激電中梯測量在莒南金礦找礦中的應(yīng)用

梅西華，王士黨，孫立鵬，楊　沖（山東泰山地質(zhì)勘查公司，山東泰安 271000）

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激電中梯測量在莒南金礦找礦中的應(yīng)用

梅西華，王士黨，孫立鵬，楊沖
（山東泰山地質(zhì)勘查公司，山東泰安 271000）

山東省莒南縣東書院金礦是膠南隆起上曾開采過的小型金礦床，金礦石類型為黃鐵絹英巖化碎裂巖型，礦床工業(yè)類型為中低溫?zé)嵋簬r漿型礦床。采用激電中梯測量與鉆探資料結(jié)合，共圈定金礦體3個。其中，AuⅠ礦體為礦區(qū)主體，金品位（2.64～4.28）×10-6，平均品位3.46×10-6。

東書院金礦；激電中梯；礦體特征；莒南

引文格式：梅西華，王士黨，孫立鵬，等.激電中梯測量在莒南金礦找礦中的應(yīng)用［J］.山東國土資源，2016，32（5）：68 74.MEI Xihua，WANG Shidang，SUN Lipeng，etc.Application of Induced Polarization Gradien Array Measurement in Gold Prospecting Junan Gold Deposit［J］.Shandong Land and Resources，2016，32（5）：68-74.

1　地質(zhì)概況

東書院金礦床屬于膠南隆起上的蝕變巖型金礦床（圖1），其在構(gòu)造控礦、圍巖蝕變和礦體穩(wěn)定性等方面與“焦家式”金礦床有許多相似之處，但在地層、巖漿巖等方面確有顯著區(qū)別［1］。礦區(qū)含金礦源層為元古代膠南群變質(zhì)巖，其原巖為一套成分復(fù)雜的碎屑巖和碳酸鹽巖［2］。

1.1大地構(gòu)造背景

東書院位于沂沭斷裂帶的主干斷裂昌邑-大店斷裂的東側(cè)。大地構(gòu)造屬于秦嶺-大別-蘇魯造山帶（Ⅰ）膠南-威海隆起區(qū)（Ⅱ）、膠萊盆地東部（Ⅲ）、五蓮-莒南斷陷（Ⅳ）、莒南凹陷（Ⅴ）東南緣，南與洙邊凸起（Ⅴ）接壤［3］。

1.2地層

該區(qū)出露的地層主要有元古代膠南群，巖性為鉀長石片麻巖、鉀長淺粒巖、混合巖等［1］，以及中生代白堊紀(jì)青山群八畝地組、石前莊組、方戈莊組，王氏群林家莊組、辛格莊組、紅土崖組和新生代第四系山前組、黑土湖組、臨沂組、沂河組。

1.3構(gòu)造

區(qū)域斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，以NE向斷裂構(gòu)造為主，近EW向斷裂構(gòu)造次之，NE向斷裂性質(zhì)以壓扭性為主，傾角一般55°～85°。斷裂規(guī)模巨大，次級斷裂較發(fā)育，帶內(nèi)巖石破碎。

NE向斷裂構(gòu)造主要有穿過東書院相家溝-洙邊斷裂、王祥-上澗斷裂、東高家莊-后凈埠斷裂、黑林-演馬斷裂等。

近EW向斷裂構(gòu)造主要為F1～F10斷裂，其中F4～F10斷裂帶控制了中生界地層的分布，F(xiàn)1與F2，F(xiàn)3為一組近于平行的斷裂帶，走向近EW，傾向N，傾角50°～87°。

1.4巖漿巖

區(qū)域巖漿巖廣為發(fā)育，包括新元古代南華紀(jì)榮成序列、月季山序列、鐵山序列，以及中生代三疊紀(jì)柳林莊序列、白堊紀(jì)埠柳序列、偉德山序列、大店序列、嶗山序列。南華紀(jì)巖性以黑云角閃石英片麻巖為主，巖石灰紅色，糜棱結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。中生代巖性以早白堊世的中粗粒二長花崗巖，巖石淺灰白色，似斑狀結(jié)構(gòu)、粗中粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；其次有白堊紀(jì)角閃正長巖、石英正長巖等。

與礦體關(guān)系密切的是東書院斷層內(nèi)賦存的閃長玢巖巖脈，斑狀、似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。蝕變強(qiáng)烈，常與礦體相伴生，破碎角礫巖間常有黃體礦、方鉛礦、閃鋅礦等金屬硫化物充填，有時其本身就是礦體的一部分［1］。

圖1　東書院金礦區(qū)域地質(zhì)略圖

2　礦區(qū)地質(zhì)

2.1圍巖蝕變

金礦圍巖蝕變主要為黃鐵礦化、絹英巖化、硅化、方鉛礦化、閃鋅礦化。金礦化與黃鐵礦化、絹英巖化及鉀化關(guān)系密切。研究區(qū)蝕變礦化嚴(yán)格受NE向構(gòu)造控制。東黃埝、馬家峪、后古城、東書院等金礦點(diǎn)均在NE向的相家溝-洙邊斷裂構(gòu)造的次級斷裂帶上，顯示出該帶有較好的找礦前景。

2.2礦體特征

該次研究圈出了3個金礦體，金礦體編號分別為AuⅠ，AuⅡ，AuⅢ，金礦體形態(tài)呈脈狀、透鏡狀。其中AuⅠ號礦體規(guī)模最大，現(xiàn)已閉坑，AuⅡ，AuⅢ均為新發(fā)現(xiàn)礦化體。

AuⅠ號礦體為礦區(qū)主礦體，呈脈狀，工程控制礦體走向長約535 m，沿傾向延深292.50 m。寬1.00～3.20 m，平均真厚度1.25 m?？傮w走向40°左右，礦體傾向NW，地表傾角76°左右，向深部變陡為83°。礦體具膨脹狹縮現(xiàn)象，礦體連續(xù)性好。

AuⅡ號礦體位于AuⅠ號礦體西側(cè)105 m處，礦體呈細(xì)脈狀，透鏡狀，工程控制礦體走向長約263 m，延深40 m。礦體總體走向45°，礦體傾向NW，傾角80°～85°。平均真厚度0.66 m，礦體連續(xù)性好。

AuⅢ號礦體位于AuⅠ號礦體東側(cè)77 m處，呈脈狀。工程控制礦體走向長約40 m，延深40 m，地表出露長約160 m，平均真厚度0.94 m?？傮w走向58°，傾向SE，傾角75°～83°，沿NE向延伸入書院水庫。礦體具尖滅再現(xiàn)、膨脹狹縮現(xiàn)象。

2.3礦石特征

礦石礦物主要為自然金、自然銀、黃鐵礦、褐鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等。脈石礦物主要有石英、絹云母、斜長石、鉀長石、綠泥石、方解石、黑云母等。

礦石結(jié)構(gòu)：以碎裂結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)為主，其次為包裹結(jié)構(gòu)。

碎裂結(jié)構(gòu)：黃鐵礦受應(yīng)力作用產(chǎn)生裂紋，或破碎成棱角狀碎塊。

交代殘余結(jié)構(gòu)：氧化礦石中黃鐵礦被褐鐵礦交代不完全、黃鐵礦呈殘余狀存于褐鐵礦中。

礦石構(gòu)造：礦石以浸染狀、蜂窩狀構(gòu)造為主，次有斑點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀等構(gòu)造。

浸染狀構(gòu)造：黃鐵礦等礦石礦物在礦石中呈浸染狀分布。

蜂窩狀構(gòu)造：氧化礦石中黃鐵礦等硫化物被氧化淋濾后的礦石構(gòu)造。

3個礦體中礦石類型差別不大，都為黃鐵礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化、絹英巖化碎裂巖。其頂?shù)装鍑鷰r均為中細(xì)粒黑云二長花崗質(zhì)片麻巖。但是AuⅠ號礦體中礦石為礦石金品位ω（Au）（2.64～4.28）× 10-6，平均品位ω（Au）3.46×10-6，伴生銀品位ω（Ag）（35.67～43.70）×10-6、鉛品位ω（Pb）0.36%～0.96%。而AuⅡ號礦體金品位ω（Au）（1.41～4.35）×10-6，平均品位ω（Au）2.24×10-6，金品位變化系數(shù)為72.18%。伴生銀品位ω（Ag）（5.67～10.00）× 10-6、鉛品位ω（Pb）0.26%～0.48%。AuⅢ號礦體中金品位ω（Au）（1.14～1.64）×10-6，平均品位ω（Au）1.39×10-6，金品位變化系數(shù)為25.44%。伴生銀品位ω（Ag）（6.97～6.24）×10-6，鉛品位ω（Pb）0.19%～0.27%。

對比發(fā)現(xiàn)，AuⅠ礦體相比AuⅡ礦體和AuⅢ礦體較為富金、銀、鉛。AuⅡ礦體金品位極差最大，為2.94。3個礦體鉛品位差距較小，而伴生銀品位以AuⅠ礦體最富，而AuⅡ礦體和AuⅢ礦體差別不大。

3　激電中梯異常特征

電法勘探是根據(jù)地殼中不同巖層之間、巖石與礦石之間存在的電磁性質(zhì)差異，通過觀察電場和磁場分布，來研究地質(zhì)構(gòu)造、尋找有用礦產(chǎn)資源等地質(zhì)問題的一種地球物理勘探方法［4］。當(dāng)?shù)V化體與圍巖有較大電性差異時，采用激發(fā)極化法中梯裝置尋找金屬礦化體的依據(jù)是充分的［5］。利用激電中梯方法在對內(nèi)蒙古牛耳河測區(qū)物探綜合異常推斷解釋研究中取得了良好的效果［6］。

該次激電中梯測量工作分為王家莊子村及東書院村2個地段，王家莊子村地段位于研究區(qū)北部F16構(gòu)造蝕變帶處，測線方位150°；東書院村地段位于西楊家圈—中書院—崖子一帶，測線方位110°。完成測量面積15.27 km2，激電測深點(diǎn)32個。

3.1激電異常圈定

礦區(qū)各類巖（礦）石之間存在明顯的電阻率、極化率差異，經(jīng)現(xiàn)場測試含金礦的絹英巖化碎裂巖具有低阻高極化的電性特征，含金石英脈具有高阻高極化的電性特征，而黑云二長花崗質(zhì)片麻巖、石英二長巖等圍巖一般表現(xiàn)低極化率的特征（表1）。區(qū)內(nèi)出露的各種巖石在正常情況下極化率均較低，除絹英巖化碎裂巖、含金石英脈極化率高于2.5%外，其余各巖性極化率均在2.5%以下。因此研究區(qū)具備地球物理找礦的條件。

表1　巖（礦）石電性參數(shù)參數(shù)①

①山東泰山地質(zhì)勘查公司，梅西華等，山東省莒南縣東書院地區(qū)金礦普查報告，2014年。

（1）異常下限的確定。結(jié)合該測區(qū)的區(qū)域場特征，異常下限的確定公式如下：

式中：ε為實(shí)測均方誤差。

（2）激電異常的圈定。異常的圈定原則：異常具有一定的規(guī)模且連續(xù)性較好，ηa等值線在相鄰2～3條測線上均有異常，且每條測線上有連續(xù)2～3個點(diǎn)的ηa值大于異常下限，同時結(jié)合ρa(bǔ)等值線梯度變化規(guī)律進(jìn)行分析。

異常研究工作中，激電測深異常明顯，特征點(diǎn)較清晰。根據(jù)該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造條件，結(jié)合已知礦床地質(zhì)條件和以往工作經(jīng)驗(yàn)，成礦的有利地段所呈現(xiàn)的地球物理特征一般為低阻高極化率。

3.2激電異常的推斷與解釋

根據(jù)激電異常的圈定原則，結(jié)合該地區(qū)極化率背景，王家莊子村地段確定其異常下限為2.6%；東書院村地段確定其異常下限為2.4%。將連續(xù)2條測線以上，每條測線連續(xù)2個點(diǎn)以上，視極化率值大于異常下限區(qū)域圈定為激電異常，共圈定激電異常8處，編號分別為DJH1，DJH2，DJH3，DJH4，DJH5，DJH6，DJH7，DJH8；其中DJH1，DJH2激電異常位于王家莊子村地段，其余激電異常分布于東書院村地段。

（1）DJH3異常。DJH3位于西楊家圈村北東，以2.4%的視極化率等值線圈定，呈條帶狀，走向30°，長約596 m，寬約318 m，視極化率最大值為3.04%（圖2），屬于低緩異常，視電阻率表現(xiàn)為相對高阻特征，ρa(bǔ)一般在2 000～3 900 Ω·m左右（圖3）。經(jīng)地表檢查異常處在黑云二長花崗質(zhì)片麻巖與黑云角閃石英二長閃長質(zhì)片麻巖接觸部位。

（2）DJH4異常。DJH4位于中書院村北東向1 680 m處，以2.4%的視極化率等值線圈定，總體呈長條狀，走向約23°，長約680 m，寬96 m，視極化率峰值2.9%（圖2），屬于低緩異常，視電阻率表現(xiàn)為相對高阻特征，ρa(bǔ)一般在1 100～2 000 Ω·m左右（圖3）。經(jīng)地表檢查異常處在黑云二長花崗質(zhì)片麻巖與黑云角閃石英二長質(zhì)片麻巖接觸部位，異常處于F24，F(xiàn)25構(gòu)造破碎帶附近，異常由構(gòu)造蝕變帶、巖體或硫化物局部相對富集引起的。

（3）DJH5異常。DJH-5異常位于中書院村北東向840 m處，以2.4%的視極化率等值線圈定，呈長條狀，走向20°左右，長約390 m，寬130 m。視極化率峰值2.77%（圖2），屬于低緩異常，視電阻率表現(xiàn)為相對高阻特征，ρa(bǔ)一般在1 500～2 000 Ω·m左右（圖3）。經(jīng)地表檢查異常處在黑云二長花崗質(zhì)片麻巖與中生代巖體二長花崗巖、石英正長巖接觸部位，并伴隨正長巖及花崗斑巖脈侵入，異常處于F22構(gòu)造破碎帶東邊部，異常由構(gòu)造蝕變帶、巖體或硫化物局部相對富集引起的。

（4）DJH6異常。DJH6位于中書院村東450 m處，以2.4%的視極化率等值線圈定，呈帶狀分布，走向55°。異常長約790 m，寬85～370 m。視極化率峰值3.04%（圖2），視電阻率表現(xiàn)為相對高阻特征，ρa(bǔ)一般在1 100～2 000 Ω·m左右（圖3）。經(jīng)地表檢查異常處在黑云二長花崗質(zhì)片麻巖與中生代巖體二長花崗巖、石英正長巖接觸部位，并有花崗斑巖脈侵入，異常處于F23，F(xiàn)24構(gòu)造破碎帶南端、F22斷裂的東側(cè)。異常由構(gòu)造蝕變帶、巖體或硫化物局部相對富集引起的。

圖2　東書院村地段激電中梯ηa平面等值線圖

（5）DJH7異常。DJH7位于東書院村南，以2.4%的視極化率等值線圈定，呈不規(guī)則狀，長約2 000m，視極化率峰值3.37%（圖2），視電阻率表現(xiàn)為相對高阻特征，ρa(bǔ)一般在15 00～3 90 0Ω·m左右（圖3）。異常與F27，F(xiàn)28，F(xiàn)29，F(xiàn)30，F(xiàn)31等斷裂對應(yīng)。地表出露的巖性主要中細(xì)粒黑云二長花崗質(zhì)片麻巖及中生代閃長玢巖。F28，F(xiàn)29，F(xiàn)30，F(xiàn)31斷裂上施工了11條探槽，在F28施工的TC004，TC013，F(xiàn)29施工的TC005，F(xiàn)31施工的TC007，TC009等5個探槽均達(dá)到了邊界品位以上，金品位在ω（Au）（1.14～4.35）×10-6；3條探槽達(dá)到了礦化品位，金含在ω（Au）（0.26～0.90）×10-6。此4條斷裂均為金礦（化）體賦存斷裂。該激電異常為金礦（化）體及其他硫化物綜合引起，是東書院金礦（化）體賦存異常。

東書院3個金礦體及1個金礦化體位于DJH7異常帶內(nèi)及邊部，且這3個金礦體及1個金礦化體基本平行密集產(chǎn)出，為了解金礦（化）體深部狀況，布設(shè)了激電測深剖面（圖4），測深點(diǎn)10個，點(diǎn)距30 m。從電測深斷面圖3可以看出，測深180號點(diǎn)AB/2=10以上及AB/2=150-AB/2=280區(qū)段，極化率表現(xiàn)高值異常，ηa＞1.6%，極化體為薄板狀，近直立，為高極化低電阻率特征，應(yīng)為含硫化物的碎裂巖引起，東盤電阻率較高，應(yīng)為中生代脈巖的特征。

圖3　東書院村地段激電中梯ρa(bǔ)平面等值線圖

圖4　東書院金礦區(qū)第Ⅰ0勘探線綜合剖面示意圖

在激化體的中部出現(xiàn)NW向的高極化體，經(jīng)地表檢查異常處發(fā)育多條NW、NE向脈巖，為了研究該高極化體的深部特征，在異常的極值部位NNW向布置激電測深剖面（圖5），測深點(diǎn)13個，點(diǎn)距50 m。從電測深斷面圖4可以看出，從AB/2=120開始出現(xiàn)ηa＞1.7%視極化率異常，至AB/2=500，異常極大值ηa=2.2%。異常中心為測深250點(diǎn)。由視電阻率擬斷面圖可知，該剖面北部為較高的視電阻率，視電阻率大于20 050 Ω·m之間，該剖面南部視電阻率相對較低。該異常是由低阻高極化的地質(zhì)體引起，極化體近直立，稍向NW傾斜，傾角80°左右。

（6）DJH8異常。DJH9位于環(huán)河崖村西，以2.4%的視極化率等值線圈定，呈NE向不規(guī)則狀展布，長約650 m，寬約440 m，視極化率峰值3.2%（圖2）。視電阻率表現(xiàn)為相對高阻特征，ρa(bǔ)一般在2 300～3 900 Ω·m左右（圖3）。經(jīng)檢查出露巖性為中粗粒含黑云二長花崗質(zhì)片麻巖，并發(fā)育多條輝綠玢巖脈。

（7）DJH1異常。DJH1異常位于王家莊子村地段，以2.7%的視極化率等值線圈定，呈帶狀分布，走向NEE，異常長約500 m，寬約140 m，呈橢圓狀，視極化率峰值3.1%（圖6），該異常視電阻率表現(xiàn)具有高阻特征（圖7）。處于F16構(gòu)造碎裂巖帶東段，斷裂呈NEE向，沿斷裂多見民采重晶石采坑。經(jīng)對激電異常進(jìn)行探槽驗(yàn)證，揭露圈定了PbⅠ礦體，礦石為含鉛鋅的重晶石化硅化碎裂巖，該異常主要由NE向F16構(gòu)造破碎帶中的PbⅠ礦體引起。

（8）DJH2異常。DJH2異常位于王家莊子村地段，以2.65%的視極化率等值線圈定，呈不規(guī)則狀，走向NEE，長約430 m，寬約360 m，異常西北未封閉。視極化率峰值3.1%（圖6），該異常處視電阻率表現(xiàn)為低阻特征（圖7）。異常處于F8構(gòu)造蝕變帶西南部，與地表構(gòu)造蝕變帶走向一致，與地表出露礦脈位置大致重合，近直立。經(jīng)對激電異常進(jìn)行探槽驗(yàn)證，見到重晶石化的鉛鋅礦體，該異常與DJH1同位于F16構(gòu)造蝕變帶上，由F16構(gòu)造破碎帶中的PbⅠ礦體引起。

圖5　東書院金礦區(qū)2-2線綜合剖面示意圖

圖6　王家莊子村地段激電中梯ηa平面等值線圖

圖7　王家莊子村地段激電中梯ρa(bǔ)平面等值線圖

為研究DJH2號異常帶，在其高極化率中心沿北西方向布置了激電測深剖面（圖8），測深點(diǎn)9個，點(diǎn)距30 m。根據(jù)視極化率擬斷面圖可知，從AB/2= 28開始出現(xiàn)ηa＞1.8%的視極化率異常，異常中心為測深120點(diǎn)，與DJH1異常的平面特征較吻合，在AB/2=65-100處有ηa=2.6%的極值出現(xiàn)，再向下至AB/2=200視極化率異常變小封閉；由視電阻率擬斷面圖可知，該剖面北部為較高的視電阻率，視電阻率大于1 200 Ω·m，該剖面南部視電阻率相對較低，與DJH1異常的所處的視電阻率平面特征較吻合。該異常帶是由重晶石化碎裂巖中的硫化物局部相對富集引起的，DJH1激電異常帶距南部地表出露礦脈平面距離約為50～70 m，經(jīng)探槽揭露Pb1鉛礦體傾向NW，傾角70°左右。

綜上所述：通過該次激電中梯測量工作，大致查明了東書院地區(qū)電阻率及極化率電性特征，圈定了8處激電異常，極化體多與地表斷裂對應(yīng)，均具一定的找礦價值。

圖8　東書院金礦區(qū)第Ⅱ0勘探線綜合剖面示意圖

4　結(jié)論

通過野外勘探以及1∶1萬激電中梯測量，圈定了AuⅠ，AⅡ，AuⅢ共計3個金礦體，并得到了如下認(rèn)識：

金礦石類型均為黃鐵絹英巖化碎裂巖，其中AuⅠ號礦體為礦區(qū)主體礦體，金品位及伴生銀品位相比與AuⅡ、AuⅢ號礦體的品位更高。為金礦資源開采圈定了比較理想的靶區(qū)。

通過該次激電中梯測量工作，圈定了8處激電異常，并將極化體與地表實(shí)際斷裂相對應(yīng)，并為進(jìn)一步查明幾乎體深部狀況，在所圈定激電異常區(qū)開展了3條激電測深剖面，其中的DJH1，DJH2，DJH7等激電異?？勺鳛檎业V重點(diǎn)靶區(qū)。

［1］ 趙先平，衣德學(xué).東書院金礦地質(zhì)特征及礦床成因初探［J］.山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報，1994，8（4）：68-72.

［2］ 邱德同.山東莒南金礦化帶的地質(zhì)和地球化學(xué)特征［J］.地質(zhì)與勘探，1989，（11）：12-17.

［3］ 張增奇，劉書才.山東省地層侵入巖構(gòu)造單元劃分對比意見［J］.山東國土資源，2014，30（3）：1-23.

［4］ 李金誠.激電中梯方法在海南乙通銅鉬礦勘查中的應(yīng)用研究［D］.北京：中國地質(zhì)大學(xué)，20-13.

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Application of Induced Polarization Gradien Array Measurement in Gold Prospecting Junan Gold Deposit

MEI Xihua，WANG Shidang，SUN Lipeng，YANG Chong
（Shandong Taishan Geological Surveying Company，Shandong Tai'an 271000，China）

Dongshuyuan gold deposit in Junan county of Shandong province is a small-sized deposit with industrial value in Jiaonan uplift.The gold ore type was beresitization cataclastic rock，and commercial type of mineral deposit was medium-low temperature hydrothermal magmatic deposit.By using induced polarization gradien array measurement，combining with drilling data，three gold ore bodies have been circled.Among them，the AuⅠore body is the main body in the mining area.Its gold grade is（2.64～4.28）×10-6，and average grade is 3.46×10-6.

Induced polarization gradien array measurement；orebody characteristics；Dongshuyuan gold deposit

P631.3

B

2015-08-05；

2015-09-15；編輯：曹麗麗

梅西華（1978—），男，山東菏澤人，工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作；Email：53026933@qq.com