金礦床成礦機(jī)制及地球物理深度找礦模型建立

柳玉龍，陳原林

（1.中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限責(zé)任公司，北京 100012；2.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025）

金礦屬于全球性重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，對(duì)保障國(guó)家財(cái)富穩(wěn)定具有不可替代的作用。隨著全球大規(guī)模開(kāi)采金礦，已探明資源不足問(wèn)題成為制約世界各個(gè)國(guó)家黃金產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要障礙，所以金礦床相關(guān)話題已經(jīng)成為社會(huì)重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。由于金礦床成礦規(guī)律復(fù)雜多樣，社會(huì)對(duì)金礦床成礦機(jī)制分歧較大，所以此次提出金礦床成礦機(jī)制及地球物理深度找礦模型建立，為新一輪金礦找礦勘查部署提供理論依據(jù)。

1 金礦床成礦機(jī)制

金礦床類(lèi)型主要為石英脈型金礦，其成礦機(jī)制主要為區(qū)域變質(zhì)作用和巖漿活動(dòng)，加速了地殼內(nèi)流體的循環(huán)和熱對(duì)流促進(jìn)Au在熱液中初步富集。

之后地殼發(fā)生多次擠壓活動(dòng)，促使導(dǎo)礦構(gòu)造與下地殼或深大斷裂貫通，基性巖漿沿?cái)嗔焉锨?，并攜帶上來(lái)大量的成礦物質(zhì)—Au，形成含Au熱液，隨后的巖漿活動(dòng)的進(jìn)一步加劇，促使成礦熱液在構(gòu)造內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，并淋濾、萃取圍巖中成礦物質(zhì)，尤其是中基性巖漿巖中的成礦物質(zhì)，加入到成礦流體體系[2]。

在成礦過(guò)程中，斷裂活動(dòng)的繼承性和熱液活動(dòng)的脈動(dòng)性明顯，表現(xiàn)為成礦的多階段性。

各階段含礦流體的性質(zhì)、成礦物理化學(xué)條件及其產(chǎn)物均有明顯的差異。

①早階段初始含礦流體具有高溫(＞360℃)巖漿熱液的特點(diǎn)，溶解有大量SiO2，溶液可能呈弱堿性，其中金和其它成礦元素主要呈穩(wěn)定的絡(luò)合物形式被搬運(yùn)[1]。在其沿?cái)嗔焉仙\(yùn)移的過(guò)程中，由于溫度、壓力急劇降低，并有二次沸騰作用發(fā)生，使溶液的物理化學(xué)平衡發(fā)生變化，在溫度為360℃～300℃條件下沉淀出石英、黃鐵礦等，金則呈渾圓的珠滴狀分布于黃鐵礦中。②中期階段，斷裂繼續(xù)活動(dòng)，上升熱液性質(zhì)隨著天水的混入和溫度、壓力進(jìn)一步降低而發(fā)生顯著變化[3]。H2S在熱液中的溶解度增高，S2-濃度增大，溶液向中性和弱酸性演化，含成礦金屬元素的絡(luò)合物發(fā)生大量分解，形成石英及多金屬硫化物(黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等)。它們大多沿繼承活動(dòng)的斷裂、裂隙充填交代，局部生成富礦脈(囊)，該階段的成礦溫度為300℃～208℃，是該礦床主要的成礦階段[4]。③晚階段，熱液中地下水所占比例增大，金屬元素離子濃度顯著降低，在溫度為180℃～150℃，形成碳酸鹽石英組合，含有少量的多金屬硫化物，它們穿切前兩階段的礦脈，此時(shí)內(nèi)生成礦作用已趨于結(jié)束。

2 地球物理深度找礦模型建立

2.1 收集資料

在建立地球物理深度找礦模型前，主要側(cè)重于調(diào)查區(qū)已有的地質(zhì)、物探、化探及礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)項(xiàng)目和科研工作所取得的資料和成果，包括工作區(qū)內(nèi)地質(zhì)工作程度、區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查和勘查、礦產(chǎn)地質(zhì)研究工作的內(nèi)部成果資料、公開(kāi)出版的專(zhuān)著、發(fā)表的論文等資料。結(jié)合地球物理深度找礦模型建立需要，補(bǔ)充收集和匯總工作區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)項(xiàng)目工作進(jìn)展和成果資料，特別是近幾年國(guó)家資金、省地勘基金及市場(chǎng)商業(yè)性地質(zhì)勘查項(xiàng)目的最新地質(zhì)勘查成果，對(duì)收集到資料進(jìn)行整理、分類(lèi)、分析等預(yù)研究，并且對(duì)所有資料進(jìn)行數(shù)字化處理。

2.2 地球物理深度測(cè)量

運(yùn)用電磁物探法對(duì)勘查區(qū)域進(jìn)行地球物理深度測(cè)量，采集數(shù)據(jù)，實(shí)地選擇外界干擾小但磁場(chǎng)變化有一定幅度的地點(diǎn)，建立一條觀測(cè)路線，布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。

磁力儀依次進(jìn)行往返觀測(cè)，同時(shí)進(jìn)行日變觀測(cè)，然后分別進(jìn)行日變改正[5]。

每日野外磁測(cè)觀測(cè)單元始于校正點(diǎn)，終于校正點(diǎn)；每個(gè)磁法觀測(cè)點(diǎn)，一般要求連續(xù)觀測(cè)兩次以上，待重復(fù)數(shù)據(jù)穩(wěn)定后進(jìn)行存儲(chǔ)記錄；野外工作遇到居民地、鐵路、井場(chǎng)、高壓輸電線、有磁性的廢礦石等干擾時(shí)，采取偏移點(diǎn)位予以回避，把干擾降到最小，并作了相應(yīng)記錄；磁日變站的觀測(cè)時(shí)間早于早校正并晚于晚校正時(shí)間[5]。下表為電磁物探法采集數(shù)據(jù)精度統(tǒng)計(jì)表。

表1 測(cè)量工作精度統(tǒng)計(jì)表

在采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入空間數(shù)據(jù)庫(kù)之前，根據(jù)數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)提供的功能，首先對(duì)實(shí)際材料圖（編稿地質(zhì)礦產(chǎn)圖）數(shù)據(jù)的完整性、邏輯一致性（重點(diǎn)進(jìn)行了拓?fù)溴e(cuò)誤檢查、線弧一致性檢查、地質(zhì)體面實(shí)體的屬性和參數(shù)一致性檢查、地質(zhì)界線的屬性與參數(shù)一致性檢查、產(chǎn)狀類(lèi)型名稱(chēng)和符號(hào)的一致性檢查等）、空間定位準(zhǔn)確度等進(jìn)行了詳細(xì)檢查，無(wú)誤后方轉(zhuǎn)入下一步工作。

2.3 建立數(shù)據(jù)庫(kù)

將所有野外采集的數(shù)據(jù)以及收集資料，經(jīng)轉(zhuǎn)化，都導(dǎo)入到基于MAPGIS平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的地質(zhì)數(shù)字調(diào)查系統(tǒng)DGSInfo。

地圖參數(shù)為：投影方式為投影平面直角坐標(biāo)系；投影類(lèi)型為高斯－克呂格投影；橢球參數(shù)為1980年西安坐標(biāo)系，1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)；圖形單位為毫米；比例尺：1：25000（原始資料數(shù)據(jù)庫(kù)）、1：50000（地質(zhì)礦產(chǎn)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)）。

地質(zhì)礦產(chǎn)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)遵循數(shù)字區(qū)域地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)數(shù)據(jù)“流”特點(diǎn)，其數(shù)據(jù)庫(kù)建立流程如下圖所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)流程

2.4 實(shí)現(xiàn)地球物理深度找礦模型建立

將數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的數(shù)據(jù)歸類(lèi)成區(qū)域地質(zhì)背景、區(qū)域地球物理場(chǎng)、區(qū)域地球化學(xué)場(chǎng)特征、礦區(qū)地質(zhì)、物化探異常特征等，并結(jié)合礦區(qū)成礦規(guī)律和成礦成因、成礦地質(zhì)條件建立找礦模型，如下表所示。

表2 地球物理深度找礦模型

3 結(jié)語(yǔ)

此次以區(qū)域成礦學(xué)和地球物理深度找礦理論為指導(dǎo)，對(duì)金礦床成礦機(jī)制及地球物理深度找礦模型建立進(jìn)行了研究，并取得了一定的研究成果。但是金礦床資料豐富，綜合集成、整理難度大，綜合分析的深度和廣度尚不充足。此外，社會(huì)勘查資料收集存在困難，金礦床的地球物理深度找礦模型仍有待實(shí)踐驗(yàn)證，所以對(duì)該方面還需要進(jìn)一步深入研究。