膠西北招遠南隱伏構造活動序次：地球物理啟示

孟銀生 張瑞忠 李瑞紅 王文國1

（1.國家現代地質勘查工程技術研究中心，河北 廊坊 065000；2.招金礦業股份有限公司，山東 招遠 265400；3.中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所，河北 廊坊 065000）

膠東半島面積約占我國國土面積的0.3%，其黃金資源儲產量在我國占有重要地位，國內黃金總產量的1/4左右出自此處［1-2］。招平斷裂帶位于半島西北部，在百余千米的斷裂帶內發現金礦（點）床20余處，探明金礦資源儲量達1 500余噸［2］，是半島內規模最大的金礦帶。招平斷裂帶中段招遠至道頭鎮區段處的地表多為新生代地層覆蓋，金礦資源探明儲量較帶內其余區段明顯偏低，其原因尚不清楚。本研究在總結斷裂帶內金礦地質勘查和理論研究成果［1-5］的基礎上，分析了金成礦帶內構造和巖礦體的地質地球物理特征，從不同尺度分析了構造、巖體及其相互關系，并通過可控源音頻大地電磁探測和驗證鉆孔，為招遠南—道頭鎮隱伏金礦體控礦地質體研究提供證據支撐。

1 地質背景

膠東半島大地構造位于華北克拉通東南緣，西界為郯廬斷裂帶，東臨太平洋板塊，主體由膠北地體和蘇魯超高壓變質帶北段兩個構造單元［1，6-7］組成。前者由膠北隆起和膠萊盆地組成，出露地層由老到新依次為太古宇膠東群、元古宇荊山群和粉子山群以及中生界侏羅系、白堊系地層［6-8］。

膠北隆起西北部主要構造有EW向構造帶、NNE—NE向斷裂帶及NW向斷裂帶［1，7］。燕山晚期發育的NNE向與NE向壓扭性斷裂為郯廬斷裂帶的次級斷裂，是膠東西北部金礦主要的導礦、容礦構造［6，9-14］，大致以35 km左右間隔平行展布了三山島斷裂帶、焦家斷裂帶和招平斷裂帶3條構造帶。

招平斷裂帶南起平度，向北經招遠向NE延伸，穿過蓬萊市伸入海底。斷裂破碎帶長100余千米、寬度為40～400 m，斷裂帶以西分布中生代殼源玲瓏型黑云母花崗巖，以東為殼幔混源的膠東群和荊山群變質巖，斷裂帶在招遠市以北展布于花崗巖體中［8，15］。斷裂主體走向 NE30°～50°，傾向東，傾角為 30°～50°，由淺往深逐漸變緩［1-2，5-6］。斷裂帶內廣泛分布有受早期深大斷裂控制的中生代侵入巖，包含晚侏羅世玲瓏花崗巖、早白堊世中期郭家嶺花崗巖和早白堊世晚期的艾山花崗巖［1，4，16-17］。侏羅紀玲瓏花崗巖主要由黑云母花崗巖和二長花崗巖構成，來源于新太古代上地殼部分熔融［18］。早白堊世郭家嶺花崗巖主要由斑狀花崗閃長巖組成，來源于地幔軟流圈和地殼拆沉榴輝巖上涌形成的巖漿混染［18］。未變形的早白堊世晚期艾山花崗巖，主要出露在膠東半島東部，由地殼—地幔混合堿性花崗巖類組成［19］。

2 隱伏構造和巖體地球物理特征

2.1 隱伏巖體與區域構造關系

膠西北地區 1∶20萬區域布格重力異常［1，20-21］顯示招遠市西南、平度市以北地區存在以郭家店為中心的局部圈閉負重力異常，大體走向NE，圍繞在該圈閉負異常周圍的重力正負轉換帶對應有NE向招平斷裂帶和NW向巖性接觸帶。郭家店花崗巖體東側為膠東群變質巖體，北側為玲瓏花崗巖體。

走向NW的巖性接觸帶大體呈現為沿棲霞南—招遠南—焦家南的相對低重力異常帶（圖1）。招平斷裂帶走向在招遠南由NNE向轉為NE向，對應的NNE—NE向重力值梯度帶在相應位置與NW向低重力異常帶交叉。近EW向低重力異常帶為構造轉換帶，招平斷裂帶在招遠以南和以北的金礦床（體）在控礦要素上可能存在較大差異。

近EW向低重力異常帶南北兩側分別為郭家店巖體和玲瓏花崗巖體，在招遠南被招平斷裂帶穿插。近EW向相對低重力異常帶作為棲霞—招遠—焦家以北的花崗巖體的南部邊界，控制了花崗巖體的分布范圍，時序上低重力異常帶早于花崗巖體。招平斷裂在招遠市以北展布于花崗巖體內，說明招遠以北玲瓏花崗巖體早于招平斷裂。玲瓏花崗巖體和近EW向構造帶均對招平斷裂的形成和演化具有控制作用。由布格重力異常資料可劃分4期構造活動形跡：近EW向低密度帶→玲瓏花崗巖體→招平斷裂帶→郭家店巖體。

招遠南至道頭鎮為貧礦區段［1-2］，焦家斷裂帶在焦家南約15 km也是貧礦區段，二者連線落在低密度帶內。低密度異常帶是否與貧礦有關有待進一步開展地質勘查和金成礦理論研究。本研究在分析可控源音頻大地電磁探測資料的基礎上，從地球物理勘查角度分析招遠南至道頭鎮區段的貧礦原因，以期支撐相應金成礦理論和找礦預測研究。

2.2 巖、礦石物性特征

招平斷裂帶中南段產出的金礦床類型以破碎帶蝕變巖型為主，石英脈型次之。金礦石中金屬礦物以黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦為主，非金屬礦物以石英、絹云母、鉀長石、斜長石和方解石為主。金礦物以銀金礦和自然金為主，含少量金銀礦，主要以可見金的形式充填于黃鐵礦和石英裂隙中，見少量晶隙金和包體金［1，14，22］。成礦元素為 Au-Ag（-Cu-Pb-Zn），呈現出中—低溫蝕變礦化組合特征，熱液蝕變主要為黃鐵礦化、硅化、鉀長石化、絹云母化和碳酸鹽化。按礦石礦物組合、結構構造、蝕變破碎程度等因素，礦石可分為（黃鐵）絹英巖化糜棱巖型、黃鐵絹英巖化碎裂巖型、細脈（浸染）狀或網脈狀石英黃鐵礦化蝕變花崗（碎裂）巖型和多金屬硫化物蝕變碎裂巖型4類。礦石結構主要為晶粒狀結構，次為壓碎結構、填隙結構、交代結構、乳濁狀結構及包含結構等。礦石構造以浸染狀及細脈狀構造為主，斑點狀、網脈狀、交錯狀構造次之［1，5，23］。

招平斷裂帶內不同地質體的電性差異較為顯著［21-22，24-27］（圖 2），電阻率高者主要為中粒二長花崗巖，中低電阻率主要為膠東群地層中各類巖石和碎裂巖、角閃巖等。金礦石本身呈高阻，但是其賦存位置為各種碎裂巖和斷層泥等低阻環境，因此其地球物理找礦標志是低阻背景中的局部高阻［21-22］。

3 數據來源和處理

3.1 可控源音頻大地電磁測量原理

電性源CSAMT測量系統分為發射和接收兩部分，發射端是在距離接收端5～10 km范圍內布設一條與測線平行的接地導線（與測線間距1 km），對地下供以某一頻率f的交變電流。接收端是在研究區布設一定點距的接收器，沿測線測量相應頻率的電場分量Ex和磁場分量Hy。本研究根據下式計算地下半空間的卡尼亞電阻率［28］：

依據勘探電磁理論，在均勻介質中平面電磁波的能量隨著傳播距離的增加呈指數衰減。電磁波能量衰減至1/e時的距離即為趨膚深度δ：

式中，ρ為背景電阻率，（Ω·m）；f為發射頻率，Hz。

勘探大地電磁法中定義電磁波能量衰減50%的距離為勘探深度D，即：

地質構造的背景電阻率一定時，頻率增高則相應勘探深度隨之減小；反之，勘探深度增大。因而可以改變電磁發射信號的頻率來勘探分析地下不同深度的地質構造電性特征［28］。

3.2 觀測系統和數據處理

本研究在招遠南至道頭鎮區段中間位置布設了兩條電性源CSAMT測量剖面（圖3）。北側的L11測線長 3.00 km，點距 50 m，走向116°54′12″，收發距為6.30 km，南側的L12測線長2.90 km，點距50 m，走向117°12′05″，收發距為6.00 km。共用發射源分為兩段（A1B1長1.20 km，A2B2長0.90 km），發射頻率范圍為0.8～9 600 Hz。

測量工作中檢查點4個，占總測點數量的3.33%，少量測點數據受高壓輸電線干擾，經校正后所有數據均能夠用于反演解釋。針對研究區段無探明規模金礦床的問題，根據巖礦石地球物理性質差異，分析區域重力異常特征，對CSAMT數據進行了二維約束反演處理。

4 結果與討論

為進一步查清研究區隱伏低密度帶與招平斷裂帶的關系，本研究對可控源音頻大地電磁探測資料進行處理、解釋和推斷，以分析研究區構造和巖體的空間關系。

CSAMT探測線L11、L12（圖4）顯示招遠南至道頭鎮的隱伏低密度帶與招平斷裂主次級斷裂連通。L11線2 600～3 000點間（最淺至-250 m）可見較大規模的隱伏低阻巖體。L12線2 800～2 900點之間（最淺至-330 m）見隱伏低阻巖體。L11線2 500～3 000點之間底侵巖體南延是“有根”的，隱伏巖體生成于招平斷裂之后，形態和位置受招平斷裂控制。在CSAMT剖面L12線1 400點西南400 m處施工的鉆孔驗證表明：349～905 m為金礦化相關地質體，表明從L11線向L12線方向隱伏巖體的影響逐漸減弱，礦化體埋深也逐漸增大［29］。鉆孔驗證情況與地球物理探測結果和礦體預測結果吻合，NE向招平斷裂和EW向基底構造的交匯部位是金礦體產出的有利空間。

因研究區金礦體受控于構造［1-2，5，13，30-32］，根據上述分析，推斷招平斷裂帶上盤可能存在一系列類似于招遠南近EW向巖體底侵形成的隱伏花崗巖體（如畢郭巖體、郭家嶺巖體等），巖體形成于招平斷裂主金成礦作用結束之后。底侵巖體在研究區內由北東向南西沿招平斷裂次級斷裂運移，高溫高壓的環境熔離了熔點較低的金元素，在一定程度上破壞了前期形成的金礦體，使金元素遷移富集到巖體周邊及其與招平斷裂交匯處，導致后生成的花崗巖低密度帶內金資源貧化。隱伏構造活動序次為：近EW向低密度帶→玲瓏巖體→招平斷裂→郭家店巖體→近EW向低密度帶活化。需做進一步的構造分析、年代研究，從金成礦理論高度認識招平斷裂中段相對貧礦的原因。

5 結 論

（1）招平斷裂帶招遠南至道頭鎮區段存在四組構造活動形跡序次：近EW向低密度帶→玲瓏巖體→招平斷裂→郭家店巖體→近EW向低密度帶。

（2）近EW向低密度帶在空間上橫穿招平斷裂帶，時間上貫穿招平斷裂生成前后，形成招平斷裂在招遠市以北展布于花崗巖體內、以南展布于花崗巖體和變質巖體接觸帶的格局。低密度帶的時空特征表明招平斷裂主成礦期后東西向早期深大構造再次活化，低熔點的成礦物質隨之遷移。