膠東水旺莊超大型金礦床構(gòu)造疊加暈特征及深部找礦預(yù)測

劉天鵬 劉彩杰 李智 范家盟 王永慶 李山 李軍鵬 馬琳

摘要：膠東是我國最重要的金成礦區(qū)，水旺莊金礦床是招平斷裂帶上近年來探獲最大的深部特大型金礦床，首次采用構(gòu)造疊加暈方法開展深部成礦預(yù)測意義重大。本文通過收集整理前人地質(zhì)資料，結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查工作，對水旺莊金礦床開展鉆孔化探數(shù)據(jù)測試分析。研究表明：礦體中共同元素組合是：Au、As、Sb、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、W；特征元素組合是：As、Ag、Cu，其中Au為主要成礦元素，Cu為主要的伴生元素。以26勘探線為主要研究對象，運用構(gòu)造疊加暈理論分析可知前緣暈特征指示元素為As、Sb、Hg；近礦暈特征指示元素為Au、Ag、Cu、Pb、Zn；尾暈特征指示元素為Bi、Mo、W。建立了水旺莊金礦床構(gòu)造疊加暈理想模式，進行了深部礦體預(yù)測圈定預(yù)測靶區(qū)3個。

關(guān)鍵詞：構(gòu)造疊加暈；深部找礦；水旺莊金礦床；膠東

中圖分類號：P618.51???文獻標識碼：A

doi：10.12128/j.issn.1672-6979.2024.02.001

引文格式：劉天鵬，劉彩杰，李智，等.膠東水旺莊超大型金礦床構(gòu)造疊加暈特征及深部找礦預(yù)測［J］.山東國土資源，2024，40（2）：1-8. LIU Tianpeng， LIU Caijie， LI Zhi， et al. Characteristics of Tectonic Superimposed Halo and Deep Prospecting Predication in Shuiwangzhuang Super-large Gold Deposit in Jiaodong Area［J］.Shandong Land and Resources，2024，40（2）：1-8.

0?引言

水旺莊金礦床位于招平斷裂帶北段，玲瓏金礦田的東南緣。自2009年開始，水旺莊礦區(qū)先后開展了普查、詳查、深部及外圍詳查、勘探，取得了較好的找礦成果。迄今為止，累計探獲金資源量186余噸，為招平斷裂帶探獲最大深部金礦床。諸多學(xué)者就該礦床開展了較為系統(tǒng)的研究工作，對其地質(zhì)特征、三維地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征、成礦規(guī)律及成礦機制等有了較為深入的認識［1-5］。隨著勘查工作的進行，該礦床沿走向向深部存在未封閉的現(xiàn)象，亟待開展深部找礦預(yù)測工作。

近年來，原生暈找礦方法在找礦預(yù)測方面取得了顯著效果，尤其是在熱液礦床找礦、增儲方面［6-7］，后來李惠教授團隊提出的構(gòu)造疊加暈法在解決礦山[LL]資源危機和深部找礦預(yù)測方面取得了一定的成果，目前已經(jīng)在山東、甘肅、青海、黑龍江、內(nèi)蒙等多省近百個礦山進行了深部找礦預(yù)測，并且效果顯著［8-16］。

本文對水旺莊金礦床首次開展系統(tǒng)的構(gòu)造疊加暈研究，選取水旺莊金礦床鉆孔巖心，查明礦體元素異常特征、構(gòu)造疊加暈的疊加特征，從而建立構(gòu)造疊加暈?zāi)Ｊ?，結(jié)合盲礦預(yù)測標志，開展深部盲礦預(yù)測，為水旺莊金礦床深部找礦提供有利的證據(jù)支持。

1?礦床地質(zhì)特征

水旺莊礦區(qū)位于招遠市北東20km處（圖1），招平斷裂帶北段，區(qū)內(nèi)已探明玲南、阜山東風(fēng)、李家莊-東風(fēng)等超大型金礦床，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。區(qū)內(nèi)中生代玲瓏序列二長花崗巖和郭家?guī)X序列花崗閃長巖廣泛出露，次為新太古代譚格莊序列片麻狀細粒[LM]黑云奧長花崗巖，NNE向脈巖亦極為發(fā)育，為玲瓏-招風(fēng)頂脈巖群；斷裂構(gòu)造發(fā)育，招遠-平度斷裂帶控制了蝕變巖型金礦床的產(chǎn)出，其派生的玲瓏帚狀構(gòu)造控制了玲瓏金礦田內(nèi)諸多石英脈型金礦床的產(chǎn)出。招遠-平度斷裂帶北段的破頭青斷裂和九曲蔣家斷裂是區(qū)內(nèi)金礦控礦構(gòu)造，控制了礦床的產(chǎn)出與分布?？氐V構(gòu)造呈緩波狀展布，具分支復(fù)合特征。含礦蝕變帶分布和蝕變礦化強度嚴格控礦斷裂控制，以主裂面為中心對稱分帶特征明顯。圍巖蝕變主要有鉀長石化/紅化、硅化、絹英巖化和碳酸鹽化蝕變，此外尚有綠泥石化、綠簾石化、高嶺土化蝕變等，蝕變作用延續(xù)時間長，各蝕變作用相互疊加，蝕變分帶明顯，各帶之間為漸變關(guān)系，下盤蝕變礦化程度明顯強于上盤，絕大多數(shù)礦體均賦存于下盤。以主裂面為中心，向上盤依次為黃鐵絹英巖化碎裂巖帶、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶、黃鐵絹英巖化花崗巖帶；下盤依次為黃鐵絹英巖化碎裂巖帶、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶、黃鐵絹英巖化花崗巖帶、鉀長石化花崗巖帶［17-18］。成礦劃分為4個階段，即黃鐵礦-石英階段（Ⅰ）、金-石英-黃鐵礦階段（Ⅱ）、金-石英-多金屬硫化物階段（Ⅲ）和石英-碳酸鹽階段（Ⅳ），其中Ⅱ、Ⅲ階段為金礦主要成礦期。

金礦體主要產(chǎn)出于主裂面下盤黃鐵絹英巖化碎裂巖帶和黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶內(nèi)，其中①②號礦體為主要礦體［19-20］（圖2），②號礦體主要受九曲蔣家斷裂控制，礦體呈大脈狀，平均走向20°，傾向SE，傾角15°～35°，礦體最大走向長2560m，最大傾斜深2080m，埋深980m；①號礦體受破頭青斷裂控制，呈厚大脈狀，沿走向及傾向呈舒緩波狀，總體走向60°，傾向SE，傾角25°～33°，礦體最大走向長1120m，斜深730m。整體上，礦體易在構(gòu)造交會部位、產(chǎn)狀變化的“階梯”部位及多期成礦活動疊加部位產(chǎn)生富集，在垂向上形成由弱礦化間隔分隔的礦化富集段。

2?礦床地球化學(xué)特征

為了更好地研究原生暈分帶特征及疊加特征，在18線、26線（圖2）、34線及42線等勘探線鉆孔中，按照不同標高、礦體延伸方向近等間距選取礦體及礦化蝕變部位的樣品，共采集未蝕變的二長花崗巖77件和礦體蝕變帶樣品498件，分析Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、Bi、Mo、W、Sn等12種元素。測試分析數(shù)據(jù)利用數(shù)字礦產(chǎn)資源調(diào)查軟件中的大比例尺數(shù)字填圖進行聚類分析（圖3），結(jié)果顯示：以相似度0.5為界，可以將Au、Cu、Ag、Sn、As、W 6種元素分為一個大的群體；以相似度0.7為界，可以進一步將Au、Cu分為一個群體，Ag、Sn、As分為一個群體。Au為主要成礦元素，Cu為主要的伴生元素。可知礦體中共同元素組合是Au、As、Sb、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、W；特征元素組合是As、Ag、Cu。

3?構(gòu)造疊加暈特征

3.1?礦床構(gòu)造疊加暈特征

水旺莊金礦床具有多期次多階段成礦疊加的特征，其指示元素的分布和形態(tài)異常非常復(fù)雜，根據(jù)不同剖面12種元素展布特征，結(jié)合其與礦體的相互關(guān)系，首先，可以完整地識別出單個礦體的原生暈軸分帶特征，即前緣暈、近礦暈、尾暈，其次，可以識別出多階段礦體疊加的特點，進一步總結(jié)礦床原生暈軸向分帶及構(gòu)造疊加暈特征，以水旺莊26勘探線元素分布為例（圖4、圖5）。

（1）各元素特征

單一期次成礦成暈的軸向分帶：前緣暈、近礦暈和尾暈。

Au：內(nèi)帶異常主要沿金礦體展布，向礦體上下兩側(cè)、向圍巖濃度逐漸降低。

Ag：其內(nèi)帶異常中心位于金礦體中心略偏下方，總體形狀與金礦體差不多，但范圍略大能將Au礦體包裹起來，與Au同屬于近礦指示元素。

As、Sb、Hg：內(nèi)帶異常稍微偏離礦體中心，分布于礦體的中、上部及下部，是前緣暈特征指示元素。

Cu、Pb、Zn：內(nèi)帶異常強度較強，但是范圍較小，基本與礦體范圍一致，分布于礦體周圍，Cu、Pb、Zn多與Au正相關(guān)，是近礦暈指示元素。

Mo、W：內(nèi)帶異常強度較強，多分布于礦體的上部、中部、下部，是尾暈特征指示元素。

Bi：異常相對較弱，范圍較小，多分布于礦體上部、中部及下部，是尾暈特征指示元素。

Sn：其異常相對較弱，范圍也較小，但是對金礦指示作用不大。

（2）在礦體及其周圍形成異常的指示元素有Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、Bi、Mo、W、Sn等12種，這些元素對金礦都具有不同程度的指示作用，并見疊加成礦成暈特點。

（3）構(gòu)造疊加暈規(guī)律

Au、Ag、Cu、Pb、Zn在軸向上以金礦體或以內(nèi)帶為中心向礦體上下兩端、向圍巖濃度逐漸降低，強異常一般指示礦體的近礦暈。

As、Sb、Hg強異常分布于礦體的中上部，偶爾分布于下部，強異常一般指示礦體的前緣暈。

Bi、Mo、W強異常分布于礦體中下部，偶爾見分布于上部，強異常一般指示礦體的尾暈。

3.2?礦床構(gòu)造疊加暈找礦模型

水旺莊金礦床呈脈狀產(chǎn)出，其產(chǎn)出規(guī)模比較大，以構(gòu)造疊加暈原理為基礎(chǔ)，結(jié)合水旺莊構(gòu)造疊加暈特征，經(jīng)過綜合分析研究，最終建立了金礦床深部盲礦預(yù)測構(gòu)造疊加暈理想模式（圖6）。由圖6可見，金礦體存在明顯的元素分帶特征，即前緣暈（As、Sb、Hg）、近礦暈（Au、Ag、Cu、Pb、Zn）和尾暈（Bi、Mo、W）。上部已知礦體和深部盲礦體存在原生暈疊加結(jié)構(gòu)，即前、尾暈共存現(xiàn)象，可能是同一時期形成的原生暈疊加，也可能是兩期成礦形成的原生暈，后期原生暈疊加到前期原生暈之上。無論哪種情況，已知礦體尾部出現(xiàn)前、尾暈共存指示礦體向深部延伸或者有新的礦體存在，因此前、尾暈疊加是深部盲礦預(yù)測的重要依據(jù)。由此可見，水旺莊金礦床深部有盲礦體存在。

4?基于構(gòu)造疊加暈的金礦預(yù)測

4.1?盲礦預(yù)測的構(gòu)造疊加暈標志

在有Au弱異常（外帶）條件下，若既有前緣暈特征指示元素As、Sb、Hg較強異常，又有尾暈指示元素Bi、Mo、W較強異常同時出現(xiàn)（共存），則指示深部還有第二個富集帶，若Ag、Cu、Pb、Zn異常較強，指示有Ⅱ、Ⅲ成礦階段疊加，盲礦可能較富。若在礦體中出現(xiàn)前、尾暈共存，則指示礦體向下延伸還很大。

4.2?預(yù)測靶位的確定及預(yù)測結(jié)果

通過研究水旺莊金礦床剖面圖原生暈特征，結(jié)合建立的構(gòu)造疊加暈?zāi)Ｊ郊懊さV預(yù)測標志，對水旺莊金礦床26剖面進行盲礦體預(yù)測，共提出3個預(yù)測靶位，分別為C-1—C-3，建議進一步鉆孔驗證（圖7）。

C-1位于26剖面東側(cè)-1600m上下，向深部應(yīng)有較大的延伸。

地質(zhì)依據(jù)：鉆孔26ZKC3控制最深部，鉆孔見四層礦，第一層Au平均品位為1.62×10-6，厚度1.50m；第二層Au平均品位為1.76×10-6，厚度1.50m；第三層Au平均品位為3.90×10-6，厚度4.50m；第四層Au平均品位為10.38×10-6，厚度4.50m。

疊加暈特征：鉆孔26ZKC3有Au強異常，前緣指示元素As為外帶異常、Sb中帶異常、Hg內(nèi)帶異常，是深部盲礦體的特征。尾暈指示元素Bi、Mo內(nèi)帶異常、W中帶異常。

預(yù)測結(jié)果：前尾暈共存，Au強異常，深部有盲礦，自鉆孔26ZKC3向深部延伸1040m，標高-1600m～-2000m。

C-2位于26剖面東側(cè)-1700m上下，向深部應(yīng)有較大的延伸。

地質(zhì)依據(jù)：鉆孔26ZKC3控制最深部，鉆孔見兩層礦，第一層Au平均品位為1.85×10-6，厚度1.50m；第二層Au平均品位為1.62×10-6，厚度1.50m。

疊加暈特征：鉆孔26ZKC3有Au內(nèi)帶異常，前緣指示元素As、Sb均為外帶異常、Hg內(nèi)帶異常，是深部盲礦體的特征。尾暈指示元素Bi內(nèi)帶異常、Mo中帶異常、W外帶異常。

預(yù)測結(jié)果：前尾暈共存，且前緣暈較強，Au內(nèi)帶異常，深部有盲礦，自鉆孔26ZKC3向深部延伸1040m，標高-1710m～-2200m。

C-3位于26剖面東側(cè)-1800m上下，向深部應(yīng)有較大的延伸。

地質(zhì)依據(jù)：鉆孔26ZKC3控制最深部，鉆孔見礦，Au平均品位為1.19×10-6，厚度1.50m。

疊加暈特征：鉆孔26ZKC3有Au中帶異常，前緣指示元素Sb外帶異常、Hg內(nèi)帶異常，是深部盲礦體的特征。尾暈指示元素Mo、W均為外帶異常。

預(yù)測結(jié)果：前尾暈共存，Au中帶異常，深部盲礦自鉆孔26ZKC3向深部延伸1070m，標高-1800m～-2400m上下。

5?結(jié)論

（1）通過研究水旺莊巨型金礦床地質(zhì)特征，分析元素地球化學(xué)特征，明確元素分帶特征，并建立了水旺莊構(gòu)造疊加暈?zāi)Ｊ健?/p>

（2）構(gòu)造疊加暈的形成存在2種方式，一是由于同一時期形成的原生暈疊加，二是可能多期成礦，后期原生暈疊加到前期原生暈之上，形成同位疊加或部分疊加，易形成前尾暈共存現(xiàn)象。

（3）以26勘探線為主要研究對象，通過構(gòu)造疊加暈特征研究，可見明顯的前尾暈共存現(xiàn)象，結(jié)合構(gòu)造疊加暈?zāi)Ｊ郊懊さV預(yù)測標志，預(yù)測深部有盲礦，圈定預(yù)測靶區(qū)3個，表明構(gòu)造疊加暈方法對于指導(dǎo)水旺莊深部找礦具有重要的意義。

致謝：感謝山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊溫桂軍研究員等人員的悉心指導(dǎo)，審稿人對論文修改提出寶貴的意見，在此表示衷心感謝。

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Characteristics of Tectonic Superimposed Halo and Deep Prospecting Predication in Shuiwangzhuang Super-large Gold Deposit in Jiaodong Area

LIU Tianpeng， LIU Caijie， LI Zhi， FAN Jiameng， WANG Yongqing， LI Shan， LI Junpeng， MA Lin

（No.6 Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources， Shandong Weihai 264209， China）

Abstract： Jiaodong area is the most important gold metallogenic area in China. Shuiwangzhuang gold deposit is the largest deep super-large gold deposit discovered in Zhaoping fault zone in recent years. It is of great significance to use structural superimposed halo method for deep metallogenic predication for the first time. In this paper， through the collection and collation of previous geological data， combining with the field geological survey， the borehole geochemical data test of Shuiwangzhuang gold deposit has been carried out. It is showed that the common element assemblage in the ore body is Au， As， Sb， Ag， Cu， Pb， Zn， Bi， W， and the characteristic element assemblages are As， Ag and Cu， in which Au is the main ore-forming element and Cu is the main associated element. Taking the 26 exploration line as the main research object， the analysis of structural superimposed halo theory shows that the leading edge halo characteristic indicator elements are As， Sb， Hg; near ore halo characteristic indicator elements are Au， Ag， Cu， Pb， Zn; tail halo characteristic indicator elements are Bi， Mo， W. The ideal model of structural superimposed halo in Shuiwangzhuang gold deposit has been established， and three predication targets of deep ore bodies have been predicated.

Key words： Tectonic superimposed halo; deep prospecting prediction; Shuiwangzhuang gold deposit; Jiaodong area