魯西銅石大平安莊地區(qū)金礦找礦預(yù)測(cè)

史南南，趙青濤，邱光輝，張啟生，張超

（中化地質(zhì)礦山總局山東地質(zhì)勘查院，山東 濟(jì)南 250013）

0 引言

山東省銅石地區(qū)作為魯西重要的金礦產(chǎn)區(qū)，地質(zhì)找礦工作程度較高，通過(guò)數(shù)十年的持續(xù)勘探，淺部及地表礦已基本查明，目前尋找深部及周邊（司榮軍等，2005；于學(xué)峰，2009；徐書(shū)奎和付山嶺，2011；朱文杰等，2015；張英梅等，2017）隱伏金礦體已成為該地區(qū)勘查工作的重點(diǎn)。本文針對(duì)銅石大平安莊地區(qū)，通過(guò)地質(zhì)、化探、物探等方法，結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)背景，通過(guò)與鄰近典型礦床相似類(lèi)比，對(duì)大平安莊地區(qū)金礦找礦前景進(jìn)行評(píng)價(jià)，為該地區(qū)進(jìn)一步找礦勘查提供一點(diǎn)參考，以促進(jìn)后續(xù)地質(zhì)工作的開(kāi)展。

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)

魯西銅石地區(qū)屬于華北板塊（I）東部，沂沭斷裂帶以西的魯西隆起區(qū)（II），位于魯中隆起（IIa）的南部，尼山凸起（IIa93）的NE翼，平邑凹陷（IIa92）的南緣，地層區(qū)劃屬華北-柴達(dá)木地層大區(qū)，華北地層區(qū)，魯西地層分區(qū)，出露新太古界泰山巖群、新元古界土門(mén)群及古生代、中生代、新生代地層（張?jiān)銎娴龋?014）。結(jié)晶基底出露廣泛，蓋層發(fā)育較齊全，古生界以碳酸鹽巖為主，中-新生界以火山碎屑巖、碎屑巖為主。斷裂構(gòu)造發(fā)育，NNW向燕甘斷裂是規(guī)模較大的斷裂（陳華國(guó)等，2009），經(jīng)歷了多期構(gòu)造活動(dòng)，其次級(jí)構(gòu)造以NW—NNW向、NE向和近EW向?yàn)橹鳎c燕山運(yùn)動(dòng)早期多階段巖漿活動(dòng)形成的偏堿性銅石次火山雜巖體，共同控制著金礦床的形成與分布（于學(xué)峰，2001），已發(fā)現(xiàn)的金礦床（點(diǎn)）多集中分布于雜巖體邊部及周?chē)墓派貙又校▓D1）。

圖1 魯西銅石地區(qū)大地構(gòu)造位置及地質(zhì)礦產(chǎn)略圖

研究區(qū)位于銅石地區(qū)東部，銅石雜巖體的東南緣，大平安莊至地方鎮(zhèn)一帶。出露地層主要為奧陶系灰?guī)r、白云巖和第四系殘坡積層，局部出露寒武系灰?guī)r、白云巖，零星出露石炭系、侏羅系碎屑巖。斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要為近EW向和NW向2組，近EW向斷裂為大平安莊斷裂，區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)度4 km左右，走向80°，傾向SW，傾角82°，為正斷層，南盤(pán)下降，北盤(pán)上升，斷裂局部發(fā)育褐鐵礦化、硅化等蝕變，NW向斷裂錯(cuò)斷大平安莊斷裂，區(qū)內(nèi)出露3.5 km左右，走向290°，傾向NE，傾角55°，為正斷層，北盤(pán)下降，南盤(pán)上升。在構(gòu)造裂隙的局部區(qū)段，可見(jiàn)二長(zhǎng)斑巖、二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖等中酸性巖枝、巖脈零星出露于地表。

2 成礦模式與找礦模型

研究區(qū)地處濱西太平洋成礦域之魯西成礦區(qū)銅石中生代雜巖體分布區(qū)（圖2）。該成礦區(qū)內(nèi)的銅石地區(qū)已發(fā)現(xiàn)歸來(lái)莊、卓家莊、磨房溝、梨方溝、賀山莊、銀洞溝等眾多大中小型金礦床及寶古山、郝家山頭等一大批金礦點(diǎn)（于學(xué)峰等，2009），眾多學(xué)者從不同角度對(duì)該地區(qū)成礦地質(zhì)背景（毛景文等，2003；胡華斌等，2004）、成礦作用及成礦模式（邱檢生等，1994；林景仟等，1995，1997；陳常富等，1999；曾慶棟等，2000，2001；胡華斌等，2005；孫愛(ài)群等，2006；牛樹(shù)銀等，2005，2009；于學(xué)峰和韓作振，2008；于學(xué)峰等，2009；田京祥等，2015；張國(guó)權(quán)，2017）、找礦方向及前景（陳永清等，1995；徐述平等，2007；張?jiān)瓚c等，2010；毛廣鈺等，2015；于學(xué)峰等，2016；殷天濤等，2019；張英梅等，2017）等進(jìn)行了深入研究，顯示金礦床成因與銅石雜巖體關(guān)系密切，均屬中低溫?zé)嵋旱V床，金礦化類(lèi)型主要為隱爆角礫巖型、鎂質(zhì)碳酸鹽巖微細(xì)浸染型、斑巖型和含鐵矽卡巖疊加型（表1），礦質(zhì)來(lái)源、控礦因素等均指向其產(chǎn)于相似的成礦地質(zhì)背景，構(gòu)筑了銅石地區(qū)金礦床成礦模式（圖3），并在成礦模式研究基礎(chǔ)上，結(jié)合典型礦床分析，總結(jié)與成礦有關(guān)的各類(lèi)異常，建立了銅石地區(qū)金礦找礦模型（表2），指示碳酸鹽巖與銅石雜巖體的接觸蝕變帶、斷裂及其交匯部位、地球化學(xué)異常、重磁異常等為該地區(qū)重要的找礦標(biāo)志。

表2 魯西銅石地區(qū)金礦找礦模型

圖3 魯西銅石地區(qū)金礦床成礦模式（據(jù)于學(xué)峰，2009修改）

表1 魯西銅石地區(qū)典型金礦床地質(zhì)特征

圖2 魯西銅石大平安莊地區(qū)地質(zhì)略圖（據(jù)山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)隊(duì)，1995①，修改）

3 研究區(qū)與典型礦床的相似性

3.1 成礦條件

已知的金礦床、金礦點(diǎn)均產(chǎn)于銅石雜巖體內(nèi)部、邊部及外圍的構(gòu)造帶中，根據(jù)區(qū)域成礦模式研究，泰山巖群及前寒武系侵入巖為區(qū)域高金背景地質(zhì)單元，為成礦提供了初始物源；燕山早期各階段巖漿活動(dòng)，尤其是巖漿后期熱液活動(dòng)和隱爆作用，為金元素的運(yùn)移提供足夠的熱源和熱液；區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)控制下的構(gòu)造裂隙系統(tǒng)，為成礦提供了導(dǎo)礦和容礦空間；化學(xué)性質(zhì)活潑的寒武-奧陶系碳酸鹽巖蓋層，為成礦提供了有利的物化條件。研究區(qū)地處銅石雜巖體東南外緣，北距歸來(lái)莊大型金礦床不足2.5 km，物源、熱源、導(dǎo)礦容礦空間及物化條件等方面與區(qū)域成礦地質(zhì)條件相統(tǒng)一，成礦條件十分有利。

3.2 地層

研究區(qū)與歸來(lái)莊金礦均位于燕甘斷裂東側(cè)，處于基底-蓋層雙層結(jié)構(gòu)地層構(gòu)架內(nèi)，在地層巖性、時(shí)代、形成環(huán)境和含礦性等方面均具可比性?；字饕獮樾绿沤缣┥綆r群山草峪組變質(zhì)巖，片理走向NW，傾向SW，傾角60°～85°，年齡在（2671±15）Ma（曹?chē)?guó)權(quán)，1995），金元素含量明顯高于地殼豐度值（于學(xué)峰等，2002）；蓋層主要為寒武-奧陶系灰?guī)r、白云巖，走向NW，傾向NE，傾角8°～30°，屬陸表淺海相碳酸鹽及泥沙沉積，為金礦體的主要圍巖；不同之處在于歸來(lái)莊金礦處于寒武系與奧陶系交界附近，而大平安莊金礦化點(diǎn)則處于奧陶系中上段，后者蓋層較前者厚約600 m，遭受剝蝕程度較前者低，歸來(lái)莊金礦體成礦原始深度在700～1500 m（林景仟等，1995），目前已剝蝕出露地表，從這一角度來(lái)講，研究區(qū)若存在金礦體必然為隱伏礦體，金礦化現(xiàn)象是追尋深部隱伏礦體的重要線(xiàn)索。

3.3 構(gòu)造活動(dòng)

研究區(qū)與歸來(lái)莊金礦同處銅石雜巖體的外緣，構(gòu)造演化背景一致，根據(jù)斷裂與巖石間的切穿關(guān)系、產(chǎn)狀、延伸方向、展布特征及應(yīng)力應(yīng)變特征，分析認(rèn)為大平安莊斷裂與歸來(lái)莊斷裂是在同一應(yīng)力場(chǎng)作用下形成的同組斷裂。大平安莊斷裂及附近裂隙內(nèi)可見(jiàn)褐鐵礦化、碳酸鹽化、金礦化等蝕變，表明斷裂帶內(nèi)發(fā)生過(guò)與金成礦密切的熱液蝕變作用，具備成礦的物源、熱源條件；歸來(lái)莊金礦礦體分布、形態(tài)及產(chǎn)狀變化嚴(yán)格受歸來(lái)莊斷裂控制，大平安莊斷裂與歸來(lái)莊斷裂在產(chǎn)狀、規(guī)模、性質(zhì)等方面極為類(lèi)似（表3），具備導(dǎo)礦和容礦條件；斷裂兩盤(pán)出露寒武-奧陶系碳酸鹽巖，巖性化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)，具備成礦的物化條件。綜上所述，大平安莊斷裂及其影響范圍內(nèi)具備歸來(lái)莊式金礦的成礦地質(zhì)條件。

表3 歸來(lái)莊斷裂與大平安莊斷裂特征對(duì)比

3.4 巖漿活動(dòng)

眾多學(xué)者對(duì)魯西中生代巖體進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)銅石、龍寶山、銅井等中生代巖體具同源性，根據(jù)地幔熱柱成礦理論，這些巖體是在統(tǒng)一的魯西幔枝構(gòu)造下形成的，它們具有相近的成礦條件，屬于同一個(gè)魯西中生代成礦系統(tǒng)和成礦系列，成礦作用具有相似性和可比性（司榮軍和王秀芳，1998；肖淳等，2012）。根據(jù)銅石地區(qū)40Ar/39Ar測(cè)年結(jié)果，二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖年齡為（189.8±0.2）Ma，二長(zhǎng)斑巖年齡為（188.4±1.6）Ma，均屬燕山期產(chǎn)物（林景仟等，1997），該地區(qū)二長(zhǎng)斑巖、二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖等中酸性侵入巖形成背景和時(shí)代在區(qū)域上是統(tǒng)一的。研究區(qū)零星出露二長(zhǎng)斑巖、二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖等中酸性巖脈情況，在地表有金礦化現(xiàn)象出露的斷裂上布設(shè)激電測(cè)深剖面（圖2、圖4），成果顯示深部分布有S傾的低阻-高極化板狀地質(zhì)體，參照魯西銅石地區(qū)巖石電性參數(shù)特征（表4），蝕變巖石尤其是矽卡巖具有低阻高極化特征，該激電異常應(yīng)為中酸性巖漿侵入引起圍巖蝕變的反映，顯示地表金礦化現(xiàn)象與深部隱伏中酸性巖脈侵入具有成因聯(lián)系，這表明研究區(qū)與銅石地區(qū)典型金礦床中生代巖漿活動(dòng)是一致的，成礦條件是統(tǒng)一的。

表4 魯西銅石地區(qū)巖石電性參數(shù)特征表

圖4 CSPM1、CSPM1剖面視電阻率斷面圖、視極化率斷面圖及地質(zhì)剖面圖

續(xù)表4

3.5 地球化學(xué)

根據(jù)區(qū)域1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量成果，歸來(lái)莊金礦異常以Au為主，Au異常呈橢圓形，最大值為15×10-9，濃集中心明顯，分帶清楚；大平安莊北東部同樣存在A(yíng)u異常，Au異常呈橢圓形，濃集中心明顯（圖5a）。1∶1萬(wàn)土壤金屬測(cè)量成果顯示，異常位于歸來(lái)莊村北，元素組合以金、銀為主，套合較好，豐度大，襯度大（圖5b），整體受歸來(lái)莊斷裂帶控制；大平安莊村北及東部，同樣存在一總體沿大平安莊斷裂帶展布的帶狀綜合異常，元素組合以Au、Ag為主，Au、Ag異常面積較大，濃集中心明顯，異常部分元素組合形態(tài)均呈橢圓狀圈閉，相互套合較好，Au異常強(qiáng)度較高，具有一定的規(guī)模和峰值，異常峰值達(dá)9.71×10-9，是背景值的十幾倍（圖5c），Au、Ag等主要成礦元素濃集中心和空間分布形態(tài)受大平安莊斷裂帶控制。

圖5 研究區(qū)及及周邊地球化學(xué)異常特征

3.6 地球物理

根據(jù)區(qū)域1∶5萬(wàn)重磁測(cè)量成果，歸來(lái)莊金礦位于重力異常梯度帶東側(cè)，在這一梯度上，磁測(cè)表現(xiàn)為NNE向的橢圓形相對(duì)高值的負(fù)磁異常，研究區(qū)所處位置重磁異常特征與歸來(lái)莊金礦相似，反映二者所處地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境相近（圖6）。由于歸來(lái)莊金礦的硫化物含量較低，激電資料對(duì)金礦化體的反映不明顯，但對(duì)應(yīng)破碎礦化蝕變帶，視電阻率曲線(xiàn)，為低值反映，一般低于背景約100～200 Ω·m，平面上呈條帶狀低阻異常帶（于學(xué)峰，2010）；根據(jù)研究區(qū)激電成果（圖4），CSPM1剖面沿測(cè)線(xiàn)方向150 m處及CSPM2剖面沿測(cè)線(xiàn)方向250～300 m處，存在一產(chǎn)狀近直立的相對(duì)低阻帶，根據(jù)探槽TC1、TC2揭露情況（圖7），為斷裂破碎帶的反映，該破碎帶存在褐鐵礦化、硅化等熱液蝕變現(xiàn)象。

圖6 歸來(lái)莊金礦重磁異常綜合平面圖（據(jù)山東地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)隊(duì)，1994⑤，修改）

圖7 研究區(qū)探槽地質(zhì)剖面圖

4 找礦前景

根據(jù)研究區(qū)槽探工程揭露情況，2條探槽均見(jiàn)斷裂破碎帶，斷裂走向呈近EW向，寬6～20 m，圍巖均主要為白云質(zhì)灰?guī)r，褐鐵礦化強(qiáng)烈，具明顯的熱液活動(dòng)跡象，推斷深部有更強(qiáng)烈熱液活動(dòng)，化探、激電異常與此關(guān)系密切，探槽樣品分析結(jié)果顯示，Au含量均高于土壤測(cè)量結(jié)果數(shù)十至數(shù)百倍。另外，在探槽TC2的南東側(cè)河床巖石出露部位發(fā)現(xiàn)一處金礦化點(diǎn)，同樣位于該斷裂帶內(nèi)，該處出露巖石與探槽內(nèi)一致，同為白云質(zhì)灰?guī)r，但熱液蝕變更加強(qiáng)烈（圖8），巖石呈紫紅色，硅化、褐鐵礦化明顯，斷層角礫發(fā)育，為巖漿后期熱液烘烤所致，經(jīng)取樣化驗(yàn)分析，Au含量為0.3×10-6。綜上所述，該地區(qū)具備良好的找礦前景。

圖8 金礦化點(diǎn)巖石熱液蝕變

5 結(jié)語(yǔ)

研究區(qū)位于銅石雜巖體的東南緣，燕甘斷裂東側(cè)，大平安莊斷裂帶內(nèi)，本次通過(guò)借鑒銅石地區(qū)典型金礦床成礦模式及找礦模型研究成果，對(duì)研究區(qū)與歸來(lái)莊金礦床進(jìn)行相似類(lèi)比研究，揭示了二者成礦地質(zhì)背景是統(tǒng)一的，地層巖性、時(shí)代、形成環(huán)境和含礦性等方面均具可比性，斷裂構(gòu)造為同一應(yīng)力場(chǎng)作用下形成的同組斷裂，巖漿活動(dòng)時(shí)代具一致性，地球化學(xué)和地球物理場(chǎng)特征反映地質(zhì)、構(gòu)造環(huán)境十分相似，加之槽探揭露的斷裂內(nèi)具強(qiáng)烈熱液蝕變現(xiàn)象，且在斷裂附近新發(fā)現(xiàn)一處金礦化點(diǎn)，表明該區(qū)具備良好的找礦前景，值得開(kāi)展進(jìn)一步的找礦工作，以期實(shí)現(xiàn)該地區(qū)深部找礦突破。

注 釋

①山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)隊(duì).1995.1∶5萬(wàn)平邑、楊謝、東陽(yáng)、上冶幅域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

② 于學(xué)峰,王虹,劉會(huì)芹,王敏,王海芹,孟舞平,張瑞華.1999.山東省平邑縣銅石地區(qū)金礦成礦預(yù)測(cè)報(bào)告[R].山東省地質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院.

③山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)隊(duì).1991.向城幅（I-50-44-B）、蘭陵幅（I-50-44-D）、蒼山幅（I-50-45-A）、磨山幅（I-50-45-C）1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

④ 中化地質(zhì)礦山總局山東地質(zhì)勘查院.2016.山東省平邑—蒼山地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

⑤ 山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)隊(duì).1994.山東省平邑縣歸來(lái)莊金礦床勘探地質(zhì)報(bào)告[R].