山东曹家洼金矿石头顶矿段土壤地球化学特征及找矿预测

图1 胶东地区区域地质及金矿床分布图（据 Yang et al.，2014 修改）

1.第四纪沉积物；2.新生代玄武岩；3.白垩纪火山岩；4.苏鲁超高压变质岩；5.古生代荆山群和粉子山群；6.太古宙胶东群；7.三叠纪花岗岩；8.侏罗纪花岗岩；9.白垩纪花岗岩；10.断层；11.城市；12.大、中、小型金矿；13.蚀变岩型金矿；14.石英脉型金矿；15.曹家洼金矿

Fig.1 Regional geological and distribution map of gold deposits in Jiaodong area （modified after Yang et al.，2014）

区内岩浆岩广泛分布，主要为中生代燕山期侵入花岗岩和中—基性脉岩，以震旦期片麻状二长花岗岩系列、侏罗纪玲珑花岗岩和白垩纪郭家岭花岗闪长岩—花岗岩等为代表（李洪奎等，2018；Deng et al.，2017；吕古贤等，2007）。

胶西北金矿主要受三山岛、焦家和招平3条断裂控制（Deng et al.，2016）。焦家断裂带内产出有焦家、新城、河东和寺庄等金矿，三山岛断裂带内产出有三山岛、新立和仓上等金矿，招平断裂带内产出有玲珑、大尹格庄、曹家洼、夏甸和山后等金矿（山东省地质局第六地质队，1987；吕古贤等，2001）。

1.2 矿床特征

曹家洼金矿床位于招平断裂带中南段，北部与大尹格庄金矿床毗邻，南部出露有夏甸金矿。矿区出露地层比较单一，为古元古界荆山群禄格庄组黑云片岩、黑云变粒岩和斑点状斜长角闪片岩（山东省地质矿产局第六地质队，1993）。区内岩浆岩以栾家河型花岗岩为主，另外发育石英闪长玢岩和斜长角闪岩捕虏体和残留体（李洪奎等，2020）。矿区构造以断裂为主，其中招平断裂带属区域性大断裂，沿断裂带发育有宽几十米至上百米宽的蚀变破碎带（李金祥等，1999；Cai et al.，2018）。

矿区内共探明2条金矿体，分别位于招平主断裂下盘的主矿区矿段和招平断裂次级断裂蚀变带中的大耩矿段（山东招金集团公司，2002）。矿体产出严格受招平断裂及其次级断裂控制，矿体的产状与断裂带产状一致，主要赋存于主裂面之下的黄铁绢英岩化碎裂岩中，局部延伸至黄铁绢英岩化中，分布在0~3号勘探线间，矿体最大走向长150 m，向深部仍未封闭。矿体呈脉状产出，走向10°~23°，倾向SE，倾角约为75°，平均真厚度为0.94 m（图2）（王慧等，2004）。矿体最高品位为3.98×10^-6，最低品位为1.28×10^-6，平均品位为2.78×10^-6（冶金部保定地球物理勘查院物化探研究所，1996）。矿区内构造蚀变带分带明显，黄铁绢英岩化碎裂岩以浸染状黄铁矿化为主，黄铁矿绢英岩化花岗岩质碎裂岩以细脉浸染状和网脉状黄铁矿化为主，而在黄铁绢英岩化花岗岩中则以脉状和网脉状黄铁矿化为主。自主断裂面中心向下盘依次为硅化带、黄铁绢英岩化带、绢英岩化带、绿泥石化带、碳酸岩化带和高岭土化带。矿化主要与硅化、黄铁绢云母化有关（杨立强等，2014；宋明春等，2020；冶金部天津地质研究院，1997）。

图2

图2 曹家洼金矿地质图（a）及0号勘查线剖面图（b）

1.黄铁绢英岩化花岗岩；2.蚀变石英闪长玢岩；3.黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩；4.黄铁绢英岩化碎裂岩；5.黄铁绢英岩；6.0号勘查线

Fig.2 Geological map of Caojiawa gold mine（a） and No.0 exploration line profile（b）

2 样品采集及测试方法

本次土壤地球化学测量工作按照100 m×100 m的网度进行采样。化探样品的采集在采样点周围点线距的1/10范围内进行，样品包括多处采样土壤。土壤样品的采集层位为距地表20~50 cm深处土壤的B层（淋积层），若B层土壤基本缺失，则取B+C或C层上部岩屑。所采样品去掉草根、碎石等后称重，样重不少于150 g。共采集生产样品233个，重复样品21个。此次工作选取Au、Sn、Ag、As、Sb、Hg、Ni、Cu、Zn、Co、Pb和W共12个元素进行测定，元素测试方法如表1所示，测试单位为云南省有色地质调查院，经检验各元素分析质量良好（表2）。

表1 土壤地球化学元素测试方法

Table 1 Measurement method of soil geochemical element

元素	测试方法
Sn、Ag	二米光栅摄谱仪WPP2
Au	ICP-MS Nexion 2000B
As、Sb、Hg	原子荧光仪AFS-8220，XGY-1011A
其余元素	ICP-MS Nexion 2000B

表2 各元素参数统计

Table 2 Parameter statistics of each element

	Au	Sn	Ag	As	Sb	Hg	Ni	Cu	Zn	Co	Pb	W
均值	2.49	1.99	0.06	4.66	0.40	13.09	20.48	13.68	42.45	9.05	22.70	1.33
σ₁	1.09	0.36	0.02	2.06	0.15	4.71	5.62	3.75	9.71	2.80	3.52	0.25
σ₂	1.09	0.36	0.02	2.06	0.15	4.71	5.62	3.75	9.71	2.80	3.52	0.25
C_V1	0.98	0.32	0.81	0.44	0.38	0.54	0.28	0.30	0.27	0.36	0.22	0.25
C_V2	0.44	0.18	0.29	0.44	0.38	0.36	0.27	0.27	0.23	0.31	0.16	0.19
背景值	1.85	2.36	0.05	4.59	0.85	11.76	20.16	12.98	42.59	8.97	23.16	1.73
下限	4.66	2.71	0.09	8.78	0.69	22.51	31.72	21.18	61.87	14.64	29.75	1.84
衬度	0.53	0.74	0.63	0.53	0.57	0.58	0.65	0.65	0.69	0.62	0.76	0.73
面积	1.83	0.20	1.40	0.03	0.03	0.25	0.11	0.03	0.06	0.02	0.26	0.06
NAP值	0.98	0.14	0.88	0.01	0.02	0.14	0.07	0.02	0.04	0.01	0.20	0.05
检测限	0.5	0.5	0.01	0.5	0.1	1	5	5	10	1	5	0.1

注：Au、Hg元素的质量分数为×10^-9，其余元素为×10^-6

3 元素特征分析

3.1 元素丰度及富集离散特征

综合表2和图3可知，测区Au（C_v1= 0.98）、Ag（C_v1= 0.81）、Hg（C_v1= 0.54）变异系数较大，具有富集成矿的良好潜质。计算单元素NAP值（规格化面金属量，异常衬度×面积），进行异常评序（徐振邦等，1994；陆伟彦等，2020）。区内各元素原始数据的变异系数（C_v1）和背景数据的变异系数（C_v2）分别反映两类数据集的离散程度（Kumar et al.，2019）。用C_v1/C_v2反映背景拟合处理时离群值的被削平程度（曲晖等，2018；Akgz et al.，2021）。探讨土壤中各元素变异系数的离散程度，可以看出Au、Ag和Hg变异系数较高，富集成矿的可能性较大（杜明龙，2012；Sarala et al.，2021）。Au、Ag和Mo的变异系数比值均大于2，表明其极端异常点较多，区域性小范围富集成矿的可能性较大（图3）。

图3

图3 曹家洼金矿土壤地球化学测量元素变异系数离散图

Fig.3 Discrete diagram of element variation coefficient of soil geochemical measurement in Caojiawa gold mine

3.2 相关性分析

利用SPSS软件对12种元素进行相关性分析（表3），取对数进行Pearson相关性检验（Adeto-yinbo et al.，2011；Vural，2020），再进行Z分数标准化后发现：Au与Ag，As、Sb与Cu、Co、Ni相关性系数均大于0.6，表明Au与Ag，Cu-Co-Ni元素相关性大，元素之间的联系也较为密切，与区域元素组合关系较一致。

表3 各元素相关性系数统计

Table 3 Correlation coefficient statistics of each element

	Au	Sn	Ag	As	Sb	Hg	Mo	Ni	Cu	Zn	Co	Pb	W
Au	1.00	0.01	0.72	0.12	0.14	0.06	0.24	0.03	0.08	0.06	0.14	0.08	0.09
Sn	0.01	1.00	0.02	0.32	0.31	0.17	0.12	0.25	0.28	0.17	0.21	0.04	0.21
Ag	0.72	0.02	1.00	0.03	0.02	0.03	0.16	0.03	0.01	0.08	0.04	0.04	0.07
As	0.12	0.32	0.03	1.00	0.97	0.30	0.41	0.72	0.72	0.55	0.67	0.34	0.36
Sb	0.14	0.31	0.02	0.97	1.00	0.30	0.43	0.72	0.73	0.56	0.67	0.32	0.33
Hg	0.06	0.17	0.03	0.30	0.30	1.00	0.14	0.32	0.21	0.20	0.25	0.07	0.21
Mo	0.24	0.12	0.16	0.41	0.43	0.14	1.00	0.39	0.39	0.24	0.43	0.16	0.27
Ni	0.03	0.25	0.03	0.72	0.72	0.32	0.39	1.00	0.79	0.58	0.81	0.18	0.43
Cu	0.08	0.28	0.01	0.72	0.73	0.21	0.39	0.79	1.00	0.51	0.72	0.16	0.45
Zn	0.06	0.17	0.08	0.55	0.56	0.20	0.24	0.58	0.51	1.00	0.52	0.64	0.14
Co	0.14	0.21	0.04	0.67	0.67	0.25	0.43	0.81	0.72	0.52	1.00	0.28	0.36
Pb	0.08	0.04	0.04	0.34	0.32	0.07	0.16	0.18	0.16	0.64	0.28	1.00	0.01
W	0.09	0.21	0.07	0.36	0.33	0.21	0.27	0.43	0.45	0.14	0.36	0.01	1.00

3.3 R型聚类分析

本研究选取了Au、Sn、Ag、As、Sb、Hg、Ni、Cu、Zn、Co、Pb和W共12个元素。根据R型聚类分析（采用Word链接其中横坐标为重定比例距离）并结合测区的成矿特征（图3）（Patrycja et al.，2018），可将元素划分为4组（图4）。

图4

图4 曹家洼金矿土壤地球化学元素R型聚类分析谱系图

Fig.4 R-type cluster analysis pedigree of soil geochemical elements in Caojiawa gold mine

当距离为10时，可划分为4组元素组合（代杰瑞等，2011）。第一组为W、Sn、Cu、Co、Ni、Sb和As，可能为高温成矿元素组合；第二组为Pb和Zn，可能为中温成矿元素组合；第三组为Au和Ag，可能为Au及其伴生元素组合；第四组为Hg，代表低温元素组合。

3.4 因子分析

在地球化学勘查中，根据因子得分值绘制元素组合异常图，有助于了解元素运移富集规律，从而指导找矿。本研究选取矿集区233件土壤地球化学样品的12种元素进行因子分析，当累计方差贡献率达75.7%时进行划分（Mendes et al.，2021；Adetoyinbo et al.，2011）（表4），得到4个主因子元素组合（表5）。

表4 土壤地球化学样品总方差解释

Table 4 Total variance interpretation of soil geochemical samples

组件	初始特征值			提取载荷平方和			旋转载荷平方和
组件	总计	方差百分比/%	累积/%	总计	方差百分比/%	累积/%	总计	方差百分比/%	累积/%
1	5.51	45.93	45.93	5.51	45.93	45.93	4.22	35.14	35.14
2	1.41	11.79	57.71	1.41	11.79	57.71	2.05	17.12	52.26
3	1.29	10.72	68.43	1.29	10.72	68.43	1.53	12.72	64.98
4	0.87	7.24	75.67	0.87	7.24	75.67	1.28	10.69	75.67
5	0.74	6.13	81.80
6	0.65	5.44	87.24
7	0.55	4.54	91.78
8	0.46	3.81	95.59
9	0.22	1.87	97.46
10	0.16	1.33	98.78
11	0.12	0.96	99.74
12	0.03	0.26	100.00

表5 土壤地球化学样品方差极大旋转因子载荷矩阵

Table 5 Load matrix of variance maximum rotation factor for soil geochemical samples

元素	因子
元素	F1	F2	F3	F4
Au	0.03	0.21	0.16	0.87
Sn	0.45	-0.03	0.51	0.03
Ag	0.08	-0.28	-0.46	0.67
As	0.68	0.39	0.37	0.14
Sb	0.68	0.40	0.37	0.12
Hg	-0.20	-0.10	-0.81	0.02
Ni	0.89	0.20	0.12	-0.08
Cu	0.90	0.19	0.14	0.03
Zn	0.50	0.74	0.11	-0.06
Co	0.83	0.34	0.08	0.03
Pb	0.10	0.88	0.05	0.08
W	0.71	-0.31	0.22	0.13

其中，F1因子为As-Sb-Ni-Cu-Co-W（Sn）；F2因子为Zn和Pb；F3因子为Sn-Ag-Hg；F4因子为Au-Ag-Hg。结合矿集区地质情况，认为F1因子代表与围岩有关的高温元素组合；F2因子代表铅锌中温元素组合；F3因子代表成岩作用的元素组合，可指示岩浆期后的热液活动；F4因子代表金矿成矿的元素组合（中国科学院地球化学研究所，2020）。

4 元素异常圈定及分析

利用多元统计学方法对各元素内在联系进行探索分析，不能脱离地质背景和空间联系。在异常圈定的过程中仍应从实际出发，利用上述结论来指导元素异常图分析，将二者有机结合，进而得到可靠结论（鄢旭久等，2012）。

4.1 单元素异常圈定

结合研究区内蚀变带分布规律及断裂走向进行单元素异常区域划分，其中：Au异常4个、Ag异常3个、As异常3个、Co异常5个、Cu异常5个、Hg异常2个、Ni异常4个、Pb异常3个、Sn异常3个、W异常2个、Zn异常4个、Sb异常3个（图5）。

图5

图5 各元素异常图

Fig.5 Anomaly diagram of each element

通过对土壤地球化学异常特征进行分析，并与测区地层、构造、岩浆岩和矿化蚀变等地质特征进行对比，推测Au、Ag和Hg为主要成矿元素组合，异常集中分布在招平构造破碎蚀变带主裂面下盘的绢英岩化花岗质碎裂岩和黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩中。其空间分布特征如下：

（1）Au异常主体呈SN向展布，其中黄铁绢英岩化花岗岩及其碎裂岩呈条带状相互交叉，整体走向与招平断裂平行，靠近断裂附近产出大量闪长玢岩脉，其产状大部分平行于断裂走向。Au浓度分带性较为明显的区域集中分布于测区北部和中下部。在其下部均发育有黄铁绢英岩化花岗岩及其碎裂岩矿化蚀变接触带（图6）。

图6

图6 各元素综合异常图

1.花岗闪长岩；2.闪长玢岩；3.蚀变石英闪长玢岩；4.黄铁绢英岩化花岗岩；5.黄铁绢英岩化碎裂岩；6.黄铁绢英岩；7.招平断裂；8.Au等值线；9.Ag等值线；10.Hg等值线；11.Cu等值线；12.Co等值线；13.Ni等值线；14.W等值线；15.Sn等值线；16.Zn等值线；17.Pb等值线；18.As等值线；19.Sb等值线

Fig.6 Comprehensive anomaly diagram of each element

（2）Ag异常大致呈NE-SW向展布，均分布在一条黄铁绢英岩化花岗岩矿化蚀变接触带上，其浓度异常分布于测区的北部及西南部。但测区的东南部同样出现异常浓集中心，两侧均有闪长玢岩脉（图5）。相关研究表明：Ag在岩浆活动前期不能进行良好的富集，主要在层状岩体发育的岩浆活动后期进行富集，且多存在于造岩矿物中（中国科学院地球化学研究所，2000）。

（3）Hg异常主要分布于测区的中部，黄铁绢英岩化花岗岩及其碎裂岩矿化蚀变接触带附近，呈条带状，近似SN向展布。其中测区北部及中部异常浓度较为集中。测区东北部临近招平断裂下盘附近区域，同样有小范围的异常浓度集中，其下部发育有闪长玢岩脉（图6）。

（4）Cu元素异常主要呈NE-SW向展布，浓度异常集中于测区西部及中部，下部存在黄铁绢英岩化花岗岩及其碎裂岩矿化蚀变接触带。而测区的东南部存在浓度异常分带，分布在招平断裂两侧，但分带性较差。

（5）Co元素异常与Cu元素异常套合极好，其展布方向与Cu元素异常相似，主要呈NE-SW向展布，浓度异常集中于测区的东北部及中部，下部存在黄铁绢英岩化花岗岩及其碎裂岩矿化蚀变接触带，还有少量的闪长玢岩脉。

（6）Ni元素异常与Cu、Co元素套合良好，其展布方向与Cu、Co元素异常相似，主要呈NE-SW向展布，浓度异常集中于测区西南部及中部，下部存在黄铁绢英岩化花岗岩及其碎裂岩矿化蚀变接触带，还有少量的闪长玢岩脉。

4.2 组合元素异常圈定

在R型聚类分析和Q型因子分析的基础上，绘制了该区的土壤地球化学因子等值线图（图7），从图中可以清楚看出元素组合异常区域具有明显的浓集中心，特别是测区中北部异常。

图7

图7 因子得分等值线异常图

Fig.7 Contour anomaly map for factor score

图7（a）为F1等值线异常图，反映的是岩浆活动晚期的成岩元素特征（李瑞红等，2019）。因子组合中的Co和Ni均为铁族元素，同样也是亲硫元素，可以高度富集在岩浆中不混溶的硫化物液体中（中国科学院地球化学研究所，2000）。Cu、Co和Ni元素在相关性分析中同样有着极大的正相关性。在岩浆晚期Co元素可与亲铜元素一起赋存于硫砷化合物中并进入气成热液（李逸凡等，2021）。如图7所示，研究区F1高异常区域下覆均发育有大量的黄铁绢英岩化蚀变接触带，与地质事实基本一致。F1中包含W元素，造岩矿物中W元素含量虽然较低，但可部分携带，岩浆作用时期W元素不易分散。F1异常可大致划分为近似平行的2个部分［图7（a）］，其展布大致为NNW向。异常所在地表未出现断裂，但测区北部发育有EW向尹格庄断裂、东部发育有NNE向断裂。根据前人研究（吕古贤等，2001），推测异常下覆地层深部可能存在脆性断裂。

图7（b）为F2等值线异常图，其高（正）异常区域与F1负异常区域几乎重叠。招平断裂带金矿成矿早期与郭家岭岩体有关热液活动关系较为密切（张炳林，2018），变形温度较低，成矿流体以富钾为特征。在造岩矿物中Pb²⁺常被K⁺置换，所以岩浆中的Pb²⁺易被含钾矿物捕获。故F2等值线异常图反映的是中低温成矿元素异常。

图7（c）为F3等值线异常图，该因子主要成分为Sn元素。Sn元素主要富集在岩浆期后热液中，属于高温元素。测区内圈定了4处明显异常：Ⅰ号异常位于测区东北部，临近招平断裂，呈NNE向，推测其他异常同样可能由下覆脆性断裂引起，与图6（a）NNW走向异常近似吻合；Ⅱ号异常位于测区西部，面积较小；Ⅲ和Ⅳ号异常位于测区南部，总体呈近NNW向展布，其中Ⅲ号异常值较大。

图7（d）为F4等值线异常图，反映的是Au、Ag和Hg等中高温成矿元素异常。Hg、Ag和Au元素均属于亲硫元素，在岩浆阶段和热液作用阶段均可富集。Ⅷ号异常区浓度分带近似呈NNE向，与招平断裂走向一致。Ⅹ、Ⅺ和Ⅻ号异常浓度分带近似呈NNW向，与F1等值线异常图推测的脆性断裂走向基本保持一致。Ⅸ号正异常临近招平断裂，与Ⅷ号异常相接，浓度分带仅次于Ⅷ号异常。

5 找矿预测

5.1 成矿流体运移趋势

Au元素异常近平行分布于招平断裂下盘，与Ag和Hg元素异常套合好。经计算可得NAP值的变化趋势自北向南呈高—中—高分布，相关研究表明其变化可能受后期热液活动中温度的影响（魏瑜吉等，2020）。由图7可知，黄铁绢英岩矿化蚀变走向分布与Au元素异常值相吻合，故Au、Ag和Hg元素NAP值受控于黄铁绢英岩化的发育程度。

按照温度梯度对研究区流体运移趋势进行大致判断（雷镇等，2021；Compaore et al.，2019），区内流体运移趋势整体呈由西南、东北部向中部扩散运移。通过因子得分等值线异常图可以看出：

（1）测区北部出现了流体运移的趋势：高温成矿元素异常（Ⅰ号）→中高温成矿异常（Ⅷ、Ⅸ号）→中酸性成岩元素异常（图8，NNW向异常北部）→中低温成矿异常（Ⅵ号）。其中，Ⅷ号和Ⅸ号异常区域属于金矿致异常区。

图8

图8 研究区成矿流体运移示意图

1.F1因子等值线；2.F2因子等值线；3.F3因子等值线；4.F4因子等值线

Fig.8 Schematic diagram of ore-forming fluid migration in the study area

（2）测区NNE向流体运移趋势：高温成矿元素异常（Ⅲ号）→中高温成矿元素异常（Ⅹ号）→低温成矿元素异常（Ⅴ号）。

（3）测区EW向流体运移趋势：高温成矿元素异常（Ⅱ号）→中高温成矿元素异常（Ⅺ辆）→低温成矿元素异常（Ⅴ号）。

因此，通过该趋势推测Ⅷ号和Ⅸ号异常是重点找矿靶区。

5.2 化探靶区划分

以单元素异常相互套合程度、异常浓度的分带性及与地质体的空间关系为基础，通过元素因子分析寻找组合元素异常的特征，进而圈定综合异常范围。综合异常需要2个以上单元素异常叠加而成，且处于有利的地质背景条件下，结合元素地球化学场、区域成矿类型和控矿要素将异常分布集中、套合良好的区域划分为靶区，划分依据参考鄢旭久等（2012）的研究。

表5 靶区成矿元素参数统计

Table 5 Statistics of metallogenic element parameters in target area

靶区	Au/（×10^-9）			Ag/（×10^-6）			Hg/（×10^-9）			面积 /km²
靶区	平均值	最大值	NAP值	平均值	最大值	NAP值	平均值	最大值	NAP值	面积 /km²
H1	5.3	9.74	1.13	0.11	0.22	1.12	15.0	28.0	1.24	0.15
H2	4.9	9.57	1.05	0.09	0.19	1.01	22.8	25.2	1.01	0.18
H3	4.7	9.98	1.01	0.71	3.41	0.46	11.5	22.2	0.51	0.067
H4	4.6	8.19	0.98	0.06	0.10	0.66	19.3	28.6	0.86	0.11

根据前人研究结果，石头顶矿段中古元古代荆山群禄格庄组为有利的富矿层位；曹家洼矿床发育有玲珑花岗岩，即弱片麻状中粒二长花岗岩，为区内矿脉的主要围岩，与成矿关系极为密切（张炳林，2018）；矿床范围内的蚀变带以黄铁绢英岩化碎裂岩为主，其分布明显受断裂控制，且主要发育在断裂带内二长花岗岩一侧以及断裂下盘二长花岗岩体内的次级断裂中，故矿集区NNE向和EW向断裂均是有利的容矿场所。基于土壤地球化学的信息挖掘，本研究圈定了4个找矿靶区，如图9所示。

图9

图9 靶区预测图

1.花岗闪长岩；2.闪长玢岩；3.蚀变石英闪长玢岩；4.黄铁绢英岩化花岗岩；5.黄铁绢英岩化碎裂岩；6.黄铁绢英岩；7.招平断裂带；8.Au等值线；9.Ag等值线；10.Hg等值线；11.靶区

Fig.9 Target area prediction map

H1靶区位于测区北部，预测依据主要有：根据图7（a）中F1因子的推断，下覆地层可能发育有NNW向脆性断裂，为有利的成矿构造；靶区内矿化蚀变分带性良好，其特点是黄铁绢英岩化碎裂岩以浸染状黄铁矿化为主，黄铁绢英岩化花岗岩质碎裂岩以细脉浸染状和网脉状黄铁矿化为主，这是该地区高品位金矿所具有的蚀变特点；区域内成矿元素NAP值较大，且高温和中低温元素组合均在此处出现，反映该区成矿潜力较大。

H2靶区和H3靶区均位于测区的南部，预测证据主要有：H2和H3靶区内矿化发育良好，但与H1靶区相比，矿化较差且规模相对较小；由图7（a）推断，H2和H3 下覆发育有贯穿测区的NNW向脆性断裂，且区内发育有花岗闪长玢岩，呈岩株产出，可为成矿提供热动力（庄吉平等，2001；王峰，2020）；测区南部呈现高温成矿元素异常（Ⅲ号）和中高温成矿元素异常（Ⅹ、Ⅻ号），反映流体自SSW向NNE运移。如图10所示，H2和H3之间Au含量出现较大的低谷，且H2的矿化类型较H3丰富，故将测区南部异常区域划分成2个部分，即H2和H3。

图10

图10 38#勘探线地球化学剖面图

1.花岗闪长岩；2.闪长玢岩；3.蚀变石英闪长玢岩；4.黄铁绢英岩化花岗岩；5.黄铁绢英岩化碎裂岩；6.黄铁绢英岩；7.招平断裂带；8.Au等值线；9.Ag等值线；10.Hg等值线；11.38#勘探线

Fig.10 Geochemical profile of 38# exploration line

H4靶区位于测区东北部，预测证据主要有：区域内发育有NNE向断裂（招平断裂），为成矿提供了有利的场所；测区东北部呈现高温成矿元素异常（Ⅰ号）→中高温成矿异常（Ⅸ号）→中酸性成岩元素异常→中低温成矿异常（Ⅵ号），其中，中低温元素套合良好，反映流体运移距离较小。

6 靶区比对预测

在石头顶矿段同期开展了1∶1万激电中梯测量。其中，脉状及浸染状金矿石极化率为37.4%~9.12%，表现为高极化率特征，其他岩（矿）石极化率小于1.5%，表现为低极化率特征。闪长玢岩、花岗岩、浸染状金矿石和金矿化黄铁绢英岩电阻率在2 000 Ω·m以上，表现为相对高电阻率特征；闪长岩电阻率为568 Ω·m，表现为中低电阻率特征；脉状金矿石电阻率为25 Ω·m，表现为低电阻率特征。脉状金矿石表现为高极化率、低电阻率特征，其他岩（矿）石为中高电阻率和低极化率特征。矿区金矿（化）体与围岩有明显的电性差异。据此在石头顶测区中东部划分了3号找矿靶区（图11）。

图11

图11 地球物理勘探靶区预测

1.花岗闪长岩；2.闪长玢岩；3.蚀变石英闪长玢岩；4.黄铁绢英岩化花岗岩；5.黄铁绢英岩化碎裂岩；6.黄铁绢英岩；7.IP极化率异常；8.IP视电阻率率异常；9.靶区

Fig.11 Prediction of geophysical exploration target area

物探靶区结果和化探靶区中，H2（Ⅻ号）和H4（Ⅸ号）均有重合部分，考虑土壤地球化学分析受地形和环境影响较大。元素受重力、大气降水和地下水运移影响而产生迁移，最终圈定测区东部的H2（Ⅻ号）和H4（Ⅸ号）中临近招平断裂下盘附近地区为找矿靶区。化探H1（Ⅷ号）区Au元素异常分带性较好，且规模较大，但是由于上部为尹格庄矿区的尾矿库，并建有大型养殖场，对土壤地球化学勘测的影响较大，故未将此划为一类靶区。

目前，矿山已在H2靶区开展钻探工作，ZK0深钻于145 m处揭露到金矿体，验证了靶区的找矿潜力，其他找矿靶区有待进一步工程验证。

7 结论

（1）Au、Ag、As、Sb和Sn元素异常分布特征均与招平断裂形态基本一致，说明异常空间分布与构造运动有关。在H2（Ⅻ号）和H4（Ⅸ号）靶区，元素异常分布特征与下覆闪长玢岩脉形态相吻合，表明异常不仅与主断裂有关，而且与围岩中裂隙发育程度有着极大的关联，构造应力强则裂隙发育，从而为成矿热液的运移和富集提供良好的成矿环境。通过对F1~F4因子进行等值线分析，推测测区中部可能发育有NNW向脆性断裂。

（2）曹家洼金矿石头顶矿段土壤地球化学Au、Ag和Hg元素变异系数较高，富集成矿的可能性较大，Au、Ag和Mo元素异常变异系数比值均大于2，表明其极端异常点较多，区域性小范围富集成矿的可能性较大。

（3）在R型聚类分析及因子分析的基础上，绘制了石头顶矿段F1~F4因子等值线异常图，并划分了12个异常区域，包括：高温元素异常（Ⅰ~Ⅳ号）、中高温元素异常（Ⅷ~Ⅻ号）、中低温元素异常（Ⅴ~Ⅶ号）以及岩浆活动晚期的成岩元素异常。结合实际地质图，对石头顶矿段进行了靶区的划分。

（4）Hg属于低温元素，而Au和Ag属于中高温元素，但聚类分析显示了Au、Ag和Hg元素具有很大的相关性，Au、Ag和Hg元素在该测区同样具有较高的变异系数，说明在该地区Hg元素对金矿具有一定的指示作用。

（5）通过对比土壤地球化学分析结果和物探结果，最终圈定测区东部H2（Ⅻ号）和H4（Ⅸ号）靶区临近招平断裂下盘附近地区为找矿靶区。H3（Ⅹ号）靶区由于内部无良好矿化蚀变，且与物探靶区套合程度较差，没有划定为最终靶区。位于矿区内北部H1（Ⅷ号）靶区的Au、Ag和Hg元素异常套合好，且临近招平断裂，下覆发育大量黄铁绢英岩化蚀变，具有良好的成矿前景，但由于存在外在环境干扰因素（存在养殖场及临近北部大尹格庄尾矿库），应采取钻探方式进一步查证。

http://www.goldsci.ac.cn/article/2022/1005-2518/1005-2518-2022-30-2-179.shtml

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