山东招远七里山金矿床断裂构造特征及其控矿规律

庄玉军，曹新志，张旺生，费小丽，王国平，阎复传

(1.中国地质调查局西安地质调查中心，西安 710054；2.中国地质大学(武汉)资源学院，武汉 430074；3.招金矿业股份有限公司蚕庄金矿，山东 招远 265402)



山东招远七里山金矿床断裂构造特征及其控矿规律

庄玉军1,2，曹新志2，张旺生2，费小丽2，王国平2，阎复传3

(1.中国地质调查局西安地质调查中心，西安 710054；2.中国地质大学(武汉)资源学院，武汉 430074；3.招金矿业股份有限公司蚕庄金矿，山东 招远 265402)

摘要：七里山金矿床位于焦家金矿田的东部边缘，赋存于灵山—北截断裂的次级断裂——七里山断裂的末端部位，属于典型的蚀变岩型金矿床。文章通过对七里山金矿床控矿断裂构造的系统研究，认为其主控矿断裂是由多条延伸长度有限、呈雁列状产出的断裂组构成的断裂带，即雁列式断裂，并在雁列单体叠合部位发育一系列与主断裂斜交收敛的压性断层桥，这两者共同构成了矿区主断裂控矿构造的基本格架；雁列式断裂及压性断层桥共同控制了矿化局部富集，矿体呈似等距分布、侧伏，以及矿体规模大小相间变化等空间展布规律。认为矿区59勘探线以西、Ⅰ号矿脉上部侧伏线以下部位有可能找到一定规模的金矿体。

关键词：七里山金矿床；雁列式断裂；控矿规律；找矿前景；山东省

0引言

七里山金矿床位于焦家金矿田的东部边缘，矿床赋存于灵山—北截断裂(Ⅱ级控矿断裂，下文简称“灵北断裂”)的次级断裂——七里山断裂的末端部位(图1)，其矿床及矿体的产出严格受断裂构造控制，属于典型的蚀变岩型金矿床。前人对该矿床的研究主要集中于矿床地质特征、矿化富集规律[1]、矿区物化探异常评价[2-3]、矿床成因[4]等方面，而对作为矿区主控矿因素的断裂构造却尚无系统研究，这在一定程度上制约了矿区下一步找矿工作的部署与开展。基于此，笔者在详细的野外地质调查以及室内综合研究的基础上将对七里山金矿床的主控矿断裂构造特征及其控矿规律进行系统的研究，以期对矿区内的进一步找矿工作有所裨益，对于其他类似的蚀变岩型金矿床的勘查工作有所借鉴。

1矿床地质概况

矿区出露的地层主要为第四系全新统残积物和胶东群郭格庄组的残留体。胶东群岩性主要有黑云母片岩和少量黑云角闪片麻岩，呈零星状分布于玲珑片麻状花岗岩中。矿区内岩浆岩大面积发育，但种类较为单一，主要为玲珑片麻状花岗岩。此外，矿区还出露少量石英脉、煌斑岩、闪长玢岩等脉岩(图2)。

图1　焦新金矿田地质简图(据山东省招远市西北部地区区域地质图修编)Fig.1　Geological sketch of Jiaojia-Xincheng gold ore field1.第四系；2.胶东群；3.郭家岭似斑状花岗岩；4.玲珑片麻状花岗岩；5.闪长玢岩脉；6.白色石英脉；7.蚀变岩带；8.断裂；9.大中小型矿床；10.研究区

矿区构造以断裂构造为主，由灵北断裂上盘的分支断裂——七里山断裂以及在七里山断裂上、下盘发育的次级断裂构成。主、次级断裂在平面上呈“入”字形构造产出(图3)，二者分别控制了矿区内不同矿化类型矿体的产出与分布。

图2　七里山金矿床矿区地质图(据矿区地形地质图修编)Fig.2　Geological sketch of Qilishan gold deposit1.第四系；2.玲珑片麻状花岗岩；3.绢英岩化碎裂岩；4.绢英岩化花岗岩；5.闪长岩脉；6.石英脉；7.主断裂；8.勘探线及编号

七里山矿区已发现7条蚀变带，编号①—⑦。其中，①号蚀变带规模最大，为矿区内主要的矿化蚀变带。已探明的工业矿体主要有9个，其中Ⅰ-1、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ、Ⅹ、Ⅺ等7个矿体严格受主断裂控制，矿体主要赋存于①号蚀变带内，并统称为Ⅰ号矿脉；Ⅲ号矿体和Ⅸ号矿体则分别赋存于主断裂下盘的Ⅲ号次级断裂和上盘的Ⅸ号次级断裂内。矿区内矿化类型主要以黄铁绢英岩化蚀变岩型矿化为主，其次为石英脉型矿化、糜棱岩型矿化，局部地段还发育裂隙脉型矿化。矿石中主要矿物有黄铁矿、自然金以及石英、长石等。围岩蚀变主要有黄铁矿化、绢英岩化、硅化、钾化等，其中黄铁矿化、绢英岩化、硅化与成矿关系最为密切。

2主断裂构造特征

七里山金矿床主断裂为七里山断裂的西南段，属断裂末端部位。主断裂在矿区延长2 500 m±，宽4～30 m不等，总体走向43°，倾向SE，倾角54°～74°。现有勘探工程揭露显示，主断裂发育在玲珑片麻状花岗岩内部，断裂构造向南西延伸至63线仍未有尖灭迹象(已有钻孔揭露)，且主断裂自北东向南西延伸时，断面具向南东侧移的展布特征。此外，七里山主断裂主断面清晰，其上发育的摩擦镜面(图4a)、擦痕(图4b)以及主断面下盘发育的“张裂隙”构造(图4c)等，表明主断裂至少经历了早期压剪逆断层性质和后期张扭正断层性质的两期构造活动，这与焦家金矿田其他同级别断裂的活动期次基本一致[5-7]。

2.1雁列式断裂及岩桥构造特征

图3　七里山金矿床三中段断裂构造空间展布图Fig.3　The spatial distribution map of fault at level 3 of Qilishan gold deposit

图4　七里山矿区主断裂破碎带内发育指示断裂经历压剪及张扭活动的小构造Fig.4　Small structures indicating experience of compression-shear and torsion activities of the majorfault are developed in the cataclastic zone of the major fault in Qilishan minea.三中段12线主断裂面发育光滑镜面构造；b.三中段19线主断裂面断层泥中发育沿走向方向延伸的擦痕构造；c.三中段27线下盘发育具剪切平直裂隙特征的“张裂隙”构造

所谓雁列式构造是指一组平行错列或斜列的、产状近似、性质相同的断裂。雁列式断裂的各单条断裂长度相近且延伸有限，相邻两雁列单体首尾叠合依次排列产出，并且在挤压应力状态下，两雁列单体端点或叠合部位往往发育一系列与主断裂斜交收敛的压剪性裂隙构造，即岩桥构造[8]。前人研究表明，雁列式断裂一般是在沿主断裂延伸方向的远场应力发生改变时由一条断裂扩散形成的，其形成所需能量比主断裂沿原方向扩展所需的能量小[9]，因此雁列式断裂在应力减弱的断裂末端特别是走滑断裂末端较为常见[10]。

前人[11-12]研究认为，七里山金矿区范围内七里山主断裂为一条连续无间断且沿走向和倾向均具波状起伏特征的断裂，这与一般情况下断裂构造在末端部位往往因应力减弱而呈现出发散现象的认识存在一定的出入。为了查明七里山金矿区内主断裂空间展布特征，笔者通过对现有坑道工程所揭露到的断裂构造发育情况的观察，并根据不同中段各个穿脉工程所揭露到的断裂的规模(断裂破碎带发育程度、断层泥厚度等)及产状特征，在前人研究的基础上对矿区各个中段断裂构造的展布情况进行了一定的修编。结果显示，七里山主断裂并非是一条连续无间断的断裂，而是由多条延伸长度有限、呈雁列状产出的断裂组构成的断裂带，即雁列式断裂(图5a、图5b、图5c)，并在雁列单体叠合部位发育一系列与主断裂斜交收敛的压性断层桥，这两者共同构成了矿区主断裂控矿构造的基本格架。

2.2雁列式断裂形成及演化

七里山矿区雁列式断裂的形成与演化与区域构造多期次活动密切相关，根据矿区内不同级次断裂的发育规模、展布形态、产状等，并结合区域构造演化[13-15]，可将矿区雁列式断裂构造的形成演化过程划分为成矿前、成矿早期、主成矿期三个阶段。

(1)成矿前阶段。受主应力方向为NWW-SEE向的区域构造应力场的作用下，在灵北断裂上盘形成与其呈“入”字形斜交、具右行压剪逆断层性质的七里山断裂。靠近灵北断裂的的一侧(灵山沟金矿及其以东地段)由于应力较为集中，故断裂行迹较为连续；而断裂趋于尖灭的一侧(七里山金矿及其以西地段)因应力减弱，原本连续的断裂行迹逐渐转变为一系列延伸长度有限、呈右行左阶分布的剪破裂面——雁列式断裂(图6a)。

图5a　七里山矿区一中段矿体(红色)及黄铁绢英岩化蚀变带(粉色)分布图Fig.5a　The distribution map of ore body (red) and beresitization alterationzone (pink) in level 1 of Qilishan mine

图5b　里山矿区二中段矿体(红色)及黄铁绢英岩化蚀变带(粉色)分布图Fig.5b　The distribution map of ore body (red) and beresitization alterationzone (pink) in level 2 of Qilishan mine

图5c　七里山矿区三中段矿体(红色)及黄铁绢英岩化蚀变带(粉色)分布图Fig.5c　The distribution map of ore body (red) and beresitization alterationzone (pink) in level 3 of Qilishan mine

(2)成矿早期阶段。随着应力的持续作用和应变的发展，雁列式断裂的叠合部位在压应力作用下形成一系列压性断层桥，并将相临的两个雁列单体首尾衔接起来。这些压性断层桥在形态上呈现向雁列单体收敛、向中间撒开的“入”字形分布形态，在压性断层桥比较发育的地段，雁列单体之间彼此沟通，形成具波状起伏展布特征的连续主断裂面(图6b1、图6b2)。

(3)主成矿期阶段。在具张扭性正断层性质的构造活动的作用下，在压性断层桥附近和具波状变化的主断裂面及其附近形成了一定的启张空间，这些引张空间为金矿成矿提供了热液通道和有利赋矿空间，并进一步控制了矿体的空间展布与富集(图6c)。

图6　七里山断裂构造演化示意图Fig.6　The schematic diagram of tectonic evolution of Qilishan fault

3断裂构造控矿规律

3.1雁列式断裂构造对矿化局部富集的控制

通过大量观察发现，矿化富集部位多分布在雁列式断裂的叠合部位以及与雁列单体呈“入”字形斜交收敛的压性断层桥附近，且大致可分为3种分布形式：①矿化富集部位位于压性断层桥向雁列单体收敛交汇部位，如二中段54—58线、三中段44—50线以及52—54线之间的矿体；②矿化富集部位位于两条雁列单体之间的斜列状压性断层桥控制的斜列部位，如一中段48—52线、二中段44—52线之间的矿体；③矿化富集部位呈透镜状分布于主断裂上盘，这些地段压性断层桥过于发育，导致相邻的两条雁列单体在叠合部位贯通而呈现出波状起伏的变化特征，如三中段19—31线、7—15线之间，类似的部位还有二中段20—44线之间；但这些部位仅发育黄铁绢英岩化，Au品位未达到工业要求。

构造应力场分析显示，上述3种矿化富集部位均是在构造演化过程中形成的引张空间部位，这些引张空间为成矿提供了热液通道和有利赋矿空间，并进一步控制着矿化局部富集部位的分布。

3.2断裂构造对矿体似等距性分布的控制

已有的勘探工程显示，胶东地区的金矿床(矿体)普遍表现为不同尺度水平的似等距性分布特征，七里山金矿床也不例外。从七里山金矿床Ⅰ号矿脉垂直纵投影简图(图7)可以看出，矿区内通过坑道或钻孔工程已控制了4个矿体群(38线—68线、12线—28线、33线—6线、43线—51线)，其相临两矿体群之间的无矿或弱矿间隔在150 m左右。研究表明，断裂构造是地壳运动在沿某一地质界面产生应力释放的结果。应力在地质体内以应力波的形式传递，具有波动性的特征。应力的波峰、波谷应力性质和强度的改变以及波的等距变化特点，造成构造引张空间相间出现似等间距性分布特征[16]。断裂构造的这种波动特征则表现为雁列状断裂的叠合部位呈似等距性分布，而矿体则主要赋存于叠合部位的引张空间中。受其控制，七里山矿区金矿体沿走向呈似等距性分布，相临矿体之间的无矿或弱矿间隔在150 m左右之间(见图7)。

3.3断裂构造对矿体侧伏规律的控制

图7　七里山金矿床Ⅰ号矿脉垂直纵投影简图(据文献[1]，修编)Fig.7　The vertical projection section of No. 1 vein of Qilishan gold deposit1.矿体；2.矿体侧伏状示意线；3.勘探线编号及标高；4.无矿或弱矿间隔

从图7中可以看出，七里山矿区Ⅰ号矿脉及其内部的单个矿体均具有侧伏现象，但其具体侧伏特征有所不同。整个矿脉具向SW侧伏的分布规律，侧伏角大约在10°～15°之间，而单个矿体则具向NE侧伏的分布规律，侧伏角变化范围在45°～60°之间，局部具直立现象。前人[17]研究表明，矿体的侧伏受断裂构造两盘相对运动过程中产生的启张空间的侧伏制约，而启张空间的侧伏特征与断裂的性质及运动方式有关。矿区内主断裂早期右行压扭逆断层活动使断裂上盘斜向上向南西滑移，下盘斜向下向北东滑移，并形成一系列向北东侧伏的压性空间，后期张扭性正断层活动使早期挤压空间启张，同时断裂上盘向下滑落，在扭性应力作用下这些启张空间整体上向南西发生偏转，从而造成这些启张空间整体上具向南西侧伏、局部具向南东侧伏的分布特征，并进一步控制了矿脉和单个矿体的侧伏产出特征。

3.4断裂构造对矿体规模大小相间变化的控制

断裂除了造成矿体的似等距性分布及侧伏之外，在一定程度上也对矿体规模的大小有所影响。从七里山矿区Ⅰ号矿体垂直纵投影简图(图7)可以看出，七里山矿区内已控制的3个矿体群(38线—68线、12线—28线、33线—6线、43线—51线)明显存在有大矿和小矿地段之分，且自北东向南西，矿体规模明显有大小相间(大—小—大—小)的变化特征。张均等[18]提出胶东地区热液金矿床一般具有“一脉二带三段”的矿体空间产状模式，并指出产于同一矿化富集带内的大矿、零星小矿和无矿3种地段分别对应着应力波状传播的叠加波峰、过渡带和叠加波谷。从图4可知，矿体除赋存于雁列状断裂的叠合部位(即所谓的叠加波峰地段)之外，在未叠合部位(过渡带)也有产出，只不过规模相对较小。上述分析表明，矿区内矿体规模大小相间变化的规律可能与断裂构造沿走向方向波峰波谷叠加有关。按照矿体规模的这种相间变化规律，并结合矿体的似等距分布规律，推测在矿区59线以西出现较大规模矿体的可能性较大。

除此之外，与区内构造行迹连续的断裂类似，矿区雁列式断裂还控制着矿区的蚀变分带、矿化分带、矿化类型等，其控制方式及规律基本相同[19-26]。

4找矿方向及启示

一直以来，矿区找矿工作受“断裂末端部位往往因构造行迹发散而难以控制矿体产出”这种思维影响，均把矿区找矿重点放在80线以东地段，但在施工大量探矿工程之后未能取得找矿突破，据此认为七里山矿区找矿潜力有限，进而导致矿山于1998—2012年间处于停产阶段。本次研究表明，只要其他成矿条件具备，即使在构造行迹不连续的断裂末端部位，断裂构造同样能控制矿体的产出与展布，只不过其控矿方式与构造行迹连续的断裂地段有所不同。

根据矿区主断裂控制矿体产出的似等距性分布规律、侧伏规律、规模相间变化规律等以及矿区已有坑道和钻探工程的控制情况可知，在矿区最西边已知矿体西侧150 m左右(即59线)以西、Ⅰ号矿脉上部侧伏线以下具有存在较大规模工业矿体的可能。值得一提的是，该认识已被矿山近期施工的63ZK1、63ZK2钻孔所验证(63ZK1、63ZK2两个钻孔揭露到连续厚度达3 m，品位分别为5.46×10-6、1.42×10-6、2.47×10-6的工业矿体)。

大量的勘查实践表明，在地表矿和浅部矿越来越少的今天，矿区边部或深部所开展的就矿找矿工作找到矿的几率远比在一个新地区发现新矿体的几率大得多。因此，在老矿山或危机矿山找矿工作中，不能轻易否定其找矿潜力，而应尽量避免“墨守陈规”，在详尽的地质观察基础上取得新的认识，发现并总结新的矿体赋存规律，从而更好地为找矿工作服务。

5结论

本文在详细的野外地质调查以及室内综合研究的基础上，通过七里山金矿床的控矿断裂构造以及断裂构造控矿规律的系统研究，得出以下结论：

(1)七里山主断裂是由多条延伸长度有限、呈雁列状产出的断裂组构成的雁列式断裂，并在雁列单体叠合部位发育一系列压性断层桥，二者共同构成了矿区的断裂构造控矿格架。

(2)雁列式断裂控制矿区局部矿化富集的产出部位：①压性断层桥向雁列单体收敛交汇部位；②压性断层桥控制的斜列部位；③两条雁列单体在叠合部位贯通而呈现出波状起伏的部位。

(3)断裂构造控制着矿区金矿体沿走向呈似等距性分布，相临矿体之间的无矿或弱矿间隔在150～200 m之间；自北东向南西，矿体规模具大小相间(大—小—大—小)的变化规律；Ⅰ号矿脉具向SW侧伏的分布规律，单个矿体则具向NE侧伏的分布规律。

(4)矿区59勘探线以西、Ⅰ号矿脉上部侧伏线以下部位具有存在较大规模工业矿体的可能(该认识已被验证)。

(5)在其他成矿条件具备的情况下，即使在构造行迹不连续的断裂末端部位，断裂构造同样也能控制一定规模矿体的产出与展布，只不过其控矿方式与构造行迹连续的断裂地段有所不同而已。

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Characteristics of fault in Qilishan gold deposit, Shandong province and its ore control pattern

ZHUANG Yujun1,2，CAO Xinzhi2，ZHANG Wangsheng2, FEI Xiaoli2, WANG Guoping2, YAN Fuchuan3

(1. Xi′an Center of Geological Survey, China Geological Survey, Xi′ani 710054, China;2.ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China;3.CanzhuangGoldDeposit,ZhaojinMiningIndustryCompanyLimited,Zhaoyuan265402,Shandong,China)

Abstract：Qilishan gold deposit is located at the end of Qilishan fault which is a sub-scale fault of Lingshan-Beijie fault in the eastern margin of Jiaojia gold ore field. It is a typical altered rock type gold deposit. Systematic study on the ore-control structure of the Qilishan fault show that it is a fault zone consisting of serial major ore-control faults limited in extension and arranged in en echelon and there developed a series of piezotropy fault-bridges which converged to the main fault in the overlapping parts of en echelon monomer. The en echelon fault and piezotropy fault-bridge constitute the basic frame of ore-control structure. They jointly control local enrichment of the mineralization. The ore bodies pitch in similar direction, are distributed in equal distance and big ore body and small ore body occur alternately. On this basis the author consider that ore bodies in certain sizes may occur in the west of line 59 and bellow the pitching line at upper part of ore vein I.

Key Words：Qilishan gold deposit； echelon-like fault；ore-control pattern； prospecting potential；Shandong province

收稿日期：2015-03-12；责任编辑：王传泰

基金项目：中国地质调查局地调项目(编号：121201112119、12120114042701)和国家青年基金项目(编号：41002063)联合资助。

作者简介：庄玉军(1989—)，男，研究实习员，硕士，主要从事金属矿产勘查评价及研究工作。

通信地址：西安市友谊东路438号，中国地质调查局西安地质调查中心；邮政编码：710054；E-mail：zhuangyujun@126.com 通信作者：曹新志(1956—)，男，教授，主要从事成矿规律、成矿预测、矿产勘查与评价方面的教学和科研工作。 湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号，中国地质大学(武汉)资源学院资源科学与工程系；邮政编码：430074；E-mail：caoxinzhi2000@163.com

doi:10.6053/j.issn.1001-1412.2016.02.001

中图分类号：P618.51，P613

文献标识码：A