大尹格庄金矿是分布在胶东地区招远—平度断裂带的特大型金矿床之一。近10年来，研究人员在该矿区开展了多种方法的地球物理探测工作（高帅等，2017；刘向东，2022），深部找矿取得了重要进展。大地电磁测深（MT）法因具有探测深度大、电性差异敏感等优点，在复杂地形和覆盖层条件下能够探测从浅表部至深部的电性结构信息，被广泛应用于深部找矿。研究表明，大地电磁测深及其衍生方法在大尹格庄矿区深部探测中取得了显著成效。研究人员通过大地电磁测深方法实现了-1 000 m以下深部矿体的定位，为区域深部矿体探测提供了技术支撑（邓湘伟等，2011）；在此基础上，结合构造地球化学测量揭示了1 150~1 450 m深度范围内隐伏矿体分布特征，明确了矿体主要赋存在控矿断裂带的构造蚀变带内，并沿断裂带倾向呈条带状展布（杨斌等，2012）。招金矿业股份有限公司采用音频大地电磁测深法（AMT），推断2 000 m深度内的断裂和地层界限，进一步证实了隐伏矿体的赋存规律（李清玉等，2019）。此外，中国冶金地质总局山东正元地质勘查院通过开展可控源音频大地电磁（CSAMT）测深，证实了招平断裂带中段向深部稳定延伸，并提出梯度带是间接找矿标志（刘永昌等，2020）；针对招平断裂带深部特征的研究进一步表明，该断裂带在2 500 m深度呈舒缓波状向下延伸，局部有倾角变化，具有明显的浅部陡、深部缓的变化趋势，且断裂产状变化部位与隐伏矿体赋存具有高度耦合性（刘振等，2023）。基于前人研究，正确认识3 000 m深度内的含矿情况是进一步开展深部找矿的现实需要（宋明春等，2015，2022a；刘向东等，2022）。然而，传统大地电磁测深方法存在一定的局限性，例如：MT和AMT方法依赖天然场源，信号微弱且抗干扰能力不足；CSAMT方法受近场效应和体积效应的影响，对埋深较大或水平展布矿体的识别能力有限（Wang et al.，2010）。此外，通过卡尼亚视电阻率单一参数反演存在非唯一性问题，难以针对复杂深部地下空间矿体进行准确预测（Pak et al.，2017）。
为了获取更多的深部矿体信息，席振铢等（2019）提出了多极化电磁测深法（MPEM）。该方法基于传统大地电磁测深理论，采用共中心点、不同极距的天然电场测量方式，结合中心点垂直磁场，计算不同极距的卡尼亚电阻率，并通过权重重新计算综合电阻率。同时，在中心点和基站同步观测正交水平磁场，结合磁场信号获得不同频率的准静态磁化率，可实现磁化率测深。MPEM方法在实际应用中展现出显著优势。在某金属矿区，该方法能够精确反演磁铁矿体及围岩的电性结构，突破了传统电磁测深方法在深部磁性异常减弱条件下的应用局限，为复杂地质条件下的矿体探测提供了可靠支持（韦洪兰等，2023）。在云南某铅锌矿的探测中，MPEM方法成功识别出3条主要断裂和极低阻异常区，证实了其抗干扰能力较传统方法明显增强（何全华等，2023）。相比传统的CSAMT、MT和AMT等方法，MPEM方法有效降低了地形影响、静态效应和电磁干扰，可同时获得电阻率和磁化率2种物性参数，有利于提高预测精度，降低勘探风险（周胜等，2023）。
1 矿区地质与地球物理特征
大尹格庄金矿位于胶东半岛西北部，华北克拉通东缘胶北隆起中部，招平断裂带中段，是胶东地区重要的超大型蚀变岩型金矿（图1）。胶北隆起主要由前寒武纪变质基底岩和中生代花岗岩组成，其中前寒武纪变质基底主要岩系有新太古代TTG质片麻岩套、胶东岩群以及少量基性—超基性侵入岩（宋明春等，2018；赵磊等，2023）。胶东岩群呈包体状产于TTG片麻岩套中，由黑云变粒岩、斜长角闪岩和角闪黑云变粒岩夹磁铁石英岩组成（Xie et al.，2014；Yang et al.，2016；Liu et al.，2022）。区内中生代构造—岩浆活动强烈，广泛分布中生代花岗岩，主要有晚侏罗世玲珑花岗岩和栾家河花岗岩，早白垩世早期郭家岭花岗岩和早白垩世晚期伟德山花岗岩（毛先成等，2023；刘向东等，2024）。
大尹格庄矿区内出露的招平断裂带上盘主要为新太古代TTG质片麻岩和胶东岩群变质岩（Mao et al.，2019），下盘主要为晚侏罗世玲珑花岗岩，含大量中生代中基性—酸性脉岩，主要成分为闪长玢岩脉和煌斑岩脉。矿区内断裂发育，主干断裂为NNE向招平断裂，次级断裂包括NW向南周家断裂、NE向大尹格庄断裂和SE向南沟断裂（申玉科等，2022；刘向东等，2024）。大尹格庄金矿床围岩蚀变广泛发育，蚀变带规模大。招平断裂下盘蚀变类型主要为黄铁矿化、绢云母化、硅化、钾长石化和碳酸盐化，这些蚀变与金矿化关系密切，是寻找金矿的重要标志，此外还发育有绿泥石化和高岭土化；上盘常表现为硅化、绿泥石化、钾长石化和碳酸盐化。招平断裂为主要容矿构造，金矿体大多产于主裂面下盘0~90 m范围内的构造蚀变带中，主要赋矿围岩为黄铁绢英岩化碎裂岩和黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩（刘向东等，2024）。后疃矿区位于大尹格庄金矿床矿体群外围，是本次开展多极化电磁法测深的工作区。
在大尹格庄矿区采集各类岩（矿）石标本，对其进行电阻率和磁化率测定，得到各类岩（矿）石标本物性参数（表1）。胶东群变质岩位于断裂带上盘，主要由黑云变粒岩和斜长角闪岩组成，二者在铁磁性矿物含量、结构和构造上的差异导致磁化率变化范围较大。斜长角闪岩呈强磁性，黑云变粒岩则表现为弱磁性。
表1 大尹格庄矿区各类岩（矿）石标本物性参数Table 1 Physical parameters of various rock（ore） specimens in Dayingezhuang mining area |
| 岩性 | ρ/（Ω·m） | Κ/ （×10-64π SI） | 样品数量/个 |
|---|---|---|---|
| 胶东岩群变质岩 | 534~1 789 | 23.7~1 137.5 | 40 |
| 花岗岩 | 1 526~19 773 | 4.0~436.2 | 26 |
| 绢英岩化闪长玢岩 | 307~782 | 14.3~210.8 | 18 |
| 招平断裂带断层泥 | 21~90 | 0.4~21.0 | 6 |
| 黄铁绢英岩 | 257~1 572 | 38.6~467.3 | 15 |
| 黄铁绢英岩化碎裂岩 | 187~586 | 4.6~121.8 | 30 |
| 含多金属硫化物富矿石 | 13~431 | 1.5~276.0 | 14 |
岩石破碎和蚀变过程中，电性和磁性显著变化，破碎与蚀变作用导致电阻率显著降低，强硅化改造作用使部分岩石的电阻率升高。含矿断裂带主要由黄铁绢英岩化碎裂岩、富多金属硫化物矿石、黄铁绢英岩和断层泥组成，整体呈低阻、低磁特征。含矿断裂带的低阻、低磁特征与上盘胶东群变质岩和下盘花岗岩形成明显对比，异常特征显著。这些电磁特性为岩性界面划分、断裂构造识别及矿体定位提供了重要依据。
2 数据采集与处理
数据采集工作使用MPMT-18多极化大地电磁仪完成，主要设备包括MPMT-18主机和ICMS-H磁场传感器，可实现1~1×105 Hz频带范围内的电磁信号采集，适用于地下0~3 000 m深度电阻率和磁化率差异介质的探测。多极化电磁测深装置按图2方式布置，测线走向为110°，测点位置3组电极的布置以及磁棒的Hx 方向与测线方向保持一致，磁棒的Hy 方向与测线方向垂直；基站处磁棒的Hxb 方向与测线方向平行，磁棒的Hyb 方向与测线方向垂直。在数据采集前，上午时段进行了一次平行试验，用于验证野外数据采集时仪器的多个电道和磁道接收的信号是否具有一致性。平行试验的测试结果如图3所示，即在1×105 Hz高频附近，多个电道和磁道接收的电阻率和相位略有差异，其他频段的测试结果趋于一致，且相关度均大于0.5，证明仪器多通道一致性良好。
在数据采集过程中，选用RTK测量仪对测线和测点进行定位，点位误差小于±50 cm。为了抑制静态效应，将电极按照100 m、50 m和25 m 3个电极距沿测线方向平行布置，探测剖面测线长度为4 km。磁棒方向垂直测线方向，水平误差小于±2°，磁棒与主机的距离超过5 m。基站设在距剖面1.1 km外的相对低磁区，如图1所示。观测频率范围为1~1×105 Hz，通过分频多道采样技术实现不同波段电磁信号的同步采集，采样频率f s为277.780 kHz、4 000 Hz和250 Hz，采样时间为10，300，1 200 s。
完成数据采集后，利用MPMT-18系统中的专用软件处理多极化电磁测深时间序列数据，并采用Bostick反演方法，通过约束系数和反演系数控制反演结果，获得多极化电磁测深拟剖面图（图4）。
3 资料解释与钻孔验证
沿招平断裂分布的断层泥、含多金属硫化物富矿石以及黄铁绢英岩化碎裂岩整体呈现为低阻低磁化特征，与上盘新太古代TTG和胶东岩群变质岩的低阻、高低磁性交替变化特征以及下盘晚侏罗世玲珑花岗岩的高阻、低磁特征差异明显。在-800~-2 900 m标高范围内，电阻率等值线存在一串珠状展布、向南东方向倾斜的中—低阻凹陷和高—低阻渐变组合异常带，伴磁化率高低值交替变化。据此推断该区域为招平断裂带，其向深部稳定延伸，在1800~2600测点附近倾角变陡，在2600测点以远倾角趋缓。
基于多极化电磁测深成果，设计施工了80ZK2101钻孔，孔深为3 120.35 m，开孔标高为181.95 m。钻孔于2 943.18~3 108.41 m区间发现黄铁绢英岩化蚀变带，其中3 100.06~3 101.06 m深度探获厚度为1.00 m的蚀变岩型金矿体，金品位为3.44×10-6。该结果与根据多极化电磁测深推断的招平断裂带位置［图5（b）］（标高为-2 800~-3 000 m，对应深度为-2 9181.95~3 181.95 m）以及成矿有利部位基本一致。
4 结论
（1）在大尹格庄矿区完成1条多极化电磁测深剖面，采集1~1×105 kHz频率范围的天然电磁场信号，有效反映了垂向3 000 m深度的岩（矿）石电磁特征和地质结构。
（2）采用多极化大地电磁测深法同时提取电阻率和磁化率信息，根据低阻高磁化异常带圈定了招平断裂带位置，将-2 800~-3 000 m标高异常带转折变化指示的断裂倾角变缓位置圈定为有利赋矿部位。
（3）通过80ZK2101钻孔验证，招平断裂带及其控制的矿化蚀变带和金矿体的延伸深度可达3 000 m，研究结果为下一步深部找矿突破提供了依据。
甘公网安备 62010202000672号
