膠西北大尹格莊金礦區(qū)伽瑪能譜法找礦預(yù)測

劉云杰，李曉英，向胤合，周鑫，鄒艷紅，王杜濤，楊斌

摘要：大尹格莊金礦區(qū)位于招平斷裂帶中段，是膠西北地區(qū)特大型金礦床之一。采用伽瑪能譜法對大尹格莊金礦區(qū)Ⅰ號礦帶的東側(cè)和南側(cè)進行測量，測區(qū)面積12 km2，測量網(wǎng)度120 m×50 m。結(jié)果顯示：K、U、Th、總道異常具有顯著空間套合性，規(guī)模最大的組合異常位于測區(qū)西部，與招平斷裂帶露頭和Ⅰ號礦帶南側(cè)礦體位置相對應(yīng);測區(qū)中部組合異常規(guī)模次之，其北段對應(yīng)Ⅰ號礦帶深部礦體位置;測區(qū)東部組合異常規(guī)模相對較小，但仍有較高濃度和一定連續(xù)性。結(jié)合相關(guān)分析，厘定K異常和總道異常為伽瑪能譜法主要找礦標(biāo)志，U、Th異常為輔助找礦標(biāo)志。結(jié)合構(gòu)造地球化學(xué)異常，共圈定針對Ⅰ號礦帶深部隱伏礦體的找礦靶區(qū)6處，A-1找礦靶區(qū)最先經(jīng)鉆探工程驗證并見礦，表明伽瑪能譜法在膠西北地區(qū)是探測深部隱伏礦體的有效方法。

關(guān)鍵詞：找礦預(yù)測;伽瑪能譜法;Ⅰ號礦帶;大尹格莊金礦區(qū);招平斷裂帶

中圖分類號：TD15 P618.51文獻標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2022）03-0003-04doi：10.11792/hj20220302

引 言

伽瑪能譜法定量測定地質(zhì)體中K、U、Th含量是基于這3種核素原始伽瑪能譜的差異性，可以利用K、U、Th的伽瑪射線強度得出K、U、Th含量。

采用伽瑪能譜法勘查金礦，主要是依據(jù)含礦構(gòu)造破碎帶、圍巖、蝕變巖與新鮮巖石具有放射性差異[1]。熱液成因金礦床，特別是蝕變巖型金礦床，圍巖和蝕變巖的K、U、Th等放射性元素含量差異較大[2-4]，礦化過程中伴隨圍巖中K、U、Th分離再分配[2，5-6]，通常在斷裂、破碎帶、成礦帶，特別是斷裂活動頻繁和熱液作用多次疊加處，經(jīng)常具有較高含量的放射性元素[4，7]。熱液蝕變作用引起的K含量變化足以在地面檢測到[8]。因此，利用伽瑪能譜法可快速、高效、準(zhǔn)確地圈定含金破碎蝕變帶的范圍，對揭示礦化特征、開展成礦預(yù)測具有重要意義[7，9]。

本文研究對象為膠西北大尹格莊金礦區(qū)Ⅰ號礦帶深、邊部。通過伽瑪能譜測量，結(jié)合構(gòu)造地球化學(xué)異常，圈定找礦靶區(qū)并進行鉆探工程驗證，探討伽瑪能譜法探測隱伏礦體的理論依據(jù)和技術(shù)有效性。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

大尹格莊金礦床位于招平斷裂帶中段，是膠西北地區(qū)特大型金礦床之一。招平斷裂帶總體沿中生代玲瓏型花崗巖與太古代膠東群變質(zhì)巖接觸帶展布，是大尹格莊金礦區(qū)主要容礦構(gòu)造，總體走向20°，傾向南東，傾角21°～58°，寬40～78 m，由糜棱巖、碎裂巖、碎斑巖及少量斷層泥、角礫巖等組成。主裂面位于招平斷裂帶上部，為玲瓏型花崗巖與膠東群變質(zhì)巖的分界面。主裂面之下普遍具有黃鐵絹英巖化蝕變，主裂面之上的膠東群變質(zhì)巖中則發(fā)育青磐巖化蝕變[10]。礦體主要賦存于招平斷裂帶主裂面下盤的黃鐵絹英巖化碎裂巖和黃鐵絹英巖化花崗巖中。以大尹格莊斷裂為界，礦區(qū)可分為Ⅰ號礦帶和Ⅱ號礦帶，測量范圍見圖1。大尹格莊斷裂寬1.80～35.00 m，走向100°，傾向北東，傾角43°～75°，橫穿并錯斷招平斷裂帶，其北盤西移，水平斷距260～450 m，地表呈波狀彎曲，局部具有分支復(fù)合現(xiàn)象，斷裂內(nèi)發(fā)育碎裂巖、角礫巖及斷層泥。

采用伽瑪能譜法對大尹格莊金礦區(qū)Ⅰ號礦帶的東側(cè)和南側(cè)進行測量（見圖1）。已有研究成果顯示，大尹格莊金礦區(qū)礦體的形成與成礦期張性斷裂活動存在密切的空間和成因聯(lián)系[11]，沿成礦期張性斷裂不僅發(fā)育切穿玲瓏型花崗巖與膠東群變質(zhì)巖的偉晶巖、閃長玢巖、煌斑巖等中生代脈巖，在深部礦體上盤膠東群變質(zhì)巖中還見有礦化現(xiàn)象。對試驗剖面進行伽瑪能譜測量，結(jié)果顯示：在礦體上方的膠東群變質(zhì)巖中，普遍有K含量增高現(xiàn)象，尤其在地表發(fā)育張性斷裂和鉀化蝕變偉晶巖露頭的地段。上述研究為本次伽瑪能譜測量提供了理論和試驗依據(jù)。

2 伽瑪能譜測量與異常分析

本次對礦區(qū)Ⅰ號礦帶地表進行伽瑪能譜測量，測區(qū)面積12 km2，測量網(wǎng)度120 m×50 m，實際野外測量點位2 172 個。根據(jù)伽瑪能譜測量結(jié)果，圈定了K異常（見圖2-a））、U異常（見圖2-b））、Th異常（見圖2-c））及總道異常（見圖2-d））。

礦區(qū)由西向東可分為3個K異常，規(guī)模最大的連續(xù)性K異常分布在測區(qū)西部，與招平斷裂帶露頭和Ⅰ號礦帶南側(cè)礦體位置相對應(yīng)。測區(qū)中部K異常規(guī)模和連續(xù)性次之，其北段對應(yīng)Ⅰ號礦帶深部礦體位置，南段位于大尹格莊金礦區(qū)與曹家洼金礦區(qū)交界部位。測區(qū)東部K異常規(guī)模相對較小，但含量較高。

規(guī)模最大的連續(xù)性U異常位于測區(qū)西部，與招平斷裂帶露頭和Ⅰ號礦帶淺部礦體位置相對應(yīng)。測區(qū)中部U異常北段與Ⅰ號礦帶深部礦體位置對應(yīng)，其南段異常呈北東東向帶狀展布。測區(qū)東部U異常規(guī)模稍小，呈近東西向展布。

Th異常形態(tài)及分布與U異常相似?？偟喇惓Ｐ螒B(tài)及分布與K異常相似。

總體上，K、U、Th、總道異常具有顯著空間套合性。

大尹格莊金礦區(qū)伽瑪能譜異常參數(shù)相關(guān)系數(shù)矩陣見表1。由表1可知：K、U、Th、總道異常相關(guān)性顯著，與各異?？臻g套合性一致。

3 找礦預(yù)測

3.1 找礦標(biāo)志

根據(jù)大尹格莊金礦區(qū)地質(zhì)特征、伽瑪能譜異常分布特征，結(jié)合相關(guān)性分析，認(rèn)為K異常和總道異常為伽瑪能譜法主要找礦標(biāo)志，U、Th異常為輔助找礦標(biāo)志。

在本次伽瑪能譜測量的同時，還開展了構(gòu)造地球化學(xué)測量。利用構(gòu)造地球化學(xué)異常進行深部礦體預(yù)測的理論依據(jù)是“動態(tài)成礦作用”機制[12]。構(gòu)造地球化學(xué)測量屬于原生暈技術(shù)范疇，由于加大了對斷裂充填物、蝕變巖、礦化體等與成礦有直接聯(lián)系地質(zhì)體樣品的采集，元素異常信息得到強化，其在膠西北地區(qū)尋找深部隱伏礦體方面更具優(yōu)勢[13-14]。

根據(jù)礦區(qū)構(gòu)造地球化學(xué)異常分布、異常套合性，結(jié)合多元統(tǒng)計分析，認(rèn)為Ⅰ號礦帶深、邊部隱伏礦體找礦的構(gòu)造地球化學(xué)標(biāo)志為Au-Ag-As-Sb-Bi組合異常。

將大尹格莊金礦區(qū)伽瑪能譜異常與構(gòu)造地球化學(xué)異常進行套合（見圖3），認(rèn)為二者具有顯著的空間和成因關(guān)系。

3.2 找礦靶區(qū)與鉆探工程驗證效果

根據(jù)伽瑪能譜測量成果，結(jié)合構(gòu)造地球化學(xué)異常分布，針對Ⅰ號礦帶深部隱伏礦體共圈定找礦靶區(qū)6處（見圖3），并根據(jù)異常濃度、規(guī)模、套合性等劃分為A、B、C 3級，A級找礦靶區(qū)潛力較大，B級次之。

首先，針對找礦靶區(qū)A-1設(shè)計了1個驗證鉆孔，編號74ZK3，為直孔，孔深1 868.2 m。驗證結(jié)果顯示：見2層礦化，第一層礦化在1 309.0～1 310.6 m，Au品位0.67×10-6～1.25×10-6，巖性為礦化碎裂巖，發(fā)育鐵閃鋅礦化、方鉛礦化、黃銅礦化;第二層礦化在1 805.5～1 821.3 m，Au品位0.67×10-6～2.34×10-6，巖性為含金黃鐵絹英巖。

根據(jù)伽瑪能譜異常、構(gòu)造地球化學(xué)異常特征和鉆孔工程驗證情況，可以得出如下認(rèn)識：①沿傾向礦體不連續(xù)，在鉆孔控制的主裂面附近有可能存在弱礦化間隔。②根據(jù)構(gòu)造地球化學(xué)異常、伽瑪能譜異?？臻g分布特征，可以有效判斷成礦熱液活動的中心地段和活動強度，其強度和規(guī)模與深部礦化強度和規(guī)模呈正相關(guān)。③在測區(qū)東段，對應(yīng)深部礦化區(qū)域，曹家洼金礦區(qū)伽瑪能譜異常規(guī)模相對較大，而大尹格莊金礦區(qū)構(gòu)造地球化學(xué)異常規(guī)模和強度相對較高。④測區(qū)西部發(fā)育大規(guī)模、高強度和連續(xù)性好的構(gòu)造地球化學(xué)異常和伽瑪能譜異常，鑒于該區(qū)段金礦化的多層性分布特征，建議對測區(qū)西部的招平斷裂帶主裂面下盤垂深200～300 m開展鉆探工程驗證。

4 結(jié) 論

1）大尹格莊金礦區(qū)成礦期張性斷裂活動在礦體上、下盤圍巖中留下了巖脈、蝕變、礦化等巖漿與成礦熱液活動痕跡，成為深部找礦的線索和標(biāo)志，為伽瑪能譜法找礦提供了依據(jù)。

2）通過伽瑪能譜測量，在大尹格莊金礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了西部、中部和東部3個組合異常，K、U、Th、總道異常具有顯著空間套合性。

3）根據(jù)伽瑪能譜測量成果，結(jié)合構(gòu)造地球化學(xué)異常分布，針對Ⅰ號礦帶深部隱伏礦體圈定找礦靶區(qū)6處。經(jīng)鉆探工程驗證，在A-1找礦靶區(qū)見2層礦化。

[參 考 文 獻]

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Prospecting prediction by gamma spectrometry

in Dayingezhuang Gold District，Northwest Jiaodong Peninsula

Liu Yunjie1，Li Xiaoying1，Xiang Yinhe2，3，Zhou Xin2，3，Zou Yanhong2，3，Wang Dutao1，Yang Bin2，3

（1.Zhaojin Mining Industry Co.，Ltd.;

2.School of Geosciences and Info-physics，Central South University; 3.Key Laboratory of Metallogenic Prediction of

Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring，Ministry of Education）

Abstract：Dayingezhuang Gold District is located in the middle of Zhaoping fault zone and is a super large-scale gold deposit in Northwest Jiaodong Peninsula.Gamma spectrometry is used for survey in the east and south of Ore Zone Ⅰ in Dayingezhuang Gold District with the surveyed area 12 km2 and the grid 120 m×50 m.The results show that remarkable spatial superposition emerges among K，U，Th and total anomalies.The biggest composite anomaly appears in west of the survey area and corresponds to the outcrop of Zhaoping fault zone and the location of south ore bodies in the Ore Zone Ⅰ.The composite anomaly in the middle of the survey area is next，the north of which corresponds to the location of deep ore bodies in the Ore Zone Ⅰ.The composite anomaly in the east of the survey area is relatively small but has high anomaly concentrations and continuity.Based on related analysis，K and total anomalies are determined as the main prospecting marks for gamma spectrometry，U and Th anomalies are determined as the auxiliary prospecting marks.Based on the tectonic geochemical anomaly，6 prospecting target areas are delineated for concealed ore bodies deep in the Ore Zone Ⅰ.The prospecting target area A-1 was the first to be verified by drilling engineering and new gold ore bodies were discovered in it，indicating that gamma spectrometry is an effective means to prospect deep concealed ore bodies in Northwest Jiaodong Peninsula.

Keywords：prospecting prediction;gamma spectrometry;Ore Zone Ⅰ;Dayingezhuang Gold District;Zhaoping fault zone