五龙金矿床位于辽宁省丹东市西北部约20 km处，开采活动始于1938年，是辽东地区最早发现和开发利用的金矿床，迄今累计开采黄金60余吨。随着矿山服务年限和开采深度的增加，现有探明资源储量严重不足，因此开展五龙金矿外围找矿工作，增加资源储量，缓解矿山资源压力显得十分必要。近年来，诸多学者围绕五龙金矿床成矿规律和外围找矿等方面开展了积极探索和预测工作（刘争等，2011；王明志等，2015），为该矿区实现外围找矿突破提供了参考依据。

v163号脉是目前五龙金矿区内规模最大的石英脉型金矿脉，呈NW-SE向展布，长度超过700 m，纵向控制深度大于1 000 m。随着矿区开采深度的增加以及深部找矿勘探难度的加大，目前矿区北西和南东部成矿远景尚不明确，因此v163号脉两侧成矿潜力成为诸多学者研究和探索的目标。前人在五龙金矿区及其外围开展了大量的野外地质调查、物化探测量和数值建模等工作。底青云等（2021）采用综合地球物理方法，在青城子矿区和五龙矿区外围圈定了若干找矿远景靶区，其中在五龙金矿区圈定了3个找矿靶区，这一成果对于后期五龙金矿外围找矿具有积极的指导意义。也有部分学者采用地面高密度电法和EH4等技术手段，结合航磁、区域重力资料分析结果，在五龙金矿区及外围对典型含矿岩脉和断裂的电性特征进行了测量，并结合地质构造进行细致分析，对后期找矿工作具有一定借鉴意义（李兴国等，2007；杜琴等，2018；俞炳等，2021），然而，这些地面工作相对分散，未开展面积性工作。刘向冲等（2020）利用现有物化探数据建立了三股流岩体仅作为热源驱动大气降水和释放岩浆热液的对流数值模型，结果表明：三股流岩体自侵位后可在其周边1 km 范围内形成300 ℃以上的热场，并维持数十万年，因而有利于形成岩浆热液型矿床；三股流岩体释放了充足的岩浆热液，可在岩体边缘和外接触带形成热液蚀变和金矿化。在矿区深部找矿工作中，石连成等（2020）通过研究五龙金矿区航空TEM、航磁和航空大地电磁的物探异常特征，建立了五龙金矿区的地质地球物理找矿模型，对矿区深部空间的找矿潜力进行了预测，认为深部空间与五龙金矿体典型特征相似的地段仍具有较好的找矿潜力；曾庆栋等（2019）结合区域找矿进展和相关研究工作，建立了辽东地区金矿找矿预测地质模型，认为辽东地区具有与胶东地区相似的金矿成矿条件，成矿潜力巨大，该成果对区域矿产勘查部署具有重要指导意义；王冬丽（2017）通过分析五龙金矿2号井金矿脉金赋存状态、Co/Ni比值变化趋势、不同标高黄铁矿热电系数的变化特征以及微量元素分布异常特征规律，进行了深部及外围成矿预测，认为五龙金矿南侧深部具有广阔的找矿前景。

本文主要针对v163号脉外围和100号断裂南侧开展研究工作，为五龙金矿外围找矿工作提供切实可信的地球物理依据。五龙金矿属于老矿区，电磁干扰严重，前期工作表明，AMT和MT由于受电磁干扰严重，部分测线几乎无法进行数据处理，鉴于此，选用抗干扰能力较强的人工磁性源瞬变电磁开展研究工作。通过采用加拿大Crone公司的PEM系统在矿区外围开展大定源装置的瞬变电磁法测量，在v163号脉北西、南东方向及100号断裂南侧分别布置了瞬变电磁剖面，通过观测资料的反演解释，构建了相应的地电模型。本次在v163号脉两侧和100号断裂南侧开展的找矿工作属于就矿找矿，分析相应地电模型特征，推测P0剖面低阻区与v163号脉目前开采的区域同属于石英脉型金矿床，100号断裂南侧地电模型中低阻区与现有的大孤顶子金矿相对应，推测为石英脉型金矿；而v163号脉东南方向三维地电模型中低阻明显比前者低一个数量级，结合该区域所处位置（位于三股流岩体与五龙岩体接触部位），推测该低阻带属于蚀变岩型金矿，目前局部验证钻孔已揭示不同深度存在厚度不均的硅化蚀变岩，验证了之前的推测。以上工作为外围找矿提供了新认识：五龙金矿不仅有石英脉型矿体，蚀变岩型矿体也可能是其重要的成矿类型之一。v163号脉两侧和100号断裂南侧区域值得开展进一步异常查证工作，为五龙金矿矿山资源储备提供依据。

五龙金矿集区位于辽东东部的丹东市振安区（图l），区内发育有规模达大型的五龙金矿（石英脉型）、四道沟金矿（蚀变岩型）以及杨家、红石和大孤顶子等一系列小型金矿床（或矿点）。近年来，在五龙矿集区鸡心岭断裂附近发现若干小规模的蚀变矿点。

五龙矿集区大地构造位置处于华北克拉通北部，鸭绿江成矿带的西南地段。区内NE向断裂极其发育，一级断裂为鸭绿江断裂，走向NE，倾向SE，具有多期次活动的特点。二级断裂为一组走向NE20°近平行的断裂，主要分布有金厂、郑家堡子、黑沟、鸡心岭和杨家等断裂，呈等间距产出，倾向NW，倾角为40°~60°，沿NE-SW向延长数千米，东西宽数米至数十米；断裂内发育有断层泥和构造透镜体，可见细粒闪长岩和含金石英脉等贯入，反映出多期次活动的特点。此外，矿区内还发育有大量的NW和近SN向断裂，为五龙金矿的主要容矿构造（辽宁省地质矿产局，1974；魏俊浩等，2003；辽宁省有色地质局103队，2017； Liu et al.，2019；刘建民等，2021）。

黑云母二长花岗岩广泛分布在矿体附近，具有片麻状构造，是五龙矿集区内金矿床的主要围岩。此外，矿区内还分布有若干花岗岩岩株，侵入二云母花岗岩及元古宙地层中，规模较大的有南侧的三股流岩体和北东侧的五龙背岩体。其中，三股流花岗岩岩体中心相和过渡相为斑状花岗岩，边缘相为中—细粒花岗闪长岩，v163号脉向东南延伸至三股流岩体。

从空间上来看，五龙金矿床产于三股流岩体与五龙背岩体之间的五龙岩体内，金矿化集中分布在鸡心沟断裂东侧（图1）。五龙金矿床金矿化类型主要为石英脉型，目前已发现含金石英脉460余条。含金石英脉与围岩之间界限分明，以脉状和透镜状为主，具有明显的分支复合和尖灭再现等特点（Liu et al.，2019）。含金脉体在空间上与细粒闪长岩脉密切相关，产状与细粒闪长岩完全一致，主要呈NE、NNE和NW向展布。

矿区存在晚侏罗世和早白垩世2期岩浆活动。晚侏罗世岩浆活动主要发育有五龙二云母花岗岩（Gu et al.，2018；杨凤超等，2018；Wang et al.，2019；Yu et al.，2020），在区域上呈大的岩基形式产出，也是矿区内主要的出露基岩。早白垩世岩浆活动广泛发育，矿区南部发育有三股流花岗闪长岩，呈岩株状产出，与金矿化密切相关。其他中酸性侵入杂岩广泛分布，主要出露于五龙矿区的南端，呈岩株状产出，EW向展布，矿区北部发育有五龙背斑状花岗岩（王志强等，2020）。此外，矿区内普遍发育有细粒闪长岩、花岗斑岩、闪长岩、伟晶岩、煌斑岩、辉绿岩和闪长玢岩等各类脉岩（姚晓峰等，2021）。

以往研究表明，矿集区内四道沟金矿类型属于蚀变岩型。房兴等（2020）通过野外地质调查和总结前人资料发现，鸡心岭断裂靠近五龙金矿内部也发育有蚀变岩型金矿，其余金矿化类型均为石英脉型金矿。四道沟蚀变岩型金矿产于盖县群内，受NNE和NW向断裂控制。含金石英脉产于侏罗纪二云母花岗岩和早白垩世花岗闪长岩体内，并伴有大量中酸性脉岩产出，包括成矿前期的细粒闪长岩和花岗斑岩，成矿后的煌斑岩和辉绿岩等岩脉。

五龙金矿区内普遍发育有热液蚀变，其中，硅化、绢英岩化、绢云母化和绿泥石化是主要的蚀变类型。金矿化与绢英岩化、硅化之间的关系更为密切。根据热液蚀变强度和规模，从矿体中心至外缘可清晰地识别出3个不同类型的热液蚀变分带（Yu et al.，2018）。在空间上，含矿石英脉群均围绕三股流花岗闪长岩体周围产出；金矿化石英脉群集中在三股流花岗闪长岩体西北侧，诸如规模较大的v163号脉和大孤顶子矿点等，含金石英脉群与细粒闪长岩脉为伴生关系（肖世椰等，2018）。

岩（矿）石与围岩的电性差异是实现电磁法有效探测的基础条件，为了解矿区物性条件，综合分析了杜琴（2018）、辽宁省有色地质局勘查总院（2003）关于五龙矿区岩（矿）石电阻率测试成果，这些岩石标本均采自基岩，具有一定的代表性。其中，矿区岩（矿）石电性参数统计结果见表1。由表1可知，细粒闪长岩、花岗斑岩、片麻状二云母花岗岩和花岗闪长岩电阻率明显表现为高值异常，不含矿的石英脉岩也表现为高阻，含矿石英脉岩则表现为显著低阻特征，这种电性差异为后期开展电磁法找矿提供了基础条件。

瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，TEM）是一种人工源电磁法，其原理是：通过不接地回线或接地长导线向地下发射电磁波，当一次场稳定后关闭供电回路，此时变化磁场在地下导电介质中产生感应电流（涡流），且感应涡流由于热损耗而随时间衰减，其衰减特性与地下介质的电性结构有关（Wait，1951；蒋邦远，1998；牛之琏，2000）。该方法观测的是断电后涡流场（称为“二次场”） 的时间特性，研究地下电性结构，从而达到地质勘探的目的。本文采用磁性源瞬变电磁法，即在地表布设不接地回线，通过发射机控制发射回线内一次场的变化实现二次场测量。

瞬变电磁法有中心回线、重叠回线和定源回线等多种装置，采用的装置不同，所解决的地质问题也有所差异，如重叠回线和中心回线往往适用于浅部探测，而定源回线具有发射磁矩大和激发能量强等优点，因此常用于深部探测。综合考虑探测目标和地形及工作效率等因素后，选择定源回线作为主要测量装置。

瞬变电磁数据采集采用加拿大Crone公司的PEM系统，该系统是目前国际上最先进的专业瞬变电磁系统之一，具有下降沿可控和超长采样时基等特点，4.8 kW的大功率发射系统结合大定源装置，能够有效保证探测深度。

如图2所示，垂直 v163号脉在其西北和东南方向各布置了1条和12条测线，方位角为47°。其中，西北方向测线P0长度为3.2 km，东南方向布置了2个600 m×900 m的发射框（LOOP1和LOOP2），共12条剖面（P01~P12），线距为100 m，点距为50 m，局部加密至25 m，每条测线长度为800 m；在100号断裂南侧布置2个EW向的600 m×900 m发射框（LOOP3和LOOP4），共6条剖面，每条剖面长度为1.7 km，自南向北编号依次为P51、P52、P53、P54、P55和P56。

v163号脉两端布置测线的目的是查明v163号脉在外围的延伸情况，100号断裂南侧布置瞬变电磁测线的目的是查明100号断裂向南延伸情况以及大孤顶子金矿北侧成矿特征。

数据处理采用当前最先进的专业瞬变电磁处理软件Maxwell，最新版本7.15，由澳大利亚EMIT公司生产。该系统能够处理各类装置的磁场和电动势数据，支持定源回线资料处理和解释。本次反演计算采用Maxwell软件子模块Beowulf进行一维层状反演（Raiche et al.，2007），后期采用Maxwell自带的成图系统和绿洲地球科学软件Oasis Montaj进行二维和三维地电模型构建。

图3所示为P0剖面电阻率反演断面图。由图3可知，近地表电阻率表现为明显的较低阻特征，电阻率小于3 200 Ω·m，是地表盖层和近地表风化层的反映；随着勘探深度的增大，在剖面1 300~2 100 m深度（地表为石英脉和细粒闪长岩脉）出现上宽下窄的楔形低阻区域，电阻率为3 200~8 000 Ω·m，但这种低阻比近地表明显偏高，又小于两侧的围岩电阻率（8 000~11 000 Ω·m）。结合图2和矿区地层岩性，推测高阻区域为片麻状二云母花岗岩，深部低阻区域为含矿石英脉群的反映，其中石英脉群包含v163号脉的北西段，根据已知到未知的原则，此处低阻反映石英脉型成矿的可能性极大。

图4所示为v163号脉东南方向L05和L08的一维电阻率反演断面图及三维地电模型，其中图4（a）和图4（b）分别为P05和P08线电阻率反演断面图，可见测线西南方向深部呈明显低阻，且低阻体具有明显向北东倾斜的特征，而剖面东北方向表现为明显的高阻特征，且高阻体在浅部自东北向西南有逐渐变薄的趋势。低阻体电阻率为40~1 250 Ω·m，该电阻率明显低于P0剖面上石英脉群的电阻率，二者明显不在一个数量级区间。

图4（c）是依据LOOP1和LOOP2中所有剖面构建的三维地电模型，此处P10、P11和P12剖面小号点处由于高压线干扰，剔除了部分干扰点。由图4（c）可知，所有剖面电性分布特征趋势相似，即NE向大号点浅部表现为高阻，而SW向深部表现为低阻，该低阻体具有明显的NE倾向特征，且低阻体的规模自东北向西南方向逐渐增大。根据矿区岩性分布特征（图2）和现有成果，推测NE向高阻为五龙金矿的含矿母岩（二云母花岗岩），低阻介质为三股流岩体侵入引起的热液蚀变，导致该区域电阻率降低。

通过比较P0剖面和P01~P12剖面电性特征发现，尽管所有剖面均有低阻出现，但P0剖面的低阻范围为3 200~8 000 Ω·m，而P01~P12剖面中的低阻体电阻率在50~2 500 Ω·m之间变化，二者数值范围存在明显差别。依据现有地质资料，推测前者是典型石英脉群的反映，后者属于三股流入侵导致热液蚀变形成的低阻蚀变带的反映。

图5所示为P53线和P56线电阻率反演断面图，图6所示为100号断裂南侧三维地电模型。由图5可知，在P52~P56剖面上深度200~600 m范围有一低阻带，电阻率范围为4 000~12 000 Ω·m，且随着测线向北移动，该低阻带向北规模逐渐变大，向深部延伸趋势明显，如图6中低阻区A所示。在P51和P52剖面上，低阻异常区A并不明显。自P53开始向北剖面的纵向和横向低阻异常区规模逐渐增大。在P56线，低阻特征进一步加强，低阻异常区纵向明显向深部延伸且未闭合。结合现有地质资料，该低阻区域在平面上与已知的大孤顶子金矿点相对应，属于典型的含矿石英脉导致的低电阻特征，该低阻区向北有进一步扩大的趋势。由图2可知，NNE走向的黑沟断裂与P51、P52、P53线斜交，三维地电模型东南深部的低阻主要表现在P51、P52和P53剖面上，推测深部的低阻区B为黑沟断裂所引起。

通过比较P0断面反演结果与100号断裂南侧电性特征发现，P0剖面上含矿岩脉群的电阻率变化范围为3 200~8 000 Ω·m，100号断裂南侧低阻区A的电阻率变化范围为3 800~10 000 Ω·m，二者基本在同一区间内变化。而v163号脉南东方向剖面的地电模型显示，低阻体电阻率在50~2 500 Ω·m之间变化，结合现有地质资料，推测v163号脉北西方向P0剖面和100号断裂南侧低阻异常体A区可能均为石英脉群的响应特征。在地质平面图（图2）中可看出，岩脉群在平面上明显与P0剖面的低阻区相对应，100号断裂南侧的低阻区A与现有的大孤顶子金矿点对应，且向北侧和深部异常未闭合，表现出增大趋势，值得关注；P51~P53剖面在平面上与黑沟断裂斜交，剖面东侧深部出现低阻，且P51和P52浅部也出现自上而下的贯穿性低阻带，推测深部低阻区B与黑沟断裂相对应；v163号脉南东方向的低阻明显低于含矿石英脉群的电阻率，推测可能是后期三股流岩体入侵在岩体接触部位形成的热液蚀变带，导致接触带出现低电阻率特征。

根据地面瞬变电磁资料的反演结果，五龙金矿在v163号脉东南P06线600点东南20 m处、P08线500点附近完成了2个验证钻孔ZK319A-1和ZK351A-1，孔深分别为576 m和609 m。2个钻孔柱状图揭示自75 m以下，在不同深度存在厚度为2~41 m的硅化蚀变岩，蚀变强烈，主要为硅化、绢云母化、绿泥石化和伟晶岩化，在2个钻孔中均存在不同程度的黄铁矿化，其中ZK319A-1钻孔由浅至深黄铁矿化发育程度增强，如表2所示，自上而下共有9层硅化蚀变岩，且随着深度的增加，硅化蚀变岩厚度增加，黄铁矿化程度增强。钻孔岩心柱状图揭示的硅化蚀变岩与黑云母二长花岗岩的交互地层结构，在电性上明显低于含矿石英脉群，这与前文中v163号脉东南方向三维地电模型的低阻特性相对应，证实了瞬变电磁资料反演结果的可靠性。郭褀（2019）研究表明，矿化带的分布与围岩岩性、蚀变和区域动力关系密切，五龙金矿区最常见的蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化和黄铁矿化，且与矿脉的距离关系由远及近分别为硅化、绢云母化、绿泥石化和黄铁矿化，这种分布特征对发现矿脉具有指示意义。尽管钻探验证没有直接发现金矿脉，但揭露了与矿化相关的蚀变类型，表明该区域具有很大的成矿潜力。此外，硅化、绿泥石化、绢云母化和黄铁矿化均属于高温、中低温热液蚀变，结合验证区位于三股流岩体与五龙岩体的过渡带，推测为三股流岩体侵位导致的热液蚀变。

根据本次瞬变电磁法工作成果，结合已有地质和物探成果，取得以下认识：

（1）v163号脉西北方向P0剖面上低阻区是由包括v163号脉北西段的细粒闪长岩脉群的综合响应，结合v163号脉中段含矿类型推测，P0剖面上深部低阻区石英脉型成矿的可能性较大。

（2）100号断裂南侧的三维地电模型表明，低阻区与已有的大孤顶子金矿化点位置相对应，属于石英脉型金矿，根据三维电性变化特征，该区低阻向北侧深部并未闭合，下一步工作重点是进一步向北开展异常追踪。

（3）v163号脉南东方向三维地电模型与前二者截然不同，二维剖面上表现为高低2种电性分布特征，结合剖面位置和电性特征等因素，推测该区低阻为蚀变岩引起，高阻为五龙二长花岗岩体，低阻为三股流岩体入侵引起的热液蚀变。后期钻探验证也表明，该区纵向在不同深度存在不同类型的硅化蚀变岩，主要成分为硅化、绿泥石化、绢云母化以及不同程度的黄铁矿化，且蚀变带规模较大，结合矿区地质背景和前人物化探成果，推测该区域蚀变成矿的可能性极大，有必要开展进一步验证和调查工作。