膠東大尹格莊金礦床后疃礦區深部礦體定位預測

高學坎 席振銖 向胤合 楊斌 劉占坤 鄒艷紅

收稿日期：2024-03-11； 修回日期：2024-04-08

基金項目：國家自然科學基金項目（42372346，41872249）

作者簡介：高學坎（1988—），男，工程師，從事礦山地質工作；E-mail：gaoxuekan1@qq.com

*通信作者：向胤合（1991—），男，工程師，碩士，研究方向為礦產地質勘查；E-mail：429428197@qq.com

摘要：后疃礦區位于大尹格莊金礦床主礦區外圍，屬于深邊部找礦區段。采用多元信息找礦策略，通過構造地球化學法-伽瑪能譜法-多極化電磁測深技術組合，開展后疃礦區深邊部成礦預測。完成地表構造地球化學與伽瑪能譜測量面積12 km2，結合因子分析，厘定后疃礦區構造地球化學找礦標志為Au-Ag-As-Sb組合異常。同時，采用MPMT-18多極化電磁測深系統，完成了L108測線—L136及L80測線多極化電磁測深和異常反演，確定了后疃礦區深部招平斷裂的位置。根據構造地球化學測量、伽瑪能譜測量與大地電磁測深的異常特征、分布與關聯性，結合鉆探工程驗證的有利程度，共圈定找礦靶區8處。其中，A-1、B-1、B-3、C-2和C-3找礦靶區經鉆探工程驗證并見礦。

關鍵詞：深部礦體；定位預測；多極化電磁測深；構造地球化學法；后疃礦區；大尹格莊金礦床

中圖分類號：TD15? P618.51????????? 文章編號：1001-1277（2024）06-0060-05

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20240613

引? 言

深部找礦已成為當今成礦學領域研究的前沿和熱點［1-2］。膠東是中國最大的金礦集區之一，已探明金資源量超過5 000 t。膠東施工了中國最深的金礦勘探鉆孔，深度達4 006.17 m［3-4］。隨著勘探深度增加，新成礦理論與多元信息找礦已成為隱伏礦體定位預測成功與否的關鍵［2］。2010年以來，招金礦業股份有限公司與中南大學合作，采用多極化電磁測深、構造地球化學法等技術，在大尹格莊金礦床、河東金礦床、上莊金礦床等深部取得了一系列重大找礦突破［5-7］。

后疃礦區位于大尹格莊金礦床Ⅱ號礦帶外圍，是大尹格莊金礦床勘探的重點區域。然而，該區找礦面臨深度大、次級構造多、規律不清等問題，如何在該區開展深部成礦預測、圈定找礦靶區已成為制約金礦勘查的關鍵問題。結合前期工作基礎與找礦經驗，本次工作采用成礦理論指導、構造地球化學法-伽瑪能譜法-多極化電磁測深技術組合的找礦策略，揭示與成礦有關的蝕變-構造分布情況，進而對深邊部隱伏礦體進行定位。

1? 礦區地質概況

膠東是中國最大的金礦集區之一，已探明金資源儲量占全國總資源量的近1/3，是僅次于南非蘭德和烏茲別克斯坦穆龍套的世界第三大金礦集中區［4］。膠東地區大量發育的北東向—北北東向斷裂是金成礦有利部位，主要控礦斷裂有三山島斷裂、焦家斷裂、招平斷裂、西林—陡崖斷裂、金牛山斷裂［8-9］。

招平斷裂控制了臺上、破頭青、曹家洼、大尹格莊、姜家窯、夏甸等一系列特大型、大型金礦床的分布。招平斷裂總體走向14°，傾向南東，傾角21°～58°，大致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，沿走向及傾向均呈舒緩波狀展布，并具多期次活動特征。

大尹格莊金礦床位于招平斷裂中部，是膠東典型構造蝕變巖型金礦床。招平斷裂發育以斷層泥為標志的主裂面，礦體大部分產于主裂面下盤的構造蝕變帶中，直接賦礦圍巖為黃鐵絹英巖化碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖。大尹格莊金礦床存在2個礦帶，即Ⅱ號礦帶和I號礦帶，二者以近東西向大尹格莊斷裂為界。其中，Ⅱ號礦帶規模最大，向深部最大延伸已超過2 000 m。后疃礦區位于大尹格莊金礦床主礦區北部和東部，在平面上大致對應Ⅱ號礦帶的深部和外圍（見圖1）。

2? 深部找礦策略與技術方法

找礦是一項成礦理論與找礦技術綜合性很強的工作，具有探索性、創新性、實踐性，選擇應用最佳探測技術組合是取得找礦突破的關鍵［10］。研究和建立礦床模型，是解決成礦理論和找礦實踐問題的一種重要途徑［11］。COX等［12］將礦床模型分為描述性模型、成因模型、找礦模型等。其中，描述性模型是建立其他模型的基礎；成因模型是描述性模型的理論升華，因而更加靈活和有效；找礦模型是為適應尋找隱伏礦床需要而創立的找礦新途徑，也是發現礦床的最佳途徑［13］。成礦模式、找礦模型的建立，促進了地質勘查工作的深入開展，隨著找礦難度增大，模式找礦具有特別重要的意義［14-15］。

盡管膠東金礦床的研究已取得諸多進展，但對成礦事件、成礦物質來源、水巖反應機理、控礦構造性質等方面的基礎認知仍存在廣泛分歧。以膠西北地區金礦床成礦事件為例，較多研究者認為，其成礦與郭家嶺型花崗質巖漿期后熱液作用有關［9，16-17］；有的學者提出，膠東金礦床屬綠巖帶型金礦床［18］，成礦與變質熱液有關；還有學者提出，膠東金礦床是與玲瓏型花崗巖有關的混合巖化巖漿熱液礦床［19］；也有學者提出，地幔來源的煌斑巖與金礦化有成因聯系［20-21］；更有學者提出，偉德山型花崗巖是分凝富金流體和驅動大規模流體循環的主要原因［22］。

團隊前期深入研究了大尹格莊金礦床控礦構造性質［23］、紅化蝕變和青磐巖化蝕變與成礦的關系［24］?；趧討B成礦作用理論［25］，提出了電化學成礦模式［26］，并分析了構造地球化學法、伽瑪能譜法應用于深部找礦的機理［5-6，27-28］。主要認識可以概括為：①膠東金礦床的形成與中生代巖漿活動及伴生的水巖反應作用有關；②成礦受地電作用和電化學反應制約，紅化蝕變和青磐巖化蝕變反映了高氧逸度環境，是Au元素活化的標志；③成礦期張性斷裂系統是大尹格莊金礦床導礦構造的重要組成部分，成礦熱液活動在礦體上盤張性斷裂系統中形成的青磐巖化等圍巖蝕變，以及構造地球化學、伽瑪能譜等物、化探異常，構成了豐富的多元信息找礦標志；④大尹格莊金礦床構造地球化學法、伽瑪能譜法找礦原理與電解-電離成礦機理及其“煙囪效應”有關［26，28］，導礦構造中的構造地球化學異常與伽瑪能譜異常強度、規模與容礦構造中的金礦化強度和規模呈正相關關系。

因此，在本次后疃礦區深部礦體定位預測研究中，采用了多元信息找礦策略和構造地球化學法-伽瑪能譜法-多極化電磁測深技術組合，通過構造地球化學法和伽瑪能譜法查明成礦熱液對流循環過程中在礦體上盤張性導礦斷裂和附近圍巖中留下的熱液活動信息，采用多極化電磁測深查明招平斷裂在剖面上的空間位置、擴容空間和低阻異常帶，二者結合實現深部礦體三維空間定位預測目標。

3? 構造地球化學異常分析

構造地球化學屬原生暈范疇，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，并已廣泛應用于隱伏礦體和深部礦體找礦預測［5-6，28-30］。本次地表構造地球化學和伽瑪能譜測量面積為12 km2（見圖1），共采集構造地球化學樣品295件。樣品測試由中國有色桂林礦產地質研究院有限公司測試中心完成，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個。測試方法：①Au采用氯化鈉-硝酸溶礦-化學光譜法；②As、Sb、Bi、Hg采用原子熒光光譜法；③Cu、Pb、Mo、Sn、Ag、Mn、Zn、V、B、Ba、Co、Ti、Cr、Ni采用光電直讀光譜法。

后疃礦區Au、Ag、As、Sb、Mn、Co異常分布見圖2。

Au異常：成規模、高濃度、連續性的Au異常主要分布在后疃礦區北西部和中偏東部。北西部Au異常位于124勘探線—128勘探線。中偏東部Au異常位于100勘探線和114勘探線。

Ag異常：較高濃度的Ag異常主要分布在后疃礦區中部、中偏北西部和中偏南部，與Au異常有一定的套合性。

As異常：規模較大的As異常分布在后疃礦區北西部，低緩異常為主。

Sb異常：主要分布在后疃礦區北西部和中偏東部。北西部Sb異常分布范圍大、濃度高。中偏東部Sb異常濃度高。南東部Sb異常規模相對較小。總體上，Sb異常和Au、Ag異常有一定套合性。

Mn異常：大規模、連續性好且高濃度的Mn異常主要分布在后疃礦區北西部，在中部和南東部可見小規模Mn異常。

Co異常：有規模的Co異常主要分布在后疃礦區北西部和中部。北西部Co異常分布范圍大，濃度高。中部Co異常為較分散的零星異常。南東部Co異常為零星低緩異常。

后疃礦區構造地球化學元素斜交參考因子結構矩陣見表1。由表1可知：與Au元素關系最密切的為F2和F6因子。其中，F2因子特征元素組合為Mo、Bi、Cu、Hg、As、Au，是與金礦化關系較為密切的因子，反映了金-多金屬硫化物-菱鐵礦-石英階段熱液活動和元素聚集特征。F6因子特征元素組合為Au、Bi、Ag、-Ba，是與金礦化關系最為密切的因子，反映Au與Bi、Ag的同步聚集關系，與金-石英-（浸染狀或細脈狀）黃鐵礦階段熱液活動有關。因此，后疃礦區構造地球化學找礦標志為Au-Ag-As-Sb組合異常。

4? 多極化電磁測深與異常分析

多極化電磁測深的基本原理是利用天然場源，通過在地面觀測隨時間變化的電磁場分量來探測地下的電性結構。在膠東地區金礦的找礦實踐證明，大地電磁法是一種探測深度大、精度高、抗干擾性強的電磁測深技術［5，7］。多極化電磁測深采用的儀器是中南大學最新研發的MPMT-18多極化電磁測深系統，主要設備為MPMT-18主機和ICMS-H磁場傳感器。該電磁傳感器可實現1～105? Hz頻帶的電磁信號采集，彌補了國外儀器高頻不足的問題。

多極化電磁測深工作部署見圖3。其中，L80測線為試驗剖面，異常反演深度達-3 000 m標高，主測區位于后疃礦區北部L108測線—L136測線，異常反演深度達-2 000 m標高。

以L80測線和L112測線多極化電磁測深與異常反演為例。在后疃礦區L80測線多極化電磁測深二維反演電阻率等值線與鉆探驗證圖（見圖4）上，-2 900～-800 m標高有一呈串珠狀展布、向南東方向傾斜的中—低阻凹陷和高—低阻漸變組合異常，推測為招平斷裂通過處，該斷裂深部傾角變緩，在1800測點右側有顯著擴容跡象。

在后疃礦區L122測線多極化電磁測深二維反演電阻率等值線與鉆探驗證圖（見圖5）上，-1 700～-500 m標高有一呈串珠狀展布、向南東方向傾斜的中—低阻凹陷和高—低阻漸變組合異常，推測為招平斷裂通過處，該斷裂深部傾角變緩，在1800測點右側有顯著擴容跡象。

5? 找礦靶區預測與鉆探驗證效果

本次圈定找礦靶區的主要依據是對深部隱伏礦體找礦標志的綜合分析，按構造地球化學異常規模、強度、組合，多極化電磁測深異常特征，結合伽瑪能譜異常［31］，并考慮到鉆探工程驗證的有利程度，將找礦靶區劃分為A、B、C 3級。本研究共圈定找礦靶區8處，其中最為有利的A級找礦靶區1處，較為有利的B級找礦靶區3處，有一定找礦遠景但找礦標志單一或異常空間套合性不夠理想的C級找礦靶區4處（見圖3）。

研究設計驗證鉆孔3處，首先施工的是位于A-1找礦靶區的80ZK2101鉆孔和位于C-3找礦靶區的112ZK2101鉆孔（見圖4、圖5）。

A-1找礦靶區位于L80測線，見礦巖芯進尺3 100～3 101 m，金品位3.44×10-6，見礦實際位置較推斷招平斷裂位置深約500 m，表明L80測線多極化電磁測深二維反演電阻率異常分布與推斷招平斷裂位置較實際淺。

C-3找礦靶區位于后疃礦區北部，鉆孔112ZK2101見礦巖芯進尺為1 722.0～1 723.2 m、1 760.0～1 761.0 m，對應金品位分別為2.42×10-6和1.75×10-6，與推斷招平斷裂位置基本吻合。

隨后，陸續對B-1、B-3、C-2找礦靶區進行鉆探工程驗證，并先后見礦。驗證效果最好的是B-1和B-3找礦靶區。

6? 結? 論

1）根據后疃礦區成礦地質特征與深邊部找礦性質，本次深部礦體定位預測研究采用了多元信息找礦策略和構造地球化學法-伽瑪能譜法-多極化電磁測深技術組合。

2）完成后疃礦區地表構造地球化學與伽瑪能譜測量面積12 km2，發現多處以Au元素為代表的多元素組合異常，厘定后疃礦區構造地球化學找礦標志為Au-Ag-As-Sb組合異常。

3）采用MPMT-18多極化電磁測深系統，完成了L108測線—L136測線及L80測線多極化電磁測深和異常反演，確定了招平斷裂位置。

4）根據構造地球化學、伽瑪能譜與多極化電磁測深異常特征、分布與關聯性，結合鉆探工程驗證的有利程度，共圈定找礦靶區8處，A-1、B-1、B-3、C-2和C-3找礦靶區經鉆探工程驗證并先后見礦。

［參 考 文 獻］

［1］? 翟裕生，鄧軍，王建平，等.深部找礦研究問題［J］.礦床地質，2004，23（2）：142-149.

［2］? 彭省臨，邵擁軍.隱伏礦體定位預測研究現狀及發展趨勢［J］.大地構造與成礦學，2001，25（3）：329-334.

［3］? 宋明春.膠東金礦深部找礦主要成果和關鍵理論技術進展［J］.地質通報，2015，34（9）：1 758-1 771.

［4］? 宋明春，楊立強，范宏瑞，等.找礦突破戰略行動十年膠東金礦成礦理論與深部勘查進展［J］.地質通報，2022，41（6）：903-935.

［5］? 楊斌，高星，彭省臨，等.招平斷裂帶大尹格莊—后倉段深部礦體定位預測［J］.中國有色金屬學報，2012，22（3）：872-879.

［6］? 楊斌，王慧，闞靖，等.膠西北河東金礦多元異常信息找礦預測［J］.地學前緣，2014，21（5）：221-226.

［7］? 梁琴琴，楊斌，閆復傳，等.膠西北上莊金礦區多元異常信息找礦預測［J］.黃金，2014，35（2）：13-17.

［8］? 宋明春，崔書學，伊丕厚，等.山東省膠西北金礦集中區深部大型-超大型金礦找礦與成礦模式［M］.北京：地質出版社，2010.

［9］? 李士先，劉長春，安郁宏，等.膠東金礦地質［M］.北京：地質出版社，2007.

［10］? 陳毓川.實現找礦突破的探索［J］.礦床地質，2011，30（5）：767-772.

［11］? 施俊法，唐金榮，周平，等.關于找礦模型的探討［J］.地質通報，2011，30（7）：1 119-1 125.

［12］? COX D P，SINGER D A.Mineral deposit models［M］.Denver：United States Geological Survey，1986.

［13］? 朱裕生.論礦床成礦模式［J］.地質論評，1993，39（3）：216-222.

［14］? 肖克炎.試論綜合找礦模型［J］.地質與勘探，1994，30（1）：41-45.

［15］? 王世稱.綜合信息礦產預測理論與方法體系新進展［J］.地質通報，2010，29（10）：1 399-1 403.

［16］? 孫華山，孫林，趙顯輝，等.招掖地區郭家嶺花崗巖控礦的幾點證據及找礦指示意義［J］.黃金，2007，28（4）：14-18，31.

［17］? 關康，羅鎮寬，苗來成，等.郭家嶺型花崗巖地球化學特征與金礦化的關系［J］.地質找礦論叢，1997，12（4）：1-8.

［18］? 楊敏之，呂古賢.膠東綠巖帶金礦地質地球化學特征［M］.北京：地質出版社，1996.

［19］? 朱奉三.混合巖化熱液金礦床成礦作用初步研究——以招掖地區的金礦床為例［J］.地質與勘探，1980，16（7）：1-10.

［20］? 申玉科，鄧軍，徐葉兵.煌斑巖在玲瓏金礦田形成過程中的地質意義［J］.地質與勘探，2005，41（3）：45-49.

［21］? 劉輔臣，盧作祥，范永香，等.玲瓏金礦中基性脈巖與礦化關系探討［J］.地球科學，1984，9（4）：37-45.

［22］? 宋明春，伊丕厚，崔書學，等.膠東金礦“熱隆-伸展”成礦理論及其找礦意義［J］.山東國土資源，2013，29（7）：1-12.

［23］? 楊斌，周鑫，段磊，等.膠東大尹格莊金礦區構造演化與控礦作用［J］.黃金，2020，41（9）：35-40.

［24］? 周鑫，楊斌，劉占坤，等.膠西北大尹格莊金礦區青磐巖化與金成礦關系［J］.黃金，2019，40（6）：13-17.

［25］? 楊斌，賴建清，彭省臨，等.動態成礦作用與找礦［M］.北京：地質出版社，2014.

［26］? 段磊，周鑫，楊斌，等.膠西北金成礦電化學作用探析［J］.黃金，2020，41（7）：12-16.

［27］? 劉云杰，李曉英，向胤合，等.膠西北大尹格莊金礦區伽瑪能譜法找礦預測［J］.黃金，2022，43（3）：3-6.

［28］? 孫濤，王興剛，向胤合，等.構造地球化學法在大尹格莊金礦區Ⅰ號礦帶的找礦應用［J］.黃金，2022，43（12）：5-8.

［29］? 李衣鑫，劉漢棟，于曉衛，等.膠東地區招平斷裂帶南段構造地球化學特征及找礦方向［J］.地質與勘探，2020，56（6）：1 105-1 115.

［30］? 錢建平，何勝飛，王富民，等.安徽省廖家地區地質地球化學特征和構造地球化學找礦［J］.物探與化探，2008，32（5）：519-524，528.

［31］? 楊斌，席振銖，向胤合，等.伽瑪能譜法在膠東大尹格莊金礦床后疃礦區的找礦應用［J］.黃金，2023，44（7）：19-22.

Deep ore body positioning and prediction in Houtuan mining area

of Dayingezhuang Gold Deposit in Jiaodong

Gao Xuekan1，Xi Zhenzhu2，3，Xiang Yinhe4，Yang Bin2，3，Liu Zhankun2，3，Zou Yanhong2，3

（1.Zhaojin Mining Industry Co.，Ltd.; 2.School of Geosciences and Info-physics，Central South University;

3.Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring

（Central South University），Ministry of Education;

4.Hunan 5D Geophyson Co.，Ltd.）

Abstract：Houtuan mining area is located on the periphery of the main mining area of Dayingezhuang Gold Deposit in Jiaodong，belonging to a deep and peripheral exploration area.Using a pluralized information exploration strategy，a combination of structure geochemistry-gamma spectroscopy-multi-polarize electromagnetics

techniques was used to carry out ore prediction in the deep and peripheral areas of Houtuan mining area.Surface structure geochemistry and gamma spectroscopy measurements covering area 12 km2 were conducted，and through factor analysis，Au-Ag-As-Sb combination anomalies were identified as prospecting indicators in Houtuan mining area.Additionally，using the MPMT-18 multi-polarized magnetotelluric system，multi-polarize electromagnetics and anomaly inversion along Measurement Line L108-L136 and L80 were completed，determining the location of the deep Zhaoping fault in Houtuan mining area.Based on the anomalous features，distribution，and correlation of structural geochemical measurements，gamma spectroscopy measurements，and multi-polarize electromagnetics，combined with the favorable degree verified by drilling projects，a total of 8 exploration targets were identified.Among them，the A-1，B-1，B-3，C-2，and C-3 exploration targets were verified by drilling projects and yielded mineralization.

Keywords：deep ore body;positioning prediction;multi-polarize electromagnetics;structural geochemical method;Houtuan mining area;Dayingezhuang Gold Deposit