青海都蘭黑石山地區(qū)銅多金屬礦的地球物理特征及找礦標(biāo)志

馬國(guó)財(cái)

(青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧 810007)

近幾年來(lái)，青海省都蘭縣黑石山地區(qū)銅多金屬礦的資源量一直在不斷地更新，其所蘊(yùn)含的極其豐富的礦產(chǎn)資源也逐漸讓黑石山地區(qū)的人民群眾引以為傲。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)表明，截止到目前為止，該地區(qū)333+334級(jí)別的銅資源已經(jīng)達(dá)到了8萬(wàn)t，同等級(jí)別的鉛資源和鋅資源也分別達(dá)到了兩萬(wàn)噸和十二萬(wàn)噸的量。接下來(lái)，筆者就“青海省都蘭縣黑石山地區(qū)銅多金屬礦的地球物理特征及找礦標(biāo)志”及其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行一系列的探究及討論，希望能夠?qū)@一地區(qū)的金屬礦開(kāi)采人員在遇到一些相關(guān)問(wèn)題時(shí)有所幫助。

1 地質(zhì)背景

青海省都蘭縣黑石山地區(qū)銅多金屬礦的礦床主要位于柴達(dá)木盆地的附近，與五龍溝的金礦相依而立，礦區(qū)內(nèi)所外露的地層主要是金水口群的白沙河組，所謂的白沙河組，主要是由斜長(zhǎng)片麻巖、大理巖以及石英巖等部分組成，其四周也是由侵入巖體緊緊包圍，同時(shí)還受到巖漿活動(dòng)的侵蝕，使得黑石山地區(qū)的銅多金屬礦區(qū)的地層大多裸露在空氣中，也有少部分以捕擄體的形式存在，具體的分布形式如圖1所示。

1 第四系；2 進(jìn)水口群白沙河組；3 平臺(tái)超單元；4 外灘超單元；5 紅石嶺單元；6 含礦矽卡巖帶；7 金礦化帶及韌性剪切帶；8 多金屬礦點(diǎn)；9 金礦床(點(diǎn))；10 次火山活動(dòng)中心

圖1黑石山礦區(qū)礦點(diǎn)分布

銅多金屬礦區(qū)內(nèi)部的發(fā)育主要是由靠近西北方向的剪切帶逐漸演變形成而來(lái)的，從客觀的角度上來(lái)講，銅多金屬礦的旁側(cè)有一條密集程度較高的斷裂帶，這條斷裂帶的存在也對(duì)銅多金屬礦區(qū)的構(gòu)造發(fā)育產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響，我們前面一直提到的白沙河組的分布方向就是由西北方向一直向東南方向發(fā)展。就目前而言，銅多金屬礦區(qū)內(nèi)的巖漿活動(dòng)是非常頻繁的，相對(duì)于其他金屬礦產(chǎn)的巖漿運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，青海省都蘭縣黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)的巖漿運(yùn)動(dòng)的突出特點(diǎn)是規(guī)模較大，活動(dòng)次數(shù)較多，而在這種情況下，銅多金屬礦區(qū)的巖體表層裸露的情況就越來(lái)越普遍，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以得知現(xiàn)階段的銅多金屬礦區(qū)出露面積占總面積的十分之九。

本文主要以青海省都蘭縣黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)為例，對(duì)其地質(zhì)背景進(jìn)行具體的分析，對(duì)于我國(guó)金屬礦產(chǎn)開(kāi)采行業(yè)來(lái)說(shuō)，黑石山地區(qū)的銅多金屬礦從專業(yè)的角度上來(lái)說(shuō)是被歸類于閃長(zhǎng)巖類的巖體，這類巖體的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，主要包括的類型有橄欖巖、閃輝長(zhǎng)巖、花崗巖等等，根據(jù)其等時(shí)線我們可以推斷出其存在的年限大致為222.2 Ma，根據(jù)地域背景可以得知黑石山地區(qū)銅多金屬礦體形成的時(shí)期大概為印支晚期，同時(shí)也說(shuō)明了黑石山地區(qū)銅多金屬礦體的資源是非常豐富的，為我國(guó)的礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)有著非常重要的歷史意義[1]。

2 地球物理特征

從黑石山地區(qū)銅多金屬礦體的地球物理特征的角度上來(lái)說(shuō)，基本特征主要包括以下幾種參數(shù)，這些相關(guān)參數(shù)的信息統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

表1 黑石山巖(礦)石電磁物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從表中我們可以看出與之相關(guān)的非常重要的3個(gè)參數(shù)，分別是極化率、電阻率以及磁化率，為了更好地運(yùn)用這些參數(shù)，我們抽取了一些黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)中常見(jiàn)的一些礦產(chǎn)資源進(jìn)行了系統(tǒng)的列舉，同時(shí)對(duì)這些不同類型的礦體分別進(jìn)行了極化率、電阻率、磁化率的測(cè)驗(yàn)。對(duì)于含礦類型的幾種巖體來(lái)說(shuō)，其礦石的極化率一般出于18%左右，這種情況在我國(guó)眾多的金屬礦產(chǎn)資源中等級(jí)別的極化水平，其他類型的巖石極化率平均值一般都處于2%以下。從電阻率的角度上來(lái)說(shuō)，表中糜棱巖和浸染狀的礦石的電阻率一般都在一百歐，除了石英片巖之外，其他巖石也都是處于一千歐以上的高電阻率巖體。除了極化率和電阻率之外，這些黑石山地區(qū)銅多金屬礦體的地球物理特征還有一個(gè)非常重要的參數(shù)是磁化率，中等磁性的巖體一般磁化率都在0.02 CGSM左右，這種情況的巖體一般都會(huì)引起一定的磁異常狀況，表1中的巖體除了中等級(jí)別的磁性之外，大多數(shù)屬于弱磁性，而這部分巖體所能夠引起的磁異常情況非常輕微，基本無(wú)異常[2]。以上我們所提到的磁化率、電阻率以及極化率等就是衡量黑石山地區(qū)銅多金屬礦地球物理特征的主要參數(shù)，這些參數(shù)可以有效地幫助我國(guó)的金屬礦開(kāi)采企業(yè)找出隱藏在巖體深處的金屬資源。

3 地球化學(xué)特征

3.1 水系沉積物

青海省都蘭縣黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)的水系沉積物的測(cè)定是判斷其地球化學(xué)特征的一種非常重要的依據(jù)。根據(jù)相關(guān)研究人員的研究結(jié)果表明，以1∶500 000的比例去進(jìn)行黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)內(nèi)的水系沉積物的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其中最主要的發(fā)生異常的元素是Au元素，與其相關(guān)聯(lián)的組成化合物的其他元素有As、Cu、Bi、Sb等元素，這些化學(xué)元素之間組成的化合物的基本性質(zhì)就代表了黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)的基本地球化學(xué)特征。在這里我們需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的問(wèn)題是，Au、As以及Sb這些元素相互之間組成的化合物的規(guī)模和形態(tài)都是比較完整的[3]，相較于黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)內(nèi)其他的化合物來(lái)說(shuō)，這些元素組成的化合物梯度較陡，內(nèi)部面積也相對(duì)來(lái)說(shuō)較大，對(duì)于這些情況而言，我們還需要通過(guò)不同比例的水系沉淀物進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，對(duì)最終產(chǎn)生異常的化學(xué)元素進(jìn)行精確地定位，比如以1∶25 000的比例進(jìn)行對(duì)黑石山地區(qū)銅多金屬礦的水系沉淀物進(jìn)行檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)異常的化學(xué)元素又發(fā)生了不同程度的變化，這次的異?；衔锸怯葾u、Pb、Zn、Cu等幾個(gè)元素組成的，所以為了能夠更加準(zhǔn)確地確定黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)的異?；衔锏降资怯赡姆N元素引起的，需要以不同比例的水系沉淀物進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，最終才能得到一個(gè)較為理想的結(jié)果。

3.2 同位素

從表2中我們可以看出化學(xué)元素的同位素也是黑石山地區(qū)銅多金屬礦體的地球化學(xué)元素中非常重要的一個(gè)因素，以表中所舉出的硫元素為例，其存在于不同的礦產(chǎn)中，同時(shí)所蘊(yùn)含的量也是有一定程度上的差別，從多到少依次可以分為毒砂、鐵礦、鋅礦、鉛礦等等[4]，這種變化范圍是非常廣泛的，但是不僅僅是我們?nèi)グ裁咚岬降膸r漿活動(dòng)，這種來(lái)源還可以細(xì)分到大氣降水中所含有的硫元素或者地幔中所蘊(yùn)含的硫元素。這些不同形態(tài)下的硫元素都是一種體現(xiàn)黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)地球化學(xué)特征的不同體現(xiàn)模式。

表2 硫同位素分析結(jié)果

4 找礦標(biāo)志

4.1 地質(zhì)類標(biāo)志

關(guān)于地質(zhì)類的標(biāo)志主要可以分為以下幾種不同的類型：第一，矽卡巖，黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)中有一部分的巖體是呈現(xiàn)為一種囊狀的形態(tài)，這種巖體通常情況下我們稱之為矽卡巖，這種掩體屬于多金屬礦化類型的巖體，所以從客觀的角度上來(lái)說(shuō)，這種巖體以透輝石為主要材料，同時(shí)與其他巖體進(jìn)行接觸之后也會(huì)產(chǎn)生一定的不規(guī)則變化，我們稱之為礦化，其礦化的類型也是繁多復(fù)雜的，比如巖化、硅化、石化、碳化等等，這些礦化都是證明黑石山地區(qū)銅多金屬礦體存在的一種直接標(biāo)志，對(duì)我國(guó)的金屬礦業(yè)開(kāi)采企業(yè)有著非常大的幫助；第二，圍巖，這種標(biāo)志主要是與大理巖、閃片巖等巖體有著較大的關(guān)系，與此同時(shí)，圍巖還有著比較突出的找礦標(biāo)志，也是我們所說(shuō)的蝕變，具體的表現(xiàn)形式為褪色、硅化等，這些情況對(duì)于金屬礦業(yè)的開(kāi)采工作也有著非常重要的意義；第三，鐵帽標(biāo)志，如果在金屬礦區(qū)的開(kāi)采過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了紅褐色、橘黃色、黑灰色等大范圍之內(nèi)的色帶時(shí)，應(yīng)該提高警惕，因?yàn)檫@些色帶的出現(xiàn)也是非常明顯的一種找礦標(biāo)志，一般會(huì)預(yù)示著這附近的氧化帶中可能會(huì)存在著褐鐵礦、石膏、高嶺土等等；第四，斷裂構(gòu)造標(biāo)志，黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)中的剪切帶的發(fā)展方向大體上是由西向東，在這之間會(huì)存在很多金屬礦點(diǎn)，對(duì)于一些出現(xiàn)斷層的巖體標(biāo)志來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)對(duì)巖體脈絡(luò)的斷裂現(xiàn)象的明顯程度對(duì)礦體資源進(jìn)行有效地判斷。

4.2 地球物理類標(biāo)志

對(duì)于黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)的地球物理類標(biāo)志來(lái)說(shuō)，主要有物探激電、異常高磁等標(biāo)志，出現(xiàn)上述情況時(shí)，可以加強(qiáng)對(duì)金屬礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)和探尋的力度。地球物理類標(biāo)志我們前面也都提到過(guò)是與礦體的極化率、磁化率以及電阻率有很大的關(guān)聯(lián)，所以在相關(guān)礦產(chǎn)開(kāi)采人員進(jìn)行探尋銅多金屬礦區(qū)時(shí)，就可以充分利用這些地球物理類的標(biāo)志進(jìn)行對(duì)銅多金屬礦的探索，這是非常重要的一種找礦標(biāo)志，在實(shí)際的礦產(chǎn)開(kāi)采工作中也起到了非常大的作用，這是非常值得我們所認(rèn)可的。

4.3 地球化學(xué)類標(biāo)志

鋅、銅、鉛、金等礦體元素之間的組合很容易出現(xiàn)比較突出的化學(xué)色帶，這對(duì)于黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)的開(kāi)采來(lái)說(shuō)是非常有用的找礦標(biāo)志?；瘜W(xué)元素是一般來(lái)說(shuō)比較重要的是鋅、銅、鉛、金等幾種元素，它們之間常常會(huì)因?yàn)橐恍┉h(huán)境因素產(chǎn)生不同的化合物，在外界溫度極高的巖漿活動(dòng)中，某些化學(xué)元素還會(huì)產(chǎn)生一些同位素，從客觀的角度上來(lái)講，這些化學(xué)元素有著不同的化學(xué)性質(zhì)，金屬礦業(yè)開(kāi)采人員可以將這些不同化學(xué)元素的不同性質(zhì)作為這些礦產(chǎn)資源的地球化學(xué)類標(biāo)志，這對(duì)于黑石山地區(qū)銅多金屬礦區(qū)的未來(lái)發(fā)展也有著非常積極的影響。

4.4 時(shí)空關(guān)系類標(biāo)志

除了上述我們所提到的鋅、銅、鉛、金等元素之間的化合物之外，它們之間還有一種比較特殊的關(guān)系也構(gòu)成了金屬礦產(chǎn)開(kāi)采企業(yè)的基本找礦標(biāo)志，那就是時(shí)空關(guān)系類的標(biāo)志，這種說(shuō)法相對(duì)來(lái)說(shuō)比較抽象，具體來(lái)說(shuō)就是金元素和其他的3種不同元素鋅元素、銅元素、鉛元素等在漫長(zhǎng)的共同沉淀的過(guò)程中產(chǎn)生了一定的分離，一般來(lái)說(shuō)，鋅元素、銅元素、鉛元素這三種元素大多數(shù)位于巖漿活動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生沉積噴流的內(nèi)部，而金元素在高溫下就會(huì)與這些元素產(chǎn)生不同程度上的化學(xué)反應(yīng)，就會(huì)留下相應(yīng)的金礦體，而這些金礦體逐漸被風(fēng)化，也成為了我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)企業(yè)在探尋礦產(chǎn)過(guò)程中的一種重要的標(biāo)志。

5 結(jié) 語(yǔ)

總而言之，青海省都蘭縣黑石山地區(qū)銅多金屬礦的地球物理特征及找礦標(biāo)志筆者已經(jīng)在文中進(jìn)行了詳細(xì)地論述，在我國(guó)最近十年金屬礦產(chǎn)的發(fā)展歷程中，通過(guò)一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和精確地找礦標(biāo)志以及相關(guān)研究人員總結(jié)出的有關(guān)于開(kāi)采銅多金屬礦的地球物理特征和地球化學(xué)特征等內(nèi)容，我國(guó)相關(guān)企業(yè)已經(jīng)順利地發(fā)現(xiàn)了很多隱藏很深的豐富的礦產(chǎn)資源，這些都是我國(guó)無(wú)數(shù)金屬礦產(chǎn)開(kāi)采技術(shù)研究人員的智慧結(jié)晶。雖然就目前而言，我國(guó)的一些金屬礦產(chǎn)開(kāi)采企業(yè)技術(shù)還不夠成熟，一些地球物理特征的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)還不夠全面，找礦標(biāo)志還不夠完善，但是相信在這些研究人員不斷地改進(jìn)下，青海省都蘭縣黑石山地區(qū)的礦產(chǎn)開(kāi)采行業(yè)一定會(huì)有更加廣闊的發(fā)展空間和前景。

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