构造地球化学法在大尹格庄金矿区Ⅰ号矿带的找矿应用

孙 涛，王兴刚，向胤合，邹艳红，杨 斌，王杜涛，周 鑫

(1.山东招金集团有限公司；2.中南大学地球科学与信息物理学院；3.有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室)

引 言

构造地球化学是将构造地质研究与地球化学研究有机结合起来的一门学科[1-2]，其已广泛应用于隐伏矿体和深部矿体找矿预测[3-10]。

2009年以来，山东招金集团有限公司与中南大学合作，在大尹格庄金矿区Ⅱ号矿带开展了构造地球化学测量、大地电磁测深测量与深部矿体定位预测，取得了重大找矿突破[11]，截至目前，已新探获推断以上金金属量超过60 t。

构造地球化学法是取得大尹格庄金矿区Ⅱ号矿带找矿突破的关键技术手段之一，该技术属于原生晕范畴，其在胶东金矿集区深部矿体找矿预测中的有效性和优势主要体现在3个方面：一是加强了蚀变岩和断裂充填物样品的采集，强化了化探异常信息显示[12]；二是对构造地球化学晕形成机理的客观、科学与深入分析[13-14]，有效指导了该方法在找矿中的应用；三是避免了胶东金矿集区次生晕找矿中普遍出现的土壤污染及传统原生晕测量中遇到的露头少等问题。

鉴于大尹格庄金矿区Ⅱ号矿带采用构造地球化学法取得了重大找矿突破，本次采用该方法在Ⅰ号矿带及其深、边部进行探矿，该位置属于大尹格庄金矿区研究程度和勘探程度相对薄弱的地段，以期获得找矿突破，为同类矿床提供参考。

1 矿区地质概况

大尹格庄金矿床位于招平断裂中段，是胶东金矿集区著名特大蚀变岩型金矿床之一，已探明金金属量超过200 t。

在大尹格庄金矿区，招平断裂沿中生代玲珑型花岗岩与太古代胶东群变质岩接触带展布，为主要控矿构造，总体走向20°，倾向南东，倾角20°～60°，宽40～80 m，由糜棱岩、碎裂岩、碎斑岩及少量断层泥、角砾岩等组成。主裂面位于断裂上部，其下普遍发育黄铁绢英岩化蚀变。

矿体赋存于黄铁绢英岩化碎裂岩和黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩中，金属硫化物多呈浸染状、细脉—网脉状或细脉浸染状产出，主要载金矿物为黄铁矿。

以大尹格庄断裂为界，矿区金矿化体被划分为2个矿带，大尹格庄断裂以南为Ⅰ号矿带(见图1)，以北为Ⅱ号矿带。与Ⅱ号矿带相比，Ⅰ号矿带研究程度低，勘查工作少，是本次深部找矿预测的目标。

1—第四系 2—太古代胶东群变质岩 3—中生代玲珑型花岗岩 4—中生代闪长玢岩脉 5—矿化蚀变带 6—断裂 7—矿体水平投影及矿带编号 8—构造地球化学测量范围

2 构造地球化学法找矿原理

在大尹格庄金矿区，采用构造地球化学法等地表化探方法能否有效预测深部矿体找矿靶区，一直是个有待解决的问题。长期理论研究和大量实践应用证明，构造地球化学法在大尹格庄金矿区深部矿体找矿预测中是有效和可信的[11]。大尹格庄金矿区构造地球化学法找矿原理可概括为动态成矿作用的“烟囱效应”(见图2)和电解-电离成矿机理[15]。其中，矿体上盘张性断裂系统、相间分布的青磐岩化-绢英岩化-红化-绢英岩化组合蚀变、构造地球化学异常是成矿热液对流循环和深部矿体定位预测的关键标志。构建大尹格庄金矿区构造地球化学找矿原理的主要依据如下：

1—太古代胶东群变质岩 2—中生代玲珑型花岗岩 3—矿体 4—绢英岩化蚀变带 5—成矿期张性断裂 6—成矿热液对流

3)政务外网:政务外网由当地政府统一建设,非涉密网,与互联网逻辑隔离。在政务外网边界部署防火墙用于访问控制,并通过入侵防御模块主动防御外部攻击;配置一台上网行为管理设备,提供网页访问过滤、用户行为分析、访问记录等功能。

2)矿体上盘胶东群变质岩，尤其是成矿期张性断裂发育地段普遍发育青磐岩化蚀变[16]，其典型蚀变矿物组合为绿泥石-绿帘石-赤铁矿(磁铁矿)-钠长石-金红石-方解石。矿体下盘玲珑型花岗岩中发育红化蚀变，其典型蚀变矿物组合为钾长石-钠长石-赤铁矿(磁铁矿)-绿泥石-金红石-方解石。青磐岩化蚀变矿物组合与红化蚀变矿物组合反映了偏碱性和高氧逸度物理化学环境，有利于Au元素从胶东群变质岩和玲珑型花岗岩中活化和以Au+形式迁移。

3)成矿期张性断裂为成矿热液对流循环和矿质活化-迁移-聚集提供了有利构造条件[14]。开放的贯通性断裂和动态热液对流作用，决定了深部矿体形成过程中会在其上方和浅部留下成矿热液活动的痕迹[12]。

从构造地球化学的角度分析，在大尹格庄金矿区热液成矿的电解-电离系统中，阴极区和阳极区在空间上是相伴和共轭出现的。其中，阴极区处于还原性和偏酸性环境，以黄铁绢英岩化和绢英岩化蚀变为标志；阳极区处于氧化性和偏碱性环境，以青磐岩化与红化蚀变为标志。在阴极区附近聚集的元素和在阳极区附近聚集的元素组合是不同的，在阴极区附近聚集的元素有Au、Ag、As、Sb、Bi等成矿元素和亲硫元素，在阳极区聚集的元素有Mn、Cr、Co、Ni等亲铁元素[17]。成矿元素和亲硫元素组合异常的空间分布有助于识别阴极区，即为有利于Au元素聚集的位置，可为隐伏矿体定位预测提供有效依据。

3 Ⅰ号矿带构造地球化学异常

本次地表构造地球化学测量面积为15 km2，共采集样品398件。样品测试由中国有色金属桂林矿产地质研究院有限公司完成，测试元素包括Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Ni、Co、Mo、Sn、As、Sb、Hg、Ba、B、Mn、V、Ti、Cr等19种。测试方法：①Au，化学光谱分析法；②As、Sb、Bi、Hg，原子荧光光谱法；③Cu、Pb、Mo、Sn、Ag、Mn、Zn、V、B、Ba、Co、Ti、Cr、Ni，直读光谱分析法。

典型元素构造地球化学异常见图3。

图3 大尹格庄金矿区Ⅰ号矿带典型元素构造地球化学异常图

Au异常高值区分布在Ⅰ号矿带东、西两侧，中部有低缓异常。Ⅰ号矿带西部Au异常浓度高，规模大，连续性好，对应Ⅰ号矿带浅部矿体分布区段。Ⅰ号矿带东部Au异常浓度高，有一定规模，Au最大值为888.0×10-9。

As异常高值区位于Ⅰ号矿带中偏东部和北东部，大致构成连续异常，其西段As异常对应Ⅰ号矿带已探明深部矿体。西部As异常规模稍小，对应Ⅰ号矿带浅部已知矿体分布区段。

Bi异常可划分为中偏西部、南部和北东部3块异常。中偏西部Bi异常与Ⅰ号矿带浅部矿体分布区段相吻合。南部Bi异常主体位于与大尹格庄金矿区毗邻的曹家洼金矿区，该异常西段高值区与曹家洼金矿区隐伏矿体对应。北东部Bi异常与Ⅱ号矿带深部矿体位置对应。

Mn异常集中分布在Ⅰ号矿带北部和东部，空间连续性好，具有一定规模。

Cr异常集中分布在Ⅰ号矿带西部和中偏东部2个 区段。西部Cr异常连续性好，呈北东向展布，与招平断裂空间位置相吻合。中偏东部Cr异常与西部Cr异常在空间上明显分离，具有一定规模。

构造地球化学元素旋转后的成分矩阵及特征参数见表1。由表1可以归纳出下列地球化学标志组合：

表1 构造地球化学元素旋转后的成分矩阵及特征参数

F1因子特征组合元素为V、Ti、Co、Mn、Sn、Cu、Zn，反映了亲铁元素V、Ti、Co、Mn与亲硫元素Sn、Cu、Zn在空间分布上具有一定关联性，与发育青磐岩化的胶东群变质岩中见有稀疏浸染状黄铜矿化的现象相吻合。

F2因子特征组合元素为As、Sb、Hg、Pb、Ba、Ag、Zn，反映了一组亲硫元素的密切关联性和同步富集关系。

F3因子特征组合元素为Ni、Cr、Co、V、Mn，揭示了亲铁元素的同步富集与空间套合关系。

F4因子特征组合元素为Bi、Ag、Au，揭示了金矿化与Bi、Ag富集之间的空间密切关系。

F5因子特征组合元素为Mo、Cu、B、Pb，反映了Mo、Cu富集与B、Pb活化之间的关系密切。

4 Ⅰ号矿带找矿靶区预测

根据对构造地球化学异常的综合分析，结合以往钻探工程资料，本次共圈定找矿靶区6处(见图4)，并据异常浓度、规模、套合性等划分为A、B、C 三级，A级找矿靶区找矿潜力相对较大，B级和C级次之。

1—Au异常 2—As异常 3—Bi异常 4—找矿靶区及编号

首先，针对A-1找矿靶区设计了1处验证钻孔，钻孔编号74ZK3，直孔，孔深1 868.2 m，见2层矿化，均赋存于以黄铁绢英岩化和绢英岩化蚀变为特征的阴极区，第一层矿化在1 309.0～1 310.6 m，Au品位0.67×10-6～1.25×10-6，岩性为矿化碎裂岩，发育铁闪锌矿化、方铅矿化、黄铜矿化；第二层矿化在1 805.5～1 807.5 m，Au品位0.67×10-6～2.34×10-6，岩性为含金黄铁绢英岩。

根据构造地球化学异常和钻孔验证情况，可以得出如下认识：①结合构造地球化学异常空间分布特征，可以有效判断成矿热液活动的中心地段和活动强度，其强度和规模与深部矿化强度和规模呈正相关；②Ⅰ号矿带西部发育大规模、高强度和连续性好的构造地球化学异常，鉴于该区段矿化的多层性分布特征，建议对Ⅰ号矿带西部的招平断裂主裂面下盘200～300 m垂深范围开展钻孔验证。

5 结 论

1)通过对构造地球化学异常空间分布、套合性进行研究，结合多元统计分析与地质分析，应用热液成矿的“烟囱效应”和电解-电离成矿机理，以阴极区元素组合为特征，认为Ⅰ号矿带深部寻找隐伏矿体的构造地球化学标志为Au-Ag-As-Sb-Bi组合异常。

2)在大尹格庄金矿区Ⅰ号矿带圈定找矿靶区6处，并对A-1找矿靶区进行钻孔验证，发现2层矿化，均赋存于以黄铁绢英岩化和绢英岩化蚀变为特征的阴极区。

3)根据阴极区元素组合分布特征，建议重视Ⅰ号矿带西部发育的大规模、高强度和连续性好的异常，对招平断裂主裂面下盘阴极区元素组合分布区开展钻孔验证。