膠西北地區(qū)水旺莊超大型金礦床深部找礦前景分析探討

摘要：水旺莊超大型金礦床為招平金成礦帶北段玲瓏金礦田東南緣探明的一處超大型金礦床，累計(jì)探明金資源量180余噸，②號(hào)礦體為該礦床主要礦體，探明金資源量140余噸，占礦區(qū)全部金資源量的83%。流體包裹體研究表明，水旺莊金礦床成礦溫度200～380℃，成礦壓力約60～180 MPa，成礦深度4.4～12 km，而膠東區(qū)域整體隆升剝蝕量2～4 km，深部礦體保存良好。黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖型礦石為該礦床最主要礦石類型，金品位集中于1～6 g/t，厚度集中于1～10 m，厚度與品位具有一定的正相關(guān)性。礦體具有NE向側(cè)伏趨勢(shì)，沿側(cè)伏方向金品位具有似等間距分布的特征，每隔400～500 m會(huì)出現(xiàn)金品位高值區(qū)，預(yù)測(cè)礦體延伸至21號(hào)勘查線以東，-2 600 m標(biāo)高附近，29號(hào)和37號(hào)勘查線間為第5金品位高值區(qū)，預(yù)測(cè)金資源量50 t。

關(guān)鍵詞：金礦床；找礦前景；深部找礦；水旺莊；膠西北

中圖分類號(hào)：P618.51" " " " " " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " nbsp; " " " " " " " " " " " doi：10.12128/j.issn.1672-6979.2024.09.001

引文格式：何國(guó)靖，張朋，劉天鵬，等.膠西北地區(qū)水旺莊超大型金礦床深部找礦前景分析探討［J］.山東國(guó)土資源，2024，40（9）：1-8.E Guojing，ZANG Peng，LIU ianpeng， et al. Analysis and Study on Deep Prospecting Potential of Shuiwangzhuang Super Large Gold Deposit in Northwestern Jiaodong Peninsula［J］.Shandong Land and Resources，2024，40（9）：1-8.

0-引言

近年來(lái)，隨著找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)的實(shí)施，膠東深部金礦勘查取得重大進(jìn)展，累計(jì)探明金資源儲(chǔ)量已超過(guò)5 000 t［1-]4］，90%以上的資源儲(chǔ)量集中在膠西北區(qū)域的三山島、焦家和招平金成礦帶。水旺莊金礦床為招平金成礦帶北段探明的一處超大型金礦床，累計(jì)探明金資源量180余噸［5-]8］。然而，與三山島金成礦帶和焦家金成礦帶深部找礦典型成果［9-]10］（三山島金成礦帶：北部海域470 t、西嶺382 t；焦家金成礦帶：紗嶺389 t）和最深勘查深度［4］（三山島金成礦帶已達(dá)4 006 m；焦家金成礦帶已達(dá)3 266 m）相比，該礦床勘查深度較淺，深部探獲金資源儲(chǔ)量較小。2014年對(duì)該礦區(qū)深部開(kāi)展過(guò)部分成礦預(yù)測(cè)工作，但僅預(yù)測(cè)到1 845 m深度［11］，而礦區(qū)目前勘查深度已達(dá)2 471 m。深部是否有礦，礦在哪里，深部找礦前景成為該礦床急需解決的科學(xué)問(wèn)題，該問(wèn)題也制約著招平金成礦帶深部找礦能否取得更大突破。

前人已對(duì)該礦床進(jìn)行了大量研究，在控礦因素、蝕變礦化特征、成礦階段、礦床地球化學(xué)、成礦流體特征［12］、成礦預(yù)測(cè)［13-]15］等方面取得了若干重要認(rèn)識(shí)。但以往研究主要局限于淺部或單一礦段，已有的成礦預(yù)測(cè)依據(jù)較少、尺度大、深度小，難以有效指導(dǎo)深部找礦。本文在詳細(xì)查明水旺莊金礦床深部礦體地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，收集前人流體包裹體測(cè)試數(shù)[LM]據(jù)估算了成礦深度，結(jié)合區(qū)域隆升剝蝕程度，初步探討了深部找礦前景，系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)了該礦床②號(hào)礦體礦石類型、金品位和厚度數(shù)據(jù)，詳細(xì)分析了該礦體金品位和厚度的相關(guān)性及垂直變化規(guī)律，指明了深部找礦方向，旨在為該礦床及招平金成礦帶實(shí)現(xiàn)更大找礦突破提供一些參考。

1-地質(zhì)背景

水旺莊金礦床位于華北板塊東南緣郯廬斷裂帶以東的膠北隆起區(qū)［16］，區(qū)內(nèi)巖石建造主要由前寒武變質(zhì)基底、中生代花崗巖類及白堊系沉積巖和火山巖組成，北部沿海地區(qū)分布有少量古近紀(jì)沉積物（圖1）。前寒武變質(zhì)基底主要包括新太古代TTG和膠東巖群黑云變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖［17］，古元古代粉子山群和荊山群孔茲巖系［18-]19］，新元古代蓬萊群淺變質(zhì)沉積巖［20-]21］。中生代花崗巖類主要由晚侏羅世（165～150 Ma）玲瓏花崗巖類、早白堊世早期（132～123 Ma）郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖類［22］和早白堊世晚期（118～110 Ma）艾山花崗巖類［23-]24］組成。膠北隆起以東為蘇魯超高壓變質(zhì)帶，主要由古元古代及新元古代的花崗質(zhì)片麻巖、表殼巖夾榴輝巖組成，局部含有超基性巖透鏡體。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以NE—NNE向斷裂為主體，自西向東發(fā)育三山島、焦家、招平、棲霞、桃村、牟平-]即墨、五蓮-]青島-]煙臺(tái)、海陽(yáng)-]青島等斷裂，這些斷裂控制了區(qū)內(nèi)絕大部分金礦床。

水旺莊金礦床處于著名的招平金成礦帶北段玲瓏金礦田東南緣（圖2）。區(qū)內(nèi)出露地層主要為新太古代膠東巖群變質(zhì)巖和零星第四系。構(gòu)造主要有NEE向破頭青斷裂，NE向玲瓏斷裂、九曲蔣家斷裂和欒家河斷裂。破頭青斷裂整體走向60°，傾向SE，傾角28°～45°，沿該斷裂分布有臺(tái)上、東風(fēng)、水旺莊等特大型金礦床［5］。九曲蔣家斷裂整體走向33°，傾向SE，傾角23°～33°，其與破頭青斷裂在九曲村附近會(huì)合，沿該斷裂分布有九曲、阜山、大磨曲家等金礦床［8］。欒家河斷裂整體走向30°，傾向SE，傾角50°～82°，該斷裂切割膠東巖群變質(zhì)巖、欒家河巖體及郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖。區(qū)內(nèi)巖漿巖分布以破頭青斷裂為界，斷裂下盤主要分布晚侏羅世玲瓏二長(zhǎng)花崗巖，斷裂上盤主要分布欒家河花崗閃長(zhǎng)巖。此外，東北部出露少量早白堊世郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖。水旺莊礦區(qū)內(nèi)僅出露新太古代膠東巖群變質(zhì)巖。地表無(wú)明顯構(gòu)造，鉆孔揭露破頭青和九曲蔣家2條斷裂深部延伸到礦區(qū)內(nèi)。地表被地層覆蓋，鉆孔揭露深部晚侏羅世玲瓏二長(zhǎng)花崗巖伏于膠東巖群下，巖體內(nèi)發(fā)育少量脈巖。礦區(qū)內(nèi)熱液蝕變作用受斷裂構(gòu)造帶控制，主要熱液蝕變作用有鉀化、（黃鐵）絹英巖化、硅化、綠泥石化和碳酸鹽化等，各類蝕變作用具有漸變過(guò)渡、相互疊加特征。

2-礦體分布特征

水旺莊金礦床共圈定金礦體197個(gè)［8］，均為隱伏礦體，其中，②號(hào)是主礦體，估算金資源量120 t，占礦區(qū)全部資源量的83%。

②號(hào)礦體分布于-]851 m～-]2 173 m，主要賦存于（黃鐵）絹英巖化（花崗質(zhì)）碎裂巖帶內(nèi)［7-]8］。礦體呈似層狀、大脈狀，具有膨脹夾縮、尖滅再現(xiàn)特征，平均走向20°，傾向SE，傾角15°～35°。礦體延長(zhǎng)最大長(zhǎng)度為2 560 m，延深最大連續(xù)長(zhǎng)2 080m。礦體在延長(zhǎng)和延深方向均未封閉（圖3）。礦石類型主要為（黃鐵）絹英巖化巖石，（黃鐵）絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖為主要礦石類型。礦石中主要金礦物為自然金和銀金礦，主要以可見(jiàn)金的形式呈不規(guī)則粒狀散布于黃鐵礦晶隙或裂隙中、脈石礦物顆粒間，或包含于黃鐵礦、石英晶體中。礦石以碎裂結(jié)構(gòu)和變余花崗結(jié)構(gòu)為主。礦石構(gòu)造主要為浸染狀、細(xì)脈狀和網(wǎng)脈狀。金品位1.02～41.07 g/t，平均品位4.27g/t，品位集中于1.00～10.00 g/t。礦體厚度1.25～31.49 m，平均厚度5.46 m。

3-成礦深度和找礦前景分析

3.1-基于流體包裹體的成礦深度估算

水旺莊金礦床流體包裹體研究［26-]27］表明，該礦床主要有H2O-]NaCl型和H2O-]NaCl-]CO2型2種類型的原生流體包裹體，H2O-]NaCl型流體包裹體冰點(diǎn)溫度-]0.6～-]9.9℃，平均-]4.4℃；完全均一溫度85～315℃，集中于200～300℃，平均225℃；鹽度1.05～12.73 wt.%NaCl，平均6.37 wt.%NaCl（表1）；包裹體捕獲壓力0～165 MPa（圖4）。H2O-]NaCl-]CO2型包裹體CO2初融溫度-]58.3～-]56.2℃，平均-]57.1℃；籠合物熔化溫度4.0～7.6℃，平均5.8℃；部分均一溫度23.9～31℃，平均28.4℃；完全均一溫度209～410℃，集中于280～380℃，平均328℃；鹽度4.87～10.29 wt.％NaCl，平均7.7 wt.％NaCl（表1）；CO2相密度ρCO2 0.57～0.74 g/cm3；CO2摩爾分?jǐn)?shù)XCO2 0.1～0.3；CO2體積百分?jǐn)?shù)24.4%～57.0%；包裹體捕獲壓力60～180 MPa（圖5）。綜合分析，水旺莊金礦床成礦溫度分布于200～380℃，成礦壓力約60～180 MPa，與前人研究［28］研究區(qū)金礦床成礦溫度為145～400℃，平均255.5℃；成礦壓力為14.5～170MPa，平均50.4 MPa相一致。

對(duì)于開(kāi)放體系，成礦壓力近似靜水壓力（10 MPa/km），對(duì)于封閉體系，成礦壓力近似靜巖壓力，礦體上盤主要為花崗巖類，巖石密度平均為2.7 g/cm3，靜巖壓力為27 MPa/km。分別按照靜水壓力、靜巖壓力和不同壓力條件下的深度計(jì)算回歸方程［29］計(jì)算水旺莊金礦床成礦深度（表2），成礦深度范圍為2.2～18 km，因?yàn)槌傻V過(guò)程體系處于靜水壓力和靜巖壓力的過(guò)渡變化區(qū)間，成礦深度應(yīng)位于靜水壓力估算深度和靜巖壓力估算深度之間，由此估算該礦床成礦深度4.4～12 km，與前人研究膠西北金礦床成礦深度范圍為3～10 km［30-]32］相一致。而膠西北區(qū)域整體剝蝕量2～4 km，從早白堊末期至今，地殼隆升-]剝蝕厚度不超過(guò)4.5 km［33-]36］。綜合對(duì)比成礦深度和隆升剝蝕程度，水旺莊金礦床礦體可能略有剝蝕，但深部礦體總體保存良好，深部尚有良好的找礦前景。

3.2-主礦體厚度品位變化規(guī)律指示的深部找礦前景

水旺莊②號(hào)礦體礦石類型以黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖為主，該類型占比達(dá)到46%（圖6a）。各類型礦石金品位-]厚度關(guān)系（圖6b）研究表明，金品位集中于1～6 g/t，厚度集中于1～10 m，厚度和品位具有一定的正相關(guān)性，黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖型礦石較易形成厚大礦體（＞20 m），絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖型礦石較易形成高品位礦體（＞6 g/t）。從金品位等值線圖（圖7）可以看出，礦體具有NE向側(cè)伏趨勢(shì)，沿側(cè)伏方向金品位具有似等間距分布的特征，每隔500 m左右會(huì)出現(xiàn)金品位高值區(qū)，目前勘查控制的②號(hào)礦體邊界處金品位達(dá)到6.26 g/t，而且，礦體沿走向和傾向均未封閉，預(yù)測(cè)21號(hào)勘探線以東，-]2200m標(biāo)高以深具有良好的找礦前景，且品位較高。水旺莊礦區(qū)施工的3 000 m鉆孔ZK3401于2 007.00 m處揭露破頭青斷裂帶主裂面，于2 008.50～2 057.00 m控制蝕變礦化帶，金品位0.13～3.64 g/t，平均0.39 g/t；于2 144.70～2 162.00 m控制九曲蔣家蝕變礦化帶，金品位0.12～0.74 g/t，平均0.23 g/t；于2 831.15～2 832.65 m發(fā)現(xiàn)厚約1.50 m金礦體，品位達(dá)6.85 g/t，進(jìn)一步驗(yàn)證了深部找礦前景良好。

基于②號(hào)礦體淺部1～4金礦高品位高值區(qū)探明金資源量186 t，采用體含礦率法預(yù)測(cè)，在第5金礦高品位高值區(qū)段，金資源量為50 t。

4-結(jié)論

（1）水旺莊金礦床成礦溫度200～380℃，成礦壓力約60～180MPa，成礦深度約4.4～12km，整體隆升剝蝕量2～4km，深部礦體保存良好。

（2）礦體具有NE向側(cè)伏趨勢(shì)，沿側(cè)伏方向金品位存在數(shù)個(gè)高值區(qū)且具有似等間距分布的特征，每隔500 m會(huì)出現(xiàn)金品位高值區(qū)。

（3）水旺莊金礦賦礦規(guī)律、礦體成礦深度與剝蝕程度分析、礦體深部預(yù)測(cè)結(jié)果指明②號(hào)礦體深部找礦潛力巨大，初步預(yù)測(cè)在-]2 600 m標(biāo)高，29線與27間存在第5金品位高值區(qū)，預(yù)測(cè)金資源量50 t。

致謝：本次研究工作是在山東省地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)完成的水旺莊金礦床勘查工作基礎(chǔ)上完成的，審稿人為本文提供了寶貴的修改意見(jiàn)，在此一并致以誠(chéng)摯的感謝！

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收稿日期：20240531；修訂日期：20240627；編輯：曹麗麗

基金項(xiàng)目：山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局科技攻關(guān)項(xiàng)目《膠西北斷裂系統(tǒng)及其與金成礦關(guān)系》（編號(hào)：KY202208），山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（重大科技創(chuàng)新工程）金屬深部協(xié)同探測(cè)技術(shù)裝備（編號(hào)：2023CXGC11001）

作者簡(jiǎn)介：何國(guó)靖（1988—），男，江西泰和人，助理工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作；E-]mail：295080367@qq.com

*通訊作者：張朋（1984—），男，山東淄博人，高級(jí)工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作；E-]mail：270770617@qq.com