综合物探技术在高密菜园铅矿区成矿模式中的应用

聂佩孝，徐立军，高云鹏，武斌，王建，李明波

(山东省第四地质矿产勘查院，山东 潍坊　261021)



综合物探技术在高密菜园铅矿区成矿模式中的应用

聂佩孝，徐立军，高云鹏，武斌，王建，李明波

(山东省第四地质矿产勘查院，山东 潍坊261021)

菜园铅矿区位于沂沭断裂带北端两侧的安丘、高密铅成矿带东部。在搜集和研究区域内相类似矿床的物探信息资料的基础上，工作中对其矿床地质特征、控矿因素、矿床成因及其成矿模式进行了分析研究，采用激电中梯、联合剖面、高密度电法3种物探方法，总结了其物探找矿标志。经对预测靶区的地质勘查结果验证，取得了显著效果，为该地区铅矿的找矿方向提供了重要依据。

铅矿；综合物探；成矿模式；高密菜园

引文格式：聂佩孝，徐立军，高云鹏，等.综合物探技术在高密菜园铅矿区成矿模式中的应用[J].山东国土资源，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.

山东省高密菜园铅矿，自明清时期，民间就有零星开采及冶炼，自20世纪50年代末开始，这一地区就投入了大量的物化探及地质勘查工作，先后发现了王吴铅矿、菜园铅矿等多处小型矿床或矿点①聂佩孝、罗海伟、于强，山东省高密市菜园矿区铅矿普查报告，2010年。。2010年，笔者主持完成了“山东省高密市菜园矿区铅矿普查”项目工作，通过对区内铅矿成矿模式及物探找矿标志的分析研究，参与了后期矿区外围铅矿、重晶石矿成矿远景区的设立及找矿工作，工作中综合采用激电中梯、联合剖面、高密度电法3种物探方法[1]，取得了良好勘查效果。

1　区域地质背景

高密大地构造位置处于华北板块(Ⅰ级)东南部，胶辽隆起区(Ⅱ级)之胶莱盆地(Ⅲ级)西部。区内地层位于华北—柴达木地层大区(Ⅰ级)之华北地层区(Ⅱ级)东南部的鲁东地层分区(Ⅲ级)中部。

1.1地层

区内地层除第四系外，以中生代白垩纪莱阳群杨家庄组、杜村组为主体，岩性分别以中粒长石石英砂岩、砾岩为主，在区内中西部有小范围的中生代白垩纪青山群后夼组地层出露，岩性主要为流纹质晶质凝灰岩、凝灰岩及黑云角闪安山岩。

1.2构造

区内构造主要以断裂构造为主，按其展布方向和生成的先后顺序，可分为NW向断裂、NEE向断裂和NE向断裂3组。褶皱构造不发育，总体为一向SE倾斜的单斜构造。

1.3岩浆岩

该区岩浆活动很微弱，仅发育少量脉岩，均为中生代燕山晚期的产物。与NW向构造有关的脉岩，岩性为安山玢岩；与NE向构造有关的脉岩，为玄武安山玢岩、花岗细晶岩脉。

1.4区域矿产

菜园铅矿位于沂沭断裂带北端两侧的安丘、高密铅成矿带东部。主要有安丘白石岭、担山、宋官疃、高密王吴等铅矿(点)，资源量占全省的25%左右[2]。矿区及其附近金属矿产主要为铅(王吴)②陈绍忠、张常仁、魏光进等，山东省高密县王吴铅矿调查评价报告,1971年。，非金属矿产主要为重晶石(化山、张戈庄、大王柱、空冲水、高家庄、河北等)，多为小型矿床或矿点(图1)[3]。

1—第四系；2—莱阳群后夼组；3—莱阳群杜村组；4—莱阳群杨家庄组；5—花岗细晶岩脉；6—安山玢岩脉；7—玄武安山玢岩脉；8—铅矿体及编号；9—地质界线；10—地层产状；11—性质不明断裂推测断层；12—实测断层及产状；13—扭性断层及编号；14—压扭性断层及编号；15—张扭型断层及编号；16—重砂异常范围；17—水系沉积物异常及编号；18—重晶石矿床(点)；19—铅矿点；20—矿区位置图1　菜园矿区区域地质简图

1.5区域地球化学特征

1∶20万水系沉积物测量在该区及其南部圈定了Pb，As-74及Pb，Ba等元素组合异常*刘明渭、梁邦启、王沛成等，1∶20万高密幅区域地质调查报告,1995年。，异常强度较高，说明该区Pb，As，Ba元素具有富集现象。两异常的形成均与铅、重晶石矿床有关。

1.6区域地球物理场特征

区内金属硫化物矿石(铅锌矿、黄铁矿)，其ηs值可达15%；碎屑岩、褐铁矿、方解石、石英脉等，都在3%以上；重晶石、铁锰氧化物及各种火山岩，ηs都在3%以下。大理岩、石英脉、重晶石为高阻体，ρs>130Ω·m；花岗斑岩、长石石英砂岩、褐铁矿、方解石、火山岩等ρs>100Ω·m；低阻体为磁黄铁矿、铅锌矿、粗面岩、铁锰氧化物等，ρs<100Ω·m，最低小于1Ω·m。

上述岩体、矿物特点表明，金属硫化物地质体电性为低阻高极化，而重晶石、大理岩等地质体为高阻低极化体。

区域周边激电异常范围小、强度低，测深曲线反映为较好的二层曲线，表层ηs低，深部ηs高，推断异常深部是由金属硫化物矿脉引起的。

2　矿区地球物理场特征

菜园铅矿属低温热液浅成矿床，矿石类型属含铅重晶石脉型[4-5]。其规模、形态严格受NE向张扭性断裂构造控制，矿源层为靠近矿脉的莱阳群地层，成矿介质来自大气降水，其形成温度在100～168°C之间，气液化比一般为5%或小于5%[6]。

2.1矿区视激化率特征

矿区激电中梯视激化率一般在0.5%～1.0%间变化，激电异常差异较小，但在400～800点间和800～1000点间各有一条NNE向、NNW向异常带明显显示，等值线闭合且连续,宽约70～110m，异常最高值为1.47%，倾向不明显，近似直立(图2)。

1—激电中梯测量视极化率等值线；2—激电中梯异常位置及编号；3—矿体位置及编号；4—断层位置及编号；5—激电中梯剖面测量线位置及编号；6—激电中梯剖面测量点位置及编号图2　矿区激电中梯测量视极化率等值线图

2.2矿区视电阻率特征

矿区视电阻率值一般在85～160Ω·m间变化，反映下部基岩变化不大，在300～800线的800～1400点为测区内的高阻部位，电阻率值在160～235Ω·m间，推测为第四系覆盖较薄基岩隆起所至(图3)。

1—激电中梯测量视极化率等值线；2—激电中梯异常位置及编号；3—激电中梯剖面测量线位置及编号；4—激电中梯剖面测量点位置及编号图3　矿区激电中梯测量视极化率等值线图

2.3激电中梯异常的圈定

以ηs≥1为异常值，结合电阻率等值线平面图及矿区岩石的地球物理特征，圈定了2个异常(图2)，在300～2100线的400～800点之间为JD-1，在2000～2600线的800～1000点之间为JD-2。其中JD-1长约1650m,宽约110m，走向12°；JD-2长约300m,宽约70m，走向330°。

2.4物探联合剖面测量特征

为了进一步了解JD-1，JD-2深部的形态、规模及产状，在异常范围内展开了物探联合剖面测量工作。选择较有代表特征的L1600线，测量的重点对象为JD-1异常北段视极化率、视电阻率较高部位的相对应处。

通过联合剖面测量结果可以看出(图4)，该剖面ρa曲线的交点主要反映在100～280m段，该段有3处正、反交点，在浅部和深部均有显示，即30m深度的200点反交点对应60m深度的190点，30m深度的220点正交点对应60m深度的200点，30m深度的270点反交点对应60m深度的260点，倾向NW，倾角为52°～65°，较陡，推测该段为构造破碎带引起。在30m深度的140点显示高阻异常与60m深度的120点显示高阻异常对应，推测为较直立的高阻岩脉引起。

1—构造碎裂岩位置；2—铅矿体位置及编号图4　菜园矿区第1600线视电阻率联合剖面图

2.5物探高密度剖面测量特征

为验证上述两种物探方法圈出的异常，在分析研究区内成矿模式的基础上，对具有明显特征的异常复合部位，进行了高密度剖面电阻率测量工作，以G1600线为例进行描述。G1600线高密度剖面电阻率值一般在50～80Ω·m间变化(图5)，电阻率曲线高阻显示明显，呈隆起状，第四系覆盖相对较薄，在70～160m段多次显示低阻、高阻异常，再次推断该处异常为W倾的构造破碎带引起。

1—视电阻率等值线及数值；2—视电阻率≥70等值区图5　菜园矿区第1600线高密度电阻率剖面图

3　物探异常的验证

经后期的探槽、钻孔工程验证(图6、图7)，区内激电中体测量工作中圈出JD-1，JD-2与后期联合剖面测量、高密度电法测量所显示的异常无论在平面上还是剖面上完全对应一致(图2—图5)。JD-1异常是由断层F2及断层中的方铅矿化重晶石脉所引起；JD-2异常主要是由地层当中厚层砂、页岩与厚层砾岩两种岩性的接触变化及附近水渠干扰影响所致。通过以上资料分析，区内物探测量结果与矿体的规模、形态、产状完全吻合。

1—第四系；2—莱阳群杨家庄组；3—砂质粘土；4—泥质粉砂岩；5—中粒长石石英砂岩；6—碎裂岩；7—高岭土化；8—实测断层；9—矿体及编号；10—钻孔位置及编号图6　菜园矿区第12勘探线剖面图

1—杨家庄组；2—花岗细晶岩脉；3—矿体及编号；4—地质界线；5—断层位置及编号；6—探槽及编号；7—钻孔及编号；8—激电中梯异常位置及编号；9—视电阻率联合剖面测量位置及编号；10—高密度电阻率联合剖面测量位置及编号；11—激电中梯剖面测量线位置及编号；12—激电中梯剖面测量点位置及编号图7　菜园矿区工程布置图

4　地球物理找矿模式与找矿方向

区内方铅矿严格受张扭性断裂构造控制；矿体一般赋存在石英脉、重晶石脉及硅化碎裂岩中，而石英脉、重晶石脉及硅化碎裂岩带物理性质上属高阻体，而铅的物理性质呈现为高极化率，因此区内呈带状分布的高阻、高极化率物理点分布区，可指示含铅石英脉、重晶石脉的存在。

在充分分析研究区内铅矿成矿模式及区内铅矿物理特征的基础上，圈出了位于菜园铅矿区西南处张戈庄-杨家栏子断裂(F1)至西王柱-河北断裂(F3)一带的成矿远景区。区内次级断裂发育，为含矿溶液的运移、富集、沉淀创造了良好的空间条件；区内重晶石脉发育，重晶石内普遍含有颗粒状、团块状的方铅矿物，显示了较好的高阻高极化率的物理特征。

5　结论

菜园铅矿成因为低温热液含铅重晶石脉型浅成铅矿，矿石的主要成分为方铅矿，共生矿物为重晶石，伴生矿物为Ag，S。

以菜园铅矿为基础，结合区域内以前的地质、物化探等信息资料，初步建立了区域内铅矿的的成矿模式及物理找矿标志。2012年，山东省第四地质矿产勘查院在远景区引用其成矿模式及物探找矿标志，综合利用了激电中梯、联合剖面、高密度电法3种物探方法取得了很好的找矿效果。该模式及找矿标志也必将在安丘-高密成矿带上对铅矿的找矿工作起到指导作用。

[1] 曹春国，黄文院.综合物探方法在深部找矿工作中的应用[J].山东国土资源，2010,26(4)：16-19.

[2] 徐明善，邓幼华，刘怀书，等.山东省地质矿产科学技术志[M].山东：山东省地图出版社，1990:215-293.

[3] 宋明春，刘明渭，张淑芳，等.山东省地质矿产图集[M].山东：山东省地图出版社，2012:78-91.

[4] 张天祯，石玉臣，王鹤立，等.山东非金属矿地质[M].山东：山东科学技术出版社，1998:217-226.

[5] 刘振，吕昶，叶育青，等.山东省地质矿产志[M].山东：山东科学技术出版社，1992:209-211.

[6] 翟裕生，邓军，李晓波.区域成矿学[M].北京：地质出版社，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；编辑：曹丽丽

山东省财政厅，鲁国土资字[2008]34号，鲁勘字[2008]11号，山东省高密市菜园矿区铅矿普查，地质勘查项目

聂佩孝(1970—)，男，山东高密人，工程师，主要从事地质矿产勘查工作；E-mail：NPX12345678@163.com

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