山东省平邑地区刘家庄北岭金矿地球物理找矿预测
doi: 10.20008/j.kckc.202509006
郭威1 , 刘朋1 , 高建明1 , 黄帅1 , 祝玉函2 , 马存飞3 , 韩长城4
1. 山东能源集团南美有限公司,山东 青岛 266555
2. 北京探创资源科技有限公司,山东 济宁 273500
3. 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东 青岛 266555
4. 新疆大学地质与矿业工程学院,新疆 乌鲁木齐 830047
基金项目: 本文受山东能源科研项目(NMKJ2024C01ZB)资助
Geophysical prospecting prediction of gold mine in Beiling area of Liujiazhuang, Pingyi County, Shandong Province
GUO Wei1 , LIU Peng1 , GAO Jianming1 , HUANG Shuai1 , ZHU Yuhan2 , MA Cunfei3 , HAN Changcheng4
1. Shandong Energy Group South America Co., Ltd., Qingdao 266555 , Shandong, China
2. Beijing Tantchuang Resources Technology Co., Ltd., Jining 273500 , Shandong, China
3. College of Earth Science and Technology, China University of Petroleum, Qingdao 266555 , Shandong, China
4. College of Geology and Mining Engineering, Xinjiang Unicersity, Urumqi 830047 , Xinjiang, China
摘要
山东省平邑县刘家庄北岭地区金矿位于燕甘断裂带西侧、铜石杂岩体中南部,金矿成矿背景与区内中生代中偏碱性次火山杂岩体关系密切,区域内已发现评价有东大湾、磨坊沟等多处小型金矿床,表明该研究区具有良好的金矿成矿地质条件和资源潜力。针对研究区金矿化类型复杂多样且找矿方向不明确的问题,本文采用航空磁法、地面高精度磁法和可控源音频大地电磁法(CSAMT),查明了研究区隐伏岩体和岩脉的分布,以及主要断层的产状。结果表明:研究区磁异常特征明显,可利用磁异常识别岩体和构造,根据地磁异常识别出21条东西、北西西向异常带;断层在CSAMT法反演的电阻率断面图上响应明显,用于研究区断层解释,其中F-10断层在研究区内延伸约800 m,L02线和L05线中断层两侧岩石相对破碎,L03线中断层两侧岩石相对完整,整体向北东方向倾伏,倾角大于50°,向深部延伸约400 m,而F-2断层在研究区内延伸约1000 m,倾向北东,倾角大于50°,向深部延伸超600 m。通过上述研究,在研究区内预测出1个隐爆角砾岩筒型金矿找矿远景区和2个层状微裂隙浸染型金矿找矿远景区,为下一步找矿工作提供了地质依据。
Abstract
The gold mine in the Beiling area of Liujiazhuang, Pingyi County, Shandong Province is located on the west of the Yangan fault zone and the south-central part of the Tongshicomposite pluton, and the metallogenic background of gold mine is closely related to the Mesozoic medium-alkaline subvolcanic composite pluton in the area. Several small gold deposits, such as Dongdawan and Mofanggou, have been discovered and evaluated in the region, indicating that the area possesses favorable geological conditions and resource potential for gold mineralization. To address the issues of the problems of complex and diverse gold mineralization types and unclear prospecting direction in the study area, this paper adopts the aeromagnetic method, the ground high-precision magnetic method, and the controlled-source audio-geomagnetic method (CSAMT) to ascertain the distribution of the concealed intrusive bodies and dikes in the study area, as well as the orientation of the major faults. The results showed that: the magnetic anomaly characteristics in the study area were obvious, which allowing for the identification of the intrusive bodies and structures. Based on the geomagnetic anomalies, 21 east-west and north-west-west trending anomalous zones have been identified; the faults have obvious responses on the resistivity section maps inverted by the CSAMT method, which were used for the interpretation of the faults in the study area, specifically, the Fault F-10 extends for about 800 m, and the rocks on the both sides of the faults in the lines of L02 and L05 are relatively fragmented. The rocks on both sides of the L03 line are relatively intact. The faultas a whole dips in the north-east direction, with a dip angle of more than 50°, and extends to the depth of approximately 400 m, while the Fault F-2 extends approximately 1,000 m, with a dip direction of north-east, with a dip angle of more than 50°, and extends to the depth of more than 600 m. Through the aforementioned research, one hidden explosion breccia pipe-type gold prospecting zone and two stratiform microfracture-disseminated gold prospecting zoneswere predicted in the study area. It provides a geological basis for further prospecting work.
0 引言
山东省平邑县刘家庄北岭地区金矿位于燕甘断裂北段西侧、铜石杂岩体中南部。极值地理坐标为:东经 117°42'32.572″~117°45'02.564″,北纬 35° 20'21.981″~35°22'22.437″(2000国家大地坐标系),面积为 9.09 km2。新太古代侵入岩、泰山群山草峪组地层等构成研究区的结晶基底,沉积盖层主要有寒武纪和第四纪地层。区内断裂构造发育,主要为近东西向卓家庄—李家寨断层、麻窝—银洞沟断层等。中生代燕山早期岩浆活动强烈,形成了主要有二长闪长质、二长—正长质岩石构成的铜石次火山中偏碱性杂岩体,与区内金矿化关系较为密切。目前发现金矿化类型复杂多样,主要有层状微裂隙浸染型、层间角砾岩型、蚀变二长斑岩型,金品位 1.30~25.40 g/t。
在研究区内,前人开展了大量工作,林景仟和谭东娟(1990)张云峰等(2005)分别研究了山东省刘家庄北岭金成矿带地质地球化学特征、形成时代、外围找矿方向,探讨了山东刘家庄北岭金成矿带岩体演化特征及来源和形成时代、与成矿的关系等。李理等(2012)邱检生等(2009)燕守勋等 (1996)研究了鲁西地壳发展演化特征、物理场特征、中生代岩体特征。这些学者的研究阐明了鲁西中生代岩体的形成地质背景和形成时代,山东刘家庄北岭金成矿带岩体、龙宝山岩体、晒钱埠岩体、莲子汪岩体的岩浆起源,形成期次,矿床的成矿物质来源、成矿物理化学条件等。于学峰(2001)提出了山东刘家庄北岭金成矿带地区成矿理论,牛树银等 (2014)建立了鲁西幔枝构造理论。前人的研究对鲁西金等多金属找矿具有重要的指导意义,但研究区目前勘探程度较低,同时金矿化类型复杂多样,包括层状微裂隙浸染型、层间角砾岩型、蚀变二长斑岩型。针对研究区存在的问题,亟需开展高效的找矿预测。
地球物理勘探中可利用电性差异,划分出电性物性分区(崔益安等,2023);利用磁性差异,划分出磁性物性分区(李俊锋,2017);利用密度差异,划分出重力物性分区(任政勇等,2023)。每一种划分只是地质体某种属性的差异划分,具有片面性和局限性(李鹏等,2021),这是物探多解性的根本原因 (Gan et al.,2022)。从不同角度对地质体进行综合分析,开展多方法的综合物探,是减少多解性的有效途径(Guo et al.,2022)(Khalifani et al.,2019)。研究区内开展的地球物理勘探较少,本研究采用航空磁法、地面高精度磁法、可控源音频大地电磁法工作,大致查明矿区隐伏岩体、岩脉等的分布情况,利用 CSAMT 法探测两条主要断层的产状、倾角、延伸等展布特征,结合地质资料,圈定找矿预测区,为下一步工作提供指导。
1区域大地构造略图
1—第四系;2—古近系—新近系;3—白垩系;4—侏罗系;5—石炭系+二叠系;6—寒武系+奥陶系;7—震旦系;8—太古宇;9—中生代闪长玢岩; 10—中生代二长斑岩;11—中生代正长斑岩;12—古元古代二长花岗岩;13—新太古代英云闪长质片麻岩;14—新太古代含黑云二长花岗岩; 15—断层;16—地质界限;17—角度不整合;18—平行不整合;19—构造单元分界线;20—构造单元名称;21—地名;22—山峰;23—研究区
1 研究区地质概况
研究区位于华北板块(Ⅰ)鲁西隆起区(Ⅱ)鲁中隆起(Ⅲ)尼山—平邑断隆(Ⅳ)平邑凹陷(Ⅴ)与尼山凸起(Ⅴ)的接壤部位(图1)。区内地层出露较全,断裂构造发育,岩浆岩分布较广(徐宪立等, 2020)。新太古代泰山岩群变质岩结晶基底出露较广;盖层以古生代寒武系、奥陶系的碳酸盐岩为主; 区内构造以断裂为主,其中北北西向燕甘断裂是区内规模最大的断裂构造;岩浆岩较发育,包括新太古代花岗闪长岩和二长花岗岩、中生代二长闪长玢岩和二长斑岩。其中以中生代岩浆岩最为发育,构成了铜石中偏碱性次火山杂岩体,岩性主要以二长闪长玢岩、二长斑岩为主,与金元素的活化、迁移、富集密切相关。
研究区内地层由老到新主要为新太古代沉积变质地层、古生代海相碳酸盐岩-碎屑岩沉积地层,以及中生代—新生代陆源碎屑岩-火山碎屑岩沉积建造,其中以古生代寒武纪、奥陶纪地层分布最广 (宋明春等,2015)。目前发现的微裂隙浸染型金矿体赋存部位即为裂隙发育、顶底部有中生代岩体侵入的寒武纪朱砂洞组灰岩、白云岩地层(张英梅等, 2021)。
研究区内构造极为发育,一系列北西—北北西向断裂构造形成一向北西散开、南东收敛的树枝状构造格架,为郯庐断裂带的派生构造,具有多期多阶段活动的特点,部分构成凸起与凹陷的边界断裂,也是区内的主干构造。在燕甘断裂两侧,北西向、北北西向、近东西向次级断裂构造发育(杜显彪等,2022)。铜石岩体周围发育放射状构造和环形构造,部分被后期脉岩所充填。这些不同方向、不同规模的次级断裂构造,部分成为研究区内主要的导矿、容矿构造,多具有多期次活动的特点,早期活动以张性为主,断裂带内角砾岩发育,部分被脉岩充填,晚期活动显示压性或压扭性为主。根据研究区内各断裂之间的相互切割关系,断裂的生成次序由早到晚为北西向、北北西向、近东西向,其中以北西向断裂规模较大。
研究区内岩浆岩主要有新太古代和中生代岩浆岩等。其中新太古代主要分布在该区的南部、西南部及铜石杂岩体的西南部,总体呈北西—南东向展布,为一套 TTG 岩系,构成区内的结晶基底。区内与金及多金属成矿关系密切的主要为中生代岩浆岩,主要分布在大型主干断裂——燕甘断裂的两侧,为燕山运动早期多阶段岩浆活动形成的中偏碱性次火山杂岩体,即铜石杂岩体。该杂岩体呈岩株状、岩床状或脉状侵位于古生代地层中,是3个阶段岩浆活动的产物,早期以二长闪长玢岩为主,主要分布在岩体外围,中期以二长斑岩为主,主要分布在岩体中部,晚期以隐爆角砾岩为主,主要分布在杂岩体的中心部位(张增奇等,2014)(图2)。
2铜石杂岩体期次关系示意图
研究区内与中生代岩浆活动有关的热液交代变质岩石,主要有接触热变质的大理岩、角岩、矽卡岩等(李普红和宋耕海,2001)。呈规模不等的条带状、透镜状等,沿中生代岩体的接触带分布。在蚀变带中,局部有小规模的铁矿体产出,并伴有金矿化发生。目前发现金矿化类型复杂多样,主要有层状微裂隙浸染型、层间角砾岩型、蚀变二长斑岩型,并且找矿方向不明确。
2 地球物理特征
2.1 岩石物理特征
在1∶20万航磁异常平面图上,平邑—方城凹陷盆地内表现为北西向正负交替的杂乱磁场,且有一些孤立的局部异常分布,异常值介于几十 nT~150 nT,这反映了盆地内充填的汶南组、青山组与官庄组火山岩系的分布,尼山凸起上主要表现为平稳的北西向展布的正磁场特征,平稳的负磁场反映了古生代地层的分布,而铜石杂岩体,则显示了平稳负磁场上的局部升高异常特征。
矿区各岩石标本磁化率(表1)的几何平均值从低到高的顺序为:灰岩 2.4×10-6 4πSI,白云岩 4.8× 10-6 4πSI,泥灰岩 11.1×10-6 4πSI,泥岩 33×10-6 4πSI,二长斑岩 53.4×10-6 4πSI,隐爆角砾岩 76.7× 10-6 4πSI,闪长玢岩 94.2×10-6 4πSI,二长花岗岩 1530×10-6 4πSI。可以看出,不同岩性的岩石平均磁化率差异明显,因此可以选用磁法勘探对岩体及构造进行刻画。
矿区各岩石标本电性参数(表2)显示区域内灰岩的视电阻率最高,几何平均值在数千欧姆·米以上,呈高阻特征。白垩系火山岩的电阻率较大,也表现出较高的电阻率异常特征,侏罗系砂岩的电阻率最低,几何平均值仅84 Ω·m。泰山群变质岩系的电阻率几何平均值为 268~1260 Ω·m,呈中低阻特征。中生代各类杂岩体的电阻率几何平均值一般为 365~2220 Ω·m,呈中高阻特征。区内含金碎裂岩、蚀变碎裂岩及矽卡岩的电阻率均不高,大大低于围岩的电阻率。可以看出研究区内岩石电性参数同样存在较大差异,说明了利用电法勘探的有效性。
2.2 地球物理方法
本研究的地球物理观测系统设计充分考虑了研究区区域地质、矿产和地形、植被等因素,地球物理勘探施工设计如图3所示,首先开展了 1∶10000 航空磁法测量和 1∶5000 地面高精度磁法测量。航空磁测具有探测效率高、成本低、受地形干扰小的优势,地面高精度磁法测量探测精度高,便于对地质体的精细刻画,二者结合可以阐明磁异常的变化趋势,同时相互验证,保证磁测结果的有效性。磁测工作结束后,对所获资料进行了初步分析,查明研究区隐伏岩体、岩脉等的分布情况。其次在重点磁异常及重点勘探区域开展了电磁法探测工作,利用可控源音频大地电磁法(CSAMT),基本查明主要断层的产状、倾角、延伸等展布特征和隐爆角砾岩的分布。最终在综合地球物理方法解释的基础上,进行找矿预测,圈定下一步勘探的重点。
3研究区地球物理勘探施工设计
1研究区岩石磁化率参数统计
注:测试单位为山东省地矿建设有限公司(鲁南院)(2022年)。
2研究区岩石电性参数统计
注:测试单位为山东省地矿建设有限公司(鲁南院)(2022年)。
3 综合地球物理解释
3.1 磁法探测
3.1.1 磁法数据处理
磁法探测是通过磁力仪测量由岩矿石或其他目标体磁性差异所引起的叠加在正常地磁场之上的磁场畸变(磁异常),进而诊断地质构造、矿产资源和火山活动等分布规律的一种地球物理方法(吕梦鸿等,2022)。磁法探测的目的就是从背景磁场中提取有效的磁异常场信息,进而有针对性地消除非探测目标体影响的处理与转换,在此基础上开展数据的滤波处理以及反演解释,并结合地质、地貌等其他信息来源,对探测目标体分布特征做出合理的推测。
本研究对航空磁测和地面高精度磁测数据进行数据整理、预处理、日变改正、高度改正、水平梯度改正和反演等处理后,通过综合分析解释,对磁异常区域进行划分。
3.1.2 研究区磁场特征
对磁测数据进行数据整理、预处理以及资料的转换、处理与正反演后,通过综合分析解释,对磁异常区域进行划分。处理后的航空磁法△T等值线平面图和地面高精度磁法△T等值线图如图4所示,二者在磁异常分布趋势相近。航空磁法与地面磁法异常整体上可分为南部的低磁异常区、中部的弱高磁异常区、中北的低磁异常区及东北部的高磁异常区。两者在位置、范围、走向、形态与异常中心等特征基本一致,对应良好。在异常形态上地磁反应得更详细具体些,可划分浅地表构造,但抗浅地表不均匀干扰能力弱一些,常因浅地表强干扰改变了局部异常形态。航磁异常平滑,在整体形态上把握得更准确些,抗浅地表干扰能力强,可划分大规模岩体、岩脉。通过对比,证明本次航空磁法勘探与地面磁法勘探数据采集的准确性与有效性。
4研究区磁测数据等值线平面图
a—航空磁法;b—地面高精度磁法
3.1.3 构造解释
为进一步了解浅地表磁性体分布及走向,对地磁异常进行了水平方向导数处理,图5是△T 0°方向导数平面图,这些条带状异常基本近东西走向。图中蓝色曲线为研究区已知断裂构造,与已知断裂位置吻合较好,可以通过已知断裂构造位置与条带状异常的位置关系总结出断裂构造引起的水平梯度异常规律,从而推断隐伏断裂构造位置。通过水平导数异常特征勾画出的 21 条东西、北西西、北东东向异常带(含断裂带、岩脉或岩性接触带)。其中近东西走向的异常带基本是水平分布,与测线方向垂直;北西西向异常带局部转为东西走向,东西走向异常带被北西西向异常带切割。工业钻孔位置基本处于东西走向的异常带上,因此可在通过工业钻孔的异常上进行验证工作,扩大找矿靶区。
3.2 电磁法探测
3.2.1 电磁法数据处理
CSAMT法是20世纪70年代兴起的一种测量卡尼亚电阻率和相位的电磁探测技术。该方法改善了大地电磁法(MT)和音频大地电磁法(AMT)的场源随机性、信号微弱、易受自然环境和人文环境因素影响的缺点,具有探测深度大、横向分辨率高、抗干扰性能强等特点。目前,该方法已经成功地应用于油气、金属矿产、工程地质及地热资源勘查等领域,成为越来越重要的一种地球物理方法(赵理芳等,2022)。
本研究利用 CSAMT 法探测研究区内两条主要断层 F-10、F-2的产状、倾角、延伸等展布特征。通过对采集的数据进行预处理、视电阻率校正、空间滤波、反演等处理流程,消除或减少近场效应、阴影效应和静态位移效应的影响,最终得到能够客观反映地质情况的电阻率断面图。CSAMT 反演电阻率断面图上部显示为蓝色的低阻区域,电阻率随深度的增加逐渐增大,浅部主要对应寒武系长清群灰岩。
3.2.2 F-10断层解释
F-10断层在CSAMT中的L01~L05线反演电阻率断面图6中均有明显展示,研究区内控制长度约800 m,L02线、L05线中断层两侧岩石相对破碎,L03线中断层两侧岩石相对完整。整体由南西向北东方向倾伏,产状陡立,角度大于50°,向深部延伸约400 m。
L01 测线(图6a)在水平 0~350 m、海拔-230 m 以浅区域,电阻率相对较高,剖面地表350 m 点附近,分布有一条向北倾斜的电阻率分界面。该分界面左侧为高阻区域,推断为二长花岗岩,右侧为低阻区域,推断为中斑含辉石角闪二长斑岩。L02 测线 (图6b)在水平 0~110 m、海拔 0 m 以深区域,电阻率相对较高,推断为相对完整的粗斑二长斑岩。在水平 110~450 m、海拔-70 m 以浅区域,电阻率相对较低,推断为相对破碎的二长花岗岩。L03 测线(图6c)左侧至地表370 m显示为蓝色的低阻区域,推断为相对破碎的粗斑二长斑岩与二长花岗岩组成,其中在水平 0~175 m 区域为粗斑二长斑岩,水平 175~370 m 区域为二长花岗岩。L04 测线(图6d)在水平 0~175 m、海拔 0 m 以浅区域电阻率整体较低,可能由岩石相对破碎造成,推断为二长花岗岩。在水平 175~320 m、海拔-200 m以浅区域电阻率整体较高,电阻率在6500 Ω·m以上,推断为相对完整的粗斑二长斑岩。在水平320~410 m处有一低阻异常向北倾斜,深部延伸约400 m,应为破碎带造成。结合地质图分析,此破碎带推断为 F-10 断层。L05 测线(图6e)剖面左侧显示为暖色的高阻区域,推断为相对完整的粗斑二长斑岩与二长花岗岩。在水平175~430 m、海拔-330 m以浅区域显示为绿色的中低阻,推断为相对破碎的粗斑二长斑岩与二长花岗岩组成。
5研究区磁异常构造解释图
6F-10断层CSAMT反演电阻率断面图
a—L01测线;b—L02测线;c—L03测线;d—L04测线;e—L05测线
3.2.3 F-2断层解释
F-2 断裂在 CSAMT 的 L06-L10 剖面反演电阻率断面图(图7)上反映明显,研究区内控制长度约 1000 m,延伸方向为北西西向,倾向北东,产状陡立,角度大于50°,向深部延伸超600 m。
L06测线(图7a)在水平 0~410 m、海拔-50 m 以深区域显示为暖色的高阻区域,推测为二长斑岩。在水平410~700 m、海拔-50 m以深区域存在一明显低阻带,推断为 F-2 断层与寒武系长清群灰岩向深部延伸所致,反演结果显示F-2断层向北倾伏。L07 测线(图7b)顶部显示为蓝色的低阻区域,应为寒武系长清群灰岩。在水平 0~400 m、海拔 50 m 以深区域为暖色的高阻区域,推断为二长斑岩,岩层接触带附近存在F-2断层。L08测线(图7c)顶部显示为蓝色的低阻区域,推断为寒武系长清群灰岩。左侧深部为暖色的高阻区域,推断为二长斑岩。在水平 400~500 m、海拔-50 m以深区域存在一近乎直立状低阻破碎带,推断为 F-2 断层。L09 测线(图7d)顶部同样显示为蓝色的低阻区域,推断为寒武系长清群灰岩。在水平 0~510 m、海拔-100 m 以深区域为暖色的高阻区域,推断为二长斑岩。其中在水平 320~420 m、海拔100 m以深区域存在一近乎直立状低阻带,推断为 F-2 断层。L10 测线(图7e)顶部显示为蓝色的低阻区域,推断为寒武系长清群灰岩。在水平0~400 m、海拔0 m以深区域为暖色的高阻区域,推断为二长斑岩。水平400~500 m、海拔-600 m 以深区域存在一近乎直立状低阻破碎带,推断为F2断层。
7F-2断层CSAMT反演电阻率断面图
a—L06测线;b—L07测线;c—L08测线;d—L09测线;e—L10测线
4 分析与讨论
研究区内朱砂洞组地层厚度大,裂隙发育,化学性质活泼,有利于含矿热液的渗入与交代,其顶部的泥云岩泥质成分较高、细腻致密,韧性大,起到了矿液的屏蔽作用。因此,下寒武统朱砂洞组丁家庄段厚层—巨厚层白云岩、白云质灰岩是寻找似层状碳酸盐岩型金矿化的直接标志。断层破碎带起到了导矿和容矿作用,已知金矿床多位于较大型环形构造中的小型环形构造内或其边缘,具有典型的套环构造控矿特点,多受线性与环形构造的交汇部位控制。中生代岩浆岩活动强烈、频繁,期次多、范围广,有利于金的迁移,同时岩浆岩侵入形成的角砾岩或岩浆岩本身就是成矿的有利部位。
针对本研究区成矿特征,综合考虑地球物理勘探结果,以及地层、构造和岩浆岩等找矿标志,共预测了3处找矿远景区(图8)。
4.1 A找矿远景区
A 找矿远景区位于研究区东北部,靶区面积约 0.84 km2。该远景区内出露铜石杂岩体序列的二长花岗岩、二长斑岩、二长闪长玢岩和隐爆角砾岩。推断30~180 m,350~450 m存在隐伏的隐爆角砾岩。区内包含了东北部的高磁异常区,已知和推断的断裂 6 条,区内具有构造找矿标志和岩浆岩找矿标志的条件,磁法推断该区存在隐伏的隐爆角砾岩。综上所述,推断该区为寻找隐爆角砾岩型金矿的有利地段。
4.2 B找矿远景区
B 找矿远景区位于研究区西部,面积为 2.23 km2。该远景区内出露地层为寒武系灰岩、白云岩,燕山早期二长斑岩。推断由隐伏的二长斑岩引起,区内包含已知和推断的断裂10条,出露或隐伏朱砂洞组地层,区内具有地层找矿标志、构造找矿标志和岩浆岩找矿标志的条件,推断该区已知断裂构造与朱砂洞组地层、二长斑岩的交汇处为找矿的有利部位。综上所述,该区为寻找层状微裂隙浸染型的有利地段,具有一定的找矿潜力。
8研究区找矿远景区推断图
1—黄色粉砂质黏土夹砂岩;2—含砾砂质黏土;3—青灰色厚层鲕粒灰岩;4—紫红色含云母细砂岩、砂质灰岩;5—紫红色页岩夹泥灰岩;6—薄层状灰岩夹黄色薄板状泥灰岩;7—青灰色灰岩,含燧石结核灰岩、泥质条带灰岩;8—灰黑色中—厚层白云岩、灰质白云岩;9—中细斑含角闪二长闪长玢岩;10—细斑含辉石二长斑岩;11—中斑含辉石角闪二长斑岩;12—粗斑二长斑岩;13—二长花岗岩;14—隐爆角砾岩;15—蚀变构造角砾岩;16—金矿体;17—地层产状;18—地质界线;19—平行不整合;20—角度不整合;21—滑坡体;22—张性断层及产状;23—性质不明断层;24—角砾岩带及产状;25—矿体露头位置及编号;26—隐伏矿体位置及编号;27—矽卡岩带;28—硅化带;29—推测断层及编号;30—磁法勘探异常带;31—推断找矿远景区及编号;32—研究区范围
4.3 C找矿远景区
C 找矿远景区位于研究区南部,面积为 1.75 km2。该远景区内出露地层为寒武系灰岩、白云岩,燕山早期二长斑岩。推断由隐伏的二长斑岩引起,区内包含已知和推断的断裂15条,出露或隐伏朱砂洞组地层,区内具有地层找矿标志、构造找矿标志和岩浆岩找矿标志的条件,推断该区已知断裂构造与朱砂洞组地层、二长斑岩的交汇处为找矿的有利部位。综上所述,该区为寻找层状微裂隙浸染型的有利地段,具有较大的找矿潜力。
4.4 研究区成矿模式分析
研究区位于尼山凸起和平邑—方城凹陷接壤部位,本区域因地质构造薄弱,构造活动频繁,为岩浆活动和矿床形成提供了有利条件(朱真真等, 2019)。主要断裂走向包括东西、北西西向、北东东向,这些断裂的相互交错激发了中生代的鲁西杂岩体上侵和大规模热液作用,导致金的迁移和富集。
本区域的低温浅成型热液金矿床主要在伸展的地球动力学环境下形成,涉及两个不同层次的构造。深的滑脱构造向北推移,而浅部则向南移动。在这两个独立的系统的作用下,东西向和北西向的伸展断层在地壳深层运动,导致了环形和放射状断裂结构的形成,伴随隐爆角砾岩的产生。从中侏罗世开始,鲁西铜石杂岩体的侵入和地壳的抬升导致了上覆地层的分离和滑脱,为后续铜石金矿的形成创造了有利的构造条件。金矿体主要位于鲁西铜石次火山杂岩体周围的古生代地层中,与岩体活动密切相关。中上寒武统和下奥陶统的白云质灰岩、泥质灰岩和条带状白云岩为金的聚集和成矿提供了有利的围岩条件。矿体主要分布在断裂带的拐点和相交位置,位于角砾岩蚀变带以及其上下蚀变碳酸盐岩中。蚀变带受到多次构造活动的影响,伴随岩浆侵入,顶部和底部岩石发生破碎,裂隙发育,有助于矿液的迁移,为成矿物质元素的富集和沉淀提供了有利条件。
5 结论
(1)研究区磁异常特征明显,说明可利用磁异常划分岩体、构造;CSAMT法对断层的响应明显,可用于研究区构造解释。
(2)根据地磁异常进行了水平方向导数处理,在研究区内勾画出的 21 条东西、北西西向、北东东向异常带(含断裂带、岩脉或岩性接触带)。
(3)F-10 断层在 CSAMT 中的 L01~L05 线反演电阻率断面图中均有明显展示,区内控制长度约 800 m,L02线、L05线中断层两侧岩石相对破碎,L03 线中断层两侧岩石相对完整。整体由南西向北东方向倾伏,产状陡立,角度大于 50°,向深部延伸约 400 m。F-2 断裂在 CSAMT 的 L06~L10 剖面反演电阻率断面图上反映明显,区内控制长度约 1000 m,延伸方向为北西西向,倾向北东,产状陡立,角度大于50°,向深部延伸超600 m。
(4)结合矿区地质条件预测出 1 个隐爆角砾岩筒型金矿找矿远景区和2个层状微裂隙浸染型金矿找矿远景区。
致谢  感谢中国石油大学(华东)的王亚格、史有才、麻平山对本文的建设性意见和对稿件的修改,感谢山东能源集团南美公司和北京探创公司对地球物理勘探的后勤保障设备支持,同时审稿专家对本文提出了宝贵意见。
1区域大地构造略图
2铜石杂岩体期次关系示意图
3研究区地球物理勘探施工设计
4研究区磁测数据等值线平面图
5研究区磁异常构造解释图
6F-10断层CSAMT反演电阻率断面图
7F-2断层CSAMT反演电阻率断面图
8研究区找矿远景区推断图
1研究区岩石磁化率参数统计
2研究区岩石电性参数统计
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