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(1.山東省地質(zhì)調(diào)查院,山東 濟南 250013; 2.山東科技大學,山東 青島 262100; 3.萊蕪市國土資源局,山東 萊蕪 271104)
賀家地區(qū)位于山東省鄒平縣西南部,處于華北板塊(Ⅰ)魯西地塊(Ⅱ)魯中隆起(Ⅲ)泰山—沂山隆起(Ⅳ)鄒平—周村凹陷(Ⅴ)的鄒平火山巖盆地內(nèi),郯廬深大斷裂(沂沭斷裂帶)西側(cè)(張軍等,2008;劉蘇明等,2013)。鄒平火山巖盆地是山東省銅、鉬礦的重要產(chǎn)地之一,盆地內(nèi)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)銅金屬礦點20 余處(張軍等,2008)。賀家地區(qū)位于鄒平火山巖盆地內(nèi),具有較好的成礦地質(zhì)條件。有關鄒平火山巖盆地內(nèi)的銅礦床,前人已開展了一些相關的研究(袁叔容等,1987,1988;湯立成,1990;黎秉符等,1991;韓玉珍等,2008;王聿軍等,2008),但對找礦潛力與找礦方向研究不足。在前人研究的基礎上,通過對賀家地區(qū)物化探測量工作成果的總結,探討找礦潛力和找礦方向,為進一步找礦提供建議。
圖1 鄒平火山巖盆地地質(zhì)構造圖
研究區(qū)位于鄒平火山巖盆地內(nèi)。鄒平火山巖盆地處于泰山凸起與鄒平凹陷的交接地帶, 總體為一破火山口機構(圖1)。地層、構造、巖漿活動發(fā)育,火山建造具有多旋回演化特點,以基性火山巖為主,中偏堿性火山巖次之,其中,中偏堿性巖漿活動與銅礦關系密切。
出露地層由老至新依次為侏羅紀淄博群、白堊紀青山群及新生代地層。
1.1.1 侏羅紀淄博群 呈半環(huán)狀出露于盆地的東、南、西部的外緣,自下而上劃分為坊子組、三臺組,主要巖性為一套雜色砂巖、頁巖、黏土巖及砂礫巖等。
1.1.2 白堊紀青山群 出露八畝地組及方格莊組,為一套中基性陸相火山巖地層?;鹕綆r由南向北劃分為3個大的噴發(fā)旋回:第一旋回火山巖巖性主要有玄武巖、玄武安山巖、安山質(zhì)角礫熔巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r和集塊巖等;第二旋回火山巖巖性主要為熔結角礫灰?guī)r、熔結凝灰?guī)r、凝灰?guī)r、粗安巖、玄武粗安巖等;第三旋回火山巖零星分布于工作區(qū)北部,主要巖性為火山集塊巖、集塊角礫巖、角礫巖、角礫凝灰?guī)r、熔結凝灰?guī)r、凝灰熔巖、粗安質(zhì)角礫熔巖等。
1.1.3 第四系 主要發(fā)育大站組、山前組、沂河組。為含礫黃褐色黏土、松散的砂礫石等。
區(qū)內(nèi)構造主要為火山機構和斷裂構造。鄒平火山巖盆地經(jīng)歷了由噴發(fā)到侵入的復雜演化,火山口的位置逐次向NNE方向遷移。第一期塌陷形成的邊緣弧形斷裂由環(huán)狀輝長巖體占據(jù);第二期塌陷形成的邊緣弧狀斷裂由環(huán)狀二長巖體占據(jù);第三期火山頸由石英閃長巖充填,伴隨的一些放射性斷裂多由不同巖性的脈巖充填。斷裂構造主要以近南北向的會仙山斷裂(F5)及近東西向的青陽店斷裂(F1)為代表?;鹕交顒雍笃谂缮姆派錉顢嗔雅c銅礦成礦關系密切,如銅崮子斷裂控制了銅崮子小型銅礦等。
區(qū)內(nèi)的巖漿巖主要有火山巖和侵入巖,其次為潛火山巖、脈巖等。侵入巖以環(huán)狀分布的輝長巖、環(huán)狀二長巖和石英二長閃長巖為代表,其中石英二長閃長巖是該區(qū)銅礦的成礦母巖和直接的礦化圍巖。
另外,大臨池—王家莊村北存在一北西向的構造巖漿巖帶,其巖性以中、中偏酸性、中偏堿性為主,已知巖體有王家莊巖體、于張巖體、雪山巖體及隱伏的碑樓巖體等。
區(qū)域內(nèi)巖漿活動頻繁,各種侵入巖十分發(fā)育,構成了一套基性-中性-中酸偏堿性的侵入雜巖體,空間上受火山構造控制,是火山活動過程中與火山巖同源、同期或稍晚的巖漿侵入產(chǎn)物,屬燕山晚期的侵入雜巖。區(qū)內(nèi)侵入巖體的演化趨勢為輝長巖→二長巖→石英二長閃長巖,王家莊巖體也表現(xiàn)出閃長巖→石英閃長巖→石英二長閃長巖的演化。巖漿演化至晚期富堿趨勢明顯,這對于該區(qū)銅的富集較為有利(王聿軍等,2008)。
長期繼承性活動的區(qū)域性構造和發(fā)育的火山構造,為含礦熱液的運移與儲存提供了較好的構造條件。如火山通道構造控制了王家莊銅礦體,火山機構的環(huán)狀構造控制著南洞子—化莊一帶的銅金礦脈,破火山機構外緣的放射狀構造控制著大臨池、靖家莊的多金屬礦脈。深入研究和尋找這些含礦構造,對在該區(qū)尋找銅金礦床有重要的意義。
2.2.1 區(qū)域磁場特征 鄒平火山巖區(qū)在區(qū)域磁場中反映為一近似長方形的正磁異常,這也與火山巖的分布范圍相吻合。全區(qū)的高磁異常出現(xiàn)環(huán)狀及放射狀,異常背景場上呈現(xiàn)相對低而緩的異常特征,與周圍的沉積巖系之間有明顯的梯度變化。王家莊銅礦處于正、負異常交替部位(圖2)(曹秀華等,2010)。
圖2 山東省鄒平地區(qū)航磁ΔT等值線圖
2.2.2 區(qū)域重力場特征 該區(qū)重力場整體表現(xiàn)為低背景場之上的橢圓形重力高,在沫糊頂、石樊魯、西董一帶,為高背景場上較平緩的重力低值分布區(qū)。
異常等值線由外向內(nèi)逐漸增高,反映火山中心部位物質(zhì)層密度相對較低,在其內(nèi)的 “八”字形高值區(qū)內(nèi)是王家莊銅礦的賦存部位。
鄒平火山巖盆地內(nèi)銅金礦化普遍,目前已發(fā)現(xiàn)小型銅礦床、銅礦(化)點30余處。礦化類型主要有各種脈型、斑巖型和蝕變火山巖型等,均與火山-巖漿活動有關。按控礦構造因素,可初步歸納為火山盆地內(nèi)環(huán)狀、放射狀斷裂中的脈狀銅礦,潛火山巖相中的火山-熱液銅礦,火山通道相淺成侵入巖中的斑巖銅金礦,其中斑巖型銅金礦化找礦意義最大。
研究區(qū)位于鄒平火山巖盆地內(nèi),是盆地內(nèi)巖漿、構造、火山活動強烈的地段,其北部發(fā)育沿火山通道侵位的王家莊雜巖體,東南部有碑樓巖體。該區(qū)內(nèi)放射狀斷裂發(fā)育,現(xiàn)已查明相對規(guī)模較大的有銅崮子斷裂、孫峪斷裂、印臺山斷裂等。1∶5萬遙感地質(zhì)解譯,研究區(qū)內(nèi)環(huán)狀、線性影像發(fā)育,與地質(zhì)事實相吻合。
該區(qū)侵入巖發(fā)育,以王家莊隱伏巖體為代表。據(jù)現(xiàn)有的資料分析,王家莊銅礦、銅崮子銅礦、碑樓銅礦均與巖體有著密不可分的關系。王家莊銅礦發(fā)育在王家莊隱伏巖體之中;銅崮子銅礦發(fā)育于銅崮子小巖株邊部;碑樓銅礦發(fā)育于碑樓隱伏巖體之中。研究區(qū)位于王家莊巖體與碑樓巖體之間,巖漿巖成礦條件比較有利。
區(qū)內(nèi)放射狀斷裂發(fā)育,已知的銅崮子斷裂、孫峪斷裂、印臺山斷裂均為賦礦斷裂。在銅崮子斷裂內(nèi)已發(fā)現(xiàn)銅崮子小型銅礦床,在孫峪斷裂帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)孫峪銅金礦點,在印臺山斷裂帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)印臺山金礦點、碑樓銅礦,上述斷裂均延伸到工作區(qū)內(nèi)。
研究區(qū)北部為王家莊銅礦,東南部為新近發(fā)現(xiàn)的碑樓銅礦,二者具有相同的成礦地質(zhì)條件,均受北北西向的構造巖漿巖帶控制,而研究區(qū)處于該構造巖漿巖帶上。
在位于碑樓村南礦化蝕變帶上已施工3個鉆孔:ZK412、ZK411、ZK426,每個鉆孔皆見礦數(shù)層,其中碑樓銅礦第5勘探線上的ZK412孔(圖3)見礦8層,見礦厚度3~10 m,Cu品位為1.14~1.44%,并伴有Au、Pb、Zn多金屬礦化。因此,該工作區(qū)應具有較好的找礦前景。
圖3 碑樓銅礦5線剖面
2006年,在賀家村北部地區(qū)開展深部地球化學剖面測量工作,設計地球化學剖面線4條,方位100°,共施工百米淺鉆17個,取樣120件,分為第四系土壤樣品、基巖風化層樣品和基巖樣品3類。從樣品分析結果看,1線和3線反映的地球化學深部異常比較好。
(1) 1線起點QK0101,沿100°方位共施工鉆孔7個,其中QK0106孔最深達到99.96 m。從本條線的風化層樣品分析結果情況看,QK0104和QK0105風化層的Cu質(zhì)量分數(shù)分別為198.8,191.3 g/t;基巖樣品分析結果中,QK0101和QK0102的Cu質(zhì)量分數(shù)分別為433.6,97.4 g/t,風化層異常區(qū)(圖4)相對于基巖異常區(qū)(圖5)向東偏移。
(2) 3線起點QK0301,沿100°方位施工4個鉆孔,其中QK0303孔最深達到92 m。從本條線的風化層樣品分析結果情況看,QK0302、QK0303和QK0304的Cu質(zhì)量分數(shù)為165.3,609.5,89.1 g/t;基巖樣品分析結果中,QK0302孔的Cu質(zhì)量分數(shù)為311.1 g/t,風化層異常區(qū)(圖4)相對于基巖異常區(qū)(圖5)也向東偏移。
從研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)構造特征分析,穿過該區(qū)的主要斷裂為北北東向的銅崮子山隱伏斷裂(圖1中F4),風化層異常同樣相對于基巖異常向東偏移的現(xiàn)象推測與該隱伏斷裂有密切關系。
圖4 賀家地區(qū)深部地球化學風化層異常圖
圖5 賀家地區(qū)深部地球化學基巖異常圖
2006年,在研究區(qū)內(nèi)開展了物探工作,工作方法是1∶10 000大功率激電中梯掃面和激電測深工作,沿深部地球化學剖面1線和3線共施工測深點16個,其中1線以QK0101為中心點,3線以QK0303為中心點,沿勘探線分別向兩側(cè)施工。
激電測深點點距40 m,使用對稱四極裝置,最小供電極距AB取50 m,最大供電極距AB取2 000 m。
本次工作收集到了鄒平縣賀家地區(qū)巖石標本電性測定資料(表1),可以看出,安山玄武巖的極化率一般為0.8%~2.4%,蝕變安山玄武巖次之,氧化銅礦石一般為0.5%~1.3%,原生銅礦石、閃長巖、閃長玢巖為1.7%~3.3%,含銅安山玄武巖、礦化閃長玢巖極化率ηa較高,一般為8.5%~12.0%。蝕變安山玄武巖、安山玄武巖、含銅安山玄武巖,礦化閃長玢巖、閃長巖、凝灰?guī)r等電阻率偏高,電阻率ρa值一般為200~5 000 Ω·m不等,氧化銅礦石、原生銅礦石電阻率較低,其電阻率值一般為200~1 000 Ω·m。
表1 賀家地區(qū)巖(礦)石標本電性測定統(tǒng)計
結果表明,在2條電測深剖面斷面范圍內(nèi),視極化率比較低緩,ηs整體上在0.5%~1.8%之間變化。
1號剖面在勘探深度內(nèi),沿橫向呈平穩(wěn)變化,縱斷面視電阻率由小到大,電阻率值一般在20~330 Ω·m之間。沿縱斷面ηs一般為1%左右,在AB/2=1 000 m、第8號測深點處,ηs最大值為1.4%。
3號剖面在勘探深度內(nèi),沿橫向呈平穩(wěn)變化,縱斷面視電阻率由小到大,電阻率值一般在20~240 Ω·m之間(圖6)。
沿縱斷面ηs一般在1.0%~1.8%左右,在AB/2=510 m、第5—6號測深點處有一ηs值在1.5%~1.6%之間,電阻率值在89~233 Ω·m之間變化,形成向西陡傾相對連續(xù)的激電異常,1號點處有一ηs值在1.3%~1.8%之間,電阻率值在140~240 Ω·m之間變化,形成一向西未封閉的連續(xù)激電異常。
研究區(qū)內(nèi)石英二長閃長巖是該區(qū)銅礦的成礦母巖和直接的礦化圍巖。從施工的深部地球化學測量成果看,形成了比較好的異常濃集中心,并且有向外延伸未封閉的跡象,通過激電中梯測量,該區(qū)3線的ηs在1.5%~1.8%之間,與原生銅礦石及礦化閃長巖接近,推測為含銅礦化的石英二長閃長巖。
通過對研究區(qū)的地質(zhì)、構造、物化探等特征的研究,以及形成的資料與該區(qū)周圍的王家莊銅礦、銅崮子銅礦和碑樓銅礦的地質(zhì)資料對比研究,確定該區(qū)具有較好的找礦前景。
圖6 賀家地區(qū)3線斷面
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