山東省萊州市招賢金礦區(qū)礦體特征與找礦前景

祝德成，張文，王英鵬，田京祥，劉漢棟，侯建華,高華麗

(1.山東省地質(zhì)調(diào)查院，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250013)

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，山東省多個(gè)地勘部門在焦家金礦帶開展了大量金礦深部找礦工作，并取得重大突破[1-8]，相繼發(fā)現(xiàn)了寺莊礦區(qū)深部大型金礦床(42t)[9]、焦家礦區(qū)深部特大型金礦床(105t)[10]、朱郭李家礦區(qū)深部特大型金礦床(126t)[11]、紗嶺礦區(qū)特大型金礦床(373t)[12]等多處大型、特大型金礦。累計(jì)探明金資源儲量超過1200t。

2015年，山東省地質(zhì)調(diào)查院通過實(shí)施中國地質(zhì)調(diào)查局下達(dá)的“山東省萊州-招遠(yuǎn)金礦整裝勘查區(qū)內(nèi)開展深部遠(yuǎn)景調(diào)查”項(xiàng)目，提出了招賢地區(qū)作為焦家?guī)畈空业V的重要遠(yuǎn)景區(qū)，并實(shí)施了鉆探驗(yàn)證，在焦家成礦帶深部的-1260m～-2170m標(biāo)高范圍內(nèi)取得重大找礦突破，提交金礦(333+334？)金金屬量105.308t，另有333(低)+334？(低)金金屬量48.433t①山東省地質(zhì)調(diào)查院,山東省萊州市招賢地區(qū)金礦普查報(bào)告,2017年。。

招賢金礦區(qū)是目前國內(nèi)平均勘查深度最大的礦區(qū)，深入剖析該大型金礦的找礦過程及深部礦體地質(zhì)特征，對于推動膠東深部找礦示范區(qū)建設(shè)、提升我國深部礦產(chǎn)資源探測技術(shù)水平具有重要的指導(dǎo)意義，對落實(shí)習(xí)近平總書記“向地球深部進(jìn)軍”號召具有重要的示范作用。

1 成礦地質(zhì)背景

焦家斷裂北起黃山館，向南經(jīng)新城、焦家，至平里店，總長27km，寬80～500m。走向總體呈NNE向，但變化較大：從寺莊村沿NNE—NE走向延伸至高家莊子，過辛莊后拐向NEE向(75°左右)至水盤，從水盤沿25°方向進(jìn)入龍口市境內(nèi)；寺莊以南以170°走向延至徐村院村南[13]。

萊州招賢礦區(qū)位于焦家斷裂帶的中段西部，地表距焦家斷裂帶最近處約1.5km(圖1)。

1—沖積層、殘坡積層；2—海積層；3—五圖群朱壁店組；4—回龍夼單元；5—上莊單元；6—崔召單元；7—欒家寨單元；8—金礦體；9—蝕變帶；10—金礦床；11—招賢礦區(qū)圖1 研究區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖

1.1 地層

研究區(qū)內(nèi)出露地層較為簡單，以新生代第四系沖積層、殘坡積層、海積層為主。其他地層零星出露，由老至新主要有古元古代荊山群祿格莊組變粒巖、大理巖、片巖；新生代古近紀(jì)五圖群朱壁店組含礫長石砂巖、硬砂巖及粘土質(zhì)砂巖等。

1.2 構(gòu)造

焦家斷裂帶由Ⅰ級控礦構(gòu)造焦家主干斷裂，Ⅱ級控礦構(gòu)造的焦家主干斷裂下盤支斷裂-望兒山斷裂和靈山溝-北截?cái)嗔眩阿蠹壙氐V構(gòu)造的次級斷裂組成?？傮w走向30°，傾向NW，傾角16°～40°，近地表較陡60°～70°。中部的新城—大塚坡地段沿新太古代馬連莊序列與中生代玲瓏序列接觸帶展布；新城以北及大塚坡以南地段主要展布于玲瓏序列內(nèi)。斷裂帶形態(tài)特征如下：平面上呈“S”型，形態(tài)不規(guī)則，沿走向及傾向均呈舒緩波狀展布，膨脹夾縮、分支復(fù)合特征極為明顯，焦家斷裂帶走向在不同地段發(fā)生變化，有切割特征，呈“N”字形，說明焦家斷裂具有多期活動的特征[14-17]。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖廣泛分布，自老到新主要有新太古代馬連莊序列中細(xì)粒變輝長巖，棲霞序列片麻狀中細(xì)粒、細(xì)粒黑云英云閃長巖，中生代燕山早期玲瓏序列弱片麻狀中粒二長花崗巖，中生代燕山晚期郭家?guī)X序列似斑狀花崗閃長巖。區(qū)內(nèi)派生脈巖較發(fā)育[16]。

2 深部金礦體特征

招賢礦區(qū)共圈定27個(gè)金礦體，由不同蝕變巖帶控制，自上而下，分為Ⅳ，Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ號4個(gè)礦體群。

將賦存于主裂面之上黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶和局部分布的黃鐵絹英巖化碎裂巖帶中的礦體劃為Ⅳ號礦體群，圈定礦體4個(gè)，其資源量占估算總量的3.85%；將斷裂帶下盤緊靠主裂面(局部產(chǎn)出于主裂面之上)的黃鐵絹英巖化碎裂巖帶中的礦體劃為Ⅰ號礦體群，圈定礦體12個(gè)，其資源量占估算總量的64.16%；其下的分布于黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶中的礦體劃為Ⅱ號礦體群，圈定礦體6個(gè)，其資源量占估算總量的23.34%；再其下的分布于黃鐵絹英巖化花崗巖帶中的礦體劃為Ⅲ號礦體群，圈定礦體5個(gè)，其資源量占估算總量的8.65%。

其中Ⅰ號礦體群中的Ⅰ-1和Ⅰ-2號礦體為區(qū)內(nèi)主礦體，資源量分別占估算總量的29.00%和25.07%，分布范圍較廣。

2.1 Ⅰ-1號礦體特征

Ⅰ-1號礦體分布于礦區(qū)北部，與主裂面關(guān)系密切，大部分位于主裂面下盤，產(chǎn)出于黃鐵絹英巖化碎裂巖帶內(nèi)，產(chǎn)狀與主裂面基本一致。為區(qū)內(nèi)最大礦體，分布于72～216線、-1260m～-1606m標(biāo)高范圍內(nèi)。資源量占礦床總量的29.00%。礦區(qū)內(nèi)最大走向長度1985m，最大傾斜長950m，最低見礦工程標(biāo)高為-1328m。

單工程真厚度1.20～12.13m，平均厚度3.55m，變化系數(shù)92.92%，屬厚度較穩(wěn)定型礦體；圈入礦體樣品50件，單樣金品位(0.20～10.24)×10-6，平均品位2.20×10-6，變化系數(shù)為72.79%，屬有用組分分布均勻型礦體(圖2a、圖2b)。

礦體呈大脈狀，具膨脹夾縮等特點(diǎn)，產(chǎn)狀與主裂面基本一致，傾向247.53°～345.27°，平均285.97°，傾角在11.20°～19.00°之間變化，平均傾角15.73°。礦體向北東側(cè)沿走向已基本尖滅，向淺部延伸出礦區(qū)，向深部從72～184線均未封閉，具有延深趨勢；向正東、正南未封閉，延伸展布于曲家勘查區(qū)和紗嶺勘查區(qū)內(nèi)。

2.2 Ⅰ-2號礦體特征

Ⅰ-2號礦體分布于礦區(qū)南部，為區(qū)內(nèi)較大礦體，產(chǎn)出于黃鐵絹英巖化碎裂巖帶內(nèi)。分布于256～352線、-1836m～-2130m標(biāo)高范圍內(nèi)。資源量占礦床總量的25.07%。礦體與其東部紗嶺勘查區(qū)的主礦體相連。礦區(qū)內(nèi)最大走向長為1000m，最大傾斜長540m，最低見礦工程標(biāo)高為-2048m。整體呈近長方體狀展布，為區(qū)內(nèi)主礦體。

1—見礦鉆孔；2—礦區(qū)邊界；3—勘探線；4—品位等值線圖2 Ⅰ-1號礦體厚度(a)、品位等值線圖(b)

單工程真厚度1.40～13.83m，平均厚度7.73m，變化系數(shù)66.36%，屬厚度較穩(wěn)定型礦體。單樣金品位(0.10～18.40)×10-6，平均品位3.53×10-6，變化系數(shù)為106.35%,屬有用組分分布均勻型礦體(圖3a、圖3b)。

1—見礦鉆孔；2—礦區(qū)邊界；3—勘探線；4—品位等值線圖3 Ⅰ-2號礦體厚度(a)、品位等值線圖(b)

礦體呈大脈狀，具膨脹夾縮等特點(diǎn)，產(chǎn)狀與主裂面基本一致，傾向242°～280°、平均261°，傾角在13°～27°之間變化，平均傾角22.50°。礦體向深部從256～352線均未封閉，具有延深趨勢；向正東未封閉，延伸展布于紗嶺勘查區(qū)內(nèi)。

3 成礦規(guī)律與成礦預(yù)測

3.1 成礦規(guī)律

招賢金礦床嚴(yán)格受焦家斷裂帶控制，焦家斷裂多期活動特征比較明顯，成礦前斷裂經(jīng)受了左行壓扭性逆沖構(gòu)造，成礦期斷裂活動屬右行張扭性質(zhì)上盤下滑，成礦后斷裂以壓性為主兼扭性，發(fā)生構(gòu)造應(yīng)力場的轉(zhuǎn)化[18-20]，主干斷裂與分支斷裂的交會部位是礦床定位的重要標(biāo)志。

招賢礦區(qū)16個(gè)鉆孔揭露的破碎蝕變帶厚度穩(wěn)定且分帶性明顯。以主裂面為界，上盤依次為絹英巖化變輝長巖質(zhì)碎裂巖帶或絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶(斷續(xù)展布)、絹英巖化變輝長巖帶(-1400m標(biāo)高以下缺失)或絹英巖化花崗巖帶(局部為黃鐵絹英巖化碎裂巖帶、斷續(xù)展布)，下盤依次為黃鐵絹英巖化碎裂巖帶(局部缺失)、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶、黃鐵絹英巖化花崗巖帶(圖4)。招賢礦區(qū)控制礦體最深部的320ZK01孔揭露的蝕變帶厚度210余米，揭露的Ⅰ-2主礦體金品位2.40×10-6，預(yù)示著焦家斷裂帶深部找礦前景廣闊。

1—變輝長巖帶；2—絹英巖化變輝長巖帶；3—絹英巖化變輝長巖質(zhì)碎裂巖帶；4—絹英巖化碎裂巖帶；5—黃鐵絹英巖化碎裂巖帶；6—黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶；7—黃鐵絹英巖化花崗巖帶；8—花崗巖帶；9—主裂面(斷層泥)圖4 蝕變巖分帶示意圖

根據(jù)已有資料分析，招賢金礦成礦流體呈現(xiàn)多來源的特點(diǎn)，巖漿流體、變質(zhì)流體與幔源流體不同程度地參與了成礦作用[21]。成礦流體初始時(shí)以巖漿水為主，成礦過程中有地幔流體的參與，并伴有與圍巖的接觸交代作用，晚期有較多大氣降水的混合。膠東金礦成礦過程與巖漿期后巨大規(guī)模和深度的熱液交代蝕變作用直接相關(guān)，是巖漿期后熱液交代蝕變型金礦的典型代表。

3.2 成礦預(yù)測

通過綜合分析研究焦家金礦帶巖體、已知礦體、化探、物探異常及鉆孔資料，應(yīng)用地質(zhì)三維建模軟件Surpac，建立了焦家金成礦帶三維地質(zhì)模型，并總結(jié)出綜合找礦模型。從綜合找礦模型出發(fā)，應(yīng)用“立方體預(yù)測模型”方法建立塊體模型，對立方塊體進(jìn)行賦值，通過對各個(gè)預(yù)測要素分析與提取成礦有利條件，得出焦家金成礦帶定量預(yù)測模型[22-23]。其次應(yīng)用“三維證據(jù)權(quán)法”、“三維信息量法”對各預(yù)測要素進(jìn)行評價(jià)，圈定出找礦信息量高值區(qū)作為找礦有利區(qū)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合地質(zhì)、已有見礦工程分布以及信息量高值區(qū)等因素圈定了6個(gè)成礦預(yù)測區(qū)，預(yù)測資源量386t*山東省地質(zhì)調(diào)查院,山東省萊州-招遠(yuǎn)整裝勘查區(qū)深部遠(yuǎn)景調(diào)查報(bào)告,2016年。(圖5)。

圖5 焦家金成礦帶靶區(qū)預(yù)測圖

3.3 深部找礦標(biāo)志

根據(jù)礦區(qū)綜合成果，可將其找礦標(biāo)志概括為：

(1)招賢礦區(qū)內(nèi)礦體嚴(yán)格受焦家斷裂帶控制，主裂面是直接找礦標(biāo)志，礦體主要分布于主裂面附近,以主裂面下盤為主，主裂面上盤偶見礦體,規(guī)模相對較小，品位相對較低。主裂面多由斷層泥、糜棱巖組成，呈黑色或灰黑色，具明顯的壓扭性特征，產(chǎn)狀一般較緩，10°～40°。

(2)鉀化蝕變、硅化與黃鐵絹英巖化蝕變疊加的蝕變巖帶，是直接找礦標(biāo)志；蝕變帶中石英多金屬硫化物共生組合是找礦的重要標(biāo)志；硅化較強(qiáng)且石英呈煙灰色部位、黃鐵礦顆粒較細(xì)且裂隙較為發(fā)育部位品位相對較高。黃鐵礦、石英是主要載金礦物，是礦床形成的重要標(biāo)志。

(3)NE向壓扭性斷裂帶的主干斷裂常沿巖體接觸帶展布，具明顯的壓扭特征，它與構(gòu)造的交會部位是礦床定位的重要構(gòu)造標(biāo)志。主干斷裂與分支斷裂的交會部位及斷裂構(gòu)造的啟開和產(chǎn)狀變化部位也是重要的地質(zhì)找礦標(biāo)志。

4 找礦方向

招賢礦區(qū)目前共施工鉆孔16個(gè)，見礦孔15個(gè)，見礦率達(dá)93.75%。其中，在A1-1預(yù)測區(qū)(招賢北部88勘探線)和B3-1預(yù)測區(qū)(招賢南部288、320勘探線)內(nèi)施工的鉆孔均見到金礦體，揭示焦家金礦帶深部具有良好的找礦前景(圖6—圖8)。

Ⅰ-1號礦體往SW方向測伏規(guī)律明顯，在72～88線之間見礦效果很好，礦化連續(xù)性強(qiáng)，礦體形態(tài)相對簡單、厚度穩(wěn)定、有用組分分布均勻，品位延續(xù)了其淺部特征，礦體邊界仍未封閉。尤其是在88勘探線深部具備較好的成礦條件，成礦遠(yuǎn)景較大。在120～184線之間厚度較穩(wěn)定，有用組分分布較均勻；較淺部有所增厚，品位延續(xù)了其淺部特征，礦體向南北兩側(cè)趨于薄弱，但在傾向方向上仍未封閉，向深部繼續(xù)延伸。

1—第四系；2—絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖；3—黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖；4—黃鐵絹英巖化碎裂巖；5—二長花崗巖；6—礦體及編號；7—礦區(qū)邊界圖6 焦家金成礦帶招賢靶區(qū)驗(yàn)證剖面(88線)示意圖

1—第四系；2—變輝長巖；3—黃鐵絹英巖化花崗巖；4—黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖；5—黃鐵絹英巖化碎裂巖；6—二長花崗巖；7—礦體及編號；8—礦區(qū)邊界圖7 焦家金成礦帶招賢靶區(qū)驗(yàn)證剖面(288線)示意圖

Ⅰ-2號礦體在288～320線見礦效果極好，礦體呈大脈狀，具分枝復(fù)合、膨脹夾縮等特點(diǎn)，產(chǎn)狀與主裂面基本一致，礦體較淺部側(cè)伏規(guī)律明顯，往西側(cè)具備很好延伸趨勢；在320ZK01孔內(nèi)主礦化帶下盤以黃鐵絹英巖化花崗巖為主的Ⅲ號礦體中發(fā)現(xiàn)了自然金，顯示了極好的成礦遠(yuǎn)景。

1—第四系；2—變輝長巖；3—黃鐵絹英巖化花崗巖；4—黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖；5—黃鐵絹英巖化碎裂巖；6—二長花崗巖；7—礦體及編號；8—礦區(qū)邊界圖8 焦家金成礦帶招賢靶區(qū)驗(yàn)證剖面(320線)示意圖

2017年，山東省地質(zhì)科學(xué)研究院在萊州吳一村地區(qū)，沿320勘探線施工了鉆孔ZK1，終孔深度3266.06m，在-2700m處發(fā)現(xiàn)厚大金礦體，礦體厚度20余米，單個(gè)樣品最高品位13×10-6，為目前國內(nèi)最深見金礦鉆孔，進(jìn)一步驗(yàn)證了焦家?guī)畈烤哂泻芎玫恼业V前景[8]。

5 結(jié)論

(1)招賢礦區(qū)共計(jì)施工鉆孔16個(gè)，圈定礦體27個(gè)，賦存標(biāo)高-1330m～-2170m，提交金礦(333+334？)金金屬量105.308t，另有333(低)+334？(低)金金屬量48.433t，在焦家金成礦帶深部取得重大找礦突破。

(2)從現(xiàn)有工程控制情況看，礦區(qū)內(nèi)主礦體向深部尚未封閉，尤其是72～88線、288～320線，礦體向深部有厚度變大，品位增高的趨勢，且在320線深部礦體中發(fā)現(xiàn)了自然金，顯示了焦家成礦帶深部具有極好的找礦遠(yuǎn)景。這些地段是下一步深部找礦的重點(diǎn)靶區(qū)。