唐名鷹，陳建，鄒占春，孫麗莎，何宗圍，李雙飛，鄭成龍，丁文潔

摘要：膠萊盆地南緣沿五蓮青島深大斷裂及其次級(jí)斷裂，目前已發(fā)現(xiàn)大量的金鉛鋅多金屬礦床（點(diǎn)），除典型的隱爆角礫巖型五蓮七寶山金銅礦外，其余各礦床沿?cái)嗔寻l(fā)育，以石英脈型礦化為主，均顯示熱液礦床特征。高家宅科地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的金鉛鋅多金屬礦點(diǎn)，分布在以高嶺斷裂為主的NNW—近SN向斷裂中，但基于成礦規(guī)律及成礦作用等認(rèn)識(shí)的不足，該地區(qū)找礦工作進(jìn)展緩慢。本次研究通過短波紅外光譜測量，在該地區(qū)識(shí)別出以伊利石、白云母、綠泥石、高嶺石、蒙脫石和菱鐵礦為主的蝕變礦物，以面積性絹云母蝕變?yōu)橹鳎ㄒ晾?白云母）。絹云母礦物高IC值和低Pos2200吸收峰值分布區(qū)域均與區(qū)內(nèi)NNW—近SN向斷裂和絹英巖化蝕變帶具良好的相關(guān)性。結(jié)合已有成礦事實(shí)，認(rèn)為區(qū)內(nèi)以高嶺斷裂為主的NNW—近SN向斷裂更靠近熱液中心，同時(shí)，絹英巖化蝕變帶中異常的高IC值和極低的Pos2200吸收峰值分布區(qū)域，同樣具成礦的可能性。

關(guān)鍵詞：短波紅外光譜；金多金屬礦；勘查指示意義；膠萊盆地南緣；高家宅科

中圖分類號(hào)：P59文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.12128/j.issn.16726979.2023.05.003

引文格式：唐名鷹，陳建，鄒占春，等.膠萊盆地南緣高家宅科地區(qū)短波紅外光譜特征及金多金屬礦勘查指示意義［J］.山東國土資源，2023，39（5）：1726.TANG Mingying，CHEN Jian，ZOU Zhanchun， et al.Characteristics of ShortWave Infrared Spectrum and Significance of Exploration Instructions of Gold Polymetallic Deposit in Gaojiazhaike Area in the Southern Margin of Jiaolai Basin［J］.Shandong Land and Resources，2023，39（5）：1726.

0引言

自20世紀(jì)80年代以來，基于高光譜遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)、土壤及地質(zhì)等方面進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用［14］，相較于傳統(tǒng)的遙感技術(shù)，在高光譜分布范圍內(nèi)的可見光、近紅外和短波紅外光譜中，可針對(duì)性地突出特定地物反射峰值波長的微小差異，從而提高地物的光譜分辨率及區(qū)分不同物質(zhì)在不同波段的光譜響應(yīng)特征。用于識(shí)別巖石中含水或含氫氧根的層狀硅酸鹽礦物和黏土類、硫酸鹽和碳酸鹽礦物則在短波紅外光譜區(qū)（1300～2500nm）有特征顯示［58］，目前該技術(shù)多應(yīng)用于熱液礦床勘查評(píng)價(jià)及預(yù)測中。其主要工作方法為，通過系統(tǒng)的采樣工作，對(duì)與成礦作用關(guān)系密切的蝕變礦物進(jìn)行識(shí)別，確定蝕變礦物的種類、相對(duì)含量及分布情況，建立蝕變礦物勘查標(biāo)志體系，指示礦化（熱液）中心，指導(dǎo)下一步勘探方向［913］。

高家宅科地區(qū)已進(jìn)行了區(qū)域性的地質(zhì)及物化探工作，取得了一定的找礦認(rèn)識(shí)及找礦成果［1417］，后期開展的勘查工作中新發(fā)現(xiàn)的金鉛鋅礦化點(diǎn)多集中分布于以高嶺斷裂為主的NNW—近SN向斷裂中（圖1），以低溫?zé)嵋何g變?yōu)橹?，但基于成礦規(guī)律及成礦作用等認(rèn)識(shí)的不足，該地區(qū)找礦工作進(jìn)展緩慢。本次研究利用便攜式短波紅外光譜儀進(jìn)行野外熱液蝕變填圖工作，以準(zhǔn)確識(shí)別低溫?zé)嵋何g變礦物，剖析該地區(qū)蝕變礦物種類及分布特征，為進(jìn)一步分析熱液流體運(yùn)移及分布提供依據(jù)，同時(shí)結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)背景和蝕變信息綜合分析，對(duì)區(qū)域找礦前景進(jìn)行分析。

1區(qū)域地質(zhì)背景

高家宅科地區(qū)地處郯廬斷裂帶之昌邑大店斷裂東側(cè)，五蓮青島斷裂的西北側(cè)，位于膠萊盆地與膠南隆起接觸部位（圖1a）［18］。區(qū)內(nèi)地層以早白堊世青山群、萊陽群以及五蓮群地層為主（圖1b），其中青山群八畝地組以安山質(zhì)集塊巖、角礫巖以及角礫凝灰?guī)r為主，萊陽群中除法家塋組中發(fā)育少量的泥灰?guī)r夾流紋質(zhì)凝灰?guī)r外，其余地層發(fā)育有中粗粒砂巖、含礫砂巖以及少量細(xì)粉砂巖。巖漿巖以早白堊世花崗巖和晚三疊世閃長巖最為發(fā)育（圖1b），同時(shí)在高家宅科地區(qū)發(fā)育少量早南華世月季山單元二長花崗質(zhì)片麻巖。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以NEE向五蓮青島斷裂為主（圖1b），該斷裂兩側(cè)多發(fā)育NE向次級(jí)斷裂，區(qū)域上以分嶺山次級(jí)斷裂為主，該次級(jí)斷裂早期為壓扭性，晚期為張扭性，可見斷層泥、碎裂巖、構(gòu)造角礫巖發(fā)育，局部充填有石英脈、閃長玢巖脈等。

除上述發(fā)育的巖漿巖及構(gòu)造外，區(qū)內(nèi)還發(fā)育有七寶山火山穹隆以及分嶺山破火山等火山構(gòu)造（圖1b）。其中七寶山火山穹隆中主要發(fā)育有早白堊世七寶山潛火山雜巖體，為一套輝石閃長玢巖、（角閃）安山玢巖、石英閃長玢巖、花崗閃長斑巖為主的中基性—中酸性巖性組合，該火山雜巖體內(nèi)發(fā)育金線頭、窯頭等角礫巖筒，同時(shí)發(fā)育由內(nèi)部放射性火山構(gòu)造，發(fā)育有金線頭金銅礦、杏山峪銀鉛鋅多金屬礦以及釣魚臺(tái)硫鐵礦等［19］；分嶺山破火山口僅見火山口發(fā)育，呈楔形產(chǎn)出，與八畝地組呈斷層接觸，局部可見下窄上寬的漏斗形態(tài)，內(nèi)中充填英安質(zhì)火山角礫巖，該地區(qū)沿火山內(nèi)部南北向構(gòu)造發(fā)育分嶺山金礦化蝕變帶，以硅化褐鐵礦化碎裂巖和褐鐵礦化石英脈為主，呈細(xì)脈狀產(chǎn)出。

2樣品采集及實(shí)驗(yàn)測試分析

2.1樣品采集方法

本次樣品采集工作在野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上進(jìn)行，針對(duì)性的對(duì)高家宅科地區(qū)已發(fā)現(xiàn)構(gòu)造斷裂、絹英巖化蝕變帶進(jìn)行系統(tǒng)采樣，盡量采集原位的、風(fēng)化程度低的面狀蝕變樣品，采集的樣品間距在50～200m，平均間距約100m，第四系覆蓋區(qū)域或植被異常發(fā)育地區(qū)舍棄了部分樣品，同時(shí)在礦化發(fā)育的斷裂構(gòu)造發(fā)育部分酌情加密采樣，同時(shí)避免采集到硫化物脈，以免影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性。本次采樣工作基本覆蓋了高家宅科設(shè)計(jì)工作區(qū)域，共采集樣品168件。

2.2測試儀器及測試方法

本次研究采用的儀器為美國ASD公司生產(chǎn)的TerraSpec4 HiRes近紅外礦物分析儀。其光譜范圍為350～2500nm之間，光譜分辨率優(yōu)于6～7nm，光譜識(shí)別間距為2nm，吸收峰精度為1nm，測試窗口為直徑2.5cm的圓形區(qū)域。

所有分析在合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院進(jìn)行。測試過程中，為保證測試數(shù)據(jù)的質(zhì)量，每隔20min對(duì)儀器進(jìn)行優(yōu)化（optimization）及基準(zhǔn)白（white reference）測量一次。對(duì)測試所得的光譜數(shù)據(jù)，先用“光譜地質(zhì)師（TheSpectral Geologist，TSG）V.3軟件進(jìn)行自動(dòng)解譯，然后通過人工進(jìn)行逐條審查、核實(shí)并確定最終礦物種類。其中伊利石、白云母1900nm和2200nm吸收峰位、吸收峰深度等參數(shù)均可通過TSG V.3的標(biāo)量（scalar）直接獲取，其具體參數(shù)設(shè)置參考楊志明等［10］。同時(shí)白云母、伊利石結(jié)晶度（IC）也可通過TSG V.3的標(biāo)量功能直接求得。

3測試結(jié)果

3.1蝕變礦物種類與分布特征

對(duì)高家宅科地區(qū)短波紅外光譜測試，對(duì)每件樣品中所得點(diǎn)位數(shù)據(jù)中蝕變礦物種類及相對(duì)含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并分類，本研究僅對(duì)礦物相對(duì)含量大于5%進(jìn)行平均值的計(jì)算，并確定最終識(shí)別礦物的種類。通過計(jì)算整理，共識(shí)別出蝕變礦物十余種，按照出現(xiàn)的頻次，主要有白云母伊利石、白云母、蒙脫石、高嶺石、菱鐵礦、綠泥石、鐵白云石、綠簾石以及多硅白云母伊利石，另包含少量的多硅白云母、菱鎂礦、地開石、葡萄石等（表1，圖2）。為便于后續(xù)討論，將文中白云母和多硅白云母歸為白云母族類，將白云母伊利石和多硅白云母伊利石均歸為伊利石類，兩者均屬絹云母族類礦物。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示（表1），高家宅科地區(qū)主要識(shí)別礦物中最常見的為伊利石、白云母，其次為綠泥石、高嶺石、蒙脫石和菱鐵礦。

從高家宅科地區(qū)樣品蝕變分布中可以看出（圖3），區(qū)內(nèi)以面積性絹云母蝕變?yōu)橹鳎ㄒ晾?白云母），基本分布于整個(gè)地區(qū)。同時(shí)，少量分布的綠泥石多位于西部和北部早白堊世萊陽群龍旺山組和林寺山組地層中，同時(shí)在西南側(cè)林寺山組與五蓮群海眼口組接觸部位集中分布少量樣品，其余蝕變礦物則分布更為局限，綠簾石零星分布于北部，蒙脫石主要分布于西北部，高嶺石發(fā)育零散且不常見。

3.2IC值和Pos2200峰值

為進(jìn)一步討論區(qū)域短波紅外光譜蝕變信息，分析區(qū)內(nèi)熱液中心，并對(duì)成礦流體運(yùn)移進(jìn)行分析。本次研究選取面積性分布的絹云母族類礦物（伊利石+白云母）進(jìn)行IC值和Pos2200吸收峰值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

測試結(jié)果顯示（表1），宅科地區(qū)伊利石、白云母IC值分布在0.36～3.68之間，平均值為1.02，主要分布于0.50～1.50之間；Pos2200吸收峰值位于2197.93～2218.12nm之間，平均值為2206.14nm，主要分布于2202～2210nm之間。通過結(jié)晶度IC值和吸收峰Pos2200數(shù)據(jù)散點(diǎn)圖（圖4）可看出，高家宅科地區(qū)絹云母類礦物（伊利石+白云母）IC值與Pos2200吸收峰值未表現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)性，但整體來看，Pos2200吸收峰值越小，IC值越高，且蒙脫石和高嶺石樣品表現(xiàn)出明顯的低IC值和略高的Pos2200吸收峰值。通過測試分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)（表1）可看出，在識(shí)別礦物1以伊利石、白云母族類礦物為主的樣品中，其識(shí)別礦物2、3中多以蒙脫石、高嶺石為主，這導(dǎo)致了其IC值出現(xiàn)了降低，使得結(jié)晶度IC值和吸收峰Pos2200并未表現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)性。

4討論

4.1蝕變特征參數(shù)分布及對(duì)熱液中心的指示

前人研究認(rèn)為，絹云母族類礦物結(jié)晶度IC值和Pos2200吸收峰值存在明顯的變化性規(guī)律，可作為找礦勘查指標(biāo)，同時(shí)可快速定位熱液或礦化中心［5，9，2021］。其中IC值從礦化中心到外圍呈現(xiàn)明顯的降低趨勢(shì)，與流體溫度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系［10，22］，溫度越高，IC值較大，反之IC值則變小。而Pos2200吸收峰為AlOH峰，其實(shí)是pH梯度的反映，峰值越大，酸性越弱。理想情況下，低2200nm對(duì)應(yīng)的應(yīng)該是更靠近巖體中心（或接近流體通道）。

從區(qū)內(nèi)絹云母族礦物（白云母+伊利石）IC值分析和Pos2200吸收峰值統(tǒng)計(jì)可以看出，區(qū)內(nèi)高IC值樣品分布較少（IC值≥2），且Pos2200吸收峰值集中分布于2202～2210nm之間，說明區(qū)內(nèi)絹云母化面狀蝕變較為均勻。為此，將高家宅科地區(qū)絹云母類礦物進(jìn)行Pos2200峰值和IC值進(jìn)行離散數(shù)據(jù)的插值運(yùn)算并繪制相應(yīng)的等值線圖（圖5），對(duì)IC值和Pos2200吸收峰值可視化，凸顯空間變化規(guī)律。

在IC值分布平面圖上（圖5a），絹云母類礦物IC值在高家宅科西南、澇坡西側(cè)以及高家宅科西董家莊地區(qū)較高（IC值≥1.0），其高值點(diǎn)或高值分布區(qū)域與區(qū)內(nèi)NNW—近SN向斷裂呈現(xiàn)較好的相關(guān)性，同時(shí)在澇坡西側(cè)絹英巖化蝕變帶分布區(qū)域，出現(xiàn)了較為明顯的IC值高值分布區(qū)域，其IC值最高為3.68和2.71，但斷裂不發(fā)育，可能指示該地區(qū)可能有隱伏的斷裂發(fā)育，或潛在的熱液中心。

區(qū)內(nèi)Pos2200吸收峰值整體偏高，其低值分布在高家宅科西南側(cè)、澇坡西側(cè)以及西董家莊北側(cè)區(qū)域（Pos吸收峰值≤2205.5nm）（圖5b），與高IC值分布區(qū)域相對(duì)應(yīng)，其中澇坡西側(cè)明顯的低Pos2200吸收峰值分布區(qū)域與高IC值的分布區(qū)域完全對(duì)應(yīng)，顯示極好的熱液或礦化中心存在的可能性，同時(shí)F3、F4、F5斷裂交會(huì)部位亦出現(xiàn)了明顯的低Pos2200吸收峰值，但I(xiàn)C值偏低（IC值小于1.0），是否為斷裂交會(huì)部位樣品強(qiáng)烈的風(fēng)化蝕變對(duì)礦物IC值和Pos2200峰值產(chǎn)生影響，同時(shí)該地區(qū)與澇坡西側(cè)可能存在的熱液或礦化中心相近，該斷裂復(fù)合部位對(duì)成礦或熱液運(yùn)移作用的影響還有待查明。

4.2勘查指示意義

區(qū)域上中生代強(qiáng)烈的火山和巖漿作用，以及青島五蓮斷裂及其次級(jí)斷裂的異常發(fā)育，為區(qū)內(nèi)多金屬含礦熱液提供了豐富的來源和成礦通道。其中，以NNW向高嶺斷裂（F1）為主的控礦、儲(chǔ)礦構(gòu)造為區(qū)域內(nèi)主要含礦構(gòu)造，其斷裂性質(zhì)為左行張扭性，該斷裂帶及其次級(jí)斷裂（F2為主）內(nèi)分布有區(qū)內(nèi)主要金鉛鋅礦化帶，并伴有一定的銀銅礦化。

本次短波紅外光譜測試分析來看，高家宅科地區(qū)以絹云母族蝕變（伊利石+白云母）為主，其蝕變范圍基本覆蓋全區(qū)，區(qū)內(nèi)F1、F2斷裂附近顯示明顯的高IC值分布和低Pos2200吸收峰值分布，且已有的礦化事實(shí)，顯示該區(qū)域可能更為靠近熱液中心，可沿該斷裂進(jìn)行進(jìn)一步的追索和深部工程探測（圖5a，前景區(qū)A）。

在澇坡西側(cè)絹英巖化蝕變帶分布區(qū)域同樣出現(xiàn)了異常的高IC值和極低的Pos2200吸收峰值分布區(qū)域，且F3、F4、F5斷裂交會(huì)部位上也有著較高的IC值與較低的2200峰位特征，說明可能的流體通道使得熱液運(yùn)移至斷裂交會(huì)部位和澇坡西側(cè)絹英巖化蝕變帶分布區(qū)域，該地區(qū)同樣具一定的找礦前景（圖5a，前景區(qū)B）。

5結(jié)論

（1）高家宅科地區(qū)短波紅外光譜測量共識(shí)別出白云母伊利石、白云母、蒙脫石、高嶺石、菱鐵礦、綠泥石、鐵白云石、綠簾石、多硅白云母伊利石等十余種蝕變礦化，其中絹云母族（白云母伊利石+白云母+多硅白云母伊利石）為區(qū)內(nèi)主要蝕變礦物種類，表現(xiàn)為面積性的蝕變。

（2）區(qū)內(nèi)絹云母族礦物IC值和Pos2200吸收峰值均對(duì)區(qū)內(nèi)熱液或礦化中心具指示意義，高IC值和低Pos2200吸收峰值分布區(qū)域均與區(qū)內(nèi)NNW—近SN向斷裂和絹英巖化蝕變帶具良好的相關(guān)性，顯示極好的熱液或礦化中心存在的可能性。

（3）通過上述研究，結(jié)合已有成礦事實(shí)，認(rèn)為區(qū)內(nèi)以高嶺斷裂為主的NNW—近SN向斷裂更靠近熱液中心，有進(jìn)一步開展工作的意義。同時(shí)，絹英巖化蝕變帶中異常的高IC值和極低的Pos2200吸收峰值分布區(qū)域，同樣具成礦的可能性。

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Characteristics of ShortWave Infrared Spectrum and?Significance of Exploration Instructions of Gold Polymetallic

Deposit in Gaojiazhaike Area in the Southern Margin of Jiaolai Basin

TANG Mingying 1，2，CHEN Jian2， ZOU Zhanchun2， SUN Lisha2， HE Zongwei2， LI Shuangfei2， ZHENG Chenglong2， DING Wenjie2

（1. Resources and Environmental Engineering College of Shandong University of Technology， Shandong Zibo 255000， China; 2. No.8 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources， Key Laboratory of Nonferrous Metal Ore Exploration and Resource Evaluation of Shandong Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources， Shandong Rizhao 276826， China）

Abstract：In the southern margin of Jiaolai basin， a large number of gold， lead and zinc polymetallic deposits （spots） have been found. Except for typical hidden explosion breccia type Wulian-Qibaoshan gold and copper deposit， other deposits are developed along the fault，which are? mainly quartz vein type mineralization with hydrothermal deposit characteristics. Polymetallic gold， lead and zinc deposits have been found in Gaojiazhaike area， which are distributed in the NNW and SN fault dominated by Gaoling fault. However， due to the lack of understanding of metallogenic regularity and mineralization， the prospecting progress in this area is slow. Therefore， in this study， the alteration minerals are mainly composed of Illite， muscovite， chlorite， kaolinite， montmorillonite and siderite were identified in this area through shortwave infrared spectroscopy， and the alteration minerals mainly consisted of areal sericite （Illite+Muscovite）. The distribution area of high IC value and low Pos2200 absorption peak value of sericite minerals has a good correlation with the trend of NNW to near SN fault and sericite alteration belt. Combining with the existing metallogenic facts， it is considered that the NNW? and near SN fault dominated by Gaoling fault in the area is closer to hydrothermal center. At the same time， the distribution area of abnormal high IC value and very low Pos2200 absorption peak in the sericite alteration belt also has the possibility of mineralization.

Key words： Shortwave infrared spectrum; gold polymetallic deposit; significance of exploration instructions; southern margin of Jiaolai basin; Gaojiazhaike area