在胶西北地区深部金矿找矿过程中,前人提出的阶梯式成矿模式,在实践中得到证实并成功用于指导勘查工作。该理论是利用定性分析的方法,对大量控矿断裂带的空间形态和位置及矿体空间分布数据进行研究提出的,缺少定量统计数据的验证,在一定程度上限制了该理论在三维数字勘查中的推广和应用。焦家超巨型金矿床是严格受焦家主断裂构造控制成矿的,具有典型的阶梯式成矿特征。焦家主断裂带既是成矿空间又是控矿构造,含矿流体在流经断裂带空间时发生运移和聚集,对含矿流体的沉淀富集成矿有着非常重要的作用。本研究通过大量钻孔数据,对焦家超巨型金矿床主断裂面进行精确刻画。通过克里金插值的方法建立了由小栅格单元组成的主断裂面三维模型,并提取了主断裂面模型每个栅格单元对应的倾角、曲率和曲率绝对值参数。利用倾角参数表示主断裂面的陡缓程度,利用曲率参数表示主断裂面的凹凸特征,利用曲率绝对值表示主断裂面的起伏变化。通过对比分析主断裂面上主矿体的品位、厚度、品位×厚度值与主断裂面倾角、曲率和曲率绝对值各要素之间的关联关系,定量分析了研究区破碎带蚀变岩型金矿贮存空间特征。金矿资源主要分布在坡度值20°~40°,曲率值在-1~1范围内,曲率绝对值在0~0.5范围内的主断裂面下盘,即主要分布于断裂面倾角陡缓变化的部位。表明在通道较陡的部位运移速度快,在通道较缓的部位运移速度较慢,从而在主断裂面上凹凸变化、且坡度合适的位置,成矿流体更容易成矿。通过对主断裂面几何特征参数与矿体的空间分布参数之间的关联分析,建立了定性与定量预测模型:(1)通过运用定性分析的方法,对控矿构造主断裂面几何特征值进行叠加,构建定性预测模型,圈定了远景区位置七处,选定1级重点找矿远景区两处、2级找矿远景区四处、3级找矿远景区一处;(2)通过基于决策树的机器学习算法对含矿区域内断裂构造面几何特征值与矿体空间分布值建立训练学习模型,利用计算机自行学习分析数据之间的内部联系,构建了定量预测模型,预测了研究区内矿体的空间分布特征值,最终估算在研究区内自地表至地下-2023 m的空间内金资源量为1600.21 t。本研究通过对控矿构造进行定量分析,进一步佐证了“阶梯式成矿模式”理论,为阶梯式成矿模式提供数据支撑,对后期指导找矿具有重要意义。对于如同焦家断裂带这样勘探程度较高,控矿因素明晰,成矿模式明确的地区进行研究,总结构造几何形态参数与金资源空间分布的规律,进而实现预测找矿。该方法可为老矿区的二次找矿及深部预测提供新的思路和方法。