構造地球化學法在大尹格莊金礦區Ⅰ號礦帶的找礦應用

孫 濤，王興剛，向胤合，鄒艷紅，楊 斌，王杜濤，周 鑫

(1.山東招金集團有限公司；2.中南大學地球科學與信息物理學院；3.有色金屬成礦預測與地質環境監測教育部重點實驗室)

引 言

構造地球化學是將構造地質研究與地球化學研究有機結合起來的一門學科[1-2]，其已廣泛應用于隱伏礦體和深部礦體找礦預測[3-10]。

2009年以來，山東招金集團有限公司與中南大學合作，在大尹格莊金礦區Ⅱ號礦帶開展了構造地球化學測量、大地電磁測深測量與深部礦體定位預測，取得了重大找礦突破[11]，截至目前，已新探獲推斷以上金金屬量超過60 t。

構造地球化學法是取得大尹格莊金礦區Ⅱ號礦帶找礦突破的關鍵技術手段之一，該技術屬于原生暈范疇，其在膠東金礦集區深部礦體找礦預測中的有效性和優勢主要體現在3個方面：一是加強了蝕變巖和斷裂充填物樣品的采集，強化了化探異常信息顯示[12]；二是對構造地球化學暈形成機理的客觀、科學與深入分析[13-14]，有效指導了該方法在找礦中的應用；三是避免了膠東金礦集區次生暈找礦中普遍出現的土壤污染及傳統原生暈測量中遇到的露頭少等問題。

鑒于大尹格莊金礦區Ⅱ號礦帶采用構造地球化學法取得了重大找礦突破，本次采用該方法在Ⅰ號礦帶及其深、邊部進行探礦，該位置屬于大尹格莊金礦區研究程度和勘探程度相對薄弱的地段，以期獲得找礦突破，為同類礦床提供參考。

1 礦區地質概況

大尹格莊金礦床位于招平斷裂中段，是膠東金礦集區著名特大蝕變巖型金礦床之一，已探明金金屬量超過200 t。

在大尹格莊金礦區，招平斷裂沿中生代玲瓏型花崗巖與太古代膠東群變質巖接觸帶展布，為主要控礦構造，總體走向20°，傾向南東，傾角20°～60°，寬40～80 m，由糜棱巖、碎裂巖、碎斑巖及少量斷層泥、角礫巖等組成。主裂面位于斷裂上部，其下普遍發育黃鐵絹英巖化蝕變。

礦體賦存于黃鐵絹英巖化碎裂巖和黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖中，金屬硫化物多呈浸染狀、細脈—網脈狀或細脈浸染狀產出，主要載金礦物為黃鐵礦。

以大尹格莊斷裂為界，礦區金礦化體被劃分為2個礦帶，大尹格莊斷裂以南為Ⅰ號礦帶(見圖1)，以北為Ⅱ號礦帶。與Ⅱ號礦帶相比，Ⅰ號礦帶研究程度低，勘查工作少，是本次深部找礦預測的目標。

1—第四系 2—太古代膠東群變質巖 3—中生代玲瓏型花崗巖 4—中生代閃長玢巖脈 5—礦化蝕變帶 6—斷裂 7—礦體水平投影及礦帶編號 8—構造地球化學測量范圍

2 構造地球化學法找礦原理

在大尹格莊金礦區，采用構造地球化學法等地表化探方法能否有效預測深部礦體找礦靶區，一直是個有待解決的問題。長期理論研究和大量實踐應用證明，構造地球化學法在大尹格莊金礦區深部礦體找礦預測中是有效和可信的[11]。大尹格莊金礦區構造地球化學法找礦原理可概括為動態成礦作用的“煙囪效應”(見圖2)和電解-電離成礦機理[15]。其中，礦體上盤張性斷裂系統、相間分布的青磐巖化-絹英巖化-紅化-絹英巖化組合蝕變、構造地球化學異常是成礦熱液對流循環和深部礦體定位預測的關鍵標志。構建大尹格莊金礦區構造地球化學找礦原理的主要依據如下：

1—太古代膠東群變質巖 2—中生代玲瓏型花崗巖 3—礦體 4—絹英巖化蝕變帶 5—成礦期張性斷裂 6—成礦熱液對流

3)政務外網:政務外網由當地政府統一建設,非涉密網,與互聯網邏輯隔離。在政務外網邊界部署防火墻用于訪問控制,并通過入侵防御模塊主動防御外部攻擊;配置一臺上網行為管理設備,提供網頁訪問過濾、用戶行為分析、訪問記錄等功能。

2)礦體上盤膠東群變質巖，尤其是成礦期張性斷裂發育地段普遍發育青磐巖化蝕變[16]，其典型蝕變礦物組合為綠泥石-綠簾石-赤鐵礦(磁鐵礦)-鈉長石-金紅石-方解石。礦體下盤玲瓏型花崗巖中發育紅化蝕變，其典型蝕變礦物組合為鉀長石-鈉長石-赤鐵礦(磁鐵礦)-綠泥石-金紅石-方解石。青磐巖化蝕變礦物組合與紅化蝕變礦物組合反映了偏堿性和高氧逸度物理化學環境，有利于Au元素從膠東群變質巖和玲瓏型花崗巖中活化和以Au+形式遷移。

3)成礦期張性斷裂為成礦熱液對流循環和礦質活化-遷移-聚集提供了有利構造條件[14]。開放的貫通性斷裂和動態熱液對流作用，決定了深部礦體形成過程中會在其上方和淺部留下成礦熱液活動的痕跡[12]。

從構造地球化學的角度分析，在大尹格莊金礦區熱液成礦的電解-電離系統中，陰極區和陽極區在空間上是相伴和共軛出現的。其中，陰極區處于還原性和偏酸性環境，以黃鐵絹英巖化和絹英巖化蝕變為標志；陽極區處于氧化性和偏堿性環境，以青磐巖化與紅化蝕變為標志。在陰極區附近聚集的元素和在陽極區附近聚集的元素組合是不同的，在陰極區附近聚集的元素有Au、Ag、As、Sb、Bi等成礦元素和親硫元素，在陽極區聚集的元素有Mn、Cr、Co、Ni等親鐵元素[17]。成礦元素和親硫元素組合異常的空間分布有助于識別陰極區，即為有利于Au元素聚集的位置，可為隱伏礦體定位預測提供有效依據。

3 Ⅰ號礦帶構造地球化學異常

本次地表構造地球化學測量面積為15 km2，共采集樣品398件。樣品測試由中國有色金屬桂林礦產地質研究院有限公司完成，測試元素包括Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Ni、Co、Mo、Sn、As、Sb、Hg、Ba、B、Mn、V、Ti、Cr等19種。測試方法：①Au，化學光譜分析法；②As、Sb、Bi、Hg，原子熒光光譜法；③Cu、Pb、Mo、Sn、Ag、Mn、Zn、V、B、Ba、Co、Ti、Cr、Ni，直讀光譜分析法。

典型元素構造地球化學異常見圖3。

圖3 大尹格莊金礦區Ⅰ號礦帶典型元素構造地球化學異常圖

Au異常高值區分布在Ⅰ號礦帶東、西兩側，中部有低緩異常。Ⅰ號礦帶西部Au異常濃度高，規模大，連續性好，對應Ⅰ號礦帶淺部礦體分布區段。Ⅰ號礦帶東部Au異常濃度高，有一定規模，Au最大值為888.0×10-9。

As異常高值區位于Ⅰ號礦帶中偏東部和北東部，大致構成連續異常，其西段As異常對應Ⅰ號礦帶已探明深部礦體。西部As異常規模稍小，對應Ⅰ號礦帶淺部已知礦體分布區段。

Bi異常可劃分為中偏西部、南部和北東部3塊異常。中偏西部Bi異常與Ⅰ號礦帶淺部礦體分布區段相吻合。南部Bi異常主體位于與大尹格莊金礦區毗鄰的曹家洼金礦區，該異常西段高值區與曹家洼金礦區隱伏礦體對應。北東部Bi異常與Ⅱ號礦帶深部礦體位置對應。

Mn異常集中分布在Ⅰ號礦帶北部和東部，空間連續性好，具有一定規模。

Cr異常集中分布在Ⅰ號礦帶西部和中偏東部2個 區段。西部Cr異常連續性好，呈北東向展布，與招平斷裂空間位置相吻合。中偏東部Cr異常與西部Cr異常在空間上明顯分離，具有一定規模。

構造地球化學元素旋轉后的成分矩陣及特征參數見表1。由表1可以歸納出下列地球化學標志組合：

表1 構造地球化學元素旋轉后的成分矩陣及特征參數

F1因子特征組合元素為V、Ti、Co、Mn、Sn、Cu、Zn，反映了親鐵元素V、Ti、Co、Mn與親硫元素Sn、Cu、Zn在空間分布上具有一定關聯性，與發育青磐巖化的膠東群變質巖中見有稀疏浸染狀黃銅礦化的現象相吻合。

F2因子特征組合元素為As、Sb、Hg、Pb、Ba、Ag、Zn，反映了一組親硫元素的密切關聯性和同步富集關系。

F3因子特征組合元素為Ni、Cr、Co、V、Mn，揭示了親鐵元素的同步富集與空間套合關系。

F4因子特征組合元素為Bi、Ag、Au，揭示了金礦化與Bi、Ag富集之間的空間密切關系。

F5因子特征組合元素為Mo、Cu、B、Pb，反映了Mo、Cu富集與B、Pb活化之間的關系密切。

4 Ⅰ號礦帶找礦靶區預測

根據對構造地球化學異常的綜合分析，結合以往鉆探工程資料，本次共圈定找礦靶區6處(見圖4)，并據異常濃度、規模、套合性等劃分為A、B、C 三級，A級找礦靶區找礦潛力相對較大，B級和C級次之。

1—Au異常 2—As異常 3—Bi異常 4—找礦靶區及編號

首先，針對A-1找礦靶區設計了1處驗證鉆孔，鉆孔編號74ZK3，直孔，孔深1 868.2 m，見2層礦化，均賦存于以黃鐵絹英巖化和絹英巖化蝕變為特征的陰極區，第一層礦化在1 309.0～1 310.6 m，Au品位0.67×10-6～1.25×10-6，巖性為礦化碎裂巖，發育鐵閃鋅礦化、方鉛礦化、黃銅礦化；第二層礦化在1 805.5～1 807.5 m，Au品位0.67×10-6～2.34×10-6，巖性為含金黃鐵絹英巖。

根據構造地球化學異常和鉆孔驗證情況，可以得出如下認識：①結合構造地球化學異常空間分布特征，可以有效判斷成礦熱液活動的中心地段和活動強度，其強度和規模與深部礦化強度和規模呈正相關；②Ⅰ號礦帶西部發育大規模、高強度和連續性好的構造地球化學異常，鑒于該區段礦化的多層性分布特征，建議對Ⅰ號礦帶西部的招平斷裂主裂面下盤200～300 m垂深范圍開展鉆孔驗證。

5 結 論

1)通過對構造地球化學異常空間分布、套合性進行研究，結合多元統計分析與地質分析，應用熱液成礦的“煙囪效應”和電解-電離成礦機理，以陰極區元素組合為特征，認為Ⅰ號礦帶深部尋找隱伏礦體的構造地球化學標志為Au-Ag-As-Sb-Bi組合異常。

2)在大尹格莊金礦區Ⅰ號礦帶圈定找礦靶區6處，并對A-1找礦靶區進行鉆孔驗證，發現2層礦化，均賦存于以黃鐵絹英巖化和絹英巖化蝕變為特征的陰極區。

3)根據陰極區元素組合分布特征，建議重視Ⅰ號礦帶西部發育的大規模、高強度和連續性好的異常，對招平斷裂主裂面下盤陰極區元素組合分布區開展鉆孔驗證。