地物化有機結合的找礦方法在坦桑尼亞某銅金礦勘查中的應用

王松港

（中化地質礦山總局河北地質勘查院，河北 石家莊 050031）

地質找礦，不外乎地質、化探、物探等方法手段，各種找礦方法均有各自的長處，也有不可避免的短處，化探可以研究成礦元素的三維空間分布，具有很深的穿透性，是找礦的有效方法，卻無法預測發(fā)生成礦作用的深度，無法確認礦體是否存在；物探所研究的是礦體的物理性質，是元素富集的間接習性，是一種間接找礦方法；地質的研究內容包含豐富的成礦信息，是正確理解物化探方法獲取信息的基礎，但地質理論滯后常常導致物化探信息無法解釋或得不到很好的應用。采用“化探先行、地質為主、物探為輔、工程驗證”的綜合找礦方法，做到地質、物探、化探等找礦方法有機結合并貫穿找礦工作始終總能起到事半功倍的效果。作為項目技術負責，作者主持了坦桑尼亞西南部某銅金礦勘查項目靶區(qū)優(yōu)選及地質預查工作。在工作中，采用化探方法圈定了銅元素異常，開展路線地質調查和化探異常Ⅲ級查證，縮小了找礦靶區(qū)，在化探異常區(qū)布置激電中梯測量工作，根據(jù)激電測深結果布置鉆探工程進行驗證，在鉆探驗證過程中，注重激電測深資料與實際鉆孔資料的比對，尋找對應關系，同時加強對未見礦工程進行綜合分析，以指導下一步工程的布置，取得了較好的找礦效果[1]。

1 地質概況

1.1 區(qū)域地質概況

坦桑尼亞地區(qū)由一古老的太古宙基底發(fā)育而來，后期年輕的結晶巖石圍繞這個花崗質基底發(fā)育，在其裂谷地塹、海岸臺地以及內陸盆地中發(fā)育有從古生代至全新世各個時期的沉積巖和火山巖。在坦桑尼亞可以找到太古宙、元古宙、古生代、中生代以及新生代各個時期的巖石。坦桑尼亞西南發(fā)育了一帶狀雜巖體，其成分主要為強烈褶皺的高級變質巖以及一系列侵入花崗巖類。此雜巖帶被稱作烏賓迪巖系，走向北西—南東平行于坦噶尼喀湖和魯夸湖。烏賓迪巖系原巖主要為泥質巖類和火山巖類，該巖系普遍發(fā)育含角閃石、黑云母、石榴子石和藍晶石片麻巖。該雜巖帶經(jīng)歷了多個旋回地質事件，但是其年代屬于古元古代（見圖1坦桑尼亞地質簡圖）。

工作區(qū)位于坦桑尼亞西南部的盧帕金礦田中。大地構造位置處于坦桑尼亞克拉通西南部邊緣、東非裂谷系統(tǒng)西部分支東側，大地構造上受魯夸湖北西向次級裂谷帶影響。區(qū)域內出露地層主要為烏賓迪系地層，包括尤菲帕片麻巖雜巖體、烏賓迪片麻巖雜巖體和瓦科勒片巖。其中，烏賓迪片麻巖雜巖體主要巖性為混合巖化花崗片麻巖、黑云（角閃）斜長片麻巖、斜長角閃巖、石英巖（局部為磁鐵石英巖）以及千枚巖等，其原巖主要為泥質巖類和火山巖類，該巖系普遍發(fā)育含角閃石、黑云母、石榴子石和藍晶石片麻巖，變質程度達鐵鋁榴石角閃巖相，該雜巖帶經(jīng)歷了多個旋回地質事件，但是其年代屬于古元古代。盧帕金礦田的主要構造是一個北西一南東走向的復背斜，并含有許多低級褶皺。片麻巖和片巖的成分層理走向北西西一南東東，向北東和南西陡傾。已證實該區(qū)有幾個花崗巖侵入體[2]。

盧帕金礦田的金礦床是由與剪切帶伴生的石英脈組成，有些礦脈與褶皺(背斜)伴生。礦脈的礦化是由石英脈（大約占體積90%）和少量碳酸鹽、絹云母、綠泥石、電氣石和黃鐵礦組成。其他硫化物礦物，例如黃銅礦、輝鉬礦、方鉛礦和閃鋅礦也在礦床中出現(xiàn)。這些礦脈被富黃鐵礦的圍巖蝕變帶所包圍。這些蝕變帶在上、下盤的規(guī)模從幾米到幾十米。

1.2 工作區(qū)地質

1.2.1 地質特征

工作區(qū)內出露地層主要為古元古界烏賓迪（Ubendian）系的烏賓迪片麻巖雜巖體,為區(qū)內銅礦體和含金石英脈賦存層位，其主要巖性為黑云斜長淺粒巖、黑云二長淺粒巖、黑云變粒巖、斜長角閃巖以及黑云綠泥石片巖等。黑云斜長淺粒巖：具鱗片狀粒狀變晶結構，塊狀或弱片麻狀構造，石英它形粒狀，含量60%～65%，斜長石半自形板狀，常具絹云母化，含量30%，常與石英混雜分布，黑云母呈細小鱗片狀，含量55%左右；黑云二長淺粒巖：鱗片粒狀變晶結構，塊狀構造，主要由微斜長石、斜長石、石英及黑云母和少量不透明礦物組成，其中，微斜長石它形板狀，含量20%，斜長石半自形板狀，含量50%，石英它形粒狀，含量25%～30%，黑云母鱗片狀，含量5%；黑云變粒巖：鱗片粒狀變晶結構，塊狀構造，主要成分為斜長石，含量40%±、石英25%±，黑云母10%±，交代礦物綠泥石鱗片狀沿裂隙貫入交代巖石，含量15%，碳酸鹽微粒狀沿裂隙貫入交代巖石，含量10%；黑云綠泥石片巖：粒狀鱗片狀變晶結構，片狀構造，綠泥石含量45%～50%，呈片狀集合體定向分布，其間夾有粒狀石英、斜長石，黑云母平行綠泥石分布，構成片狀構造，常有后期方解石網(wǎng)脈穿插交代巖石[3]。

工作區(qū)巖層呈單斜產(chǎn)出，出露巖石為元古界烏賓迪系地層，構造運動以較深層次的塑性變形作用為主，形成傾向北東的片麻理及小揉皺。片麻理與區(qū)域片麻理產(chǎn)狀基本一致，走向北西，傾向北東，傾角50°～75°。斷裂構造主要以北東向和北西向斷裂構造為主，該兩組斷裂控制著礦區(qū)內銅、金礦床的形成和發(fā)育，區(qū)內銅礦床受北西向構造影響，金礦床主要和北東向斷裂有關，主要為F1斷裂帶，北東-南西向展布，區(qū)內延長5400余米。

區(qū)內出露的巖漿巖主要為輝綠巖脈、石英脈、長英質巖脈、偉晶巖脈等，沿斷裂或裂隙貫入。

1.2.2 地球化學特征

工作區(qū)土壤樣中Cu的含量一般11ppm～156ppm，背景平均值為29.5ppm，據(jù)K.H.Wedepohl地殼中Cu的克拉克值為30ppm（1967），本區(qū)Cu的濃度克拉克值0.98≈1。根據(jù)異常下限值，在工作區(qū)圈出Cu異常兩個，編號為Cu-1、Cu-2。Cu-1位于工作區(qū)東北角，為一級異常，呈橢圓形，面積約0.2km2。異常范圍內有含金石英脈礦化體出露，推測異常的產(chǎn)生于含金石英脈有關。Cu-2異常位于工作區(qū)西北角，為二級異常，呈梨形，北部和西部未封閉，工作區(qū)內異常面積約8.87km2。異常濃集中心位于異常區(qū)中北部，面積約0.25km2，呈北西向的橢圓形，為二級異常。Cu-2范圍內廣泛分布含金石英脈礦化體，異常濃集中心有銅礦化體出露，推斷該異常為金礦化及銅礦化共同引起的礦致異常，值得進一步重點工作。

1.2.3 地球物理特征

在工作區(qū)內分Ⅰ、Ⅱ兩個區(qū)開展激電中梯測量，Ⅰ區(qū)針對Cu-2異常展開工作，通過I區(qū)電法掃面并整理數(shù)據(jù)，得出如下異常圖（見圖1）。

從掃面成果分析，大致圈定了礦區(qū)內礦化體分布與走向以及礦化體的地球物理特性，劃分了礦化體的電阻率與幅頻率的組合特性，為下一步剖面及測深工作的布置提供了科學的依據(jù)。通過電法掃面工作共圈出5處異常，根據(jù)掃描成果及地表出露情況推測由8條主要異常帶引起。

以下對主要異常帶進行詳細敘述：

Ⅰ號位于Ⅰ區(qū)西北部，距離北端100m～200m，西端至104線，東端至110線，異常體長約200m，走向北西-南東，結合地質實地勘查及電性參數(shù)測定，推測該異常帶為黃鐵礦化的輝長巖引起。

Ⅱ號異常范圍較寬，約80m～100m，異常帶呈等軸狀，長約250m，兩端皆存在一高視幅頻率（2.8%），結合地質探槽揭露，推測該異常帶由銅礦化體引起。

Ⅲ號異常帶呈串珠狀，長約600m，異常帶連續(xù)性不是很好，視幅頻率從2.2%到2.6%不等，地表第四系覆蓋嚴重，附近見有零星采洞，采洞多為石英細脈，黃鐵礦化明顯并見有黃銅礦化，該異常帶附近亦發(fā)現(xiàn)有前人施工鉆孔。

Ⅳ號異常帶異常形態(tài)不規(guī)則，異常范圍較寬，約有100m～150m，推測該異常為多條異常體疊加而成，視幅頻率較高，局部達3.0%；視電阻率較低，大體在2000Ω.m左右，地表未見明顯露頭[4]。

Ⅴ號異常帶呈近東西向展布，異常范圍較窄，視電阻率約2000Ω.m～4000Ω.m，視幅頻率平均為2.4%。地表未見露頭，初步推測為含黃鐵礦化的巖體引起。

Ⅵ號異常帶走向為南西-北東向。

Ⅶ號異常帶露頭比較明顯，走向上延伸上百米，當?shù)厝碎_挖深度近20m，目前還在往深部開采。

Ⅷ號異常帶位于礦區(qū)中北部，南西-北東走向，東段視電阻率視幅頻率皆不封閉，推測為北面含金石英脈礦化體向南西延伸部分引起。

1.3 礦體地質

銅礦體位于工作區(qū)北西部，其中Cu1礦體似層狀產(chǎn)出，由4層礦組成，礦體傾向北東東，傾角70°左右，與圍巖產(chǎn)狀基本一致。Cu1地表出露寬度20余米，揭露礦體長1036m，單層厚度1.0m～13.72m。銅礦石主要自然類型為黃銅、黃鐵礦化黑云斜長淺粒巖和黃銅、黃鐵礦化黑云變粒巖。礦石銅含量一般為0.3%～1.0%，最高達7.83%，伴生金含量一般為0.2×10-6～0.5×10-6，平均0.4×10-6，伴生銀含量平均5.15×10-6。通過分析，認為該礦床為熱液改造變質層狀銅礦床。

圖1 Ⅰ區(qū)激電掃面成果推斷解釋圖

含金石英脈主要分布于工作區(qū)的北部和西部，呈脈狀沿F1斷裂帶北東-南西向雁形狀密集產(chǎn)出，石英脈穿插于烏賓迪片麻巖雜巖體內，產(chǎn)狀接近直立。含金石英脈寬0.2m～1.0m，地表出露長度數(shù)十米至上百米不等，最長達793m。含金石英脈礦石自然類型主要為金屬礦化石英巖（脈），圍巖蝕變強烈，含金石英脈礦石金含量一般為4×10-6～7×10-6，最高為11.10×10-6。分析認為該金礦床為含金石英脈型金礦床。

2 地物化工作方法在銅金礦勘查中的應用

按照工作總體安排，首先在工作區(qū)開展了1：2.5萬土壤地球化學測量工作，并根據(jù)化探樣品分析結果，編制了銅單元素異常圖，圈出Cu異常兩個，編號為Cu-1、Cu-2。其中Cu-2異常位于工作區(qū)西北角，為二級異常，呈梨形，北部和西部未封閉，工作區(qū)內異常面積約8.87km2。異常濃集中心位于異常區(qū)中北部，面積約0.25km2，呈北西向的橢圓形，為二級異常。Cu-2范圍內廣泛分布含金石英脈礦化體，異常濃集中心有銅礦化體出露，推斷該異常為金礦化及銅礦化共同引起的礦致異常。

為避免異常下限定值偏高漏掉弱異常，數(shù)據(jù)處理過程中依據(jù)《地球化學普查規(guī)范（1：5萬）》（DZ/T 0011-91），對全區(qū)元素實測含量的頻率分布進行分析，以此來確定化探元素背景值及異常下限值。根據(jù)計算結果，該區(qū)銅元素背景值為29.50×10-6，一級異常下限為68×10-6，二級異常下限為136×10-6。

根據(jù)化探異常的分布情況，有針對性的布置1：2.5萬路線地質調查工作，主要對基巖露頭、銅礦化體及含金石英脈進行追索。

同時，在Cu-2銅異常區(qū)布置實施激電中梯面積測量，根據(jù)數(shù)據(jù)整理，得出激電異常平面等值線圖，圈定激電異常帶8條，經(jīng)過分析，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ激電異常帶極化率大于2.5%，電阻率在2000Ω.m左右，為低阻高極化組合異常，Ⅱ號異常帶與地表銅礦化露頭吻合，推測該4條異常帶為銅礦化體引起；Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ激電異常帶電阻率大于3000Ω.m，極化率在1.6%～2.0%之間，屬高阻中高極化率組合異常，Ⅶ異常帶與地表Q7含金石英脈吻合，推測該3條異常帶為含金石英脈的表現(xiàn)。

為進一步確認物化探異常的存在，更好的對異常進行解釋推斷，在物化探綜合異常區(qū)布置了地物化綜合剖面測量，編制了地物化綜合剖面圖，在地質剖面銅礦化體露頭處，激電中梯剖面測量出現(xiàn)極值，化探剖面在其附近亦出現(xiàn)峰值，由此證明了物化探異常存在，確認異常為銅礦化體引起。

根據(jù)電法掃面和剖面測量結果，結合地質資料，布置對稱四極激電測深工作，整理出激電測深擬斷面圖。推斷銅礦化體總體傾向北東，傾角70°左右，礦化體傾向延深較大，沿礦化體傾向局部不連續(xù)。

為進一步驗證物化探異常，大致了解異常體的含礦性、產(chǎn)狀及規(guī)模，圍繞銅礦化體和激電異常布置12個鉆孔，其中8個鉆孔見到銅礦（化）體或金礦（化）體。在鉆探驗證工作中，地質、物探有機結合，較好的指導了探礦工程布置。如ZK0201鉆孔，在見礦不理想、僅見零星銅礦化的情況下，認真分析激電測深剖面，沿礦化體傾向重新布置ZK0202鉆孔，結果見銅礦體4層，其中第4層礦厚度13.72m。

為擴大找礦成果，在總結已有找礦經(jīng)驗的基礎上，在工作區(qū)西北角的化探一級異常區(qū)布置激電中梯測量，圈定了激電異常帶10條，其中Ⅳ號異常帶為低阻高極化組合異常，異常大致南西北東向，呈條帶狀，長度約為600m，視幅頻率異常幅值約為1.8%～2.8%，視電阻率異常幅值約為700Ω.m～3000Ω.m，與已驗證銅礦體的激電異常相類似，推測該異常為隱伏銅礦（化）體。

3 找礦成果

通過地質勘查工作，在工作區(qū)內初步圈定銅礦體2條，編號Cu1、Cu2，礦體似層狀產(chǎn)出，礦體總體傾向北東-北東東，傾角70°左右，與圍巖產(chǎn)狀基本一致。其中Cu1礦體總長度1000余米，根據(jù)工程揭露情況，Cu1礦體由4層礦組成，自上而下編號分別為Cu1-1、Cu1-2、Cu1-3及Cu1-4。Cu1-1礦層厚度1.0m～6.89m，Cu1-2厚 度1.0m～6.0m，Cu1-3礦 體 厚 度1.0m～7.62m，Cu1-4礦層厚度2.5m～13.72m；銅礦石自然類型為黃銅礦化、黃鐵礦化黑云斜長淺粒巖或變粒巖，黃銅礦沿片麻理星散狀、條帶狀分布，或巖裂隙條紋狀、團塊狀分布，通過分析，銅礦體銅含量一般為0.3%～1.0%，最高達7.83%，伴生金含量一般為0.2g/t～0.5g/t，平均0.4g/t，伴生銀含量平均5.15g/t，分析認為該銅礦床為熱液改造的變質層狀銅礦床。含金石英脈礦體一條，編號Q7，地表出露長度達793m。石英脈一般寬0.3m左右，最大可達1.0m左右。含金石英脈礦石自然類型主要為金屬礦化石英巖（脈）。含金石英脈圍巖蝕變強烈，局部可見明金。通過取樣分析，含金石英脈礦化體金含量一般為4g/t～7g/t，最高為11.10g/t。通過分析，認為金礦床為含金石英脈型金礦床。

通過工作，大致了解了工作區(qū)地層、構造特征及Cu1、Cu2銅礦體、含金石英脈的賦存層位、礦層數(shù)目、厚度、產(chǎn)出狀態(tài)、礦石品位及規(guī)模，在工作區(qū)西北角推測銅礦體（Cu3）一條，初步估算區(qū)估算求得該銅金礦區(qū)銅礦銅金屬資源量（333+334）132400t；伴生金金屬資源儲量6400kg，伴生銀金屬資源量82200kg，金礦金金屬資源量（334）5200kg。預測該區(qū)域銅礦床和金礦床可達大中型規(guī)模。另外，按照“就礦找礦”的理論，通過路線地質調查工作，在工作區(qū)北側Cu2銅礦體北延的相應位置，發(fā)現(xiàn)銅礦化點兩處，推測應為Cu2銅礦體北延部分；沿工作區(qū)F1斷裂向北東延伸部分，在斷裂帶北西側，發(fā)現(xiàn)含金石英脈12條，這些含金石英脈均與F1斷裂相關，與預查區(qū)含金石英脈屬同一成礦系列。這些礦（化）點的發(fā)現(xiàn)，為區(qū)域內銅礦床和含金石英脈礦床提供了找礦線索，增加了遠景儲量，說明在該區(qū)域內存在大中型銅礦和金礦的可能性較大[5]。

4 結論

總之，按照地物化有機結合的工作方法，使該區(qū)域的地質找礦工作獲得了突破，也為在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)規(guī)模型銅、金礦床奠定了基礎。