單偉,于學峰,熊玉新,遲乃杰,孫斌,李大鵬,馬曉東,孫雨沁,舒磊
(山東省地質科學研究院,國土資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室,山東省金屬礦產成礦地質過程與資源利用重點實驗室,山東 濟南 250013)
遵循科技發展需求,響應國家"十三五"科技發展戰略布局,山東省地質科學研究院科研團隊以研究膠東金礦集中分布區地殼深部結構為目的,開展了高精度反射地震、大地電磁測深、高精度重力等綜合物探剖面測量;在焦家成礦帶深部實施了3000m深鉆,進行了深部成礦帶的驗證。以上工作在深部資源勘查、深部探測技術方面獲得了眾多的成果;在成礦理論研究上取得了顯著的進展。
自2012年開始,以膠西北三山島斷裂帶、焦家斷裂帶、招平斷裂帶等三大控礦斷裂為主要探測對象,開展了地殼深部結構探測,初步形成了貫穿三大成礦帶的綜合物探剖面測網。基于初步認識成果,在蓬萊-棲霞成礦帶上開展了驗證工作,獲得的地殼結構數據驗證了前期認識的設想。深部探測的順利實施示范了在膠東地區開展高精度反射地震測量方法的有效性。
2.1 深部地質體結構認識進展
(1)初步建立了膠西北金礦集區立體構造格架;根據構造特征劃分了淺層成礦構造系統和貫通性超殼構造系統,揭示不同構造系統在金成礦中的構造作用。
(2)明確了三山島斷裂、焦家斷裂、招平斷裂帶為一系列上陡下緩的鏟式斷裂,屬于地殼淺層構造系統,更多的具有容礦構造屬性。
(3)發現膠北地塊內發育有貫穿地殼的貫通性超殼構造系統,該類構造系統控制了區域巖漿巖和成礦作用的分布,其在地表的表現形式為走滑斷裂、脈巖群等。
(4)發現膠北地塊中生代存在以走滑剪切為機制的強烈破碎,形成了一系列斜列的微地塊,由此誘發了大規模的巖漿活動和成礦作用。
2.2 成礦規律認識進展
(1)揭示了三山島斷裂與焦家斷裂帶兩者之間深部呈反"y"字形的結構關系,三山島斷裂具有主干斷裂特征。
(2)認識到貫通性超殼構造系統具有控制巖漿巖體和礦化帶分布的構造作用,在區域上形成了構造-巖漿-礦化帶,明確了礦化帶分布的構造控制機制。
(3)進一步揭示了膠東地區中生代金成礦過程中,構造活動、巖漿活動與成礦作用之間的耦合性,建立了成礦地質體結構模型。
2.3 成礦理論認識進展
(1)認識到膠東地區存在以走滑斷裂為主導的構造-巖漿-成礦作用分布帶,揭示了走滑斷裂系統對成礦作用分布的控制作用。
(2)地球物理證據證實了地殼深部存在多階段巖漿演化和殼、幔相互作用;成礦帶深部具有多期次的玲瓏期后的巖株狀巖漿侵入體,預示著金成礦過程中可能存在斑巖成礦系統的參與。
(3)綜合分析具有不同大地構造背景的膠北地塊、魯西地塊和膠南-威海造山帶等相鄰地塊內中生代內生礦床的成礦作用特征和分布規律,提出了中生代中國東部地區存在擠壓剪切機制下的巖石圈的破裂,形成了一系列以巖石圈破裂為大地構造背景的內生礦床。膠東地區的金礦床可命名為巖石圈破裂型金礦床。
2.4 深部勘查方向認識
(1)區域內發育有一系列類似的近等間距的鏟式斷裂,可成為進一步勘查的目標;
(2)金成礦與深部巖漿巖體關系密切,已知的金礦體仍處于金成礦系統的淺部,深部資源潛力巨大。焦家斷裂帶近3000m深部存在的成礦作用驗證了深部成礦的可能性。
以膠東地區地殼深部地質體結構為約束,形成的成礦理論認識進展,揭開了重新認識中生代中國東部地區內生成礦作用形成機制的序幕;其更深遠的意義在于顯示了中生代中國東部地區,在以古太平洋板塊西向俯沖為背景的洋、陸相互作用過程中,存在以巖石圈破裂為特征的陸內演化階段。