構(gòu)造地球化學法在大尹格莊金礦區(qū)Ⅰ號礦帶的找礦應(yīng)用

孫 濤，王興剛，向胤合，鄒艷紅，楊 斌，王杜濤，周 鑫

(1.山東招金集團有限公司；2.中南大學地球科學與信息物理學院；3.有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點實驗室)

引 言

構(gòu)造地球化學是將構(gòu)造地質(zhì)研究與地球化學研究有機結(jié)合起來的一門學科[1-2]，其已廣泛應(yīng)用于隱伏礦體和深部礦體找礦預(yù)測[3-10]。

2009年以來，山東招金集團有限公司與中南大學合作，在大尹格莊金礦區(qū)Ⅱ號礦帶開展了構(gòu)造地球化學測量、大地電磁測深測量與深部礦體定位預(yù)測，取得了重大找礦突破[11]，截至目前，已新探獲推斷以上金金屬量超過60 t。

構(gòu)造地球化學法是取得大尹格莊金礦區(qū)Ⅱ號礦帶找礦突破的關(guān)鍵技術(shù)手段之一，該技術(shù)屬于原生暈范疇，其在膠東金礦集區(qū)深部礦體找礦預(yù)測中的有效性和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在3個方面：一是加強了蝕變巖和斷裂充填物樣品的采集，強化了化探異常信息顯示[12]；二是對構(gòu)造地球化學暈形成機理的客觀、科學與深入分析[13-14]，有效指導(dǎo)了該方法在找礦中的應(yīng)用；三是避免了膠東金礦集區(qū)次生暈找礦中普遍出現(xiàn)的土壤污染及傳統(tǒng)原生暈測量中遇到的露頭少等問題。

鑒于大尹格莊金礦區(qū)Ⅱ號礦帶采用構(gòu)造地球化學法取得了重大找礦突破，本次采用該方法在Ⅰ號礦帶及其深、邊部進行探礦，該位置屬于大尹格莊金礦區(qū)研究程度和勘探程度相對薄弱的地段，以期獲得找礦突破，為同類礦床提供參考。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

大尹格莊金礦床位于招平斷裂中段，是膠東金礦集區(qū)著名特大蝕變巖型金礦床之一，已探明金金屬量超過200 t。

在大尹格莊金礦區(qū)，招平斷裂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，為主要控礦構(gòu)造，總體走向20°，傾向南東，傾角20°～60°，寬40～80 m，由糜棱巖、碎裂巖、碎斑巖及少量斷層泥、角礫巖等組成。主裂面位于斷裂上部，其下普遍發(fā)育黃鐵絹英巖化蝕變。

礦體賦存于黃鐵絹英巖化碎裂巖和黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖中，金屬硫化物多呈浸染狀、細脈—網(wǎng)脈狀或細脈浸染狀產(chǎn)出，主要載金礦物為黃鐵礦。

以大尹格莊斷裂為界，礦區(qū)金礦化體被劃分為2個礦帶，大尹格莊斷裂以南為Ⅰ號礦帶(見圖1)，以北為Ⅱ號礦帶。與Ⅱ號礦帶相比，Ⅰ號礦帶研究程度低，勘查工作少，是本次深部找礦預(yù)測的目標。

1—第四系 2—太古代膠東群變質(zhì)巖 3—中生代玲瓏型花崗巖 4—中生代閃長玢巖脈 5—礦化蝕變帶 6—斷裂 7—礦體水平投影及礦帶編號 8—構(gòu)造地球化學測量范圍

2 構(gòu)造地球化學法找礦原理

在大尹格莊金礦區(qū)，采用構(gòu)造地球化學法等地表化探方法能否有效預(yù)測深部礦體找礦靶區(qū)，一直是個有待解決的問題。長期理論研究和大量實踐應(yīng)用證明，構(gòu)造地球化學法在大尹格莊金礦區(qū)深部礦體找礦預(yù)測中是有效和可信的[11]。大尹格莊金礦區(qū)構(gòu)造地球化學法找礦原理可概括為動態(tài)成礦作用的“煙囪效應(yīng)”(見圖2)和電解-電離成礦機理[15]。其中，礦體上盤張性斷裂系統(tǒng)、相間分布的青磐巖化-絹英巖化-紅化-絹英巖化組合蝕變、構(gòu)造地球化學異常是成礦熱液對流循環(huán)和深部礦體定位預(yù)測的關(guān)鍵標志。構(gòu)建大尹格莊金礦區(qū)構(gòu)造地球化學找礦原理的主要依據(jù)如下：

1—太古代膠東群變質(zhì)巖 2—中生代玲瓏型花崗巖 3—礦體 4—絹英巖化蝕變帶 5—成礦期張性斷裂 6—成礦熱液對流

3)政務(wù)外網(wǎng):政務(wù)外網(wǎng)由當?shù)卣y(tǒng)一建設(shè),非涉密網(wǎng),與互聯(lián)網(wǎng)邏輯隔離。在政務(wù)外網(wǎng)邊界部署防火墻用于訪問控制,并通過入侵防御模塊主動防御外部攻擊;配置一臺上網(wǎng)行為管理設(shè)備,提供網(wǎng)頁訪問過濾、用戶行為分析、訪問記錄等功能。

2)礦體上盤膠東群變質(zhì)巖，尤其是成礦期張性斷裂發(fā)育地段普遍發(fā)育青磐巖化蝕變[16]，其典型蝕變礦物組合為綠泥石-綠簾石-赤鐵礦(磁鐵礦)-鈉長石-金紅石-方解石。礦體下盤玲瓏型花崗巖中發(fā)育紅化蝕變，其典型蝕變礦物組合為鉀長石-鈉長石-赤鐵礦(磁鐵礦)-綠泥石-金紅石-方解石。青磐巖化蝕變礦物組合與紅化蝕變礦物組合反映了偏堿性和高氧逸度物理化學環(huán)境，有利于Au元素從膠東群變質(zhì)巖和玲瓏型花崗巖中活化和以Au+形式遷移。

3)成礦期張性斷裂為成礦熱液對流循環(huán)和礦質(zhì)活化-遷移-聚集提供了有利構(gòu)造條件[14]。開放的貫通性斷裂和動態(tài)熱液對流作用，決定了深部礦體形成過程中會在其上方和淺部留下成礦熱液活動的痕跡[12]。

從構(gòu)造地球化學的角度分析，在大尹格莊金礦區(qū)熱液成礦的電解-電離系統(tǒng)中，陰極區(qū)和陽極區(qū)在空間上是相伴和共軛出現(xiàn)的。其中，陰極區(qū)處于還原性和偏酸性環(huán)境，以黃鐵絹英巖化和絹英巖化蝕變?yōu)闃酥?；陽極區(qū)處于氧化性和偏堿性環(huán)境，以青磐巖化與紅化蝕變?yōu)闃酥尽Ｔ陉帢O區(qū)附近聚集的元素和在陽極區(qū)附近聚集的元素組合是不同的，在陰極區(qū)附近聚集的元素有Au、Ag、As、Sb、Bi等成礦元素和親硫元素，在陽極區(qū)聚集的元素有Mn、Cr、Co、Ni等親鐵元素[17]。成礦元素和親硫元素組合異常的空間分布有助于識別陰極區(qū)，即為有利于Au元素聚集的位置，可為隱伏礦體定位預(yù)測提供有效依據(jù)。

3 Ⅰ號礦帶構(gòu)造地球化學異常

本次地表構(gòu)造地球化學測量面積為15 km2，共采集樣品398件。樣品測試由中國有色金屬桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司完成，測試元素包括Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Ni、Co、Mo、Sn、As、Sb、Hg、Ba、B、Mn、V、Ti、Cr等19種。測試方法：①Au，化學光譜分析法；②As、Sb、Bi、Hg，原子熒光光譜法；③Cu、Pb、Mo、Sn、Ag、Mn、Zn、V、B、Ba、Co、Ti、Cr、Ni，直讀光譜分析法。

典型元素構(gòu)造地球化學異常見圖3。

圖3 大尹格莊金礦區(qū)Ⅰ號礦帶典型元素構(gòu)造地球化學異常圖

Au異常高值區(qū)分布在Ⅰ號礦帶東、西兩側(cè)，中部有低緩異常。Ⅰ號礦帶西部Au異常濃度高，規(guī)模大，連續(xù)性好，對應(yīng)Ⅰ號礦帶淺部礦體分布區(qū)段。Ⅰ號礦帶東部Au異常濃度高，有一定規(guī)模，Au最大值為888.0×10-9。

As異常高值區(qū)位于Ⅰ號礦帶中偏東部和北東部，大致構(gòu)成連續(xù)異常，其西段As異常對應(yīng)Ⅰ號礦帶已探明深部礦體。西部As異常規(guī)模稍小，對應(yīng)Ⅰ號礦帶淺部已知礦體分布區(qū)段。

Bi異?？蓜澐譃橹衅鞑俊⒛喜亢捅睎|部3塊異常。中偏西部Bi異常與Ⅰ號礦帶淺部礦體分布區(qū)段相吻合。南部Bi異常主體位于與大尹格莊金礦區(qū)毗鄰的曹家洼金礦區(qū)，該異常西段高值區(qū)與曹家洼金礦區(qū)隱伏礦體對應(yīng)。北東部Bi異常與Ⅱ號礦帶深部礦體位置對應(yīng)。

Mn異常集中分布在Ⅰ號礦帶北部和東部，空間連續(xù)性好，具有一定規(guī)模。

Cr異常集中分布在Ⅰ號礦帶西部和中偏東部2個 區(qū)段。西部Cr異常連續(xù)性好，呈北東向展布，與招平斷裂空間位置相吻合。中偏東部Cr異常與西部Cr異常在空間上明顯分離，具有一定規(guī)模。

構(gòu)造地球化學元素旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣及特征參數(shù)見表1。由表1可以歸納出下列地球化學標志組合：

表1 構(gòu)造地球化學元素旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣及特征參數(shù)

F1因子特征組合元素為V、Ti、Co、Mn、Sn、Cu、Zn，反映了親鐵元素V、Ti、Co、Mn與親硫元素Sn、Cu、Zn在空間分布上具有一定關(guān)聯(lián)性，與發(fā)育青磐巖化的膠東群變質(zhì)巖中見有稀疏浸染狀黃銅礦化的現(xiàn)象相吻合。

F2因子特征組合元素為As、Sb、Hg、Pb、Ba、Ag、Zn，反映了一組親硫元素的密切關(guān)聯(lián)性和同步富集關(guān)系。

F3因子特征組合元素為Ni、Cr、Co、V、Mn，揭示了親鐵元素的同步富集與空間套合關(guān)系。

F4因子特征組合元素為Bi、Ag、Au，揭示了金礦化與Bi、Ag富集之間的空間密切關(guān)系。

F5因子特征組合元素為Mo、Cu、B、Pb，反映了Mo、Cu富集與B、Pb活化之間的關(guān)系密切。

4 Ⅰ號礦帶找礦靶區(qū)預(yù)測

根據(jù)對構(gòu)造地球化學異常的綜合分析，結(jié)合以往鉆探工程資料，本次共圈定找礦靶區(qū)6處(見圖4)，并據(jù)異常濃度、規(guī)模、套合性等劃分為A、B、C 三級，A級找礦靶區(qū)找礦潛力相對較大，B級和C級次之。

1—Au異常 2—As異常 3—Bi異常 4—找礦靶區(qū)及編號

首先，針對A-1找礦靶區(qū)設(shè)計了1處驗證鉆孔，鉆孔編號74ZK3，直孔，孔深1 868.2 m，見2層礦化，均賦存于以黃鐵絹英巖化和絹英巖化蝕變?yōu)樘卣鞯年帢O區(qū)，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1 805.5～1 807.5 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)構(gòu)造地球化學異常和鉆孔驗證情況，可以得出如下認識：①結(jié)合構(gòu)造地球化學異常空間分布特征，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)；②Ⅰ號礦帶西部發(fā)育大規(guī)模、高強度和連續(xù)性好的構(gòu)造地球化學異常，鑒于該區(qū)段礦化的多層性分布特征，建議對Ⅰ號礦帶西部的招平斷裂主裂面下盤200～300 m垂深范圍開展鉆孔驗證。

5 結(jié) 論

1)通過對構(gòu)造地球化學異常空間分布、套合性進行研究，結(jié)合多元統(tǒng)計分析與地質(zhì)分析，應(yīng)用熱液成礦的“煙囪效應(yīng)”和電解-電離成礦機理，以陰極區(qū)元素組合為特征，認為Ⅰ號礦帶深部尋找隱伏礦體的構(gòu)造地球化學標志為Au-Ag-As-Sb-Bi組合異常。

2)在大尹格莊金礦區(qū)Ⅰ號礦帶圈定找礦靶區(qū)6處，并對A-1找礦靶區(qū)進行鉆孔驗證，發(fā)現(xiàn)2層礦化，均賦存于以黃鐵絹英巖化和絹英巖化蝕變?yōu)樘卣鞯年帢O區(qū)。

3)根據(jù)陰極區(qū)元素組合分布特征，建議重視Ⅰ號礦帶西部發(fā)育的大規(guī)模、高強度和連續(xù)性好的異常，對招平斷裂主裂面下盤陰極區(qū)元素組合分布區(qū)開展鉆孔驗證。