胶东水旺庄超大型金矿床构造叠加晕特征及深部找矿预测

刘天鹏 刘彩杰 李智 范家盟 王永庆 李山 李军鹏 马琳

摘要：胶东是我国最重要的金成矿区，水旺庄金矿床是招平断裂带上近年来探获最大的深部特大型金矿床，首次采用构造叠加晕方法开展深部成矿预测意义重大。本文通过收集整理前人地质资料，结合野外地质调查工作，对水旺庄金矿床开展钻孔化探数据测试分析。研究表明：矿体中共同元素组合是：Au、As、Sb、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、W；特征元素组合是：As、Ag、Cu，其中Au为主要成矿元素，Cu为主要的伴生元素。以26勘探线为主要研究对象，运用构造叠加晕理论分析可知前缘晕特征指示元素为As、Sb、Hg；近矿晕特征指示元素为Au、Ag、Cu、Pb、Zn；尾晕特征指示元素为Bi、Mo、W。建立了水旺庄金矿床构造叠加晕理想模式，进行了深部矿体预测圈定预测靶区3个。

关键词：构造叠加晕；深部找矿；水旺庄金矿床；胶东

中图分类号：P618.51   文献标识码：A

doi：10.12128/j.issn.1672-6979.2024.02.001

引文格式：刘天鹏，刘彩杰，李智，等.胶东水旺庄超大型金矿床构造叠加晕特征及深部找矿预测［J］.山东国土资源，2024，40（2）：1-8. LIU Tianpeng， LIU Caijie， LI Zhi， et al. Characteristics of Tectonic Superimposed Halo and Deep Prospecting Predication in Shuiwangzhuang Super-large Gold Deposit in Jiaodong Area［J］.Shandong Land and Resources，2024，40（2）：1-8.

0 引言

水旺庄金矿床位于招平断裂带北段，玲珑金矿田的东南缘。自2009年开始，水旺庄矿区先后开展了普查、详查、深部及外围详查、勘探，取得了较好的找矿成果。迄今为止，累计探获金资源量186余吨，为招平断裂带探获最大深部金矿床。诸多学者就该矿床开展了较为系统的研究工作，对其地质特征、三维地质特征、地球化学特征、成矿规律及成矿机制等有了较为深入的认识［1-5］。随着勘查工作的进行，该矿床沿走向向深部存在未封闭的现象，亟待开展深部找矿预测工作。

近年来，原生晕找矿方法在找矿预测方面取得了显著效果，尤其是在热液矿床找矿、增储方面［6-7］，后来李惠教授团队提出的构造叠加晕法在解决矿山[LL]资源危机和深部找矿预测方面取得了一定的成果，目前已经在山东、甘肃、青海、黑龙江、内蒙等多省近百个矿山进行了深部找矿预测，并且效果显著［8-16］。

本文对水旺庄金矿床首次开展系统的构造叠加晕研究，选取水旺庄金矿床钻孔岩心，查明矿体元素异常特征、构造叠加晕的叠加特征，从而建立构造叠加晕模式，结合盲矿预测标志，开展深部盲矿预测，为水旺庄金矿床深部找矿提供有利的证据支持。

1 矿床地质特征

水旺庄矿区位于招远市北东20km处（图1），招平断裂带北段，区内已探明玲南、阜山东风、李家庄-东风等超大型金矿床，成矿地质条件优越。区内中生代玲珑序列二长花岗岩和郭家岭序列花岗闪长岩广泛出露，次为新太古代谭格庄序列片麻状细粒[LM]黑云奥长花岗岩，NNE向脉岩亦极为发育，为玲珑-招风顶脉岩群；断裂构造发育，招远-平度断裂带控制了蚀变岩型金矿床的产出，其派生的玲珑帚状构造控制了玲珑金矿田内诸多石英脉型金矿床的产出。招远-平度断裂带北段的破头青断裂和九曲蒋家断裂是区内金矿控矿构造，控制了矿床的产出与分布。控矿构造呈缓波状展布，具分支复合特征。含矿蚀变带分布和蚀变矿化强度严格控矿断裂控制，以主裂面为中心对称分带特征明显。围岩蚀变主要有钾长石化/红化、硅化、绢英岩化和碳酸盐化蚀变，此外尚有绿泥石化、绿帘石化、高岭土化蚀变等，蚀变作用延续时间长，各蚀变作用相互叠加，蚀变分带明显，各带之间为渐变关系，下盘蚀变矿化程度明显强于上盘，绝大多数矿体均赋存于下盘。以主裂面为中心，向上盘依次为黄铁绢英岩化碎裂岩带、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带、黄铁绢英巖化花岗岩带；下盘依次为黄铁绢英岩化碎裂岩带、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带、黄铁绢英岩化花岗岩带、钾长石化花岗岩带［17-18］。成矿划分为4个阶段，即黄铁矿-石英阶段（Ⅰ）、金-石英-黄铁矿阶段（Ⅱ）、金-石英-多金属硫化物阶段（Ⅲ）和石英-碳酸盐阶段（Ⅳ），其中Ⅱ、Ⅲ阶段为金矿主要成矿期。

金矿体主要产出于主裂面下盘黄铁绢英岩化碎裂岩带和黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带内，其中①②号矿体为主要矿体［19-20］（图2），②号矿体主要受九曲蒋家断裂控制，矿体呈大脉状，平均走向20°，倾向SE，倾角15°～35°，矿体最大走向长2560m，最大倾斜深2080m，埋深980m；①号矿体受破头青断裂控制，呈厚大脉状，沿走向及倾向呈舒缓波状，总体走向60°，倾向SE，倾角25°～33°，矿体最大走向长1120m，斜深730m。整体上，矿体易在构造交会部位、产状变化的“阶梯”部位及多期成矿活动叠加部位产生富集，在垂向上形成由弱矿化间隔分隔的矿化富集段。

2 矿床地球化学特征

为了更好地研究原生晕分带特征及叠加特征，在18线、26线（图2）、34线及42线等勘探线钻孔中，按照不同标高、矿体延伸方向近等间距选取矿体及矿化蚀变部位的样品，共采集未蚀变的二长花岗岩77件和矿体蚀变带样品498件，分析Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、Bi、Mo、W、Sn等12种元素。测试分析数据利用数字矿产资源调查软件中的大比例尺数字填图进行聚类分析（图3），结果显示：以相似度0.5为界，可以将Au、Cu、Ag、Sn、As、W 6种元素分为一个大的群体；以相似度0.7为界，可以进一步将Au、Cu分为一个群体，Ag、Sn、As分为一个群体。Au为主要成矿元素，Cu为主要的伴生元素。可知矿体中共同元素组合是Au、As、Sb、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、W；特征元素组合是As、Ag、Cu。

3 构造叠加晕特征

3.1 矿床构造叠加晕特征

水旺庄金矿床具有多期次多阶段成矿叠加的特征，其指示元素的分布和形态异常非常复杂，根据不同剖面12种元素展布特征，結合其与矿体的相互关系，首先，可以完整地识别出单个矿体的原生晕轴分带特征，即前缘晕、近矿晕、尾晕，其次，可以识别出多阶段矿体叠加的特点，进一步总结矿床原生晕轴向分带及构造叠加晕特征，以水旺庄26勘探线元素分布为例（图4、图5）。

（1）各元素特征

单一期次成矿成晕的轴向分带：前缘晕、近矿晕和尾晕。

Au：内带异常主要沿金矿体展布，向矿体上下两侧、向围岩浓度逐渐降低。

Ag：其内带异常中心位于金矿体中心略偏下方，总体形状与金矿体差不多，但范围略大能将Au矿体包裹起来，与Au同属于近矿指示元素。

As、Sb、Hg：内带异常稍微偏离矿体中心，分布于矿体的中、上部及下部，是前缘晕特征指示元素。

Cu、Pb、Zn：内带异常强度较强，但是范围较小，基本与矿体范围一致，分布于矿体周围，Cu、Pb、Zn多与Au正相关，是近矿晕指示元素。

Mo、W：内带异常强度较强，多分布于矿体的上部、中部、下部，是尾晕特征指示元素。

Bi：异常相对较弱，范围较小，多分布于矿体上部、中部及下部，是尾晕特征指示元素。

Sn：其异常相对较弱，范围也较小，但是对金矿指示作用不大。

（2）在矿体及其周围形成异常的指示元素有Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、Bi、Mo、W、Sn等12种，这些元素对金矿都具有不同程度的指示作用，并见叠加成矿成晕特点。

（3）构造叠加晕规律

Au、Ag、Cu、Pb、Zn在轴向上以金矿体或以内带为中心向矿体上下两端、向围岩浓度逐渐降低，强异常一般指示矿体的近矿晕。

As、Sb、Hg强异常分布于矿体的中上部，偶尔分布于下部，强异常一般指示矿体的前缘晕。

Bi、Mo、W强异常分布于矿体中下部，偶尔见分布于上部，强异常一般指示矿体的尾晕。

3.2 矿床构造叠加晕找矿模型

水旺庄金矿床呈脉状产出，其产出规模比较大，以构造叠加晕原理为基础，结合水旺庄构造叠加晕特征，经过综合分析研究，最终建立了金矿床深部盲矿预测构造叠加晕理想模式（图6）。由图6可见，金矿体存在明显的元素分带特征，即前缘晕（As、Sb、Hg）、近矿晕（Au、Ag、Cu、Pb、Zn）和尾晕（Bi、Mo、W）。上部已知矿体和深部盲矿体存在原生晕叠加结构，即前、尾晕共存现象，可能是同一时期形成的原生晕叠加，也可能是两期成矿形成的原生晕，后期原生晕叠加到前期原生晕之上。无论哪种情况，已知矿体尾部出现前、尾晕共存指示矿体向深部延伸或者有新的矿体存在，因此前、尾晕叠加是深部盲矿预测的重要依据。由此可见，水旺庄金矿床深部有盲矿体存在。

4 基于构造叠加晕的金矿预测

4.1 盲矿预测的构造叠加晕标志

在有Au弱异常（外带）条件下，若既有前缘晕特征指示元素As、Sb、Hg较强异常，又有尾晕指示元素Bi、Mo、W较强异常同时出现（共存），则指示深部还有第二个富集带，若Ag、Cu、Pb、Zn异常较强，指示有Ⅱ、Ⅲ成矿阶段叠加，盲矿可能较富。若在矿体中出现前、尾晕共存，则指示矿体向下延伸还很大。

4.2 预测靶位的确定及预测结果

通过研究水旺庄金矿床剖面图原生晕特征，结合建立的构造叠加晕模式及盲矿预测标志，对水旺庄金矿床26剖面进行盲矿体预测，共提出3个预测靶位，分别为C-1—C-3，建议进一步钻孔验证（图7）。

C-1位于26剖面东侧-1600m上下，向深部应有较大的延伸。

地质依据：钻孔26ZKC3控制最深部，钻孔见四层矿，第一层Au平均品位为1.62×10-6，厚度1.50m；第二层Au平均品位为1.76×10-6，厚度1.50m；第三层Au平均品位为3.90×10-6，厚度4.50m；第四层Au平均品位为10.38×10-6，厚度4.50m。

叠加晕特征：钻孔26ZKC3有Au强异常，前缘指示元素As为外带异常、Sb中带异常、Hg内带异常，是深部盲矿体的特征。尾晕指示元素Bi、Mo内带异常、W中带异常。

预测结果：前尾晕共存，Au强异常，深部有盲矿，自钻孔26ZKC3向深部延伸1040m，标高-1600m～-2000m。

C-2位于26剖面东侧-1700m上下，向深部应有较大的延伸。

地质依据：钻孔26ZKC3控制最深部，钻孔见两层矿，第一层Au平均品位为1.85×10-6，厚度1.50m；第二层Au平均品位为1.62×10-6，厚度1.50m。

叠加晕特征：钻孔26ZKC3有Au内带异常，前缘指示元素As、Sb均为外带异常、Hg内带异常，是深部盲矿体的特征。尾晕指示元素Bi内带异常、Mo中带异常、W外带异常。

预测结果：前尾晕共存，且前缘晕较强，Au内带异常，深部有盲矿，自钻孔26ZKC3向深部延伸1040m，标高-1710m～-2200m。

C-3位于26剖面东侧-1800m上下，向深部应有较大的延伸。

地质依据：钻孔26ZKC3控制最深部，钻孔见矿，Au平均品位为1.19×10-6，厚度1.50m。

叠加晕特征：钻孔26ZKC3有Au中带异常，前缘指示元素Sb外带异常、Hg内带异常，是深部盲矿体的特征。尾晕指示元素Mo、W均为外带异常。

预测结果：前尾晕共存，Au中带异常，深部盲矿自钻孔26ZKC3向深部延伸1070m，标高-1800m～-2400m上下。

5 结论

（1）通过研究水旺庄巨型金矿床地质特征，分析元素地球化学特征，明确元素分带特征，并建立了水旺庄构造叠加晕模式。

（2）构造叠加晕的形成存在2种方式，一是由于同一时期形成的原生晕叠加，二是可能多期成矿，后期原生晕叠加到前期原生晕之上，形成同位叠加或部分疊加，易形成前尾晕共存现象。

（3）以26勘探线为主要研究对象，通过构造叠加晕特征研究，可见明显的前尾晕共存现象，结合构造叠加晕模式及盲矿预测标志，预测深部有盲矿，圈定预测靶区3个，表明构造叠加晕方法对于指导水旺庄深部找矿具有重要的意义。

致谢：感谢山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队温桂军研究员等人员的悉心指导，审稿人对论文修改提出宝贵的意见，在此表示衷心感谢。

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Characteristics of Tectonic Superimposed Halo and Deep Prospecting Predication in Shuiwangzhuang Super-large Gold Deposit in Jiaodong Area

LIU Tianpeng， LIU Caijie， LI Zhi， FAN Jiameng， WANG Yongqing， LI Shan， LI Junpeng， MA Lin

（No.6 Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources， Shandong Weihai 264209， China）

Abstract： Jiaodong area is the most important gold metallogenic area in China. Shuiwangzhuang gold deposit is the largest deep super-large gold deposit discovered in Zhaoping fault zone in recent years. It is of great significance to use structural superimposed halo method for deep metallogenic predication for the first time. In this paper， through the collection and collation of previous geological data， combining with the field geological survey， the borehole geochemical data test of Shuiwangzhuang gold deposit has been carried out. It is showed that the common element assemblage in the ore body is Au， As， Sb， Ag， Cu， Pb， Zn， Bi， W， and the characteristic element assemblages are As， Ag and Cu， in which Au is the main ore-forming element and Cu is the main associated element. Taking the 26 exploration line as the main research object， the analysis of structural superimposed halo theory shows that the leading edge halo characteristic indicator elements are As， Sb， Hg; near ore halo characteristic indicator elements are Au， Ag， Cu， Pb， Zn; tail halo characteristic indicator elements are Bi， Mo， W. The ideal model of structural superimposed halo in Shuiwangzhuang gold deposit has been established， and three predication targets of deep ore bodies have been predicated.

Key words： Tectonic superimposed halo; deep prospecting prediction; Shuiwangzhuang gold deposit; Jiaodong area