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    原生暈地球化學(xué)方法在老礦山外圍評價的應(yīng)用

    2016-09-18 05:53:52李亦凡
    西部探礦工程 2016年7期
    關(guān)鍵詞:原生暈前緣石英

    李 強,李亦凡

    (1.湖北省長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北武漢430100;2.緊缺戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源協(xié)同創(chuàng)新中心,湖北武漢430100)

    原生暈地球化學(xué)方法在老礦山外圍評價的應(yīng)用

    李強*1,2,李亦凡1,2

    (1.湖北省長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北武漢430100;2.緊缺戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源協(xié)同創(chuàng)新中心,湖北武漢430100)

    危機礦山是關(guān)系國家資源安全和社會經(jīng)濟可持續(xù)性發(fā)展的重要問題。擴大礦山的找礦遠(yuǎn)景,是以尋找深部和外圍隱伏礦為基礎(chǔ)的??辈榈厍蚧瘜W(xué)方法是礦山找礦的有效手段之一。通過對已采礦床的地球化學(xué)研究,掌握礦床元素組合、分帶特征,建立已知礦床的地球化學(xué)評價指標(biāo),以此為依據(jù),對預(yù)測區(qū)進行準(zhǔn)確合理的評價,是一種有效的危機礦山資源評價方法,對于勘查和尋找同類型的礦床效果顯著,是老礦山深邊部資源評價的重要手段。

    危機礦山;地球化學(xué)方法;評價指標(biāo)

    危機礦山可接替資源勘查是我國礦業(yè)界面臨的一個非常緊迫的研究課題。自2004年,國土資源部組織實施的“全國危機礦山接替資源找礦專項”工作,對全國1010座礦山開展資源潛力評估,取得了豐碩的成果。在被調(diào)查礦山中,48%的礦山發(fā)現(xiàn)具有資源潛力,其中預(yù)測資源量可達大型礦床規(guī)模的有111座,中型190座,小型173座,礦山服務(wù)年限平均延長12.6年[1]。新增資源儲量潛在利潤數(shù)千億元。但是,我國礦業(yè)形勢依舊十分嚴(yán)重,在已探明的45種主要礦產(chǎn)資源的保有儲量中,預(yù)計到2020年將僅有6種可滿足或基本滿足生產(chǎn)需求。一些關(guān)系到國民經(jīng)濟命脈的支柱性礦產(chǎn),如富鐵、富錳、銅、鉻、鉀鹽等礦產(chǎn)將長期短缺[2]。因此,危機礦山接替資源找礦工作依然任重而道遠(yuǎn)。

    危機礦山接替資源找礦工作是礦山研究中的一個重要內(nèi)容,擴大礦山的找礦遠(yuǎn)景,延長礦山的服務(wù)年限,是以尋找深邊部隱伏礦為基礎(chǔ)的。而勘查地球化學(xué)則是礦山找礦的有效方法[3-6]。在已知礦區(qū)開展勘查地球化學(xué)研究實際上是對找礦對象做類比勘查,地球化學(xué)首先研究已知礦床的地球化學(xué)特征,元素組合和分帶性,總結(jié)地球化學(xué)找礦參數(shù)和預(yù)測指標(biāo),建立礦床地球化學(xué)找礦模式。然后對礦床的深邊部和外圍發(fā)現(xiàn)的異常進行模式識別與評價,預(yù)測可能的成礦前景和找礦地段。

    1 地球化學(xué)預(yù)測方法步驟

    1.1建立已知礦床的元素組合分帶

    熱液礦床的異常元素分帶特征是明顯的,易揮發(fā)、活動性元素分布在礦體頭部,構(gòu)成礦床的前緣暈;惰性及高溫元素位于礦體尾部,形成礦床的尾部暈;成礦元素與礦體位置基本一致。元素的分帶為原生暈尋找隱伏礦提供了理論依據(jù)。但是,由于成礦流體組成的多樣性,成礦過程的復(fù)雜性,對于不同的礦床,其元素組合及分帶表現(xiàn)出一定差異性。為查明礦床分帶規(guī)律,需要建立已知礦床的元素組合分帶。

    1.2建立已知礦床礦化地球化學(xué)指標(biāo)

    國內(nèi)外大量研究表明,金礦床原生暈異常分帶指標(biāo)參數(shù)是提高預(yù)測隱伏礦準(zhǔn)確度和可靠性的重要指標(biāo),利用前緣元素、成礦元素和尾部元素組成預(yù)測模式指標(biāo),可以對礦體不同水平進行判斷[7-9]。預(yù)測模式指標(biāo)一般采用前緣元素與尾部元素線金屬量累乘指數(shù)或累加指數(shù)之比,其結(jié)果較之單元素含量或元素對含量所得結(jié)果更加全面,可以更加準(zhǔn)確地反映出流體成礦的地球化學(xué)特點。

    1.3預(yù)測與評價

    對預(yù)測區(qū)進行巖石地球化學(xué)測量,并利用已建立的成礦地球化學(xué)模式指標(biāo),研究并預(yù)測預(yù)測區(qū)的成礦遠(yuǎn)景。

    2 地球化學(xué)評價方法應(yīng)用實例

    新疆東天山石英灘金礦區(qū)位于康古爾塔格—黃山斷裂構(gòu)造帶南側(cè),苦水大斷裂北部的阿齊山—雅滿蘇島弧帶的北西部[10-11]。在康古爾塔格—黃山斷裂帶構(gòu)造控制下形成了本區(qū)古火山機構(gòu)。火山機構(gòu)處于石英灘火山構(gòu)造盆地的中央,破火山口為橢圓狀,出露面積約為60km2?;鹕綑C構(gòu)的管道中心相為碎斑花崗斑巖,向外過渡為流紋斑巖,邊緣相為碎屑流紋巖,總體呈環(huán)狀分布。圍繞古火山口共發(fā)現(xiàn)3處金異常,其中石英灘金礦位于古火山機構(gòu)的北西部,礦體產(chǎn)出受古火山機構(gòu)邊緣弧形、放射狀裂隙及區(qū)域性斷裂的多重控制(圖1)。

    圖1 石英灘金礦床及火山機構(gòu)地質(zhì)略圖

    石英灘金礦床是由L1、L2、L3地表礦體及L4和L5隱伏礦體組成,其中以L4號礦體規(guī)模最大,且礦床揭露工程強度高,從地表向深部已建立880m、840m、800m、760m和675m五個完整的采礦中段。通過對各中段穿脈巷道采取地球化學(xué)巖石樣品,經(jīng)分析統(tǒng)計確定L4礦體的原生暈組合及分帶特征。

    2.1石英灘金礦元素組合分帶特征

    原生暈研究表明:前緣元素As、Sb、Hg的最大幾何平均值位于880m中段,顯現(xiàn)出典型的前緣暈特征,但原生暈寬度As、Sb最大值在800m中段,而Hg的最大寬度在840m中段,反映出疊加暈特征。尾部元素Bi、Mo含量未呈現(xiàn)由上至下的單調(diào)變大,這是礦床成礦作用多期次脈動式疊加造成。Mo的高含量出現(xiàn)在880m和675m中段,Bi元素含量由上至下增高,但最高含量集中在840m中段。Cu、Zn兩個金屬元素呈虧損狀態(tài),Cu相對富集760m,Zn含量變化在各中段比較平穩(wěn)。Au、Ag含量的幾何平均值由上向下先增大再減少,富礦化主要集中在840~750m中段。通過對指示元素在各中段異常強度、規(guī)模的統(tǒng)計,得到礦體原生暈軸向分帶序列,由前緣至尾部為:Hg-As-Sb-Zn-Ag-Au-Bi-Mo-Cu。

    為了建立礦床分帶評價模式指標(biāo),采用前緣元素線金屬量乘積與尾部元素線金屬量乘積的比值,選擇w(Sb)/w(Bi)、w(Sb)/w(Cu)、[w(As)·w(Sb)]/w2(Cu)、[w (As)·w(Sb)]/[w(Bi)·w(Mo)]和[w(Sb)·w(Hg)]/[w(Cu)· w(Bi)]做分帶評價值回歸方程(表1)。得到礦體分帶評價指標(biāo)(表2)。據(jù)此,可以對礦區(qū)外圍及深部的礦化異常進行合理評價。

    表1 L4礦體原生暈軸向分帶評價值線性模式計算表(lgυi)

    表2 石英灘金礦床礦體及其原生暈部位分帶評價值指標(biāo)

    2.2東北夼異常區(qū)異常評價

    東北夼異常區(qū)位于古火山機構(gòu)的北東緣,距石英灘金礦床約5km。異常區(qū)內(nèi)出露的地層為下石炭統(tǒng)阿奇山組,巖性為安山巖、英安巖、蝕變安山巖及杏仁狀安山巖。地表可見多條石英脈,礦化帶寬20~40m,長約1.5km,主要由石英脈、蝕變英安巖和碳質(zhì)細(xì)脈組成。礦化帶中最明顯的蝕變標(biāo)志為褐鐵礦化、硅化,還有少量的綠泥石化、綠簾石化。巖石地球化學(xué)研究表明,東北夼異常區(qū)原生暈特征表現(xiàn)為:前緣元素(As、Sb、Hg)異常強度高,連續(xù)性好,具有完整的濃度分帶;中部元素(Cu、Pb、Zn)呈低背景或負(fù)異常分布;尾部元素(Bi、Mo)呈低強度連續(xù)的弱異常。

    根據(jù)已建立的礦床原生暈分帶評價值標(biāo)準(zhǔn),利用東北夼地表巖石地球化學(xué)樣品的前緣和尾部元素線金屬量求得分帶評價值的對數(shù)值與判斷礦體位置如下:lg [w(Sb)/w(Bi)]=2.37(前緣);lg[w(Sb)/w(Cu)]=0.19(礦上);lg{[w(Sb)·w(Hg)]/[w(Cu)·w(Bi)]}=0.65(礦上);lg{[w(As)·w(Sb)]/[w(Bi)·w(Cu)]}=5.4(前緣);lg{[w(As)· w(Sb)]/w2(Cu)}=1.98(前緣)。從這些指標(biāo)可以看出,判為前緣的概率為60%,礦中的概率為40%。東北夼地表Au異常幾何平均值為53.7×10-9,異常規(guī)模及強度相當(dāng)于石英灘金礦體920m水平。因此,推測目前地表礦化剝蝕水平處于礦體的前緣,深部可能存在隱伏礦體。根據(jù)地表礦化異常展布和巖石化學(xué)分析數(shù)據(jù),在東北夼異常區(qū)礦化蝕變較好的位置布置2個驗證鉆孔,設(shè)計孔深70m。結(jié)果表明:由地表向深部Au含量逐漸升高,鉆孔穿過2個金礦化體,厚度分別為1m和6m,Au平均品位0.31~0.35g/t。最高品位達1.41g/t。此外,鉆孔中樣品As、Sb、Hg前緣元素強度依然較大,說明驗證鉆孔控制仍然太淺,仍未超出前緣暈的空間。

    3 結(jié)論及認(rèn)識

    在老礦山深部及外圍開展就礦找礦是解決礦山資源危機、增加地質(zhì)儲量的重要途徑。在找礦地質(zhì)理論的指導(dǎo)下,采用合適的找礦方法是成敗的關(guān)鍵。原生暈地球化學(xué)方法是建立在已知礦床地球化學(xué)研究的基礎(chǔ)上,利用相似類比原理,對同一礦區(qū)、具有相同或相似地質(zhì)成礦背景的礦化區(qū)、異常區(qū)進行對比研究,其預(yù)測準(zhǔn)確性較高。

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    P59

    B

    1004-5716(2016)07-0111-03

    2015-07-24

    2015-07-31

    李強(1972-),男(漢族),新疆昌吉人,副教授,現(xiàn)從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與資源評價教學(xué)及研究工作。

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