張軍進，丁正江，薄軍委，祝德成，王金輝，祝培剛

(1.山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 煙臺 264000；2.山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，山東 濟南 250013；3.山東省地質(zhì)調(diào)查院，山東 濟南 250014)

0 引言

膠東三山島北部海域金礦勘查是國內(nèi)首次在淺海區(qū)開展的大規(guī)模系統(tǒng)勘查工作[1-2]，不僅發(fā)現(xiàn)了國內(nèi)最大單體金礦床(金金屬量470t)，而且也證實了渤海地區(qū)淺海海域具有巨大金礦找礦潛力。與陸上找礦勘查相比，由于海水和海底第四系沉積覆蓋，淺海區(qū)構(gòu)造難以直觀識別，找礦勘查難度較大，缺少高效的淺海區(qū)找礦技術(shù)方法。本次工作以中國地質(zhì)調(diào)查局項目(1)山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東三山島北東淺海區(qū)深部礦產(chǎn)遠景調(diào)查成果報告，2016年。為依托，開展了淺海區(qū)深部金礦遠景調(diào)查，進行了淺海覆蓋區(qū)金礦勘查技術(shù)方法組合的示范應(yīng)用研究，成功揭示了工作區(qū)海域隱伏控礦斷裂并發(fā)現(xiàn)了金礦化體。在以往工作基礎(chǔ)上，結(jié)合本次工作，對三山島北東淺海區(qū)金礦勘查技術(shù)方法進行了系統(tǒng)總結(jié)，以期為今后淺海海域金礦勘查提供參考。

1 淺海區(qū)海底地質(zhì)概況

淺海區(qū)位于三山島北部海域金礦北東方向(圖1)，區(qū)內(nèi)除海水覆蓋外，海底地層主要為旭口組海積的粗、中、細砂和淤泥，近岸陸地35～40m，調(diào)查區(qū)海域厚度一般為70～90m，最厚110m。自下而上分為4層。第四層為砂、亞砂土和粉砂層，含大量貝殼碎片，總厚為12m左右，為全新世海相層，可分為3個亞層。粉砂層由岸到海，由東到西，沉積物厚度逐漸變厚，厚度5～6m；亞砂土或砂質(zhì)粉砂層厚度3m左右；夾亞黏土、黏土和砂透鏡體、黃色砂層，厚2～4m。第三層為亞黏土、黏土層。上層以粉砂為主，下層以亞黏土為主，含鈣質(zhì)結(jié)核，厚10m左右，為晚更新世末期陸相層。第二層為灰黃色亞沙土，局部有黏土層或團塊，混有大量的貝殼碎片和富集而被壓扁的完整的海膽殼，含有孔蟲，畢先卷轉(zhuǎn)蟲占絕對優(yōu)勢，C14測年為40000aB.P.左右，為獻縣期形成的海相層。第一層為黃色亞黏土，混有鈣結(jié)核，物質(zhì)較均一，厚度3～4m。與下伏基巖接觸，為陸相層。

1—海域；2—第四系；3—新太古代膠東巖群郭格莊組黑云斜長變粒巖、黑云斜長角閃巖；4—郭家?guī)X序列上莊單元似斑狀中粒花崗閃長巖；5—玲瓏序列郭家店單元中粗粒二長花崗巖；6—玲瓏序列崔召單元中粒二長花崗巖；7—棲霞序列新莊單元片麻狀中細粒含角閃黑云英云閃長巖；8—棲霞序列回龍夼單元條帶狀細粒含角閃黑云英云閃長巖；9—馬連莊序列欒家寨單元中細粒變輝長巖(斜長角閃巖)；10—蝕變帶；11—地質(zhì)界線；12—實測及推測斷裂；13—高磁解譯斷裂；14—超大型、大型金礦床；15—大地構(gòu)造位置；16—三山島北部海域勘查區(qū)范圍；17—三山島北東淺海區(qū)范圍

2 勘查技術(shù)方法組合的應(yīng)用

調(diào)查區(qū)被海水和海底沉積物覆蓋，在海面上無法判斷控礦斷裂及礦床的分布位置；海上施工條件非常復(fù)雜，傳統(tǒng)勘查手段的使用受到很大的限制，本次開展了淺海區(qū)金礦勘查綜合技術(shù)方法手段的應(yīng)用研究。根據(jù)區(qū)內(nèi)地質(zhì)特征[3-6]、成礦規(guī)律[7-11]、成礦模式[12-24]研究創(chuàng)新成果及調(diào)查區(qū)淺海區(qū)地理條件，采用“物化探先行，鉆探工程驗證”的工作程序。首先實施物探工作(采用聲學淺地層剖面測量，結(jié)合多道地震剖面測量，獲取淺地層沉積特征，推測下伏基巖是否存在斷裂；研究重力異常特征，推斷基巖分布；結(jié)合高精度磁測大致確定斷裂帶北東延伸部位的走向和位置；實施多道地震剖面測量進一步控制斷裂走向及延深)，同時在已知勘查區(qū)附近用鉆探工程揭露，取得鉆孔資料后與物探成果相互驗證，尋找礦致異常特征；取得物探與鉆探驗證成果后確定巖石地球化學剖面測量的淺鉆施工位置，圈定物化探異常區(qū)；最后優(yōu)選有利靶區(qū)采用少量深部鉆探揭露驗證，并輔以樣品分析測試，評價淺海地區(qū)找礦遠景。

本次優(yōu)選的重力測量+高精度磁法剖面測量+地震剖面測量(淺地層剖面測量，第四系覆蓋層較厚時該手段效果不明顯)+淺鉆取樣化探剖面測量+鉆探的勘查技術(shù)方法組合應(yīng)用，揭露了海域覆蓋區(qū)控礦斷裂，評價其含礦性，該勘查技術(shù)方法組合在海域?qū)ρ財嗔褞Ь€狀分布的礦床勘查行之有效。具體步驟如下：

步驟1：根據(jù)陸地地質(zhì)構(gòu)造和成礦規(guī)律[2-3]，選擇陸地主要成礦帶延伸到海域的部分作為有利成礦區(qū)域。

步驟2：對步驟1選取的有利成礦區(qū)域，開展面積性海上重力測量，采用比例尺為1∶5萬，獲取校正后的每一測點的布格重力值，繪制布格重力異常等值線平面圖及剩余布格重力異常等值線平面圖，研究重力異常特征，推斷基巖分布。采用INO海底重力儀，工作過程中每1個月進行一次檢查與調(diào)節(jié)，并進行記錄。開工前依據(jù)重力儀靜態(tài)試驗結(jié)果，對每臺重力儀進行了漂移改正調(diào)節(jié)，工作過程中依據(jù)早晚基點數(shù)據(jù)計算當天的零點漂移值，當漂移值偏大時隨時進行調(diào)節(jié)，并做了詳細記錄。

步驟3：對步驟1選取的有利成礦區(qū)域，按照一定的間距，垂直主要成礦帶走向布設(shè)地球物理測線，沿測線開展高精度磁法測量，獲取每一測點的探測數(shù)據(jù)，進行計算機數(shù)據(jù)處理，形成高精度磁測ΔT剖面平面圖、高精度磁測ΔT等值線平面圖、高精度磁測ΔT化極等值線平面圖、高精度磁測化極ΔT導數(shù)圖等，研究磁場和磁異常特征，推斷基巖分布及斷裂大致位置和產(chǎn)狀。采用加拿大Marine Magnetics公司生產(chǎn)的Overhauser磁力儀SeaSPY，該系統(tǒng)適合在近岸淺水區(qū)開展地磁測量。

步驟4：在進行步驟3的同時，沿地球物理測線開展海底聲學淺層地層剖面測量，測量時記錄震源以及水聽器到GPS天線的距離，在資料處理時使用C-View后處理軟件進行位置的自動改正。施工作業(yè)過程中，應(yīng)采取相應(yīng)必要措施，減少干擾因素，降低噪音，提高信噪比，確保原始數(shù)據(jù)記錄質(zhì)量。揭示地質(zhì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、研究地層層序、劃分地質(zhì)單元體，編制第四系等厚度圖，根據(jù)第四系牽引特征推斷斷裂大致走向。采用英國AAE公司生產(chǎn)的CSP2200中地層剖面儀(最大穿透深度為80～100m，最大分辨率0.3m)。

步驟5：在步驟2、步驟3、步驟4推斷斷裂的基礎(chǔ)上優(yōu)選主要控礦斷裂，垂直主要控礦斷裂走向布設(shè)多道地震剖面測線，沿測線開展多道地震測量，采集每個炮點反射波。采用人工方法激發(fā)地震波，地震波向地下傳播時，在不同介質(zhì)性質(zhì)的巖層分界面，地震波會發(fā)生反射和折射，利用檢波器接收反射回的地震波。接收到的地震波信號與檢測位置、震源性質(zhì)、地下巖層結(jié)構(gòu)和性質(zhì)存在密切關(guān)系，依此推斷斷裂和基巖分布。采用法國SIG公司生產(chǎn)的SIG 5M電火花震源作為震源，地震拖纜和采集系統(tǒng)為RIOEme數(shù)字地震系統(tǒng)。該探測方法在第四系覆蓋較厚區(qū)域效果不明顯，應(yīng)視覆蓋層厚度增減該步驟。

步驟6：步驟2、步驟3、步驟4與步驟5相互驗證推斷的斷裂，得出物探推斷綜合成果圖，編制勘查區(qū)海底基巖地質(zhì)圖。

步驟7：根據(jù)區(qū)域成礦規(guī)律，對通過步驟2、步驟3、步驟4與步驟5推斷的控礦斷裂劃分最佳成礦區(qū)段，在礦區(qū)海底基巖地質(zhì)圖和剖面圖上設(shè)計取樣淺鉆位置，確定取樣淺鉆位置的理論直角坐標值。

步驟8：依靠取樣淺鉆施工船，采用測量儀器完成施工船定位，錨固施工船，依靠船載鉆機施工取樣淺鉆，采用測量儀器完成取樣淺鉆精準定測。

步驟9：對步驟8采取的巖心樣品進行鑒定、化探分析，驗證、修測步驟5編制的海底基巖地質(zhì)圖，圈定海底覆蓋層下化探異常區(qū)，確定斷裂蝕變帶的走向位置。

步驟10：根據(jù)步驟9圈定的化探異常區(qū)及確定的斷裂蝕變帶的走向位置，在礦區(qū)海底基巖地質(zhì)圖和剖面圖上設(shè)計鉆孔位置，確定鉆孔位置的理論直角坐標值。

步驟11：依靠施工船和鉆探平臺(插裝式小口徑機械巖心鉆探簡易平臺)，采用測量儀器完成鉆孔精準定位。

步驟12：采用小口徑機械巖心鉆機進行鉆探施工，全孔取心，穿透控礦構(gòu)造及金礦體，終孔后采用相應(yīng)標準水泥全孔封閉。

最終達到海域金礦調(diào)查評價的目的。

3 技術(shù)參數(shù)及應(yīng)用成果

3.1 近海海域測量技術(shù)

海上鉆探成孔質(zhì)量將決定本次海上調(diào)查驗證的成敗，因此，保證海上鉆孔定位的精度是本次項目的基礎(chǔ)性工作。在以往其他海域施工定位經(jīng)驗基礎(chǔ)上，本次工作通過對定位方法的改進，使用山東省SDCORS的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)對海上鉆孔進行定位。該技術(shù)即利用地面建設(shè)的基準站所組成的GPS參考站(CORS)，基于基站測量信息，構(gòu)建精確誤差修正模型，運用移動網(wǎng)絡(luò)實時發(fā)送差分改正參數(shù)，不斷修正測量成果精度，以實現(xiàn)更大范圍內(nèi)移動用戶高精度定位導航服務(wù)。該技術(shù)為現(xiàn)階段GPS實時動態(tài)差分中精度最高，最先進的測量技術(shù)，也是應(yīng)用最為廣泛的差分系統(tǒng)，效率最高的定位測量技術(shù)。該測量系統(tǒng)具性能穩(wěn)定、測量精度高的特點，測量成果在平面上誤差小于3cm，高程上小于5cm。工作中，為提高定位淺海海域鉆探孔位精度，必須掌握以下關(guān)鍵技術(shù)：

(1)RTK坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)的求取。由于受自然環(huán)境影響，首級控制點需全部布設(shè)在海岸陸地上，但不符合“控制點應(yīng)布設(shè)在測量區(qū)周圍及中心”的技術(shù)要求。因此，為了減小首級控制點對網(wǎng)絡(luò)RTK在計算坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)過程中的影響，本次工作將首級控制點布測范圍盡可能的靠近北東淺海調(diào)查區(qū)，并且首級控制點的布測范圍不小于調(diào)查區(qū)范圍，以確保坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)能均勻反應(yīng)整個調(diào)查區(qū)的橢球情況，以消除RTK坐標轉(zhuǎn)換對測量精度的影響。用以計算坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)的控制點需分布均勻且不少于4個，點校正后的平面坐標轉(zhuǎn)換的殘差≤2cm，高程轉(zhuǎn)換的殘差≤3cm[25]。

(2)多路徑效應(yīng)的影響。在水面作業(yè)時，多路徑效應(yīng)成為了RTK技術(shù)誤差主要來源，其誤差多在3～5cm，衛(wèi)星高度較低時，誤差可能大于10cm，多路徑效應(yīng)引起的誤差較難消除。本次工作為消除多路徑效應(yīng)引起的誤差，采用扼流圈天線或剔除衛(wèi)星高度角較小的衛(wèi)星，第一次定位測量完成后，快速初始化RTK，重新測定坐標，對比兩次測量是否存在較大誤差；同時采用2套RTK開展定位測量，對2套設(shè)備測量結(jié)果進行對照檢查，以消除多路徑效應(yīng)的影響。

(3)觀測衛(wèi)星的圖形強度的影響。在進行定位測量時，PDOP值、RTK測量精度以及RTK初始化時間均會受衛(wèi)星數(shù)量、分布均勻情況的影響。本次定位測量工作，保證接收衛(wèi)星數(shù)量≥6顆、衛(wèi)星高度截止角≥15°、PDOP值≤6時進行定位測量。

3.2 海上物探組合方法

本次物探工作無現(xiàn)行規(guī)范可遵循，實際工作過程中參考了小比例尺海洋調(diào)查規(guī)范。

3.2.1 重力測量

基點選擇地基穩(wěn)固，聯(lián)測方便，周圍沒有震源，附近地形和其他引力質(zhì)量近期內(nèi)無大的變化，重力水平梯度較小(附近無大的陡崖)的地方。

水深介于0.8～4m海域，大船無法靠岸，采用吃水淺的小船，采用小功率發(fā)電機作為供電電源，拋錨后，使用1.2kW的卷揚機，將INO sea-floor gravity meter海底重力儀沉入水底進行測量。觀測時關(guān)閉小船發(fā)動機，降低噪聲，提高重力觀測精度。水深大于4m海域，采用400馬力大船，使用10kW三相發(fā)電機作為供電電源。拋錨后利用液壓絞車將INO海底重力儀沉入海底進行測量，當水深小于5m時，關(guān)閉發(fā)動機后觀測，以提高重力觀測精度。

每天開始工作前，計算出每個測點的理論坐標，導入到GPS手簿中，并將經(jīng)緯度坐標輸入到漁船的GPS中。

在碼頭進行“基點-輔基點-基點”觀測。離開碼頭后，進行測點觀測，使用GPS導航定位，到達測點拋錨，等船停穩(wěn)后，利用絞車將重力儀放入海底，利用船上操控系統(tǒng)通過纜繩操作INO海底重力儀進行觀測讀數(shù)，同時自動記錄水深。進行測量工作時，計算機觀測屏幕上的數(shù)據(jù)曲線近似水平線時，認為儀器已處于穩(wěn)定狀態(tài)，可以進行觀測并記錄數(shù)據(jù)。結(jié)束一個測點觀測，關(guān)閉重力儀馬達，將重力儀起吊到船上，繼續(xù)起航進入下一測點。

每次結(jié)束觀測后均閉合于基點，閉合基點時間最長不超過70h。

海風超過5級時停止海底重力測量工作。海底重力測量質(zhì)量檢查與陸地不同，海上的測點無法建立標志物，而采用的定位系統(tǒng)雖然精度較高，但受船拋錨及水下洋流影響，不可能在質(zhì)量檢查時找到測點原觀測點位置。海面受潮汐影響在不斷地漲落，每個測點的水深也隨時間的變化而變化，測點的潮高與水深觀測值和檢查點的觀測值是不一樣的。因此，海上重力工作精度評價方法較陸地也有不同之處，測點重力值均方誤差只能用計算得到的布格重力異常精度來衡量，這即包括了重力觀測精度，又包括了定位精度、驗潮及水深測量精度的一部分。其檢查手段采用“一同三不同”方法，“一同”是指包括定位誤差的同點位。

3.2.2 高精度磁法剖面測量

磁法測量作為一項傳統(tǒng)海洋地球物理調(diào)查內(nèi)容，在海洋油氣勘探、海底構(gòu)造研究等方面具有重要作用。隨著海洋磁力儀靈敏度和探測精度的提高，高精度磁法測量技術(shù)在海洋探測工程中發(fā)揮了新的作用。現(xiàn)代海洋磁力儀主要分為3種不同類型，包括質(zhì)子旋進式、光泵式和歐弗豪塞(Overhauser)。本次淺海區(qū)調(diào)查采用的是Overhauser磁力儀，該儀器是在質(zhì)子旋進式磁力儀基礎(chǔ)上發(fā)展而來，其具有帶寬大、耗電少、靈敏度高的特點。

由于受現(xiàn)場作業(yè)條件限制(養(yǎng)殖和漁網(wǎng)多)，本次淺海區(qū)高精度磁法調(diào)查采用加拿大Marine Magnetics公司生產(chǎn)的Overhauser磁力儀SeaSPY，該系統(tǒng)由磁力探頭、漂浮電纜、甲板電纜和采集計算機組成，適合在近岸淺海區(qū)開展高精度地磁測量，實測磁力值為磁力總場值。地磁日變觀測采用PMG-2質(zhì)子旋進式磁力儀，它是一種有內(nèi)置電池的便攜式儀器，系統(tǒng)包括主機、探頭和探桿，主機與探頭之間由甲板電纜連接。

通過繪制ΔT異?；瘶O平面等值線圖(圖2)，將調(diào)查區(qū)分為東區(qū)、西區(qū)，總體磁性特征表現(xiàn)為西部高東部低，西部等值線較密集，東部等值線疏緩。東區(qū)磁異常表現(xiàn)為平緩的低負異常，向岸邊方向未封閉，ΔT磁場值在-50nT～10nT之間，異常為NW向，呈串珠狀規(guī)模較小的條帶狀異常，異常長1～3km，寬0.5～1km，相伴的正異常規(guī)模較小，結(jié)合地質(zhì)及物性資料，該區(qū)主要由花崗閃長巖引起；西區(qū)磁異常表現(xiàn)為大面積的正異常和伴生負異常，向深海方向未封閉，ΔT磁場值在-780nT～280nT之間，異常多為NW向，多由串珠狀異常組成的規(guī)模較大的條帶狀、橢圓狀正異常，異常長4～10km，寬1～4km，均伴有負異常，負異常規(guī)模較小，和正異常走向較一致，正負異常梯級帶明顯，結(jié)合地質(zhì)及物性資料，該區(qū)正異常主要由變輝長巖和二長花崗巖引起，負異常由構(gòu)造引起。

1—推斷斷裂及編號，紅線為磁法推斷，紫色為二次解譯添加；2—多道地震剖面識別的斷點；3—調(diào)查區(qū)范圍；4—ΔT等值線

3.2.3 聲學淺地層探測

海底聲學地層探測系統(tǒng)，是利用聲波在海底傳播過程中，聲波在遇到不同介質(zhì)(介質(zhì)性質(zhì)存在差異)時在反射界面發(fā)生反射的原理。聲波發(fā)生反射的條件為反射界面兩側(cè)介質(zhì)具有不相等的波阻抗，也就是波阻抗差(反射系數(shù)RPP)決定了聲波反射條件。

將淺地層剖面儀和GPS固定在測量船上，測量船按照一定速度行駛，利用GPS導航按照設(shè)計航線行進，發(fā)射基陣和接收基陣安置在水面下。根據(jù)測量區(qū)地質(zhì)情況，確定主機發(fā)射聲脈沖的頻率范圍和功率等參數(shù)，重復(fù)向下發(fā)射一脈沖。同時，接收基陣接收到回波并轉(zhuǎn)換成電信號，主機對其進行初步的增益和濾波處理后，實時的將探測到的水下地質(zhì)情況進行輸出。

3.2.4 多道地震剖面測量

根據(jù)勘查目的層的不同，海上多道地震采用氣槍或電火花震源激發(fā)地震波，采用多道接收電纜接收反射信號，再由數(shù)字地震儀進行放大、采用和記錄，從而完成對海底反射界面的一次覆蓋。本次調(diào)查采用電火花震源激發(fā)地震波。為了增加反射波能量和降低地震觀測中的干擾(尤其多測反射)，提高測量成果的精度和可靠性，本次采用多次覆蓋技術(shù)(共深點反射,也稱共深點水平疊加；圖3)，即在一次覆蓋觀測系統(tǒng)基礎(chǔ)上，減小震源激發(fā)間距，同時增加激發(fā)次數(shù)，以達到對海底反射界面多測覆蓋觀測的目的。數(shù)據(jù)采集后，對相同反射點(CDP)信息在不同震源、不同接收段的數(shù)據(jù)相加到一起，即取得了該反射點的多次覆蓋數(shù)據(jù)。采用多次覆蓋技術(shù)，共同反射點的信號得到加強，其他干擾受到削弱，進而提高了反射地震數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量。同時，共深點反射技術(shù)需準確地掌握震源激發(fā)時的位置。經(jīng)室內(nèi)處理后，地震剖面能夠清晰的揭示松散沉積層、基巖面及其基巖的反射特征，結(jié)合磁法測量及少量的鉆孔資料，編制了松散沉積物等厚圖(圖4)、基巖震相分布圖，并對基巖巖性和可能的斷層進行了推斷。

圖3 共深度點多次疊加示意圖

(1)沉積物厚度由岸向海域逐漸變厚，等值線大致與海岸線平行；南部厚度最小，為20～50m，對應(yīng)于基巖面的抬升；調(diào)查區(qū)西北部厚度最大超過130m，等值線近似呈NE方向；東北部沉積物厚度大致在60～90m，由陸地方向向深海逐漸變厚(圖4)。

圖4 三山島北東淺海區(qū)松散沉積物厚度等值線圖(等值線間距5m)

(2)基巖表現(xiàn)出4種典型的地震相(圖5)。

Ⅰ—雜亂反射；Ⅱ+Ⅲ—斜層及波狀反射；Ⅳ—亂崗狀反射

(3)推斷調(diào)查區(qū)存在4種主要基巖巖石類型(圖6)，其中花崗閃長巖分布在調(diào)查區(qū)的南部，二長花崗巖分布于調(diào)查區(qū)的西部和北部，總體上二者之間以斷裂為界；具有斜層及波狀反射的基巖，可能屬于中生代的沉積巖，抑或是時代較為古老的變質(zhì)巖；調(diào)查區(qū)北部強磁異常變化帶推測是由火山巖引起的。

1—中生代二長花崗巖；2—中生代花崗閃長巖；3—古近系泥巖、片巖；4—新太古代變輝長巖及黑云閃長巖；5—碎裂巖化花崗巖(盆緣構(gòu)造破碎帶)

(4)識別出9條斷層(F1～F9)(圖7)，其中，F(xiàn)2是一條規(guī)模較大的斷層，F(xiàn)1以及F3～F9是規(guī)模較小的斷層；初步認為斷層F2是三山島斷層在海域的延伸部分。該斷層的產(chǎn)狀在不同的位置略有變化，是二長花崗巖和花崗閃長巖主要分界線。

1—推斷斷裂及編號，紅線為磁法推斷，紫色為二次解譯添加；2—多道地震剖面識別的斷點；3—調(diào)查區(qū)范圍

(5)對基巖巖石類型的推斷尚需要鉆孔加以驗證，對強磁異常變化帶需要進一步的鉆探工作。

3.2.5 物探組合方法取得的效果

采用重力測量，根據(jù)重力異常分布推斷隱伏基巖的分布特征；采用聲學淺地層探測，獲取淺地層沉積特征，推測下伏基巖是否存在斷裂，結(jié)合高精度磁測大致確定斷裂帶北東延伸部位，采用多道地震剖面測量進一步控制斷裂走向及延深，多種物探技術(shù)手段相互驗證推斷了調(diào)查區(qū)斷裂帶和基巖分布，得出了物探推斷綜合成果圖，編制勘查區(qū)海底基巖地質(zhì)圖，指導了鉆探驗證工作。雖然存在多解性和不確定性，但造價低，工期短，結(jié)合必要的地質(zhì)鉆探資料，能夠達到較滿意的效果。

3.2.6 物探組合方法存在的問題和不足

(1)調(diào)查區(qū)存在大量密集的養(yǎng)殖區(qū)，雖然冬季養(yǎng)殖網(wǎng)線和浮球有大量撤除的情況，但仍有一定數(shù)量、無規(guī)則分布的養(yǎng)殖網(wǎng)線和浮球的存在，它們對測量結(jié)果造成不良的影響，尤其是對需要拖放震源和水聽器在船后一段較長長度的物探測量，船只頻繁的拐彎，極大的影響了資料數(shù)據(jù)質(zhì)量。應(yīng)盡量避免在養(yǎng)殖密集區(qū)進行磁測和多道地震調(diào)查。

(2)調(diào)查區(qū)近岸水淺，地層上部多存在較厚的砂層，這種地質(zhì)條件下巨厚的砂層不但影響聲波的穿透，還會由于要增加穿透加大發(fā)射能量，從而引起多次波增加現(xiàn)象。

3.2.7 對策建議

(1)確需在養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)進行物探調(diào)查，對設(shè)計工作量和作業(yè)時間必須有精確地規(guī)劃，這就需要對養(yǎng)殖區(qū)分布的特點、養(yǎng)殖區(qū)存在的時間進行充分調(diào)研，避開養(yǎng)殖區(qū)大量存在的時候進場測量，同時布設(shè)能夠滿足工程需要的最低工作量的物探測線，以免由于養(yǎng)殖區(qū)存在而無法完成造成工期延誤和資金浪費。另外，大比例尺磁法測量可考慮使用低空航磁代替。

(2)如果是以查探基巖面(第四紀松散層沉積底界面)為主要目的得工作，在有厚度較大的砂層或硬塑狀黏土等地質(zhì)背景下，不建議進行大工作量的淺地層剖面布設(shè)。如果確實工程需要，建議在測區(qū)內(nèi)布設(shè)一些鉆至基巖的控制鉆孔輔助淺地層資料分析。

(3)物探資料分析工作必須緊密結(jié)合地質(zhì)鉆孔資料，二者技術(shù)人員應(yīng)該密切溝通，互相引佐，才能做到資料的全面分析，得出正確結(jié)果。

(4)物探手段的綜合調(diào)查對解決類似工程問題是必須的、切實可行的技術(shù)手段。

(5)在水深較深、海面障礙物較少的開闊海域，以上手段中采用48道以上、以氣槍作為震源的多道地震，效果將會更好。

3.3 淺鉆化探

本次化探取樣工作淺鉆采用船載鉆機和簡易鉆探平臺+鉆機施工工藝。海域養(yǎng)殖網(wǎng)箱較少及第四紀覆蓋層厚度不大時采用船載鉆機取基巖樣，其他采用簡易鉆探平臺+鉆機的機械巖心鉆探工藝施工，取出的風化基巖巖心樣破碎，采取率低，而取出的新鮮基巖樣完整，采取率高。本次淺鉆取樣均取出10m以上的新鮮基巖樣揭露巖性為二長花崗巖、變輝長巖、黃鐵絹英巖化花崗巖等，達到了調(diào)查區(qū)內(nèi)基巖揭露的目的，了解了區(qū)內(nèi)基巖展布特征。根據(jù)三山島斷裂蝕變帶巖性分帶特征(圖8)，黃鐵礦絹英巖化花崗巖、黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖、黃鐵絹英巖化碎裂巖對淺部礦化蝕變帶定位具有直接指示意義；采集的地球化學樣品所圈定的異常確定了斷裂蝕變帶的走向。根據(jù)巖石地球化學測量的成果，對采取的365件樣品進行了統(tǒng)計，主要針對Au，Ag，Cu，Pb，Zn，Co，Ni，Cr，Mo，W，Sn，As，Sb，Bi，Hg15種元素，來對區(qū)內(nèi)成礦元素的共生組合特征和分散富集規(guī)律等進行統(tǒng)計分析。300QZ04，150QZ23，150QZ20，150QZ35，150QZ35，150QZ65取樣淺鉆中已發(fā)現(xiàn)數(shù)個明顯礦化段，其Au含量為117.20×10-9，114.00×10-9，122.76×10-9，110.35×10-9，132.62×10-9，132.19×10-9，并且出現(xiàn)Ag元素礦化，高值>3000×10-9，為深部鉆探驗證提供了地球化學依據(jù)。

1—似斑狀花崗閃長巖；2—二長花崗巖；3—黃鐵絹英巖化花崗巖；4—黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖；5—黃鐵絹英巖化碎裂巖；6—中細粒變輝長巖；7—主裂面及編號；8—主礦體賦存部位

3.4 鉆探工程

根據(jù)物探推斷的成果、圈定的化探異常區(qū)及確定的斷裂蝕變帶，在調(diào)查區(qū)海底基巖地質(zhì)圖和剖面圖基礎(chǔ)上設(shè)計鉆孔位置，確定鉆孔位置的理論直角坐標值，開展淺海金礦調(diào)查鉆探驗證工作。

3.4.1 鉆探平臺安裝定位

本次淺海區(qū)鉆探施工，使用了山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院研發(fā)制造的海上鉆探平臺，為拼裝式插樁海上鉆探平臺，具有安裝與拆卸簡單、方便、快捷高效的特點。鉆探平臺安裝之前，需對孔位海底地質(zhì)特征(淤泥、海沙、漂礫分布及其粒徑大小)和水深進行調(diào)查，為設(shè)計插樁結(jié)構(gòu)和打樁奠定基礎(chǔ)。根據(jù)三山島北東淺海區(qū)水文條件觀測結(jié)果，一般選擇潮位相對較低時段為鉆探平臺安裝最佳時間。鉆探平臺安裝過程：使用拖船，將放置在密封浮船上的鉆探平臺拖至設(shè)計鉆孔位置。使用定位錨將拖船固定，通過收放固定錨的錨鏈移動拖船，從而使得鉆探平臺中心位置與設(shè)計鉆孔位置理論坐標重合；然后通過液壓裝置將鉆探平臺固定樁釘入海底5～10m深度；鉆探平臺位置固定后，通過安裝在固定樁頂部的絞盤，將平臺抬升至設(shè)計高度，即完成鉆探平臺搭建工作。采用該方法，海上鉆孔定位誤差不超過5m。

3.4.2 鉆探工藝

本次工作設(shè)計孔深1100m，鉆機為XY-6B，采用機械回轉(zhuǎn)小口徑金剛石鉆進，繩索取心工藝。根據(jù)地質(zhì)情況采用了跟管鉆進方式，采用了三級施工套管：第一級套管穿過淤泥或回填碎石至穩(wěn)定中細沙層；第二級套管穿過海底第四系至基巖；第三級套管深度則根據(jù)基巖地質(zhì)情況(破碎程度)進行確定。洗孔：淺海區(qū)作業(yè)時，為保證注入鉆孔內(nèi)的水泥漿與孔壁進行很好的膠結(jié)，需對鉆孔使用清水循環(huán)清洗(不小于3h)，必要時需洗孔前下入外鋼絲鉆頭對孔壁泥皮清除后再進行清洗。封孔：淺海區(qū)封孔一般從鉆孔底部至孔口進行全孔封閉。封孔使用水泥∶砂∶水(重量比)=1∶1∶0.5的水泥漿，其中水泥標號≥42.5#。新鮮基巖面以上，為防止塌孔，在注入水泥漿后再進行套管提升。另外，根據(jù)鉆孔深度和預(yù)計操作時長，可在水泥漿摻入高糖木質(zhì)素磺酸鈣類減水劑和緩凝劑，延長水泥漿初凝時間，進而提高水泥漿流動性。

3.4.3 鉆探施工效果

本次在海域安裝插樁式簡易鉆探平臺開展機械巖心鉆探工作，巖(礦)心采取率達到95%～100%，能夠順利開展孔深校正、鉆孔彎曲度測量、簡易水文觀測及封孔等工作，具有安全穩(wěn)固、可操作性強、周期短、可施工深孔、環(huán)保無污染的特點，滿足鉆探施工相關(guān)規(guī)程及礦產(chǎn)勘查評價規(guī)范和要求，鉆孔質(zhì)量為優(yōu)質(zhì)孔。

鉆探工作驗證揭露了三山島斷裂帶，三山島斷裂帶自三山島北部海域金礦往NNE 20°方向延伸，控制其走向長約5km，斷裂蝕變帶視厚度超過百米并發(fā)現(xiàn)了金礦體。其中：①在三山島斷裂北延2km海北嘴位置的深部鉆探驗證孔(ZK8401；圖9)于876.59～1082.84m見構(gòu)造蝕變(礦化)帶，908.84～990.25m礦化較好地段圈出5個金礦體，最厚的單層金礦體真厚度11.36m，累計見礦厚度26.23m，平均品位1.73×10-6；②在大致沿NNE20°方向延伸5km位置的深部鉆探驗證孔(ZK1501；圖9)蝕變帶從891.54～1017.06m主要劃分3個巖性帶，其中頂部891.54～926.94m為黃鐵絹英巖化花崗巖，中段926.94～991.19m為黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖，下部991.19～1017.06m為絹英巖化花崗巖，各巖性帶之間及與圍巖之間界線不清，結(jié)構(gòu)構(gòu)造無明顯差異，僅蝕變強弱呈漸變過度關(guān)系，在黃鐵絹英巖化花崗巖帶內(nèi)903.54～904.74m見金礦體，見礦樣長1.2m，金品位1.02×10-6；在絹英巖化花崗巖內(nèi)底部1016.06m至1017.06m見金礦化，金品位0.52×10-6，礦石主要金屬礦物為黃鐵礦，次要的有方鉛礦、黃銅礦。

1—李家崖組：紫紅色黏土頁巖、砂質(zhì)頁巖、泥巖及灰綠色泥巖、鈣質(zhì)泥巖；2—郭格莊巖組：條紋(痕)狀混合質(zhì)黑云斜長變粒巖為主夾條紋—條帶狀混合質(zhì)黑云斜長角閃巖底部夾二云片巖；3—郭家?guī)X序列上莊單元似斑狀花崗閃長巖；4—玲瓏序列郭家店單元片麻狀粗中粒二長花崗巖；5—玲瓏序列崔召單元弱片麻狀含斑中粒二長花崗巖；6—玲瓏序列大莊子單元片麻狀粗中粒二長花崗巖；7—棲霞序列新莊單元片麻狀中細粒含角閃黑云英云閃長巖；8—棲霞序列回龍夼單元條帶狀細粒含角閃黑云英云閃長巖；9—馬連莊序列欒家寨單元中細粒變輝長巖(斜長角閃巖)；10—譚格莊序列藍蔚夼單元片麻狀細粒含黑云花崗閃長巖；11—碎裂巖化花崗巖；12—蝕變帶；13—中—基性脈巖；14—斷裂；15—物探解譯斷裂及編號；16—金礦床；17—見礦鉆孔及編號；18—靶區(qū)及編號；19—三山島北東淺海區(qū)

4 結(jié)論

(1)通過物化探測量的解譯推斷以及鉆探(包括淺鉆)工程的驗證，發(fā)現(xiàn)了最大視厚度206.25m的構(gòu)造蝕變帶及最大單層真厚度11.36m的金礦體，控制三山島斷裂帶自三山島北部海域金礦往NNE20°方向延伸5km，為三山島成礦帶北東段海域找礦拓展了空間。

(2)通過較系統(tǒng)的物化探、鉆探和分析測試工作，初步評價了三山島斷裂帶在北東淺海區(qū)的找礦潛力，提交找礦靶區(qū)1處，找礦遠景區(qū)2處，預(yù)測金資源量180t。

(3)建立的淺海區(qū)金礦勘查的技術(shù)方法組合并進行了應(yīng)用示范，優(yōu)選了重力測量+高精度磁法剖面測量+地震剖面測量+淺鉆取樣化探剖面測量+鉆探的勘查技術(shù)方法組合，成功揭示了調(diào)查區(qū)海域隱伏控礦斷裂，并評價了其含礦性，證實了該勘查技術(shù)方法組合對海域破碎帶蝕變巖型金礦勘查有較好的效果，為今后淺海海域勘查工作具有指導意義。