2011地质学会年会方法技术

胶东金矿山东地矿局深部找矿方法技术深部找矿取得的主要成果深部找矿勘查技术集成地球物理找矿钻孔构造地球化学深孔钻探技术胶东金矿阶梯式成矿模式胶东地区是我国重要的金矿床集中区和黄金生产基地，累计探明金矿资源储量和黄金产量均占全国1/4左右。研究区位置深部找矿取得的主要成果山东省胶东地区是我国率先开展金矿深部找矿并取得重大突破的地区。2005年以来在胶东地区提交和控制的深部金矿资源量已达1000吨以上，与该地区以往五十年探获的金矿资源量相当。★★★★胶西北焦家—三山岛地区地质图和深部金矿位置深部金矿埋藏深度大，地表信息弱，找矿难度非常大，勘查技术要求特别高。胶东金矿深部找矿取得巨大突破的原因，除建立了阶梯式成矿模式，找矿理论有重要创新外，先进找矿方法技术发挥了关键作用。深部金矿勘查技术集成深部金矿勘查技术集成地质分析可供源大地电磁频谱激电地球物理测井孔中构造地球化学矿体定位预测深孔钻探确定找矿靶区研究深部构造及产状特征研究构造、矿化蚀变带、矿体位置预测矿体位置、规模、产状发现、评价深部金矿地球物理找矿重力场特征重力场以三山岛和焦家断裂两条北东向重力异常梯级带为界，形成“两低夹一高”三个不同特征的重力异常区。焦家断裂东侧和三山岛断裂西侧为相对重力低区，两断裂之间整体呈重力高夹北西西向的重力低。磁场特征磁场特征表现为北东向条带状、串珠状杂乱磁场，东部（焦家断裂以东）和西部（三山岛断裂以西）磁场较平缓，中部（两断裂带之间）磁场杂乱。平稳低缓磁场区与重力低值区相对应，杂乱跃变磁场区与重力高值区相对应，重磁场区吻合较好。重磁场地质构造解释推断研究区第四系覆盖严重，重磁解释对于认识控矿地质条件发挥了重要作用。推断有一定规模的断裂12条，F1和F6为三山岛断裂和焦家断裂。两断裂之间分布大片前寒武纪变质岩系，断裂两侧主要为侏罗纪玲珑花岗岩。三山岛断裂（F1）按照倾角陡缓变化可分为三段：上段，电阻率等值线大角度向下弯曲，与三山岛断裂浅部陡倾部位相对应；中段深度在2000～3000m之间，电阻率等值线向下弯曲角度由陡变缓，为三山岛断裂由陡变缓的部位；下段断裂显示由缓变陡的特征。焦家断裂南段（F7）断面等值线图上显示为自东向西、自上而下舒缓波状延伸的等值线梯级带异常。按等值线倾角陡缓变化，也可大致划分为三段。两断裂交汇部位深度在4500m左右。地球物理综合剖面推断解释可供源大地电磁频谱激电对深部构造和矿体的反映图例断裂蚀变带蚀变岩型金矿体矿体新太古代变质岩新元古代玲珑超单元-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000SIP勘探充电率（ma_%）断面SIP勘探复电阻率（ρaemo_Ωm）断面-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000CSAMT勘探视电阻率（ρaemo_Ωm）断面Ar3jAr3jηγηγ-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000SIP勘探时间常数（τa_s）断面视电阻率断面等值线，反映为由低到高的过渡梯级带。等值线同步向下弯曲、间距变大及由陡变缓部位为成矿有利部位。时间常数参数断面等值线，反映为条带串珠状高值异常带。图例断裂蚀变带蚀变岩型金矿体矿体新太古代变质岩新元古代玲珑超单元-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000SIP勘探充电率（ma_%）断面SIP勘探复电阻率（ρaemo_Ωm）断面-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000CSAMT勘探视电阻率（ρaemo_Ωm）断面Ar3jAr3jηγηγ-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000SIP勘探时间常数（τa_s）断面图例断裂蚀变带蚀变岩型金矿体矿体新太古代变质岩新元古代玲珑超单元-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000SIP勘探充电率（ma_%）断面SIP勘探复电阻率（ρaemo_Ωm）断面-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000CSAMT勘探视电阻率（ρaemo_Ωm）断面Ar3jAr3jηγηγ-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000SIP勘探时间常数（τa_s）断面图例断裂蚀变带蚀变岩型金矿体矿体新太古代变质岩新元古代玲珑超单元-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000SIP勘探充电率（ma_%）断面SIP勘探复电阻率（ρaemo_Ωm）断面-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000CSAMT勘探视电阻率（ρaemo_Ωm）断面Ar3jAr3jηγηγ-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000SIP勘探时间常数（τa_s）断面图例断裂蚀变带蚀变岩型金矿体矿体新太古代变质岩新元古代玲珑超单元-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000SIP勘探充电率（ma_%）断面SIP勘探复电阻率（ρaemo_Ωm）断面-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000CSAMT勘探视电阻率（ρaemo_Ωm）断面Ar3jAr3jηγηγ-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000SIP勘探时间常数（τa_s）断面复电阻率参数断面等值线，值越低，矿化蚀变愈强烈。充电率参数断面等值线，反映为定向延深的条带串珠状高值异常带。本图为焦家矿区112线CSAMT法、地质综合剖面，较好地反映了赋矿断裂带深部产状变化和矿体分布。1234501002003004005006007008009001000110012001300140015001600170018001900200021002200230024002500260027002800-2000-1900-1800-1700-1600-1500-1400-1300-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000变质岩花岗岩变质岩花岗岩断裂带120°(m)1217.881112.03755.44654.72564.89421.03325.37364.85200.68钻孔构造地球化学鉴于胶东深部金矿埋深大，常规的地表构造地球化学研究不能有效的预测深部矿体。因此，采用了钻孔取样方法，即采取钻孔中构造蚀变岩样品研究其原生晕特征，称为钻孔构造地球化学。如：沿122勘探线的构造地球化学剖面由ZK622、ZK603、ZK604三钻孔构成，ZK622孔位于Ⅰ-1主矿体中部，ZK603孔位于Ⅰ-1主矿体中下部，ZK604孔位于Ⅰ-1主矿体下部。穿过主构造蚀变带的钻孔剖面上，Au及一系列伴生元素含量发生了变化，以ZK622孔最为明显，表现为Au、As、Sb、Bi、Mo元素同步的强正异常组合，且异常峰值位置重合；Ag、Pb、Cu、Sn、U、Th表现为正异常，但元素浓集中心略有偏移，除Cu异常位于Au异常深部外，其它元素异常位于Au异常浅部；Ni、Co、Cr也表现为正异常。沿勘探线剖面，矿体中部的ZK622孔异常元素多，异常强度大；向矿体尾部（下部）异常元素减少、异常强度降低。钻孔构造地球化学研究发现，主要成晕元素衬值最高的为Au、Bi、Mo，其次为Cu、Pb、Sb，它们都能形成清晰的异常；与金显著正相关的元素有Ag、As、Bi、Sb；沿采样剖面除Au、Ag、Cu、Bi、Pb、As、Sb形成强正异常外，Mo、W、B、U、Th也常形成正异常。因此认为，Au、Ag、Cu、Bi、Pb、As、Sb元素在地球化学行为上有很强的亲缘性，确定为深部金矿成矿指示元素；Mo、W、B、U、Th元素异常可作为深部金矿成矿的辅助指示元素。深孔钻探技术针对胶东地区硬、脆、碎、漏早前寒武纪变质岩层和中生代花岗岩类侵入岩层，采用的钻探方法和工艺是：上部强水敏性岩层，采用常规WL钻探方法，选用相应的钾基聚合物泥浆，严格控制失水量，钻穿后下套管护壁；以下硬岩层，采用液动锤WL钻探方法，标配级（A）或优质级（AA）、60～80目、胎体硬度HRC40～45金刚石钻头，采用LBM“四低”泥浆或PHP系列无固相冲洗液加堵漏剂，并结合采用水泥浆、下入套管护壁堵漏。莱州寺庄、焦家、马塘和招远台上、玲珑东风5处大型—特大型深部金矿普查、详查矿区累计完成钻探工作量225913m,钻孔258个，平均孔深875m,单孔最大深度2188.28m。穿过无矿地段和厚大的强破碎构造带成功探获了深部金矿。液动锤WL钻具结构示意图泰山XD—5动力头钻机HXY-6立轴钻机胶东金矿阶梯式成矿模式胶西北焦家断裂、三山岛断裂与招平断裂三者组成了同一条沿玲珑花岗岩与早前寒武纪地质体边界分布的大型伸展构造带。根据前述地球物理资料，结合地质、矿产勘查资料综合推断，焦家断裂