鲁西铜石大平安庄地区金矿找矿预测

史南南，赵青涛，邱光辉，张启生，张超

（中化地质矿山总局山东地质勘查院，山东 济南 250013）

0 引言

山东省铜石地区作为鲁西重要的金矿产区，地质找矿工作程度较高，通过数十年的持续勘探，浅部及地表矿已基本查明，目前寻找深部及周边（司荣军等，2005；于学峰，2009；徐书奎和付山岭，2011；朱文杰等，2015；张英梅等，2017）隐伏金矿体已成为该地区勘查工作的重点。本文针对铜石大平安庄地区，通过地质、化探、物探等方法，结合区域成矿地质背景，通过与邻近典型矿床相似类比，对大平安庄地区金矿找矿前景进行评价，为该地区进一步找矿勘查提供一点参考，以促进后续地质工作的开展。

1 地质概况

1.1 区域地质

鲁西铜石地区属于华北板块（I）东部，沂沭断裂带以西的鲁西隆起区（II），位于鲁中隆起（IIa）的南部，尼山凸起（IIa93）的NE翼，平邑凹陷（IIa92）的南缘，地层区划属华北-柴达木地层大区，华北地层区，鲁西地层分区，出露新太古界泰山岩群、新元古界土门群及古生代、中生代、新生代地层（张增奇等，2014）。结晶基底出露广泛，盖层发育较齐全，古生界以碳酸盐岩为主，中-新生界以火山碎屑岩、碎屑岩为主。断裂构造发育，NNW向燕甘断裂是规模较大的断裂（陈华国等，2009），经历了多期构造活动，其次级构造以NW—NNW向、NE向和近EW向为主，与燕山运动早期多阶段岩浆活动形成的偏碱性铜石次火山杂岩体，共同控制着金矿床的形成与分布（于学峰，2001），已发现的金矿床（点）多集中分布于杂岩体边部及周围的古生代地层中（图1）。

图1 鲁西铜石地区大地构造位置及地质矿产略图

研究区位于铜石地区东部，铜石杂岩体的东南缘，大平安庄至地方镇一带。出露地层主要为奥陶系灰岩、白云岩和第四系残坡积层，局部出露寒武系灰岩、白云岩，零星出露石炭系、侏罗系碎屑岩。断裂构造较为发育，主要为近EW向和NW向2组，近EW向断裂为大平安庄断裂，区内出露长度4 km左右，走向80°，倾向SW，倾角82°，为正断层，南盘下降，北盘上升，断裂局部发育褐铁矿化、硅化等蚀变，NW向断裂错断大平安庄断裂，区内出露3.5 km左右，走向290°，倾向NE，倾角55°，为正断层，北盘下降，南盘上升。在构造裂隙的局部区段，可见二长斑岩、二长闪长玢岩等中酸性岩枝、岩脉零星出露于地表。

2 成矿模式与找矿模型

研究区地处滨西太平洋成矿域之鲁西成矿区铜石中生代杂岩体分布区（图2）。该成矿区内的铜石地区已发现归来庄、卓家庄、磨房沟、梨方沟、贺山庄、银洞沟等众多大中小型金矿床及宝古山、郝家山头等一大批金矿点（于学峰等，2009），众多学者从不同角度对该地区成矿地质背景（毛景文等，2003；胡华斌等，2004）、成矿作用及成矿模式（邱检生等，1994；林景仟等，1995，1997；陈常富等，1999；曾庆栋等，2000，2001；胡华斌等，2005；孙爱群等，2006；牛树银等，2005，2009；于学峰和韩作振，2008；于学峰等，2009；田京祥等，2015；张国权，2017）、找矿方向及前景（陈永清等，1995；徐述平等，2007；张原庆等，2010；毛广钰等，2015；于学峰等，2016；殷天涛等，2019；张英梅等，2017）等进行了深入研究，显示金矿床成因与铜石杂岩体关系密切，均属中低温热液矿床，金矿化类型主要为隐爆角砾岩型、镁质碳酸盐岩微细浸染型、斑岩型和含铁矽卡岩叠加型（表1），矿质来源、控矿因素等均指向其产于相似的成矿地质背景，构筑了铜石地区金矿床成矿模式（图3），并在成矿模式研究基础上，结合典型矿床分析，总结与成矿有关的各类异常，建立了铜石地区金矿找矿模型（表2），指示碳酸盐岩与铜石杂岩体的接触蚀变带、断裂及其交汇部位、地球化学异常、重磁异常等为该地区重要的找矿标志。

表2 鲁西铜石地区金矿找矿模型

图3 鲁西铜石地区金矿床成矿模式（据于学峰，2009修改）

表1 鲁西铜石地区典型金矿床地质特征

图2 鲁西铜石大平安庄地区地质略图（据山东省地质矿产局第二地质队，1995①，修改）

3 研究区与典型矿床的相似性

3.1 成矿条件

已知的金矿床、金矿点均产于铜石杂岩体内部、边部及外围的构造带中，根据区域成矿模式研究，泰山岩群及前寒武系侵入岩为区域高金背景地质单元，为成矿提供了初始物源；燕山早期各阶段岩浆活动，尤其是岩浆后期热液活动和隐爆作用，为金元素的运移提供足够的热源和热液；区域构造应力场控制下的构造裂隙系统，为成矿提供了导矿和容矿空间；化学性质活泼的寒武-奥陶系碳酸盐岩盖层，为成矿提供了有利的物化条件。研究区地处铜石杂岩体东南外缘，北距归来庄大型金矿床不足2.5 km，物源、热源、导矿容矿空间及物化条件等方面与区域成矿地质条件相统一，成矿条件十分有利。

3.2 地层

研究区与归来庄金矿均位于燕甘断裂东侧，处于基底-盖层双层结构地层构架内，在地层岩性、时代、形成环境和含矿性等方面均具可比性。基底主要为新太古界泰山岩群山草峪组变质岩，片理走向NW，倾向SW，倾角60°～85°，年龄在（2671±15）Ma（曹国权，1995），金元素含量明显高于地壳丰度值（于学峰等，2002）；盖层主要为寒武-奥陶系灰岩、白云岩，走向NW，倾向NE，倾角8°～30°，属陆表浅海相碳酸盐及泥沙沉积，为金矿体的主要围岩；不同之处在于归来庄金矿处于寒武系与奥陶系交界附近，而大平安庄金矿化点则处于奥陶系中上段，后者盖层较前者厚约600 m，遭受剥蚀程度较前者低，归来庄金矿体成矿原始深度在700～1500 m（林景仟等，1995），目前已剥蚀出露地表，从这一角度来讲，研究区若存在金矿体必然为隐伏矿体，金矿化现象是追寻深部隐伏矿体的重要线索。

3.3 构造活动

研究区与归来庄金矿同处铜石杂岩体的外缘，构造演化背景一致，根据断裂与岩石间的切穿关系、产状、延伸方向、展布特征及应力应变特征，分析认为大平安庄断裂与归来庄断裂是在同一应力场作用下形成的同组断裂。大平安庄断裂及附近裂隙内可见褐铁矿化、碳酸盐化、金矿化等蚀变，表明断裂带内发生过与金成矿密切的热液蚀变作用，具备成矿的物源、热源条件；归来庄金矿矿体分布、形态及产状变化严格受归来庄断裂控制，大平安庄断裂与归来庄断裂在产状、规模、性质等方面极为类似（表3），具备导矿和容矿条件；断裂两盘出露寒武-奥陶系碳酸盐岩，岩性化学活动性强，具备成矿的物化条件。综上所述，大平安庄断裂及其影响范围内具备归来庄式金矿的成矿地质条件。

表3 归来庄断裂与大平安庄断裂特征对比

3.4 岩浆活动

众多学者对鲁西中生代岩体进行了研究，发现铜石、龙宝山、铜井等中生代岩体具同源性，根据地幔热柱成矿理论，这些岩体是在统一的鲁西幔枝构造下形成的，它们具有相近的成矿条件，属于同一个鲁西中生代成矿系统和成矿系列，成矿作用具有相似性和可比性（司荣军和王秀芳，1998；肖淳等，2012）。根据铜石地区40Ar/39Ar测年结果，二长闪长玢岩年龄为（189.8±0.2）Ma，二长斑岩年龄为（188.4±1.6）Ma，均属燕山期产物（林景仟等，1997），该地区二长斑岩、二长闪长玢岩等中酸性侵入岩形成背景和时代在区域上是统一的。研究区零星出露二长斑岩、二长闪长玢岩等中酸性岩脉情况，在地表有金矿化现象出露的断裂上布设激电测深剖面（图2、图4），成果显示深部分布有S倾的低阻-高极化板状地质体，参照鲁西铜石地区岩石电性参数特征（表4），蚀变岩石尤其是矽卡岩具有低阻高极化特征，该激电异常应为中酸性岩浆侵入引起围岩蚀变的反映，显示地表金矿化现象与深部隐伏中酸性岩脉侵入具有成因联系，这表明研究区与铜石地区典型金矿床中生代岩浆活动是一致的，成矿条件是统一的。

表4 鲁西铜石地区岩石电性参数特征表

图4 CSPM1、CSPM1剖面视电阻率断面图、视极化率断面图及地质剖面图

续表4

3.5 地球化学

根据区域1∶5万水系沉积物测量成果，归来庄金矿异常以Au为主，Au异常呈椭圆形，最大值为15×10-9，浓集中心明显，分带清楚；大平安庄北东部同样存在Au异常，Au异常呈椭圆形，浓集中心明显（图5a）。1∶1万土壤金属测量成果显示，异常位于归来庄村北，元素组合以金、银为主，套合较好，丰度大，衬度大（图5b），整体受归来庄断裂带控制；大平安庄村北及东部，同样存在一总体沿大平安庄断裂带展布的带状综合异常，元素组合以Au、Ag为主，Au、Ag异常面积较大，浓集中心明显，异常部分元素组合形态均呈椭圆状圈闭，相互套合较好，Au异常强度较高，具有一定的规模和峰值，异常峰值达9.71×10-9，是背景值的十几倍（图5c），Au、Ag等主要成矿元素浓集中心和空间分布形态受大平安庄断裂带控制。

图5 研究区及及周边地球化学异常特征

3.6 地球物理

根据区域1∶5万重磁测量成果，归来庄金矿位于重力异常梯度带东侧，在这一梯度上，磁测表现为NNE向的椭圆形相对高值的负磁异常，研究区所处位置重磁异常特征与归来庄金矿相似，反映二者所处地质构造环境相近（图6）。由于归来庄金矿的硫化物含量较低，激电资料对金矿化体的反映不明显，但对应破碎矿化蚀变带，视电阻率曲线，为低值反映，一般低于背景约100～200 Ω·m，平面上呈条带状低阻异常带（于学峰，2010）；根据研究区激电成果（图4），CSPM1剖面沿测线方向150 m处及CSPM2剖面沿测线方向250～300 m处，存在一产状近直立的相对低阻带，根据探槽TC1、TC2揭露情况（图7），为断裂破碎带的反映，该破碎带存在褐铁矿化、硅化等热液蚀变现象。

图6 归来庄金矿重磁异常综合平面图（据山东地质矿产局第二地质队，1994⑤，修改）

图7 研究区探槽地质剖面图

4 找矿前景

根据研究区槽探工程揭露情况，2条探槽均见断裂破碎带，断裂走向呈近EW向，宽6～20 m，围岩均主要为白云质灰岩，褐铁矿化强烈，具明显的热液活动迹象，推断深部有更强烈热液活动，化探、激电异常与此关系密切，探槽样品分析结果显示，Au含量均高于土壤测量结果数十至数百倍。另外，在探槽TC2的南东侧河床岩石出露部位发现一处金矿化点，同样位于该断裂带内，该处出露岩石与探槽内一致，同为白云质灰岩，但热液蚀变更加强烈（图8），岩石呈紫红色，硅化、褐铁矿化明显，断层角砾发育，为岩浆后期热液烘烤所致，经取样化验分析，Au含量为0.3×10-6。综上所述，该地区具备良好的找矿前景。

图8 金矿化点岩石热液蚀变

5 结语

研究区位于铜石杂岩体的东南缘，燕甘断裂东侧，大平安庄断裂带内，本次通过借鉴铜石地区典型金矿床成矿模式及找矿模型研究成果，对研究区与归来庄金矿床进行相似类比研究，揭示了二者成矿地质背景是统一的，地层岩性、时代、形成环境和含矿性等方面均具可比性，断裂构造为同一应力场作用下形成的同组断裂，岩浆活动时代具一致性，地球化学和地球物理场特征反映地质、构造环境十分相似，加之槽探揭露的断裂内具强烈热液蚀变现象，且在断裂附近新发现一处金矿化点，表明该区具备良好的找矿前景，值得开展进一步的找矿工作，以期实现该地区深部找矿突破。

注 释

①山东省地质矿产局第二地质队.1995.1∶5万平邑、杨谢、东阳、上冶幅域地质调查报告[R].

② 于学峰,王虹,刘会芹,王敏,王海芹,孟舞平,张瑞华.1999.山东省平邑县铜石地区金矿成矿预测报告[R].山东省地质科学实验研究院.

③山东省地质矿产局第二地质队.1991.向城幅（I-50-44-B）、兰陵幅（I-50-44-D）、苍山幅（I-50-45-A）、磨山幅（I-50-45-C）1∶5万区域地质调查报告[R].

④ 中化地质矿山总局山东地质勘查院.2016.山东省平邑—苍山地区矿产地质调查报告[R].

⑤ 山东省地质矿产局第二地质队.1994.山东省平邑县归来庄金矿床勘探地质报告[R].