胶东金矿受断裂构造控制，在胶东金矿集中区内不同时期、不同级别、不同性质的断裂纵横交错，形成复杂的断裂构造格局。从取得的断裂构造时间与空间定位资料，奠定了在三维空间对控矿应力场进行定量分析的基础。

控矿断裂与成矿的关系，从成因上分为两个阶段，即挤压生成阶段与张裂充填阶段。前者应力状态以水平挤压为主，往往形成一些压性断层。后者则水平方向为拉张所代替，多为张性断层，成为成矿的有利阶段。

对于控矿的燕山早期构造—岩浆旋回来说，自始至终应力强度不是恒等的，而是经历最强—减弱—增强的演变。初期的强应力整体呈现张裂为主的特征，然后是挤压力的叠加。因此，初始期应力场控制了成矿区的构造格局。同时，这种挤压生成—张裂充填作用不是一次完成的。张裂阶段充填的物质，随岩浆分异演化有很大的差异。对成矿有意义的，只是其中一次或少数几次而已。

以下对矿床最集中的西北部招远莱州一带，焦家断裂与招平断裂带的区间，对其成矿阶段（含初始期、成矿期、成矿期后）的应力场进行初步分析。

（一）初始期控矿应力场

1焦家断裂与招平断裂的共轭关系反映了初始期控矿应力场

胶东西北部的金矿床（点）总体分布在玲珑超单元和郭家岭超单元的展布范围及其派生的北北东向脉岩带地区，玲珑超单元呈北北东向延伸，沿栖霞超单元、荆山群接触带发育的焦家断裂带和招平断裂带属区内一级构造，其初次阶段是雁行状或断续发育的若干小断裂，但其总体展布和产状则是虽经多次构造叠加继承而保留至今的格局，因此焦家断裂与招平断裂的控矿地段，反映了初始控矿应力场。

2初始期控矿应力场的推导

焦家断裂中段平均走向30°，NW倾，倾角29°～43°，一般300°∠40°。招平断裂走向15°、SE倾，倾角31°～45°，一般105°∠35°，以一般产状数据在吴氏网上用赤平投影方法计算结果如下（图4-17）。

图4-17 初始期应力场解析图

F1F1＇—焦家断裂；F2F2＇—招平断裂；σ1—最大主应力轴；σ2—中间主应力轴；σ3—最小主应力轴；S1F1—滑动方向；S2F2—滑动方向；S1F1＇—S1在F1上的侧伏；S2F2＇—S2在F2上的侧伏；S1σ1S2—共轭角；S1σ1S2σ1—剪裂角

由图上推导可得出：

（1）本区控矿初始期应力场：最大主应力轴σ1,293°∠3°；中间主应力轴σ2,23°∠6°；最小主应力轴σ3,180°∠86°（图4-20）。

（2）σ1在断裂投影弧的凸侧，故F1、F2均为压性断层。σ1所在盘总是向着σ2所在方向滑动，故F1为右行平移，F2左行平移。所以焦家断裂为右行压扭性断层。招平断裂为左行平移断层。S1、S2代表F1、F2的滑动方向，即F1、F2、的上盘沿S1、S2向赤平圆心向滑动，下盘相反。因此F1上盘向108°方向斜冲，下盘向288°方向斜落；F2上盘向297°方向斜冲，下盘向117°方向斜落。

（3）S1在上的侧伏为＜82°SE,S2在F2F2上的侧伏为＜80SE，故两断裂均以倾向滑动为主，平移量很小。

（4）S1与S2锐角为共轭角，此例为74°。S1、S2夹角为剪裂角（1/2共轭角），此例为37°。

3主应变面与次应变面

最大主应力轴σ1与最小主应力轴σ3构成主应变面。招掖地区控矿初始期的主应变面显然是在剖面上，模式为图4-18所示。

在用变形椭圆代替变形椭球进行应变分析时，通常以含σ1、σ3的主应变椭圆来代替应变椭球，σ2即b轴一般作为不变轴来看待。但实际上b轴不变的可能性是很小的，特别在挤压应力作用下，往往b轴也有一定的伸长，因此由σ1与σ2构成的面也是一个变形面，但两次应变面。例如本例，在玲珑期岩浆活动上升过程中，在平面上的长轴方向也有一定的流动，因此，构成了平面上的次应变面。

图4-18 初始期应力场主应变面应力应变模式图

1栖霞超单元；2玲珑超单元；3初始期的焦家断裂；4初始期的招平断裂；5挤压方向；6岩浆上升总体方向

值得注意的是，平面次应变面中，也会派生一对次级共轭剪裂面，其剪裂角应该与主应变应力场相同。因为据哈特曼（L Hartmann,1896）定律：“脆性物质中，剪切面以相交的锐角被最大应力轴所等分，而其钝角的等分线则代表最小应力轴。剪切面平角的大小，常常随物质的种类而不同，与应力的强度无关”。显然次应变面与主应变面相比，只是应力强度减小，而岩石的力学性质与所处的变形阶段均未改变，所以其剪裂角应该基本主变。

由此，我们可以得出平面次应变面的应力状况是：σ1仍为293°，为c轴；σ2为23°，由b轴转化为a轴，剪裂角仍为37°，则应该生成76°与320°走向的两组剪切破裂面，前者右行，后者左行（图4-20），这两组剪切破裂面不会很发育，多以节理、裂隙出现，只有当次应变面转化为主应变面时，才可能步发展为较大的断裂。

据资料统计，玲珑花岗岩中广泛发育的原生节理并充填的早期无矿白色石英脉、体晶岩脉有两组，即NEE组（70°～80°）与NW组（320°～330°）就是这两组次应变剪切破裂面的显示。而本区若干70°～80°走向的次级控矿断裂就是沿早期破裂面进一步发育的结果。

4张裂阶段应力场的转化

侵入体同围岩接触的地带，大体相当于接触带的内带或岩体边缘相带的应力场。许多文献已经指出这一地带的重要意义，并特别指出其“岩凸”部位矿床特别集中。招掖地区焦家式、河西式金矿的分布也有这个特点。当玲珑岩体的岩浆活动尚未完全结束时，边缘地段已经冷凝收缩，对于岩体边部来说，应力场也发生了相应的转化，即最大的伸长方向（σ3）变为最大的收缩方向，即相对伸长方向（σ3，即a＂轴），也就是说σ1与σ3的位置发生了对换（图4-19）。

此时的主应变面，由于岩体收缩，处于张力的环境，早期焦家断裂、招平断裂由压断层转化为张断层性质，在其影响范围内，形成一些倾角较陡的张断层（图4-19）。

图4-19 岩体与围岩接触带断裂主应变应力模式图

1栖霞超单元；2玲珑超单元；3焦家断裂；4望儿山断裂；5早期蚀变带；6拉张方向

图4-19说明焦家断裂下盘张裂阶段的应力状态的方位（如仍用37°剪裂角计算，则张断层倾角53°左右，它们与主断裂走向平行，倾角陡于主断裂），推断焦家金矿带的望儿山断裂（300°∠40°）则开始形成于这个阶段。

图4-20 初始期应力场及应变图

平面上的次应变面也发生了类似的变化，即原来的σ1（113°）转化为a轴，σ2（23°）转化为c轴，则应当形成60°与346°的两组断裂（图4-20）。60°左右走向的这组断裂，在以后的成矿期得到发展，由剪性转化为张剪性，形成灵北断裂成矿带、草沟头断裂成矿带及玲珑矿田的部分控矿断裂带。而346°左右的一组，由于旋转变形的结果，向挤压面转化，因而多不发育，在玲珑矿田中常见的NW 向挤压劈理带就是它的显示，并为少量矿前脉岩（煌斑岩、闪长玢岩）充填。

总之，控矿初始期，应力场由焦家断裂与招平断裂的关系来推导。初始期应力场经历了成生与张裂两个阶段，各阶段又存有主应变与次应变两个相关的应变面，控制了多组断裂的发育程度，其中部分在成矿期各局部应力场中发育为主要的储矿构造。而在初始期在岩浆热液的作用下，产生普遍的绢英岩化蚀变及少量的早期黄铁矿化，金矿有益组分得到初步的富集，但未形成有工业意义的矿体。

（二）成矿期控矿应力场

招掖地区的金矿在成因上主要与郭家岭超单元的侵入活动有关。金矿床多分布在郭家岭超单元岩体侵入顶部和与玲珑超单元的内外接触带附近，成矿作用又主要发生于岩体形成之后和派生中性脉岩贯入之前。郭家岭超单元多呈一系列岩株或复式的岩株、岩基产出，总体呈北东向，在其侵位活动中，各岩体周围原有的断裂得到进一步的发展，成为储矿的有利场所。因此，伴随郭家岭超单元的一系列构造变动，是成矿期限构造。

1成矿期应力场一般特点

（1）成矿期应力场继承初始期限应力场，各主要控矿断裂的总体展布方位，均可追溯到初始期应力场所控制的各组断裂。

（2）成矿期应力场也有新生性，郭家岭期超单元侵入活动，必然影响各矿田、成矿带的局部应力场。在早期断裂的端部、侧翼等到应力集中部位，断裂进一步发展，主断裂内带内的节理裂隙和旁侧的羽状裂隙，均是主要的储矿构造。

（3）由早期断裂的影响，玲珑超单元各岩体已被初步分割，各部位在成矿期的应力场受不同的边界条件制约，表现各不相同，已由一个统一的初始应力场分解为若干局部应力场，故此应力场状况更为复杂，必须分别对待。

现试以本区矿床最集中的焦家成矿带为例，研究其成矿期应力场。

2焦家成矿带成矿期应力场

焦家成矿带包括焦家断裂带的焦家、新城、河东等特大型金矿床及东盘灵北断裂带的北截、灵山沟等大中型金矿床和其间的望儿山、洼孙家等大、中型金矿床。

郭家岭超单元在焦家带称为上庄岩体，现证明为主成矿期的直接矿源岩系。其成矿活动受焦家断裂、灵北断裂的继承性活所制约，矿体赋存于早期形成的构造蚀变带内，呈网脉状产出；或赋存于断裂带旁侧羽状裂隙中，以石英脉体为主。

由图4-21得知，焦家带的总体应力状态是σ1:360°∠74°，σ1:224°∠12°，σ1:120°∠10°，S1代表F1（焦家断裂）的滑动方向，倾伏：324°∠74°，侧伏：70°NE。S2代表F2（灵北断裂）的滑移方向，倾伏：114°∠56°，侧伏；76°NE。共轭角80°，剪裂角40°。

F1属右行平移张性断层，F3属左行平移张性断层，均以垂直滑动下落为主，水平滑移量较小。

这个应力场的推导为众多野外地质事实所支持，野外实例表明，焦家带成矿期的地质构造演化确实是在这一应力场的制约下进行的。

（1）作为直接矿源岩系的上庄岩体斑晶和暗色矿物呈定向排列，流面产状310°∠20°（图4-21nn＇）。而赤平投影图上分析，垂直σ1由σ2、σ3构成的大圆弧代表的构造面，承受最大的压应力，是理论上的流面（图4-21mm＇所示，理论值为274°∠15°）。从解析图可以直接看出mm与nn＇两面十分相近，如作nn＇的法线点R，则与mm＇的法线点σ1的空间夹角∠10°。考虑到岩体内部各部分的物质构成不均一及尚未查清的深部变化，这理论与实测产状值是吻合的。上述推导的应力场与上庄岩体侵入活动的应力状态是一致的。

图4-21 焦家成矿带成矿期应力场解析图

F1F1＇—焦家断裂（300°∠40°）;F3F3＇—北灵断裂（140°∠60°）；mm＇—理论流面；nn＇—实测流面；Rnn＇的法线点

（2）成矿期构造活动直接控制了矿体的形态。如焦家金矿床，构造蚀变带在矿体平面上呈现右行平移的应力控制特征，剖面上矿体多赋存在倾角变陡处，显示张性断层滑动控矿特征（图4-22）。这与多数擦痕（成矿后）显示的左行逆断层滑动特征不同。总之，从蚀变带与矿体形态来看，焦家断裂成矿期应是右行张扭性断层，这与推导的F1断层的滑移是一致的。

图4-22 河东金矿170线剖面图

1玲珑超单元二长花岗岩；2郭家玲超单元斑状花岗闪长岩；3黄铁绢英岩化碎裂岩；4黄铁绢英岩化花岗岩；5矿体；6断裂面；7钻孔及编号

（3）焦家成矿带内，由于各矿床所在的边界条件不同，各矿床的局部应力场亦不一致，各矿床的容矿节理一般有两组，密度均在3～5条/m，延伸数米，充填含金黄铁矿石英脉，呈细脉浸染状构造（图4-23）。

图4-23 焦家矿区－70m中段100线穿脉南壁素描图

多金属细脉沿两组共轭裂隙充填，其121°∠53°一组具追踪张裂特征

据共轭节理数据，分别求出各矿床成矿期各局部应力场主应力轴方位，其中灵山沟为石英脉型金矿，用的是主脉、支脉的共轭控矿断裂产状数据（图4-24）。

据图4-25，上庄岩体流面产状用金成矿带的应力轴方位代表，依此偏出主应力轴轨迹图（图4-25）。由主应力轴轨迹图可看出，焦家、灵北断裂之间的成矿期的应力状态，尽管各个局部有所差异，但是属于连续统一的应力场（图4-25）。大量的成矿后擦痕，都是明显的标志。另外新生构造也很发育，主要有①NNE向（25°左右）的断裂群在矿区东部及外侧应力以NNE—SSW 为主，局部较为NE—SW或SN。主张应力以NW—SE为主，局部转为EW向。推测外力来源主要是上庄岩体的侵入活动形成以水平拉伸的应力，同时还受到初始期已形成的断裂继承性活动的影响。从应力场波及范围，焦家断裂形成早，在成矿期已经存在明显的破裂分割面，该应力场北西界严格局限于焦家断裂下盘。而灵北断裂是次级构造，形成较晚。

在成矿期内，应力场的演化又分为几个小阶段，它们同样经历了生成挤压与松弛张裂的反复过程，如招掖地区金矿，就分为4～5个矿化阶段，其矿石矿物组含水量有新区别，这就是通常所指的热液矿床的脉动性。当然，这时的应力强度比初始阶段大大弱，处于成矿期总应力场的张裂充填阶段。但在各个局部，则有应力相对增强—减弱的多次作用，从而产生裂隙组合。含矿裂隙实际上是在矿液沉淀前夕才产生或沿旧裂面启开的。对于矿液沉淀有直接意义的是成矿前夕的变形，而不是更早的变形。这时各个小的局部应力场就制约了矿体的形态、原度和品位。

（三）成矿期后应力场

胶东金矿集中区内，最发育的构造当推成矿后构造。一方面焦家断裂和招平断裂等主干断裂在成矿后均有继承性活动。①普遍发育断层泥（厚3mm，未受热液变质但有时含矿，特别发育）；②北东东向（60°左右）的断裂；③北北东向的闪长岩脉的充填；④规模较小的北西向断裂。但是，在众多的成矿后构造中，尚不能以充分的依据筛选出其中的成矿期后构造，即热液活动结未之前的一段时间内，成矿作用就范的构造岩浆旋回的尾声阶段的构造。相当部分的成矿后的构造可能属于另一构造旋回的产物。成矿期后由于初始期与成矿期断裂的发展，本区已被许多断裂分割成各个小的“断块”，其各自的应力场显然是很不同的。但尽管如此，总体来看，玲珑超单元有闪长玢岩的充填，其边部及其外侧的NNE及NEE两组斜冲逆断裂的发展为特征，以此分别推导成矿期后应力场。

图4-24 焦家成矿带成矿期各矿床局部应力场主应力轴图表

（1）本区成矿期后的闪长玢岩（少量闪长岩、煌斑岩）的脉岩活动十分广泛，一般认为属郭家岭超单元侵位后期（燕山早期之末）的产物，集中分布在玲珑－招风顶一带，大体相当于玲珑岩体的中部，特别在中部约5km宽的范围内更为密集。走向20°～45°，或沿NNE和NE向曲折追踪，倾角近于直立。垂直于σ3，包含σ1、σ2的大弧为理论张裂面，理论值36°～96°，显然与脉岩群的实际产状是一致的。

图4-25 焦家成矿带成矿期主应力轴轨迹图

1第四系；2栖霞超单元；3郭家岭超单元；4玲珑超单元；5断裂带及编号（F1：焦家断裂；F3：北灵断裂；F4：望儿山断裂）；6矿脉；7流线；8矿床及编号；9最大主应力轴（σ1）迹线；10最小应力轴（σ3）迹线；11应力方向

（2）玲珑超单元岩体边部，如玲珑矿田及外侧十几公里范围内，发育两组压扭性断层。第一组如玲珑断裂、黄猫顶断裂、风仪店断裂等，长30～100km，走向NNE，倾向NWW，少量SEE，倾角45°～80°。这组断裂经长期活动直至现代。成矿期后始才形成。另一组如玲珑矿田北侧的胡家埠断裂、猫头沟断裂、陡道于家断裂等，规模较小，长十余公里，走向60°，倾向SSE或NWW，倾角较缓。这里的风仪店断裂（F825°/NW∠45°）与陡道于家断裂（F960°/SW∠30°）的共轭关系来推导成矿期后玲珑矿田及外侧的应力场（图4-26）。

此时F8为左行压扭性断层F9、为右行压扭性断层。

（3）比较图4-26、图4-27可看出其各主应力轴方位有某种内在的联系。σ2基本不变，σ1与σ3大体对应位置。这种应力状态可以设想为已经充分冷凝的玲珑超单元作为整体上拱的块体，在侧向挤压应力作用下，其边部与块体弯曲的顶部应力作用正好相反，其间在玲珑矿田与焦家成矿带内侧，大致为过渡地带，总体应力向NE—SE向挤压。其模式图如图4-27所示。

总观胶东金矿的控矿断裂系统，是燕山早期在太平洋板块向欧亚板块的俯冲作用下产生的北北东向构造系统，该断裂系统在胶东其主干断裂切割东西向构造。与早期北东向构造斜接复合或斜截，从而形成宽散的北北东总体走向的弧形构造型式。这套控矿断裂系统是胶东地区印支—燕山期大陆边缘活动阶段脆性断裂多期活动的结果。

图4-26 玲珑矿田及外侧成矿期后应力场解析图

σ1:310°∠8°；σ2:218°∠13°；σ3:83°∠73°

图4-27 招掖成矿区成矿期后主应变面应力应变模式图

1闪长玢岩；2玲珑超单元；3栖霞超单元；4控矿断裂；5矿后断裂；6总应力方向；F1—F2,P6—P9为断裂名称同图

胶东地区北北东向控矿断裂构造，按地质力学观点，它是南北向力偶作用下的产物，附和地质力学新华夏系应力场的基本分析，但又区别燕山晚期的新华夏系构造，根据早、晚新华夏系构造其形成时间，展布型式及其对矿产的控制作用的不同，将形成于燕山早期，对金矿具有控矿专属性的构造系统，沿用早已形成的名称，称其为早新华夏系构造。胶东不同类型的内生金矿，均受到早新华夏系不同性质、不同规模和不同级、序的断裂构成控制，该控矿构造成矿系统也包容、复合了燕山早期前的构造成分，成矿期在统一的构造应力作用下启开控矿。

构造体系复合控矿规律主要表现为东西向构造带的构造形迹被新华夏构造体系的构造形迹复合，并控制蚀变带和矿化带的展布与储矿。

胶东西北部地区构造复合控矿表现为两个方面。首先是金矿空间分布规律受构造体系复合控制。就单个金矿床而言，严格受新华夏系构造形迹控制，如招平断裂带上由南至北分布有旧店、夏甸、姜家窑、大尹格庄、玲南、破头青矿段等金矿床；但就成矿区而言，它的展布方向是严格受东西向断裂带控制，由西至东分布有三山岛、焦家、望儿山、灵山沟、金翅岭、玲珑西山、大开头、九曲等大中型金矿，组成了东西向金矿带。而金矿床的产出主要定位于北东向断裂与东西向断裂复合部位。

另一构造复合类型表现为断裂力学性质的叠加，主要有以下两种情况：①先扭性后压扭性断裂。东西向构造带的走向北东40°-550的扭性断裂被新华夏构造体系走向北北东或北东的压扭性断裂叠加，使原来走向北东的扭性断裂的力学性质具压扭性，并控制矿床、矿体的形成与分布。例如，灵山沟-北截断裂带控制的北截金矿、灵山沟金矿和金华山－洼孙家断裂带控制的前孙家金矿、洼孙家金矿都处在这种力学性质的断裂上。②先压性后扭性断裂。东西向构造带被新华夏构造体系走向北东东扭性断裂叠加，使原先走向东西的压性断裂具先压性后扭性的力学性质，并由走向东西转向北东东。这种类型的断裂控制了本区走向北东东的蚀变矿化带的展布并储矿。例如，白石夼、高庄岭等金矿点就处在这种力学性质的断裂上。

孙家洼乡位于衡水市政府西北偏南9公里处。

衡水市孙洼乡张村，东邻任家坑乡，西靠深县贡家台乡，南与北沼乡相连，北与深县西马庄、陈二庄接壤。面积361平方公里。全乡人口12859，汉族。辖34个自然村。乡政府驻孙家洼。

这一带于1945年解放，1952年办互助组，1956年建高级社，1958年公社化时为赵家圈公社孙家洼管理区，1961年从赵家圈公社划出，建孙家洼公社。1984年初政社分开，建立乡政府。