深水潭金矿床成矿后期断裂构造研究对矿山实际生产的作用

李新本，祁焕斌，朱战挺

(1.青海省第六地质勘查院，青海 格尔木 816000； 2.青海省金矿资源开发工程技术研究中心，青海 格尔木 816000；3.青海省第二地质勘查院，青海 西宁 810028)

青海省都兰县五龙沟金矿田深水潭金矿床成因为破碎蚀变岩型金矿床，其发现于20世纪90年代，自1994年至今先后开展预查、普查、详查、局部勘探等工作，矿体在空间的展布形态严格受控于破碎蚀变带，地质勘查阶段对控制矿体走向、倾向展布的主破碎蚀变带开展了大量的理论研究和工程追索控制工作。但对成矿后期断裂构造对已形成矿体的改造、变形甚至破坏作用几乎未开展相关综合研究工作，本文通过研究深水潭金矿成矿后期断裂构造的展布特征、对矿体的破坏作用，为下步矿体的正确圈连和探矿工程的布设提供技术指导，最大限度地实现资源的高效、综合利用，为矿区及周边类似矿床勘查及开发提供借鉴。

1 地质特征

1.1 区域地质背景

深水潭金矿床位于青海省都兰县宗家镇五龙沟地区，大地构造区域上隶属东昆中陆块二级构造单元—东昆中岩浆弧带三级构造单元，介于东昆仑中、东昆仑北两深断裂之间。区内断裂构造十分发育，岩浆活动强烈，总体构造线方向呈北西—南东向[1]。

1.2 矿区地质概况

区内出露的地层主要有元古界金水口群(Pt1J)、上元古界青白口系丘吉东沟组(Qbqj)和下古生界奥陶系祁曼塔格群变火山岩组(OQb)，中元古界长城纪小庙组(Chx)，沟谷和山前有大面积的第四系(Q)分布。矿区位于萤石沟—红旗沟脆韧性剪切带及其所形成的断裂构造集中带的中东段，，隶属五龙沟地区3大主要控成矿构造区带之一[2-3]。萤石沟—红旗沟脆韧性剪切带在区内分布于水闸东沟—红旗沟一带，延展长度大于7 km，宽300～500 m，总体走向为北西—南东，倾向北—北东。区内断裂构造十分发育，根据以往取得的成果资料各类大小断裂达10余条，而较具规模且与成矿关系密切的主要有Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ号4条含矿破碎蚀变带，它们呈近平行的带状分布，总体上形成宽1～2 km的断裂密集区或断裂束。区内岩浆活动强烈，具有期次多、规模大的特征，其活动形式主以岩浆侵入为主，次为火山喷发[4-5]。岩石类型主要有闪长岩、斜长花岗岩、英云闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、钾长花岗岩等，，为五龙沟—大格勒沟岩浆构造带。区内火山活动主要为新元古代中性火山喷发，形成的火山岩主要为沉安山质火山角砾岩、沉安山质晶屑凝灰岩，并夹有少量安山质熔岩。红旗沟—深水潭金矿床由红旗沟和深水潭两个金矿区组成，其中深水潭金矿区自西向东包含水闸东沟、黄龙沟和黑石沟3个矿段，红旗沟金矿区由红旗沟1个矿段组成，红旗沟—深水潭金矿矿区地质如图1所示。

图1 红旗沟—深水潭金矿矿区地质Fig.1 Geological sketch of Hongqigou-Shenshuitan Gold Mine Area

2 主控矿断裂构造带特征

深水潭金矿区水闸东沟段、黄龙沟段和黑石沟段矿体严格受Ⅺ号断裂构造蚀变带控制，该断裂为五龙沟地区区内主干断裂带，隶属区域性Ⅳ级断裂构造构造[4]。由萤石沟延至本区的水闸东沟—红旗沟—百吨沟一带，主体上沿五龙沟花岗岩体与青白口系丘吉东沟组、奥陶纪祁曼塔格群变火山岩组地层的接触带分布，局部穿切地层或岩体，总长度20 km以上，横贯整个深水潭和百吨沟金矿区，其中在深水潭金矿区内延展长度大于6 km，宽30～80 m，最宽处可达100 m以上。平面形态多呈分支复合的辫状及网脉状，沿倾向亦具有分支复合现象。主断裂的野外地表识别标志是一黑色断层泥化带，断层泥呈黑色，由含碳的泥质和少量岩石、矿物碎粒构成，断层产状15°～30°∠70°～75°，断裂带两侧岩石多具破碎、蚀变现象，矿化蚀变类型主要有硅化、碳酸盐化、绢云母化、高岭土化、黄钾铁钒化、黄铁矿化、褐铁矿化、局部见有孔雀石化和铅锌矿化[6]。

3 主矿体特征

主矿体产状与Ⅺ号含矿破碎蚀变带产状基本相同，倾向在10°～52°，倾角在50°～83°，沿走向和倾向均具波状弯曲、分支复合特征。Ⅺ含矿带水闸东沟段主矿体为ZM5，截至目前探明的+控制的+推断的金金属量占整个矿段的75%。走向和倾向方向矿体目前未圈闭。赋存于水闸东沟段的97勘探线—73勘探线，地表由5条探槽控制，地表控制长度为200 m，深部有3 360、3 320、3 270、3 220、3 160 m五个中段的坑道探矿工程控制。深部控制长度560 m，控制最大斜深493 m，矿体呈条带状，沿走向有分支、膨大狭缩和尖灭再现现象，沿倾向具舒缓的波状弯曲。矿体平均品位3.44×10-6，矿体平均真厚度7.55 m，结合目前探矿成果资料来看，随着探矿深度的增加，深部矿体逐步呈现出品位降低、厚度变薄、连续性变差的趋势，矿体总体倾向在10°～52°，倾角50°～83°。含矿岩性主要为黄铁矿化碎裂蚀变斜长花岗岩和相应的碎裂岩、糜棱岩及部分硅化碎裂状凝灰质板岩和磁黄铁矿矿石。主要矿化有黄铁矿化、毒砂矿化、褐铁矿化、黄钾铁钒化等。主要蚀变有硅化、绢云母化、高岭土化[7]。该矿体具有较好的工业价值，受成矿后期断裂构造影响，矿体受破坏程度较大，给探矿、矿体圈连、深部探矿工程的布设实施工作带来了极大的困难[8]。

4 成矿后期断裂构造研究

4.1 成矿后期断裂构造特征研究

经实施矿山开拓工程、采准，采切工程验证，在水闸东沟矿段85线、79线处发育成矿后期断裂构造，根据井下现场工程揭露情况，成矿后期断裂构造特征如下。

4.1.1 85线处成矿后期断裂构造

该成矿后期断裂构造赋存于水闸东沟段87—85线间，近乎呈南北向展布，为后期形成的破坏性断裂构造，构造性质为压扭性断层，断层结构面不规则，表现为右行错动，错动距离约为35 m。构造带内普遍强烈挤压破碎。岩性为灰白色碎裂岩，具碎裂结构，碎裂块状构造，由碎斑和基质组成碎斑呈现透镜状，碎斑成分主要为团块状石英，板状斜长石组成，碎斑粒径1～5 mm，平均2 mm。基质原岩成分已分辨不清。具强高岭土化，无金属矿化。从空间上切断了Ⅺ断裂构造带，宽度为1.0～1.5 m，断裂面产状340°～357°∠86°，85线处成矿后期断裂构造如图2所示。

4.1.2 79线处成矿后期断裂构造特征

该成矿后期断裂构造赋存于水闸东沟79—77线间，近乎呈南北向展布，此断裂构造为后期形成的破坏性次生断裂构造，构造性质为压扭性断层，断层结构面不规则，表现为右行错动，错动距离为30m。

图2 85线成矿后期构造Fig.2 Structure of line 85 late metallogenic

构造带内普遍强烈挤压破碎。从空间上切断了Ⅺ断裂构造带，岩性为糜棱岩，具糜棱结构、定向构造，带内石英、长石等矿物挤压拉长明显，局部可见透镜状、眼球状，岩石由基质和碎斑构成。基质主要由石英微粒组成，碎斑多为长石、石英等硬矿物。岩石具强高岭土化、局部可见星点状黄铁矿化和浸染状褐铁矿化。宽度为0.2～0.3 m，断裂面产状340°～358°∠77°～86°，79线处成矿后期断裂构造特征如图3所示。

图3 79线处成矿后期断裂构造特征Fig.3 Characteristics of faulted structures at the late stage of mineralization at line 79

4.2 成矿后期断裂构造的破坏作用研究

地质勘查阶段投入的坑道探矿工程有限，多利用钻探工程对矿体进行了控制，对成矿后期构造无法开展深入的揭露。通过实施矿床开拓、采准、采切工程后，对成矿后期构造进行了系统的揭露，经生产实践验证，现已实施的3 360、3 320、3 270、3 220、3 160 m五个中段间由于受成矿后期断裂构造的影响，Ⅺ含矿破碎蚀变带南北向错断距离在30～35 m，从而使得矿体在走向上于87—85线间、79—77线间不能得到有效的连接。深水潭金矿床矿体平面展布如图4所示。

4.3 成矿后期断裂构造特性研究

经统计分析，在矿山开拓工程、采准、采切工程施工中发现的成矿后期构造有2组，均为近乎南北向的走滑破坏断裂构造，85线、79线处发现的近乎南北向成矿后期构造走向340°～357°，倾角均为86°。断层构造性质为压扭性，结构面极不规则，构造带内岩石普遍碎裂，表现为右行错动。成矿后期断裂构造对主矿带整体错动距离达到30～40 m，使得坑探工作中对矿体的赋存特征认识出现了较大的偏差，同时矿区以往编录取样工作中，样槽均布设于坑道北西壁进行刻槽取样工作，通过对85线、79线坑道编录后分析认为，北西壁未有效揭露到矿体。通过以上分析，根据地质力学理论，认为深水潭金矿区水闸东沟段成矿后期遭受过一次南北向的地质作用(图5)，使主矿带受到南北向右行剪切破坏，形成一组近南北向右行压扭性剪切构造，引起了主矿带的右行错动，成矿后期断裂构造错动规律为近南北向次生断裂构造使矿体右行错动，错动距离较大。

图4 深水潭金矿床矿体平面展布Fig.4 Plane layout of the ore body of the Shenshuitan Gold Deposit

图5 构造应用分析Fig.5 Structural application analysis

5 成矿后期构造对矿体圈连的指导作用

深水潭金矿床在以往的矿体圈连过程中均采用尖推法进行连接，即当相邻2个工程中1个见矿、1个工程不见矿时，按勘探线间距的1/2尖推，根据上述成矿后期构造对矿体的错动规律研究，同时对水闸东沟段以往在各中段于85线、79线实施的坑道在北东壁进行刻槽取样工作后发现，南北向成矿后期断裂构造只是导致了含矿带南北向的错动，而矿体的圈连应根据实际进行外推至成矿后期断裂构造下盘处(图6)，这一发现使矿体圈定边界更加准确，经估算通过改变矿体圈连模式后，新增金资源矿石量15万t，平均品位3 g/t，金金属量450 kg，为矿山可持续发展奠定了基础。

图6 矿体圈连对比Fig.6 Ore body circle with comparison chart

6 成矿后期构造对探矿工程指导作用

由于受地质勘查工作手段的限制，矿山深部探矿工程主要以钻探工程为主，在钻探工程布设实施中若不慎于85线、79线处布设的钻孔刚好穿过成矿后期断裂构造，将导致钻孔揭露处不见矿情况的发生，为此在后期探矿过程中钻探工程布设前，需进一步预测研究成矿后期断裂构造在矿山深部的空间展布规律并构建模型，为深部探矿工程的实施提供理论依据，力争实现预期探矿目标[9]。

7 结论

针对Ⅺ矿化带水闸东沟段成矿后期断裂构造前期研究程度不够、未能进行系统的坑道工程揭露，通过利用矿山开拓工程、采准、采切工程进行系统的揭露验证后，水闸东沟矿段于85线、79线处存在近乎南北向的成矿后期破坏断裂构造，使得主矿带在南北向错断距离达到30～40 m。

通过对成矿后期断裂构造的研究，可以得出，在后期开展坑道工程编录、取样过程中进一步加强成矿后期破坏构造的研究工作，从而使得矿体圈连更加客观、符合实际，同时为深部探矿工程的布设提供依据，为矿床勘查类型的论证奠定有力的依据。

参考文献(References)：

[1] 吴浩，徐元进，范高晶，等.奇异值分解在ETM～+遥感蚀变信息提取中的应用——以青海省五龙沟金矿勘查区为例[J].地理与地理信息科学，2016，32(2)：40-45，2.

Wu Hao，Xu Yuanjin，Fan Gaojing，et al.Application of singular value decomposition in ETM～+remote sensing alteration information extraction：taking Wulonggou Gold Mine exploration area in Qinghai Province as an Example[J].Geography and Geo-Information Science，2016，32(2)：40-45，2.

[2] 冯莉.红旗沟—深水潭金矿床地质特征及资源量估算[D].北京：中国地质大学(北京)，2013.

[3] 赵文婷.基于Micromine的三维地质建模及储量估算研究——以东昆仑五龙沟金矿为例[D].北京：中国地质大学(北京)，2013.

[4] 周保辰.青海省五龙沟金矿资源与环境联合评价[D].北京：中国地质大学(北京)，2015.

[5] 马忠元.东昆仑水闸东沟—黄龙沟金矿床地质、矿物学特征及岩石变形特征分析[J].青海科技，2011，18(3)：17-22.

Ma Zhongyuan.Geological and mineralogical characteristics and rock deformation characteristics of the Donggou-Huanglonggou gold deposit in the East Kunlun Sluice[J].Qinghai Technology，2011，18(3)：17-22.

[6] 邓元良.五龙沟勘查模式及下一步找矿部署[J].青海国土经略，2013(6)：54-59.

Deng Yuanliang.Wulonggou exploration mode and future prospecting deployment[J].Qinghai Land and Economics，2013(6)：54-59.

[7] 青海省第六地质勘查院.青海省都兰县五龙沟矿区红旗沟—深水潭金矿生产探矿报告[R].西宁：青海省第六地质勘查院，2017.

[8] 刘惠华.乌溪金矿成矿后期构造分析在坑道探矿中的作用[J].西部探矿工程，2003(9)：65-66.

Liu Huihua.The role of structure analysis in the later stage of Wuxi gold deposit in tunnel prospecting[J].West-China Exploration Engineering，2003(9)：65-66.

[9] 毛党龙，傅群和，刘敏，等.成矿后构造破坏对矿床勘查类型的影响及勘查类型系数优化[J].地质与勘探，2017，53(5)：960-967.

Mao Danglong，Fu Qunhe，Liu Min，et al.Influence of structural destruction after mineralization on the exploration type of ore deposits and optimization of exploration type coefficients[J].Geology and Exploration，2017，53(5)：960-967.