李雙飛

(山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東地礦局有色金屬礦找礦與資源評價重點實驗室，山東 日照 276826)

0 引言

山東省五蓮七寶山礦集區(qū)已發(fā)現(xiàn)釣魚臺硫鐵礦、金線頭金銅礦、七寶山多金屬礦3個大中型礦床，自2008年發(fā)現(xiàn)七寶山銅及多金屬礦以來，多個勘查單位多次在該地區(qū)采用多種方法開展找礦勘查工作，均無重大進展。本次研究利用中國地質(zhì)調(diào)查局葉天竺結(jié)合危機礦山深部找礦總結(jié)出的“三位一體”找礦預(yù)測方法[1-2]，通過對典型礦床的成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志的研究，疊加了物化探特征等找礦標(biāo)志，構(gòu)建了綜合找礦預(yù)測模型，開展了少量工程驗證，新發(fā)現(xiàn)具有找礦意義的隱爆角礫巖帶。

1 礦集區(qū)地質(zhì)背景

礦集區(qū)位于沂沭斷裂帶之昌邑-大店斷裂東側(cè)，膠南隆起西北，膠萊盆地西南緣。由于中生代太平洋板塊向西俯沖，區(qū)域上NNE向沂沭斷裂帶與NE向五蓮-青島深大斷裂活動，區(qū)內(nèi)構(gòu)造、巖漿活動發(fā)育，引發(fā)了七寶山火山機構(gòu)的形成與發(fā)展(圖1)，火山機構(gòu)東西長約3km，南北寬約2.6km，呈橢圓形，發(fā)育次火山雜巖體，有明顯的環(huán)狀和放射狀斷裂，為金銅礦及多金屬礦的賦存提供了地質(zhì)前提[3]。

礦集區(qū)經(jīng)歷了長期發(fā)展演化及沂沭斷裂帶、五蓮-榮成斷裂帶、近岸斷裂帶等深大斷裂多期活動的切割改造，致使區(qū)內(nèi)構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜，基底構(gòu)造線主要由片麻理、韌性變形帶及變質(zhì)表殼巖的展布方向所體現(xiàn)，斷裂構(gòu)造則反映在構(gòu)造破裂面及其所夾持的構(gòu)造巖展布特征。區(qū)內(nèi)各地質(zhì)單元的分布及主干構(gòu)造線的展布總體呈現(xiàn)出一種以沂沭斷裂帶為主干的樹枝狀幾何格局[4-5]。

1—第四系；2—青山群后夼組凝灰?guī)r；3—青山群方格莊組粗安巖；4—青山群八畝地組安山質(zhì)集塊角礫巖；5—大盛群田家樓組粉砂巖；6—大盛群馬朗溝組復(fù)成分礫巖；7—萊陽群曲格莊組砂巖；8—石英閃長玢巖；9—安山玢巖；10—角閃安山玢巖；11—閃長巖；12—角閃閃長巖；13—粗安斑巖；14—閃長玢巖；15—構(gòu)造蝕變帶；16—斷裂；17—推測斷裂；18—地質(zhì)界線；19—不整合界線；20—地層產(chǎn)狀；21—釣魚臺硫鐵礦；22—金線頭金銅礦；23—七寶山多金屬礦；24—研究區(qū)位置圖1 七寶山礦集區(qū)大地構(gòu)造位置圖(據(jù)彭永和，2018修編)

2 典型礦床研究

選擇七寶山金線頭金銅礦(圖2)和七寶山多金屬礦做為典型礦床進行研究。根據(jù)前人資料及研究成果[6-13]，確定礦床的“三位一體”及物化探找礦標(biāo)志，構(gòu)建綜合找礦預(yù)測模型。

1—第四系；2—安山玢巖；3—角閃安山玢巖；4—閃長巖；5—石英閃長玢巖；6—金線頭金銅礦；7—地質(zhì)界線；8—金銅礦體；9—斷裂；10—隱爆角礫巖筒界線；11—鉀化界線；12—絹英巖化界線；13—青磐巖化界線；14—采坑圖2 金線頭金銅礦礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)劉洪舉，2013修編)

2.1 成礦地質(zhì)體

金銅礦產(chǎn)出于隱爆角礫巖筒內(nèi)，礦體產(chǎn)出位置在空間上與石英閃長玢巖關(guān)系密切，且石英閃長玢巖相對于礦區(qū)其他類型巖漿巖明顯更富Au[14-18]，中生代燕山期中酸性的巖體——石英閃長玢巖等為礦床提供了重要的物質(zhì)來源，確定成礦地質(zhì)體為石英閃長玢巖。

石英閃長玢巖為晚期偏酸性的巖漿，多呈小巖株產(chǎn)出，部分地段以巖枝、巖墻產(chǎn)出，發(fā)育氣孔狀構(gòu)造，氣孔中充填結(jié)晶不完整黃鐵礦。

2.2 成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面特征

金線頭金銅礦床、七寶山多金屬礦床的成礦構(gòu)造屬陸相火山巖-次火山巖-隱爆角礫巖成礦構(gòu)造系統(tǒng)，是由中生代盆地邊緣早期形成的火山機構(gòu)、次火山巖雜巖體、斷裂、中生代層狀火山巖及隱爆角礫巖巖體等巖石構(gòu)造組成[19-23]。隱爆角礫巖筒(體)、原生斷裂是重要的成礦構(gòu)造體。

成礦結(jié)構(gòu)面主要是火山系統(tǒng)下的原生斷裂、次生斷裂、火山機構(gòu)、隱爆角礫巖筒、次火山巖巖體接觸帶等。

2.3 成礦作用標(biāo)志特征

2.3.1 礦體特征

七寶山次火山雜巖體構(gòu)成一個大型橢圓形的環(huán)形構(gòu)造，礦(化)體賦存于隱爆角礫巖筒內(nèi)，為含金銅網(wǎng)脈狀礦化帶。礦化帶在平面上呈南寬北窄的橢圓狀，在剖面上為一不規(guī)則的筒狀，向SE側(cè)伏，側(cè)伏角在60°～70°之間。礦體形態(tài)以似層狀、薄板狀為主。局部膨大成透鏡狀、扁豆?fàn)?、紡錘狀等(圖3,表2)。礦體形態(tài)復(fù)雜，沿走向及傾向具有明顯的分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。

2.3.2 蝕變特征

成礦前蝕變以青磐巖化、次生石英巖化為主，成礦主階段以硅化、鉀化、絹英巖化、黃鐵絹英巖化、碳酸鹽化、石膏化為主。

金銅礦床的圍巖蝕變具有明顯的空間分帶，在水平方向上，以隱爆角礫巖筒為中心向外緣依次為硅化、鉀化→(黃鐵)絹英巖化→青磐巖化→泥化(高嶺土化)蝕變分帶；礦體具有明顯的垂直分帶現(xiàn)象，上部富金，下部富銅。成礦物質(zhì)主要賦存在膠結(jié)物中，金屬礦物主要有鏡鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、方鉛礦、輝銅礦、磁黃鐵礦等，脈石礦物以石英和菱鐵礦為主，還有白云石、重晶石等，其中硫化物和鏡鐵礦是該礦床的主要載金礦物。

2.3.3 物化探異常特征

1∶5萬航空磁測資料顯示，礦床對應(yīng)的磁力高達峰值，峰值2300nT，磁力高異常反映了多期次中偏基性—中性—中酸性雜巖體，四周磁力低反映了低磁性沉積巖。

七寶山地區(qū)1∶5萬水系沉積物測量顯示，次火山巖分布區(qū)異常元素組合較多，主要為:銅、鉛、鋅、金、銀、鉬、鐵等，均具有明顯的濃度分帶及濃集中心。

2.3.4 成礦流體特征

金線頭金銅礦流體包裹體主要由4種類型：水溶液—富液包裹體、富氣包裹體、氣液包裹體、特大不規(guī)則氣液包裹體。測溫結(jié)果顯示，主要區(qū)間為120～290℃,說明該礦床為淺成中—低溫?zé)嵋旱V床[7]。

2.3.5 穩(wěn)定同位素特征

(1)硫同位素：金線頭金銅礦主成礦期黃鐵礦和黃銅礦，其δ34S值范圍是(4.53～5.41)×10-3，顯示流體來源于巖漿[8]。

(2)鉛同位素：張連營對金線頭金銅礦礦石中及礦區(qū)主要的賦礦圍巖進行了鉛同位素測定，礦區(qū)礦石中硫化物與火山—侵入雜巖具有相似的鉛同位素組成，屬于幔源為主的殼?；旌蟻碓碵9]。

2.3.6 成礦時代

區(qū)內(nèi)的金銅礦、銅及多金屬礦主要形成于早白堊世青山群八畝地組大規(guī)?；鹕交顒訒r期。前人對七寶山地區(qū)及膠萊盆地的火山巖做過大量的同位素年齡測試[10-12]，青山群八畝地組形成時間大致在108～124Ma之間，區(qū)內(nèi)金銅礦成礦年齡應(yīng)在120Ma左右。

3 “三位一體”找礦預(yù)測模型

綜合典型礦床“三位一體”要素特征認(rèn)為，成礦地質(zhì)體為次火山巖體，成礦構(gòu)造為隱爆角礫巖筒和火山機構(gòu)中的原生斷裂，成礦結(jié)構(gòu)面為隱爆角礫巖筒、原生斷裂及層凝灰?guī)r與次火山巖巖性界面。成礦作用特征標(biāo)志：隱爆角礫巖+鏡鐵礦+硅化+黃鐵礦及構(gòu)造蝕變巖+錳礦化+鐵帽。該區(qū)礦床屬陸相火山熱液型礦床，根據(jù)以上研究，結(jié)合典型礦床的地物化遙特征，筆者建立了七寶山陸相火山熱液型礦床找礦預(yù)測要素(表2)，進一步構(gòu)建了該區(qū)綜合找礦預(yù)測地質(zhì)模型(圖3)。

4 找礦預(yù)測

根據(jù)綜合找礦預(yù)測地質(zhì)模型，火山機構(gòu)與礦床的形成有直接關(guān)系，七寶山火山機構(gòu)內(nèi)發(fā)育次火山雜巖體，且構(gòu)造發(fā)育；航磁資料顯示該區(qū)為高磁異常區(qū)，幅值600～1200nT；遙感資料確定該區(qū)異常明顯；前人化探資料化探顯示該區(qū)處于Au，Cu，Ag，As，Pb，Zn，Sb，Bi，Mo，Hg十元素組合異常區(qū)，各元素異常強度大，套合程度高，前人化探資料在該區(qū)圈定了化探綜合異常。綜上所述，確定了七寶山火山機構(gòu)為找礦靶區(qū)(圖4)。

通過查證，在七寶山找礦靶區(qū)中南部發(fā)現(xiàn)隱爆角礫巖帶一條(圖5)，近EW走向，角礫巖主要發(fā)育鏡鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、鉛鋅礦化，蝕變主要為硅化、鉀化、碳酸鹽化、絹云母化，鏡鐵礦化等以膠結(jié)物沿角礫邊緣充填，銅鉛礦體呈脈狀賦存礦隱爆角礫巖帶中。經(jīng)鉆探揭露，發(fā)現(xiàn)深部含礦隱爆角礫巖，估算求得(334)銅礦石量327萬t，金屬量1.47萬t；(334)鉛礦石量309萬t，金屬量1.39萬t。

1—第四系；2—青山群；3—角閃閃長巖；4—安山玢巖；5—角閃安山玢巖；6—角閃閃長玢巖；7—石英閃長玢巖；8—次生石英巖；9—構(gòu)造碎裂巖；10—七寶山多金屬礦礦體；11—金線頭金銅礦；12—隱爆角礫巖帶；13—地質(zhì)界線；14—斷裂；15—化探異常；16—航磁異常；17—遙感異常及編號；18—找礦靶區(qū)圖4 七寶山找礦靶區(qū)圖

a—地表隱爆角礫巖；b—銅鉛礦石；c—隱爆角礫巖巖心；d—隱爆角礫巖素描圖；e—隱爆角礫巖巖心；f—隱爆角礫巖素描圖圖5 隱爆角礫巖特征

5 結(jié)論

(1)依據(jù)“三位一體”找礦預(yù)測理論，通過研究典型礦床金線頭金銅礦，確定了典型礦床的成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志及物化遙特征，建立了七寶山地區(qū)陸相火山熱液型礦床綜合找礦預(yù)測地質(zhì)模型。

(2)根據(jù)綜合找礦預(yù)測模型，確定了七寶山找礦靶區(qū)，通過預(yù)測有利地段，指導(dǎo)勘查工程布設(shè)，新發(fā)現(xiàn)含礦隱爆角礫巖帶一條，達到礦產(chǎn)地規(guī)模，通過繼續(xù)勘查，有望擴大礦體資源量。本次研究結(jié)果及實踐證明“三位一體”找礦預(yù)測理論找礦效果顯著，在礦產(chǎn)勘查工作中具有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。