綜合物探技術在高密菜園鉛礦區成礦模式中的應用

聶佩孝，徐立軍，高云鵬，武斌，王建，李明波

(山東省第四地質礦產勘查院，山東 濰坊　261021)

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綜合物探技術在高密菜園鉛礦區成礦模式中的應用

聶佩孝，徐立軍，高云鵬，武斌，王建，李明波

(山東省第四地質礦產勘查院，山東 濰坊261021)

菜園鉛礦區位于沂沭斷裂帶北端兩側的安丘、高密鉛成礦帶東部。在搜集和研究區域內相類似礦床的物探信息資料的基礎上，工作中對其礦床地質特征、控礦因素、礦床成因及其成礦模式進行了分析研究，采用激電中梯、聯合剖面、高密度電法3種物探方法，總結了其物探找礦標志。經對預測靶區的地質勘查結果驗證，取得了顯著效果，為該地區鉛礦的找礦方向提供了重要依據。

鉛礦；綜合物探；成礦模式；高密菜園

引文格式：聶佩孝，徐立軍，高云鵬，等.綜合物探技術在高密菜園鉛礦區成礦模式中的應用[J].山東國土資源，2015，31(9)：39-43.NIE Peixiao，XU Lijun，GAO Yunpeng，etc.Application of Integrated Geophysical Exploration in Metallogenic Model of Caiyuan Lead Deposit in Gaomi City[J].Shandong Land and Resources,2015，31(9)：39-43.

山東省高密菜園鉛礦，自明清時期，民間就有零星開采及冶煉，自20世紀50年代末開始，這一地區就投入了大量的物化探及地質勘查工作，先后發現了王吳鉛礦、菜園鉛礦等多處小型礦床或礦點①聶佩孝、羅海偉、于強，山東省高密市菜園礦區鉛礦普查報告，2010年。。2010年，筆者主持完成了“山東省高密市菜園礦區鉛礦普查”項目工作，通過對區內鉛礦成礦模式及物探找礦標志的分析研究，參與了后期礦區外圍鉛礦、重晶石礦成礦遠景區的設立及找礦工作，工作中綜合采用激電中梯、聯合剖面、高密度電法3種物探方法[1]，取得了良好勘查效果。

1　區域地質背景

高密大地構造位置處于華北板塊(Ⅰ級)東南部，膠遼隆起區(Ⅱ級)之膠萊盆地(Ⅲ級)西部。區內地層位于華北—柴達木地層大區(Ⅰ級)之華北地層區(Ⅱ級)東南部的魯東地層分區(Ⅲ級)中部。

1.1地層

區內地層除第四系外，以中生代白堊紀萊陽群楊家莊組、杜村組為主體，巖性分別以中粒長石石英砂巖、礫巖為主，在區內中西部有小范圍的中生代白堊紀青山群后夼組地層出露，巖性主要為流紋質晶質凝灰巖、凝灰巖及黑云角閃安山巖。

1.2構造

區內構造主要以斷裂構造為主，按其展布方向和生成的先后順序，可分為NW向斷裂、NEE向斷裂和NE向斷裂3組。褶皺構造不發育，總體為一向SE傾斜的單斜構造。

1.3巖漿巖

該區巖漿活動很微弱，僅發育少量脈巖，均為中生代燕山晚期的產物。與NW向構造有關的脈巖，巖性為安山玢巖；與NE向構造有關的脈巖，為玄武安山玢巖、花崗細晶巖脈。

1.4區域礦產

菜園鉛礦位于沂沭斷裂帶北端兩側的安丘、高密鉛成礦帶東部。主要有安丘白石嶺、擔山、宋官疃、高密王吳等鉛礦(點)，資源量占全省的25%左右[2]。礦區及其附近金屬礦產主要為鉛(王吳)②陳紹忠、張常仁、魏光進等，山東省高密縣王吳鉛礦調查評價報告,1971年。，非金屬礦產主要為重晶石(化山、張戈莊、大王柱、空沖水、高家莊、河北等)，多為小型礦床或礦點(圖1)[3]。

1—第四系；2—萊陽群后夼組；3—萊陽群杜村組；4—萊陽群楊家莊組；5—花崗細晶巖脈；6—安山玢巖脈；7—玄武安山玢巖脈；8—鉛礦體及編號；9—地質界線；10—地層產狀；11—性質不明斷裂推測斷層；12—實測斷層及產狀；13—扭性斷層及編號；14—壓扭性斷層及編號；15—張扭型斷層及編號；16—重砂異常范圍；17—水系沉積物異常及編號；18—重晶石礦床(點)；19—鉛礦點；20—礦區位置圖1　菜園礦區區域地質簡圖

1.5區域地球化學特征

1∶20萬水系沉積物測量在該區及其南部圈定了Pb，As-74及Pb，Ba等元素組合異常*劉明渭、梁邦啟、王沛成等，1∶20萬高密幅區域地質調查報告,1995年。，異常強度較高，說明該區Pb，As，Ba元素具有富集現象。兩異常的形成均與鉛、重晶石礦床有關。

1.6區域地球物理場特征

區內金屬硫化物礦石(鉛鋅礦、黃鐵礦)，其ηs值可達15%；碎屑巖、褐鐵礦、方解石、石英脈等，都在3%以上；重晶石、鐵錳氧化物及各種火山巖，ηs都在3%以下。大理巖、石英脈、重晶石為高阻體，ρs>130Ω·m；花崗斑巖、長石石英砂巖、褐鐵礦、方解石、火山巖等ρs>100Ω·m；低阻體為磁黃鐵礦、鉛鋅礦、粗面巖、鐵錳氧化物等，ρs<100Ω·m，最低小于1Ω·m。

上述巖體、礦物特點表明，金屬硫化物地質體電性為低阻高極化，而重晶石、大理巖等地質體為高阻低極化體。

區域周邊激電異常范圍小、強度低，測深曲線反映為較好的二層曲線，表層ηs低，深部ηs高，推斷異常深部是由金屬硫化物礦脈引起的。

2　礦區地球物理場特征

菜園鉛礦屬低溫熱液淺成礦床，礦石類型屬含鉛重晶石脈型[4-5]。其規模、形態嚴格受NE向張扭性斷裂構造控制，礦源層為靠近礦脈的萊陽群地層，成礦介質來自大氣降水，其形成溫度在100～168°C之間，氣液化比一般為5%或小于5%[6]。

2.1礦區視激化率特征

礦區激電中梯視激化率一般在0.5%～1.0%間變化，激電異常差異較小，但在400～800點間和800～1000點間各有一條NNE向、NNW向異常帶明顯顯示，等值線閉合且連續,寬約70～110m，異常最高值為1.47%，傾向不明顯，近似直立(圖2)。

1—激電中梯測量視極化率等值線；2—激電中梯異常位置及編號；3—礦體位置及編號；4—斷層位置及編號；5—激電中梯剖面測量線位置及編號；6—激電中梯剖面測量點位置及編號圖2　礦區激電中梯測量視極化率等值線圖

2.2礦區視電阻率特征

礦區視電阻率值一般在85～160Ω·m間變化，反映下部基巖變化不大，在300～800線的800～1400點為測區內的高阻部位，電阻率值在160～235Ω·m間，推測為第四系覆蓋較薄基巖隆起所至(圖3)。

1—激電中梯測量視極化率等值線；2—激電中梯異常位置及編號；3—激電中梯剖面測量線位置及編號；4—激電中梯剖面測量點位置及編號圖3　礦區激電中梯測量視極化率等值線圖

2.3激電中梯異常的圈定

以ηs≥1為異常值，結合電阻率等值線平面圖及礦區巖石的地球物理特征，圈定了2個異常(圖2)，在300～2100線的400～800點之間為JD-1，在2000～2600線的800～1000點之間為JD-2。其中JD-1長約1650m,寬約110m，走向12°；JD-2長約300m,寬約70m，走向330°。

2.4物探聯合剖面測量特征

為了進一步了解JD-1，JD-2深部的形態、規模及產狀，在異常范圍內展開了物探聯合剖面測量工作。選擇較有代表特征的L1600線，測量的重點對象為JD-1異常北段視極化率、視電阻率較高部位的相對應處。

通過聯合剖面測量結果可以看出(圖4)，該剖面ρa曲線的交點主要反映在100～280m段，該段有3處正、反交點，在淺部和深部均有顯示，即30m深度的200點反交點對應60m深度的190點，30m深度的220點正交點對應60m深度的200點，30m深度的270點反交點對應60m深度的260點，傾向NW，傾角為52°～65°，較陡，推測該段為構造破碎帶引起。在30m深度的140點顯示高阻異常與60m深度的120點顯示高阻異常對應，推測為較直立的高阻巖脈引起。

1—構造碎裂巖位置；2—鉛礦體位置及編號圖4　菜園礦區第1600線視電阻率聯合剖面圖

2.5物探高密度剖面測量特征

為驗證上述兩種物探方法圈出的異常，在分析研究區內成礦模式的基礎上，對具有明顯特征的異常復合部位，進行了高密度剖面電阻率測量工作，以G1600線為例進行描述。G1600線高密度剖面電阻率值一般在50～80Ω·m間變化(圖5)，電阻率曲線高阻顯示明顯，呈隆起狀，第四系覆蓋相對較薄，在70～160m段多次顯示低阻、高阻異常，再次推斷該處異常為W傾的構造破碎帶引起。

1—視電阻率等值線及數值；2—視電阻率≥70等值區圖5　菜園礦區第1600線高密度電阻率剖面圖

3　物探異常的驗證

經后期的探槽、鉆孔工程驗證(圖6、圖7)，區內激電中體測量工作中圈出JD-1，JD-2與后期聯合剖面測量、高密度電法測量所顯示的異常無論在平面上還是剖面上完全對應一致(圖2—圖5)。JD-1異常是由斷層F2及斷層中的方鉛礦化重晶石脈所引起；JD-2異常主要是由地層當中厚層砂、頁巖與厚層礫巖兩種巖性的接觸變化及附近水渠干擾影響所致。通過以上資料分析，區內物探測量結果與礦體的規模、形態、產狀完全吻合。

1—第四系；2—萊陽群楊家莊組；3—砂質粘土；4—泥質粉砂巖；5—中粒長石石英砂巖；6—碎裂巖；7—高嶺土化；8—實測斷層；9—礦體及編號；10—鉆孔位置及編號圖6　菜園礦區第12勘探線剖面圖

1—楊家莊組；2—花崗細晶巖脈；3—礦體及編號；4—地質界線；5—斷層位置及編號；6—探槽及編號；7—鉆孔及編號；8—激電中梯異常位置及編號；9—視電阻率聯合剖面測量位置及編號；10—高密度電阻率聯合剖面測量位置及編號；11—激電中梯剖面測量線位置及編號；12—激電中梯剖面測量點位置及編號圖7　菜園礦區工程布置圖

4　地球物理找礦模式與找礦方向

區內方鉛礦嚴格受張扭性斷裂構造控制；礦體一般賦存在石英脈、重晶石脈及硅化碎裂巖中，而石英脈、重晶石脈及硅化碎裂巖帶物理性質上屬高阻體，而鉛的物理性質呈現為高極化率，因此區內呈帶狀分布的高阻、高極化率物理點分布區，可指示含鉛石英脈、重晶石脈的存在。

在充分分析研究區內鉛礦成礦模式及區內鉛礦物理特征的基礎上，圈出了位于菜園鉛礦區西南處張戈莊-楊家欄子斷裂(F1)至西王柱-河北斷裂(F3)一帶的成礦遠景區。區內次級斷裂發育，為含礦溶液的運移、富集、沉淀創造了良好的空間條件；區內重晶石脈發育，重晶石內普遍含有顆粒狀、團塊狀的方鉛礦物，顯示了較好的高阻高極化率的物理特征。

5　結論

菜園鉛礦成因為低溫熱液含鉛重晶石脈型淺成鉛礦，礦石的主要成分為方鉛礦，共生礦物為重晶石，伴生礦物為Ag，S。

以菜園鉛礦為基礎，結合區域內以前的地質、物化探等信息資料，初步建立了區域內鉛礦的的成礦模式及物理找礦標志。2012年，山東省第四地質礦產勘查院在遠景區引用其成礦模式及物探找礦標志，綜合利用了激電中梯、聯合剖面、高密度電法3種物探方法取得了很好的找礦效果。該模式及找礦標志也必將在安丘-高密成礦帶上對鉛礦的找礦工作起到指導作用。

[1] 曹春國，黃文院.綜合物探方法在深部找礦工作中的應用[J].山東國土資源，2010,26(4)：16-19.

[2] 徐明善，鄧幼華，劉懷書，等.山東省地質礦產科學技術志[M].山東：山東省地圖出版社，1990:215-293.

[3] 宋明春，劉明渭，張淑芳，等.山東省地質礦產圖集[M].山東：山東省地圖出版社，2012:78-91.

[4] 張天禎，石玉臣，王鶴立，等.山東非金屬礦地質[M].山東：山東科學技術出版社，1998:217-226.

[5] 劉振，呂昶，葉育青，等.山東省地質礦產志[M].山東：山東科學技術出版社，1992:209-211.

[6] 翟裕生，鄧軍，李曉波.區域成礦學[M].北京：地質出版社，1999:51-78.

Application of Integrated Geophysical Exploration in Metallogenic Model of Caiyuan Lead Deposit in Gaomi City

NIE Peixiao，XU Lijun，GAO Yunpeng，WU Bin， WANG Jian，LI Mingbo

(No.4 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Shandon Weifang 261021, China)

Caiyuan lead deposit is located in east of Anqiu and Gaomi lead metallogenic belts on both sides of the northern part of Yishu fault belt. On the basis of collecting and studying geophysical information of the similar deposits, geological characteristics, ore-controlling factors and the origin of deposit have been analyzed and studied. By using IP intermediate gradient method, combined profiles and high density electrical mehtod, exploration of lead deposit has gained a good effect, and geophysical prospecting signs have been summarized. It will provide important evidences for lead exploraiton in this area.

Lead deposit；geophysical exploration；model；sign；Caiyuan；Gaomi city

2014-12-08；

2015-06-29；編輯：曹麗麗

山東省財政廳，魯國土資字[2008]34號，魯勘字[2008]11號，山東省高密市菜園礦區鉛礦普查，地質勘查項目

聶佩孝(1970—)，男，山東高密人，工程師，主要從事地質礦產勘查工作；E-mail：NPX12345678@163.com

P618.51

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