魯西銅石大平安莊地區(qū)金礦找礦預測

史南南，趙青濤，邱光輝，張啟生，張超

（中化地質(zhì)礦山總局山東地質(zhì)勘查院，山東 濟南 250013）

0 引言

山東省銅石地區(qū)作為魯西重要的金礦產(chǎn)區(qū)，地質(zhì)找礦工作程度較高，通過數(shù)十年的持續(xù)勘探，淺部及地表礦已基本查明，目前尋找深部及周邊（司榮軍等，2005；于學峰，2009；徐書奎和付山嶺，2011；朱文杰等，2015；張英梅等，2017）隱伏金礦體已成為該地區(qū)勘查工作的重點。本文針對銅石大平安莊地區(qū)，通過地質(zhì)、化探、物探等方法，結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)背景，通過與鄰近典型礦床相似類比，對大平安莊地區(qū)金礦找礦前景進行評價，為該地區(qū)進一步找礦勘查提供一點參考，以促進后續(xù)地質(zhì)工作的開展。

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)

魯西銅石地區(qū)屬于華北板塊（I）東部，沂沭斷裂帶以西的魯西隆起區(qū)（II），位于魯中隆起（IIa）的南部，尼山凸起（IIa93）的NE翼，平邑凹陷（IIa92）的南緣，地層區(qū)劃屬華北-柴達木地層大區(qū)，華北地層區(qū)，魯西地層分區(qū)，出露新太古界泰山巖群、新元古界土門群及古生代、中生代、新生代地層（張增奇等，2014）。結(jié)晶基底出露廣泛，蓋層發(fā)育較齊全，古生界以碳酸鹽巖為主，中-新生界以火山碎屑巖、碎屑巖為主。斷裂構(gòu)造發(fā)育，NNW向燕甘斷裂是規(guī)模較大的斷裂（陳華國等，2009），經(jīng)歷了多期構(gòu)造活動，其次級構(gòu)造以NW—NNW向、NE向和近EW向為主，與燕山運動早期多階段巖漿活動形成的偏堿性銅石次火山雜巖體，共同控制著金礦床的形成與分布（于學峰，2001），已發(fā)現(xiàn)的金礦床（點）多集中分布于雜巖體邊部及周圍的古生代地層中（圖1）。

圖1 魯西銅石地區(qū)大地構(gòu)造位置及地質(zhì)礦產(chǎn)略圖

研究區(qū)位于銅石地區(qū)東部，銅石雜巖體的東南緣，大平安莊至地方鎮(zhèn)一帶。出露地層主要為奧陶系灰?guī)r、白云巖和第四系殘坡積層，局部出露寒武系灰?guī)r、白云巖，零星出露石炭系、侏羅系碎屑巖。斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要為近EW向和NW向2組，近EW向斷裂為大平安莊斷裂，區(qū)內(nèi)出露長度4 km左右，走向80°，傾向SW，傾角82°，為正斷層，南盤下降，北盤上升，斷裂局部發(fā)育褐鐵礦化、硅化等蝕變，NW向斷裂錯斷大平安莊斷裂，區(qū)內(nèi)出露3.5 km左右，走向290°，傾向NE，傾角55°，為正斷層，北盤下降，南盤上升。在構(gòu)造裂隙的局部區(qū)段，可見二長斑巖、二長閃長玢巖等中酸性巖枝、巖脈零星出露于地表。

2 成礦模式與找礦模型

研究區(qū)地處濱西太平洋成礦域之魯西成礦區(qū)銅石中生代雜巖體分布區(qū)（圖2）。該成礦區(qū)內(nèi)的銅石地區(qū)已發(fā)現(xiàn)歸來莊、卓家莊、磨房溝、梨方溝、賀山莊、銀洞溝等眾多大中小型金礦床及寶古山、郝家山頭等一大批金礦點（于學峰等，2009），眾多學者從不同角度對該地區(qū)成礦地質(zhì)背景（毛景文等，2003；胡華斌等，2004）、成礦作用及成礦模式（邱檢生等，1994；林景仟等，1995，1997；陳常富等，1999；曾慶棟等，2000，2001；胡華斌等，2005；孫愛群等，2006；牛樹銀等，2005，2009；于學峰和韓作振，2008；于學峰等，2009；田京祥等，2015；張國權(quán)，2017）、找礦方向及前景（陳永清等，1995；徐述平等，2007；張原慶等，2010；毛廣鈺等，2015；于學峰等，2016；殷天濤等，2019；張英梅等，2017）等進行了深入研究，顯示金礦床成因與銅石雜巖體關(guān)系密切，均屬中低溫熱液礦床，金礦化類型主要為隱爆角礫巖型、鎂質(zhì)碳酸鹽巖微細浸染型、斑巖型和含鐵矽卡巖疊加型（表1），礦質(zhì)來源、控礦因素等均指向其產(chǎn)于相似的成礦地質(zhì)背景，構(gòu)筑了銅石地區(qū)金礦床成礦模式（圖3），并在成礦模式研究基礎上，結(jié)合典型礦床分析，總結(jié)與成礦有關(guān)的各類異常，建立了銅石地區(qū)金礦找礦模型（表2），指示碳酸鹽巖與銅石雜巖體的接觸蝕變帶、斷裂及其交匯部位、地球化學異常、重磁異常等為該地區(qū)重要的找礦標志。

表2 魯西銅石地區(qū)金礦找礦模型

圖3 魯西銅石地區(qū)金礦床成礦模式（據(jù)于學峰，2009修改）

表1 魯西銅石地區(qū)典型金礦床地質(zhì)特征

圖2 魯西銅石大平安莊地區(qū)地質(zhì)略圖（據(jù)山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)隊，1995①，修改）

3 研究區(qū)與典型礦床的相似性

3.1 成礦條件

已知的金礦床、金礦點均產(chǎn)于銅石雜巖體內(nèi)部、邊部及外圍的構(gòu)造帶中，根據(jù)區(qū)域成礦模式研究，泰山巖群及前寒武系侵入巖為區(qū)域高金背景地質(zhì)單元，為成礦提供了初始物源；燕山早期各階段巖漿活動，尤其是巖漿后期熱液活動和隱爆作用，為金元素的運移提供足夠的熱源和熱液；區(qū)域構(gòu)造應力場控制下的構(gòu)造裂隙系統(tǒng)，為成礦提供了導礦和容礦空間；化學性質(zhì)活潑的寒武-奧陶系碳酸鹽巖蓋層，為成礦提供了有利的物化條件。研究區(qū)地處銅石雜巖體東南外緣，北距歸來莊大型金礦床不足2.5 km，物源、熱源、導礦容礦空間及物化條件等方面與區(qū)域成礦地質(zhì)條件相統(tǒng)一，成礦條件十分有利。

3.2 地層

研究區(qū)與歸來莊金礦均位于燕甘斷裂東側(cè)，處于基底-蓋層雙層結(jié)構(gòu)地層構(gòu)架內(nèi)，在地層巖性、時代、形成環(huán)境和含礦性等方面均具可比性。基底主要為新太古界泰山巖群山草峪組變質(zhì)巖，片理走向NW，傾向SW，傾角60°～85°，年齡在（2671±15）Ma（曹國權(quán)，1995），金元素含量明顯高于地殼豐度值（于學峰等，2002）；蓋層主要為寒武-奧陶系灰?guī)r、白云巖，走向NW，傾向NE，傾角8°～30°，屬陸表淺海相碳酸鹽及泥沙沉積，為金礦體的主要圍巖；不同之處在于歸來莊金礦處于寒武系與奧陶系交界附近，而大平安莊金礦化點則處于奧陶系中上段，后者蓋層較前者厚約600 m，遭受剝蝕程度較前者低，歸來莊金礦體成礦原始深度在700～1500 m（林景仟等，1995），目前已剝蝕出露地表，從這一角度來講，研究區(qū)若存在金礦體必然為隱伏礦體，金礦化現(xiàn)象是追尋深部隱伏礦體的重要線索。

3.3 構(gòu)造活動

研究區(qū)與歸來莊金礦同處銅石雜巖體的外緣，構(gòu)造演化背景一致，根據(jù)斷裂與巖石間的切穿關(guān)系、產(chǎn)狀、延伸方向、展布特征及應力應變特征，分析認為大平安莊斷裂與歸來莊斷裂是在同一應力場作用下形成的同組斷裂。大平安莊斷裂及附近裂隙內(nèi)可見褐鐵礦化、碳酸鹽化、金礦化等蝕變，表明斷裂帶內(nèi)發(fā)生過與金成礦密切的熱液蝕變作用，具備成礦的物源、熱源條件；歸來莊金礦礦體分布、形態(tài)及產(chǎn)狀變化嚴格受歸來莊斷裂控制，大平安莊斷裂與歸來莊斷裂在產(chǎn)狀、規(guī)模、性質(zhì)等方面極為類似（表3），具備導礦和容礦條件；斷裂兩盤出露寒武-奧陶系碳酸鹽巖，巖性化學活動性強，具備成礦的物化條件。綜上所述，大平安莊斷裂及其影響范圍內(nèi)具備歸來莊式金礦的成礦地質(zhì)條件。

表3 歸來莊斷裂與大平安莊斷裂特征對比

3.4 巖漿活動

眾多學者對魯西中生代巖體進行了研究，發(fā)現(xiàn)銅石、龍寶山、銅井等中生代巖體具同源性，根據(jù)地幔熱柱成礦理論，這些巖體是在統(tǒng)一的魯西幔枝構(gòu)造下形成的，它們具有相近的成礦條件，屬于同一個魯西中生代成礦系統(tǒng)和成礦系列，成礦作用具有相似性和可比性（司榮軍和王秀芳，1998；肖淳等，2012）。根據(jù)銅石地區(qū)40Ar/39Ar測年結(jié)果，二長閃長玢巖年齡為（189.8±0.2）Ma，二長斑巖年齡為（188.4±1.6）Ma，均屬燕山期產(chǎn)物（林景仟等，1997），該地區(qū)二長斑巖、二長閃長玢巖等中酸性侵入巖形成背景和時代在區(qū)域上是統(tǒng)一的。研究區(qū)零星出露二長斑巖、二長閃長玢巖等中酸性巖脈情況，在地表有金礦化現(xiàn)象出露的斷裂上布設激電測深剖面（圖2、圖4），成果顯示深部分布有S傾的低阻-高極化板狀地質(zhì)體，參照魯西銅石地區(qū)巖石電性參數(shù)特征（表4），蝕變巖石尤其是矽卡巖具有低阻高極化特征，該激電異常應為中酸性巖漿侵入引起圍巖蝕變的反映，顯示地表金礦化現(xiàn)象與深部隱伏中酸性巖脈侵入具有成因聯(lián)系，這表明研究區(qū)與銅石地區(qū)典型金礦床中生代巖漿活動是一致的，成礦條件是統(tǒng)一的。

表4 魯西銅石地區(qū)巖石電性參數(shù)特征表

圖4 CSPM1、CSPM1剖面視電阻率斷面圖、視極化率斷面圖及地質(zhì)剖面圖

續(xù)表4

3.5 地球化學

根據(jù)區(qū)域1∶5萬水系沉積物測量成果，歸來莊金礦異常以Au為主，Au異常呈橢圓形，最大值為15×10-9，濃集中心明顯，分帶清楚；大平安莊北東部同樣存在Au異常，Au異常呈橢圓形，濃集中心明顯（圖5a）。1∶1萬土壤金屬測量成果顯示，異常位于歸來莊村北，元素組合以金、銀為主，套合較好，豐度大，襯度大（圖5b），整體受歸來莊斷裂帶控制；大平安莊村北及東部，同樣存在一總體沿大平安莊斷裂帶展布的帶狀綜合異常，元素組合以Au、Ag為主，Au、Ag異常面積較大，濃集中心明顯，異常部分元素組合形態(tài)均呈橢圓狀圈閉，相互套合較好，Au異常強度較高，具有一定的規(guī)模和峰值，異常峰值達9.71×10-9，是背景值的十幾倍（圖5c），Au、Ag等主要成礦元素濃集中心和空間分布形態(tài)受大平安莊斷裂帶控制。

圖5 研究區(qū)及及周邊地球化學異常特征

3.6 地球物理

根據(jù)區(qū)域1∶5萬重磁測量成果，歸來莊金礦位于重力異常梯度帶東側(cè)，在這一梯度上，磁測表現(xiàn)為NNE向的橢圓形相對高值的負磁異常，研究區(qū)所處位置重磁異常特征與歸來莊金礦相似，反映二者所處地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境相近（圖6）。由于歸來莊金礦的硫化物含量較低，激電資料對金礦化體的反映不明顯，但對應破碎礦化蝕變帶，視電阻率曲線，為低值反映，一般低于背景約100～200 Ω·m，平面上呈條帶狀低阻異常帶（于學峰，2010）；根據(jù)研究區(qū)激電成果（圖4），CSPM1剖面沿測線方向150 m處及CSPM2剖面沿測線方向250～300 m處，存在一產(chǎn)狀近直立的相對低阻帶，根據(jù)探槽TC1、TC2揭露情況（圖7），為斷裂破碎帶的反映，該破碎帶存在褐鐵礦化、硅化等熱液蝕變現(xiàn)象。

圖6 歸來莊金礦重磁異常綜合平面圖（據(jù)山東地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)隊，1994⑤，修改）

圖7 研究區(qū)探槽地質(zhì)剖面圖

4 找礦前景

根據(jù)研究區(qū)槽探工程揭露情況，2條探槽均見斷裂破碎帶，斷裂走向呈近EW向，寬6～20 m，圍巖均主要為白云質(zhì)灰?guī)r，褐鐵礦化強烈，具明顯的熱液活動跡象，推斷深部有更強烈熱液活動，化探、激電異常與此關(guān)系密切，探槽樣品分析結(jié)果顯示，Au含量均高于土壤測量結(jié)果數(shù)十至數(shù)百倍。另外，在探槽TC2的南東側(cè)河床巖石出露部位發(fā)現(xiàn)一處金礦化點，同樣位于該斷裂帶內(nèi)，該處出露巖石與探槽內(nèi)一致，同為白云質(zhì)灰?guī)r，但熱液蝕變更加強烈（圖8），巖石呈紫紅色，硅化、褐鐵礦化明顯，斷層角礫發(fā)育，為巖漿后期熱液烘烤所致，經(jīng)取樣化驗分析，Au含量為0.3×10-6。綜上所述，該地區(qū)具備良好的找礦前景。

圖8 金礦化點巖石熱液蝕變

5 結(jié)語

研究區(qū)位于銅石雜巖體的東南緣，燕甘斷裂東側(cè)，大平安莊斷裂帶內(nèi)，本次通過借鑒銅石地區(qū)典型金礦床成礦模式及找礦模型研究成果，對研究區(qū)與歸來莊金礦床進行相似類比研究，揭示了二者成礦地質(zhì)背景是統(tǒng)一的，地層巖性、時代、形成環(huán)境和含礦性等方面均具可比性，斷裂構(gòu)造為同一應力場作用下形成的同組斷裂，巖漿活動時代具一致性，地球化學和地球物理場特征反映地質(zhì)、構(gòu)造環(huán)境十分相似，加之槽探揭露的斷裂內(nèi)具強烈熱液蝕變現(xiàn)象，且在斷裂附近新發(fā)現(xiàn)一處金礦化點，表明該區(qū)具備良好的找礦前景，值得開展進一步的找礦工作，以期實現(xiàn)該地區(qū)深部找礦突破。

注 釋

①山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)隊.1995.1∶5萬平邑、楊謝、東陽、上冶幅域地質(zhì)調(diào)查報告[R].

② 于學峰,王虹,劉會芹,王敏,王海芹,孟舞平,張瑞華.1999.山東省平邑縣銅石地區(qū)金礦成礦預測報告[R].山東省地質(zhì)科學實驗研究院.

③山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)隊.1991.向城幅（I-50-44-B）、蘭陵幅（I-50-44-D）、蒼山幅（I-50-45-A）、磨山幅（I-50-45-C）1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告[R].

④ 中化地質(zhì)礦山總局山東地質(zhì)勘查院.2016.山東省平邑—蒼山地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查報告[R].

⑤ 山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)隊.1994.山東省平邑縣歸來莊金礦床勘探地質(zhì)報告[R].