深部矿体定位预测的构造优势线法--以夏甸金矿区Ⅶ号脉为例

1深部矿体定位预测的构造优势线法--以夏甸金矿区Ⅶ号脉为例崔云龙1穆太升1王昆2孙忠实31招金有色矿业有限公司2招金矿业股份有限公司夏甸金矿3吉林大学地球科学学院摘要构造一直是热液矿床深部预测的关键点和难点。本文以山东夏甸金矿Ⅶ号脉为例，基于矿区构造特征，控矿构造标志和控矿构造演化等多方面研究，提出深部矿体定位预测的构造优势线法。该构造优势线法的核心思想是将已有的富矿体、矿化带单体、矿化带和工业矿体通过分形理论进行模拟，以期达到深部矿体定位预测的目的。实践标明，该构造优势线法适用于典型受多期次构造复合控制的矿体，深部矿体定位预测更接近于客观，特别是适用于矿山地质人员操作，简单直观。关键词构造优势线定位预测夏甸金矿区Ⅶ号脉在矿山科研中，研究控矿构造特征及演化、建立构造标志的最终目的是矿体定位预测，指导探矿，并符合高效率、低投入的探矿增储要求。笔者以夏甸金矿区Ⅶ号脉为例，通过控矿构造标志和控矿构造演化阶段，讨论构造优势线预测方法，定位预测深部矿体。1区域构造背景夏甸地区位于山东省胶东西北部，大地构造位置属滨太平洋成矿带西部，西邻沂沭深大断裂带，基底构造以东西向栖霞复背斜为主体，夏甸地区位于栖霞复背斜南翼近轴部。招平断裂带是区内最主要的控矿构造，是太古宙变质地体与花岗岩体的接触带，其上盘以太古代胶东群为主，断裂带及下盘花岗岩及中基性脉岩广泛分布。夏甸金矿区位于招平断裂带中段，该段由SW向NE自平度→夏甸金矿→姜家窑金矿，北转至曹家洼→大尹格庄，长20km，早新华夏系NE、NNE向断裂断裂构造极其发育，成矿作用频繁。金成矿以下盘发育破碎带蚀变岩型、上盘发育石英脉脉型为特征[1]。图1胶东构造分区略图图2胶北地体构造和夏甸地区成矿系统分布略图1.构造线；2.花岗岩；3.太古宙地质体；4.破碎带蚀变岩型矿产地；5.石英脉型矿产地及编号；6.地点及矿产地；7.区域主压应力方向；8.断裂位移方向；9.胶北地体在胶东地体构造分区中的位置及范围；10.海水覆盖构造线(2009，孙忠实)2矿区构造特征招平断裂带在夏甸金矿区出露长8km，宽150～300m，走向NE，倾向SE，倾角46°左右，是夏甸金矿区的主干断裂，在走向和倾向上均呈舒缓波状，主要显为左行压扭，并多期活动。断裂带以带中强烈破碎蚀变矿化、下盘花岗岩围岩轻微碎裂蚀变、上盘与太古宙变质地体以厚大断层泥明显分界为特征（断层泥厚度一般为几m）。金矿脉主要分布于主干断裂带及其下盘伴生的次级构造带中。主干断裂直接控制了破碎带2蚀变岩型金矿的产出，以Ⅶ井的Ⅶ号脉最为典型。主干断裂的下盘次级断裂控制了细脉浸染状蚀变岩与石英脉复合型金矿的产出，以Ⅶ-支脉最为典型；Ⅶ-支断裂长1.1km左右，走向NEE，倾向SSE，倾角80°左右，与主干断裂组成入字型构造，并与NNE向闪长玢岩脉共轭截接，金矿脉产出于截接位置。图2-3夏甸金矿矿区地质构造格架图3Ⅶ号脉的控矿构造标志根据矿体的产出四要素，即导矿构造、容矿构造、矿化强度、矿体产状等，Ⅶ号脉的四个主要标志[1]如下：一是主裂面与脉岩标志。早期玢岩紧贴主裂面下盘就位，成矿主期玢岩在主裂面下盘并保持一定距离就位，确认了导矿构造。二是封闭标志。招平断裂主裂面的厚大断层泥、下盘的脉状成矿前闪长玢岩与条带状斜长角闪岩扑掳体，形成圈闭空间；同时，上盘的大规模条带状、囊状斜长角闪岩体起到了磁封闭与工程均衡差异的作用。以上提供了稳定性的容矿空间。三是矿化强度。Ⅶ号脉依照矿化蚀变强度划分出明显的岩性分带，富矿体矿石强烈钾化、3硅化，网脉状构造，显示高强度气化。四是矿体侧伏特征。矿化带NEE向侧伏，工业矿体SSW向侧伏，富矿体无侧伏或略具SSW向侧伏。4控矿构造演化阶段夏甸金矿区在构造演化及成矿过程中，招平断裂带及其下盘作为一个总的构造体系存在；Ⅶ号脉的“闪长玢岩脉—构造岩—主（支）断裂—矿（化）体产状及内部构造—矿化形式”等因素在不同的构造阶段具有不同的配套特征（表1）。笔者通过配套因素分析，对演化进行推导，将其大致分为四个阶段[2,3]：①构造格架形成阶段→②脉岩上侵与矿化带形成阶段→③韧性剪切与蚀变岩型矿体形成阶段→④张性富矿阶段（图3）。表1各构造阶段相关因素配套特征构造阶段①②③④构造格架形成阶段脉岩上侵与矿化带形成阶段韧性剪切与蚀变岩型矿体形成阶段张性富矿阶段区域应力方向NW～NNW向低角度逆冲NE—SW向主压应力Ⅶ号脉构造体系招平断裂带递进应变递进应变左行韧性压扭左行压扭，韧脆性交替NE—SW向左行韧性压扭SE—NW向脆性左行扭张Ⅶ号脉形成矿化带，矿化带平面展布与延深方向均为NEE向形成NEE向糜棱状构造的细脉浸染状低品位矿体高强度气化，沿NNE（～SN）×NEE（～EW）高角度共轭张裂就位，富矿改造糜棱岩糜棱岩形成，产状143°∠33°早期玢岩沿张性构造上侵就位切割糜棱岩带，产状125°∠37°，与糜棱岩混染、揉皱、金矿化成矿主期玢岩沿NNE（～SN）×NEE（～EW）共轭张裂或NE向张性构造就位图3夏甸金矿区控矿构造体系演化及力学分析图5Ⅶ号脉矿体深部定位预测的构造优势线方法Ⅶ号脉受构造控制的特征明显，深部矿体定位预测的重点即讨论其构造标志的稳定性。Ⅶ号脉的封闭标志相对稳定性强，所以关键是矿体的侧伏特征。各期次构造活动的规模及应力方向的不同，致使不同构造对矿体的控制优势不同，不同的优势构造及优势构造的复合均体现出容矿空间的差异，即矿化带——工业矿体——富矿体的分布及形态，并且这种容矿空间差异在矿体垂直纵投影图中必显示线性分布特征。为了体现各期次构造对矿体的控制优势，笔者把矿体垂直纵投影图中这种具有线性分布特征的优势空间称为“构造优势线”。45.1构造优势线的定向构造优势线近平行产出，具有等间距性征，方向是可以定性的。以Ⅶ号脉（垂直纵投影图方向NE45°）的四个成矿构造阶段[2,3]为例：第①阶段～第②阶段——招平断裂带低角度俯冲，左行韧性压扭，扭动相对弱，决定了矿化带NE侧伏且侧伏角较小。第③阶段——招平断裂带左行韧性压扭，构造与矿化叠加复合，形成低品位矿体，并进一步确定了矿化带的NE侧伏；矿化带构造优势线NE向侧伏且侧伏角较小。第④阶段——招平断裂带左行张扭，扭动弱，强烈富矿阶段，富矿体无侧伏或略具SSW向侧伏。第③阶段→第④阶段是一个韧脆性转换过程，上盘下滑韧性剪切强烈，脆性富矿阶段在低品位矿体中形成了SW向侧伏的工业矿体；工业矿体构造优势线SW向侧伏，侧伏角大。根据矿化带构造优势线方向，结合已知矿化带、工业矿体、富矿体的形态及中心，根据构造优势线近平行、等间距性，就可以推测模拟构造优势线，进而可在垂直纵投影图上圈定靶区。实际操作简单易行。5.2构造优势线预测靶区的步骤构造优势线的在矿体垂直纵投影图上的预测路径分以下4个步骤（流程图如7-1）：第一步根据预测构造优势线方向和已知矿化带、工业矿体、富矿体的形态及中心，确定各期已知构造优势线的方向与位置；第二步根据构造优势线的近平行、等间距性，预测模拟构造优势线；第三步依据由点到面、由富到贫的原则预测富矿体→矿体→矿化体，并按照富矿体服从工业矿体、工业矿体服从矿化带的原则筛选降级，形成初步靶区；第四步利用容矿构造的封闭标志对初步靶区进行评价、校正、定位靶区。图7-1构造优势线预测靶区路径图5.3Ⅶ号脉矿体定位预测依照上述步骤，笔者在矿体垂直投影图对Ⅶ号脉矿体定位预测（图7-2）预测工业矿体构造优势线工业矿体构造优势线已知矿化带形态已知工业矿体形态已知富矿体中心上盘斜长角闪岩体下盘斜长角闪岩体成矿前闪长玢岩脉初步靶区定位靶区预测矿化带构造优势线矿化带构造优势线容矿构造评价各期次构造优势线方向51.富矿体；2.模拟富矿体；3.矿化带单体；4.模拟矿化带单体；5.矿化带构造优势线；6.模拟矿化带构造优势线；7.工业矿体；8.工业矿体构造优势线；9.模拟工业矿体构造优势线；10.重点靶区图7-2Ⅶ号脉深部矿体定位预测图图中，构造优势线的交点代表了富矿体的产出优势，依照工业矿体展布方式做出工业矿体靶区，其边界由构造优势线平行外推构造线间距1/4得出。另外，在Ⅶ号脉-400m以下，已知工业矿体两翼向两侧快速伸展，超出了模拟深部矿化带单体的范围，并有模拟构造优势线交点存在，显示了有新矿化带单体出现的可能，将其作为外围靶区。验证工程施工的原则是：先重点靶区、后外围靶区，先优势线交点、后优势线旁侧，以优势线交点验证优势线、多条优势线验证靶区，并根据揭露的地质信息及时修正靶区。5.4靶区的评价靶区预测深度在-600m至-1000m，主要是依据各期次应力形成的容矿空间优势顺延、推测而圈定的，需要利用其他容矿空间因素及矿化强度进一步评价，主要讨论封闭构造的完整性和矿化强度。已有钻探资料显示，厚大断层泥及上盘混合岩化斜长角闪岩体稳定产出，主裂面下盘的成矿前闪长玢岩普遍存在，作为捕掳体存在的矿体下盘斜长角闪岩体产出的稳定性减弱；矿体及围岩的钾化、硅化均较强，但随着深度增加，强度递减。这些因素会导致矿化带增厚、矿体金品位下降、连续性减弱，并且这种推测结果在模拟矿化带单体中具有深度上的阶段性。6结语深部矿体定位预测的构造优势线法适用于典型受多期次构造复合控制的矿体，适用于矿山地质人员操作，简单直观。这种方法使用的基础是建立矿体的主要控矿构造标志，明了矿区构造格架并能正确推导矿区控矿构造体系演化阶段，从而建立不同构造在不同期次对矿体的控制优势，并通过讨论主要控矿构造标志的稳定性来评价靶区。目前，夏甸金矿区已验证在重点靶区有富矿体存在，在重点靶区NE侧有新的矿化带单体出现。参考文献6［1］王培福,邓军,孙忠实,等.山东夏甸金矿成矿系统及成矿构造动力学研究,长春:吉林科学技术出版社,2001.19～20.［2］崔云龙.夏甸金矿Ⅶ号矿区控矿构造特征及演化.黄金,2006.27(2):12～16.［3］崔云龙,董鑫,等.夏甸地区Ⅶ—支脉矿体控矿构造特征及演化.吉林地质,2008.27(3):68～71［4］张洪武.山东姜家窑金矿岩体内成矿构造波动原理分析.黄金地质,1999.5(1):17～21［5］SunZhongshi,DengJun.TectonicevolvementofmetamorphiccomplexesatJilinpaleoconitinentalmarjinduringthetransitionfromlateArchaeantoearlyProterozonic.ScienceinChinaSer.DEarthScience[J],2004,47(11):995-1007.［6］SunZhongshi,DengJun.ThecharacteristicsofcompositemetallogenicsystemanditsdevelopmentofcontinentaldynamicmechanisminWeiHai,Shandongprovince.ActaGeologicaSinica[J],2007,81(2):312-321Locationpredictingofthedeeporebodyintheapproachofstructuraladvantageslines--takingveinⅦinXiaDiangoldorefieldasexampleCuiYunlong1MuTaisheng1WangKun2SunZhongshi31ZhaojinNon-ferrousMiningCo.,LTD,2XiandianGoldMine,ZhaojinMiningIndustryCo.,Ltd,3EarthScienceCollege,JilinUniversity.Abstract:Geologicalstructurehasbeenthekeypointanddifficultyofdeepprognosisinhydrothermaldeposit.TakingveinⅦinXiaDiangoldorefieldforexample,basedontheresearchofstructuralfeatu