圍巖蝕變對內(nèi)生金屬礦床勘查的意義

荊勇河　田艷麗　張瀚夫　傅金祥

摘要：圍巖蝕變對于研究熱液礦床元素富集規(guī)律、指導(dǎo)找礦都具有極其重要的意義。文章從圍巖蝕變是礦質(zhì)沉淀的重要機(jī)制、圍巖蝕變是重要的找礦標(biāo)志、圍巖蝕變在地球物理、地球化學(xué)找礦信息提取中的響應(yīng)等方面闡述圍巖蝕變對成礦與找礦的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：國巖蝕變 礦產(chǎn)勘查 找礦標(biāo)志

一、圍巖蝕變是重要的地質(zhì)找礦標(biāo)志

在內(nèi)生成礦作用過程中，礦體圍巖在熱液作用下所導(dǎo)致發(fā)生在礦物成分、化學(xué)組分及物理性貢等諸方面的變化，即圍巖蝕變。

研究表明，從巖漿中出熔的高溫氣相流體，富含成礦組分以及像HCl這樣的酸性組分，且含有溶解的S。由于對所有自然礦物緩沖劑，氧逸度隨溫度升高呈指數(shù)增加，出熔的s被氧化為SO2，然后水解以形成1：3比例的H₂S和H₂SO₄。HCl的電離常數(shù)在低溫也曾指數(shù)增加。因此隨溫度降低從巖漿中分異的成礦流體具有相當(dāng)?shù)乃岫龋鴰缀跛械牡V石礦物的沉淀反應(yīng)：

不僅產(chǎn)生酸，并且溶液的高酸度也驅(qū)使反應(yīng)向左進(jìn)行。由該反應(yīng)可見，欲形成礦石產(chǎn)生沉淀，必須有一些能排除冷卻流體酸度的機(jī)制才行，而正是圍巖蝕變解決了這一問題。

許多圍巖蝕變反應(yīng)實(shí)際上是熱液交代反應(yīng)消耗了H+，從而降低了熱液的酸度，這可以硅酸鹽蝕變?yōu)殁涢L石一絹云母——高嶺土反應(yīng)為例：

圍巖蝕變主要通過兩種途徑促進(jìn)礦石的沉淀：①圍巖礦物與成礦流體相互作用（水—巖反應(yīng)），通過消耗H+使PH值升高，驅(qū)動類似（1）式的反應(yīng)向右進(jìn)行；②通過其他一些物理化學(xué)參數(shù)的改變使礦物產(chǎn)生沉淀，如對反應(yīng)（1），降低溫度及氯化物的活度，增加氧逸度或H₂S濃度，都能引起礦物的沉淀。這兩種情況都形成礦物的交代結(jié)構(gòu)。在各類礦床中，硫化物與硅酸鹽及硫化物與碳酸鹽的交代結(jié)構(gòu)非常普遍，而與侵入體有關(guān)的熱液礦床毫無例外地與廣泛的圍巖蝕變伴隨。因而，礦床的圍巖蝕變是引起成礦物質(zhì)沉淀的一個主要原因，也是與礦化在空間上緊密相隨的重要原因，更是作為找礦標(biāo)志的重要理論依據(jù)。

熱液礦床幾乎無例外地存在規(guī)模、強(qiáng)度不同的圍巖蝕變。蝕變的圍巖多呈現(xiàn)分帶性，

其蝕變圍巖的范圍一般遠(yuǎn)大于礦體且常常比礦體先暴露，因而可以指示盲礦體的可能存在和分布范圍。圍巖蝕變是整個熱液成礦作用的一部分，其過程也是成礦物質(zhì)遷移的過程，蝕變礦物的形成與礦石礦物的沉淀在成因上有著密切的聯(lián)系。不同的溫度、壓力環(huán)境和流體、圍巖化學(xué)性質(zhì)會產(chǎn)生不同的蝕變圍巖組合。

斑巖銅礦的熱液蝕變特征是非常典型的，是普查斑巖銅礦的重要線索。蝕變的垂直分帶是以黑云母、鉀長石內(nèi)蝕變帶為核心，向上及向外依次為石英一絹云母化蝕變帶、青盤巖化蝕變帶所環(huán)繞，各帶在空間上形成大致圓筒形的對稱結(jié)構(gòu)（圖1）。美國圣馬紐?！死R祖礦床銅礦床的發(fā)現(xiàn)正是對圍巖蝕變的正確研究的成果，同時該分帶模式也使得世界范圍內(nèi)大量斑巖銅礦床勘查工作取得重大突破。

但不是所有的圍巖蝕變都與礦化有關(guān)，蝕變的成因不同，其對礦床的指示意義也不同。例如熱液作用形成的綠泥石化是尋找中低溫?zé)嵋旱V床的一種重要的找礦標(biāo)志.但動力變質(zhì)作用形成的綠泥石化對找礦幾乎無意義。區(qū)域變質(zhì)、動力變質(zhì)及熱液作用均可形成蛇紋石，熱液形成的蛇紋石是溫石棉的直接找礦標(biāo)志，而區(qū)域變質(zhì)、動力變質(zhì)作用形成的蛇紋石化的找礦意義卻不大。因此在礦產(chǎn)預(yù)測評價過程中對圍巖蝕變的分析一定要聯(lián)系成礦作用，查明其成因與找礦的聯(lián)系，才能有效地指導(dǎo)礦產(chǎn)勘查的工作。

二、圍巖蝕變在地球物理找礦信息提取中的響應(yīng)

金屬礦床中礦石礦物往往以硫化物為主，金屬硫化物通常具有高極化率、低電阻率的物性特征，因而，高極化率、低電阻率異常在金屬礦產(chǎn)勘查中常被視為礦至異常。然而，筆者在巴潤東礦區(qū)從事銀鉛鋅多金屬礦產(chǎn)勘查過程中發(fā)現(xiàn)，礦化體賦存部位并不處在物探高極化率異常和低電阻率異常疊合部位，而是出現(xiàn)在高極化率異常與中一高電阻率異常疊合部位（圖3、圖4）。

究其原因，這樣看似“矛盾”的現(xiàn)象，正是圍巖蝕變引起的。巴潤東礦區(qū)近礦圍巖蝕變類型主要為硅化，攜帶si0：的含礦熱液交代近礦圍巖導(dǎo)致電阻率升高，加之蝕變圍巖范圍遠(yuǎn)大于礦化體范圍，因此，發(fā)生了硅化蝕變的圍巖物性特征成了地球物理異常的主體，自然也就表現(xiàn)出了高極化率、中一高電阻率異常的特征。

三、圍巖蝕變在地球化學(xué)找礦信息提取中的響應(yīng)

巖石地球化學(xué)找礦、土壤地球化學(xué)找礦是地球化學(xué)找礦最常用的方法，也是最行之有效的辦法。

巖石地球化學(xué)找礦利用的原生暈異常就賦存于發(fā)生了蝕變的近礦圍巖中，土壤地球化學(xué)異常是原生礦體及原生暈在表生風(fēng)化過程中，經(jīng)過各種地球化學(xué)作用在土壤中形成的異常。在表生帶內(nèi)的礦體及原生地球化學(xué)異常，經(jīng)風(fēng)化形成疏松物后，在地下水及地表水的沖刷與溶解下，是原來集中的元素沿水系發(fā)生分散。在水系沉積物的狹長地帶內(nèi)形成水系沉積物異常。

2005年筆者在秦家溝勘查區(qū)工作過程中，為確定礦化蝕變帶賦存位置及分布范圍，在勘查區(qū)進(jìn)行了土壤地區(qū)化學(xué)剖面測量，結(jié)果顯示，主成礦元素異常范圍與蝕變圍巖范圍相當(dāng)，只是稍有位移，是土壤向下坡方向運(yùn)移的結(jié)果（圖5）。

巖石地球化學(xué)異常是各類型次生地球化學(xué)異常物質(zhì)來源的組成部位，各類次生地球化學(xué)異常，都是原生礦體及其巖石地球化學(xué)異常的派生產(chǎn)物。對于深部盲礦的尋找，巖石地球化學(xué)找礦是必不可少的方法。巖石地球化學(xué)以其“無位移”的優(yōu)勢，對于尋找蝕變礦化帶更為直觀。樸壽成（2006）在內(nèi)蒙古撰子山金礦區(qū)深部利用巖石地球化學(xué)找礦法準(zhǔn)確厘定構(gòu)造蝕變帶位置及規(guī)模，經(jīng)后來的生產(chǎn)實(shí)踐證明，對構(gòu)造蝕變帶的預(yù)測與實(shí)際吻合。

結(jié)論

1.圍巖蝕變是引起成礦物質(zhì)沉淀的一個重要原因。

2.圍巖蝕變是重要的地質(zhì)找礦標(biāo)志。

3.圍巖蝕變對地球物理地球化學(xué)找礦異常皆有響應(yīng)。

綜合上述，在礦床勘查的各個階段都應(yīng)重視圍巖蝕變類型及其對在找礦信息提取中的響應(yīng)。