1∶5萬高精度重磁測量在棲霞-蓬萊金銅多金屬成礦預(yù)測區(qū)的應(yīng)用效果

王凱,孟慶旺,高曉豐,曹亞陽,劉英鵬

(1.鄒平國土資源局，山東 鄒平 256200;2.山東省物化探勘查院，山東 濟南 250013)

技術(shù)方法

1∶5萬高精度重磁測量在棲霞-蓬萊金銅多金屬成礦預(yù)測區(qū)的應(yīng)用效果

王凱1,孟慶旺2,高曉豐2,曹亞陽2,劉英鵬2

(1.鄒平國土資源局，山東 鄒平 256200;2.山東省物化探勘查院，山東 濟南 250013)

闡述了1∶5萬高精度重磁測量在棲霞-蓬萊金銅多金屬成礦預(yù)測區(qū)的應(yīng)用效果，高精度重力測量對老、中、新地層反映明顯，表現(xiàn)出較好的對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)該次高精度重磁資料推測了測區(qū)內(nèi)的構(gòu)造及中生代侵入巖體的分布，圈定了成礦遠景區(qū)，顯示出高精度重磁測量在成礦預(yù)測區(qū)較好的地質(zhì)找礦效果，為該區(qū)下一步金銅多金屬找礦工作提供了較好的依據(jù)。

高精度重磁測量；成礦遠景區(qū)；金銅多金屬成礦預(yù)測區(qū);棲霞-蓬萊

棲霞-蓬萊金銅多金屬成礦預(yù)測區(qū)位于山東半島北部，北部瀕臨渤海，面積600km2，行政區(qū)劃隸屬于山東煙臺市管轄。該區(qū)是膠東重要的金銅多金屬礦成礦區(qū)，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多處金、銀、銅、鉛鋅礦、鉬礦礦床，主要有蓬家夼、黑嵐溝、郭家店、馬家瑤、發(fā)云夼金礦、福山王家莊銅鉛鋅礦、棲霞香夼鉛鋅銅礦、棲霞和尚莊銀礦、寨山夼銀礦、福山邢家山鉬鎢礦、牟平孔辛頭銅鉬礦、棲霞尚家莊鉬礦等多處礦點*山東省物化探勘查院，高曉豐、石占華、李土雄等，山東棲霞-蓬萊成礦區(qū)金銅多金屬礦調(diào)查評價重磁測量成果報告，2013年。。為進一步了解該區(qū)地層、構(gòu)造和中生代侵入巖體的分布，研究已知礦床地球物理特征，為下一步在成礦預(yù)測區(qū)圈定成礦遠景區(qū)，進行高精度重磁測量是十分必要的。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

測區(qū)以北隸屬華北板塊(Ⅰ)膠北地塊(Ⅱ)膠北隆起及拗陷區(qū)(Ⅲ)膠北隆起(Ⅳ)之膠北凸起(Ⅴ)和臧格莊凹陷(Ⅴ)及膠萊凹陷(Ⅳ)之桃村凹陷(Ⅴ)，以南為膠南造山帶(Ⅱ)膠南威海隆起區(qū)(Ⅲ)威海隆起(Ⅳ)之威海凸起(Ⅴ)。地層出露零星，巖漿巖發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜(圖1)。地層主要為新太古宙郭格莊組，古元古宙祿格莊組、張格莊組，新元古宙震旦紀豹山口組、輔子夼組、南莊組、香夼組，中生代鳳莊組、水南組、后夼組、八畝地組、林家莊組、紅土崖組。斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，主要有近EW向的西林-吳陽泉斷裂、NE向的棲霞斷裂，其他為派生的NE向及NNE向。巖漿巖較發(fā)育，以古元古代及中生代燕山期巖漿巖為主，巖漿巖類型以酸性為主，其次為基性斜長角閃巖。變質(zhì)巖以新太古代和古元古代為主。變質(zhì)巖主要分為弱片麻狀細中粒含石榴二長花崗巖、片麻狀細粒含黑云二長花崗巖、細粒含黑云花崗閃長質(zhì)片麻巖、中細粒變輝長巖等。

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

2 區(qū)域地球物理場特征

測區(qū)處在福山-萊西重力高異常區(qū)北部，郭家店重力低異常區(qū)的東部。重力場值由西南向東北逐步增高，引起上述重力場變化的主要原因為棲霞復(fù)背斜北翼高密度的古元古代變質(zhì)巖層由西南向東北逐漸增厚(圖2)。

圖2 棲霞—蓬萊地區(qū)區(qū)域重磁異常圖

測區(qū)位于膠東北部地區(qū)變化雜亂高值磁場之間的平緩區(qū)內(nèi)。對比地質(zhì)資料，主要是由于區(qū)內(nèi)廣泛分布的較低磁性變質(zhì)巖和中等磁性的侵入巖體所致。

3 資料解釋及地質(zhì)效果

3.1 高精度重磁資料的地質(zhì)效果

如圖3重力場值由西南向東北逐步增高，引起上述重力場變化的主要原因為棲霞復(fù)背斜北翼高密度的古元古代變質(zhì)巖層由西南向東北逐漸增厚。北東部重力高基本對應(yīng)古元古代粉子山群變質(zhì)巖地層，重力值向北東方向逐漸高，由此推測該區(qū)古元古代變質(zhì)巖由西向東逐漸增厚?；◢弾r體整體上西北、東南厚中間薄。受上述區(qū)域重力場影響，棲霞—蓬萊地區(qū)重力場表現(xiàn)為東北高，最高在測區(qū)東北角福山一帶，龍回頭—衣家莊一帶重力低值區(qū)，測區(qū)中部處于重力高與重力低之間，因此重力場可分為3部分：東部重力高值區(qū)、中部重力梯級帶及相對重力高分布區(qū)、西部重力低值區(qū)。

東部重力高值區(qū)：重力高值區(qū)位于測區(qū)東部，在吳陽泉斷裂以北地區(qū)布格異常等值線近SE向排列，該斷裂以南轉(zhuǎn)為NE走向，重力場由西向東逐步增高，吳陽泉以北重力梯級帶為古元古代混合花崗巖體向東延伸于古元古代變質(zhì)巖之下和古現(xiàn)斷裂帶的綜合反映。吳陽泉斷裂以南地段重力梯級帶走向轉(zhuǎn)為NE向，主要由于粉子山群與蓬萊群地層分界所致。

圖3 布格重力異常場分區(qū)示意圖

中部重力梯級帶及相對重力高分布區(qū)：位于測區(qū)中部，該區(qū)重力場表現(xiàn)為梯級帶及一定波動性，重力高、低等值線封閉圈較多，走向大多與該區(qū)梯級帶NE向一致，局部地段布格異常等值線發(fā)生同形扭曲、錯動。對比該區(qū)地質(zhì)情況，區(qū)內(nèi)地層分布較零星，主要分布新太古代膠東巖群、古元古代粉子山群、震旦紀蓬萊群、白堊紀萊陽群、白堊紀青山群、第四系和大小不等的侵入巖體。引起波動大的主要原因是新老地層交替分布，重力梯級帶主要由各巖層分界面所引起。

西部重力低值區(qū)：重力低值區(qū)位于測區(qū)西部，重力值較低。該區(qū)主要分布侏羅紀花崗巖體，巖性為二長花崗巖，密度值較低，但由于與圍巖密度差異不大，沒有引起明顯異常，測區(qū)西南角分布少量蓬萊群及膠東巖群地層，布格異常值相對較高。

測區(qū)位于膠東北部地區(qū)變化雜亂高值磁場之間的平緩區(qū)內(nèi)，對比地質(zhì)資料，主要是由于區(qū)內(nèi)廣泛分布的較低磁性變質(zhì)巖和中等磁性的侵入巖體所致。測區(qū)西南角寨里—留家和中部臧家莊一帶表現(xiàn)為磁力高的△T異常區(qū)，東南部高疃—東廳—門樓的區(qū)域內(nèi)，△T為負背景場，局部升高雜亂場；測區(qū)北部則為變化平緩的磁場區(qū)。根據(jù)上述區(qū)域磁場分析，磁場可分為4區(qū)(圖4)。

圖4 高精度磁測△T異常場分區(qū)示意圖

變化平緩的正磁場分布區(qū)(Ⅰ區(qū))：該區(qū)位于測區(qū)北部，其磁場特征表現(xiàn)為變化平緩的正磁場。對比地質(zhì)資料分析，該區(qū)主要分布中強磁性的花崗巖體、石英閃長玢巖、斜長角閃巖，其余為蓬萊群變質(zhì)巖層，磁性較弱。

變化較大的高值磁場區(qū)(Ⅱ區(qū))：該區(qū)位于測區(qū)西南角。磁場特征為變化較大的高值磁場，主要為正背景場上波動跳躍，在洛湯地附近表現(xiàn)為正負值跳動，該區(qū)主要出露中強磁性的花崗巖體、斜長角閃巖。二者皆為較強磁性巖石，是引起高值磁場的主要原因。

變化平緩的負磁場區(qū)(Ⅲ區(qū))：該區(qū)位于Ⅱ區(qū)以東，主要為幅值不大的平緩負磁場，區(qū)內(nèi)主要為弱磁性的頁巖、泥巖、泥質(zhì)板巖，加之第四系覆蓋，致使該區(qū)磁場呈低值反映。

正負磁場跳躍區(qū)(Ⅳ區(qū))：該區(qū)位于測區(qū)東南角，Ⅰ區(qū)以南，Ⅲ區(qū)以東。磁場特征主要為正負值跳躍，區(qū)內(nèi)主要為震旦系，粉子山群巨屯組、崗崳組地層，巖性變化較大，磁性參數(shù)變化不均勻，故在磁場上呈正負值跳躍反映。

3.2 已知斷裂的重磁場特征

(1)重力梯級帶：由斷層兩側(cè)地質(zhì)體密度差異而引起，如F3，F(xiàn)6斷裂(圖5)。

(2)局部重力異常等值線軸線方向發(fā)生變化，以變化處為中點的近似垂線或斜交線：這是由于斷裂兩側(cè)地質(zhì)體所受的應(yīng)力方向不同，致使原來同一性質(zhì)的地質(zhì)體在斷裂兩側(cè)水平方向上發(fā)生相對位移，如F11斷裂。

(3)重力異常等值線(同向彎曲或扭曲)部分的連線：主要由2種情況引起，第一是巖石破碎、使原巖密度降低；第二是斷裂兩側(cè)同一密度的地質(zhì)體在水平方向有相對位移，如F9，F(xiàn)5斷裂。

(4)近SN向的2種不同磁場特征的分界線或磁力梯級帶：具垂直或水平運動的斷層，當其兩側(cè)地層存在磁性差異時，導(dǎo)致斷層兩側(cè)具有不同的磁場特征，如F9，F(xiàn)22斷裂。

(5)△T等值線同向彎曲(或同向扭曲)部分的連線：這是因為斷裂破碎帶的產(chǎn)生導(dǎo)致了巖石磁矩的減小，使得△T值相對降低，如F9斷裂[1-4]。

圖5 已知斷裂構(gòu)造在重力場上特征圖

3.3 推斷斷裂及解釋

F10斷裂：該斷裂位于測區(qū)中部，走向近EW，貫穿整個測區(qū)，地質(zhì)上與已知西林-吳陽泉斷裂吻合良好。位于重力高和重力低之間的梯級帶、磁力高和磁力低之間的過渡帶，反映了斷裂帶的存在(圖6)。

圖6 推斷構(gòu)造示意圖

F13斷裂：該斷裂位于測區(qū)中東部，走向NW；西北端分別與F5，F(xiàn)14斜交；中北部被F17，F(xiàn)12錯斷。在布格重力異常圖上，斷裂西北段處在重力梯級帶上，東南段兩側(cè)異常特征不同。

F17斷裂：該斷裂位于測區(qū)中東部，走向NE，該斷裂中部錯斷F13斷裂。在布格重力異常圖上該斷裂處在NE向梯級帶上。

F18斷裂：該斷裂位于測區(qū)西南部，走向近EW，最西端與F21斜交，在西姜格莊處被F20錯斷，自此向東分別相較于F19，F(xiàn)16，F(xiàn)15斷裂。在布格重力異常圖上斷裂，處在北部重力低到南部重力高之間的梯級帶上。

4 成礦遠景預(yù)測

有色金屬礦床、礦點和礦化點在測區(qū)內(nèi)廣泛分布，多受一定層位的碳酸鹽巖控制，粉子山群是該區(qū)厚度最大的碳酸鹽巖層。該區(qū)巖漿巖以侵入巖為主，多為中生代中酸性侵入體，其中石英閃長玢巖、閃長巖和花崗斑巖為有色金屬礦床的成礦母巖。EW向和NE向斷裂構(gòu)造發(fā)育，對金、銅等有色金屬礦產(chǎn)的控制作用十分明顯，近EW向構(gòu)造為輔助性控礦，NE向構(gòu)造為主導(dǎo)性控礦構(gòu)造。成礦有利地段多為斷裂發(fā)育、侵入巖與老地層接觸帶附近。這些地質(zhì)特征在地球物理場上多表現(xiàn)一定的密度及磁性差異，在重力場上多表現(xiàn)為重力等值線發(fā)生同向扭曲及重力梯級帶，磁場特征一般為串珠狀異常以及一些低磁異常。

4.1 已知礦床地球物理特征

西林金礦屬中低溫潛火山熱液裂隙充填蝕變巖型金礦，位于西林斷裂帶內(nèi)，由于斷裂帶的多期活動，部分地段在控制礦體生成的同時亦對礦體造成一定破壞。為區(qū)域性控礦斷裂，其偏轉(zhuǎn)部位及與NE向、近SN向斷裂交會部位，應(yīng)是成礦有利部位。區(qū)內(nèi)出露地層較為簡單，出露有古元古代荊山群、中生代萊陽群及第四系。礦石類型為含金、銅-多金屬硫化物型金礦石。礦田主要受近EW向的西林斷裂帶控制，斷裂帶以北為新太古代和古元古代地層，斷裂帶南部為中生代白堊紀地層。礦田重力場反應(yīng)為正負異常之間梯級帶；磁場△T平面圖表現(xiàn)為兩側(cè)磁場特征不同，礦田處于正負磁異常的過渡部位(圖7)。

圖7 西林重磁異常平面圖

香夼鉛(鋅)多金屬硫化物礦床賦存于藏家莊斷陷盆地南緣，淺成—超淺成花崗閃長斑巖與蓬萊群香夼組灰?guī)r的接觸部位。區(qū)內(nèi)出露有新太古代膠東巖群、古元古代荊山群、粉子山群，以新元古代蓬萊群，中生代萊陽群、青山群、王氏群及新生代第四紀地層較發(fā)育。礦區(qū)近礦圍巖蝕變有接觸交代、熱液交代蝕變，與成礦關(guān)系密切。由礦田地質(zhì)特征知，該區(qū)褶皺及斷裂構(gòu)造均較發(fā)育，主要有近EW向的復(fù)式褶皺和白洋河向斜，EW向和NNE向及NW向斷裂。礦田重力場反應(yīng)為正負異常之間梯級帶；磁場△T平面圖表現(xiàn)為平緩的低值區(qū)，由物性資料知，礦石磁性微弱，故反映低磁異常(圖8)。

圖8 香夼重磁異常平面圖

王家莊銅(鋅)礦田屬熱液交代型礦床，位于吳陽泉斷裂上盤(南側(cè))，礦床分布在該斷裂附近次一級近EW向垂張斷裂構(gòu)造內(nèi)，礦體多產(chǎn)于崗崳組和巨屯組大理巖層內(nèi)，成礦熱液沿深大構(gòu)造上升至近地表充填交代大理巖體，礦石類型為大理巖型和閃長巖型。由礦田地質(zhì)特征知，礦田受構(gòu)造和深部巖體控制。深部巖體屬低密度，中等磁性，礦田重力場反映為同向彎曲的低值異常，礦田北側(cè)為吳陽泉斷裂，重力場表現(xiàn)為梯級帶，說明礦床受該斷裂構(gòu)造控制。磁場表現(xiàn)為平緩的低值區(qū)，由物性資料知，礦石磁性微弱，深部巖體因受蓋層影響，故反映為低磁異常(圖9)。

圖9 王家莊重磁異常平面圖

4.2 成礦遠景區(qū)的劃分

根據(jù)遠景區(qū)劃分原則，結(jié)合已知礦床地球物理特征，全區(qū)共劃分7個成礦遠景區(qū)，其中Ⅰ級成礦遠景區(qū)3個，Ⅱ級成礦遠景區(qū)2個，Ⅲ級遠景成礦區(qū)2個。Ⅰ級成礦遠景區(qū)(ⅠAu-1)內(nèi)出露有磁山花崗巖體和蓬萊群，粉子山群變質(zhì)巖，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，侵入巖為侏羅紀花崗閃長巖，該區(qū)中心位于巖體與變質(zhì)巖接觸帶附近，成礦地質(zhì)條件較好，接觸帶內(nèi)外礦化蝕變現(xiàn)象較多；重力場特征同西林金礦找礦模型類似，處于重力梯級帶；磁場表現(xiàn)為變化平緩的高值磁場特征。Ⅰ級成礦遠景區(qū)(ⅠAu-2)區(qū)內(nèi)出露有侏羅紀二長花崗巖體和白堊紀萊陽群、青山群，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以SN向F23，F(xiàn)2斷裂為主，該區(qū)中心位于巖體與白堊紀地層接觸帶附近，成礦地質(zhì)條件較好。重力場表現(xiàn)為2個半封閉的布格低異常之間的梯級帶；該遠景區(qū)西側(cè)磁異常形態(tài)規(guī)則，東側(cè)表現(xiàn)為高值跳躍區(qū)。Ⅰ級成礦遠景區(qū)(ⅠAu-3)區(qū)內(nèi)分布荊山群地層和新太古代地層，出露巖性為片麻巖，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以NE向構(gòu)造為主，NE向、NNW向斷裂相互切割，巖漿巖為古元古代燕子夼二長花崗巖體；布格重力表現(xiàn)為相對重力高，其梯級帶附近為成礦有利部位，已知的西林金礦即表現(xiàn)為這種重力場特征(圖10)。

圖10 圈定成礦遠景區(qū)示意圖

Ⅱ級成礦遠景區(qū)(ⅡAu，Cu-1)主要出露粉子山群崗崳組和巨屯組，洋虎山有石英閃長玢巖大面積出露，東側(cè)東留公花崗巖體小部出露。已知的王家莊銅鋅礦位于遠景區(qū)的中北部，洋虎山石英閃長玢巖體接觸帶附近存在多處礦化、蝕變現(xiàn)象；布格重力異常為相對低值及梯級帶，磁場為低緩的負異常。成礦遠景區(qū)(Ⅱ多-2)主要出露白堊紀青山群地層，巖性為安山質(zhì)泥灰?guī)r，侵入巖為白堊紀水夼單元花崗閃長斑巖巖體。區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為NEE向F18斷裂及NW向F19斷裂，已知的香夼大型銅鉛鋅礦在區(qū)內(nèi)。成礦遠景區(qū)(Ⅲ多-1)區(qū)主要為蓬萊群地層，西北部少量第四系覆蓋，巖性為2條近SN走向的輝綠巖脈。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，NE向F16、近SN向的F15及NEE向F18斷裂在區(qū)內(nèi)交錯；布格重力異常等值線表現(xiàn)為重力梯級帶，重力場特征與香夼鉛鋅礦吻合；磁場為低值區(qū)。成礦遠景區(qū)(Ⅲ多-2)主要為震旦紀、白堊紀地層，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，近SN向F22、NE向的F21及NW向F20斷裂在區(qū)內(nèi)交錯；其重磁場特征同南橋Ⅲ級成礦遠景區(qū)。

5 結(jié)論

(1)高精度重力測量在測區(qū)對老、中、新地層反映明顯，表現(xiàn)出較好的對應(yīng)關(guān)系,布格重力異常場自東向西依次為高、中、低3個場區(qū)，分別對應(yīng)于古元古代粉子山群、新太古代膠東巖群、侏羅紀花崗巖3個地層。

(2)已知斷裂在重磁場上的特征反映明顯，根據(jù)已知斷裂在重磁場上的特征推斷出F10，F(xiàn)13，F(xiàn)17，F(xiàn)18等斷裂構(gòu)造帶。其中NE向斷裂10條、NW向斷裂4條、近EW向斷裂3條、近SN向斷裂7條，這些斷裂的發(fā)現(xiàn)，對該區(qū)的構(gòu)造格局有了新的認識，為成礦預(yù)測提供了依據(jù)。

(3)已知的西林金礦、香夼鉛(鋅)礦、王家莊銅(鋅)礦在重磁場的特征反映明顯，根據(jù)已知礦床的重磁特征，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)進行了成礦預(yù)測，共圈出Ⅰ級成礦遠景區(qū)3處、Ⅱ級成礦遠景區(qū)2處、Ⅲ級成礦遠景區(qū)2處，為該區(qū)下一步的金銅多金屬成礦預(yù)測提供一定的指導(dǎo)意義。

[1] 孔慶友，張?zhí)斓?，于學(xué)峰，等.山東礦床[M].濟南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

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Application Effect of High-precision Gravity and Magnetic Measurements with the Scale of 1∶50000 in Qixia-Penglai Bronze Polymetallic Metallogenic Predication Area

WANG Kai1, MENG Qingwang2, GAO Xiaofeng2, CAO Yayang2, LIU Yingpeng2

(1. Shandong Geophysical and Geochemical Exploration Institute, Shandong Jinan 250013, China; 2. Zouping Bureau of Land and Resources, Shandong Zouping 256200, China )

In this paper, application effects of high-precision gravity and magnetic measurements with the scale of 1∶50000 in Qixia-Penglai bronze polymetallic metallogenic prediction area have been introduced. High-precision gravity measurements can refeclt old, medium and new strata obviously, and show a good correlation relationship. According to this precision gravity and magnetic data, structures in survey area and the distribution of Mesozoic intrusions have been concluded, and mineralization prospect has been delineated. It is showed that precision gravity and magnetic measurements has a good geological prospecting effect in ore-forming predication area. It will provide a good basis for prospecting work in the future.

High-precision gravity and magnetic measurements; metallogenic prospect; Qixia-Penglai bronze polymetallic metallogenic predication area

P631.2

：B

2013-07-12；

：2013-08-29；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

王凱(1979—)，男，山東鄒平人，工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)管理工作；E-mail：zpgtkg@126.com。