劉殿浩，張丕建，丁正江，張軍進(jìn)，林大偉，馬賓

(山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 煙臺(tái)　264004)

三山島北部海域金礦勘查工作思路與實(shí)踐

劉殿浩，張丕建，丁正江，張軍進(jìn)，林大偉，馬賓

(山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 煙臺(tái)264004)

三山島北部海域金礦床位于膠東西北部三山島成礦帶之中，為一嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控礦的超大型破碎帶蝕變巖型金礦床。礦體全部賦存于濱海海域，具有規(guī)模大、延伸穩(wěn)定、有用物質(zhì)分布較均勻的特點(diǎn)。作為國(guó)家級(jí)首批整裝勘查區(qū)的一部分，尤其是首次在淺海海域進(jìn)行深部勘查，該區(qū)勘查工作受到了多方重視、關(guān)注和支持，在1年的時(shí)間里完成了主要靶區(qū)的詳查工作。它首開(kāi)我國(guó)淺海海域金礦勘查的先河，是在綜合分析研究礦田成礦背景與找礦潛力的基礎(chǔ)上開(kāi)展的一次系統(tǒng)的、由預(yù)查開(kāi)始直接完成詳查的勘查活動(dòng)，具有周期短、規(guī)模大、成果豐、效果好的特點(diǎn)，對(duì)我國(guó)以后海域固體礦產(chǎn)勘查工作具有一定的借鑒意義。

超大型金礦；海域勘查；深部勘查；三山島；膠東

引文格式：劉殿浩，張丕建，丁正江，等.三山島北部海域金礦勘查工作思路與實(shí)踐[J].山東國(guó)土資源，2015,31(2)：1-6.LIU Dianhao， ZHANG Pijian， DING Zhengjiang，etc.Thoughts and Practices on Gold Deposit Exploration in Northern Offshore of Sanshandao Area[J].Shandong Land and Resources, 2015,31(2):1-6.

海域勘查施工，由于受海浪、海風(fēng)、海流等因素影響，困難多，難度大，風(fēng)險(xiǎn)大，除石油行業(yè)以其造價(jià)昂貴的海上油氣鉆探平臺(tái)進(jìn)行海域油氣勘查外，僅有少量從事近岸海域工程勘察的先例，如廣西北海水文工程礦產(chǎn)地質(zhì)勘察研究院在北部灣地區(qū)[1]，山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院在渤海灣地區(qū)進(jìn)行的工程勘察。后者還曾于2009年在渤海灣淺海區(qū)進(jìn)行過(guò)煤炭地質(zhì)勘查，但工作量很少，是海上固體礦產(chǎn)勘查的一次嘗試。而該次所進(jìn)行的膠東三山島北部海域金礦詳查，則首開(kāi)我國(guó)海域金礦勘查的先河，是一次礦床學(xué)研究思維方法創(chuàng)新與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的成功案例[2-4]。該次工作受到了中國(guó)科學(xué)院許志琴等院士的高度評(píng)價(jià)，“海上鉆探的成功實(shí)施，標(biāo)志著我國(guó)地質(zhì)工作已從大陸走向海洋，已從地質(zhì)大國(guó)向地質(zhì)強(qiáng)國(guó)邁步?！痹撐闹饕驮摯慰辈楣ぷ鞯恼撟C、組織與實(shí)施等方面作一簡(jiǎn)要介紹，以期為更多的海上勘查工作提供借鑒。

1　項(xiàng)目概況

三山島北部海域金礦勘查區(qū)，位于山東省萊州市三山島北部海域，面積約20km2，處于國(guó)家首批整裝勘查區(qū)——山東萊州-招遠(yuǎn)地區(qū)金礦整裝勘查區(qū)的北部、膠西北地區(qū)著名的三山島控礦斷裂帶內(nèi)(圖1)，成礦條件優(yōu)越，找礦潛力巨大。2012年國(guó)家啟動(dòng)整裝勘查，該區(qū)被列為國(guó)家級(jí)整裝勘查區(qū)。該項(xiàng)目于2012年初完成招投標(biāo)；隨后，山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院組織力量進(jìn)行設(shè)計(jì)編寫，2012年3月勘查設(shè)計(jì)通過(guò)了由礦權(quán)人組織的、由國(guó)土資源部?jī)?chǔ)量評(píng)審中心專家參與的評(píng)審，隨即開(kāi)展野外工作。施工中邊施工、邊研究，并根據(jù)構(gòu)造地質(zhì)條件及賦礦情況及時(shí)調(diào)整優(yōu)化施工方案。至2012年11月底，共完成鉆探90126.89m/91孔(其中海上平臺(tái)鉆井施工44孔，分布在2km2的海域)；最多同時(shí)開(kāi)動(dòng)機(jī)臺(tái)52臺(tái)，施工人員最多時(shí)達(dá)1000余人；海上鉆孔最深1973.46m，最遠(yuǎn)離岸3.5km，最深水深15m。施工質(zhì)量上，所有鉆孔質(zhì)量滿足施工要求，全孔封孔，透孔試驗(yàn)驗(yàn)證質(zhì)量?jī)?yōu)良；海上鉆探平臺(tái)為山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院自主設(shè)計(jì)制造并安裝拆卸，已申請(qǐng)獲得國(guó)家專利。項(xiàng)目成果上，創(chuàng)造了該區(qū)“兩最”：礦區(qū)資源儲(chǔ)量最大，礦體單體規(guī)模最大。僅一個(gè)礦體規(guī)模就達(dá)到超大型；礦體最長(zhǎng)達(dá)1.5km(勘查區(qū)內(nèi))，最厚百米，控制最深標(biāo)高-1760m，最高品位200多克/噸。

圖1　三山島北部海域區(qū)域地質(zhì)略圖(據(jù)山東省萊州市三山島北部海域礦區(qū)金礦詳查報(bào)告修編)

2　勘查工作總體思路

2.1成礦帶/礦田構(gòu)造特征

三山島北部海域勘查區(qū)大地構(gòu)造位置處于華北陸塊魯東隆起膠北隆起區(qū)之膠北凸起區(qū)[5]，西鄰沂沭斷裂帶。區(qū)內(nèi)多為海水及第四系覆蓋。受沂沭深大斷裂的影響，區(qū)內(nèi)NE向斷裂構(gòu)造最為發(fā)育，其次為NW向、近EW向、NNE向斷裂構(gòu)造，部分?jǐn)嗔褳檫b感、髙磁所推斷。其中，NE向三山島斷裂，為控礦構(gòu)造(圖2)；NW向斷裂為成礦后斷裂。

圖2　三山島斷裂帶地質(zhì)略圖

三山島斷裂帶嚴(yán)格控制著該成礦帶上金礦的產(chǎn)出。該斷裂帶位于三山島-倉(cāng)上一帶，兩端延至渤海，陸地總長(zhǎng)度11km。陸地上，該斷裂多被第四系覆蓋，只在三山島村北小山丘上有所出露。斷裂主要沿中生代玲瓏序列崔召單元與新太古代馬連莊序列欒家寨單元的接觸帶或玲瓏序列崔召單元與郭家?guī)X序列上莊單元的接觸帶展布，主裂面連續(xù)而穩(wěn)定，呈舒緩波狀，顯壓扭性特點(diǎn)(圖1)；總體走向?yàn)?5°左右，局部地段可達(dá)70°～85°，傾向NE，傾角35°～50°。斷裂帶由斷層泥(厚5～50cm)、糜棱巖、角礫巖及絹英巖化碎裂巖等蝕變構(gòu)造巖構(gòu)成，寬40～400m不等。主干斷裂下盤發(fā)育有次級(jí)斷裂。前期，該帶已相繼勘查評(píng)價(jià)了三山島(超大型)、倉(cāng)上(大型)、新立(大型)等大型、超大型金礦床，累計(jì)探明金金屬量已近千噸。

2.2成礦帶/礦田成礦規(guī)律

通過(guò)對(duì)該區(qū)近40年來(lái)的勘查、研究成果總結(jié)[6-18]，三山島成礦帶成礦具有以下基本特征：

(1)該區(qū)礦床基本產(chǎn)于三山島斷裂帶主裂面下盤，礦體規(guī)模大，延伸穩(wěn)定，厚度、品位較為穩(wěn)定。礦體圍巖蝕變分帶特征明顯，由內(nèi)至外分別為黃鐵絹英巖化碎裂巖-黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖-黃鐵絹英巖化花崗巖-鉀化二長(zhǎng)花崗巖等。其中的黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖帶呈不連續(xù)分布，局部缺失。各蝕變巖帶之間界線呈漸變過(guò)渡關(guān)系。

(2)從南向北，自倉(cāng)上金礦-新立金礦-三山島金礦，由大型到特大型，礦床規(guī)模具有增大趨勢(shì)，礦床間距區(qū)內(nèi)有減小趨勢(shì)，礦體出露標(biāo)高有所下降。沿走向從新立金礦往北東各礦床具近似等距分布規(guī)律，中間無(wú)礦間隔一般400～500m。

(3)前人工作認(rèn)為，膠東地區(qū)金礦床區(qū)域上“東西成行、南北成列、匯集成片呈棋盤格局；礦帶內(nèi)礦床沿走向等距分布、沿橫向?qū)?yīng)出現(xiàn)”[6]；三山島斷裂帶與焦家斷裂帶在深部逐漸相交，金礦體在傾向上呈階梯式分布(圖3)[11]?？偨Y(jié)該帶規(guī)律發(fā)現(xiàn)，第一臺(tái)階大約在-600m標(biāo)高以上，第二臺(tái)階約在-900m以下，中間為礦化薄弱間隔，由于三山島斷裂傾角相對(duì)較陡，故其成礦相應(yīng)臺(tái)階也較焦家深些；金礦體基本賦存于構(gòu)造傾角較緩位置，三山島成礦帶賦存礦體具NE側(cè)伏規(guī)律，側(cè)伏角約35°，近似等距分布，間距約500～600m；而焦家成礦帶礦體則呈SW向側(cè)伏。同時(shí)，三山島成礦帶與焦家成礦帶礦床在平面上和深度上具有NW—SE向?qū)ΨQ分布規(guī)律；在傾向上，三山島成礦帶總體傾角60°左右，較焦家成礦帶要陡一些(圖3)。

圖3　三山島-焦家斷裂金礦分布圖

(4)金礦化具有在構(gòu)造走向轉(zhuǎn)彎變異地段和傾向由陡變緩部位富集的規(guī)律。在此地段金礦體厚度較大(圖4)。

(5)礦床為破碎帶蝕變巖型金礦床，淺部硫化物含量較高，硫化物礦物種類亦較多，深部硫化物含量較低，硫化物礦物種類相對(duì)較少。蝕變巖石中有黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦等多金屬硫化物出現(xiàn)時(shí)，往往形成富金礦體，是直接找礦標(biāo)志。尤其黃鐵礦是金的主要載體礦物，含金性好的黃鐵礦，呈粗粒碎塊狀或細(xì)粒狀，晶形復(fù)雜，顏色淺黃—銅黃，光澤暗淡，硬度、密度、晶胞參數(shù)較大，反射率低，是主要的礦物學(xué)找礦標(biāo)志[17]。

2.3勘查工作思路與實(shí)踐

三山島北部海域勘查區(qū)為三山島金礦的北東延伸及側(cè)伏部位，同為三山島金礦Ⅰ號(hào)礦體群。按照分段富集和等間距分布規(guī)律，結(jié)合側(cè)伏規(guī)律、對(duì)稱分布規(guī)律，三山島Ⅰ號(hào)金礦體的NE側(cè)伏部位應(yīng)是尋找該區(qū)金礦體的有利部位(側(cè)伏角35°左右)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)該區(qū)進(jìn)行了靶區(qū)預(yù)測(cè)，認(rèn)為2號(hào)和3號(hào)靶區(qū)是三山島北部海域勘查區(qū)找礦的最有利部位(圖5a)。工作中，首先對(duì)可靠性較高的2號(hào)靶區(qū)中心位置進(jìn)行控制，而后根據(jù)勘查網(wǎng)度適度放稀對(duì)礦化較好的中心部位及兩側(cè)進(jìn)行鉆探揭露，在見(jiàn)礦情況下向外圍擴(kuò)展控制。地質(zhì)編錄中，對(duì)巖心進(jìn)行仔細(xì)觀察，詳細(xì)劃分蝕變帶，詳細(xì)描述礦化特征，研究礦化強(qiáng)度與圍巖蝕變、金屬礦物特征之間的關(guān)系，及時(shí)總結(jié)分析，結(jié)合前述礦化富集規(guī)律調(diào)整鉆孔位置。由于礦體規(guī)模大、延伸穩(wěn)定，邊部考慮了無(wú)礦間隔和側(cè)伏規(guī)律，鉆探工程基本上孔孔見(jiàn)礦(圖5b)。工作中，加強(qiáng)了控礦條件和礦化富集規(guī)律研究，對(duì)重點(diǎn)勘查區(qū)同時(shí)展開(kāi)大規(guī)模鉆探揭露，既縮短了工期，又保證了勘查工作的科學(xué)合理性和經(jīng)濟(jì)性。

3　礦區(qū)及礦床地質(zhì)

3.1礦區(qū)地質(zhì)

圖4　三山島北部海域金礦-400m中段水平投影圖(a)和30線剖面略圖(b)

圖5　三山島成礦帶礦體分布預(yù)測(cè)靶區(qū)(a)與勘查成果(b)對(duì)照?qǐng)D

勘查區(qū)位于濱海海域，南面為陸地。除臨海的3個(gè)相連的小山丘上見(jiàn)有中生代玲瓏超單元崔召單元中粒二長(zhǎng)花崗巖出露外，其余均被第四系覆蓋。三山島斷裂呈NE向，貫穿整個(gè)礦區(qū)，走向約35°，總體呈舒緩波狀，傾向SE，-400m標(biāo)高以上傾角40°左右，-400～-1000m標(biāo)高段產(chǎn)狀變陡，傾角75°～85°，-1000m標(biāo)高以下傾角較穩(wěn)定，為35°～43°；以灰白—灰黑色斷層泥為標(biāo)志的主裂面連續(xù)發(fā)育，厚0.05～0.5m，構(gòu)造巖帶寬40～400m；斷裂具多期活動(dòng)性，其成礦期的右行張扭運(yùn)動(dòng)所造成的引張開(kāi)啟部位賦存了金礦體，是區(qū)內(nèi)主要的導(dǎo)礦構(gòu)造和賦礦構(gòu)造。

3.2礦體特征

勘查區(qū)內(nèi)共圈定工業(yè)礦體26個(gè)。礦體呈脈狀或透鏡狀產(chǎn)出(圖4)；走向22°～49°，傾向SE，傾角上部和下部較緩，中部較陡，16°～78°，平均40°；長(zhǎng)150～1430m，沿傾向延深250～1110m，平均厚1.72～30.91m；單礦體平均品位2.59×10-6～8.65×10-6；總體來(lái)看礦體厚度屬較穩(wěn)定型，品位為較均勻型。

其中以Ⅰ-4礦體規(guī)模最大，探獲的金資源儲(chǔ)量占該次探獲礦床資源儲(chǔ)量的82%，礦體呈脈狀或透鏡狀產(chǎn)出(圖6)；走向35°，傾向SE，傾角21°～52°，平均39°；長(zhǎng)約1500m，沿傾向延深大于1000m，厚4.08～65.80m，平均30.91m；礦體平均品位5.23×10-6；且主要礦體內(nèi)部可圈定出連續(xù)的高品位樣品帶(圖7)。

圖6　28-34線聯(lián)合剖面圖

圖7　高品位樣富集區(qū)聯(lián)合剖面示意圖

3.3礦石特征

區(qū)內(nèi)礦石主要包括黃鐵絹英巖化碎裂巖型和黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖型兩類。礦石結(jié)構(gòu)主要包括粒狀變晶結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、碎斑碎粒結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、乳滴結(jié)構(gòu)等；主要呈浸染狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀、細(xì)脈狀構(gòu)造。

礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦，次要的有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、毒砂、磁黃鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦等。礦石中金礦物主要為銀金礦，次為自然金及金銀礦；以各種粒狀為主，絕大多數(shù)為細(xì)—微細(xì)粒；主要以晶隙金、裂隙金、包體金和粒間金4種狀態(tài)賦存，其中晶隙金占57.93%；金的主要載體礦物為黃鐵礦，次為方鉛礦、石英等。主要非金屬礦物為石英、絹云母、殘余長(zhǎng)石，次之為碳酸鹽類礦物(方解石、白云石、菱鐵礦等)。礦石中SiO2含量均較高，平均67.54%；金平均品位4.38×10-6，伴生銀、硫。

3.4成礦階段

通過(guò)對(duì)手標(biāo)本及鏡下觀察，結(jié)合前人研究成果，認(rèn)為該礦床成礦作用可劃分為4個(gè)成礦階段，即①黃鐵礦-絹英巖階段；②金-石英-黃鐵礦-毒砂階段；③金-石英-多金屬硫化物階段；④石英-碳酸鹽階段。其中②為金的主要成礦階段，③為金及多金屬成礦階段。

3.5圍巖蝕變

前已述及，礦區(qū)圍巖蝕變分帶性明顯，在礦體向外圍蝕變由黃鐵絹英巖化向絹云母化、碳酸鹽化遞減，各蝕變巖帶之間界線呈漸變過(guò)渡接觸。圍巖蝕變主要有黃鐵絹英巖化、鉀化、碳酸鹽化、綠泥石化、高嶺土化、赤鐵礦化等。其特點(diǎn)是：蝕變作用延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，各蝕變作用相互疊加，蝕變分帶明顯，各帶之間為漸變關(guān)系。其中黃鐵絹英巖化，細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀黃鐵礦化與金成礦關(guān)系密切，二者呈正相關(guān)關(guān)系。

3.6礦床成因

通過(guò)對(duì)比研究，該區(qū)金礦化與三山島金礦為同一礦化帶，礦化特征完全一致，故為同一成礦作用成礦，礦床成因類型亦為中溫巖漿熱液礦床，成礦流體主要為中溫、中低鹽度深源流體，成礦物質(zhì)主要來(lái)源于深部；從礦床成礦系列來(lái)看，屬于與中生代燕山晚期殼?；烊蹘r漿活動(dòng)有關(guān)的金成礦系列[18-20]。

4　結(jié)論

三山島北部海域金礦勘查工作，是在邊論證、邊施工、邊科研中完成的。總的來(lái)看，三山島北部海域金礦詳查工作，不僅是我國(guó)在近海海域金礦勘查領(lǐng)域通過(guò)對(duì)礦田地質(zhì)研究和成礦規(guī)律總結(jié)指導(dǎo)找礦實(shí)踐的一次成功的案例，同時(shí)也是國(guó)家整裝勘查工作在金礦勘查中取得的又一次巨大的成功。歸納起來(lái)可得到幾點(diǎn)結(jié)論：

(1)三山島北部海域金礦勘查項(xiàng)目的成功得益于礦權(quán)人的高度信任和及時(shí)有效的外部環(huán)境協(xié)調(diào)，得益于項(xiàng)目組的細(xì)致鉆研、精益求精，得益于成礦理論的進(jìn)步，是各方面積極因素疊加的結(jié)果。礦床的勘查實(shí)踐不僅證實(shí)了渤海灣海域金礦成礦的巨大潛力，同時(shí)也是我國(guó)海域金礦勘查的首次嘗試，具有里程碑意義。

(2)濱海海域金礦勘查具有可行性。工作中發(fā)揮了各方聰明才智，科學(xué)合理的選用技術(shù)方法手段，總體規(guī)劃，分步實(shí)施?？辈楣ぷ饕鶕?jù)實(shí)際情況，科學(xué)合理的部署工作，在保證質(zhì)量、風(fēng)險(xiǎn)最低的情況下，可進(jìn)行系統(tǒng)化、規(guī)?；┕?，從而大大縮短工作周期，減少市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)礦田地質(zhì)條件的研究、階梯式成礦模式的應(yīng)用，以及側(cè)伏規(guī)律、近等間距分布規(guī)律、平面及垂向上對(duì)稱分布規(guī)律的歸納總結(jié)，為該次勘查工作的成功提供了理論支持。

(3)三山島北部海域金礦床為一超大型金礦，成因類型為中溫巖漿熱液礦床，礦體具有規(guī)模大、延伸/深穩(wěn)定、金含量較為均勻的特點(diǎn)。在新立深部、三山島北部海域深部及外圍仍具有良好找礦前景，以后工作，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)未封閉地段深部及外圍地區(qū)金礦勘查力度，可望取得更大的突破。

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Thoughts and Practices on Gold Deposit Exploration in Northern Offshore of Sanshandao Area

LIU Dianhao， ZHANG Pijian， DING Zhengjiang，ZHANG Junjin，LIN Dawei，MA Bin

(No.3 Exploration Institute of Geology and Resources，Shandong Yantai 264004，China)

Gold deposit in northern offshore Sanshandao area locates in northeastern part of Sanshandao metallogenic belt in Jiaodong area. It is an super large fractural and altered type gold deposit. Ore bodies all occurred in offshore. It has the characteristics of large scale, good continuity and low grade variation. As part of national first monoblock exploration areas, especially being the first offshore deep exploration, exploration work has been paid more attention and support. Detailed survey work in major target areas have been finished in one year. It initiates offshore gold exploration in China, and is a systematic exploration shifting from reconnaissance to general exploration based on comprehensive analysis of ore field mineralization conditions and prospecting potentiality. The exploration work has short cycle, large scale, rich achievements and favorable effects. It will provide some references for solid metal exploration in the future

Super large gold deposit; offshore exploration; deep exploration; Sanshandao; Jiaodong area

2014-11-20；

2014-12-29；編輯：曹麗麗

劉殿浩(1960—)，男，山東榮成人，研究員，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作；E-mail：liudh1786@163.com

P618.51

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