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  地质与资源 2022, Vol. 31 Issue (1): 68-75  
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doi：10.13686/j.cnki.dzyzy.2022.01.008
引用本文
张龙, 任传涛, 陈桂虎, 孙剑爽, 娄雨雷, 王珑凯, 邹常伟, 王海英. 物化探综合找矿方法在吉林省汪清县复兴地区勘查中的应用[J]. 地质与资源, 2022, 31(1): 68-75.  
ZHANG Long, REN Chuan-tao, CHEN Gui-hu, SUN Jian-shuang, LOU Yu-lei, WANG Long-kai, ZOU Chang-wei, WANG Hai-ying. APPLICATION OF INTEGRATED GEOPHYSICAL AND GEOCHEMICAL PROSPECTING METHODS IN FUXING AREA, JILIN PROVINCE[J]. Geology and Resources, 2022, 31(1): 68-75.  
物化探综合找矿方法在吉林省汪清县复兴地区勘查中的应用
张龙1 , 任传涛1 , 陈桂虎1 , 孙剑爽1 , 娄雨雷1 , 王珑凯1 , 邹常伟1 , 王海英2     
1. 中国地质调查局 牡丹江自然资源综合调查中心, 黑龙江 牡丹江 157021;
2. 辽宁省北票市自然资源局, 辽宁 北票 122100
收稿日期：2021-03-24; 修回日期：2021-06-09
基金项目：原武警黄金部队黄金专项项目"吉林省汪清县杜荒岭矿区外围岩金矿普查"（编号2015006、2016006、2017006）。
作者简介：张龙(1987-), 男, 硕士, 从事成因矿物学与找矿矿物学研究, 通信地址黑龙江省牡丹江市东安区卧龙街45号, E-mail//270418334@qq.com。
摘要：吉林省延边东部地区是中国东部滨太平洋地区重要的金、铜矿化集中区.九三沟金矿位于集中区内，复兴地区属九三沟金矿外围，成矿地质背景优越.在充分研究地质背景前提下，利用水系沉积物测量进行扫面，圈定Au异常6处，而后开展土壤地球化学测量、大功率激电测深和激电中梯测量工作，圈定了若干有利的成矿远景区，择优开展槽探和钻探工程验证，发现金矿化体2条，取得了较好的找矿效果.说明综合运用物化探方法找矿是可行、有效的，对于区域上寻找同类型矿床具有借鉴意义.
关键词：金矿床    水系沉积物    地球化学    地球物理    元素异常    吉林省    
中图分类号：P618.51;P631;P632            文献标志码：A            文章编号：1671-1947(2022)01-0068-08
APPLICATION OF INTEGRATED GEOPHYSICAL AND GEOCHEMICAL PROSPECTING METHODS IN FUXING AREA, JILIN PROVINCE
ZHANG Long1 , REN Chuan-tao1 , CHEN Gui-hu1 , SUN Jian-shuang1 , LOU Yu-lei1 , WANG Long-kai1 , ZOU Chang-wei1 , WANG Hai-ying2     
1. Mudanjiang Natural Resources Comprehensive Survey Center, CGS, Mudanjiang 157021, Heilongjiang Province, China;
2. Beipiao Bureau of Natural Resources, Chaoyang 122100, Liaoning Province, China
Abstract: The eastern Yanbian area of Jilin Province is an important gold and copper mineralization concentration area in the marginal-Pacific region of eastern China. Fuxing area is in the periphery of the Jiusangou gold deposit, which is located within the mineralization concentration area, with superior metallogenic geological background. Based on a full study of the geological background, the stream sediment survey is conducted for surface exploration and 6 Au anomalies are delineated. Then, through soil geochemical survey, high-power IP sounding and IP intermediate gradient measurement, a number of favorable metallogenic prospects are delineated, among which the superior ones are selected for trenching and drilling verification and 2 gold mineralized bodies are found. Such prospecting results indicate that the application of integrated geophysical and geochemical prospecting methods is feasible and effective, and has reference significance for prospecting similar deposits in the region.
Key words: gold deposit    stream sediment    geochemistry    geophysics    element anomaly    Jilin Province    

0 前言

九三沟金矿床位于吉林省汪清县内，吉林省地质局、吉林省冶金局、原武警黄金部队等单位先后在九三沟矿区开展了地质找矿工作. 该矿床处于北北东向复兴断裂与北西向金仓断裂的交汇处，是闹枝－百草沟－金苍（复兴）东西向火山岩浆带的一部分，共圈定10余条矿脉. 区内成矿地质背景优越，找矿潜力较大[1-6].

复兴地区属九三沟金矿外围，运用水系沉积物测量圈定找矿靶区，同时在重点区开展1∶1万土壤测量、大功率激电测深和1∶1万激电中梯测量工作，圈定了若干有利的成矿远景区，择优选区利用槽探和钻探工作进行了初步验证，发现2条金矿化体，为部署下一步找矿工作及研究区域、矿区成矿规律提供了重要基础依据，在区域上优选、浓缩找矿靶区具有很好的借鉴意义.

1 地质背景

研究区大地构造位置位于吉黑造山带，即华北板块北缘东段、古亚洲洋消亡型活动陆缘带控制的东西向构造带与西太平洋活动陆缘控制的北东向构造带的交汇处[7]，夹于华北板块、兴凯地块、佳木斯地块之间（图 1a），处于延边－兴凯中生代构造岩浆成矿带之上，是一个经历了古亚洲洋演化、中生代古太平洋板块向古亚洲板块俯冲的大陆边缘复合成矿构造区. 研究区位于九三沟金矿西部（图 1b），出露地层为中生界白垩系，新生界古近系、新近系及第四系，位于敦化－百草沟－复兴－杜荒子近东西向深断裂带东端，发育近东西向晚侏罗—早白垩世复兴村复式火山构造岩浆岩带，与后期近南北向断裂相互作用，形成了其次级北东、北西、北东东、东西及南北向构造.

图 1 复兴地区地质图（据文献[8]） Fig.1 Geological sketch map of Fuxing area (From Reference[8]) 1—第四系全新统（Quaternary Holocene）；2—新近系上新统船底山组（Neogene Pliocene Chuandishan fm.）；3—古近系珲春组（Paleogene Hunchun fm.）；4—白垩系金沟岭组上段（Upper mem. of Jingouling fm.，Cretaceous）；5—金沟岭组下段（Lower mem. of Jingouling fm.）；6—白垩系地荫沟组（Cretaceous Diyingou fm.）；7—早白垩世橄榄辉长玢岩（Early Cretaceous olivine gabbro porphyrite）；8—早白垩世闪长岩（Early Cretaceous diorite）；9—早白垩世花岗闪长斑岩（Early Cretaceous granodiorite porphyry）；10—中二叠世花岗闪长岩（Middle Permian granodiorite）；11—次安山岩脉（subandesite dike）；12—断层（fault）
2 复兴地区化探特征 2.1 水系沉积物测量成果

水系沉积物调查能有效地圈定找矿远景区，是地质找矿中卓有成效的地球化学勘查手段[9-13]. 原武警黄金五支队在老黑山－罗子沟一带，通过开展1∶10万水系沉积物测量，圈定了一处金异常，该异常规模大，金最高值100×10－9，标准离差0.67×10－9，变异系数为0.80. 该异常分3个浓集中心，中部和东部浓集中心分别发现新沟－砂金沟、杜荒岭金矿体，西部浓集中心位于研究区内.

针对研究区1∶10万水系异常，在其浓集中心开展了1∶2.5万水系沉积物测量. 结果显示，异常重现性好，共圈定单元素异常20处，其中Au异常6处，异常Au01和Au06号分带明显，组合异常2处（图 2）. 通过对9种元素数据的相关性分析（表 1）和R型聚类分析（图 3）表明，Au与As、Ag、Cu、Sb、Zn元素相关性较好，Pb、Zn、As、Sb、Ag、Cu为中低温成矿元素组合，Bi与Hg为低温元素组合，Au为中高温元素. 元素组合代表了区内3期与成矿有关的元素富集作用.

图 2 复兴地区1∶2.5万水系各元素及组合异常剖析图 Fig.2 Anomaly map of elements and association by the 1∶25 000 stream sediment survey in Fuxing area
表 1 复兴地区1∶2.5万水系各元素相关性分析一览表 Table 1 Correlation analysis of 1∶25 000 stream sediment survey in Fuxing area
图 3 复兴地区1∶2.5万水系各元素R型聚类分析谱系图 Fig.3 R-mode cluster analysis of elements by the 1∶ 25 000 stream sediment survey in Fuxing area
2.2 1∶1万土壤地球化学测量

土壤地球化学测量是一种经典的地球化学找矿手段，能够快速缩小找矿范围，圈定找矿靶区，找矿效果显著[14-18].

针对以金为主的1∶2.5万水系沉积物异常，为进一步缩小找矿靶区，在研究区开展1∶1万土壤地球化学测量，共圈定单元素异常82处，其中Au异常18处，组合异常7处（图 4）. 数据分析结果显示Au与Ag相关性略好（表 2），与1∶2.5万水系沉积物测量结果较为一致，反映区内地球化学数据分形性特征较为明显.

图 4 复兴地区1∶1万土壤测量工程布设及各元素异常剖析图 Fig.4 Engineering layout and element anomaly map of 1∶10 000 soil survey in Fuxing area 1—水系金异常及编号（stream Au anomaly and number）；2—土壤地球化学测线（survey line of soil geochemistry）；3—土壤组合异常及编号（soil association anomaly and number）；4—土壤金异常（soil Au anomaly）；5—土壤银异常（soil Ag anomaly）；6—土壤铜异常（soil Cu anomaly）；7—土壤铅异常（soil Pb anomaly）；8—土壤锌异常（soil Zn anomaly）；9—土壤砷异常（soil As anomaly）；10—土壤锑异常（soil Sb anomaly）；11—土壤铋异常（soil Bi anomaly）；12—土壤钼异常（soil Mo anomaly）；13—土壤汞异常（soil Hg anomaly）
表 2 复兴地区1∶1万土壤各元素相关性分析一览表 Table 2 Correlation analysis of elements in 1∶ 10 000 soil survey in Fuxing area
3 复兴地区物探特征

电法测量是金属矿勘查中最常见的地球物理方法之一，特别是对寻找隐伏矿体有重要应用[19-24]. 本次工作针对水系圈定的金元素异常发育地段布设1∶1万激电中梯剖面测量和大功率激电测深测量.

3.1 岩（矿）石物性特征

采集复兴地区有代表性的岩（矿）石标本，进行物性测定（表 3）. 从表中可以看出：电阻率、极化率数值与金属矿物含量关系密切. 金属矿物含量高，电阻率通常较低，相对极化率较高；金属矿物含量少，电阻率通常较高，相对极化率较低；围岩与矿石物性差异较为明显，因此，电法在复兴地区内找矿方法有效.

表 3 岩矿石物性参数统计表 Table 3 Physical parameters of rocks and ores
3.2 1∶1万激电中梯剖面测量

对1∶2.5万水系沉积物测量Au02号异常布设测线5条，圈定视幅频率异常4处. 在740~860 m区间内，2、3、4线异常值普遍偏高，有呈近东西向展布的趋势，视幅频率最大可达8.0（图 5），推断异常由含金属矿化地质体引起.

图 5 1∶2.5万水系Au02号异常激电中梯测量图 Fig.5 IP intermediate gradient measurement of Au02 anomaly by 1∶25 000 stream sediment survey
3.3 大功率激电测深

对1∶2.5万水系沉积物测量Au02号异常布设2条线64点，圈定1条宽约170 m、呈近东西走向直立的高极化率的地质体（图 6）. 该区出露岩体为早白垩世花岗闪长斑岩体，推断该异常由含金属矿化的岩体引起，与1∶1万激电中梯剖面测量结果吻合性较好.

图 6 1∶2.5万水系Au02号异常激电测深联合剖面图 Fig.6 IP sounding composite profiles of Au02 anomaly by 1∶25 000 stream sediment survey

对1∶2.5万水系沉积物测量Au03号异常完成4条线104点. 通过工作，深部圈定一条宽约100 m、呈北东东走向（60°方位）、近直立（略微倾向南东）的高极化率地质体（图 7）.

图 7 1∶2.5万水系Au03号异常激电测深联合剖面图 Fig.7 IP sounding composite profiles of Au03 anomaly by 1∶25 000 stream sediment survey
4 查证结果

结合复兴地区物化探成果，布设槽探和钻探进行工程验证. 槽探对1∶2.5万水系Au02号异常和1∶1万土壤Au06号异常结合部位进行揭露验证，发现金矿化体1条，产状20°∠52°，控制厚度1.00 m，金品位0.36×10－6，单工程控制. 钻探工程对1∶2.5水系Au03号异常与大功率激电测深圈定的视幅频率异常结合部位进行深部查证，发现金矿化体1条，品位0.56×10－6，单工程控制.

5 结论

1）复兴地区位于东西向成矿带的东部，燕山期岩浆活动频繁，筒状次火山岩发育，具有多期次活动的特点，易形成筒状角砾岩体，是寻找火山－次火山岩型及角砾岩筒型金及多金属的找矿远景区.

2）化探特征显示，区内地球化学数据分形性特征较为明显，Au与As、Ag、Cu、Sb、Zn元素相关性较好，元素组合表明区内存在3期与成矿有关的元素富集作用.

3）1∶1万土壤圈定的ZH03号组合异常及Au04、Au06、Au07号异常，异常值较高且连续，异常形状与邻区砂金沟－杜荒岭已知矿体相似，推断与金矿体关系密切，成矿潜力较大，应重点对其进行查证.

4）区内发现的金矿化体单工程控制，具体特征尚未查清. 浅表利用槽探工程对两侧追索控制，参照邻区九三沟和杜荒岭金矿体地表贫、深部富的特点，深部利用少量钻探工程查证其特征.

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