浅海覆盖区金矿勘查技术方法组合探讨——以胶东三山岛北东浅海区找矿勘查为例

张军进，丁正江，薄军委，祝德成，王金辉，祝培刚

(1.山东省第三地质矿产勘查院，山东 烟台 264000；2.山东省地质矿产勘查开发局，山东 济南 250013；3.山东省地质调查院，山东 济南 250014)

0 引言

胶东三山岛北部海域金矿勘查是国内首次在浅海区开展的大规模系统勘查工作[1-2]，不仅发现了国内最大单体金矿床(金金属量470t)，而且也证实了渤海地区浅海海域具有巨大金矿找矿潜力。与陆上找矿勘查相比，由于海水和海底第四系沉积覆盖，浅海区构造难以直观识别，找矿勘查难度较大，缺少高效的浅海区找矿技术方法。本次工作以中国地质调查局项目(1)山东省第三地质矿产勘查院，山东三山岛北东浅海区深部矿产远景调查成果报告，2016年。为依托，开展了浅海区深部金矿远景调查，进行了浅海覆盖区金矿勘查技术方法组合的示范应用研究，成功揭示了工作区海域隐伏控矿断裂并发现了金矿化体。在以往工作基础上，结合本次工作，对三山岛北东浅海区金矿勘查技术方法进行了系统总结，以期为今后浅海海域金矿勘查提供参考。

1 浅海区海底地质概况

浅海区位于三山岛北部海域金矿北东方向(图1)，区内除海水覆盖外，海底地层主要为旭口组海积的粗、中、细砂和淤泥，近岸陆地35～40m，调查区海域厚度一般为70～90m，最厚110m。自下而上分为4层。第四层为砂、亚砂土和粉砂层，含大量贝壳碎片，总厚为12m左右，为全新世海相层，可分为3个亚层。粉砂层由岸到海，由东到西，沉积物厚度逐渐变厚，厚度5～6m；亚砂土或砂质粉砂层厚度3m左右；夹亚黏土、黏土和砂透镜体、黄色砂层，厚2～4m。第三层为亚黏土、黏土层。上层以粉砂为主，下层以亚黏土为主，含钙质结核，厚10m左右，为晚更新世末期陆相层。第二层为灰黄色亚沙土，局部有黏土层或团块，混有大量的贝壳碎片和富集而被压扁的完整的海胆壳，含有孔虫，毕先卷转虫占绝对优势，C14测年为40000aB.P.左右，为献县期形成的海相层。第一层为黄色亚黏土，混有钙结核，物质较均一，厚度3～4m。与下伏基岩接触，为陆相层。

1—海域；2—第四系；3—新太古代胶东岩群郭格庄组黑云斜长变粒岩、黑云斜长角闪岩；4—郭家岭序列上庄单元似斑状中粒花岗闪长岩；5—玲珑序列郭家店单元中粗粒二长花岗岩；6—玲珑序列崔召单元中粒二长花岗岩；7—栖霞序列新庄单元片麻状中细粒含角闪黑云英云闪长岩；8—栖霞序列回龙夼单元条带状细粒含角闪黑云英云闪长岩；9—马连庄序列栾家寨单元中细粒变辉长岩(斜长角闪岩)；10—蚀变带；11—地质界线；12—实测及推测断裂；13—高磁解译断裂；14—超大型、大型金矿床；15—大地构造位置；16—三山岛北部海域勘查区范围；17—三山岛北东浅海区范围

2 勘查技术方法组合的应用

调查区被海水和海底沉积物覆盖，在海面上无法判断控矿断裂及矿床的分布位置；海上施工条件非常复杂，传统勘查手段的使用受到很大的限制，本次开展了浅海区金矿勘查综合技术方法手段的应用研究。根据区内地质特征[3-6]、成矿规律[7-11]、成矿模式[12-24]研究创新成果及调查区浅海区地理条件，采用“物化探先行，钻探工程验证”的工作程序。首先实施物探工作(采用声学浅地层剖面测量，结合多道地震剖面测量，获取浅地层沉积特征，推测下伏基岩是否存在断裂；研究重力异常特征，推断基岩分布；结合高精度磁测大致确定断裂带北东延伸部位的走向和位置；实施多道地震剖面测量进一步控制断裂走向及延深)，同时在已知勘查区附近用钻探工程揭露，取得钻孔资料后与物探成果相互验证，寻找矿致异常特征；取得物探与钻探验证成果后确定岩石地球化学剖面测量的浅钻施工位置，圈定物化探异常区；最后优选有利靶区采用少量深部钻探揭露验证，并辅以样品分析测试，评价浅海地区找矿远景。

本次优选的重力测量+高精度磁法剖面测量+地震剖面测量(浅地层剖面测量，第四系覆盖层较厚时该手段效果不明显)+浅钻取样化探剖面测量+钻探的勘查技术方法组合应用，揭露了海域覆盖区控矿断裂，评价其含矿性，该勘查技术方法组合在海域对沿断裂带线状分布的矿床勘查行之有效。具体步骤如下：

步骤1：根据陆地地质构造和成矿规律[2-3]，选择陆地主要成矿带延伸到海域的部分作为有利成矿区域。

步骤2：对步骤1选取的有利成矿区域，开展面积性海上重力测量，采用比例尺为1∶5万，获取校正后的每一测点的布格重力值，绘制布格重力异常等值线平面图及剩余布格重力异常等值线平面图，研究重力异常特征，推断基岩分布。采用INO海底重力仪，工作过程中每1个月进行一次检查与调节，并进行记录。开工前依据重力仪静态试验结果，对每台重力仪进行了漂移改正调节，工作过程中依据早晚基点数据计算当天的零点漂移值，当漂移值偏大时随时进行调节，并做了详细记录。

步骤3：对步骤1选取的有利成矿区域，按照一定的间距，垂直主要成矿带走向布设地球物理测线，沿测线开展高精度磁法测量，获取每一测点的探测数据，进行计算机数据处理，形成高精度磁测ΔT剖面平面图、高精度磁测ΔT等值线平面图、高精度磁测ΔT化极等值线平面图、高精度磁测化极ΔT导数图等，研究磁场和磁异常特征，推断基岩分布及断裂大致位置和产状。采用加拿大Marine Magnetics公司生产的Overhauser磁力仪SeaSPY，该系统适合在近岸浅水区开展地磁测量。

步骤4：在进行步骤3的同时，沿地球物理测线开展海底声学浅层地层剖面测量，测量时记录震源以及水听器到GPS天线的距离，在资料处理时使用C-View后处理软件进行位置的自动改正。施工作业过程中，应采取相应必要措施，减少干扰因素，降低噪音，提高信噪比，确保原始数据记录质量。揭示地质结构和构造、研究地层层序、划分地质单元体，编制第四系等厚度图，根据第四系牵引特征推断断裂大致走向。采用英国AAE公司生产的CSP2200中地层剖面仪(最大穿透深度为80～100m，最大分辨率0.3m)。

步骤5：在步骤2、步骤3、步骤4推断断裂的基础上优选主要控矿断裂，垂直主要控矿断裂走向布设多道地震剖面测线，沿测线开展多道地震测量，采集每个炮点反射波。采用人工方法激发地震波，地震波向地下传播时，在不同介质性质的岩层分界面，地震波会发生反射和折射，利用检波器接收反射回的地震波。接收到的地震波信号与检测位置、震源性质、地下岩层结构和性质存在密切关系，依此推断断裂和基岩分布。采用法国SIG公司生产的SIG 5M电火花震源作为震源，地震拖缆和采集系统为RIOEme数字地震系统。该探测方法在第四系覆盖较厚区域效果不明显，应视覆盖层厚度增减该步骤。

步骤6：步骤2、步骤3、步骤4与步骤5相互验证推断的断裂，得出物探推断综合成果图，编制勘查区海底基岩地质图。

步骤7：根据区域成矿规律，对通过步骤2、步骤3、步骤4与步骤5推断的控矿断裂划分最佳成矿区段，在矿区海底基岩地质图和剖面图上设计取样浅钻位置，确定取样浅钻位置的理论直角坐标值。

步骤8：依靠取样浅钻施工船，采用测量仪器完成施工船定位，锚固施工船，依靠船载钻机施工取样浅钻，采用测量仪器完成取样浅钻精准定测。

步骤9：对步骤8采取的岩心样品进行鉴定、化探分析，验证、修测步骤5编制的海底基岩地质图，圈定海底覆盖层下化探异常区，确定断裂蚀变带的走向位置。

步骤10：根据步骤9圈定的化探异常区及确定的断裂蚀变带的走向位置，在矿区海底基岩地质图和剖面图上设计钻孔位置，确定钻孔位置的理论直角坐标值。

步骤11：依靠施工船和钻探平台(插装式小口径机械岩心钻探简易平台)，采用测量仪器完成钻孔精准定位。

步骤12：采用小口径机械岩心钻机进行钻探施工，全孔取心，穿透控矿构造及金矿体，终孔后采用相应标准水泥全孔封闭。

最终达到海域金矿调查评价的目的。

3 技术参数及应用成果

3.1 近海海域测量技术

海上钻探成孔质量将决定本次海上调查验证的成败，因此，保证海上钻孔定位的精度是本次项目的基础性工作。在以往其他海域施工定位经验基础上，本次工作通过对定位方法的改进，使用山东省SDCORS的网络RTK技术对海上钻孔进行定位。该技术即利用地面建设的基准站所组成的GPS参考站(CORS)，基于基站测量信息，构建精确误差修正模型，运用移动网络实时发送差分改正参数，不断修正测量成果精度，以实现更大范围内移动用户高精度定位导航服务。该技术为现阶段GPS实时动态差分中精度最高，最先进的测量技术，也是应用最为广泛的差分系统，效率最高的定位测量技术。该测量系统具性能稳定、测量精度高的特点，测量成果在平面上误差小于3cm，高程上小于5cm。工作中，为提高定位浅海海域钻探孔位精度，必须掌握以下关键技术：

(1)RTK坐标转换参数的求取。由于受自然环境影响，首级控制点需全部布设在海岸陆地上，但不符合“控制点应布设在测量区周围及中心”的技术要求。因此，为了减小首级控制点对网络RTK在计算坐标转换参数过程中的影响，本次工作将首级控制点布测范围尽可能的靠近北东浅海调查区，并且首级控制点的布测范围不小于调查区范围，以确保坐标转换参数能均匀反应整个调查区的椭球情况，以消除RTK坐标转换对测量精度的影响。用以计算坐标转换参数的控制点需分布均匀且不少于4个，点校正后的平面坐标转换的残差≤2cm，高程转换的残差≤3cm[25]。

(2)多路径效应的影响。在水面作业时，多路径效应成为了RTK技术误差主要来源，其误差多在3～5cm，卫星高度较低时，误差可能大于10cm，多路径效应引起的误差较难消除。本次工作为消除多路径效应引起的误差，采用扼流圈天线或剔除卫星高度角较小的卫星，第一次定位测量完成后，快速初始化RTK，重新测定坐标，对比两次测量是否存在较大误差；同时采用2套RTK开展定位测量，对2套设备测量结果进行对照检查，以消除多路径效应的影响。

(3)观测卫星的图形强度的影响。在进行定位测量时，PDOP值、RTK测量精度以及RTK初始化时间均会受卫星数量、分布均匀情况的影响。本次定位测量工作，保证接收卫星数量≥6颗、卫星高度截止角≥15°、PDOP值≤6时进行定位测量。

3.2 海上物探组合方法

本次物探工作无现行规范可遵循，实际工作过程中参考了小比例尺海洋调查规范。

3.2.1 重力测量

基点选择地基稳固，联测方便，周围没有震源，附近地形和其他引力质量近期内无大的变化，重力水平梯度较小(附近无大的陡崖)的地方。

水深介于0.8～4m海域，大船无法靠岸，采用吃水浅的小船，采用小功率发电机作为供电电源，抛锚后，使用1.2kW的卷扬机，将INO sea-floor gravity meter海底重力仪沉入水底进行测量。观测时关闭小船发动机，降低噪声，提高重力观测精度。水深大于4m海域，采用400马力大船，使用10kW三相发电机作为供电电源。抛锚后利用液压绞车将INO海底重力仪沉入海底进行测量，当水深小于5m时，关闭发动机后观测，以提高重力观测精度。

每天开始工作前，计算出每个测点的理论坐标，导入到GPS手簿中，并将经纬度坐标输入到渔船的GPS中。

在码头进行“基点-辅基点-基点”观测。离开码头后，进行测点观测，使用GPS导航定位，到达测点抛锚，等船停稳后，利用绞车将重力仪放入海底，利用船上操控系统通过缆绳操作INO海底重力仪进行观测读数，同时自动记录水深。进行测量工作时，计算机观测屏幕上的数据曲线近似水平线时，认为仪器已处于稳定状态，可以进行观测并记录数据。结束一个测点观测，关闭重力仪马达，将重力仪起吊到船上，继续起航进入下一测点。

每次结束观测后均闭合于基点，闭合基点时间最长不超过70h。

海风超过5级时停止海底重力测量工作。海底重力测量质量检查与陆地不同，海上的测点无法建立标志物，而采用的定位系统虽然精度较高，但受船抛锚及水下洋流影响，不可能在质量检查时找到测点原观测点位置。海面受潮汐影响在不断地涨落，每个测点的水深也随时间的变化而变化，测点的潮高与水深观测值和检查点的观测值是不一样的。因此，海上重力工作精度评价方法较陆地也有不同之处，测点重力值均方误差只能用计算得到的布格重力异常精度来衡量，这即包括了重力观测精度，又包括了定位精度、验潮及水深测量精度的一部分。其检查手段采用“一同三不同”方法，“一同”是指包括定位误差的同点位。

3.2.2 高精度磁法剖面测量

磁法测量作为一项传统海洋地球物理调查内容，在海洋油气勘探、海底构造研究等方面具有重要作用。随着海洋磁力仪灵敏度和探测精度的提高，高精度磁法测量技术在海洋探测工程中发挥了新的作用。现代海洋磁力仪主要分为3种不同类型，包括质子旋进式、光泵式和欧弗豪塞(Overhauser)。本次浅海区调查采用的是Overhauser磁力仪，该仪器是在质子旋进式磁力仪基础上发展而来，其具有带宽大、耗电少、灵敏度高的特点。

由于受现场作业条件限制(养殖和渔网多)，本次浅海区高精度磁法调查采用加拿大Marine Magnetics公司生产的Overhauser磁力仪SeaSPY，该系统由磁力探头、漂浮电缆、甲板电缆和采集计算机组成，适合在近岸浅海区开展高精度地磁测量，实测磁力值为磁力总场值。地磁日变观测采用PMG-2质子旋进式磁力仪，它是一种有内置电池的便携式仪器，系统包括主机、探头和探杆，主机与探头之间由甲板电缆连接。

通过绘制ΔT异常化极平面等值线图(图2)，将调查区分为东区、西区，总体磁性特征表现为西部高东部低，西部等值线较密集，东部等值线疏缓。东区磁异常表现为平缓的低负异常，向岸边方向未封闭，ΔT磁场值在-50nT～10nT之间，异常为NW向，呈串珠状规模较小的条带状异常，异常长1～3km，宽0.5～1km，相伴的正异常规模较小，结合地质及物性资料，该区主要由花岗闪长岩引起；西区磁异常表现为大面积的正异常和伴生负异常，向深海方向未封闭，ΔT磁场值在-780nT～280nT之间，异常多为NW向，多由串珠状异常组成的规模较大的条带状、椭圆状正异常，异常长4～10km，宽1～4km，均伴有负异常，负异常规模较小，和正异常走向较一致，正负异常梯级带明显，结合地质及物性资料，该区正异常主要由变辉长岩和二长花岗岩引起，负异常由构造引起。

1—推断断裂及编号，红线为磁法推断，紫色为二次解译添加；2—多道地震剖面识别的断点；3—调查区范围；4—ΔT等值线

3.2.3 声学浅地层探测

海底声学地层探测系统，是利用声波在海底传播过程中，声波在遇到不同介质(介质性质存在差异)时在反射界面发生反射的原理。声波发生反射的条件为反射界面两侧介质具有不相等的波阻抗，也就是波阻抗差(反射系数RPP)决定了声波反射条件。

将浅地层剖面仪和GPS固定在测量船上，测量船按照一定速度行驶，利用GPS导航按照设计航线行进，发射基阵和接收基阵安置在水面下。根据测量区地质情况，确定主机发射声脉冲的频率范围和功率等参数，重复向下发射一脉冲。同时，接收基阵接收到回波并转换成电信号，主机对其进行初步的增益和滤波处理后，实时的将探测到的水下地质情况进行输出。

3.2.4 多道地震剖面测量

根据勘查目的层的不同，海上多道地震采用气枪或电火花震源激发地震波，采用多道接收电缆接收反射信号，再由数字地震仪进行放大、采用和记录，从而完成对海底反射界面的一次覆盖。本次调查采用电火花震源激发地震波。为了增加反射波能量和降低地震观测中的干扰(尤其多测反射)，提高测量成果的精度和可靠性，本次采用多次覆盖技术(共深点反射,也称共深点水平叠加；图3)，即在一次覆盖观测系统基础上，减小震源激发间距，同时增加激发次数，以达到对海底反射界面多测覆盖观测的目的。数据采集后，对相同反射点(CDP)信息在不同震源、不同接收段的数据相加到一起，即取得了该反射点的多次覆盖数据。采用多次覆盖技术，共同反射点的信号得到加强，其他干扰受到削弱，进而提高了反射地震数据的采集质量。同时，共深点反射技术需准确地掌握震源激发时的位置。经室内处理后，地震剖面能够清晰的揭示松散沉积层、基岩面及其基岩的反射特征，结合磁法测量及少量的钻孔资料，编制了松散沉积物等厚图(图4)、基岩震相分布图，并对基岩岩性和可能的断层进行了推断。

图3 共深度点多次叠加示意图

(1)沉积物厚度由岸向海域逐渐变厚，等值线大致与海岸线平行；南部厚度最小，为20～50m，对应于基岩面的抬升；调查区西北部厚度最大超过130m，等值线近似呈NE方向；东北部沉积物厚度大致在60～90m，由陆地方向向深海逐渐变厚(图4)。

图4 三山岛北东浅海区松散沉积物厚度等值线图(等值线间距5m)

(2)基岩表现出4种典型的地震相(图5)。

Ⅰ—杂乱反射；Ⅱ+Ⅲ—斜层及波状反射；Ⅳ—乱岗状反射

(3)推断调查区存在4种主要基岩岩石类型(图6)，其中花岗闪长岩分布在调查区的南部，二长花岗岩分布于调查区的西部和北部，总体上二者之间以断裂为界；具有斜层及波状反射的基岩，可能属于中生代的沉积岩，抑或是时代较为古老的变质岩；调查区北部强磁异常变化带推测是由火山岩引起的。

1—中生代二长花岗岩；2—中生代花岗闪长岩；3—古近系泥岩、片岩；4—新太古代变辉长岩及黑云闪长岩；5—碎裂岩化花岗岩(盆缘构造破碎带)

(4)识别出9条断层(F1～F9)(图7)，其中，F2是一条规模较大的断层，F1以及F3～F9是规模较小的断层；初步认为断层F2是三山岛断层在海域的延伸部分。该断层的产状在不同的位置略有变化，是二长花岗岩和花岗闪长岩主要分界线。

1—推断断裂及编号，红线为磁法推断，紫色为二次解译添加；2—多道地震剖面识别的断点；3—调查区范围

(5)对基岩岩石类型的推断尚需要钻孔加以验证，对强磁异常变化带需要进一步的钻探工作。

3.2.5 物探组合方法取得的效果

采用重力测量，根据重力异常分布推断隐伏基岩的分布特征；采用声学浅地层探测，获取浅地层沉积特征，推测下伏基岩是否存在断裂，结合高精度磁测大致确定断裂带北东延伸部位，采用多道地震剖面测量进一步控制断裂走向及延深，多种物探技术手段相互验证推断了调查区断裂带和基岩分布，得出了物探推断综合成果图，编制勘查区海底基岩地质图，指导了钻探验证工作。虽然存在多解性和不确定性，但造价低，工期短，结合必要的地质钻探资料，能够达到较满意的效果。

3.2.6 物探组合方法存在的问题和不足

(1)调查区存在大量密集的养殖区，虽然冬季养殖网线和浮球有大量撤除的情况，但仍有一定数量、无规则分布的养殖网线和浮球的存在，它们对测量结果造成不良的影响，尤其是对需要拖放震源和水听器在船后一段较长长度的物探测量，船只频繁的拐弯，极大的影响了资料数据质量。应尽量避免在养殖密集区进行磁测和多道地震调查。

(2)调查区近岸水浅，地层上部多存在较厚的砂层，这种地质条件下巨厚的砂层不但影响声波的穿透，还会由于要增加穿透加大发射能量，从而引起多次波增加现象。

3.2.7 对策建议

(1)确需在养殖区内进行物探调查，对设计工作量和作业时间必须有精确地规划，这就需要对养殖区分布的特点、养殖区存在的时间进行充分调研，避开养殖区大量存在的时候进场测量，同时布设能够满足工程需要的最低工作量的物探测线，以免由于养殖区存在而无法完成造成工期延误和资金浪费。另外，大比例尺磁法测量可考虑使用低空航磁代替。

(2)如果是以查探基岩面(第四纪松散层沉积底界面)为主要目的得工作，在有厚度较大的砂层或硬塑状黏土等地质背景下，不建议进行大工作量的浅地层剖面布设。如果确实工程需要，建议在测区内布设一些钻至基岩的控制钻孔辅助浅地层资料分析。

(3)物探资料分析工作必须紧密结合地质钻孔资料，二者技术人员应该密切沟通，互相引佐，才能做到资料的全面分析，得出正确结果。

(4)物探手段的综合调查对解决类似工程问题是必须的、切实可行的技术手段。

(5)在水深较深、海面障碍物较少的开阔海域，以上手段中采用48道以上、以气枪作为震源的多道地震，效果将会更好。

3.3 浅钻化探

本次化探取样工作浅钻采用船载钻机和简易钻探平台+钻机施工工艺。海域养殖网箱较少及第四纪覆盖层厚度不大时采用船载钻机取基岩样，其他采用简易钻探平台+钻机的机械岩心钻探工艺施工，取出的风化基岩岩心样破碎，采取率低，而取出的新鲜基岩样完整，采取率高。本次浅钻取样均取出10m以上的新鲜基岩样揭露岩性为二长花岗岩、变辉长岩、黄铁绢英岩化花岗岩等，达到了调查区内基岩揭露的目的，了解了区内基岩展布特征。根据三山岛断裂蚀变带岩性分带特征(图8)，黄铁矿绢英岩化花岗岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、黄铁绢英岩化碎裂岩对浅部矿化蚀变带定位具有直接指示意义；采集的地球化学样品所圈定的异常确定了断裂蚀变带的走向。根据岩石地球化学测量的成果，对采取的365件样品进行了统计，主要针对Au，Ag，Cu，Pb，Zn，Co，Ni，Cr，Mo，W，Sn，As，Sb，Bi，Hg15种元素，来对区内成矿元素的共生组合特征和分散富集规律等进行统计分析。300QZ04，150QZ23，150QZ20，150QZ35，150QZ35，150QZ65取样浅钻中已发现数个明显矿化段，其Au含量为117.20×10-9，114.00×10-9，122.76×10-9，110.35×10-9，132.62×10-9，132.19×10-9，并且出现Ag元素矿化，高值>3000×10-9，为深部钻探验证提供了地球化学依据。

1—似斑状花岗闪长岩；2—二长花岗岩；3—黄铁绢英岩化花岗岩；4—黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩；5—黄铁绢英岩化碎裂岩；6—中细粒变辉长岩；7—主裂面及编号；8—主矿体赋存部位

3.4 钻探工程

根据物探推断的成果、圈定的化探异常区及确定的断裂蚀变带，在调查区海底基岩地质图和剖面图基础上设计钻孔位置，确定钻孔位置的理论直角坐标值，开展浅海金矿调查钻探验证工作。

3.4.1 钻探平台安装定位

本次浅海区钻探施工，使用了山东省第三地质矿产勘查院研发制造的海上钻探平台，为拼装式插桩海上钻探平台，具有安装与拆卸简单、方便、快捷高效的特点。钻探平台安装之前，需对孔位海底地质特征(淤泥、海沙、漂砾分布及其粒径大小)和水深进行调查，为设计插桩结构和打桩奠定基础。根据三山岛北东浅海区水文条件观测结果，一般选择潮位相对较低时段为钻探平台安装最佳时间。钻探平台安装过程：使用拖船，将放置在密封浮船上的钻探平台拖至设计钻孔位置。使用定位锚将拖船固定，通过收放固定锚的锚链移动拖船，从而使得钻探平台中心位置与设计钻孔位置理论坐标重合；然后通过液压装置将钻探平台固定桩钉入海底5～10m深度；钻探平台位置固定后，通过安装在固定桩顶部的绞盘，将平台抬升至设计高度，即完成钻探平台搭建工作。采用该方法，海上钻孔定位误差不超过5m。

3.4.2 钻探工艺

本次工作设计孔深1100m，钻机为XY-6B，采用机械回转小口径金刚石钻进，绳索取心工艺。根据地质情况采用了跟管钻进方式，采用了三级施工套管：第一级套管穿过淤泥或回填碎石至稳定中细沙层；第二级套管穿过海底第四系至基岩；第三级套管深度则根据基岩地质情况(破碎程度)进行确定。洗孔：浅海区作业时，为保证注入钻孔内的水泥浆与孔壁进行很好的胶结，需对钻孔使用清水循环清洗(不小于3h)，必要时需洗孔前下入外钢丝钻头对孔壁泥皮清除后再进行清洗。封孔：浅海区封孔一般从钻孔底部至孔口进行全孔封闭。封孔使用水泥∶砂∶水(重量比)=1∶1∶0.5的水泥浆，其中水泥标号≥42.5#。新鲜基岩面以上，为防止塌孔，在注入水泥浆后再进行套管提升。另外，根据钻孔深度和预计操作时长，可在水泥浆掺入高糖木质素磺酸钙类减水剂和缓凝剂，延长水泥浆初凝时间，进而提高水泥浆流动性。

3.4.3 钻探施工效果

本次在海域安装插桩式简易钻探平台开展机械岩心钻探工作，岩(矿)心采取率达到95%～100%，能够顺利开展孔深校正、钻孔弯曲度测量、简易水文观测及封孔等工作，具有安全稳固、可操作性强、周期短、可施工深孔、环保无污染的特点，满足钻探施工相关规程及矿产勘查评价规范和要求，钻孔质量为优质孔。

钻探工作验证揭露了三山岛断裂带，三山岛断裂带自三山岛北部海域金矿往NNE 20°方向延伸，控制其走向长约5km，断裂蚀变带视厚度超过百米并发现了金矿体。其中：①在三山岛断裂北延2km海北嘴位置的深部钻探验证孔(ZK8401；图9)于876.59～1082.84m见构造蚀变(矿化)带，908.84～990.25m矿化较好地段圈出5个金矿体，最厚的单层金矿体真厚度11.36m，累计见矿厚度26.23m，平均品位1.73×10-6；②在大致沿NNE20°方向延伸5km位置的深部钻探验证孔(ZK1501；图9)蚀变带从891.54～1017.06m主要划分3个岩性带，其中顶部891.54～926.94m为黄铁绢英岩化花岗岩，中段926.94～991.19m为黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩，下部991.19～1017.06m为绢英岩化花岗岩，各岩性带之间及与围岩之间界线不清，结构构造无明显差异，仅蚀变强弱呈渐变过度关系，在黄铁绢英岩化花岗岩带内903.54～904.74m见金矿体，见矿样长1.2m，金品位1.02×10-6；在绢英岩化花岗岩内底部1016.06m至1017.06m见金矿化，金品位0.52×10-6，矿石主要金属矿物为黄铁矿，次要的有方铅矿、黄铜矿。

1—李家崖组：紫红色黏土页岩、砂质页岩、泥岩及灰绿色泥岩、钙质泥岩；2—郭格庄岩组：条纹(痕)状混合质黑云斜长变粒岩为主夹条纹—条带状混合质黑云斜长角闪岩底部夹二云片岩；3—郭家岭序列上庄单元似斑状花岗闪长岩；4—玲珑序列郭家店单元片麻状粗中粒二长花岗岩；5—玲珑序列崔召单元弱片麻状含斑中粒二长花岗岩；6—玲珑序列大庄子单元片麻状粗中粒二长花岗岩；7—栖霞序列新庄单元片麻状中细粒含角闪黑云英云闪长岩；8—栖霞序列回龙夼单元条带状细粒含角闪黑云英云闪长岩；9—马连庄序列栾家寨单元中细粒变辉长岩(斜长角闪岩)；10—谭格庄序列蓝蔚夼单元片麻状细粒含黑云花岗闪长岩；11—碎裂岩化花岗岩；12—蚀变带；13—中—基性脉岩；14—断裂；15—物探解译断裂及编号；16—金矿床；17—见矿钻孔及编号；18—靶区及编号；19—三山岛北东浅海区

4 结论

(1)通过物化探测量的解译推断以及钻探(包括浅钻)工程的验证，发现了最大视厚度206.25m的构造蚀变带及最大单层真厚度11.36m的金矿体，控制三山岛断裂带自三山岛北部海域金矿往NNE20°方向延伸5km，为三山岛成矿带北东段海域找矿拓展了空间。

(2)通过较系统的物化探、钻探和分析测试工作，初步评价了三山岛断裂带在北东浅海区的找矿潜力，提交找矿靶区1处，找矿远景区2处，预测金资源量180t。

(3)建立的浅海区金矿勘查的技术方法组合并进行了应用示范，优选了重力测量+高精度磁法剖面测量+地震剖面测量+浅钻取样化探剖面测量+钻探的勘查技术方法组合，成功揭示了调查区海域隐伏控矿断裂，并评价了其含矿性，证实了该勘查技术方法组合对海域破碎带蚀变岩型金矿勘查有较好的效果，为今后浅海海域勘查工作具有指导意义。