甘肅肅北賈公臺金礦構造疊加暈特征及深部找礦預測

蒙 軫，俞 勝，金治鵬，蘆青山，楊懷玉

(甘肅省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅蘭州 730020)

隨著地表礦的勘查、開采殆盡，深部找礦逐漸已成為礦產(chǎn)勘查工作的重點。近年來利用化探原生暈開展深部找礦的研究工作進展較大(邵躍，1997;劉崇民等，2006;李惠等，2011;李惠等，2013)，廣泛運用于金礦的深部勘查中(李強等，2005;王長明等，2007;孫華山等，2008;李惠等，2008;朱先波等，2010;王世新等，2010;陳國忠等，2014)，并取得了較好的找礦效果。本文通過對賈公臺金礦開展系統(tǒng)的原生暈研究工作，為區(qū)內(nèi)開展深部找礦預測提供了依據(jù)。

賈公臺金礦位于柴達木－祁連板塊(Ⅰ5)之南祁連早古生代褶皺帶(Ⅱ11)(圖1)，屬南祁連金、鉛鋅、銅鎳、鎢、鉻成礦帶(Ⅳ16)(張新虎等，2003，2008)。該礦床目前已達大型，成因為以巖漿期后熱液為主的多元滲合水成因的金礦床，其綜合找礦模型為中奧陶統(tǒng)鹽池灣組+構造蝕變帶+加里東晚期的中酸性侵入巖及圍巖+以Au為主的中低溫元素異常+金屬硫化物礦化蝕變。

賈公臺金礦受斷裂構造控制特征明顯，構造蝕變帶發(fā)育地段往往是金的礦化富集部位。隨著勘查階段的逐步深入，對區(qū)內(nèi)開展大規(guī)模的深部找礦將成為下一步的工作重心，正確的理論指導是區(qū)內(nèi)開展深部探礦工作的依據(jù)，故在區(qū)內(nèi)開展原生暈研究工作，選擇在賈公臺礦段215線已施工的ZK21505、ZK21506、ZK21507、ZK21508鉆孔中，采樣深度從地表4100m到深部3100m標高約1000m的范圍內(nèi)采集了原生暈樣品491件，定量分析了Au、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo、Bi、Co、Ni等 12 種元素，獲得數(shù)據(jù)5892個，通過對得到的數(shù)據(jù)進行點群分析、因子分析及元素分帶指數(shù)計算等，確定異常元素組合、建立礦區(qū)元素垂直分帶序列和原生暈疊加模型，進而對礦區(qū)深部盲礦體進行初步預測(李惠等，1998，2005)。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)出露的地層主要為中奧陶統(tǒng)鹽池灣組(圖2)，由一套淺海－濱海相碎屑巖組成，具區(qū)域淺變質(zhì)特征。區(qū)內(nèi)巖漿巖以加里東晚期酸性侵入巖為主，分布有黑云母斜長花崗巖及黑云母二長花崗巖，脈巖零星分布。區(qū)內(nèi)斷裂構造發(fā)育，大致分為三組，分別為NE、EWW向及近SN。其中NW向構造為壓扭性斷裂，為區(qū)內(nèi)的主要斷裂構造，亦是礦區(qū)的控巖、控礦構造，貫穿整個礦區(qū);NE向構造張性斷裂，為區(qū)內(nèi)的控礦斷裂;近SN向斷裂為成礦后期構造，規(guī)模一般較小，對礦體破壞不大。區(qū)內(nèi)主要礦化蝕變類型有褐鐵礦化、黃鐵礦化、硅化、絹云母化、綠泥石化、粘土化等。

圖1 賈公臺一帶區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖Fig.1 Map showing geology and minerals around Jiagongtai

1.2 礦體地質(zhì)

根據(jù)礦區(qū)內(nèi)礦體的空間展布特征，賈公臺金礦劃分為賈公臺礦段、振興梁礦段，共圈出58條金礦體。其中賈公臺礦段以F8～F13為主要控礦構造，共圈出47條金礦體;振興梁礦段以F1為主要控礦構造，圈出11條金礦體。礦區(qū)主礦體為賈公臺礦段Au7、Au9、Au12、Au13、Au17、Au22、Au30;振興梁礦段 Au1、Au2、Au3(表1)。

整體來看，賈公臺礦段礦體規(guī)模明顯優(yōu)于振興梁礦段，本次構造疊加暈的研究以賈公臺礦段作為研究對象。

2 礦區(qū)原生暈地球化學特征

2.1 采樣與分析

圖2 賈公臺金礦地質(zhì)概況Fig.2 Geology of Jiagongtai gold deposit

表1 賈公臺金礦礦體規(guī)模統(tǒng)計表Table 1 Scale statistics of ore bodies in Jiagongtai gold deposit

本次開展原生暈工作，重點選擇在鉆孔施工較多且見礦效果較好的賈公臺礦段215號勘探線已完工鉆孔中，大致以5m的采樣間距連續(xù)撿塊采 集原生暈樣品，共計采集樣品491件，選擇Au、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Bi、Mo、Co、Ni共 12 個元素測試分析。測試工作由甘肅省地礦局第二勘查院化驗室承擔，分析方法為:Au采用化學光譜法;Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo、Ni、Co 采用熔融技術電弧發(fā)射定量光譜法;As、Sb、Bi采用加罩電極定量光譜法。分析報出率100%，分析靈敏度和分辨率符合要求。

表2 賈公臺金礦指示元素相關、偏相關系數(shù)Table 2 Element－indicator correlation and partial correlation coefficients in Jiagongtai gold deposit

2.2 元素相關組合特征

從元素相關性來看(表2)，Au與Ag的相關系數(shù)為0.275，偏相關系數(shù)為0.279，二者呈較為穩(wěn)定的相關共生關系，Au 與 Mo、W、Pb、Sb、Bi、Cu 的相關系數(shù)分別為 0.090、0.079、0.045、0.037、0.036、0.016，偏相關系數(shù)分別為 0.001、0.041、－0.095、0.005、－0.022、0.022，表明 Mo、W、Pb、Sb、Bi、Cu 與Au基本不相關。Zn與 Ni、Co相關系數(shù)為0.672、0.700，偏相關系數(shù)為 0.239、0.404，呈較穩(wěn)定的正相關關系。Pb與Ag的相關系數(shù)為0.563，偏相關系數(shù)為0.496，相關密切并穩(wěn)定共生。

2.3 指示元素的分類

從元素點群分析來看(圖3)，在0.35相關水平上，Ni、Co、Zn、Cu 屬于同一類，表現(xiàn)為地質(zhì)背景特征，與區(qū)域元素高背景含量有關;Pb、Ag、Mo、Sb 屬于同一類，為與酸性花崗巖有關的成礦作用的反映;Au與其它元素均不屬于同一類，說明與成礦有關的元素在原生暈空間的前緣部位不完全一致。

圖3 賈公臺金礦原生暈指示元素點群分析譜系圖Fig.3 Spectral system of element－indicator pointcluster analysis for primary halos in Jiagongtao gold deposit

從元素的R型因子分析來看(表3)，提取了4個因子，整體與聚類分析的結果相似。其中F1主要由 Zn、Co、Ni、Cu、Pb 組成，代表了區(qū)域元素高含量的成礦地質(zhì)背景;F2主要由 Pb、Sb、Mo、Ag、Au組成，代表了與成礦關系密切的酸性花崗巖巖漿熱液有關的成礦因子;F3主要為As，與其它元素關系不明顯，可能代表了前緣暈指示元素，也可能代表了區(qū)內(nèi)成礦熱液再次疊加的反映。F4主要由W、Bi組成，代表了尾暈元素，二者呈負消長關系。

表3 賈公臺金礦指示元素成份矩陣Table 3 Matrix of element composition indicators for Jiagongtai gold deposit

表4 賈公臺金礦原生暈分帶指數(shù)計算Table 4 Zoning index calculation of primary halos in Jiagongtai gold deposit

表5 賈公臺金礦原生暈軸向分帶序列分解Table 5 Axial zoning series decomposition of primary halos in Jiagongtai gold deposit

2.4 原生暈軸向分帶序列特征

利用C.B.格里戈良提出的元素分帶指數(shù)計算方法(“格氏”法)(阮天健等，1985)，對215勘探線自4100m～3100m，每100m一個中段，共計11個中段，對原生暈軸向分帶序列進行計算(表4)，最終確定了礦床原生暈的軸向分帶序列(表5)。

賈公臺金礦最終的分帶序列(自上而下)為:W－Mo－Bi－Ni－Co－Cu－Zn－Pb－Ag－Au－Sb－As

與李惠教授總結出的中國金礦床綜合軸向分帶序列(自上而下):

礦體前緣暈及上部:B－I－As－Hg－F－Sb－Ba

礦體中部: Pb－Ag－Au－Zn－Cu

礦體下部及尾暈:W－Bi－Mn－Ni－Cd－Co－VTi(李惠等，1999)。

對比可以看出，礦區(qū)原生暈疊加軸向分帶序列與李惠教授得出的結果相差較大，以W、Mo、Bi、Ni、Co等為主的尾暈元素出現(xiàn)在了近地表，Au、Cu、Pb、Zn、Ag等近礦元素出現(xiàn)在了中部，而As、Sb等前緣暈元素出現(xiàn)在了深部，呈現(xiàn)為“反向分帶序列”(李惠等，2010;陳新蔚等，2013)。分析其原因，與區(qū)內(nèi)熱液的多期次活動及剝蝕程度有關，表現(xiàn)為區(qū)內(nèi)早期熱液活動的前緣暈、近礦暈均在地表遭受了強烈的剝蝕作用，使得近地表主要表現(xiàn)為尾暈特征。而深部所出現(xiàn)的前緣暈、近礦暈應為晚期的熱液活動的元素地球化學表現(xiàn)，推斷其深部存在金的隱伏富集區(qū)。說明區(qū)內(nèi)早期遭受了強烈的剝蝕作用，同時也說明了區(qū)內(nèi)多期多次成礦的特點。目前在215號勘探線以西80 m處的223號勘探線深部探礦效果已證實了該結論(圖4)。

3 礦區(qū)構造疊加暈特征及深部預測

(1)選取前緣暈 As、Sb、近礦暈 Cu、Pb、Zn 及尾暈Bi、Mo等元素，通過元素累加比值及元素間相互比值對不同標高的地球化學參數(shù)疊加變化規(guī)律進行了統(tǒng)計(李惠等，2014)，可以更好地看出深部具有明顯的礦化疊加、變化轉折的特點，能夠指導區(qū)內(nèi)在深部尋找盲礦(圖5):金礦自地表4100m～3100m中段之間ω(Sb)/ω(Bi)比值在4000m～3900m之間出現(xiàn)高值，3800m表現(xiàn)為低值的轉折，又從3700m～3300m之間出現(xiàn)高值的轉折，又在3200m轉折為最低值，接著從3200m～3100m逐漸升高，到3100m變?yōu)樽罡咧?，出現(xiàn)了高－低－高－低－最高的變化趨勢，說明本區(qū)存在至少有三個礦脈群，指示深部盲礦前緣暈疊加。其它地球化學參數(shù) ω(Pb)、ω(Sb)、ω(Sb)/ω(Pb)、ω(As)/ω(Mo)、［ω(As)+ ω(Sb)］/［ω(Bi)+ ω(Mo)］、［ω(As)* ω(Sb)］/［ω(Bi)*ω(Mo)］等也具有相似的特點。因此在3200m中段以下應該存在較好的礦脈群。

圖4 賈公臺金礦賈公臺礦段223號勘探線剖面圖Fig.4 Profile along No.223 exploration line in Jiagongtai ore section of Jiagongtai gold deposit

(2)從215號勘探線元素異常綜合剖面圖來看(圖6):①、從地表～3300m、3300m～3000m 異常分布有所不同，上部分布異常有 As、Sb、Ag、Cu、Pb、Au、Zn、W、Bi、Co、Mo、Ni異常，下部則缺失 Cu、Zn、Co、Ni異常，說明上部和下部地質(zhì)特征有所不同。②、上部具有內(nèi)、中、外分帶特征的元素為 Sb、Ag、Pb、Au、W、Bi、Mo，下部具有內(nèi)、中、外分帶特征的元素有 Ag、Pb、Au、Mo，而前緣暈元素 As、Sb 異常的中、內(nèi)帶分布具有多中心特征，且具有多個中、內(nèi)帶異常區(qū)，上部異常在已知礦體前緣，而下部異常在已知礦體尾部，應為另一期成礦熱液的前緣暈疊加顯示，顯示已知礦體下部具有再次成礦疊加的特征，指示深部應有盲礦體;該肓礦可能是不同期次形成，也可能是同一次成礦形成的串珠狀上、下兩個礦體，指示礦體向深部延伸很大，深部探礦效果也初步證實了預測的準確性(圖4)。

圖5 賈公臺金礦不同標高(軸向)地球化學參數(shù)變化趨勢圖Fig.5 Change trend of geochemical parameters at different elevations(axial)in Jiagongtai gold deposit

圖6 賈公臺金礦215號勘探線元素異常綜合剖面圖Fig.6 Jiagongtai gold deposit No.215 exploration line element composite anomaly profile

圖7 賈公臺金礦構造疊加暈模式圖Fig.7 Model of structural superimposed halos for Jiagongtai gold deposit

(3)根據(jù)所確定的原生暈軸向分帶序列、元素組合特征以及不同海拔的元素含量值，初步建立了構造疊加暈模式圖(圖7)，可以看出:①、區(qū)內(nèi)成礦熱液多期多次疊加成礦的特點極為明顯;②、近地表顯示了近礦暈與尾暈疊加特點，說明與近地表尾暈異常有關的前緣暈、近礦暈已遭受剝蝕;③、深部顯示了較強的前緣暈與近礦暈特點，還未見到尾暈，說明深部具有尋找金礦體的良好前景。

4 結論

(1)礦區(qū)原生疊加暈研究表明，Au與Ag呈穩(wěn)定的共生關系，與 Mo、W、Pb、Sb、Bi、Cu 呈弱的正相關關系，與Co、Zn、Ni呈弱的負相關關系;點群分析結果顯示Au與其它元素關系不密切;因子分析結果顯示 Au與 Pb、Sb、Mo、Ag為一組，代表了與酸性花崗巖有關的成礦熱液。

(2)通過對鉆孔原生暈樣品的分類研究，初步建立了礦區(qū)原生疊加暈軸向分帶特征，礦區(qū)原生暈軸向分帶為(自上而下):W－Mo－Bi－Ni－Co－Cu－Zn－Pb－Ag－Au－Sb－As，為典型的“反向分帶序列”。

(3)礦區(qū)構造疊加暈表明，區(qū)內(nèi)成礦熱液具有多期次疊加成礦的特點，深部前緣暈元素異常發(fā)育，預示深部找礦前景較好，初步預測深部盲礦靶位在3200m標高以下。

(4)在區(qū)域內(nèi)開展金礦勘查工作，運用構造疊加暈進行深部找礦預測具有很好的指導意義。

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