(zhèn)區(qū)段處的地表多為新生代地層覆蓋，金礦資源探明儲量較帶內(nèi)其余區(qū)段明顯偏低，其原因尚不清楚。本研究在總結(jié)斷裂帶內(nèi)金礦地質(zhì)勘查和理論研究成果［1-5］的基礎(chǔ)上，分析了金成礦帶內(nèi)構(gòu)造和巖礦體的地質(zhì)地球物理特征，從不同尺度分析了構(gòu)造、巖體及其相互關(guān)系，并通過可控源音頻大地電磁探測和驗證鉆孔，為招遠(yuǎn)南—道頭鎮(zhèn)隱伏金礦體控礦地質(zhì)體研究提供證據(jù)支撐。

1 地質(zhì)背景

膠東半島大地構(gòu)造位于華北克拉通東南緣，西界為郯廬斷裂帶，東臨太平洋板塊，主體由膠北地體和蘇魯超高壓變質(zhì)帶北段兩個構(gòu)造單元［1，6-7］組成。前者由膠北隆起和膠萊盆地組成，出露地層由老到新依次為太古宇膠東群、元古宇荊山群和粉子山群以及中生界侏羅系、白堊系地層［6-8］。

膠北隆起西北部主要構(gòu)造有EW向構(gòu)造帶、NNE—NE向斷裂帶及NW向斷裂帶［1，7］。燕山晚期發(fā)育的NNE向與NE向壓扭性斷裂為郯廬斷裂帶的次級斷裂，是膠東西北部金礦主要的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造［6，9-14］，大致以35 km左右間隔平行展布了三山島斷裂帶、焦家斷裂帶和招平斷裂帶3條構(gòu)造帶。

招平斷裂帶南起平度，向北經(jīng)招遠(yuǎn)向NE延伸，穿過蓬萊市伸入海底。斷裂破碎帶長100余千米、寬度為40～400 m，斷裂帶以西分布中生代殼源玲瓏型黑云母花崗巖，以東為殼?；煸吹哪z東群和荊山群變質(zhì)巖，斷裂帶在招遠(yuǎn)市以北展布于花崗巖體中［8，15］。斷裂主體走向 NE30°～50°，傾向東，傾角為 30°～50°，由淺往深逐漸變緩［1-2，5-6］。斷裂帶內(nèi)廣泛分布有受早期深大斷裂控制的中生代侵入巖，包含晚侏羅世玲瓏花崗巖、早白堊世中期郭家?guī)X花崗巖和早白堊世晚期的艾山花崗巖［1，4，16-17］。侏羅紀(jì)玲瓏花崗巖主要由黑云母花崗巖和二長花崗巖構(gòu)成，來源于新太古代上地殼部分熔融［18］。早白堊世郭家?guī)X花崗巖主要由斑狀花崗閃長巖組成，來源于地幔軟流圈和地殼拆沉榴輝巖上涌形成的巖漿混染［18］。未變形的早白堊世晚期艾山花崗巖，主要出露在膠東半島東部，由地殼—地?；旌蠅A性花崗巖類組成［19］。

2 隱伏構(gòu)造和巖體地球物理特征

2.1 隱伏巖體與區(qū)域構(gòu)造關(guān)系

膠西北地區(qū) 1∶20萬區(qū)域布格重力異常［1，20-21］顯示招遠(yuǎn)市西南、平度市以北地區(qū)存在以郭家店為中心的局部圈閉負(fù)重力異常，大體走向NE，圍繞在該圈閉負(fù)異常周圍的重力正負(fù)轉(zhuǎn)換帶對應(yīng)有NE向招平斷裂帶和NW向巖性接觸帶。郭家店花崗巖體東側(cè)為膠東群變質(zhì)巖體，北側(cè)為玲瓏花崗巖體。

走向NW的巖性接觸帶大體呈現(xiàn)為沿棲霞南—招遠(yuǎn)南—焦家南的相對低重力異常帶（圖1）。招平斷裂帶走向在招遠(yuǎn)南由NNE向轉(zhuǎn)為NE向，對應(yīng)的NNE—NE向重力值梯度帶在相應(yīng)位置與NW向低重力異常帶交叉。近EW向低重力異常帶為構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶，招平斷裂帶在招遠(yuǎn)以南和以北的金礦床（體）在控礦要素上可能存在較大差異。

近EW向低重力異常帶南北兩側(cè)分別為郭家店巖體和玲瓏花崗巖體，在招遠(yuǎn)南被招平斷裂帶穿插。近EW向相對低重力異常帶作為棲霞—招遠(yuǎn)—焦家以北的花崗巖體的南部邊界，控制了花崗巖體的分布范圍，時序上低重力異常帶早于花崗巖體。招平斷裂在招遠(yuǎn)市以北展布于花崗巖體內(nèi)，說明招遠(yuǎn)以北玲瓏花崗巖體早于招平斷裂。玲瓏花崗巖體和近EW向構(gòu)造帶均對招平斷裂的形成和演化具有控制作用。由布格重力異常資料可劃分4期構(gòu)造活動形跡：近EW向低密度帶→玲瓏花崗巖體→招平斷裂帶→郭家店巖體。

招遠(yuǎn)南至道頭鎮(zhèn)為貧礦區(qū)段［1-2］，焦家斷裂帶在焦家南約15 km也是貧礦區(qū)段，二者連線落在低密度帶內(nèi)。低密度異常帶是否與貧礦有關(guān)有待進(jìn)一步開展地質(zhì)勘查和金成礦理論研究。本研究在分析可控源音頻大地電磁探測資料的基礎(chǔ)上，從地球物理勘查角度分析招遠(yuǎn)南至道頭鎮(zhèn)區(qū)段的貧礦原因，以期支撐相應(yīng)金成礦理論和找礦預(yù)測研究。

2.2 巖、礦石物性特征

招平斷裂帶中南段產(chǎn)出的金礦床類型以破碎帶蝕變巖型為主，石英脈型次之。金礦石中金屬礦物以黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦為主，非金屬礦物以石英、絹云母、鉀長石、斜長石和方解石為主。金礦物以銀金礦和自然金為主，含少量金銀礦，主要以可見金的形式充填于黃鐵礦和石英裂隙中，見少量晶隙金和包體金［1，14，22］。成礦元素為 Au-Ag（-Cu-Pb-Zn），呈現(xiàn)出中—低溫蝕變礦化組合特征，熱液蝕變主要為黃鐵礦化、硅化、鉀長石化、絹云母化和碳酸鹽化。按礦石礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、蝕變破碎程度等因素，礦石可分為（黃鐵）絹英巖化糜棱巖型、黃鐵絹英巖化碎裂巖型、細(xì)脈（浸染）狀或網(wǎng)脈狀石英黃鐵礦化蝕變花崗（碎裂）巖型和多金屬硫化物蝕變碎裂巖型4類。礦石結(jié)構(gòu)主要為晶粒狀結(jié)構(gòu)，次為壓碎結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、乳濁狀結(jié)構(gòu)及包含結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造以浸染狀及細(xì)脈狀構(gòu)造為主，斑點(diǎn)狀、網(wǎng)脈狀、交錯狀構(gòu)造次之［1，5，23］。

招平斷裂帶內(nèi)不同地質(zhì)體的電性差異較為顯著［21-22，24-27］（圖 2），電阻率高者主要為中粒二長花崗巖，中低電阻率主要為膠東群地層中各類巖石和碎裂巖、角閃巖等。金礦石本身呈高阻，但是其賦存位置為各種碎裂巖和斷層泥等低阻環(huán)境，因此其地球物理找礦標(biāo)志是低阻背景中的局部高阻［21-22］。

3 數(shù)據(jù)來源和處理

3.1 可控源音頻大地電磁測量原理

電性源CSAMT測量系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩部分，發(fā)射端是在距離接收端5～10 km范圍內(nèi)布設(shè)一條與測線平行的接地導(dǎo)線（與測線間距1 km），對地下供以某一頻率f的交變電流。接收端是在研究區(qū)布設(shè)一定點(diǎn)距的接收器，沿測線測量相應(yīng)頻率的電場分量Ex和磁場分量Hy。本研究根據(jù)下式計算地下半空間的卡尼亞電阻率［28］：

依據(jù)勘探電磁理論，在均勻介質(zhì)中平面電磁波的能量隨著傳播距離的增加呈指數(shù)衰減。電磁波能量衰減至1/e時的距離即為趨膚深度δ：

式中，ρ為背景電阻率，（Ω·m）；f為發(fā)射頻率，Hz。

勘探大地電磁法中定義電磁波能量衰減50%的距離為勘探深度D，即：

地質(zhì)構(gòu)造的背景電阻率一定時，頻率增高則相應(yīng)勘探深度隨之減??；反之，勘探深度增大。因而可以改變電磁發(fā)射信號的頻率來勘探分析地下不同深度的地質(zhì)構(gòu)造電性特征［28］。

3.2 觀測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理

本研究在招遠(yuǎn)南至道頭鎮(zhèn)區(qū)段中間位置布設(shè)了兩條電性源CSAMT測量剖面（圖3）。北側(cè)的L11測線長 3.00 km，點(diǎn)距 50 m，走向116°54′12″，收發(fā)距為6.30 km，南側(cè)的L12測線長2.90 km，點(diǎn)距50 m，走向117°12′05″，收發(fā)距為6.00 km。共用發(fā)射源分為兩段（A1B1長1.20 km，A2B2長0.90 km），發(fā)射頻率范圍為0.8～9 600 Hz。

測量工作中檢查點(diǎn)4個，占總測點(diǎn)數(shù)量的3.33%，少量測點(diǎn)數(shù)據(jù)受高壓輸電線干擾，經(jīng)校正后所有數(shù)據(jù)均能夠用于反演解釋。針對研究區(qū)段無探明規(guī)模金礦床的問題，根據(jù)巖礦石地球物理性質(zhì)差異，分析區(qū)域重力異常特征，對CSAMT數(shù)據(jù)進(jìn)行了二維約束反演處理。

4 結(jié)果與討論

為進(jìn)一步查清研究區(qū)隱伏低密度帶與招平斷裂帶的關(guān)系，本研究對可控源音頻大地電磁探測資料進(jìn)行處理、解釋和推斷，以分析研究區(qū)構(gòu)造和巖體的空間關(guān)系。

CSAMT探測線L11、L12（圖4）顯示招遠(yuǎn)南至道頭鎮(zhèn)的隱伏低密度帶與招平斷裂主次級斷裂連通。L11線2 600～3 000點(diǎn)間（最淺至-250 m）可見較大規(guī)模的隱伏低阻巖體。L12線2 800～2 900點(diǎn)之間（最淺至-330 m）見隱伏低阻巖體。L11線2 500～3 000點(diǎn)之間底侵巖體南延是“有根”的，隱伏巖體生成于招平斷裂之后，形態(tài)和位置受招平斷裂控制。在CSAMT剖面L12線1 400點(diǎn)西南400 m處施工的鉆孔驗證表明：349～905 m為金礦化相關(guān)地質(zhì)體，表明從L11線向L12線方向隱伏巖體的影響逐漸減弱，礦化體埋深也逐漸增大［29］。鉆孔驗證情況與地球物理探測結(jié)果和礦體預(yù)測結(jié)果吻合，NE向招平斷裂和EW向基底構(gòu)造的交匯部位是金礦體產(chǎn)出的有利空間。

因研究區(qū)金礦體受控于構(gòu)造［1-2，5，13，30-32］，根據(jù)上述分析，推斷招平斷裂帶上盤可能存在一系列類似于招遠(yuǎn)南近EW向巖體底侵形成的隱伏花崗巖體（如畢郭巖體、郭家?guī)X巖體等），巖體形成于招平斷裂主金成礦作用結(jié)束之后。底侵巖體在研究區(qū)內(nèi)由北東向南西沿招平斷裂次級斷裂運(yùn)移，高溫高壓的環(huán)境熔離了熔點(diǎn)較低的金元素，在一定程度上破壞了前期形成的金礦體，使金元素遷移富集到巖體周邊及其與招平斷裂交匯處，導(dǎo)致后生成的花崗巖低密度帶內(nèi)金資源貧化。隱伏構(gòu)造活動序次為：近EW向低密度帶→玲瓏巖體→招平斷裂→郭家店巖體→近EW向低密度帶活化。需做進(jìn)一步的構(gòu)造分析、年代研究，從金成礦理論高度認(rèn)識招平斷裂中段相對貧礦的原因。

5 結(jié) 論

（1）招平斷裂帶招遠(yuǎn)南至道頭鎮(zhèn)區(qū)段存在四組構(gòu)造活動形跡序次：近EW向低密度帶→玲瓏巖體→招平斷裂→郭家店巖體→近EW向低密度帶。

（2）近EW向低密度帶在空間上橫穿招平斷裂帶，時間上貫穿招平斷裂生成前后，形成招平斷裂在招遠(yuǎn)市以北展布于花崗巖體內(nèi)、以南展布于花崗巖體和變質(zhì)巖體接觸帶的格局。低密度帶的時空特征表明招平斷裂主成礦期后東西向早期深大構(gòu)造再次活化，低熔點(diǎn)的成礦物質(zhì)隨之遷移。