胶东金矿成矿深度的构造校正测算及成矿预测

成矿深度测算对于矿床学理论研究和深部找矿都有重要意义。经典的成矿深度“压力/比重”计算方法,缺乏考虑构造应力在成矿过程中的影响。前人按照“压力/比重”的计算方法,提出胶东蚀变岩金矿是6 000~8 000 m深的元古宙成矿,石英脉型金矿是深度在3 000 m左右的中生代成矿,并据此建立了金矿垂直五层楼的分带模式。依据该模式指导的深部预测勘查效果不好。“成矿深度构造校正测算”是近几十年逐渐成长起来的一个新方法,即先减去“构造附加压力”后再进行成矿深度测算。本文介绍“成矿深度构造校正测算”的计算方法,指出其应用条件和预测意义。开展成矿深度构造校正测算需要以下条件:(1)确定成矿模式;(2)开展野外构造变形岩相测量;(3)测量岩石矿物应变,恢复成矿构造应力场,计算构造附加静水压力;(4)测算成矿深度。根据“成矿深度构造校正测算”方法已经获得胶东多个典型金矿成矿深度的测算结果:(1)夏甸金矿成矿深度为-1 979.51~-3 014.72 m;(2)焦家金矿成矿深度为-1 632.4~-2 331.6 m;(3)大尹格庄金矿成矿深度为-2 775.4~-4 164.5 m;(4)新城金矿成矿深度为-1 781.29~-2 750.0 m;(5)玲珑金矿成矿深度为-720.55~-3 454.97 m。根据以上典型金矿成矿深度的测算结果,本文认为胶东金矿属于深-1 000~-4 500 m的浅成热液剪切带型矿床,由此推断胶东典型金矿矿体主要部分仍然赋存在深部。按照“构造校正测算”方法得到的成矿深度,结合地质、物探和化探信息,预测金矿发育“深部第二富集带”,已经得到胶东金矿勘查工作的证实。     

国际水力压裂与地震关系研究进展及地质工作建议

水力压裂技术是开采致密气、煤层气、页岩油气、干热岩等资源的一项关键技术,随着中国页岩气主产区四川盆地及周缘规模化工业开采活动的不断推进,水力压裂等工作量激增,关于水力压裂是否诱发地震的问题受到各界高度关注。综述了国际水力压裂诱发地震风险的研究进展,梳理了国际上采取的有效风险防控措施,研究表明,水力压裂通过高压注入流体使岩石产生裂缝,不可避免地会导致微震活动发生;水力压裂诱发地震活动机理研究取得进展,为风险防控提供基础;水力压裂对三级以上地震活动影响有限,自然地震较少的地区人为地震活动记录也较少;水力压裂诱发微地震可能有助于释放累积的地应力或能量,降低大震风险;目前国际上水力压裂对地震的影响尚未量化。国际上已实施了应对水力压裂诱发地震风险的工程措施、法律制度、管理措施、技术研发等系列有效防控措施。对中国页岩油气、干热岩等资源开发提出建议：加强断裂构造调查评价,将水力压裂控制在距断层一定距离以内;加强微震监测,开展水力压裂地震危害评估;加强关键科学问题研究;加大公众科普宣传力度。     

矿田构造的研究历史、现状与发展

矿田构造是指在矿田范围内,控制矿床的形成和分布的地质构造因素的总和。在矿田构造和矿床构造的含义中,既包括构造形迹和岩石组构特征,又包括控矿构造的形成机制和发展历史。近10几年来的矿田矿床研究不仅强调构造对于矿体的形态、分布和组合的控制作用,也深入于构造作用对成岩成矿过程的研究。综合分析了矿田构造研究的研究历史、研究内容、研究现状与问题,对矿田构造与找矿研究的发展方向进行了展望。     

长江中下游地区新华夏构造体系的“米字型”结构特征

构造体系由强变形构造带和弱变形地域共同构成,这些构造带和变形带可以用结构面的形式表达。构造体系结构面的分布分析,更加适用于变形规律研究,便于追索构造应力场及其演化。以长江中下游地质结构与导矿-控矿要素研究为基础,总结了新华夏构造体系结构面的“米字型”分布特征。新华夏系“米字型”构造,由NNE 25°方向挤压断裂和褶皱带、NNW 345°方向(大义山式)张扭断裂、NEE 75°方向(泰山式)压扭构造和NWW 300°方向(长江式)的横张构造组成。其演化分先后三个阶段;NNW 345°方向—NEE 75°方向的共轭剪切构造阶段、NNE 25°方向挤压构造阶段和NWW 300°方向的张性剪切构造阶段。新华夏构造体系的“米字型”构造样式的识别,为研究构造体系的应力-应变成因、探讨构造体系的形成演化以及浅部构造和深部构造相关性研究提供了重要的地质构造基础。在其它类型的构造体系中,结构面也具有“米字型”分布特征。     

胶东金矿成矿花岗岩：“小岩体成大矿”理论的启示

胶东金矿集中区金成矿与中—酸性花岗岩类密切相关。剪切相的玲珑型似片麻状黑云母花岗岩(年龄为160～153 Ma)是面积达3 500 km²的大规模岩基;引张相的滦家河型等粒粗粒二长花岗岩(年龄为154～152 Ma)侵位于玲珑型似片麻状黑云母花岗岩内,单个岩体面积为100 km²至数百平方千米。但与金成矿关系最密切的是挤压相的郭家岭型似斑状花岗闪长岩(年龄为131～126 Ma),多数呈岩株状出露(面积为2～90 km²),超大型金矿床往往发育于距其5 km范围内。但是,当郭家岭型似斑状花岗闪长岩岩体规模很大(如蓬莱地区的郭家岭花岗闪长岩体面积为270 km²)时,则与金成矿几乎无关。胶东中—酸性花岗岩“小岩体成大矿”的新认识对于中—酸性岩浆相关热液矿床的成矿规律研究和预测勘查均具有重大的理论意义和应用价值,但受限于相关资料缺乏广泛研究,其形成机制尚需深入探讨。     

新城金矿蚀变带构造与地球化学特征

通过新城金矿的构造和蚀变岩剖面实测、构造测量和岩石地球化学分析,获得以下构造和岩石地球化学同步变化特点:(1)以焦家断裂为中心蚀变岩分带为断层泥-硅化带-黄铁绢英岩带-强钾化花岗岩带-弱钾化花岗岩带-未蚀变花岗岩带;(2)金矿化主要集中在硅化带及黄铁绢英岩带;(3)断裂下盘依次发育糜棱岩-碎裂岩-花岗质碎裂岩-碎裂花岗...     

胶东断裂蚀变带构造-流体成矿规律研究

胶东是目前中国最大的金矿集中区,矿床位于花岗岩与老地层之间的区域剪切断裂带,围岩是在花岗岩区段的断裂破碎蚀变岩带,成矿作用与岩浆期后热液交代直接有关。区域构造-流体研究的一个难题是：如何选择既能保证流体包裹体分析质量,又可以观测交代蚀变阶段构造应力应变的岩石样品。本文选择断裂蚀变带中钾长石化和绢英化两个蚀变岩带采集样品,试图解决区域流体研究中的问题。研究发现,胶东区域断裂蚀变岩带构造与热液的物理化学条件变化具有规律性：在钾长石化蚀变阶段,西部构造强度更强,而在绢英岩化蚀变阶段,东部构造应变值相对更大;钾长石化阶段的流体温度西部低东部高,绢英岩化阶段西部高东部低,显示了热力来源东部更强。胶东区域主要断裂蚀变岩带的构造附加静水压力从西到东逐渐降低,表明区域成矿热液的流动方向为自西向东。绢英化蚀变岩流体成分的区域变化显示：Na+/K+变化预示,胶东西部K+富集,有利于金的富集成矿,而胶东东部Na+富集,利于成矿流体的迁移;CH4和CO2等流体成分的含量自西向东逐渐降低,与金元素富集正相关。胶东区域断裂蚀变岩带的构造-流体特征揭示了成矿热液在胶东地区自西向东运移的趋势。这种趋势影响了这一地区金矿床的规模、矿床类型和分布规律。     

胶西北断裂构造蚀变分带及其铲式分布特征

胶东是全球最大的与中生代花岗岩有关的热液交代蚀变金矿集中区,其成矿与断裂及蚀变作用有关。以焦家断裂和招平断裂为典型,开展构造变形蚀变岩剖面实测和地质填图,研究控矿断裂铲式分布的地质特征。研究发现:(1)断裂蚀变带的宽度不是以往认为的几十米,而是达到几百米,或超过千米,蚀变的规模和强度控制了成矿作用;(2)断裂产状上陡下缓,浅部-200 m以上倾角在70°左右,深部-400 m以下倾角20°到30°,形成铲式断裂;(3) 铲式断裂显示上盘下滑的运动特征,应力应变特征表明成矿作用发生于应力松弛阶段;(4)断裂的倾向控制矿化带的侧伏方向,焦家断裂带倾向北西而其中矿体向南西侧伏;招平断裂倾向南东则矿体为北东向侧伏。     

胶东地区区域构造及应力应变特征

胶东地区面积仅占全国陆地面积的0.17%,但黄金资源储量占全国近四分之一,是我国最大的金矿集中区(宋明春等,2010)。胶东地区从西到东分布着诸如三山岛,仓上、玲珑、焦家、尹格庄、台上、乳山、金青顶、马家窑等大型、特大型金矿以及众多的小型金矿床。胶东金矿的分布多受NE向断裂带的控制,主要分布在这些断裂带或次一级断裂带上。     

新华夏构造体系结构面“米字型”分布与演化的数学模拟研究

构造体系由多方向、多应力-应变性质和多重次序的结构构造组成,这些结构面在构造应力场中有较为固定的分布型式。经过区域成矿带、矿田、矿床等不同层次地质研究,揭示了新华夏构造体系的共轭剪切、挤压和引张三种类型结构面,它们在平面上组成“米字型”构造。通过应力-应变有限元法模拟,将“米字型”构造分为三个形成阶段:第一期共轭构造阶段,发育NNW 345°方向(大义山式)张扭断裂和NEE 75°方向(泰山式)压扭构造;第二期挤压构造阶段,产生NNE 25°方向挤压断裂和褶皱;第三期横张构造阶段,产生NWW 300°方向(长江式)的横张断裂,给出了有利于控矿成矿的应力-应变场特征,为地质找矿指明了方向。三个阶段相比,构造带内主干拉应力以第一期NNW向构造带内为最大,第三期NWW向“长江式”构造带次之,第二期NNE向和第一期NEE向构造带内拉应力微弱,拉应力总体呈现出时间由老到新从最高下降至微弱之后再回升的趋势;最大主压应力从第一期NEE向构造带为中等,演进到第二期NNE向构造带为最大,第三期NWW向“长江式”构造带和NNW向构造带为最小,表现出时间由老到新,先增强至最高值再下降至最小的趋势。