霍光，宋國政，閆春明，劉彩杰，鮑中義，范家盟，劉天鵬

(山東省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 招遠(yuǎn) 265400)

構(gòu)造疊加暈是盲礦預(yù)測的一種直接、有效的方法和手段[1-5]。紗嶺金礦位于膠東西北部金礦集區(qū)內(nèi)，受著名的焦家斷裂金礦帶的控制。區(qū)內(nèi)大、中型金礦床密布，有新城、三山島、倉上、河?xùn)|、河西、望兒山、紅布、東季、馬塘等15處礦山[6]，探明金儲量千噸以上。均賦存于NE向斷裂構(gòu)造帶內(nèi)，區(qū)域成礦地質(zhì)條件十分優(yōu)越。然而膠東地區(qū)深部賦礦情況與規(guī)模等問題引起了地質(zhì)工作者的高度關(guān)注，也是進(jìn)一步開展深部找礦的關(guān)鍵點[7-8]。紗嶺金礦前期地質(zhì)工作取得了重大的找礦突破，雖然開展了初步的地物化探工作，但是未能針對礦體系統(tǒng)的開展構(gòu)造疊加暈特征研究。該次重點針對Ⅰ-2號主礦體，理清紗嶺金礦的礦體軸向分帶特征，指導(dǎo)深部找盲礦工作。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況①②

紗嶺礦區(qū)位于山東省萊州市北東約27km處，距焦家金成礦帶的水平距離最近為1.6km[7-8]。區(qū)內(nèi)地表均被第四紀(jì)松散沉積物覆蓋，覆蓋層厚0.5～40m，一般3～8m。第四系下覆大部分地區(qū)為新太古代膠東變質(zhì)雜巖，西北部有少量侏羅紀(jì)玲瓏二長花崗巖。焦家斷裂是礦區(qū)主要控礦構(gòu)造，下盤為侏羅紀(jì)玲瓏花崗巖，見有偉晶巖、細(xì)晶巖、石英閃長玢巖、閃長玢巖、輝綠玢巖和煌斑巖等脈巖(圖1)[9-12]。

Ⅰ-2號礦體為礦區(qū)的主礦體，資源量占總資源

量的82.98%。分布于礦區(qū)南半部，賦存于斷裂構(gòu)造帶下盤，黃鐵絹英巖化碎裂巖帶及黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶內(nèi)。礦體呈近長方體形的大脈狀，具分支復(fù)合、膨脹夾縮、波狀起伏等特點，產(chǎn)狀與主裂面基本一致，控制礦體走向長2400m，平均走向長1635m；最大延深3358m(256號勘探線)，平均1948m，最大控制垂深1999m，最低見礦工程標(biāo)高為-1985m；礦體總體走向30°,傾向NW，傾角在25°～38°之間，平均傾角29°。

礦體厚度1.20～125.64m，平均厚度15.59m，厚度變化系數(shù)117.74%，厚度穩(wěn)定程度屬較穩(wěn)定型；金品位(1.00～23.43)×10-6，平均品位3.04×10-6，品位變化系數(shù)105.19%，有用組分分布均勻，程度屬于均勻型。礦體沿走向已封閉，沿傾斜方向深部未封閉(240線～384線)。該單礦體探獲金資源儲量達(dá)360余噸，深部找礦潛力較大。

1—第四系；2—早前寒武紀(jì)變質(zhì)巖(新太古代早期馬連莊序列和棲霞序列)；3—白堊紀(jì)郭家?guī)X花崗巖；4—侏羅紀(jì)玲瓏花崗巖；5—黃鐵絹英巖化蝕變帶；6—已探明金礦床位置(符號大小代表礦床規(guī)模)；7—礦區(qū)范圍；F1—焦家斷裂；F2—靈北斷裂；F3—望兒山斷裂圖1 焦家金礦田地質(zhì)簡圖[8]

該礦床為熱液成礦，熱液本身的演化和交代作用的影響，構(gòu)造的不斷活動，構(gòu)成了完整的構(gòu)造熱液期。在構(gòu)造熱液期內(nèi)，成礦是多階段的，根據(jù)控礦構(gòu)造和熱液脈體的相互關(guān)系及其與金的成礦關(guān)系，將熱液成礦期劃分為4個階段[13]：Ⅰ-黃鐵礦-石英階段。主要共生礦物為石英及黃鐵礦，石英呈白色，黃鐵礦呈粗粒狀，多構(gòu)成黃鐵礦石英脈。金的含量較少，但成色較高。Ⅱ-金-石英-黃鐵礦階段：主要礦物共生組合為黃鐵礦、石英等，并含有少量絹云母、自然金、銀金礦，呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀和細(xì)脈浸染狀分布于破碎蝕變帶中。Ⅲ-金-石英-多金屬硫化物階段：熱液礦物呈細(xì)脈狀、細(xì)網(wǎng)脈狀或細(xì)脈浸染狀分布于破碎蝕變帶中；Ⅳ-石英-碳酸鹽階段：主要礦物共生組合為石英、碳酸鹽及少量黃鐵礦，呈細(xì)脈或網(wǎng)脈狀分布于破碎蝕變巖帶中，并穿切前期熱液脈體。成礦以第Ⅱ，Ⅲ階段為主。

2 礦床地球化學(xué)特征

該文選取紗嶺礦區(qū)256，272，304，320，328，344線構(gòu)造疊加暈測試數(shù)據(jù)，共計3666件，其中圍巖樣品338件(包括斜長角閃巖112件和玲瓏花崗巖226件)。

2.1 礦床地球化學(xué)背景

用338件未蝕變的圍巖樣品作為背景樣。經(jīng)研究得到了圍巖各元素的幾何平均值(背景值)、濃度克拉克值、地殼豐度值(表1)?？梢钥闯?，礦區(qū)圍巖中微量元素：濃集克拉克值≥1的元素有Au，Pb，Bi，按照從大到小的排序依次是：Bi>Pb>Au。礦床圍巖中斜長角閃巖，以富含Bi，Pb，W為特點；二長花崗巖，以富含Bi，Pb，Au為特點。

表1 紗嶺礦區(qū)圍巖的微量元素含量特征

注：量的單位為ωB/10-6，其中Au，Ag，Hg為×10-9，地殼豐度據(jù)黎彤(1976)；濃集克拉克值=均值/地殼豐度。

微量元素在各種巖性中的含量是不同的，隨著深度的變化，其含量也是不同。破碎蝕變帶(黃鐵絹英巖化碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化花崗巖)各元素含量與圍巖(玲瓏花崗巖及膠東巖群斜長角閃巖)相比：Au，Ag，Hg，Bi元素含量有著顯著的富集；As，Cu，W，Sn也是有一定的富集趨勢。破碎蝕變帶以斷層泥(主裂面)為界，蝕變帶的上下盤中各元素含量相比：Au，Hg，Bi元素含量有著顯著的富集；As，W，Sn也是有一定的富集趨勢(表2)。

2.2 元素組合特征

紗嶺礦區(qū)礦床和主礦體的各元素幾何平均值、襯值和背景值如表3所示[3]。利用SPSS19軟件，對數(shù)據(jù)進(jìn)行了離群點的迭代處理(箱圖處理)，剔除異常數(shù)據(jù)至無可剔除為止，即樣品數(shù)據(jù)符合正太分布。

(1)元素組合：以各元素襯值>1為標(biāo)準(zhǔn)，礦床和主礦體元素組合均為Au，As，Hg，Ag，Cu，Bi，Mo，W，Sn。

表2 礦床巖石微量元素含量統(tǒng)計結(jié)果[注]山東省地質(zhì)調(diào)查院，山東省萊州—招遠(yuǎn)整裝勘查區(qū)深部遠(yuǎn)景調(diào)查報告，2016年。

注：量的單位為ωB/10-6，其中Au，Ag，Hg為×10-9；地殼豐度據(jù)黎彤(1976)。

表3 紗嶺礦區(qū)礦床各元素含量特征

注：量的單位為ωB/10-6，其中Au，Ag，Hg為×10-9；襯度值=元素幾何均值/該元素背景值。

(2)特征元素組合：以Au元素襯值>10為標(biāo)準(zhǔn)，其他元素襯值>2為標(biāo)準(zhǔn)，礦床元素組合：Au，As，Hg，Bi；主礦體元素組合：Au，As，Hg，Ag，Cu，Bi，W，Sn。兩者共同元素組合：Au，As，Hg，Bi。

(3)變異系數(shù)：在礦床和主礦體中Au，Hg，Ag，Cu，Bi元素的變異系數(shù)均大于100%，表明這些元素的分布是極不均勻的，存在局部地段的富集或貧化，易于形成明顯異常分帶(表4)。

表4 紗嶺礦區(qū)礦床各元素變異系數(shù)

注：量的單位為ωB/10-6，其中Au，Ag，Hg為×10-9；變異系數(shù)=(該元素標(biāo)準(zhǔn)差/算術(shù)均值)×100%。

2.3 R型聚類分析

利用礦床在蝕變帶下盤取2928件樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行了R型聚類分析，利用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。采用Ward法和平方Euclidean度量標(biāo)準(zhǔn)，繪制樹狀圖(圖2)。

圖2 紗嶺金礦床元素R型聚類分析圖

由圖2可知，以距離14.2為界，可以將礦床12種微量元素分為3組：①Au，As，Sn，Ag，Cu，Bi；②Mo，W，Sb，Hg；③Pb，Zn。這也反映出成礦的多階段、多期次的復(fù)雜性。其中距離10時，Au與As，Sn聚類為一組，與Au礦化或富集關(guān)系密切；距離為13時，又與Ag，Cu，Bi聚類為一組，說明是Au的伴生元素，對應(yīng)金-石英-多金屬硫化物成礦階段；②③兩組元素與Au礦化或富集關(guān)系較小，主要是成暈元素，也反映紗嶺金礦床為中低溫巖漿熱液礦床。

3 構(gòu)造疊加暈特征與模型

3.1 礦床原生暈的異常展布特征

(1)異常下限確定。根據(jù)礦區(qū)圍巖的地球化學(xué)背景，按照參考其他研究實例，確定各指示元素的異常下限[14]。以異常下限作為外帶異常下限值；以異常下限的2～4或4～8倍作為異常中帶、內(nèi)帶的下限標(biāo)準(zhǔn)。在研究原生暈軸向組分分帶時，為突出各元素在礦體前緣暈、近礦暈、尾暈的差異，對一些元素濃度分帶標(biāo)準(zhǔn)做適當(dāng)調(diào)整[15]。礦床原生暈濃度分帶標(biāo)準(zhǔn)見表5。依據(jù)分帶標(biāo)準(zhǔn)，對各元素異常進(jìn)行圈劃，繪制了各元素的地球化學(xué)剖面圖(圖3)。以礦區(qū)的328號勘探線剖面為例：

圖3 紗嶺328號勘探線地球化學(xué)剖面圖

Au：以金礦體或以金內(nèi)帶為中心向上、向兩側(cè)、向下濃度逐漸降低。

Ag：中帶、外帶異常范圍與Au礦體總體形狀差不多，其中心在礦體中心略偏下方，內(nèi)帶異常范圍較小，主要在礦體中部、下部，表現(xiàn)近礦暈或尾暈指示元素特征。

Cu，Pb，Zn：Cu異常較強(qiáng)，分帶明顯，范圍比Au異常略小，但濃度中心明顯，且與礦體濃度集中中心基本一致，內(nèi)帶、中帶異常主要位于礦體的中—中下部，表現(xiàn)為近礦指示元素特征；Pb，Zn均異常較弱，分帶不明顯，且范圍較小，但基本與礦體范圍一致，內(nèi)帶、中帶主要位于礦體中下或尾部。

根據(jù)上述聚類分析結(jié)果，Cu與Au成礦關(guān)系較密切，是近礦暈指示元素。而Pb，Zn與Au成礦關(guān)系不明顯，對Au的指示作用較小。

As：異常較強(qiáng)，分帶明顯，內(nèi)帶、中帶異常與礦體濃度集中心基本一致，范圍比Au異常略小，主要位于礦體的上部、中部、下部。其中部、下部異常推測為深部盲礦體前緣暈的疊加暈，表現(xiàn)為前緣暈或近礦暈指示元素特征。

Hg：異常范圍較小，分帶不明顯，沿礦體分布，其內(nèi)帶、中帶范圍小，主要位于礦體的上部、中部、下部。

Sb：異常零星分布，范圍較小，分帶不明顯，其內(nèi)帶、中帶異常位于礦體的尾部。分布較分散，對金礦指示作用不大。

Bi，Mo，W：Bi異常較強(qiáng)，分帶明顯，與礦體范圍基本一致，內(nèi)帶、中帶主要位于礦體的上部、中部、下部，且下部異常范圍及高值均大于上部異常，表現(xiàn)為尾暈指示元素特征；Mo異常較弱，范圍較小且零星分布，內(nèi)帶、中帶主要位于礦體的中部、下部，且以下部異常為主，表現(xiàn)為尾暈指示元素特征；W整體以低值為主，外帶分布范圍較廣，與礦體范圍基本一致，內(nèi)帶、中帶零星分布，主要位于礦體的中部、下部，且下部異常相對較強(qiáng)，表現(xiàn)為尾暈指示元素特征。

Sn：異常較強(qiáng)，范圍較大，分帶明顯，與礦體范圍基本一致。內(nèi)帶、中帶主要位于礦體的中部、下部。

通過對12種元素的原生暈異常分析得出：各元素異常在空間展布上存在明顯的濃度分帶，分帶分布特征基本與礦體或蝕變帶的展布特征一致；濃度分帶基本以礦體為中心，各元素的濃集中心位置有所不同；在礦體及其周圍形成異常的12種指示元素對金礦都具有不同程度的指示作用。

各元素在礦體的不同部位出現(xiàn)不同的元素組合。礦體上部：Au，As，Cu中帶、內(nèi)帶異常；Ag，Zn，Bi，Hg，W，Mo，Sn中帶、外帶異常。礦體中部：Au，As，Cu，Bi中帶、內(nèi)帶異常；Ag，Pb，Zn，Hg，Mo，Sn中帶、外帶異常。礦體下部：Au，Ag，Cu，Pb，Zn，Bi，W，Sn中帶、內(nèi)帶異常；As，Sb，Mo中帶、外帶異常；Hg外帶異常。

(2)原生暈軸向分帶特征。研究礦床原生暈的分帶性，可以確定礦床的成礦指示元素及其分帶序列，是進(jìn)行找礦預(yù)測，尤其是尋找隱伏盲礦體的一個有效方法[16-17]。為取得定量解釋資料，選取礦脈鉆孔控制度高的不同勘探線剖面，依次以勘探線上個鉆孔代替不同中段，研究軸向組分分帶特征。該文以328號勘探線剖面為例，選取ZK771，ZK773，ZK802分別代表Ⅰ-2號主礦體的礦頭、礦中、礦尾。采用比重指數(shù)法計算，結(jié)果如表6所示。

根據(jù)前述比重指數(shù)法的原則，確定了328號勘探線剖面Ⅰ-2號主礦體的軸向分帶序列自上而下為：Zn-Hg-W-Pb-Mo-As-Sn-Au-Bi-Ag-Cu-Sb。采用相同方法，計算了Ⅰ-2號主礦體在256，320，328，344號勘探線剖面的軸向分帶序列，計算結(jié)果如表7所示。

表5 紗嶺金礦床指示元素異常外、中、內(nèi)帶分帶標(biāo)準(zhǔn)

元素含量單位：除Ag，Hg，Au為×10-9外；其他元素為×10-6。

表6 328線剖面元素軸向分帶序列計算

表7 紗嶺礦區(qū)Ⅰ-2號主礦體軸向分帶序列計算結(jié)果

綜合結(jié)果得出軸向分帶序列：Hg-Zn-Sn-As-Mo-Pb-Cu-Au-Bi-Ag-Sb-W。這與中國金礦床的原生暈軸向分帶序列相比[18]，存在“反分帶”現(xiàn)象：Sb屬于前緣暈元素，此時處于礦尾；As屬于前緣暈元素，此時處于礦中上部；Sn，Mo屬于尾暈元素，此時處于礦體中上部。構(gòu)造疊加暈出現(xiàn)“反分帶”現(xiàn)象的因素有2點：①應(yīng)是紗嶺礦區(qū)的Ⅰ-2號主礦體沿傾向上淺部及深部均有延伸，受延伸礦體疊加暈影響的結(jié)果；②礦床具有多期次多階段成礦特點，受不同成礦期次或階段的原生暈疊加影響的結(jié)果。

4 構(gòu)造疊加暈?zāi)Ｐ图罢业V方向

紗嶺金礦床嚴(yán)格受構(gòu)造控制，并具有多期多階段疊加成礦成暈特點，在4個成礦階段中，金礦主要是Ⅱ，Ⅲ階段成礦成暈的疊加結(jié)果。結(jié)合李惠教授[18-22]總結(jié)的4種模型，經(jīng)過綜合分析研究，最終建立了紗嶺礦床構(gòu)造疊加暈理想模式(圖4)。由此可知，礦床中良好的前緣暈指示元素為As-Sb-Hg，近礦暈指示元素為Au-Ag-Cu-Pb-Zn，尾暈指示元素為Bi-Mo-W-Sn。

圖4 紗嶺金礦床構(gòu)造疊加暈理想模式圖

由256～344線構(gòu)造疊加暈綜合特征可知，256線近礦暈及前暈從礦頭到礦尾均有較強(qiáng)異常，尾暈在礦尾減弱，推測礦體向下有較大延伸；272線Au元素從頭到尾均見異常，前暈元素與鄰近礦尾出現(xiàn)較強(qiáng)異常，且控制礦體尾部尾暈發(fā)育較弱，推測礦體向下有較大延伸；304線Au元素異常帶較寬，礦體尾部前暈元素異常較強(qiáng)，尾暈元素零星出現(xiàn)異常，推測向下有較大延伸；320線近礦暈從頭到尾異常均較強(qiáng)烈，礦尾前暈和尾暈共存，且前暈元素As，Sb異常較強(qiáng)，異常帶較寬，推測礦體向下有較大延伸；344線Au元素異常較發(fā)育，其他近礦暈異常較弱，前暈元素從礦頭到礦尾逐漸減弱，推測礦體向下有較小延伸后尖滅?？傊?，Ⅰ-2號主礦體深部有良好的找礦前景，礦體向深部有一定延深空間，預(yù)測礦體側(cè)伏方向深部(-1600m之下)有盲礦存在，預(yù)測靶位標(biāo)高為-1600m～-2000m(圖5)。

1—As內(nèi)帶元素異常；2—As中帶元素異常；3—As外帶元素異常；4—Hg內(nèi)帶元素異常；5—Hg中帶元素異常；6—Hg外帶元素異常；7—Sb內(nèi)帶元素異常；8—Sb中帶元素異常；9—Sb外帶元素異常；10—已知礦體；11—預(yù)測礦體；12—見礦鉆孔及編號；13—未見礦鉆孔及編號；14—勘探線及編號圖5 256～344線構(gòu)造疊加暈綜合特征及預(yù)測礦體位置圖

5 結(jié)論

通過對紗嶺金礦床構(gòu)造疊加暈特征研究，在豐富了找礦技術(shù)手段的基礎(chǔ)上，取得了一定的認(rèn)識：

(1)紗嶺金礦床前緣暈指示元素為As-Sb-Hg，近礦暈指示元素為Au-Ag-Cu-Pb-Zn，尾暈指示元素為Bi-Mo-W-Sn。

(2)礦體尾部存在前緣暈與尾暈疊加現(xiàn)象，指示深部有良好的找礦前景，為深部找礦提供有力的依據(jù)。

(3)預(yù)測礦體找礦靶區(qū)一處，靶位標(biāo)高為-1600m～-2000m。目前正在開展鉆孔工程驗證工作，見礦情況良好。

致謝：感謝山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局宋明春研究員在文章撰寫期間給予的建議和幫助，感謝編輯老師對該文提出的寶貴修改建議。