基于地、物、化、遙多元信息成礦預(yù)測(cè)

摘要：本文以昌邑-平度為例，運(yùn)用地、物、化、遙多元信息成礦預(yù)測(cè)方法，在前人資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析研究區(qū)內(nèi)地、物、化、遙及金礦資料，總結(jié)成礦規(guī)律，建立成礦概念模型，進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)，圈定成礦靶區(qū)，為進(jìn)一步工作提供有利的找礦依據(jù)。

關(guān)鍵字：金礦 地物化遙 多元信息 成礦預(yù)測(cè)

前言

基于地、物、化、遙的多元信息成礦預(yù)測(cè)是當(dāng)前成礦預(yù)測(cè)的主流預(yù)測(cè)方法。以趙鵬大院士的地質(zhì)異常理論、三聯(lián)式預(yù)測(cè)體系和王世稱教授的綜合信息預(yù)測(cè)方法為代表[1]。他運(yùn)用多種數(shù)據(jù)相互佐證，可以有效地提高預(yù)測(cè)找礦預(yù)測(cè)的精度。本文在山東省昌邑——平度地區(qū)（東經(jīng)119°23′00″～119°55′00″，北緯36°42′00″～37°08′00″，面積約1582km2）運(yùn)用此法，在前人資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析內(nèi)的地、物、化、遙及金礦資料，總結(jié)成礦規(guī)律，建立成礦概念模型，進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)，圈定成礦靶區(qū)，為進(jìn)一步工作提供有利的找礦依據(jù)。

1．區(qū)域控礦地質(zhì)特征

1.1 大地構(gòu)造環(huán)境

研究區(qū)處于膠北隆起的西南緣、具有裂谷性質(zhì)的區(qū)域性深大斷裂沂沭斷裂帶東側(cè)、膠萊盆地的西北邊緣，屬于招萊成礦帶南延地帶（圖1）。

區(qū)域上大地構(gòu)造環(huán)境為金礦床的形成提供了有利的背景條件。區(qū)內(nèi)荊山群原巖為一套泥砂質(zhì)、硅鐵質(zhì)、碳酸鹽為主夾有中基性火山巖的含金綠巖建造，這套含金建造經(jīng)受了強(qiáng)烈的區(qū)域變質(zhì)、混合巖化作用，使金等成礦元素發(fā)生了明顯的活化轉(zhuǎn)移和重新分布，為金礦床的富集提供了成礦物質(zhì)；斷裂構(gòu)造和成礦流體又是礦床形成的重要因素，研究區(qū)東側(cè)分布大規(guī)模出露的玲瓏花崗巖復(fù)式巖體為成礦作用提供了熱源驅(qū)動(dòng)力；研究區(qū)西側(cè)的沂沭斷裂帶及南側(cè)EW走向控制斷陷盆地邊界的平度一萊西斷裂帶(胡受奚等，1998)均為區(qū)域性大斷裂，切割深度大，貫通性好，有利于深部流體的運(yùn)移。

1.2 水——巖反應(yīng)

荊山群變質(zhì)巖含石墨巖系發(fā)育，韌性剪切作用沿含石墨的軟弱巖層發(fā)生(由此導(dǎo)致剪切斷裂帶與地層產(chǎn)狀相似)，形成糜棱巖帶，為流體的運(yùn)移起到了導(dǎo)流作用。成礦流體以滲濾的方式與構(gòu)造巖及圍巖發(fā)生著水——巖反應(yīng)。隨著剪切作用造成的壓力差和滲透率的提高，大量的流體流經(jīng)糜棱巖帶，逐漸提高水——巖值，巖石中的硅質(zhì)、堿質(zhì)等成礦物質(zhì)不斷滲入成礦熱液中，并向韌性剪切帶中心匯集，形成透鏡狀、似層狀絹英巖化蝕變及金的礦化。蝕變巖成為金的載體，硅化、黃鐵礦化強(qiáng)的部位金的礦化程度高，并形成工業(yè)礦體。

在由韌性剪切轉(zhuǎn)化為脆性破碎過程中，成礦環(huán)境由封閉體系轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放體系，壓力急劇下降，形成低壓空間，大量的流體迅速流經(jīng)構(gòu)造帶，產(chǎn)生沸騰，揮發(fā)分逸出，成礦流體濃度增大。淺部流體向下對(duì)流并加入成礦熱液中(胡文煊等，2001)，溫度也迅速下降，并改變了流體的化學(xué)組分。流體中金的溶解度降低，從絡(luò)合物中分離出來，發(fā)生了沉淀作用。

1.3 區(qū)域成礦時(shí)代

由于研究區(qū)被第四系覆蓋嚴(yán)重，金礦床及礦(化)點(diǎn)在區(qū)內(nèi)目前僅在工作區(qū)中部的基巖裸露區(qū)一帶發(fā)現(xiàn)4處，主要為平度市大莊子金礦(大型)、平度市吉戈莊金礦(小型)等。均產(chǎn)于古元古代荊山群變質(zhì)巖中，受北東向斷裂構(gòu)造控制。

鄒為雷等(2002)對(duì)大莊子金礦Ⅰ-1號(hào)礦體內(nèi)普遍發(fā)育的成礦期煙灰色石英年齡測(cè)定表明，其39Ar-40Ar等時(shí)年齡為115Ma。國(guó)家地震局地質(zhì)研究所(1993)對(duì)大莊子金礦Ⅰ-1號(hào)礦體中及底板處穿插的煌斑巖脈中的樣品進(jìn)行的K-Ar法同位素測(cè)定，其年齡(127士1.2)Ma～(106士1.0)Ma，為燕山中晚期。綜合膠東地區(qū)成巖、成礦背景，該時(shí)代與膠東眾多金礦床(盡管礦化類型、產(chǎn)出空間、地質(zhì)背景的不同)主要集中在(115士15)Ma這一時(shí)段成礦是一致的(劉建明等，2001)[2]。

2．物化探特征及其對(duì)成礦指示性分析

為配合成礦預(yù)測(cè)工作， 重點(diǎn)分析了區(qū)內(nèi)物、化、遙特征及其對(duì)成礦的指示性。

2.1 地球化學(xué)特征

根據(jù)1■20萬化探掃面資料，按金元素含量的高低可分為背景區(qū)、高背景區(qū)及異常區(qū)。該區(qū)處在地球化學(xué)的高背景區(qū)，區(qū)內(nèi)共圈定了7個(gè)化探綜合異常，異常套合好，Au含量均較高，在平度市四甲村Ⅰ級(jí) Au、Pb、Zn、Cd綜合異常內(nèi)，已在大莊子發(fā)現(xiàn)金礦床1處，說明該區(qū)金礦化較好。

2.2 重砂異常特征

根據(jù)1■20萬重砂測(cè)量資料，區(qū)內(nèi)圈定了金重砂異常3個(gè)，主要分布在區(qū)內(nèi)的東部和中南部一帶基巖裸露區(qū)，均為Ⅲ級(jí)異常，異常主要由金、鉛、辰砂等重礦物組成。區(qū)內(nèi)主要出露郭格莊巖組和粉子山群地層，并有小型金礦一處，說明該區(qū)有一定找礦遠(yuǎn)景。

2.3 地球物理特征

2.3.1磁場(chǎng)特征：根據(jù)區(qū)內(nèi)航磁資料，該區(qū)在區(qū)域上主要表現(xiàn)為變化較大的正磁場(chǎng)，異常總體呈北東向或北北東向展布，異常強(qiáng)度一般在100～350nT。這與荊山群、粉子山群、膠東巖群的分布相對(duì)應(yīng)。該區(qū)受北東向或北北東向構(gòu)造控制，第四系覆蓋層以下存在老基底富金地層膠東巖群，是賦存金礦的有利層位。

2.3.2重力場(chǎng)特征：該區(qū)內(nèi)除西部為低緩的負(fù)異常外，其余為正異常分布，有漸變過渡特征。中東部的重力高異常區(qū)相對(duì)強(qiáng)度為12×10-5m/s2，說明是由膠東變質(zhì)基底凸起所致，主要分布有古元古代粉子山群和荊山群地層及其太古代、元古代變質(zhì)巖體。

2.3.3遙感解譯構(gòu)造特征

（1）線性構(gòu)造特征：

筆者主要利用遙感影像結(jié)合重磁資料，在研究區(qū)中解譯出一個(gè)網(wǎng)格狀斷裂系統(tǒng)（圖1）。該斷裂系統(tǒng)主要由3組斷裂組成，其形成的先后序次大致是EW向、NE向、NW向斷裂，控制了區(qū)內(nèi)地層、巖體的展布特征。以NE向、NNE向斷裂為主，中南部以EW向斷裂為主，是膠萊盆地控制性盆緣斷裂，在地震時(shí)間剖面上清楚地反映出高角度、上陡下緩的鏟式特點(diǎn)，向下多切穿元古宙地層，有的則沿基底界面滑脫，控制了巖體（帶）的分布。這些深切基底的斷裂是導(dǎo)巖、導(dǎo)礦的重要斷裂[3]。

（2）環(huán)形構(gòu)造特征：

該區(qū)環(huán)形影像較為發(fā)育，環(huán)形影像主要呈圓形或橢圓形影像特征，環(huán)形影像色調(diào)多樣，其表現(xiàn)為不同背景色調(diào)中的淺色調(diào)或深色調(diào)影像環(huán)環(huán)內(nèi)、環(huán)外的色調(diào)也不均一，大部分環(huán)形影像是由巖體和構(gòu)造引起。

3．地、物、化、遙感金礦找礦模式

3.1 成礦地質(zhì)條件

(1)區(qū)域性東西向巖漿巖帶與北東向壓扭性斷裂的交匯部，三維空間構(gòu)成有成生聯(lián)系的多級(jí)導(dǎo)礦、容礦等的控礦斷裂是礦床的重要控制因素。

(2)位于主干與次級(jí)導(dǎo)礦、容礦斷裂之間，并與其溝通的更低級(jí)次的裂隙系統(tǒng)是礦床或礦體的直接定位空間。

(3)玲瓏超單元的巖體邊緣接觸帶及郭家?guī)X超單元的晚期交代前接觸帶是礦床賦存的重要巖體條件。

(4)巖體邊緣接觸帶中，太古代變質(zhì)巖殘留包體廣泛分布，依附于斷裂帶附近的鉀化、硅化、黃鐵礦化，是指示礦床存在的直接標(biāo)志。

3.2 地球物理找礦模式

(1)重力場(chǎng)中值區(qū)（10-25）×10-5m/s2和航磁正負(fù)緩變場(chǎng)中的相對(duì)低值區(qū)，是指示金礦床存在的宏觀地球物理找礦標(biāo)志。

(2)高激化率、高電阻、低磁場(chǎng)的“兩高一低”的地球物理特點(diǎn)，是指示礦化蝕變帶或金礦床存在的地球物理模式。

3.3 地球化學(xué)找礦模式

(1) 依附于斷裂帶分布的鉀化、鈉化面型蝕變帶是指示金礦床存在的化學(xué)找礦標(biāo)志。

(2)地球化學(xué)場(chǎng)中，Au、Ag、W、Mo、Hg、As、Sb等是金礦體存在的主要指示元素。

(3)自然重砂，金自然重砂能夠提供最直接的找礦信息，是最直觀的找礦標(biāo)志之一。

3.4 遙感找礦模式

金礦的分布與線性和環(huán)形構(gòu)造密切相關(guān)，目前已知的金礦區(qū)、帶均密集分布有線性和環(huán)形構(gòu)造。從遙感信息中，膠東地區(qū)金礦產(chǎn)出地，在TM影像圖上98﹪的金礦床都產(chǎn)在環(huán)形構(gòu)造與線性構(gòu)造交切部位上。

(1)大型的線性和環(huán)形構(gòu)造控制了金成礦帶，環(huán)形構(gòu)造影像邊緣、環(huán)帶、環(huán)核與區(qū)域斷裂構(gòu)造交匯部位，與環(huán)緣在深切割過程中，斷裂構(gòu)造相互疊加干擾，為上地幔或地殼深部重熔巖漿及其熱液運(yùn)移創(chuàng)造了構(gòu)造條件和存儲(chǔ)空間，這一良好通道環(huán)境為內(nèi)生金礦帶的形成提供了極佳場(chǎng)所。

(2)幾組線性構(gòu)造交匯部位和中、小型環(huán)的環(huán)緣、環(huán)核往往控制礦田的展布，相當(dāng)一部分內(nèi)生金礦的成因可以認(rèn)為是由金屬組分豐度值較高的，有一定的礦源層或礦源體在經(jīng)活化富集而形成的礦體。賦存于礦源層（體）中的金屬硫化物在熱液（熱水溶液、鹵水熱液、火山熱液、巖漿熱液等）條件下釋脫出來，從巖石中向壓力減低方向運(yùn)移，并在低自由能處沉淀聚集成礦。環(huán)的邊緣、環(huán)核和幾組斷裂的交匯處正好是礦液運(yùn)移的良好構(gòu)造通道的位置。其旁側(cè)的次級(jí)構(gòu)造為礦體創(chuàng)造了良好的開放空間條件。

(3)小型環(huán)的寄生次級(jí)環(huán)密集處是內(nèi)生礦產(chǎn)賦存的有力部位，內(nèi)生金礦床一般與巖漿分異晚期的小巖株、巖枝或火山口有關(guān)。中小型侵入巖所形成的環(huán)，已知環(huán)緣的寄生次級(jí)環(huán)可能是巖基（巖株）邊緣的小巖體影像所引起。因此，寄生次級(jí)環(huán)緊密部位是成礦的有力部位。

4．成礦預(yù)測(cè)

4.1 成礦預(yù)測(cè)的原則

在總結(jié)分析前人的地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，通過本次地質(zhì)工作，尤其是物、化、遙感信息特征，結(jié)合控礦地質(zhì)條件及區(qū)域礦產(chǎn)的分布規(guī)律提出成礦預(yù)測(cè)區(qū)原則如下：①有金礦成礦的礦源層—膠東巖群、荊山群、粉子山群地層分布區(qū)；②有金礦成礦的內(nèi)生熱源熱液載體—玲瓏、郭家?guī)X花崗巖體，小巖體的內(nèi)部、大巖體的邊部[3]；③有化探異常、重砂異常分布密集區(qū)；化探、重砂異常匯水盆地的源頭；金的指示元素異常區(qū)；④有物探異常及重力場(chǎng)、磁場(chǎng)梯度帶、緩變帶和場(chǎng)的變化復(fù)雜部位；⑤斷裂構(gòu)造發(fā)育地段，特別是NE向斷裂與NW向斷裂的交會(huì)部位；斷裂構(gòu)造蝕變、礦化好的金礦點(diǎn)（礦化點(diǎn)）密集區(qū)；⑥有線、環(huán)構(gòu)造為礦液的疏通、儲(chǔ)存開辟了良好的構(gòu)造環(huán)境區(qū)。

4.2 成礦預(yù)測(cè)區(qū)的劃分

根據(jù)上述原則，經(jīng)過全面分析研究在本區(qū)圈出5個(gè)成礦預(yù)測(cè)區(qū)（圖1），分別為：Ⅰ土山鎮(zhèn)成礦預(yù)測(cè)區(qū)；Ⅱ大莊子?xùn)|部成礦預(yù)測(cè)區(qū)；Ⅲ 唐田成礦預(yù)測(cè)區(qū)；Ⅳ官莊至明村鎮(zhèn)成礦預(yù)測(cè)區(qū)；Ⅴ 三合山成礦預(yù)測(cè)區(qū)。

依據(jù)成礦遠(yuǎn)景優(yōu)劣，將預(yù)測(cè)區(qū)劃分為二級(jí)：A級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)是指那些礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)分布區(qū)或已知礦床分布區(qū)及其遠(yuǎn)景區(qū)段，既預(yù)測(cè)區(qū)的地質(zhì)、物探、化探、遙感、重砂等資料均反映了較好的金礦成礦地質(zhì)條件，局部蝕變和礦化強(qiáng)烈，化探異常、重砂異常分布集中，金組分局部富集明顯，指示了良好的找金前景。B級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)是指成礦條件較有利，不具備全部預(yù)測(cè)條件的區(qū)段或埋藏較深的遠(yuǎn)景區(qū)段。其中A級(jí)2個(gè)：Ⅱ大莊子?xùn)|部成礦預(yù)測(cè)區(qū)和Ⅳ官莊至明村鎮(zhèn)成礦預(yù)測(cè)區(qū)，成礦條件相對(duì)較好，對(duì)該兩個(gè)區(qū)進(jìn)行了1:1萬重點(diǎn)遙感解譯，在解譯成果的基礎(chǔ)上對(duì)大莊子?xùn)|部成礦預(yù)測(cè)區(qū)進(jìn)行了野外踏勘調(diào)查和物探測(cè)量工作；其余的三個(gè)為B級(jí)，分別是：Ⅰ土山鎮(zhèn)成礦預(yù)測(cè)區(qū)、Ⅲ 唐田成礦預(yù)測(cè)區(qū)和Ⅴ三合山成礦預(yù)測(cè)區(qū)。

4.3 遠(yuǎn)景區(qū)的驗(yàn)證及評(píng)價(jià)

對(duì)本次圈定的5個(gè)成礦預(yù)測(cè)區(qū)，由于項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)問題，通過分析，選擇了大莊子?xùn)|部成礦預(yù)測(cè)區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)解剖，主要進(jìn)行了野外地質(zhì)調(diào)查和物探測(cè)量工作，目的是對(duì)預(yù)測(cè)的成果進(jìn)行檢查，驗(yàn)證其可靠程度。

該區(qū)地形較平坦，區(qū)內(nèi)多被第四系覆蓋，僅在西部平度市大莊子周圍、中部強(qiáng)家村北部、預(yù)測(cè)區(qū)的東北角和東南角一帶有基巖裸露，出露地層為新太古代膠東巖群苗家?guī)r組、古元古代粉子山群和荊山群，巖體為萊州超單元西水夼單元和玲瓏超單元。

經(jīng)過野外調(diào)查驗(yàn)證和成礦信息資料綜合分析，本次物探驗(yàn)證工作布置在平度市長(zhǎng)樂鎮(zhèn)沙嶺村西至強(qiáng)家村東一帶，進(jìn)行激電中梯測(cè)量和激電測(cè)深。

本次物探工作結(jié)果，在測(cè)區(qū)西北部發(fā)現(xiàn)一條北東向的隱伏斷層，斷層控制長(zhǎng)度為800m。在斷層帶內(nèi)，有一較明顯的低阻高極化異常，激電異常控制長(zhǎng)度為800m，方向與斷層一致，由于斷層帶影響，極化率異常連續(xù)性較差，經(jīng)分析研究，該異常為含金硫化物富集體引起。建議進(jìn)一步驗(yàn)證，有希望找到好的金礦（化）體（見圖2）。

通過對(duì)大莊子?xùn)|部成礦預(yù)測(cè)區(qū)野外調(diào)查驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)基于地、物、化、遙綜合信息成礦預(yù)測(cè)研究，具有較高的可靠性。

5．結(jié)論及建議

（1）通過本次隱伏金礦物、化、遙感綜合信息成礦預(yù)測(cè)研究工作，確定了綜合信息成礦預(yù)測(cè)模式，同時(shí)圈定了成礦預(yù)測(cè)區(qū)5處，并選擇了大莊子?xùn)|部成礦預(yù)測(cè)區(qū)（Ⅱ）成礦較好地段進(jìn)行1:1萬地質(zhì)調(diào)查重點(diǎn)分析解剖和電法測(cè)量驗(yàn)證。

（2）通過對(duì)物探測(cè)量結(jié)果解釋分析，說明在該區(qū)強(qiáng)家村東一帶北東向支斷裂中有一較明顯的低阻高極化異常，方向與斷層一致，推測(cè)可能由斷裂破碎帶中的硫化物富集體引起，該處有進(jìn)一步工作的價(jià)值，有望尋找到金礦（化）體。

（3）建議對(duì)本次圈定的大莊子?xùn)|部成礦預(yù)測(cè)區(qū)（Ⅱ），強(qiáng)家村東成礦最佳有利部位進(jìn)一步進(jìn)行工作，在確定該斷裂破碎帶具有一定的礦化蝕變時(shí)，進(jìn)行深部鉆探施工驗(yàn)證。

（4）對(duì)于其他成礦預(yù)測(cè)區(qū)，根據(jù)其地質(zhì)條件都具有較大的成礦前景，由于沒有進(jìn)一步驗(yàn)證，建議對(duì)其有針對(duì)性地開展進(jìn)一步工作，基巖裸露區(qū)建議開展基巖化探測(cè)量，隱伏區(qū)建議利用地球物理理論開展高磁測(cè)量或電法測(cè)量，以期在找礦方面有所突破。

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