高長亮，蘇道強，劉鵬磊,喬云,郭嘉,呂濤,高榮政

(山東省地礦工程集團有限公司，山東 濟南 250014)

20世紀(jì)70年代開始，山東省多個地勘單位在鄒平火山巖地區(qū)先后開展大量的基礎(chǔ)地質(zhì)、物化探、礦點檢查和礦床勘查工作，以及1∶20萬、1∶5萬、1∶25萬和局部地區(qū)1∶1萬地質(zhì)調(diào)查工作，同時還找到了一批具有工業(yè)意義的以銅為主的多金屬中小型礦床。該文對鄒平火山巖盆地地質(zhì)特征及王家莊巖(礦)體地質(zhì)特征不加贅述，而重點討論土壤汞氣測量在鄒平火山巖盆地第四系覆蓋區(qū)尋找類似王家莊型銅礦及碑樓型銅礦的應(yīng)用效果，進而探討在老礦區(qū)“探邊摸底、攻深找盲”的找礦戰(zhàn)略行動中，應(yīng)充分重視開發(fā)利用以往地質(zhì)、物化探等老資料，以期取得更好的找礦突破。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

鄒平火山巖盆地所處大地構(gòu)造位于華北板塊(Ⅰ)魯西隆起(Ⅱ)魯中隆起(Ⅲ)魯山-鄒平斷隆(Ⅳ)鄒平-周村凹陷(Ⅴ)[1]，分布面積約500km2，其中出露面積100km2。

區(qū)域地層主要有中生代三疊系、侏羅系、白堊系，形成一套火山-沉積地層；巖漿巖為一套由基性—中性—中偏堿性相互疊加的巖漿雜巖體，并侵入火山-沉積地層；區(qū)域構(gòu)造十分發(fā)育，主要表現(xiàn)形式為斷裂構(gòu)造及火山構(gòu)造(圖1)。

1—第四系；2—新近系；3—白堊系；4—侏羅系；5—石炭-二疊系；6—二長巖；7—石英二長閃長巖；8—輝長石；9—輝長玢巖；10—實測及推斷斷層；11—推測火山噴發(fā)不整合線；12—破火山口邊界；13—上古界洼陷區(qū)；14—上古界凹陷區(qū)圖1 鄒平火山巖盆地區(qū)域地質(zhì)略圖

鄒平火山巖盆地處于濟南-金嶺構(gòu)造巖漿活動帶中部，是西太平洋沿岸多金屬成礦帶的中國東部沿海成礦帶的重要組成部分。中生代是我國一個重要的多金屬成礦期，在這個成礦帶中，從東北的多寶山，到江西的德興，目前已先后找到一些大型、特大型銅礦床。鄒平火山巖盆地則是山東省尋找銅多金屬礦的重要成礦地區(qū)，目前該地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的銅礦主要有王家莊銅鉬礦、碑樓銅礦、大臨池銅礦及靖家莊銅鈷硫礦等一系列中小型礦床，構(gòu)成了典型的火山-次火山熱液礦床系列[注]①山東省地礦局第一地質(zhì)大隊，山東省鄒平火山巖盆地銅礦地質(zhì)特征及找礦方向，1985年。。

2 土壤汞氣測量成果

土壤汞氣測量是汞蒸氣測量中的一種，主要通過研究賦存于土壤內(nèi)各種孔隙中的游離汞氣，對系統(tǒng)施工的淺孔通過動態(tài)(抽氣)或靜態(tài)(吸附)方式，將土壤孔隙中的游離汞聚集至捕汞管(或汞杯)上，然后在現(xiàn)場或野外實驗室對采集的樣品進行脫汞測定，并圈出汞氣異常。

2011年袁承先在綜合前人大量工作的基礎(chǔ)上，對汞氣測量理論基礎(chǔ)、方法原理、影響因素、研究水平等進行過綜合研究，隨著對礦產(chǎn)資源需求的日益增高和勘查程度的提高，找礦的主題對象已經(jīng)由地表礦、淺部礦轉(zhuǎn)變?yōu)殡[伏礦、深部礦。該文認(rèn)為土壤汞氣測量是一種十分有用的地球深部礦化信息探測技術(shù)[2]。

20世紀(jì)80年代在1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查期間，山東地礦局地質(zhì)一隊對鄒平火山巖地區(qū)實施了土壤汞氣測量試驗性工作，選擇王家莊—大臨池區(qū)域構(gòu)造巖漿成礦帶內(nèi)，由物探工作推斷的王家莊巖體、大李家?guī)r體、碑樓巖體和于張巖體4個隱伏巖體地區(qū)，總面積49.53km2。開展土壤汞氣測量工作比例尺為1∶10000，測網(wǎng)為100m×40m，局部加密為100m×20m。工作中對采樣深度、體積及密度進行了試驗，并在已知礦段進行了該方法試驗。通過系統(tǒng)取樣、測試及綜合整理，共圈出汞氣異常24處，其中王家莊礦區(qū)16處：Hg1～Hg11；大李家地區(qū)1處：Hg13；碑樓礦區(qū)7處：Hg12～Hg18。24處異常中經(jīng)鉆探驗證異常10處，其中見礦(化)異常8處,另有14處異常還有待于進一步驗證(表1)。

表1 土壤中氣汞量異常特征(資料截止1981年)

3 土壤汞氣測量效果探討

3.1 王家莊巖體汞氣測量異常與礦體關(guān)系

山東地礦局物化探勘查院在充分運用前人資料的基礎(chǔ)上，對鄒平王家莊銅礦外圍進行了普查找礦[2]，并提交了《山東省鄒平縣王家莊外圍銅礦普查報告》。王家莊銅礦處在晩期火山構(gòu)造會仙山火山口中心部位的火山通道里，賦存于王家莊巖體中。該巖體為一隱伏于厚度為40～120m的第四系之下的呈巖株狀產(chǎn)出的復(fù)式巖體。該復(fù)式巖體由3次侵入活動所形成的巖石組成：西側(cè)為第一次侵入的閃長巖，東側(cè)為第二次侵入的二長巖，中間位石英二長巖(原稱石英正長閃長巖)，它們之間呈明顯的侵入接觸關(guān)系。各期次的巖石礦物成分、化學(xué)成分說明該巖體為一中酸偏堿性的中淺成復(fù)式巖體。主要含礦巖性為中部的中粒石英二長巖。從礦床中礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分和微量元素的含量可以看出，王家莊銅礦石經(jīng)長期的、多階段性的火山活動、巖漿侵入和后期熱液活動形成的以角礫狀、粉末狀為主的銅礦床。

據(jù)隨機抽樣的1105個樣品分析數(shù)據(jù)，確定該地區(qū)土壤汞氣含量背景值為8.1ng/m3。巖石地球化學(xué)測量表明，王家莊含礦巖體Cu,Au,Ag,As含量普遍偏高;Hg含量相應(yīng)也高;與其他巖體元素平均含量相比，Hg為4～15倍，Cu為4～9倍，Au為2～5倍，Ag為4～8倍，As為2～4倍，變化系數(shù)明顯偏大(表2)。

由此反映出土壤中汞氣含量與隱伏巖體礦化情況在空間上的密切關(guān)系。

該地區(qū)共圈出汞氣測量異常16處。在第四系埋深百米下的銅礦體，其地表出現(xiàn)高于汞氣測量異常下限的7～9倍。該地區(qū)汞氣測量異常特征是：

汞氣測量異常重現(xiàn)性好，具有一定規(guī)模，強度高，幾百至幾千ng/m3，成群密集分布，含礦母巖石英正長閃長巖區(qū)汞氣測量異常更為發(fā)育。這與王家莊巖體礦化現(xiàn)象普遍、礦床中原生礦體多、規(guī)模小而分散的特征相吻合。

汞氣測量異常與鉆孔中銅元素原生暈異常相吻合，銅含量200ppm等值線基本圍繞石英正長閃長巖分布，在汞氣測量異常中，Hg1-1,Hg2-1,Hg2-2,Hg3,Hg4-1,Hg5,Hg9,Hg11具有找礦意義，56%的異常與銅礦及金屬硫化物關(guān)系密切。Hg1-1，Hg1-2，Hg2-1，Hg2-2，Hg6-1鉆孔中已見銅礦(圖2)。

表2 鄒平地區(qū)主要巖體地化參數(shù)

上述資料表明王家莊礦區(qū)的土壤汞氣測量異常多由已知隱伏礦體引起。另外，在僅發(fā)現(xiàn)的一處鉆孔控制的富礦體中，汞氣暈測量試驗表明，汞氣異常與主礦體對應(yīng)較好(圖3)。但在主礦體兩側(cè)均發(fā)現(xiàn)有更高強度的汞氣異常，其峰值是主礦體的幾十至幾百倍。綜合該區(qū)地質(zhì)、物化探資料推測，該地段下部很可能形成更大規(guī)模的隱伏礦體。

3.2 碑樓巖體汞氣測量異常與礦體關(guān)系

碑樓銅礦賦存于受NNW構(gòu)造控制的偏堿性閃長玢巖巖體中。含礦巖體顯示出低磁高激化特征，激電異常與環(huán)狀低磁異常吻合較好[4]，并顯示較好的土壤汞氣測量異常。

據(jù)隨機抽樣的1105個樣品分析數(shù)據(jù)，確定該地區(qū)土壤汞氣異常下限為5.9ng/m3，共圈出汞氣測量異常7處，其中Hg12異常經(jīng)鉆孔驗證，在孔深128.82～185.65m見礦，厚度達(dá)9.83m，Cu平均品位0.69%。其巖體特征與王家莊巖體類似(圖4)。

1—第四系；2—白堊系火山-次火山巖；3—閃長巖；4—石英閃長巖；5—石英正長閃長巖；6—二長巖；7—鉀硅化石英正長閃長巖；8—綠泥石化石英正長閃長巖；9—高嶺石化石英正長閃長巖；10—娟英巖化石英正長閃長巖；11—礦體地表投影；12—相變地質(zhì)界線；13—磁法圈定的巖體邊界；14—土壤中汞氣異常及編號；15—電法推測斷層；16—鉆孔及編號圖2 王家莊礦區(qū)土壤中汞氣異常基巖地質(zhì)綜合平面圖

2004年山東省物化探勘查院在鄒平縣碑樓地區(qū)開展了銅礦普查工作，重點在汞氣測量異常區(qū)通過高精度磁測、大功率激電等工作進一步圈定異常范圍，相繼布置實施鉆孔28個，鉆探進尺7000m，發(fā)現(xiàn)了新的隱伏銅礦體，查明并圈定隱伏礦體15個。礦體長度一般70～150m，厚度20～30m。礦石品位在1.0%左右，最高可達(dá)6.0%，提交332+333類銅資源量20245t[3]。進一步證明了碑樓地區(qū)的土壤汞氣測量異常多為礦致異常。

3.3 土壤汞氣測量效果探討

(1)汞元素可作為尋找多金屬礦的重要指示元素。在鄒平火山巖地區(qū)進行的巖石地球化學(xué)測量、土壤地球化學(xué)測量、水系沉積物地球化學(xué)測量及土壤汞氣測量都證明，汞元素及汞氣含量具有明顯的量級差別，能圈出汞元素、汞氣異常，依此圈定礦化富集地段、巖體，縮小找礦靶區(qū)。

(2)實事證明，土壤汞氣測量在第四系覆蓋區(qū)尋找隱伏的多金屬硫化物礦床是有效的、可行的。鄒平火山巖第四系覆蓋區(qū)土壤汞氣測量成果，經(jīng)多年來異常查證證明其效果是比較好的，其成果可以為找礦提供可靠信息，顯示出土壤汞氣測量具獨特的地質(zhì)效果。

1—第四系；2—石英正長閃長巖；3—石英閃長巖；4—鉀硅化石英正長閃長巖；5—銅礦體；6—地質(zhì)界線圖3 王家莊礦區(qū)13線汞氣暈測量曲線

(3)汞氣測量異常與鉆孔中銅元素原生暈異常相吻合，土壤中汞氣異常與銅礦及金屬硫化物關(guān)系密切。構(gòu)造是王家莊銅礦的礦液通道和賦存空間。中粒二長閃長巖是王家莊銅礦的礦質(zhì)來源。汞與成礦構(gòu)造關(guān)系密切，在含汞熱液硫化物礦床形成前后，不斷有大量汞氣沿構(gòu)造裂隙向外揮發(fā)，也可在礦體前緣或礦體上方形成具一定強度和規(guī)模的汞氣異常。資料分析和找礦實踐證明，汞氣來源于金屬硫化物礦體、礦化體，而不是來自其他圍巖。進一步總結(jié)該區(qū)銅金礦的地質(zhì)成礦規(guī)律，特別是巖漿巖、構(gòu)造、圍巖等對區(qū)內(nèi)銅金礦體等控制作用等，進一步建立和完善該區(qū)銅金礦的成礦模式，可為已知礦區(qū)外圍尋找新的找礦靶區(qū)、擴大找礦空間提供依據(jù)。

1—第四系；2—青山組中亞組；3—青山組上亞組；4—輝石安山玢巖；5—正長班巖脈；6—二長巖；7—嚷中氣汞異常等濃度線；8—直最聯(lián)剖推測斷層；9—實測及推測地質(zhì)界線；10—地層產(chǎn)狀；11—流面產(chǎn)狀；12—村鎮(zhèn)；13—鉆孔位置及編號圖4 碑樓巖體土壤中汞氣異常平面圖

(4)王家莊礦區(qū)汞氣異常與主礦體對應(yīng)較好，在主礦體兩側(cè)均發(fā)現(xiàn)汞氣高異常，其峰值是主礦體的幾十至幾百倍。綜合該區(qū)地質(zhì)物化探資料推測，該地段下部有可能含有更大規(guī)模的礦床，有待進行深部鉆探驗證。

(5)國內(nèi)外許多重要礦床的發(fā)現(xiàn)證明，汞氣測量在尋找隱伏礦中的具有重要作用?？敌l(wèi)青等人把隱伏礦床定義為“埋藏于基巖中未出露地表的礦床(體)”，并分為盲礦體、覆蓋礦體、覆蓋盲礦體，并以湖南汝城盈東銅礦為例說明了汞氣測量在尋找隱伏礦中的重要作用[5]。盈東銅礦賦存于震旦系碎屑巖中，受斷裂破碎帶控制，但地表露頭差，山高林密，通行困難，普查時首先做了土壤汞氣剖面測量，圈出了2條NW向異常帶，后經(jīng)工程驗證發(fā)現(xiàn)了2條NW向含礦帶，大大加快了礦區(qū)的普查評價工作。

4 結(jié)論

隨著我國東部地區(qū)深部找礦“攻深找盲”戰(zhàn)略的實施，對勘查隱伏礦床的有效方法的研究顯得越來越重要。現(xiàn)階段，由于以往礦山建設(shè)過程中的礦坑、建筑以及電磁等因素的干擾，常規(guī)的磁、電測量等工作往往無法開展或難以取得理想的找礦指示效果，而早期的物化探老資料等雖然精度可能不高，但由于當(dāng)時條件的限制，往往受到的干擾較小，反而能顯示出較為準(zhǔn)確的找礦信息，這在該區(qū)近年來的找礦工作中已得到驗證。因此充分重視開發(fā)利用以往地質(zhì)、物化探等老資料，尋找其中蘊含的找礦信息，密切配合地質(zhì)勘查，在已知礦“探邊摸底”找礦中，往往可以取得較好的找礦突破。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張增奇，張成基，王世進，等.山東省地層侵入巖構(gòu)造單元劃分對比意見[J].山東國土資源，2014,30(3),1-23

[2] 袁承先.地球深部礦化信息探測技術(shù)——土壤汞氣測量[J].科技資訊，2011,(9),6-7

[3] 呂其偉，陳磊.大功率激電在鄒平銅礦優(yōu)選區(qū)的應(yīng)用[J].山東國土資源，2007,23(9),5-7

[4] 韓玉珍，王世進，曹秀華.山東省鄒平地區(qū)銅礦成礦地質(zhì)條件及典型礦床研究[J].山東國土資源，2008,24(3),20-25

[5] 康衛(wèi)青，黃革非.勘查隱伏礦床的有效方法探討[J].湖南地質(zhì)，2001,20(3),217-220