胶东焦家断裂蚀变岩的韧-脆性变形定量化分带研究

<正>焦家断裂蚀变带,是胶东地区最重要的金成矿带之一,其赋存中生代花岗岩类有关的岩浆期后热液型"玲珑-焦家式"金矿床(吕古贤,1993)。该带的"焦家式"蚀变岩型矿床,主要产于韧-脆性剪切带中。近年深部找矿勘探取得重大突破,逐渐揭露第二富集带,但其分布规律与形成机制尚不清楚,是否与韧脆性变形有关需深入研究。断裂带内发育许多糜棱岩、石英动态重结晶、压力影和S-C面理、波状消光、破     

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。     

胶东焦家金矿蚀变岩中元素的质量迁移

焦家金矿蚀变构造发育,且有良好的分带性。根据各蚀变带组分的变化计算表明：早期的红化蚀变金仅有少量的富集,增加约０．７倍,相当于金的预富集阶段,而红化基础上的绢英岩化蚀变,金大量富集,为原来的５０倍左右。焦家金矿主成矿阶段表现为体积增加型,体系外有大量成矿流体的加入。     

胶东焦家金矿床热液蚀变作用

胶东作为中国最重要的金矿集区,区内大型-超大型金矿床集中产出,已探明金矿资源量占全国近1/3。其中,破碎带蚀变岩型金矿床是最重要的金矿床类型,占胶东已探明金矿资源量的90%以上,焦家金矿床是著名的"焦家式"破碎带蚀变岩型金矿的命名地,内发育大规模的绢英岩化蚀变带(宽20~200m)和钾化蚀变带(50~300m),蚀变岩型金矿体主要发育在焦家断裂带下盘的绢英岩化蚀变带中。本文通过详细的野外地质观测,查清了焦家金矿床蚀变类型及矿物组合特征,系统采集了不同蚀变类型的岩石样品,进行了岩石元素地球化学分析,运用质量平衡方法讨论了热液蚀变过程中元素迁移规律,初步探讨了焦家金矿床热液蚀变机理。其中,钾化蚀变是成矿前蚀变,钾化花岗岩常以团块状或角砾状残留于黄铁绢英岩和绢英岩内;黄铁绢英岩化和绢英岩化蚀变受焦家断裂及其下盘的次级断裂控制,其规模大小受断裂的规模控制;其中焦家主断裂下盘的绢英岩化蚀变带规模最大,一般宽10~200m;而次级断裂控制的绢英岩化蚀变带规模相对较小,一般以0.1~1m宽的脉状发育在钾化花岗岩内,指示绢英岩化蚀变晚于钾化蚀变。相对于黑云母花岗岩,不同蚀变带岩石普遍表现出高K2O、低Al2O3、CaO和Na2O,而不同蚀变岩石Si、Fe、Mg等元素各表现出不同特征。钾化带岩石表现为K2O的富集,而绢英岩带和黄铁绢英岩带岩石表现为MgO、Fe2O3增加的趋势。黑云母花岗岩发生钾化蚀变过程中,SiO2、K2O表现为明显的带入,指示在钾长石化过程中,流体为富硅的碱性氧化流体。在钾化花岗岩→黄铁绢英岩过程中,Fe2O3表现为明显的带入,可能是由于黑云母等暗色矿物的分解造成的;此外,亲硫元素(Au、Ag、As、Pb、Zn)均表现为带入,特别是成矿元素Au表现为明显的带入。结合本区金的来源可能部分为玲珑黑云母花岗岩,本研究认为钾化过程中的富硅碱性氧化流体通过交代蚀变反应使金从围岩中释放、成为高价态离子活化进入成矿流体,即分散还原态的金(Au0)被活化为氧化态(Au+、Au3+)以AuH3SiO4形式随热液迁移。在绢英岩化过程中,热液中的SiO2等组分损失,引起热液中的AuH3SiO4稳定性降低,造成AuH3SiO4分解,Fe2+、Fe3+被消耗形成黄铁矿,导致金大量沉淀和聚集沉淀,此时完成了金由活化→迁移→沉淀富集成矿。     

胶东断裂蚀变带构造-流体的区域成矿特征

<正>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。胶东金矿集中区东部为太平洋板块,西侧以郯庐断裂带为界,东南部由大别-苏鲁超高压变质带与胶南地体接触。胶东地区的断裂构造发育,主要断裂带方向多为NE向、NEE向和NNE向,其次为NW或近SN向(吕古贤,2001)。断裂带不仅提供了热液交代作用的构造空间,而且是矿液运移的通道,更为多期蚀变成矿提供了有利     

胶东焦家断裂带蚀变岩非镜像对称特征及其地质意义

焦家断裂蚀变带是胶东地区最重要的控矿构造之一。该断裂带控制的矿床是创立"焦家式"金矿理论的重要实例基础。目前,焦家断裂带累计探明Au资源储量超过1200 t,并且还在不断增加,展现了深部重要的勘查和研究价值。焦家断裂带控制的矿体主要赋存在主断面下盘,断裂带发育于花岗岩中时,上盘发育钾长石化花岗岩、绢英岩化花岗岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、(黄铁)绢英岩质碎裂岩,下盘发育黄铁绢英岩质碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗岩和钾化花岗岩,蚀变类型在主断面两侧呈现对称分布特征。但是在岩性特征、结构构造、蚀变强度、化学成分等方面差异明显,表现出非镜像对称特征。上盘蚀变岩厚度大于下盘,下盘花岗岩的构造破碎程度比上盘花岗岩更严重;断裂带上盘黄铁矿含量低、一般无矿化显示,下盘黄铁矿含量高,出现金矿化;断裂带上盘的中生代花岗岩中韧性变形不发育,以脆性破裂为主,下盘发育明显的韧性变形;断裂带上下盘不同蚀变带的成矿元素Au,矿化剂元素S,成矿伴生元素Ag、Pb、Zn,亲石分散元素Ba、Sr以及主量元素Na₂O、MgO含量具有差异性,指示焦家断裂带主断裂面两盘经历了不同的成...     

阿尔金北缘大平沟韧-脆性变形带特征

大平沟韧-脆性变形带出露于紧邻阿尔金北缘断裂北侧的新太古界达格拉格布拉克群钾长片麻岩中,与阿尔金走滑断裂索尔库里段相距约50km.总体呈东西向展布,高角度向南倾斜,倾角65～85°.次级变形带呈北西西向-东西向渡状起伏延伸.单个次级变形带规模一般长数百米,宽数十米.变形带内岩石的线理、面理构造发育,石英、钾长石矿物粒内变形效应明显,同构造变形的新生矿物绢云母比较发育.变形性质为韧-脆性压扭性构造变形,发育糜棱岩系列岩石,特别是含钾长石残斑的绢云母石英质糜棱岩最为常见.变形岩石组构显示石英以底面和近于底面滑移的方式发生变形,反映出是中-低温条件(250～350℃);有限应变测量显示岩石变形强度中等,应变椭球轴比为2.9～4.8;变形运动学特点为右行逆冲,变形主压应力方向为北北西向,最大差应力为59～61MPa.结合区域构造演化,作者认为该韧-脆性变形带是发生于早古生代板块碰撞的大地构造背景条件下,并反映了板块碰撞过程中基底岩块的变形特点.     

胶东三山岛金矿蚀变岩地球化学研究

胶东是我国最主要的原生金矿矿集区,金总储量占全国现有储量的1/4强。该地区金矿成矿时间集中在120±10Ma,空间上可分为3个成矿带:招远-莱州成矿带、蓬莱-栖霞成矿带和牟平-乳山成矿带。金矿类型主要为石英脉型和蚀变岩型。     

胶东蚀变岩型金矿石工艺矿物学性质研究

利用化学分析法、透反射偏光显微镜、X射线衍射、分析型扫描电镜、电子探针能谱仪等测试手段对胶东蚀变岩型金矿石的工艺矿物学性质进行系统研究。结果表明,矿石类型属于低硫含金黄铁矿矿石;矿石中金元素主要以自然金的形式存在,自然金占66.67%,其次为银金矿,占33.33%。矿石中金矿物平均成色为720.44,自然金平均成色为829.72,银金矿平均成色为784.77;金矿物粒度以细粒、微细粒为主。矿石中自然金和银金矿粒度大部分为5～37μm,该粒度范围内的金颗粒累计体积分数为99.83%。矿石中金矿物易于解离,粗磨粒度-75μm粒级达56%～65%时,自然金和银金矿解离率可以达到94%左右,可以获得良好的浮选指标。     

古北口逆冲推覆构造及土城子组脆韧性变形带特征

古北口逆冲推覆构造在区域上位于“尚义-平泉”大断裂带的中段,属燕山期板内造山运动产物。发育在中生代断陷盆地的北侧,由两条主断裂控制上、下两个推覆体由北向南依次逆冲,原地系统由中生代土城子组及以下地层构成。根据对断裂带中同构造期的石英正长岩脉的样品K-Ar法测年,获得同位素年龄为(16.1±2.3)Ma,故认为本区逆冲推覆构造形成时代应在中侏罗世—晚侏罗世之间。中生代地层中局部形成脆韧性变形带。     

胶东焦家金矿带3000m深部成矿特征及其地质意义

近年来,胶东焦家金矿带深部找矿取得了重大突破,控制深度一般在2000m左右。为进一步研究焦家金矿带3000m深部成矿特征,本团队在莱州吴一村地区成功实施了深度3266. 06m的科研深钻,新发现金矿体6层,累计见矿厚度20. 87m,平均品位1. 85×10-6,最高品位13. 65×10-6。该深钻有效验证了胶东金矿3000m深部的资源潜力,被誉为"中国岩金第一见矿深钻"。据研究预测,深钻控制的吴一村预测区2000～4000m区间推断金矿资源量约900t,整个胶东地区2000～4000m区间推断金矿资源量4000t左右。焦家断裂带从浅部到深部倾角逐步变缓,焦家金矿带深部从破碎特征、蚀变矿化特征、构造岩类型等方面与浅部及中深部存在差异,具有分带性,一般从外向内分为碎裂状花岗岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、黄铁绢英岩化碎裂岩、断层泥等带;焦家金矿带深部黄铁绢英岩仅局部出现在破碎蚀变最强部位,不连续,常呈条带状、透镜状出现;深部矿体主要位于主断裂面(断层泥)的上部,打破了以往研究认为断层泥在成矿过程中起隔挡成矿热液的作用、矿体位于其下部的局限认识,这些新认识对于正确构建找矿模型、确定深部找矿有利部位、成矿预测以及资源潜力评价等方面具重要意义。根据矿相学观察和测试研究,可将成矿阶段划分为Ⅰ石英-黄铁矿阶段、Ⅱ金-黄铁绢英岩化阶段、Ⅲ金-石英-多金属硫化物阶段和Ⅳ石英-重晶石-碳酸盐矿物阶段;深部矿体黄铁矿原位硫同位素测定及综合研究表明,成矿物质总体来源于中生代活化再造的前寒武纪变质基底,也有深源流体与地壳围岩强烈交换的特征,同时也显示地表水的参与,应该是燕山期地幔大幅度上涌,岩石圈迅速减薄,造成大规模陆壳重熔活化和岩浆活动,形成新的岩浆-流体-成矿系统,最终参与成矿。     

煤体脆—韧性变形微观识别标志

以煤体的光学显微镜和扫描电镜观测为主,结合手标本和井下宏观观测,以华北西部部分矿区的主要煤层为研究对象,研究了煤体的脆-韧性变形标志,发现煤体在构造应力的作用下先后经历了脆性、脆—韧性和韧性变形阶段。脆性变形阶段以煤体破裂为主要特征,初期以格里菲斯裂隙为主,后期以剪性裂隙为主,偶尔见张性裂隙。处于脆-韧性变形阶段的煤体脆性和韧性变形的标志共存。典型韧性变形主要集中在糜棱煤中。岩石中发现的韧性变形标志在煤体中,除了重结晶现象,几乎都存在。     

胶东焦家金矿床钾长石成因及成矿意义

焦家金矿属于蚀变岩型金矿,围岩蚀变发育,是我国储量最大的金矿床之一。该文对蚀变带中的钾长石的赋存状态、化学成分进行了分析研究,并与未蚀变的玲珑岩体中的钾长石进行对比。认为焦家金矿床主要存在三种成因类型的钾长石,即原生钾长石（岩浆成因）、高温热液钾长石、低温热液钾长石。结合前人的研究成果,探讨了热液钾长石的形成与成矿意义。     

胶东焦家金成矿带2420~3206 m垂深金矿物和黄铁矿微量元素特征

在胶东莱州吴一村地区完成的3266.06 m深钻,是目前焦家金成矿带最深见矿钻孔,研究钻孔揭露的深部矿石中金矿物及黄铁矿微量元素特征,对探讨深部成矿作用演化具有重要意义。笔者采取深钻中2420~3206 m垂深的岩（矿）芯样品进行了详细的岩相学和矿相学研究,结合扫描电镜和电子探针微区分析,研究了矿石中金矿物的赋存状态和成分。对不同成矿阶段形成的黄铁矿进行了LA-ICPMS微量元素分析。研究结果表明,深部矿石中载金矿物主要为黄铁矿,其次为石英、黄铜矿、方铅矿,可见金主要以自然金和银金矿的形式存在,以晶隙金和裂隙金为主,其次为包体金。与浅部金矿床比较,深部金的成色较高。黄铁矿分为6种类型,第Ⅰ成矿阶段形成富Co型黄铁矿Py1,第Ⅱ成矿阶段形成富Ni型黄铁矿Py2a和Py2b,第Ⅲ成矿阶段形成富Au、As型黄铁矿Py3a和富Au、Ag、Pb、Bi型黄铁矿Py3b,第Ⅳ成矿阶段形成贫微量元素黄铁矿Py4。其中,Py1和Py2a发生强烈破碎,裂隙表面对热液中的Au络合物产生吸附作用,对金沉淀富集起重要作用。黄铁矿中Co、Ni、As等微量元素主要以类质同象形式赋存,而Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi等主要以纳米级、微米级矿物包体形式赋存。Pb+Bi、Cu+Pb+Zn、Te+Bi与Au+Ag呈明显正相关,而Au与As相关性较差。黄铁矿中Co、Ni含量较低,而Au+Ag+As或Au+Ag+Pb+Bi+Cu含量较高指示成矿有利。另外,黄铁矿中Co、Ni含量较高,并且破碎强烈,成矿相关元素含量较高也指示成矿有利。     

山东胶东半岛焦家断裂带南缘电性结构研究

胶东半岛是中国金矿最集中的区域,焦家金矿带则是胶东半岛最重要的三条金矿带之一,在该带中已探明新城、焦家、河西等特大型金矿床。焦家金矿带受焦家断裂控制,成矿带基本与断裂带吻合,焦家断裂带北部位置和形态基本探明,但其南部因史家以南地区的第四系覆盖层而难以追踪。为了解焦家断裂带南部延伸特征,我们在史家地区开展了面积性音频大地电磁测深(AMT)工作,获得了23条电阻率模型剖面,并构建了研究区拟三维电阻率模型。结合区内岩矿石电性参数以及以往的研究成果,初步厘定了焦家断裂带南延位置和形态,认为该断裂带自史家以南受后期NW-EW向断裂改造影响,出现错断现象,并且向南拆分成东、西两组断裂。而焦家断裂的低电阻率特征,说明断裂发育于引张或挤压-引张应力背景之下,并且是岩浆活动的浅部通道,岩浆热液的进入使断裂带内发生蚀变硅化、钾化等蚀变作用,金元素局部富集,最终可能在断裂带隐伏有利部位成矿。     

Deep gold mineralization features of Jiaojia metallogenic belt,Jiaodong gold Province: Based on the breakthrough of 3000 m exploration drilling

Recently, continuous breakthroughs have been made about deep gold prospecting in the Jiaodong gold province area of China. Approximately 5000 t of cumulative gold resources have been explored in Jiaodong, which has thus become an internationally noteworthy gold ore cluster. The gold exploration depth has been increased to about 2000 m from the previous <1000 m. To further explore the mineralization potential of the Jiaodong area at a depth of about 3000 m, the Shandong Institute of Geological Sciences has drilled an exploratory drillhole named “Deep drillhole ZK01” to a depth of 3266 m. Hence, as reported herein, the mineralization characteristics of the Jiaojia metallogenic belt have been successfully documented. ZK01 is, to date, the deepest borehole with an gold intersect in China, and constitutes a significant advance in deep gold prospecting in China. The findings of this study further indicate that the depth interval of 2000 m to 4000 m below the ground surface in the Wuyi Village area incorporates 912 t of inferred gold resources, while the depth interval of 2000 m to 4000 m below the surface across the Jiaodong area possesses about 4000 t of inferred gold resources. The Jiaojia Fault Belt tends to gently dip downward, having dip angles of about 25° and about 20° at vertical depths of 2000 m and 2850 m, respectively. The deep part of the Jiaojia metallogenic belt differs from the shallow and moderately deep parts about fracturing, alteration, mineralization, and tectonic type. The deep zones can generally be categorized from inside outward as cataclastic granite, granitic cataclasite, weakly beresitized granitic cataclasite, beresitized cataclasite, and gouge. These zones exhibit a gradual transitional relation or occur alternately and repeatedly. The mineralization degree of the pyritized cataclastic granite-type ore in the deep part of the Jiaojia metallogenic belt is closely related to the degree of pyrite vein development; that is, the higher the pyrite content, the wider the veins and the higher the gold grade. Compared to the shallow gold ores, the deep-seated gold ores have higher fineness and contain joseite, tetradymite, and native bismuth, suggesting that the deep gold mineralization temperature is higher and that mantle-sourced material may have contributed to this mineralization. ZK01 has also revealed that the deep-seated ore bodies in the Jiaojia metallogenic belt are principally situated above the main fracture plane (gouge) and hosted within the Linglong Granite, contradicting previous findings indicating that the moderately shallow gold ore bodies are usually hosted in the contact zone between the Linglong Granite and Jiaodong Group or meta-gabbro. These new discoveries are particularly significant because they can help correct mineralization prospecting models, determine favorable positions for deep prospecting, and improve metallogenic prediction and resource potential evaluation.     

胶西北焦家金矿深部成矿流体性质及成矿作用

胶东金矿集区因储量和产量巨大,一直是国内外矿床地质学者研究的热点。区内金矿床自西向东集中分布在招(远)—莱(州)断裂带、栖霞断裂带和牟(平)—乳(山)断裂带内。焦家金矿是位于招(远)—莱(州)断裂带内典型的蚀变岩型金矿,矿体赋存于焦家主干断裂的破碎蚀变带内。主成矿阶段石英内流体包裹体岩相学观察表明,焦家金矿主成矿阶段流体包裹体类型为H_2O—CO_2±CH_4包裹体、H_2O溶液包裹体和富CO_2单相或两相包裹体。空间紧密的不同包裹体内含碳相体积差异较大,但均一温度近似。包裹体均一温度为160～320℃,属高中温热液流体,流体具中低盐度(4%～10%NaCl_(eq))、低密度(0.64～1.10 g/cm~3)的特点。流体包裹体激光拉曼测试常见CO_2特征的费米共振双峰,少量可见CH_4特征峰。通过对比焦家及区内不同金矿成矿流体性质,并结合氢氧、碳及锶钕同位素特征的分析,认为胶东地区蚀变岩型金矿和石英脉型金矿为古太平洋西向俯冲体制下在壳幔边界处发生强烈壳—幔相互作用下的同一构造—岩浆—流体成矿系统的产物,矿区构造应力场方向转变、含矿流体的沸腾及广泛的水—岩蚀变反应是胶东金矿的成矿机理。     

胶东焦家超巨型金矿床三维空间特征及赋矿规律

胶东地区近年深部找矿取得重大突破。研究金矿床的三维空间特征对于深化成矿规律认识、指导深部找矿具有重要意义。在基于500个钻孔资料建立的胶东焦家地区三维地质模型的基础上,分析了金矿床的三维空间特征。通过三维透明化分析发现,以往作为独立金矿床勘查、开采的多个浅部矿区,其主要矿体向深部连为一体,构成资源量超过1000 t的同一个超巨型金矿床,矿床主要由3个矿体组成。赋矿的焦家断裂在三维空间上起伏波动较大,沿倾向呈铲式阶梯状形态,在断裂倾角由陡变缓的下部主矿体厚度较大。矿体厚度的三维分布图出现数处厚度较大区域,沿矿体走向和倾向厚度呈现厚-薄相间变化,矿体品位与厚度相关系数为0.337,矿化强度的三维分布显示有4处矿化富集区。分析表明,矿化富集区与断裂倾角变化部位相吻合,且矿体主要富集在倾角较缓部位。认为深部找矿应重视对断裂构造三维空间变化的分析及阶梯模式的应用。