膠東棲霞地區西林斷裂帶深部結構特征與找礦方向

摘要：近年來，西林斷裂帶找礦勘查工作發現其深部顯示出良好的金礦化前景，該斷裂帶有望成為膠東重要成礦區帶之一并引領膠東金礦找礦方向的戰略性轉移。西林斷裂帶深部結構特征是制約該斷裂帶找礦取得突破亟需解決的關鍵科學問題。本次開展反射地震、可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）、廣域電磁測深及機械巖心鉆探工作對西林斷裂帶深部構造特征進行揭露，識別了區內不同地質體的物性特征，推斷了西林斷裂帶的深部空間展布形態，在600m～800m標高位置出現較為明顯的高阻、低阻分帶現象。通過鉆探揭露，西林斷裂帶與圍巖接觸位置為610m標高，驗證了本次物探工作對西林斷裂帶賦存位置的推斷并控制了西林斷裂帶的深部延伸情況，為西林斷裂帶進一步地質工作提供了地球物理依據。

關鍵詞：西林斷裂帶；深部結構；反射地震；可控源音頻大地電磁；膠東

中圖分類號：P631.5+21""" 文獻標識碼：A""" doi：10.12128/j.issn.16726979.2024.03.010

0 引言

膠東作為我國唯一的世界級金礦集區，累計探明金資源量超5000 t，其中，80%以上的金資源集中分布于三山島、焦家、招平等3條斷裂成礦帶上［13］。西林陡崖斷裂帶已探明笏山西陡崖、臺前、西林等大中小型金礦床［45］。而且，有研究表明，西林陡崖斷裂帶與上述3條斷裂成礦帶具有相似的成礦地質背景［56］。近年來，部分單位已在該斷裂帶深部進行了找礦探索，顯示出良好的金礦化現象。該斷裂帶有望成為膠東重要成礦區帶之一，同時，該斷裂帶找礦突破將會引領膠東金礦找礦方向的戰略性轉移。然而，西林陡崖斷裂帶深部結構特征是制約該斷裂帶找礦取得突破亟需解決的關鍵科學問題。本文在綜合反射地震、可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）、廣域電磁測深及機械巖心鉆探成果的基礎上，剖析了西林斷裂帶深部結構特征，結合區內金及多金屬成礦規律，進行了潛力評價，對該區開展深部找礦具有指導作用，有利推動了新一輪找礦突破戰略行動實施。

1 區域地質特征

研究區位于膠東半島的中北部，大地構造位置隸屬華北板塊（Ⅰ級）膠遼隆起區Ⅲ（Ⅱ級）膠北隆起Ⅲa（Ⅲ級）膠北斷隆Ⅲa1（Ⅳ級），西為西林陡崖斷裂，東臨牟平即墨斷裂［12］。出露地層主要包括古元古代荊山群、新元古代蓬萊群、中生代萊陽群、青山群、王氏群及第四系（圖1）。區域巖漿巖分布廣泛，成因類型復雜多樣，主要為新太古代棲霞序列、中生代郭家嶺序列和偉德山序列［711］（圖1）。

區域內斷裂構造十分發育，多屬于壓扭性斷裂，同時兩側派生、伴生的次級斷裂也比較發育，其中規模較大且與金礦關系密切的主要有EW向的西林斷裂以及NNE向的臺前陡崖斷裂、棲霞斷裂等［911］（圖1）。其中西林斷裂位于棲霞尹家—西林—孚慶集、吳陽泉一帶，斷裂帶可見長度35km，寬300～500m不等，總體走向近EW。傾向S，傾角25°～40°，沿傾向延伸約3600m。該段構造作為臧家莊中—新生代斷陷盆地的北界，對盆地形成起到了明顯的控制作用［912］。該段的構造巖組合為構造角礫巖和碎裂巖，斷裂具有先壓后張多期次活動特點，西林金礦床的產出即受控于該斷裂［4］。

2 地球物理剖面特征

地質資料研究表明［4］，西林斷裂帶上盤主要為中生代白堊紀萊陽群止鳳莊組，巖性主要為中—細粒長石砂巖；下盤為古元古代荊山群祿格莊組，巖性主要為片巖、變粒巖和大理巖；地球物理模型自上而下由低到高可分為：低—中—高三層，三層之間具有明顯的波阻抗、密度及電性差異，具有良好的地球物理工作條件［1314］。本次開展反射地震、可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）、廣域電磁測深及機械巖心鉆探工作，成果如下：

2.1 反射地震

西林斷裂帶控制了盆地內蓬萊群等地層發育，這些不同時代的構造層均處于該斷層的上盤，自南向北，由老到新有規律地排列［12］。該斷裂帶地表出露于時間剖面樁號19800左右，1s（2800m左右）以淺斷裂同相軸連續、能量強，由3～4個相位組成；1s（2800m左右）以深斷裂同相軸不明顯，但小號仍可見弱反射同相軸。從剖面上來看，斷裂帶總體走向近EW，傾向S，斷裂傾角較小，平均30°，斷面整體呈舒緩波狀，樁號16850、17700位置附近斷面同相軸能量發生明顯變弱，傾角也發生變化，推測是受蝕變帶寬度、蝕變程度等條件影響，該斷裂可靠，剖面控制范圍內的斷裂帶深度最大為3600m（圖2）。

2.2 可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）

CSAMT視電阻率反演斷面等值線（圖3）顯示該剖面電性層連續性較差，橫向上高阻、低阻相間特征明顯。總體上剖面電性結構在縱向上“三分性”明顯，表現為由低到高的特征，白堊紀沉積地層主要為砂巖，顯示為低阻層，視電阻率普遍小于1000Ω·m，地表出露于1400號點至線尾。新太古代棲霞序列顯示為高阻層，視電阻率普遍高于1000Ω·m，地表主要出露于1160～1360號點附近。二者之間為西林斷裂帶，構造形態反映清晰。

通過鉆探揭露，在610m～1150m標高揭露到西林斷裂帶，其中主干斷裂位置為810m～1030m標高，CSAMT推斷的西林斷裂帶在所施工鉆孔位置賦存標高為1000m～1200m，與實際揭露到的西林斷裂帶位置基本一致，同時由CSAMT視電阻率反演斷面等值線圖（圖3）可以看出，在3600～3800點間600m～800m標高位置出現較為明顯的高阻、低阻分帶現象，通過鉆孔揭露來看，西林斷裂帶與圍巖接觸位置為610m標高，驗證了本次物探工作對西林斷裂帶賦存位置的推斷。通過前期反射地震工作及本次CSAMT工作均推斷西林斷裂帶在向深部延伸的過程中出現傾角變緩的趨勢（圖3），通過鉆探揭露，構造帶深部傾角由淺部的30°變為20°，傾角明顯變緩。

2.3 廣域電磁測深

廣域電磁測深剖面整體電性結構特征較為清晰（圖4），在3300m反演深度范圍內視電阻率曲線形態正常，視電阻率值在0～1700Ω·m之間規律變化，其曲線形態變化較好地刻畫出各地質單元的界線、形態以及相互接觸關系，依據視電阻率值的高低和視電阻率曲線形態變化可將剖面劃分為3個主要電性層：上部低阻層、下部中低阻層及左側高阻層。上部低阻層橫向位置在950～4250號點，深度大約在900m以淺，視電阻率值在0～150Ω·m，結合地質圖推斷為中生代萊陽群。下部中低阻層，在推斷萊陽群下部，視電阻率值在150～450Ω·m，視電阻率曲線較為稀疏平緩，反映出此區域巖石電性差異不大，結合地質圖推斷為荊山群黑云片巖。左側高阻層橫向范圍在450～2500號點，視電阻率值在450～1700Ω·m，其分布范圍和阻值均較大，符合中生代花崗巖巖體的電性特征［14］，結合地質圖推斷為中生代郭家嶺二長花崗巖。

3 物探資料解譯及驗證

3.1 資料解譯

反射地震、可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）和廣域電磁測深均顯示西林斷裂帶向深部延伸穩定，整體呈舒緩波狀，顯示出該斷裂帶與三山島、焦家和招平等3條斷裂成礦帶相似的深部結構特征［1516］。鉆孔揭露687.30～1226.30m段發育西林斷裂帶，1018.30～1106.90m之間的黃鐵絹英巖化碎裂巖帶內具有良好的Au、Ag、Cu、Pb、Zn、S礦化現象。該斷裂帶淺部已探明西林金礦床，累計探明金資源量5.6 t，而且礦體向深部未封閉。本次鉆孔亦在1943.10～1970.50m揭露花崗斑巖，與香夼鉛鋅礦具有一定相關性［1516］。因此，基于本次工作和前人基礎地質研究成果［1720］，預測西林斷裂帶深部具有良好的金及多金屬找礦前景。

3.2 鉆孔揭露斷裂帶結構

鉆探工作揭露142.40～158.40m、687.30～1226.30m和1704.50～1977.20m發育3條規模較大的構造破碎帶。687.30～1226.30m段所揭露構造帶規模最大，蝕變及礦化程度最高，結合西林斷裂帶地表出露產狀及淺部鉆孔揭露西林斷裂帶的產出狀態，確定該段發育的構造帶為西林斷裂帶，內部發育不同程度的礦化顯示，自上而下分為3層，分別為：絹英巖化碎裂巖（687.30～1018.30m）、黃鐵絹英巖化碎裂巖（1018.30～1106.90m）、絹英巖化碎裂巖（1106.90～1226.30m）。構造帶內巖石主要發育高嶺土化、絹云母化蝕變，局部見有硅化蝕變，其中礦化主要集中于黃鐵絹英巖化碎裂巖帶內，礦化以星點狀、細脈狀、小團塊狀、細粒浸染狀黃鐵礦化為主（圖5），礦化不均勻，Au品位0.05～0.72g/t，Ag品位0.06～10.71g/t，Cu品位0.01%～0.19%，Pb品位0.01%～0.24%，Zn品位0.01%～0.25%，S品位1.15%～7.25%，顯示該斷裂帶深部具有較好的金及多金屬礦化。

4 結論

通過物探及機械巖心鉆探工作，于610m～1150m標高揭露到西林斷裂帶，傾向S，傾角20°±；主干斷裂內巖石破碎強烈，發育高嶺土化、絹云母化及硅化蝕變，礦化以星點狀、細脈狀、小團塊狀、細粒浸染狀黃鐵礦化為主，金品位最高為0.72g/t；西林斷裂帶及其深部揭露的斷裂帶組合樣分析結果表明西林斷裂帶內具有較好的金礦化顯示的部位其伴生組合亦顯示有較高的品位，同時鉆孔深部亦揭露一酸性巖體。綜合分析認為西林斷裂帶深部具有進一步勘查的空間和資源潛力。

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Deep Structural Characteristics and Prospecting Direction of Xilin Fault Zone in Jiaodong Area

LV Junyang， WANG Bin， LIU Xiangdong， YAN Chunming， NIU Tao， YIN Zhaokai， WANG Shanshan， ZHANG Liangliang， ZHOU Yikang， SONG Linjun

（No. 6 Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources， Technology Innovation Center for Deep Gold Resources Exploration and Mining of the Ministry of Natural Resources， Shandong Weihai 264209， China）

Abstract： In recent years， through exploration work in Xilin fault zone， it is found that there is a good phenomenon of gold mineralization in the deep part . This fault zone is expected to become one of the important mineralization zones in Jiaodong area and lead the strategic transfer of exploration direction of gold deposits in Jiaodong area. The deep structural characteristics of Xilin fault zone are key scientific problems that urgently need to be addressed in order to achieve breakthroughs in mineral exploration in this fault zone. Reflection seismic， controllable source audio magnetotelluric （CSAMT）， wide area electromagnetic sounding， and mechanical core drilling are carried out to reveal the deep structural characteristics of Xilin fault zone. The physical characteristics of different geological bodies in the area have been identified， and the deep spatial distribution pattern of Xilin fault zone has been deduced. There are obvious high resistance and low resistance zoning phenomena at the elevation of -600m～-800m. Through drilling， it is revealed that the contact position between Xilin fault zone and the surrounding rocks is at an elevation of -610m. It has verified the inferences of the occurrence location and the control of deep extension of Xilin fault zone in this geophysical exploration work. It will provide a geophysical basis for further geological work in this area.

Key words： Xilin fault zone; deep structures; reflection seismic; controllable source audio magnetotelluric; Jiaodong area