黑龍江省鹿鳴鉬礦地球物理特征及異常模型

胡耀星 張 冰

(中鐵資源地質(zhì)勘查有限公司，北京100039)

黑龍江省鐵力市鹿鳴鉬礦位于小興安嶺—張廣才嶺多金屬成礦帶的翠宏山—二股鐵有色金屬成礦亞帶的南段，屬于我國著名的鉬多金屬成礦帶，已探明的資源量為一超大型斑巖型鉬礦床。自2002 年以來，國內(nèi)許多學(xué)者對該礦進(jìn)行了大量的研究工作，取得了很多成果［1-8］。前人曾在鹿鳴礦區(qū)開展過1∶10 000 ～1∶20 000的高精度磁法、激電中梯等物探工作［9］，劃分了異常區(qū)，并對異常特征進(jìn)行了描述，但對成礦模式研究較少。通過對鹿鳴鉬礦開展詳查和勘探工作，在礦體典型部位開展重磁電等多種綜合物探工作，結(jié)合地質(zhì)特征，總結(jié)了礦區(qū)地球物理特征并建立了礦床地質(zhì)地球物理模型，為該區(qū)及其他類似區(qū)域?qū)ふ野邘r型礦床提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)及礦床概況

礦區(qū)地處黑龍江省鐵力市，在礦床構(gòu)造上位于興蒙造山帶東端的佳木斯地塊和松嫩—張廣才嶺地塊結(jié)合部位。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動頻繁，分布有大黑山超大型鉬礦床以及多福安堡、興安、霍吉河、翠嶺鉬礦等中小型鉬礦床。

礦區(qū)侵入巖分布廣泛，主要為二長花崗巖、黑云母花崗巖、花崗斑巖3 種，礦區(qū)內(nèi)花崗斑巖形成時代最晚，呈小的巖株狀或巖脈侵入二長花崗巖體和黑云母花崗巖中。礦區(qū)斷裂構(gòu)造以近南北壓扭性斷裂為主，被區(qū)域性的NW 向斷裂切割。受2 組斷裂控制，使得區(qū)內(nèi)NNE、NNW、NWW 向的次級斷裂構(gòu)造發(fā)育，并形成了相互交切的復(fù)雜構(gòu)造——裂隙網(wǎng)，為含礦熱液運移和礦質(zhì)聚集提供了有利的構(gòu)造條件。

礦石中主要金屬礦物為輝鉬礦、黃鐵礦等，非金屬礦物有石英、長石、黑云母、伊利石、高嶺石、綠泥石等。礦石構(gòu)造主要為塊狀、角礫狀構(gòu)造，結(jié)構(gòu)大多數(shù)以花崗、似斑狀、斑狀結(jié)構(gòu)為主。區(qū)內(nèi)的二長花崗巖、黑云母花崗巖及花崗斑巖，因熱液活動而形成的蝕變交代作用種類較多，主要有硅化、鉀化(鉀長石化和黑云母化)，還有伊利石化、綠泥石化、黏土化、鈉長石化。其中硅化、鉀化、伊利石化、綠泥石化是礦區(qū)內(nèi)最主要的蝕變交代作用，其分布范圍大，具有面型蝕變特征。經(jīng)過網(wǎng)度200 m×200 m 的詳查勘探后發(fā)現(xiàn)礦化蝕變具有帶狀分布特征，蝕變帶從內(nèi)向外可劃分硅化－鉀化帶、硅化－伊利石化帶－鉀化帶、硅化－伊利石化－綠泥石化帶和硅化－綠泥石化－黃鐵礦化帶。鉬礦化主要賦存于硅化－伊利石化帶－鉀化帶、硅化－伊利石化－綠泥石化帶內(nèi)，具有典型的斑巖型銅鉬礦床蝕變特征［10-12］。

2 地球物理特征

2.1 巖(礦)石物性特征

礦區(qū)巖(礦)石標(biāo)本物性參數(shù)測定結(jié)果見表1。

表1 巖(礦)石物性參數(shù)測定結(jié)果Table 1 Physical parameter results of rocks and minerals

由表1 可知，區(qū)內(nèi)巖性以二長花崗巖和花崗斑巖為主，其次為礦化含輝鉬礦二長花崗巖和蝕變二長花崗巖?；◢彴邘r磁化率較強，其余巖性磁化率差別不大，可以看到含礦巖體和花崗斑巖的磁化率有1 個數(shù)量級的差異。花崗斑巖和二長花崗巖電阻率較高，其次為蝕變二長花崗巖，含礦巖體電阻率最低，其極化率則比其他圍巖高了近1 倍。因此，含礦巖體具有低磁、低電阻率、相對高極化率和低密度的特性，這就為利用重力、磁法劃分出低磁、低密度的圍巖蝕變特征，利用激電異常區(qū)分出低阻和相對高極化率的含礦巖體提供了依據(jù)。

2.2 重、磁場特征

礦區(qū)處于近NE—SW 向的1 個局部重力高異常的邊緣及重力異常梯級帶上，該異常幅值大于15 ×10－5m/s2，形態(tài)呈不規(guī)則狀。在布格重力異常剖面上可以看到由NW 向到SE 向呈“高—低—高”的變化規(guī)律，在礦體對應(yīng)部位表現(xiàn)為低重力異常，其兩側(cè)為相對的高重力異常，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造特征和物性測試結(jié)果，認(rèn)為礦體兩側(cè)對應(yīng)的花崗巖體為相對高重力異常，而礦體位置的低重力異常則是由礦體網(wǎng)脈狀構(gòu)造和礦化蝕變過程中孔隙度的增多引起。

礦區(qū)能引起磁異常的巖石主要為二長花崗巖和花崗斑巖，其異常值約120 nT。通過磁異?？梢匀Χǔ龅V化蝕變范圍，在礦體對應(yīng)的部位表現(xiàn)為平穩(wěn)的低磁異常特征，異常值為－100 ～－200 nT，巖性對應(yīng)大多為礦化蝕變較強的二長花崗巖，這一現(xiàn)象應(yīng)為巖體受熱液蝕變引起退磁。其特點在ZK0300#、ZK0404#、ZK1200#等鉆孔中體現(xiàn)的尤為明顯，退磁的蝕變主要為鉀化、硅化、伊利石化等，向外圍蝕變漸弱，磁異常漸強。

2.3 激電特征

礦區(qū)視極化率呈現(xiàn)明顯的環(huán)狀特征，中心視極化率最低，并向四周逐漸升高，整體上呈中心低四周高的環(huán)狀異常特征，但視電阻率的環(huán)形特征則不甚明顯，自中心到邊部大致呈現(xiàn)中高阻—中低阻—高阻的異常特征。該特征與礦區(qū)鉆孔所見礦化、蝕變有較好的對應(yīng):

(1)礦區(qū)中心存在規(guī)模較大的無礦核，硫化物不甚發(fā)育，范圍在視極化率為2% 的環(huán)形異常內(nèi)，以ZK0400#、ZK1200#鉆孔最為明顯，以強烈的硅化－鉀化蝕變?yōu)樘攸c，正是由于核部硅化強烈，礦區(qū)中心視電阻率呈相對中高阻特點。

(2)礦區(qū)主礦體主要賦存在硅化－伊利石化－綠泥石化帶中，部分賦存在硅化－伊利石化－鉀化帶中，地表礦體分布范圍與視極化率2% ～6%的分布范圍相近，呈現(xiàn)環(huán)形特點，尤其以ZK0300#、ZK0404#、ZK0408#、ZK1100#鉆孔等礦化蝕變特征明顯，視電阻率呈低阻和中高阻的特點，其環(huán)狀特征并不明顯。

(3)主礦體邊部以硅化－綠泥石化－黃鐵礦化為主，ZK3600#、ZK1912#等外圍鉆孔較明顯，硫化物非常發(fā)育，以黃鐵礦為主，含少量黃銅，一般呈細(xì)脈浸染狀或星點狀分布，對應(yīng)視極化率外圍較強的極化率帶(8% ～14%)，視電阻呈高阻特征。

2.4 高密度、CSAMT 異常特征

主礦體范圍對應(yīng)的高密度、CSAMT 反演的電阻率異常特征見圖1。

從異常的結(jié)構(gòu)特征來看，礦體部位的低阻異常和礦體外部的花崗巖體引起的高阻異常特征與斑巖體的異常特點有很好的對應(yīng)，淺部視電阻率異常特征與高密度電法反映異常特征相近，但高密度電法反映的礦體淺部異常特征信息更為精細(xì)。在地質(zhì)物探綜合剖面上，在激電中梯視電阻率異常剖面(見圖1(a))中也有上述類似的電阻率異常特征，在礦體對應(yīng)的激電中梯視極化率異常剖面(見圖1(b))上對應(yīng)著低極化率異常，礦體兩側(cè)邊部表現(xiàn)以黃鐵礦為主的高極化率異常。相應(yīng)的剩余布格重力異常剖面(見圖1(c))上礦體部位對應(yīng)著低重力異常，其兩側(cè)邊部為相對的高重力異常，對應(yīng)的磁力異常剖面(見圖1(d))上表現(xiàn)為平穩(wěn)的低磁異常特征。

從主礦體范圍對應(yīng)的高密度反演(見圖1(e))的電阻率異常特征來看，主要是1 套高阻背景下的低阻異常，其中的高阻異常應(yīng)為二長花崗巖體引起，在351700 ～352500 點中反應(yīng)出的低阻異常應(yīng)為輝鉬礦化二長花崗巖引起，在低阻異常中呈現(xiàn)的2 條產(chǎn)狀相對的高阻體，似鍋形，經(jīng)后期鉆孔驗證，礦體具有鍋底形尖滅的趨勢，通過ZK1204#鉆孔來看為主礦體產(chǎn)狀或花崗斑巖侵入體。

在可控源二維反演圖(見圖1(f))中1.7 ～2.5 點范圍與高密度二維反演結(jié)果類似，其低阻體向深部有延伸，延伸深度大于500 m。結(jié)合已施工鉆孔成果(見圖1(g))，礦體最大厚度為500 m，普遍為100 ～400 m不等，鉬平均品位大于0.08%，巖性主體為二長花崗巖，僅ZK1204#鉆孔見一些花崗斑巖呈小巖株侵入。ZK0710#鉆孔位于主礦體邊部，呈樹杈狀的低品位礦體，位于高低阻異常的接觸帶上;ZK0008#鉆孔位于主礦體中心部位，礦體厚度較大(大于400 m)，品位較高(大于0.1%)，視電阻率表現(xiàn)為低阻特征，低阻異常范圍與礦體位置對應(yīng)較好;在主礦體外圍2 個高阻異常上的ZK1914#和ZK3600#鉆孔，孔深分別為150 m 和358 m，巖性均為二長花崗巖，巖石蝕變礦化較弱，主要為綠泥石化和星點狀、星散狀黃鐵礦化。

3 礦床地質(zhì)與地球物理模型

圖1 高密度、CSAMT 反演的電阻率異常特征Fig.1 Resistivity anomaly characteristics of SCSMT and high density

(1)斑巖型鉬礦體通常賦存于斑巖型小巖體中或兩側(cè)圍巖內(nèi)，具有明顯的蝕變分帶和退磁特征，因此礦體異常在區(qū)域上應(yīng)位于重力異常的梯度帶上并具有明顯的面狀低重力、低磁的異常特征。

(2)斑巖型鉬礦床具有典型的面狀蝕變分帶特征，呈環(huán)狀，礦體產(chǎn)于硅鉀化帶和綠泥石化帶之間的絹云母化(伊利石化)帶內(nèi)，其激電異常呈低阻中極化特性，視極化率為2% ～6%，分布范圍與主礦體位置有較好的對應(yīng)，礦體外部由于黃鐵礦化等蝕變的逐步增強，視極化率也逐步增大，為8% ～14%，經(jīng)過鉆探驗證，極化率異常具有很好的成礦指示性。

(3)鉬礦體高密度和可控源測深均呈現(xiàn)低阻異常特征，其異常形態(tài)和礦體產(chǎn)狀有一定的對應(yīng)性，結(jié)合地質(zhì)資料發(fā)現(xiàn)，異常形態(tài)與石英－絹云母化帶的蝕變范圍有所對應(yīng)。

(4)鉬礦體賦存在圍巖(二長花崗巖)中，圍繞花崗斑巖體由內(nèi)向外分別發(fā)育硅鉀化帶、石英－絹云母化帶(對應(yīng)鹿鳴鉬礦的硅化－伊利石化－鉀化/綠泥石化帶)和青磐巖化帶(對應(yīng)鹿鳴鉬礦的硅化－綠泥石化帶)等，呈環(huán)狀分布，礦體則產(chǎn)于石英－絹云母化帶中，這與斑巖型礦體特征相吻合。

在區(qū)域地質(zhì)、物化探等有利的成礦部位，由面到點開展綜合物探工作步驟如下:

(1)在較好的靶區(qū)中利用地面高精度磁測法尋找?guī)r體，圈定出巖體出露或隱伏區(qū)，以低值平穩(wěn)磁場為特征的礦化蝕變范圍。

(2)通過開展激電掃面工作進(jìn)一步縮小異常范圍，尋找呈環(huán)狀或面狀分布的低阻中高極化率異常，劃分出含礦和黃鐵礦化等硫化物的蝕變分帶范圍。

(3)結(jié)合地質(zhì)資料，在典型的異常部位開展激電測深或CSAMT 等工作尋找激電異常部位對應(yīng)的低阻異常，從而確定出巖(礦)體或構(gòu)造的賦存狀況、空間位置、埋深和產(chǎn)狀等。

4 結(jié) 語

結(jié)合鹿鳴典型斑巖型鉬礦礦床地質(zhì)特征，分析了該礦床的物探異常特征，歸納總結(jié)了該礦床地球物理異常模型并給出了找礦勘查步驟，為同類礦床的找礦工作提供參考。

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