浅埋矿体的综合勘查模型
(一)地质方面
通过对八方山-二里河铅锌矿床成矿特征的分析及总结,结合凤-太地区铅锌矿床成矿特征、成矿规律、控矿条件、矿集区内众多铅锌矿矿点、异常的分布特征及物化探找矿效果,初步认为凤-太矿集区浅埋铅锌矿的找矿模型为:地质、物探、化探与遥感综合确定找矿远景区→地质填图缩小找矿靶区→Pb、Zn、Au、Ag、Hg、Ba等原生晕分析确定铅锌矿体赋存地段和深部构造→电阻率测深确定矿化体的空间位置→利用坑道或钻孔开展深部工程验证。
通过对柞-山矿集区银铅铜(铁)矿床及物化探异常的系统研究,提出柞-山矿集区银铅多金属矿床的找矿模型为:
1)中泥盆统大西沟组热水沉积岩(千枚岩、碳酸盐岩等)为含矿岩相。
2)具有Ag、Pb、Zn、Cu、As组合化探异常。
3)出现铜-铜银-铅银-铅等的硫化物、重晶石矿化分带。
4)同生断裂及地热异常。
通过对勉-略-宁矿集区金矿床的综合研究,总结出勉-略-宁矿集区金矿勘查选区的找矿模型为:
1)造山过程中所形成的大型、特大型韧性剪切构造带旁侧的次级韧-脆性断裂构造破碎带为金成矿的有利部位,特别是具有多期构造活动特点的断裂挤压破碎带。
2)化探方法对金矿勘查有着明显的效果,首先进行1:5万化探扫面及1:2.5万沟系次生晕扫面工作; 然后对1:2.5万沟系次生晕异常采用地质-岩石地球化学剖面进行检查。
3)对以金为主的多元素组合原生晕异常进行检查,特别是对原生晕异常与构造破碎带吻合较好的部位进行重点检查。
4)在断裂带中如见有硅化、黄(褐)铁矿化、碳酸盐化和绢云母化等矿化蚀变所形成的矿化蚀变带,则对矿化蚀变破碎带进行地表揭露。
5)对地表所揭露的矿体或矿化体采用钻探或坑探进行浅部探索,控制矿体的深部变化或揭露浅部矿体。
6)具有含金背景值高的火山岩基底或超基性-基性岩体可为金成矿提供初始的矿源层,后期侵入的中酸性岩使其发生强烈的改造变质作用,导致其中的成矿物质析出。
7)几组构造交汇部位为成矿的有利部位。
(二)物探方面
对凤-太矿集区八方山-二里河铅锌矿床、铅硐山铅锌矿床、太山庙铜矿等的勘查表明,充电法能有效地圈定铅锌铜矿体的平面展布范围,但由于铅锌矿体以锌为主,铜主要赋存于硅质岩中,矿体与围岩的差异未达到理想的充电条件,因此充电电位异常往往表现为以充电点为中心、沿矿体走向展布方向拉长的椭圆。在工作中可采取“接力式”,即每次充电范围不宜过大,以沿矿体走向不超过800m为宜,根据充电异常特征结合地质成矿条件布设工程验证,见矿后继续充电以追索矿体。
在八方山铅锌矿床东部(二里河段)勘探中,我们在PT8坑、ZK13701孔、ZK14502孔和ZK16101孔进行了4次充电,根据充电异常,结合地质特征布设钻孔验证,达到孔孔见矿的找矿效果,通过工作将八方山铅锌矿床向东扩展1000余米。
其铅锌矿的物探异常特征为:
1)低电阻率、高极化率异常;
2)充电电位异常或自电异常;
3)区域上的高重低磁异常。
柞-山矿集区重要矿区的物探工作结果表明,热液改造型铜矿具有低电阻率、高极化率及中等条带状航磁异常特征,岩体则表现为比较明显的局部升高航磁异常。
勉略宁矿集区典型矿床的物探工作成果显示,构造蚀变岩型金矿具有较强的低电阻率与高极化率异常特征,矿床多位于正、负航磁异常梯度带或南正北负的正、负航磁异常伴生部位或附近。
总之,矿集区物探工作要重视岩矿物性参数空间分布特征,注重各类物性参数的实测、统计、推断、反演,从而实现将地球物理参数转变为具体的找矿标志。
(三)化探方面
秦岭造山带蕴藏着丰富的矿产资源,但是不同地域、不同类型的矿种有着不同的地球化学特征,形成不同的地球化学异常模型。
1.凤-太矿集区
(1)金矿找矿模型
1)水系沉积物异常在金矿上表现为Au-Ag-As元素组合。
2)沟系次生晕异常在金矿上表现为Au-Ag-As-Hg-Sb元素组合,而且往往具有分带特征,即从内到外,从Au、Ag→As、(Ba)→Hg、Sb,或从Au、As→Ag、(Hg、Sb)。其浓度分带也有一定的规律(主要表现在金含量上),即从内到外,金浓度从大于20×10-9→2×10-9→小于2×10-9,往往20×10-9以上的范围反映金矿体的位置,2×10-9以上的范围反映矿化带部位。
3)地球化学参数标志:矿致异常具有平均值较高、离差变化大、变化系数大、衬度值高的特点; 而比值具有Au/Ag大,Ag/Pb、Co/Ni小的特征。
4)有利的地质构造部位是:①大断裂旁侧的次级断裂带,特别是两组断裂的交汇部位,有断裂破碎带或有构造角砾岩存在的地段;②在碳酸盐岩和碎屑岩交替出现的碎屑岩中,特别是斑点状铁白云质千枚岩地段,如片理化、挠曲、揉皱发育地段。
5)蚀变特征:硅化、细粒黄铁矿化、磁黄铁矿化、褐铁矿化及其他硫化物矿化发育地段是金矿的有利找矿标志。
(2)铅锌矿找矿模型
1)水系沉积物异常在铅锌矿上表现为Zn-Pb-Cu-Ag-Au-As-Hg元素组合。
2)沟系次生晕异常在铅锌矿上表现为Zn-Pb-Ag-Cu-Au-As-Hg-(Ba、Mn)多金属组合。
3)矿床原生晕异常元素组合特征为Zn、Pb、Cu、Ag、As、Hg、Sb、Cd、Mn、Ba、Sr、F、Ga、Ge等。
4)元素分带表现为轴向分带比纵向、横向分带清楚,其轴向分带序列为Zn-Hg-As-Sb-Cd(Ga-Ge)-Pb-Ag-Cu。
5)地质上矿床严格受层位和岩性控制,产于古道岭组碳酸盐岩与星红铺组碎屑岩接触界面附近,即一般处于生物礁岩或台地灰岩相向浅海陆棚相转换地带。
6)矿床沉积成矿环境为相对高盐度、缺氧和滞流的良好封闭环境。
2.柞-山矿集区
(1)银铅多金属矿找矿模型
1)矿床处于Cu、Pb、B、Ba、Mn高背景地球化学场中。
2)银矿体表层具Cu、Ag、Pb、Zn、As(Ba)等组合特征。
3)矿化受青石垭组含火山凝灰质细碎屑岩建造控制,产于泥质岩向铁碳酸盐岩过渡部位,即近滨潮坪地带。含矿建造富集Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Mn、B、Ba、Sr等成矿及伴生元素。
4)区域地球化学异常沿含矿建造呈宽带状分布,矿床异常元素组合为Cu、Pb、Zn、Ag、Bi、Sb、Ni、Co、Ba、Na等,浓度梯度变化较大,沿矿体倾向元素轴向分带不明显,而沿矿体走向和垂直矿体走向两个方向上,元素分带明显。沿矿体走向成矿元素表现为Fe-Cu、Ag-Pb、Ag、Zn的分带; 垂直矿体走向从矿体下部到矿体上部,主要成矿元素及伴生元素表现为Fe、Cu、Mn-Cu、Ag、As、Ba-Pb、Zn、Ag、As-Pb、Zn的分带性。
5)沉积成矿环境为静水压力较大、相对闭塞、盐度和碱度较高的环境。具体讲,菱铁矿形成于弱还原环境、偏碱性的介质中; 多金属矿形成于弱还原-还原环境、偏酸性的介质中; 而重晶石形成于氧化环境中。上述环境交替变化,形成该类型矿床互为条带的重晶石-方铅矿矿石以及菱铁矿、黄铁矿、方铅矿空间分带现象。
(2)铜矿找矿模型
1)穆家庄铜矿类型:1:5万水系沉积物测量表明,区域自北而南划分为3个异常带,即柞水曹坪-山阳桐峪寺As-Pb-Zn-Au-(Ag、Cu)异常带、柞水大西沟-山阳桐木沟Fe-Ag-Pb-Cu-Au-As异常带、沿凤镇断裂两侧As-Cu-Au-(Mo)异常带。而穆家庄铜矿床位于中带——柞水大西沟-山阳桐木沟Fe-Ag-Pb-Cu-Au-As异常带内,1:1万沟系次生晕测量表明,矿床异常元素组合为Cu-Ag-As(Au、Sb、Hg)等。该带为区域内主要成矿带,以中泥盆统大西沟组为主要赋矿层位,自西向东有大西沟菱铁矿床、银洞子银铅多金属矿床、韭菜沟金矿床、穆家庄铜矿床、黑沟菱铁多金属矿床、桐木沟锌矿等。矿床成因类型主要为热水沉积-改造型。
①赋矿层位为中泥盆统大西沟组粉砂质千枚岩夹白云质灰岩。
②Cu-As-Au-Ag原生晕异常,且Zn×100/Cu
③出现黑云母化、铁白云石化、硅化等围岩蚀变,地表具有含孔雀石铁帽。
④发育北西西向断裂构造。
2)牛耳川及冷水沟地区铜矿类型:1:5万水系沉积物异常具有Cu-Ag-As-Au组合特征; 1:1万沟系次生晕具有Cu、Ag、Au、As、Mo、Zn多元素组合特征。
①具有Cu、Au、Mo、As组合化探异常,出现异常分带,由内到外依次为Cu、Au或Cu、Mo→Ag、As、Pb、Zn→Hg、Sb、Bi;
②出现钾长石化、青磐岩化、绢英岩化等蚀变;
③断裂构造发育,北西西、北北东向断裂交汇部位是成矿有利地段;
④赋存花岗闪长岩、斜长花岗斑岩、石英闪长岩等中酸性岩体。
3.勉-略-宁矿集区
(1)金矿找矿模型
1)1:5万水系沉积物异常具有Au-Ag-As-Ni-Co-Cu组合特征。
2)1:1万沟系次生晕异常具有Au、Ag、As、Ni、Co、Cu、Zn、Pb多元素组合特征。
3)地球物理特征表现为金矿床处于航磁异常梯度带上。
4)矿床围岩为震旦系断头崖组蚀变白云岩与超基性岩。
(2)铜矿找矿模型
1)1:5万水系沉积物异常具有Cu-Au-Ag-Ca-Ni-As-Zn-Pb-Mo-Sb元素组合特征。
2)1:1万沟系次生晕异常具有Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Cr、Co、Ni、Mo、Sb等多元素组合特征。
3)地球物理特征表现为铜矿床处于航磁异常梯度带偏负异常一侧。
4)矿床围岩为碧口群郭家沟组细碧岩和钠长斑岩。
(四)遥感方面
凤-太矿集区1:5万和1:1万层次的遥感图像解译分析表明,凤-太矿集区铅锌矿有效的遥感找矿标志为:
1)有利的遥感岩性组合条件——灰岩与千枚岩的接触带。
2)有利的遥感构造条件——背斜核部、背斜轴线转折部位和灰岩影像分支部位。
3)有利的遥感蚀变信息——白云岩化等遥感蚀变信息及其周围。
(五)ASD蚀变信息提取
利用便携式近红外光谱矿物分析仪(ASD)进行地面蚀变矿物填图试验研究在国内尚属首次,对于资源评价工作具有十分重要的现实意义。利用ASD矿物蚀变填图可以在平面上和剖面上判断蚀变类型和矿化分带,解释并找出平面和剖面上矿化蚀变中心的指示标志,判断矿化中心,为勘探工程部署提供更充分的地质依据。
陕西省凤县八卦庙金矿外围和山阳县池沟铜钼矿区野外ASD应用试验研究表明,在柴蚂金矿区和池沟铜矿区,富铁绿泥石、富镁绿泥石、白云母和蒙脱石可以作为指示斜长花岗斑岩体存在的特征指标,并能有效地帮助确定矿体(或矿化体)的存在。
通过ASD蚀变矿物填图试验,笔者总结出如下工作程序:地表地质踏勘圈定蚀变矿物填图范围→着重采集有明显蚀变的岩石样品并做详细记录→利用ASD仪器开展样品集中测量记录,每个样品一般测量2 ～3个数据→与标准矿物谱线进行对比,确定蚀变矿物种类及结晶特征,开展数据处理与解译,提取蚀变信息,指导找矿工作。总之,在开展ASD蚀变矿物填图过程中,地质工作贯穿始终。