膠東招平斷裂帶中段深部電性及重力特征

尹召凱，李瑞波，唐德龍，王君偉

（山東省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 招遠(yuǎn) 265400）

《膠東招平斷裂帶深部特征與金成礦作用過程研究》是國(guó)土資源部下達(dá)的國(guó)土資源部公益性行業(yè)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)課題。

子課題編號(hào)：201511029-04。

課題名稱：膠東招平斷裂帶深部特征與金成礦作用過程研究。

子課題承擔(dān)單位：山東省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院。

研究區(qū)位于山東半島西北部，隸屬于招遠(yuǎn)市管轄。地理坐標(biāo)：東經(jīng)120°17′15″～120°34′27″，北緯37° 12′ 13″ ～37° 20′ 45″。

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

1 成礦地質(zhì)背景及地球物理概況

1.1 新太古代膠東群

該套地層呈零星包體存在于新太古代棲霞片麻巖套中，為一套黑云變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖、角閃變粒巖夾磁鐵石英巖組合，變質(zhì)程度均達(dá)高角閃巖相。

1.2 巖漿巖

研究區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為花崗巖，以往研究成果表明其形成時(shí)間多為新元古代到中生代之間，主要巖性為二長(zhǎng)花崗巖，且多表現(xiàn)為晚期侵入形成的巖體其粒度大于早期侵入形成的巖體。

1.3 構(gòu)造

招平斷裂帶為區(qū)內(nèi)為主要斷裂構(gòu)造，走向在5°～49°之間變化，總體走向14°，傾向南東，傾角21°～58°，被近東西向后期構(gòu)造錯(cuò)斷，分成數(shù)段：半壁店—道頭鎮(zhèn)段，走向40°，帶寬200m；道頭鎮(zhèn)南在大尹格莊處左行錯(cuò)距達(dá)290m，道頭鎮(zhèn)處左行錯(cuò)距達(dá)180m，大致走向12°，寬40m～70m；曹家洼—留仙莊段走向變?yōu)?°～10°，帶寬30m～140m；留仙莊以南，走向40°～49°，帶寬108m～300m。

1.4 地球物理特征

圖2 區(qū)域重力圖

區(qū)域上較老的變質(zhì)巖地層密度多分布于2.75～2.81g/cm3，第三系、第四系多分布于1.74～2.31g/cm3，而新地層的花崗質(zhì)巖體多為2.66g/cm3，即花崗質(zhì)巖體與老變質(zhì)巖地層具有明顯密度差異。

膠東西北部地區(qū)重力場(chǎng)特征表現(xiàn)為以郭家店為中心，形成區(qū)域重力低異常核心，最低值為-25×10-5m/s2，向四周重力場(chǎng)逐漸增高[5]。

區(qū)域重力表現(xiàn)為西低東高舒緩波狀重力梯級(jí)帶，梯度值2～3.5×10-5m/s2/km。梯度帶長(zhǎng)65km，寬4km～6 km，反映玲瓏序列東側(cè)與地層的接觸界線，招平斷裂（金成礦）帶分布于該接觸帶上。斷裂西側(cè)重力低，-25～-22×10-5m/s2，反映了玲瓏序列花崗巖體的分布。斷裂東側(cè)重力高，31～36×10-5m/s2，反映了前寒武紀(jì)古老變質(zhì)巖系的分布。

圖3 區(qū)域航磁圖

區(qū)域航磁表現(xiàn)為北西低塊狀磁異常與東南低負(fù)背景雜亂磁異常間的首尾相連的窄條狀低負(fù)磁異常帶，長(zhǎng)約70km，寬約2km～3km，反映了招遠(yuǎn)-平度斷裂破碎帶的深部位置與規(guī)模。斷裂西側(cè)低值塊狀磁異常，0nT～150nT，反映了中生代玲瓏序列花崗巖體的分布，其磁性變化較平穩(wěn)。斷裂東側(cè)星點(diǎn)狀、短軸狀雜亂磁異常，-250nT～-150nT、-250nT～-550nT，反映了前寒武古老變質(zhì)巖系磁性基底的破碎以及中生代白堊紀(jì)巖漿活動(dòng)侵位的結(jié)果。

區(qū)域電性參數(shù)較明顯規(guī)律表現(xiàn)為：電阻率方面，花崗巖類＞ 碎裂巖類＞片麻巖類；招平斷裂帶上下盤地層與巖石結(jié)構(gòu)差異明顯，為開展電性測(cè)量提供了充分地球物理?xiàng)l件。

2 深部地球物理特征

大地電磁測(cè)深電阻率剖面等值線特征：如圖所示，垂直于構(gòu)造走向的ML1、ML2剖面由于構(gòu)造復(fù)雜，其電性層連續(xù)性較差，橫向上高低阻相間特征明顯。總體上剖面電性結(jié)構(gòu)在縱向上分異明顯，總體上表現(xiàn)為中-低-次高-高的特征，近地表的玲瓏序列花崗巖中阻層、膠東群低阻層、埋藏較深的中生代玲瓏序列高阻層、以及郭家?guī)X超單元花崗閃長(zhǎng)巖的展布特征及構(gòu)造形態(tài)反映清晰。

根據(jù)區(qū)內(nèi)以往的物性資料可知，該剖面區(qū)域內(nèi)玲瓏序列花崗巖的密度最低，新太古代棲霞序列片麻巖密度相對(duì)較高，二者存在明顯的密度差異，△g剖面曲線總體表現(xiàn)為中部高兩端低的異常特征，在11.4km處布格重力異常最高值為-7.4×10-5m/s2，其中北西部異常幅值較南東側(cè)低。

根據(jù)以往區(qū)內(nèi)地質(zhì)及鉆孔資料可知，該剖面北西部主要為中生代玲瓏序列花崗巖分布區(qū)，主要巖性為崔召單元中粒含黑云二長(zhǎng)花崗巖，另有閃長(zhǎng)玢巖、脈石英等多種脈巖出露；剖面5.0km～12.0km主要分布新太古代棲霞序列片麻巖，巖性主要為新莊單元中細(xì)粒含角閃黑云英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖、回龍夼單元條帶狀細(xì)粒含角閃黑云英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖；剖面南東部為中生代玲瓏序列花崗巖，巖性為筆架山單元偉晶不等粒花崗巖、郭家店單元中粗粒二長(zhǎng)花崗巖。

如圖3所示，從布格重力異常曲線可推斷剖面北西部及南東部布格重力低由低密度的玲瓏序列花崗巖引起；中部5.0km～12.0km布格重力高由新太古代棲霞序列片麻巖所引起，且片麻巖厚度由北西向南東逐漸加大；由于南東部布格異常值較西北部高，推斷玲瓏序列花崗巖體內(nèi)存在棲霞序列片麻巖殘留體，厚度由北西向南東逐漸變薄。

玲瓏序列花崗巖在ML1剖面地表出露分兩部分：其一位于測(cè)點(diǎn)600～5000，由于該部分發(fā)育有大量的脈巖如閃長(zhǎng)玢巖、石英閃長(zhǎng)玢巖，根據(jù)研究區(qū)以往科研資料可知，該地區(qū)大量脈巖發(fā)育形成時(shí)間要晚于玲瓏序列形成時(shí)代，與郭家?guī)X花崗巖成巖時(shí)代相近，因此推斷其郭家?guī)X花崗巖侵位影響，玲瓏序列產(chǎn)生頂部破裂，發(fā)育大量脈巖。大量的脈巖指示了招平帶下盤遭受后期強(qiáng)烈的脆性斷裂影響，致使在電性剖面淺部表現(xiàn)為低阻區(qū)；其二分布于12000～20200號(hào)點(diǎn)，即通常所講的畢郭侵入體，該區(qū)域在電阻率等值線斷面圖上表現(xiàn)為中阻層，電阻率多高于10000Ω·m，底板埋深約2000m～2500m。

圖4 ML1剖面綜合物探剖面圖

在縱向上，玲瓏序列花崗巖表現(xiàn)為類似沉積相中的“互層”現(xiàn)象，即在畢郭侵入體下方為膠東群老地層，而繼續(xù)往下又出現(xiàn)玲瓏序列花崗巖的現(xiàn)象。在第二層中，玲瓏序列花崗巖由于受溫度壓力的影響，其電阻率高于頂部，在電性剖面上顯示為次高阻，根據(jù)反演結(jié)果，在ML1剖面推斷為電阻率值為10000Ω·m～50000Ω·m，頂板埋深在0m～5500m，底板埋深3800m～8200m，厚度變化隨點(diǎn)號(hào)增大從6000m減小至2000m左右。

F3斷裂：即招平斷裂帶，為全區(qū)規(guī)模最大斷裂，產(chǎn)于玲瓏序列花崗巖與新太古代郭格莊組的接觸帶，在ML1剖面地表出露于5000點(diǎn)附近，在ML2剖面位于9200點(diǎn)附近，上盤下降，總體上呈舒緩波狀，產(chǎn)狀變化15°～55°，隨深度的增大，傾角變緩。

F7斷裂：即欒家河斷裂，在ML2剖面的21000點(diǎn)附近，該斷裂淺部切割畢郭侵入體，深部位于玲瓏序列花崗巖與新太古代郭格莊組地層的接觸帶，傾角65°～75°，傾向南東。

3 地質(zhì)意義

招平斷裂帶的形成與新元古代-中生代巖漿侵入關(guān)系密切，其巖漿侵入過程具有多期次特征，本次工作主要依據(jù)以往區(qū)調(diào)資料將其劃分為四期，其中第一、二期侵入過程巖漿冷凝結(jié)晶形成狹義上的玲瓏花崗巖（區(qū)內(nèi)為勾山巖體），其巖性多表現(xiàn)為片麻狀、弱片麻狀-細(xì)粒特征，第三次侵入形成塔山巖體及郭家店巖體，其中郭家店巖體在12000～20200號(hào)點(diǎn)在地表有所出露，形成了傳統(tǒng)意義上的畢郭巖體。上述侵入過程中，并無(wú)極為明顯的時(shí)間間隔，廣義上將其形成的侵入巖定義為玲瓏巖序，其淺層部分本質(zhì)上為雜巖體。多次侵入的過程易造成接觸帶呈現(xiàn)出波狀起伏形態(tài)。

玲瓏巖序形成后，進(jìn)入相對(duì)平穩(wěn)時(shí)期，在侏羅紀(jì)晚期到白堊紀(jì)早期時(shí)，發(fā)生燕山運(yùn)動(dòng)，受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，巖漿向上侵入玲瓏巖序或膠東群及粉子山群等老地層，形成郭家?guī)X花崗巖-花崗閃長(zhǎng)巖，其對(duì)上層的玲瓏巖序即勾山巖體、玲瓏巖體、塔山巖體（崔召單元）等造成更為嚴(yán)重的破壞，多造成脆性張性斷裂，形成導(dǎo)礦容礦構(gòu)造，而對(duì)與郭家?guī)X巖漿直接接觸的筆架山巖體及郭家店巖體（包括畢郭侵入體、欒家河侵入體等）造成破壞的作用小得多。

在此過程之后，伴隨地層隆起，頂部剝蝕加快，玲瓏巖序升出地面，頂部壓力釋放，氣水熱液沿?cái)嗔褞蛏线\(yùn)移，或萃取或沉淀析出形成金礦體。后期受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響使斷裂帶表現(xiàn)出壓扭性特征。在此過程中郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖熔融體，或提供熱源或提供直接動(dòng)力來(lái)源。

該過程造成的影響是，該地區(qū)絕大多數(shù)礦體都賦存在玲瓏巖序的早期雜巖體與老地層接觸帶及郭家?guī)X花崗巖中，主要是塔山巖體（崔召單元）、勾山巖體，而后期侵入次的郭家店巖體則一般不具備賦礦構(gòu)造條件，因此，畢郭侵入體、欒家河侵入體不可能產(chǎn)生大規(guī)模性金礦床。