矿田构造控矿模型及找矿预测

建立不同级次找矿模型的思路~

上节说明了建立找矿模型的总体思路、方法和原则。然而，一个重要且不可回避的问题是，在实际工作中必然要面临建立不同级次找矿模型的课题。尽管不少文献中按矿床类型列出(或表述)了不同级次的找矿模型，将它们作为一个整体的方法体系来使用，但是在它们之间不但有概念上的区别和建模方法上的差异，更有实际效用上的不同，因此不宜混为一谈。
总体说来，不同级次的找矿模型，不仅是研究对象规模大小(涉及面积)的区别，更有基本地质依据和相关特征、标志、研究重点的差别。据现有资料综合分析，一般说来，区域找矿模型以地质建造和区域大地构造分析为基本依据。区域概略普查主要寻找成矿带、大型矿集区等。局部找矿模型以赋矿岩系和控矿构造的成矿标志和成矿特征为主要依据;矿床找矿模型则以矿化、成矿作用的各种标志、特征及其空间分布规模为主要依据。在此过程中，都要进行地质、地球物理、地球化学等相应特征与标志的研究，形成相应的专业找矿模型，分别发挥其不同的优势和效用。
地质找矿工作常划分为不同阶段，其认识深度和研究精度不同，常用比例尺作为度量，其找矿的依据、目标方法、使用资料的比例尺不同。在西方国家的文献中，不同级次找矿模型的研究和应用是客观存在的，但他们主要关注研究目的和内容，对工作阶段或工作比例尺的要求不十分严格。而在俄罗斯(前苏联)的工作体制下，不同级次的研究与工作比例尺有比较明确的对应关系。我们据相关资料编制出表3－1，以说明本书划分不同级次找矿模型的依据。

表3－1 成矿客体、工作比例尺与找矿模型级次的关系

资料来源:崔霖沛等，1994，改编
(一)区域找矿模型(区域成矿预测评价模型)
区域找矿模型主要指对成矿域、成矿省、成矿带、成矿区等大规模成矿客体进行区域成矿评价的模型，亦可称区域成矿评价模型。就找矿目的而言，区域找矿模型的效用主要是指明找矿方向和指出大型找矿靶区(相当于矿田和矿结);一些评价模型侧重区域资源评价，但也能指示资源的相对富集区，姑且纳入这类模型的范畴。
1.区域地质找矿模型
地壳尺度的构造控制着地壳内部大规模流体的流动。巨型矿床可以看成是地壳尺度的流体系统流动的产物。由于构造体系发生变换，储存于中至下地壳储库中的流体可排放到中至上地壳。不同成矿系统的流体汇聚，使流体系统的物理化学条件发生突变，或者因上地壳物质加入，导致流体系统的物理化学条件发生急剧变化，从而使成矿金属沉淀下来;同时流体可以萃取上地壳中金属物质而形成矿床。因此，深部地壳的结构与物质组成，控制着区域成矿系统的形成与演化。区域成矿作用地球动力学过程的研究构成了区域地质找矿模型的重要组成部分。例如，澳大利亚地球动力学合作研究中心，提出了新的矿产勘查选区战略，并要解决5个关键的地球动力学问题(P.Sorjonen-ward，2000):①成矿系统的性质;②流体类型及其来源;③驱动流体迁移的机理;④所涉及岩石的压力、温度和变形历史:⑤流体迁移和沉淀过程。事实上，这种思路就是以流体作用为主线，将区域构造演化、成矿作用联系起来，从整体、系统的观点来看待矿床的形成，它不仅要确定为什么会形成矿化，而且要具体确定是什么因素控制矿化，并确定矿化的准确位置。
区域断裂构造控矿作用研究当属区域地质找矿模型研究的重要内容之一。例如，以澳大利亚O'Ddriscall为代表的学派，以重力测量为基础，揭示了澳大利亚全国范围内不同地区存在不同尺度的环形构造、裂谷构造，两者的交汇处控制着澳大利亚巨型矿床的分布。从整个澳大利亚大陆来看，从区域到局部尺度都显示出环形构造与裂谷构造共同控制着矿床分布。几乎所有的大型、超大型矿床(或油气田)都位于裂谷与环形构造的交汇处。这种构造控矿模型，形象地被称为“”控矿模型。断裂(线性)构造作为找矿标志存在不同的级次，从局部(奥林匹克坝)至洲级(澳洲、非洲)乃至全球都存在。不同级次规模断裂构造对成矿作用的控制，在表现形式上也有所差异。
2.区域地球物理找矿模型
在区域找矿模型的研究中，如何从区域物探资料中提取与成矿作用、成矿客体有关的信息，转化成找矿模型中的标志、特征，要靠地质－物探研究的紧密结合。例如，在西伯利亚溢流玄武岩型铜镍矿的区域找矿中，赋矿基性岩体的磁性特征本来是可用的找矿标志，但是该区暗色岩广泛分布，厚度达3.5km，且磁化强度大，严重干扰着对目标客体的识别。俄罗斯地质、地球物理和矿物原料研究所通过区域地质构成的研究，查明了暗色岩的分布和磁性特征随深度的变化，用滤波技术解析出与赋矿基性岩相关的异常特征，且证明它们与3个已知矿结有良好的对应关系，使之成为区域找矿模型中的重要标志。又如，在西澳地区，地表露头稀少(5%～10%)，地表风化作用广泛而强烈，金、镍和贱金属矿化被掩伏于风化层之下，划分绿岩带的界线和范围在很大程度上需要依靠物探资料。但早期的区域物探资料分辨率甚低，只能大体识别不同的岩性区，且界线比较模糊。20世纪80年代以来澳大利亚地质调查局开展的高质量航空物探所获得的数据，不仅清晰地勾划出了不同岩性的界线，而且能确定绿岩带内的构造，从而使区域航磁和重力异常变成了确定找矿方向的重要标志。再如，加拿大安大略和魁北克北部的阿比提比地区，是加拿大主要的金矿产地。该区地形起伏不大，冰碛物广泛覆盖，自然地理和地质条件有利于航空和地面物探广泛应用，可对覆盖层下未风化的基岩进行填图。在鲁安—诺兰达地区进行的航磁测量可分辨出大、中规模的地质体特征，反映出两条主断裂构造及一些次级断层，并可通过线性磁力高、磁力低和异常图形的断开或错位，明显地识别出断层走向的变化。因此，航空物探异常的上述特征也成为该区找金的重要区域性标志。我国对区域物探资料如何转化成区域找矿模型指标也做了大量研究工作，表3－2可反映其部分成果。
表3－2 中国西部几个大型金属矿床(田)的区域地球物理场特征


续表


资料来源:姚敬金等，2004
3.区域地球化学找矿模型
鉴于区域地球化学资料展示着成矿元素和相关指示元素的空间分布模式，可直接反映元素聚集部位和分布分带规律，因此，被认为是区域找矿模型中不可或缺的特征标志，甚至可直接指示找矿方向。在建立区域地球化学找矿模型过程中，要善于将地质控矿因素转化为地球化学的环境与因素进行研究，进而再把控矿的地球化学环境和标志转化为区域地球化学找矿模型的重要指标。循此思路，以矿田或矿床研究为基础，定性和定量地确定在区域找矿模型中的具体指标和特征标志，从而可以把区域化探资料真正纳入某种类型矿床的区域找矿模型中。俄罗斯学者在不同级次地球化学场的划分方面做了很多、很细致的研究工作(具体见第四章)。其中，А.А.Кременецкий(2009)针对斑岩型金－钼－铜矿化总结出划分不同级次地球化学异常(场)的准则，具有较好的代表性(表3－3)。值得特别指出的是，表3－3体现了区域找矿模型中地球化学准则(标志)的两个特点:其一，在针对成矿省、成矿带(区)的准则中，不仅有成矿元素指标，还有造岩元素指标，并均通过定量化而成为准则，说明区域找矿模型中的地球化学指标不是实测资料的简单“挪用”，而是要经过有地质依据的再次加工;其二，这个级次找矿模型的预期效用，是对一般性成矿潜力的评价，没有更高的奢望。关于这一点，还应提到А.П.Соловов(1987)用土壤和水系沉积物地球化学资料估计区内金属资源量的“金属矿产普查和评价地球化学模型”(详见第四章)。谢学锦等(1999)认为，大型、超大型矿集区的上方存在巨大的地球化学块体，而矿床规模与这些块体中蕴藏的金属数量之间存在一定的耦合关系。在地球化学块体概念的基础上，研究了各类地球化学块体内部的结构特征(套合地球化学模式谱系)，可以计算出主要成矿元素在地球化学块体中潜在的资源量。这种研究在区域找矿模型的研究中应当受到重视，然而，这些方法需要从元素地球化学性状、成矿深度、矿床成因等问题入手，完善模型，深化应用。

表3－3 斑岩型金钼铜矿床不同级次异常地球化学场划分准则

资料来源:А.А.Кременецкий，2009
注:P1，P2，P3为预测资源量，是按矿床复杂程度的分类。C2为初步评价储量，是仅进行过初步勘查、可靠性较差的储量。
此外，在区域尺度上，需要将区域控矿地质因素转化为地球化学因素，再将地球化学因素转化为找矿标志。例如，通过系统的地质－地球化学研究，证明陕南柞水－山阳成矿带菱铁矿－铅银锌矿床主要是海底热卤水同生沉积成因，矿床受相对封闭的海底洼地和同生断裂构造的控制。在区域性勘查阶段，同生断裂与海底洼地是很难从地质特征上辨认的，因此，用热卤水高盐度的地球化学环境标志(黏土岩类具高的硼和钡含量)来代替地质环境因素，指示成矿有利地段。经近矿与远矿含矿地层(主要由黏土岩组成)研究，硼和钡含量比值可以有效地划分沉积环境有利的地段(张本仁等，1989)。因此，硼和钠成为寻找海底热卤水同生沉积成因的菱铁矿、铅锌矿的重要标志。
(二)局部找矿模型(普查找矿模型)
局部找矿模型主要用于以矿田、矿结级成矿客体相应范围内的找矿，目标是查明有远景的勘探靶区，甚至发现大型矿床和矿体。在局部找矿模型的研究中，在较高级次同类型或相关类型已知成矿客体(矿床、矿床组等)上建立的各类找矿模型和成因模型，以及对局部成矿条件、成矿过程(包括成矿时代)、赋矿岩系(岩层、岩浆岩)、矿田构造等控矿要素的规律性认识，特别是对各种分带规律的认识，是建模和用模的关键因素。研究区内与已知矿床控矿要素相应、相关的地质资料和地质认识是建立找矿模型的基本依据;查明特定物探方法、物探参数与成矿客体或关键控矿要素的必然联系是方法应用的必要前提;矿床外围的指示元素特征组合及分带规律，以及原生异常与次生异常的对应关系，是找矿模型的重要内容。
1.局部地质找矿模型
在这一级次的找矿模型中，成矿地质作用、矿田构造和成矿标志的研究是地质找矿模型的重要内容。其中，成矿地质作用由地质建造和地质构造两部分内容组成，是找矿特别是深部找矿的基础;矿田构造是控制成矿部位和矿带走向的主要因素，是深部找矿地质研究的核心内容;成矿作用标志的研究是矿床学研究的延伸，通过研究把地质、物探、化探观测结果转化为直接的找矿标志，是找矿模型的具体实现形式。例如，叶天竺等(2007)对金属矿床深部找矿中所需要的地质研究作了系统总结，以大量实例论述了这些研究对实现找矿突破的重要性。他们论述的与成矿密切相关的地质作用，包括沉积作用、火山作用、岩浆侵入作用、变质作用及综合作用，实际上是第一性的地质研究信息，也是我们所说的找矿模型的重要参数或内容，尽管他们在文献中未明确提及“模型”一词。例如:①研究成矿地质建造和原始成岩构造的综合关系，沉积含矿层位与盆地构造、岩相古地理的关系，侵入岩岩体与侵入构造的综合成矿关系;②研究各类地质作用的综合成矿关系，如层控矽卡岩矿床的成矿作用;③研究建造、原始构造、变形构造与成矿的复合关系，如层控矽卡岩型矿床往往受地层、侵入岩、褶皱、断裂的综合控制。这些都是局部地质找矿模型建立和应用中必须深入研究的基本问题。
地质模型对地层、构造、岩浆岩、成矿时代等基本控矿要素的系统描述和总结，是形成找矿模型主要特征和标志的基础，也是选择和解释地球物理、地球化学找矿模型的特征和标志的依据，因此是极为重要的环节。一般要针对拟寻矿床类型的已知矿床和矿田，结合矿床成因和成矿过程的研究成果，进行系统的资料收集与描述。
矿田构造直接控制着矿体的空间分布和三维形态，是深部找矿的核心地质研究内容，也是局部找矿的关键，矿田构造体系涉及沉积构造体系、火山构造体系、侵入岩体构造体系、褶皱构造体系、断裂构造体系、复合构造体系、成矿后构造体系七大类别(叶天竺等，2007)。
在局部找矿的地质模型中，同类型已知矿床蚀变分带模型应该是找矿模型的重要内容。美国亚利桑那州南部卡拉马祖斑岩铜矿环带状矿化蚀变模型的总结和矿田构造的分析，导致该矿床的“另一半”圣马纽埃矿床的发现。此后，这种研究思路已从单个矿床扩展到相关矿床类型的“组合模型”或“系列模型”，大大提高了在区域范围内，特别是向深部的预测找矿能力。太古宙脉状金矿床的地壳连续成矿模型，斑岩铜矿成矿系统与浅成低温热液成矿系统垂直叠置模型，巴尔干－喀尔巴阡斑岩铜矿模型，以及我国长江中下游“三位一体”铜多金属找矿模型(见模型十二)和川滇地区的“四层楼”铜矿模型，都是这方面的良好实例(详见第四章)。
表3－4和表3－5分别列出了火山成因块状硫化物型(也称黄铁矿型，见模型八)铜锌矿床和溢流玄武岩型铜镍硫化物矿床地质找矿模型(模型十六)的研究内容，具有一定的代表性。
表3－4 俄罗斯尤比莱铜锌黄铁矿矿床找矿模型


续表


资料来源:А.Г.Волчков等，2006
表3－5 溢流玄武岩型铜镍矿床找矿模型(参见模型十六)


资料来源:В.И.Кочнев－Первyхов等，2006
2.局部地球物理找矿模型
与局部找矿范围相对应的比例尺(亦包括较小的比例尺)的物探资料的系统整理分析，特别是磁测和重力数据的分析，查明与测区拟寻矿床相对应的特征响应标志，是建模工作的基本内容(表3－2)。针对控矿地质因素，把地质问题转化为地球物理问题，利用物探资料解决控矿的地质问题，或者利用物探资料直接圈定蚀变带或矿体。例如，在加拿大萨德伯里铜镍矿化和火成杂岩体(SIC)密切相关，一般认为SIC是由大型陨石撞击而成的。矿化正好产在SIC与围岩的界面上。根据这一地质模型，查明萨德伯里盆地SIC底面的深度(界线)，是实现该区深部找矿突破的一个关键地质问题。由于SIC底界深度颇大，当前作为解决这一问题的途径是综合应用反射地震和重力测量。萨德伯里铜镍矿区，利用反射地震和重力资料确定了含矿杂岩体底部界面。又如，在智利罗萨里奥矿床做了大量工作，无任何有价值的发现。后在该区做卫星图像解译和物探工作，在罗萨里奥斑岩铜矿系统和乌希纳淋滤铁帽的出露部分均发现激发极化异常，且后者的异常特征与斑岩铜矿系统上的特征一致，并与环形磁力高相符，查明小于10Ω·m的电阻率与斑岩铜矿化吻合。据这些特征指标，终于在乌希纳的激发极化异常区探明了新的矿床。
由此可见，在局部地球物理找矿模型的研究和建立工作中，最主要的是查明和验证地球物理测量数据的特征参数与矿床或控矿要素的对应关系。
3.局部地球化学找矿模型
地球化学资料作为找矿的直接标志，在局部找矿模型的研究和建立中备受重视，因此对具体工作有系统和细致的要求。俄罗斯学者针对乌拉尔某铬铁矿成矿带构建了不同级次地球化学找矿模型，在其研究时提出工作要求，具一定的代表性(表3－6)。
表3－6 地球化学找矿模型要素在不同阶段勘查中的地位和作用


资料来源:А.А.Кременецкий，2009
纳入找矿模型的地球化学资料，应作必要的统计处理以形成建模所需的指标和特征。其中，基本的处理包括:元素的含量水平(平均含量等)，含量变异性(离差、变异系数等)，元素的赋存形式，成矿元素与指示元素间的相关性(相关系数等)。表3－6和表3－7都反映了这些要求。应该特别指出的是，在不同级次的地球化学场中，上述参数不仅有数值的变化，其内涵和特征(如元素组合、相关元素种类等)也在变化。一般说来，在局部找矿模型中，主要依据矿田和典型大型矿床地球化学场的特征和指标。
在地球化学找矿模型中，除对各个元素数据做统计处理外，元素组合关系及其空间变化(分带性)是最重要的综合性特征。根据这些特征可以判断异常场的性质(矿致异常或非矿异常)，而且分带中心往往就是下伏矿床所在的位置。因此这两类指标是地球化学找矿模型的必有内容。
表3－7 Au在矿田晕、矿床晕和矿体晕的不同特征


资料来源:吴传璧，1991
(三)矿床(体)找矿模型(矿床勘探模型)
矿床(体)找矿模型，或称矿床勘探模型，实质上是指导矿床勘探的模型，是在追索矿体时所获资料和认识的总结。一般说来，这类模型是以已知矿床为基础建立起来的，是建立局部找矿模型和区域找矿模型的基础。因此，上述各级各类找矿模型所要研究的内容、指标、特征和标志，在这一级次的找矿模型中都要结合矿床的具体情况进行详细的研究。从实际情况来看，现已发表的大量文献，都是基于矿床(体)的找矿模型，而且往往是以单个矿床研究为基础建立的找矿模型。各种矿床级模型(地质的、地球物理的、地球化学的、成因的、预测－普查的、品位－吨位模型等)的研究，又为深入认识所研究矿床的成因、控矿因素、找矿标志提供了新的第一手资料，促进了区域和局部尺度找矿模型的完善、提高和应用。矿床(体)找矿模型的地质、地球物理、地球化学研究内容和研究特点，与上述各级模型有一定差异，随着客体范围的缩小，具体内容更加细化。
1.矿床(体)地质找矿模型
从找矿角度来说，这一尺度的地质工作已属矿床勘探阶段，其主要任务是追索已知的矿体，追索旁侧和深部的新矿体，因此，与追寻矿体为主要目的的各种模型，如蚀变分带模型、形态模型、富集模型、梯度－矢量模型、多因素定量(合成)模型等(表2－3)，成为这一阶段研究和建立地质找矿模型的主要内容。
此外，还应包括控矿构造(如矿体雁行排列、等间距分布)、矿体围岩蚀变特征、容矿岩石特征、矿体上覆岩石的特征，等等。
2.矿床(体)地球物理找矿模型
一个内生矿床的地球物理找矿模型，是地壳有限块段的三维抽象综合物理－地质模型。在这个块段内的地质体，是矿体、近矿蚀变岩、容矿岩石和上覆岩石的总和。矿床(体)的地球物理找矿模型大体上能决定该类矿床地球物理勘查效果、野外调查方法和所观测的物理场地质解释原则等(熊光楚，1996)。因此，矿床(体)地球物理找矿模型的研究内容应包括:岩石物理性质(参数表及分布特征图示)、物性模型(探测目标物、围岩、干扰体的物性模型等)、地球物理异常(平面及剖面)、干扰体或干扰因素及影响。
3.矿床(体)地球化学找矿模型
地球化学找矿模型的参数主要包括异常形态、异常规模、异常衬度、元素组合、元素分带及其序列。其中，矿床原生地球化学异常轴向分带序列模型最为重要，是揭示深部矿化的重要标志。依据钻孔资料建立原生地球化学异常分带序列与标准分带序列模型，便可判断元素地球化学分带是否存在反常现象，从而判别深部是否存在隐伏矿体。

隐伏矿床预测难度很大，主要从以下几个方面做工作。
( 一) 控矿构造
从矿田构造地球化学、矿田构造、成矿构造应力场、构造流体动力学和金属矿床流体地球化学、控矿构造等方面着手，结合实验模拟，借助计算机应用技术，进行综合信息提取 ( 成矿环境→成矿作用过程→构造条件→构造地球化学条件→构造动力条件→流体动力学条件) →模型建立 ( 矿床成矿模式→构造控矿模式→构造地球化学场→构造应力场、能量场→流体运移势场→构造成矿动力学模型) →模型检验和优化→矿床 ( 体) 定位预测的研究，从而对隐伏矿定位预测和评价。
( 二) 地质及地球化学特征
1) 构造地球化学特征。查明控矿断裂中成矿元素和指示元素的丰度，相关元素比值特征、元素带出和带进模型。矿田控矿构造往往为导矿构造，起控岩控矿作用，但本身含矿性不高，有些矿区控矿构造地球化学研究表明，其中主要成矿元素含量相对较低，但指示元素特别是远程指示元素含量较高。
2) 控矿地层岩石地球化学特征及成矿物质场的时空结构特征。
3) 控矿的岩浆岩 的地 球化 学 特征、岩 浆 岩 成矿专 属 性 及成矿 物 质 场 的时 空 结构特征。
4) 变质岩区不同变质相带及不同岩石类型的地球化学特征，及成矿物质场的时空结构特征。
( 三) 地球物理场
1) 不同类型矿田的地球物理场特征。场的边界、形态、范围及性质，例如与放射性矿产有关的放射性特征，与基性超基性岩浆矿田有关的重力和磁场特征等。
2) 不同类型矿田的物探异常组合特征。例如我国长沙中下游的铁铜矿区，常具有下列几种组合类型: ①重磁同高区，指重力异常和磁异常都同样较高的地区，为基性 － 超基性岩浆矿田预测区; ②重力叠磁区，指低级磁异常叠加在重力梯度带上，为岩浆热液矿田预测区; ③重低温高区，多为火山及次火山岩浆矿田预测区; ④重带孤磁区，磁异常零星孤立地分布于重力异常区，多为小岩体分布区，找矿前景一般较差。
( 四) 地质综合场
1) 成矿物质场和能量场的研究: ①成矿物质场中注意成矿物质的时空结构特征，物质运移和浓集方向、浓集中心; ②成矿能量场特征，包括压力场 ( 应力场) 、温度场、电位场等的分布和时空结构特征，注意能量场中高低点源套合区，可能是矿田或矿床预测区。
2) 地质、物探、化探、遥感综合信息特征包括 1∶ 5 万区调、物探、化探及遥感成果的综合分析。注意多种信息综合异常部位，是矿田或矿床预测区。
( 五) 重砂成果的分析
根据 1∶ 5 万重砂成果，圈出重砂异常区，分析重砂异常类型、规模、强度，形态等特征。
( 六) 矿物标型特征方面
根据矿物的成分标型、结构标型、形态标型及物理性质标型有时可以判断矿体的位置。
( 七) 相似矿床预测
工作区的各种地质条件和已知矿床可以做形似性比较，从而来预测未知的矿床。
本 章 要 点
1. 成矿预测的一般程序。
2. 成矿预测的基本理论与准则。
3. 矿产预测的方法。
复习思考题
1. 成矿或矿产预测意义何在?
2. 矿产预测中主要依靠哪些依据和信息?
3. 研究岩浆岩的成矿专属性的意义何在?

矿区位于都仁乌力吉-巴彦得力格火山盆地的东南部。该火山盆地区域上受NE向深大断裂控制，呈NE向的盆岭构造。矿区整体位于破火山口范围内，控制矿床(体)产出的主要构造单元是火山活动中心(火山通道)、爆发岩筒、次火山岩体、岩墙和各种断裂。褶皱不发育，而断裂、火山构造以及岩浆侵入接触构造系统发育。

3.8.1 断裂构造及其控矿作用

矿田查明或推断主要断裂构造8条，呈NE、NW—NNW以及EW向，构成“菱形”格子状构造格局(图3.19)。

3.8.1.1 断裂特征

(1)EW向断裂

矿田范围内有2条规模较大的EW向断裂存在，分别位于矿区南部(F₁)和北部(F₂)，其中北部F₂断裂具隐伏性质，地表仅在断裂边部南侧基岩出露区见有EW向次级小断裂或裂隙发育;东侧NW向钾长花岗斑岩岩墙面呈近EW向，没有穿过该断裂带，同时该断裂也限制了北部NE向岩墙向南西部延伸。

南部EW向F₁断裂特征明显，尤其是在霏细斑岩北部见残存露头。表现为压扭性逆断层性质，产状350°～360°∠60°～80°。该断裂为早期断裂，有几个特征标志，一是主体被霏细斑岩呈近EW向充填，成为火山通道;二是在霏细斑岩北侧，发现宽30～50m的EW向构造破碎带，南侧发现宽10～30m近EW向片理化带;三是南、北侧构造破碎、片理化带中充填近EW向矿化石英脉;四是在霏细斑岩北侧破碎带中钾长花岗斑岩也呈近EW向侵位在该组断裂中。

F₁、F₂断裂在火山-侵入之前形成，规模大，为矿田围限构造，南北2条主干断裂与下述NE向隐伏边界围限断裂构造一起作为边缘构造控制了矿田破火山口的形成和演化。

(2)NE向断裂

矿田该方向组断裂比较发育，但被后期NW向构造改造强烈，加之覆盖严重，断裂不易观察，仅局部可见，且多表现为强烈挤压的片理化带。根据野外地质观察，结合遥感图像可以将矿区NE向断裂构造划分为2个级别，一是位于矿田边部的边界围限断裂，二是位于矿田内的次级断裂。

NE向边界围限断裂位于矿区南东侧和北西侧，目前能观察的标志很少，被钾长花岗斑岩岩墙充填。岩墙出露宽0.5～1km，图幅范围内长超过3km，岩墙边界平直，呈NE向。其中位于北西侧的NE向边界断裂南西段可能由于近EW向边界断裂隔挡作用，钾长花岗斑岩没有继续往南西方向侵入，呈低洼沟，被第四纪砂砾岩覆盖。

位于矿田范围内次级NE向断裂特征相对明显，主体产状310°～330°∠60°～80°，包括F₃，F₄和F₅号断裂，大致呈1km等间距分布(图3.19)。

F₃断裂分布在矿区南东部，断裂外观表现为破碎带和密集的片理化带，充填有辉绿岩脉，在Ⅱ矿带采坑揭露含矿花岗斑岩岩枝呈NE向侵入到NE向断裂破碎围岩中，同时探槽以及采坑发现NE向密集石英细脉发育。F₃断裂控制了Ⅱ矿带1号矿体以及含矿次火山斑岩的侵入。

F₄断裂位于矿田中部，是矿田范围最主要的一条NE向断裂，也是标志最明显的一条断裂，在断裂中东段，流纹斑岩岩墙沿断裂充填，宽10～30m，地表出露长度超过2km。断裂通过Ⅰ矿带位置，控制部分次火山岩体和矿体呈NE向展布。此外，沿该断裂，分布着3个火山活动中心，指示该断裂规模大、活动时间长。

F₅断裂位于矿田北西部位，为推测断裂，分布位置基本全部被第四系覆盖，仅其南侧基岩裸露区见同方向的小断裂或裂隙存在，在断裂南西部火山活动中心可能受其控制。

除3条主干NE向断裂外，矿田范围内还存在更次一级的NE向断裂，地表显著表现是控制了辉绿岩脉、钾长花岗斑岩脉呈NE向分布。

NE向构造主体为成矿前断裂，但在成矿期以及成矿后均有活动。根据对矿区26号脉露采部分的观察，NE向构造对矿带(体)也有较弱的破坏作用。

(3)NW—NNW向断裂

矿田的主要控矿构造，成矿期活动最强，标志最明显。构造带主体产状30°～60°∠70°～86°，破碎带长度大于3km，带内岩石破碎，沿破碎带含矿次火山杂岩以及后期岩脉侵入。在矿区范围目前已查明5条该方向组断裂，分别为F₆、F₇、F₈、F₉和F₁₀，大致呈0.5～1km等间距分布。

图 3. 19 毕力赫金矿田构造纲要图

F₆断裂位于矿田北东部位，构造带呈宽50～100m破碎带，断续出露长1.5km。带内岩石破碎，角砾发育，角砾成分多为石英、流纹岩以及流纹质沉凝灰岩，大小混杂分布，无定向性，角砾的角部普遍有不同程度的磨圆或蚀圆现象。胶结物主要为与角砾同成分的细碎屑，碎屑多遭受强烈的粘土化，胶结松散。沿构造带充填有含矿石英(蛋白石)脉，地表以及钻孔均有揭露，包括26号脉、28号脉等。

F₇断裂位于矿区中部，为Ⅰ矿带容矿断裂，总体控制程度高。含矿段地表出露段可见长度150m，覆盖区电法测量具有明显低阻特征，延伸超过2km，宽80～120m。带内岩石破碎强烈，多期活动特征明显。沿断层分布有不同期次的次火山岩体、岩脉以及含矿石英脉(如24号脉)。

F₈、F₉断裂与他们之间的次级NW向断裂构成一个宽近500余米的断裂束带，其间由于岩石破碎，剥蚀强烈，形成一条NW向宽沟，第三系(古、新近系)、第四系局部厚达百米。F₈断裂面产状35°∠81°。断裂带内岩石破碎不均，密集裂隙带与构造透镜体以及张性角砾岩均发育，指示断裂经历过压性-压扭性、张性等复杂活动过程(图3.20)。该断裂束带是区内标志最明显，规模最大的一条断裂，控制了22号脉以及相关的次火山岩体、岩脉和角砾岩筒。预测是矿田一条最重要的控矿、容矿断裂。

图 3. 20 毕力赫矿田 F8断裂带剖面素描简图( Ⅱ矿带露天采场)

F₁₀断裂位于矿区南西角，主体表现为片理化带，宽度不一，多在30～50m，其北西以及南东部位遭受剥蚀，呈低洼带状。该断裂与NE向断裂交会部位控制火山活动中心分布。

矿区内广泛发育NE、NW和近EW向多组节理。常有石英细脉贯入和方解石细脉充填。

3.8.1.2 断裂控岩、控矿规律

矿田周边早期呈隐伏状的NE、EW向构造为矿田围限构造，控制了矿田次级容矿断裂，含矿次火山杂岩以及火山-次火山活动中心的空间分布范围，圈定了矿田的范围。

矿田范围内，NW—NNW向断裂组是最重要的控矿、控岩断裂构造。地表发现含矿石英(蛋白石)脉以及含矿次火山杂岩体、钾长花岗斑岩以及大部分辉绿岩、细晶岩脉等也多沿该方向组断裂构造侵入。

NE向构造形成较早，多隐伏或被后期构造改造。该方向组断裂与NW—NNW方向组断裂交会部位，控制了火山活动中心，也控制了含矿次火山杂岩体及其相关的斑岩型、蚀变岩型金矿化体空间分布。矿田NW、NE向断裂具有等间距分布规律，共同构成“菱形格子”状构造格局，形成“结点”控岩、控矿规律。目前查明的Ⅰ矿带主矿体、22号脉以及26号脉等均位于“节点”或其附近。

3.8.2 火山构造及其控矿作用

矿田位于火山盆地内，火山构造对矿田以及矿体分布控制明显，但由于遭受比较强烈的剥蚀作用，一些典型的火山机构控矿的矿体已经保存很少。

3.8.2.1 破火山口特征及其控矿作用

图3.21 毕力赫金矿田破火山口的地理特征和构造轮廓

矿区填图以及遥感影像显示矿田为一个保存较差的破火山口，其形成受矿田周边早期近EW向、NE向边界围限断裂形成的菱形格子状构造格局控制，呈长轴略向NE的椭圆状，直径3～4km(图3.21)。沿推测的环状断裂分布着至少4个次级火山活动中心，出现比较强烈的硅化、绢云母化等蚀变。总体看，该破火山口剥蚀比较强烈，对照典型的破火山口的地理特征和构造轮廓(Lipman，1976，本文转引自唐纳.W.海因德曼，1985)，毕力赫破火山口残存地形壁(W)，主要为钾长花岗岩陡立壁;局部也存在谷形洼地(M)，位于地形壁与中心的穹窿(?)之间;火山中心(V)比较发育，主体位于推测的隐伏环状断层带上;至于火山穹窿(D)，由于整体剥蚀比较强烈，表现不明显，但仍在环带近中心部位出现高差不大的隆起。破火山口范围控制了矿田空间分布范围，是控制矿区的一级火山构造。由于破火山口的形成经历了长期复杂的地质作用，如断裂的产生、火山喷发、次火山岩的侵入等交替进行，导致多种成矿构造和成矿作用的发生，在含矿破火山口区矿床(体)常成群成簇产出。R.H.Sillitoe(1984)探讨了破火山口构造对金、银矿床的控制，初步建立了与谷型破火山口有关的可能矿床理想模式(图3.22)。对照该模型，可以认为模型中产于地表破火山口浅部凝灰岩内一些浅成低温型矿化，如网脉状、浸染状矿体在本矿区已经被剥蚀，目前矿区处于中(浅)部，除少量残存浅部次生石英脉(蛋白石脉)型矿化外，主要矿化类型为与浅成侵入体有关的斑岩-蚀变岩型矿化。

图3.22 与谷型破火山口有关的可能矿床理想模式(据Sillitoe，1984)

3.8.2.2 火山通道及其控矿作用

矿田范围初步可以确定4个小的火山活动中心(火山通道)，特征是呈突起的小丘。其中分布在西侧的2个偏中性的火山活动中心呈比较规则的圆状，规模较小，直径80～100m;分布在南部以及中心部位偏酸性的火山活动中心规模较大，椭圆状，长轴方向直径300～500m，呈近EW向和NE向。

目前勘探实践证实，本区火山活动中心分布着火山集块岩、熔岩角砾岩以及凝灰岩等，至今未发现侵入体，四周环状、放射状断裂也不发育，矿化蚀变不强烈。目前火山通道或其附近没有发现成型的矿化体分布，仅Ⅰ矿带分布在火山通道旁侧，是否与其相关还须进一步探讨。

3.8.3 次火山岩构造及其对成矿的控制作用

次火山岩构造是指在次火山岩发育过程中所形成的构造要素的总和(翟裕生等，1993)。次火山岩体的接触带、原生裂隙、各种成因的角砾岩及叠加的构造裂隙等直接控制矿床和矿体的产出位置、形态、产状及矿床规模。

3.8.3.1 侵入岩上部环状和放射状构造及其控矿作用

由于次火山岩体上侵形成的环状构造和放射状构造对矿体(脉)控制显著。以毕力赫矿区中部Ⅰ矿带中的Ⅰ、Ⅱ号矿体和26号脉地表富矿包附近最为典型(详见上述)。

3.8.3.2 次火山岩体原生裂隙构造及其控矿作用

次火山岩岩体原生裂隙构造发育，包括边缘冷缩裂隙带、层带状裂隙带、钟状构造、水压裂隙等，他们成为斑岩型矿化重要的容矿构造。边缘冷缩裂隙带产于岩体内侧，由密集的层节理伴随斜节理成群出现，他们与接触带及岩体边部片理化带大致平行产出。层带状冷缩裂隙带产于岩体顶部隆起部位，主要发育缓平裂隙，当这些平缓裂隙与陡立裂隙连通时，构成大规模的矿化裂隙带，控制矿体呈似层状或透镜状，如控制Ⅰ矿带201号矿体富矿体的花岗闪长斑岩杂岩体顶部。

3.8.3.3 角砾岩岩体构造及其控矿作用

角砾岩体构造是浅成岩浆作用的一种特殊形式，多数情况下同浅成侵入体和次火山岩紧密伴生，并与金属矿化有密切的空间和成因上联系，是次火山矿床的重要控矿构造。矿区目前还未界定出典型的角砾岩体构造，其中22号脉小竖井部位分布的角砾岩体推测为角砾岩体筒分布位置。该部位发现大范围的碎裂蚀变角砾状玄武安山岩，表面呈褐黑色，角砾均为玄武岩、安山岩，粒度不均，大多具有一定的磨圆，边界清晰;胶结物则多为硅铁质，部分为细的火山岩碎屑，胶结紧密。岩石普遍具有不同程度的矿化，金含量一般0.6×10^-6左右，最厚处(膨大部位)可达80余米。推测是一个角砾岩筒出露位置，但其空间形态还未得到有效控制，需要进一步工作。

3.8.3.4 侵入接触带构造及其控矿作用

矿田是一种重要的控矿构造类型。矿区表现为几种类型:一是稍早期花岗闪长斑岩侵入到火山-火山碎屑岩中形成的接触带构造体系;二是成矿期的二长花岗斑岩侵入到早期花岗闪长斑岩中构成的接触构造体系;三是二长花岗斑岩侵入到火山-火山碎屑岩中形成的接触带构造体系。研究表明，成矿与晚期二长花岗斑岩关系更为密切，因此，后两类侵入体接触构造体系是矿区控矿接触带构造体系，斑岩型矿体常局限在二长花岗斑岩接触带附近，集中在接触带构造顶部，产状缓倾斜部位(上盘)或接触带的偏转和转折部位，以及局部岩枝突出部位。

3.8.4 构造控矿模型及成矿靶区预测

3.8.4.1 “菱形”格子状构造格局“节点”控矿模型与成矿有利部位的圈定

破火山口分布范围限制了矿田空间分布。矿田内近平行、等间距分布的NE、NW(W)向断裂构造组成“菱形”格子状构造格局，其交会部位是火山、次火山活动以及成矿的有利部位，构成“节点”控岩、控矿模型。已控制的Ⅰ矿带Ⅲ、Ⅴ号矿体位于发现的“节点”或其附近。据此预测，Ⅱ矿带、22号脉、26号脉以及24号脉分布位置是成矿最有利部位，是找矿的重点部位(图3.19)。

2.8.4.2 火山及岩浆侵入接触构造控矿系统与成矿预测

矿田内断裂、火山构造以及岩浆侵入接触带构造分别或联合控制了浅成石英脉型、构造蚀变岩型、爆破角砾岩筒型和斑岩型等矿化类型。其中前3种受火山构造、断裂控制;斑岩型矿化则受次火山杂岩体控制。研究发现，矿化类型具有空间分带性，石英脉型矿体多位于地表—地下100m左右的深度范围;断控蚀变岩型矿体多位于地表至地下150m左右的深度范围;具有重要工业价值的斑岩型金矿在地下100～150m以下深度范围。

矿田矿化类型属于斑岩成矿系统。按照斑岩成矿系统构造控矿模型，浅成斑岩体是金、铜矿化最根本的控制因素。次火山的分布受断裂、火山机构(通道)控制。斑岩型矿化分布在斑岩体内外接触带，尤其是上部，属于斑岩成矿系统深层次矿化类型。而石英脉型、构造蚀变岩型以及角砾岩筒型矿化受控于火山机构、断裂构造，位于斑岩体上部或侧部，属于斑岩系统浅层次矿化类型。

目前，毕力赫金矿田浅层次矿化类型已经遭受了比较强烈的剥蚀，寻找深层次斑岩型矿化是矿田找矿主攻矿床类型。也就是说，寻找成矿斑岩体成为找矿最关键问题。

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矿田构造控矿模型及找矿预测视频