三山島北部海域金礦勘查工作思路與實踐

劉殿浩，張丕建，丁正江，張軍進，林大偉，馬賓

(山東省第三地質礦產勘查院，山東 煙臺　264004)

三山島北部海域金礦勘查工作思路與實踐

劉殿浩，張丕建，丁正江，張軍進，林大偉，馬賓

(山東省第三地質礦產勘查院，山東 煙臺264004)

三山島北部海域金礦床位于膠東西北部三山島成礦帶之中，為一嚴格受斷裂構造控礦的超大型破碎帶蝕變巖型金礦床。礦體全部賦存于濱海海域，具有規模大、延伸穩定、有用物質分布較均勻的特點。作為國家級首批整裝勘查區的一部分，尤其是首次在淺海海域進行深部勘查，該區勘查工作受到了多方重視、關注和支持，在1年的時間里完成了主要靶區的詳查工作。它首開我國淺海海域金礦勘查的先河，是在綜合分析研究礦田成礦背景與找礦潛力的基礎上開展的一次系統的、由預查開始直接完成詳查的勘查活動，具有周期短、規模大、成果豐、效果好的特點，對我國以后海域固體礦產勘查工作具有一定的借鑒意義。

超大型金礦；海域勘查；深部勘查；三山島；膠東

引文格式：劉殿浩，張丕建，丁正江，等.三山島北部海域金礦勘查工作思路與實踐[J].山東國土資源，2015,31(2)：1-6.LIU Dianhao， ZHANG Pijian， DING Zhengjiang，etc.Thoughts and Practices on Gold Deposit Exploration in Northern Offshore of Sanshandao Area[J].Shandong Land and Resources, 2015,31(2):1-6.

海域勘查施工，由于受海浪、海風、海流等因素影響，困難多，難度大，風險大，除石油行業以其造價昂貴的海上油氣鉆探平臺進行海域油氣勘查外，僅有少量從事近岸海域工程勘察的先例，如廣西北海水文工程礦產地質勘察研究院在北部灣地區[1]，山東省第三地質礦產勘查院在渤海灣地區進行的工程勘察。后者還曾于2009年在渤海灣淺海區進行過煤炭地質勘查，但工作量很少，是海上固體礦產勘查的一次嘗試。而該次所進行的膠東三山島北部海域金礦詳查，則首開我國海域金礦勘查的先河，是一次礦床學研究思維方法創新與實踐有機結合的成功案例[2-4]。該次工作受到了中國科學院許志琴等院士的高度評價，“海上鉆探的成功實施，標志著我國地質工作已從大陸走向海洋，已從地質大國向地質強國邁步。”該文主要就該次勘查工作的論證、組織與實施等方面作一簡要介紹，以期為更多的海上勘查工作提供借鑒。

1　項目概況

三山島北部海域金礦勘查區，位于山東省萊州市三山島北部海域，面積約20km2，處于國家首批整裝勘查區——山東萊州-招遠地區金礦整裝勘查區的北部、膠西北地區著名的三山島控礦斷裂帶內(圖1)，成礦條件優越，找礦潛力巨大。2012年國家啟動整裝勘查，該區被列為國家級整裝勘查區。該項目于2012年初完成招投標；隨后，山東省第三地質礦產勘查院組織力量進行設計編寫，2012年3月勘查設計通過了由礦權人組織的、由國土資源部儲量評審中心專家參與的評審，隨即開展野外工作。施工中邊施工、邊研究，并根據構造地質條件及賦礦情況及時調整優化施工方案。至2012年11月底，共完成鉆探90126.89m/91孔(其中海上平臺鉆井施工44孔，分布在2km2的海域)；最多同時開動機臺52臺，施工人員最多時達1000余人；海上鉆孔最深1973.46m，最遠離岸3.5km，最深水深15m。施工質量上，所有鉆孔質量滿足施工要求，全孔封孔，透孔試驗驗證質量優良；海上鉆探平臺為山東省第三地質礦產勘查院自主設計制造并安裝拆卸，已申請獲得國家專利。項目成果上，創造了該區“兩最”：礦區資源儲量最大，礦體單體規模最大。僅一個礦體規模就達到超大型；礦體最長達1.5km(勘查區內)，最厚百米，控制最深標高-1760m，最高品位200多克/噸。

圖1　三山島北部海域區域地質略圖(據山東省萊州市三山島北部海域礦區金礦詳查報告修編)

2　勘查工作總體思路

2.1成礦帶/礦田構造特征

三山島北部海域勘查區大地構造位置處于華北陸塊魯東隆起膠北隆起區之膠北凸起區[5]，西鄰沂沭斷裂帶。區內多為海水及第四系覆蓋。受沂沭深大斷裂的影響，區內NE向斷裂構造最為發育，其次為NW向、近EW向、NNE向斷裂構造，部分斷裂為遙感、髙磁所推斷。其中，NE向三山島斷裂，為控礦構造(圖2)；NW向斷裂為成礦后斷裂。

圖2　三山島斷裂帶地質略圖

三山島斷裂帶嚴格控制著該成礦帶上金礦的產出。該斷裂帶位于三山島-倉上一帶，兩端延至渤海，陸地總長度11km。陸地上，該斷裂多被第四系覆蓋，只在三山島村北小山丘上有所出露。斷裂主要沿中生代玲瓏序列崔召單元與新太古代馬連莊序列欒家寨單元的接觸帶或玲瓏序列崔召單元與郭家嶺序列上莊單元的接觸帶展布，主裂面連續而穩定，呈舒緩波狀，顯壓扭性特點(圖1)；總體走向為35°左右，局部地段可達70°～85°，傾向NE，傾角35°～50°。斷裂帶由斷層泥(厚5～50cm)、糜棱巖、角礫巖及絹英巖化碎裂巖等蝕變構造巖構成，寬40～400m不等。主干斷裂下盤發育有次級斷裂。前期，該帶已相繼勘查評價了三山島(超大型)、倉上(大型)、新立(大型)等大型、超大型金礦床，累計探明金金屬量已近千噸。

2.2成礦帶/礦田成礦規律

通過對該區近40年來的勘查、研究成果總結[6-18]，三山島成礦帶成礦具有以下基本特征：

(1)該區礦床基本產于三山島斷裂帶主裂面下盤，礦體規模大，延伸穩定，厚度、品位較為穩定。礦體圍巖蝕變分帶特征明顯，由內至外分別為黃鐵絹英巖化碎裂巖-黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖-黃鐵絹英巖化花崗巖-鉀化二長花崗巖等。其中的黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖帶呈不連續分布，局部缺失。各蝕變巖帶之間界線呈漸變過渡關系。

(2)從南向北，自倉上金礦-新立金礦-三山島金礦，由大型到特大型，礦床規模具有增大趨勢，礦床間距區內有減小趨勢，礦體出露標高有所下降。沿走向從新立金礦往北東各礦床具近似等距分布規律，中間無礦間隔一般400～500m。

(3)前人工作認為，膠東地區金礦床區域上“東西成行、南北成列、匯集成片呈棋盤格局；礦帶內礦床沿走向等距分布、沿橫向對應出現”[6]；三山島斷裂帶與焦家斷裂帶在深部逐漸相交，金礦體在傾向上呈階梯式分布(圖3)[11]。總結該帶規律發現，第一臺階大約在-600m標高以上，第二臺階約在-900m以下，中間為礦化薄弱間隔，由于三山島斷裂傾角相對較陡，故其成礦相應臺階也較焦家深些；金礦體基本賦存于構造傾角較緩位置，三山島成礦帶賦存礦體具NE側伏規律，側伏角約35°，近似等距分布，間距約500～600m；而焦家成礦帶礦體則呈SW向側伏。同時，三山島成礦帶與焦家成礦帶礦床在平面上和深度上具有NW—SE向對稱分布規律；在傾向上，三山島成礦帶總體傾角60°左右，較焦家成礦帶要陡一些(圖3)。

圖3　三山島-焦家斷裂金礦分布圖

(4)金礦化具有在構造走向轉彎變異地段和傾向由陡變緩部位富集的規律。在此地段金礦體厚度較大(圖4)。

(5)礦床為破碎帶蝕變巖型金礦床，淺部硫化物含量較高，硫化物礦物種類亦較多，深部硫化物含量較低，硫化物礦物種類相對較少。蝕變巖石中有黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦等多金屬硫化物出現時，往往形成富金礦體，是直接找礦標志。尤其黃鐵礦是金的主要載體礦物，含金性好的黃鐵礦，呈粗粒碎塊狀或細粒狀，晶形復雜，顏色淺黃—銅黃，光澤暗淡，硬度、密度、晶胞參數較大，反射率低，是主要的礦物學找礦標志[17]。

2.3勘查工作思路與實踐

三山島北部海域勘查區為三山島金礦的北東延伸及側伏部位，同為三山島金礦Ⅰ號礦體群。按照分段富集和等間距分布規律，結合側伏規律、對稱分布規律，三山島Ⅰ號金礦體的NE側伏部位應是尋找該區金礦體的有利部位(側伏角35°左右)。在此基礎上，對該區進行了靶區預測，認為2號和3號靶區是三山島北部海域勘查區找礦的最有利部位(圖5a)。工作中，首先對可靠性較高的2號靶區中心位置進行控制，而后根據勘查網度適度放稀對礦化較好的中心部位及兩側進行鉆探揭露，在見礦情況下向外圍擴展控制。地質編錄中，對巖心進行仔細觀察，詳細劃分蝕變帶，詳細描述礦化特征，研究礦化強度與圍巖蝕變、金屬礦物特征之間的關系，及時總結分析，結合前述礦化富集規律調整鉆孔位置。由于礦體規模大、延伸穩定，邊部考慮了無礦間隔和側伏規律，鉆探工程基本上孔孔見礦(圖5b)。工作中，加強了控礦條件和礦化富集規律研究，對重點勘查區同時展開大規模鉆探揭露，既縮短了工期，又保證了勘查工作的科學合理性和經濟性。

3　礦區及礦床地質

3.1礦區地質

圖4　三山島北部海域金礦-400m中段水平投影圖(a)和30線剖面略圖(b)

圖5　三山島成礦帶礦體分布預測靶區(a)與勘查成果(b)對照圖

勘查區位于濱海海域，南面為陸地。除臨海的3個相連的小山丘上見有中生代玲瓏超單元崔召單元中粒二長花崗巖出露外，其余均被第四系覆蓋。三山島斷裂呈NE向，貫穿整個礦區，走向約35°，總體呈舒緩波狀，傾向SE，-400m標高以上傾角40°左右，-400～-1000m標高段產狀變陡，傾角75°～85°，-1000m標高以下傾角較穩定，為35°～43°；以灰白—灰黑色斷層泥為標志的主裂面連續發育，厚0.05～0.5m，構造巖帶寬40～400m；斷裂具多期活動性，其成礦期的右行張扭運動所造成的引張開啟部位賦存了金礦體，是區內主要的導礦構造和賦礦構造。

3.2礦體特征

勘查區內共圈定工業礦體26個。礦體呈脈狀或透鏡狀產出(圖4)；走向22°～49°，傾向SE，傾角上部和下部較緩，中部較陡，16°～78°，平均40°；長150～1430m，沿傾向延深250～1110m，平均厚1.72～30.91m；單礦體平均品位2.59×10-6～8.65×10-6；總體來看礦體厚度屬較穩定型，品位為較均勻型。

其中以Ⅰ-4礦體規模最大，探獲的金資源儲量占該次探獲礦床資源儲量的82%，礦體呈脈狀或透鏡狀產出(圖6)；走向35°，傾向SE，傾角21°～52°，平均39°；長約1500m，沿傾向延深大于1000m，厚4.08～65.80m，平均30.91m；礦體平均品位5.23×10-6；且主要礦體內部可圈定出連續的高品位樣品帶(圖7)。

圖6　28-34線聯合剖面圖

圖7　高品位樣富集區聯合剖面示意圖

3.3礦石特征

區內礦石主要包括黃鐵絹英巖化碎裂巖型和黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖型兩類。礦石結構主要包括粒狀變晶結構、碎裂結構、碎斑碎粒結構、交代結構、乳滴結構等；主要呈浸染狀、網脈狀、角礫狀、細脈狀構造。

礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦，次要的有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、毒砂、磁黃鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦等。礦石中金礦物主要為銀金礦，次為自然金及金銀礦；以各種粒狀為主，絕大多數為細—微細粒；主要以晶隙金、裂隙金、包體金和粒間金4種狀態賦存，其中晶隙金占57.93%；金的主要載體礦物為黃鐵礦，次為方鉛礦、石英等。主要非金屬礦物為石英、絹云母、殘余長石，次之為碳酸鹽類礦物(方解石、白云石、菱鐵礦等)。礦石中SiO2含量均較高，平均67.54%；金平均品位4.38×10-6，伴生銀、硫。

3.4成礦階段

通過對手標本及鏡下觀察，結合前人研究成果，認為該礦床成礦作用可劃分為4個成礦階段，即①黃鐵礦-絹英巖階段；②金-石英-黃鐵礦-毒砂階段；③金-石英-多金屬硫化物階段；④石英-碳酸鹽階段。其中②為金的主要成礦階段，③為金及多金屬成礦階段。

3.5圍巖蝕變

前已述及，礦區圍巖蝕變分帶性明顯，在礦體向外圍蝕變由黃鐵絹英巖化向絹云母化、碳酸鹽化遞減，各蝕變巖帶之間界線呈漸變過渡接觸。圍巖蝕變主要有黃鐵絹英巖化、鉀化、碳酸鹽化、綠泥石化、高嶺土化、赤鐵礦化等。其特點是：蝕變作用延續時間長，各蝕變作用相互疊加，蝕變分帶明顯，各帶之間為漸變關系。其中黃鐵絹英巖化，細脈狀、網脈狀黃鐵礦化與金成礦關系密切，二者呈正相關關系。

3.6礦床成因

通過對比研究，該區金礦化與三山島金礦為同一礦化帶，礦化特征完全一致，故為同一成礦作用成礦，礦床成因類型亦為中溫巖漿熱液礦床，成礦流體主要為中溫、中低鹽度深源流體，成礦物質主要來源于深部；從礦床成礦系列來看，屬于與中生代燕山晚期殼幔混熔巖漿活動有關的金成礦系列[18-20]。

4　結論

三山島北部海域金礦勘查工作，是在邊論證、邊施工、邊科研中完成的。總的來看，三山島北部海域金礦詳查工作，不僅是我國在近海海域金礦勘查領域通過對礦田地質研究和成礦規律總結指導找礦實踐的一次成功的案例，同時也是國家整裝勘查工作在金礦勘查中取得的又一次巨大的成功。歸納起來可得到幾點結論：

(1)三山島北部海域金礦勘查項目的成功得益于礦權人的高度信任和及時有效的外部環境協調，得益于項目組的細致鉆研、精益求精，得益于成礦理論的進步，是各方面積極因素疊加的結果。礦床的勘查實踐不僅證實了渤海灣海域金礦成礦的巨大潛力，同時也是我國海域金礦勘查的首次嘗試，具有里程碑意義。

(2)濱海海域金礦勘查具有可行性。工作中發揮了各方聰明才智，科學合理的選用技術方法手段，總體規劃，分步實施。勘查工作要根據實際情況，科學合理的部署工作，在保證質量、風險最低的情況下，可進行系統化、規模化施工，從而大大縮短工作周期，減少市場風險。對礦田地質條件的研究、階梯式成礦模式的應用，以及側伏規律、近等間距分布規律、平面及垂向上對稱分布規律的歸納總結，為該次勘查工作的成功提供了理論支持。

(3)三山島北部海域金礦床為一超大型金礦，成因類型為中溫巖漿熱液礦床，礦體具有規模大、延伸/深穩定、金含量較為均勻的特點。在新立深部、三山島北部海域深部及外圍仍具有良好找礦前景，以后工作，應加強對未封閉地段深部及外圍地區金礦勘查力度，可望取得更大的突破。

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Thoughts and Practices on Gold Deposit Exploration in Northern Offshore of Sanshandao Area

LIU Dianhao， ZHANG Pijian， DING Zhengjiang，ZHANG Junjin，LIN Dawei，MA Bin

(No.3 Exploration Institute of Geology and Resources，Shandong Yantai 264004，China)

Gold deposit in northern offshore Sanshandao area locates in northeastern part of Sanshandao metallogenic belt in Jiaodong area. It is an super large fractural and altered type gold deposit. Ore bodies all occurred in offshore. It has the characteristics of large scale, good continuity and low grade variation. As part of national first monoblock exploration areas, especially being the first offshore deep exploration, exploration work has been paid more attention and support. Detailed survey work in major target areas have been finished in one year. It initiates offshore gold exploration in China, and is a systematic exploration shifting from reconnaissance to general exploration based on comprehensive analysis of ore field mineralization conditions and prospecting potentiality. The exploration work has short cycle, large scale, rich achievements and favorable effects. It will provide some references for solid metal exploration in the future

Super large gold deposit; offshore exploration; deep exploration; Sanshandao; Jiaodong area

2014-11-20；

2014-12-29；編輯：曹麗麗

劉殿浩(1960—)，男，山東榮成人，研究員，主要從事區域地質調查及地質礦產勘查工作；E-mail：liudh1786@163.com

P618.51

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