礦山地質中的礦床變形特征及成礦控制研究

姜炳田，孫建文，姜文鵬

（1.山東省核工業二七三地質大隊，山東 煙臺 264010；2.山東省核工業二四八地質大隊，山東 青島 266000）

八十年代以來，隨著對該區基礎地質研究的不斷深入，礦產勘查取得了很大進展。大型斑巖礦床具有異常的蝕變礦作用，蝕變礦化從中心向外呈明顯的分帶性，主要受硫化物流體狀態和酸堿度控制。斷層的形成往往會破壞巖帶的完整性，說明該區存在礦體、蝕變帶，甚至成礦斑巖[1]。礦山地質斷層是礦山多個礦體的復雜疊加，使礦山地質下壁的巖性、蝕變和礦化不再連續。成礦斑巖和熱液活動中心是礦床研究和深部資源勘探中遇到的最大難題[2]。所以，研究礦山斷裂就成了認識斑巖礦床的一個重要環節。盡管關于斷層的研究已經被報道，但是對于斷層相關巖體的變形特征還缺乏深入的研究，斷層的運動特征仍存在爭議。以往使用礦床研究和深部資源勘查方法無法確定活動中心，導致成礦斑巖體探測結果不精準，針對該問題，提出了礦山地質中的礦床變形特征及成礦控制研究。對地質斷層條件下的礦體運動特征進行了研究，以恢復礦體原位關系，為今后開采和研究該礦提供思路和科學依據。

1 礦山地質中的礦床變形特征

礦山地質中的礦床變形特征與斷層上、下板塊的相對運動方向有關，也間接決定了礦山斷裂程度，如圖1 所示。

圖1 礦山斷裂運動學示意圖

由圖1 可知，斷層面與斷層兩側解理(SX)之間的角度表明了相對板塊的運動方向。裂解相交的線(SX)對應著應變S軸，而裂解上方的垂直線對應著劃痕。

1.1 宏觀變形特征

宏觀變形特征主要表現為明顯的礦區宏觀剪切構造，根據現場和地面觀測資料，收集該構造宏觀變形運動特征，主要有旋轉斷裂、S-C 面、非對稱褶皺，由此可確定剪切方向。

1.1.1 旋轉斷裂

旋轉斷裂的外形為O 型、S 型、復合型，具有相同的旋轉方向和剪切方向。研究區韌性剪切帶普遍存在旋轉破碎現象，可確定碎裂的旋轉方向。

1.1.2 S-C 面

S-C 面是研究區中常見的一種小型宏觀結構，通過平面S、C 交點可以確定剪切方向。通過實地考察，確定石英骨料為S和C型云母骨料。這兩個平面在5度左右呈小角度相交，這是由于S-C 面尖角方向是左旋逆沖剪切造成的[3]。

1.1.3 非對稱褶皺

非對稱褶皺是沿褶皺中心方向產生的兩種翼形褶皺，分別可分為S 型褶皺和Z 型褶皺，前者是倒向褶皺，呈S 型，而后者是正向褶皺，呈Z 型。通過觀察發現，研究區的非對稱褶皺呈“S”型，呈左向反運動。

1.2 微觀變形特征

研究區韌性剪切帶通常具有反映運動學特征的微觀結構標記，采用顯微鏡觀察，發現顯微照片反映其微觀構造變形特征[4]。顯微鏡下的基本結構如下：

1.21 S-C 組構

對微觀S-C 組構與宏觀S-C 組構判別，S 面為由礦物定向排列而成的擠壓構造面，C 面為剪切面。通過平面S 與平面C 之間的角度，可以確定剪切作用方向。從顯微鏡下觀察到，部分石英和暗色礦物呈旋轉方向形成S 面，細石、云母等礦物向一個方向聚集形成C 面。利用S、C 兩面之間的銳角，可以確定巖石左旋剪切力。

1.2.2 旋轉碎斑

礦態和晶態兩種模式決定了切向運動的方向，在研究區內發現的礦物呈旋轉斑塊狀，表明巖石左旋剪切，周圍石英包裹體呈S 型。

1.2.3 云母魚

面S 為云母魚結構的延伸面，面C 為魚尾的方向。微裂紋平行于S 面，在云母片中發育，微裂紋的形態與魚相似，因此這種微裂紋也稱為魚型結構，晶尾和C 面間角方向可確定切削方向。

2 成礦控制研究

2.1 面理構造控礦

面理是巖石在變質變形過程中所形成的穿透面結構的統稱，主要包括劈理、片理。

劈理構造多為小構造與褶皺或斷層有關，因此礦體或礦柱的直接低品位控礦構造為裂縫構造，而間接高品位控礦構造多與褶皺、斷層有關。

片理巖石發生塑性變形，通常表現在節理上代表脆性巖石變形，同一種礦物在不同的環境中表現出不同的韌性特征，如石英巖在表層和次表層環境中均表現為脆性變形，易形成節理，而在高溫高壓下，由于其巖體隱含在地殼深處，易發生片理。

因此，可以根據礦區巖片理發育情況對巖石的物理化學環境進行初步判斷。巖石使地殼深處開裂，晚期地質條件改變后，巖體在地表露面，可形成片理，再轉化為劈理。所以，劈理和片理研究的重點是控制劈理構造的礦化作用。褶皺構造或斷層構造均可形成劈理，但通常伴有褶皺、斷層小構造，一般無法單獨形成。劈理是其他控礦構造的重要組成部分，它既提供了礦化過程中礦物流動的通道，又為成礦流體沿劈理滲入巖體提供了空間。

A2、B1-1、B1、B2、B3-2、B3 和E3-1 是主要的含礦構造蝕變帶，礦區構造呈東西平行，南北向飛行梯隊分布形式。按面理控制各礦體規模、長軸方向、品位如表1 所示。

表1 各礦體特征

結合表1 所示的各礦體特征，裂隙可為流體通道，裂縫既是導礦構造，又是分礦構造和容礦構造，它起著促進滲流作用。

2.2 褶皺構造控礦

褶皺構造直接或間接地控制巖漿巖的侵入與沉積分布，褶皺及相關構造是國內外礦床早期和成礦作用的有利空間。皺褶現象是影響礦床成礦后內外轉化的重要因素。尤其在某些礦體被褶皺后，不同褶皺類型礦層的產狀和厚度可能發生變化。褶皺作用發生時，某些礦床的原礦體發生了明顯的變化，有時候礦化因褶皺變質作用而變富或變貧，褶皺控制了礦體的產狀和形態，其變化規律與褶皺的產狀、形態及轉化位置有關。

3 結束語

分析了礦區礦床變形特征，總結成礦控制因素，根據控礦情況推斷礦體位置。建議在現有研究結果基礎上，重點針對礦區工程進行揭露及進一步控制，有望發現礦山地質上的新礦體。雖然提出的礦山地質中的礦床變形特征及成礦控制研究，解決了以往使用的礦床研究和深部資源勘查方法難以探測成礦斑巖體的問題，但也存在不足之處。在下一步研究進程中，應針對未來成礦方向展開詳細分析，才能為提高礦山地質礦床勘測精度提供數據支持。