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1、 胶西北上庄岩体三维控矿特征及对找矿的指示意义胶西北上庄岩体三维控矿特征及对找矿的指示意义【摘 要】上庄岩体是胶西北郭家岭花岗岩的代表型岩体之一，有关其与成矿关系问题一直存在争议。本文通过上庄矿区勘探线剖面资料，利用三维地质体建模技术，多视角地展示了郭家岭岩体、断裂蚀变带、矿体三者之间的三维空间关系。结合近年来区域郭家岭花岗岩与成矿关系的新认识，提出了焦家玲珑式金矿床受郭家岭花岗闪长岩体接触带形态和断裂构造蚀变带联合控制的论断。在此基础上，对本区以往找矿工作思路及经验教训进行了反思，给出了本区深部及外围找矿的新思路。【关键词】三维控矿；郭家岭岩体；深部找矿长期以来，有关郭家岭花岗岩与金矿化关系
2、问题一直是胶西北地区金矿成矿研究的热点问题之一，也是争议较大的问题之一。本文在此无意涉入对此成矿理论问题的进一步探讨。相反，本文通过系统收集到的上庄矿区二十条勘探线剖面，利用三维可视化技术，揭示了上庄岩体（郭家岭花岗岩的主要组成岩体之一）与金矿化的空间关系，结合近年来胶西北地区深部找矿的新发现，试图对郭家岭岩体控矿作用及找矿指示意义重新进行探讨，以期为本区目前正在展开的危机矿山深部找矿提供些许参考。1 上庄岩体地质特征概述上庄岩体位于胶西北焦家断裂带的中部（图 1） ，是郭家岭花岗岩的主要组成岩体之一。岩体平面近三角形，侵入于玲珑片麻状黑云母花岗岩中。其中，北、东、南三面与玲珑花岗岩呈侵入接触
3、,西部与玲珑花岗岩呈断层接触。岩体北东向长约 4.3 km ,南东向宽约 2.9 km ,面积约 10.8 km2 。岩体的主要岩性为似斑状花岗闪长岩，其边部有少量的似斑状石英闪长岩。似斑状花岗闪长岩岩石呈浅肉红色，似斑状结构，块状构造。岩石由斑晶(10l5)和基质(8590)两部分组成。斑晶为钾长石斑晶，基质为斜长石(5055)、钾长石(10l5)、石英(2025)、黑云母(5l0)。根据斑晶的大小可以分为大斑花岗闪长岩和小斑花岗闪长岩，后者更靠近接触带分布。副矿物有榍石、磷灰石、锆石、磁铁矿、褐帘石等；似斑状石英闪长岩岩石呈灰白色，似斑状结构，块状构造。斑晶为斜长石，占 10，大小一般为0
4、.5cm1.5cm,呈厚板状，斑晶内有斜长石、石英和副矿物包体。基质由斜长石、钾长石、石英、角闪石、黑云母组成，副矿物有榍石、褐帘石、磷灰石、锆石、磁铁矿等。上庄岩体西侧与玲珑花岗岩接触带附近即为焦家断裂带，该断裂带自南东向北西分别由望儿山断裂、候西断裂、东庄子断裂和焦家断裂四条断裂组成，其中，沿焦家断裂产出有焦家、红埠、新城大中型金矿床，沿候西断裂产出有河西金矿床，沿望儿山断裂产出望儿山、河东、上庄和界河等大中型金矿床（图 1） 。由此可见，焦新矿田与上庄岩体和焦家断裂带具有明显的空间关系。2 上庄矿区矿体特征概述上庄矿区位于望儿山断裂的北段，沿断裂走向,在40m250m 标高内，自南西至北
5、东依次产出、号五个矿体（图 2）,它们在空间上大致呈似等间距分布,矿体主要位于断层主裂面的上、下盘附近,产状与主裂面基本一致，倾角一般为 300。矿体形态简单,多呈脉状,透镜状,有的局部膨大,呈囊状,一般长数十米,厚度 0.5 10 余 m 不等 ,沿倾向延深 250m300m 不等,延深远大于延长。矿体向南西侧伏，侧伏角 6070不等。2004 年以来，先后在、号矿体深部400m700m 标高内发现两个新矿体，分别称为号矿体及号矿体，并将40m250m 标高内的、号的五个矿体称为第一矿化富集带，400m700m 标高内的矿体称作第二矿化富集带，两个矿化富集带间隔 150m200m 不等（图
6、2） 。a. 焦新矿田大地构造位置示意图:鲁西地块;胶北隆起;胶南隆起;胶莱盆地;(1)郯庐断裂带;(2)五荣断裂带;b. 焦新矿田地质略图:1第四系;2郭家岭花岗闪长岩;3玲珑片麻状花岗岩;4中基性脉岩;5断裂破碎蚀变岩带;6大、中型金矿床;焦家断裂带;东庄子断裂带;侯家断裂带;望儿山断裂带3 上庄岩体控矿作用的三维显示本研究利用中国地质大学武汉地大坤迪科技有限公司开发的geomine3d 三维地质体软件，对上庄金矿 20 条地质勘探线剖面进行了实体模型构建，三维建模主要过程如下：（1）先将各类数据导入，分别建立相应的数据库，把矿区地形图调入，并选好基线和边界，将各勘探线剖面准确定位；（2）
7、将不同种类，不同编号的地质体分别赋予不同的属性值；（3）将相邻剖面中属性，编号相同的地质体进行连接，当相邻同种地质体形状复杂，软件无法自动连接时，需加辅助点及控制线。当因工程控制不足而进行地质体连接时，需根据岩矿体走向倾向变化等进行添加控制线圈辅助连接；（4）将各类地质体的实体模型以不同的颜色标识；3.1 岩体与矿体空间关系三维显示图 3 是上庄矿区岩体与主要断裂构造带三维空间关系轴侧图。由图可见，郭家岭岩体顶面总体向 nw 倾伏，望儿山断裂带浅部主要沿玲珑岩体和郭家岭岩体接触带产出，向深部切入郭家岭岩体内部。候家、东庄子两条断裂带目前工程控制深度范围内，几乎全部产出于玲珑花岗岩体内部。图 4
8、 是上庄矿区主要矿体三维空间分布轴侧图，由图可见，本矿区矿体基本上都产于郭家岭岩体内部，而覆盖在郭家岭岩体之上大面积出露的玲珑岩体却仅有零星矿体产出。图 3 上庄矿区 291-399 线主要地质体三维空间关系图图 4 上庄矿区矿体与岩体三维空间分布图3.2 岩体、控矿断裂构造及矿体空间关系三维显示图 5 进一步展示了矿体与断裂带的空间关系，可见，矿体产出受构造带控制明显，尤其与其内的碎裂状黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩关系密切，并且矿体在成矿空间上明显呈现出两段，分别与前述的第一、第二矿化富集带相对应。综上表明，本矿区矿体空间分布受断裂构造与郭家岭花岗岩联合控制。3.3 岩体顶界面与矿体空间关系三维
9、显示接触带即是两种不同岩性的分界面。近年来“界面成矿”已受到部分学者的重视。如翟裕生（2003）强调了多因耦合、临界转换对成矿的重要意义；邓军等（1998）探讨了构造动力体制转换与界面成矿的关系，并将界面推广为构造变形岩相界面、构造蚀变岩相界面、构造地球化学界面、流体物理化学界面等多种表现形式。岩体接触带是一种典型的界面形式。岩体接触带控矿往往见于接触交代型矿床或花岗岩型、斑岩型稀有稀土矿化。该类矿床成矿热液往往属岩浆期后热液，成矿作用主要以岩浆期后热液自变质作用或接触交代作用为主，岩体接触带界面形态产状变化控矿作用明显。而受岩体内外断裂裂隙系统控制的热液矿床，一般很少受岩体接触带界面形态产状
10、变化的影响。因此，在以往研究中很少考虑岩体接触带界面形态产状变化对该类矿床的影响。胶东玲珑焦家式金矿是典型的岩浆期后剪切带型热液金矿（刘连登，1991；胡受奚，2002） ，因此，以往研究中很少考虑岩体接触带界面形态产状变化与金矿化富集的关系。受区域郭家岭花岗岩与金矿化分布关系的启发，同时考虑到招掖地区大部分金矿床（体）产出于两种花岗岩的接触面附近，因此查明接触带形态、产状变化对金矿化的影响无疑可以为找矿工作提供直观、有效的指导。为此，本研究对郭家岭花岗岩岩体接触带与矿体产出部位的关系进行了尝试性工作。图 6 是利用勘探线剖面和三维可视化技术构建的玲珑花岗岩体底板下底面与矿体空间关系图。由图可
11、见，玲珑花岗岩体底板凹凸起伏明显，并且似有凹凸相间的特点，而矿体主要沿其凹陷展布。玲珑岩体底板的下底面即是下伏郭家岭花岗岩体的顶界面，由此表明郭家岭花岗岩体顶界面对矿体产出有明显的控制作用。上述认识与万国普等（2002）根据焦家断裂带的高精度磁测资料及破头青断裂的中精度磁测资料得出的认识基本一致：即金矿体主要分布在推断隐伏的郭家岭花岗闪长岩侵入体的前缘，接触带凹凸不平的地段或岩瘤状突起部位。同时也与段秀胜等（2002）得出的原疃金矿床成矿模式相似（图 7） 。由此可见，不仅郭家岭花岗闪长岩与金矿化空间分布具有密切的关系，而且岩体接触面形态产状变化可能与工业矿化（矿体）间也存在着密切联系。因此，
12、利用高精度重磁查明隐伏郭家岭花岗闪长岩岩体与上覆玲珑岩体或其它老地层接触带形态产状特征，尤其是岩体接触带形态产状呈现波状起伏、凹凸相间的地段，应当引起今后深部找矿工作的高度重视。1.郭家岭花岗闪长岩；2.玲珑片麻状花岗岩；3.闪长玢岩；4 金矿脉及编号3.4 区域郭家岭花岗岩与金矿化关系的新认识为进一步佐证上述认识，研究过程中对焦新金矿田内的部分金矿床产出环境进行了调查，结果发现，焦新矿田内的新城、望儿山、河东、上庄、界河、小涝洼、前孙家、洼孙家、红埠、付家等矿床（点）深部均有郭家岭花岗闪长岩存在。物探显示焦家矿床控矿断裂下盘有隐伏郭家岭花岗闪长岩体存在（万国普，2002） ，因此，焦家金矿深
13、部也应存在郭家岭花岗闪长岩。此外，资料显示（山东省地质科学研究所内部资料，郭振一等，1986） ，三苍金矿田深部有郭家岭花岗闪长岩存在，矿体主要产出于郭家岭花岗岩与玲珑花岗岩接触带部位。据悉（招金集团前任地质总工宫润潭先生介绍）灵北矿田灵山沟、北截等矿床的深部钻探也揭露到郭家岭花岗闪长岩的存在。万国谱等（2002）利用 1：5 万招远幅、道头幅综合物探资料，结合区内的物性及地质资料，推断了胶东群及岩体的分布范围，特别对郭家岭花岗闪长岩的分布规律进行了重点研究，编制了胶西北地区两种类型磁场分布与金矿分布关系图（图 8，图 9） 。由图可见，无论是焦新矿田还是玲珑矿田，主要金矿床（点）均围绕高磁异
14、常区（由郭家岭花岗闪长岩或隐伏郭家岭花岗闪长岩引起）的边缘或高磁异常向低平稳磁场过渡带分布，而在更大面积的低平稳磁场分布区（由玲珑花岗岩引起，无郭家岭花岗闪长岩隐伏）基本上未见金矿床（点）出现。由此可见，至少在焦新矿田的大部分金矿床深部都有郭家岭花岗闪长岩存在，虽然它们在地表出露很少，但有金矿化出现部位一般都有郭家岭花岗闪长岩隐伏在玲珑花岗岩体或其它老地层之下。因此，郭家岭花岗岩体与金矿床存在密切的空间关系。而郭家岭花岗岩与断裂构造联合是本区寻找蚀变岩型金矿的首要控矿条件。4 找矿指示意义胶西北地区是我国最大的黄金产区，年产量约占全国黄金总产量的 25。近年来，随着矿山深部第二矿化富集带的发现
15、，新增黄金储量 167 吨余（林吉照主编，2002） ，极大地缓解了部分矿山资源危机的局面。但是，值得注意的是新增黄金储量主要来自于老矿山的深部（也称第二矿化富集带） ，而以往一些被普遍认为成矿条件十分有利、找矿潜力极大的矿区外围地段新增储量却很少。在历经数轮找矿勘查未果之后，这些地段的找矿前景逐渐引起人们的质疑，胶西北地区老矿山外围找矿工作也面临着何去何从的尴尬境地。那么老矿山外围找矿潜力有多大？那些以往被认为的成矿条件、找矿潜力十分有利的地段是否值得今后继续投入工作？突破的方向在哪里？为什么老矿山深部找矿效果显著而外围找矿效果不佳？本区已做过大量的科学研究和找矿勘查工作，这些工作的指导思想
16、及勘查思路对矿山外围找矿而言是否存在着偏颇？这些问题的深入思考必将成为胶西北地区尽快实现矿山外围找矿突破、进一步扩大资源储量、缓解矿山资源危机的关键所在。二十多年来，人们对焦家玲珑式金矿形成了”构造为首”的找矿认识，即“找矿跟着构造走，异常围着构造转” 。从不关心构造产于何种岩性背景之中。然而，根据近年来找矿勘查工作的进展，笔者认为有必要对焦家玲珑式金矿以往的找矿思路进行必要的调整，对以往的找矿模式进行必要的改进或完善。在典型矿山解剖和大量矿山调查的基础上，本文认为，焦新矿田深部矿体主要受两种因素控制。其一，矿体均产在断裂构造蚀变带内部；其二，矿体产出部位受郭家岭花岗闪长岩控制，岩体接触带凹凸起伏，变化明显部位是矿体出现的有利部位，岩凸对应部位的断裂构造蚀变带
