印度尼西亞德雷沃河砂金成礦特征及找礦遠(yuǎn)景

胡君春，陳志軍，葉晉軍

（云南省煤炭地質(zhì)勘查院，云南昆明 650218）

0 引言

當(dāng)前，中國經(jīng)濟(jì)與科技日新月異，礦產(chǎn)資源需求量巨大，急需走出國門探尋稀缺礦產(chǎn)資源。其中探采砂金礦，周期短，見效快。印度尼西亞礦產(chǎn)資源豐富，勘查程度相對低，開采技術(shù)相對落后。砂金礦相對易探易采，且儲量大。砂金以加里曼丹島和伊里安島為主（馮連順，1997；成功和朱戰(zhàn)軍，2012；薛衛(wèi)沖等，2014）。位于伊里安島內(nèi)德雷沃河流域范圍內(nèi)砂金儲量大，找礦前景好。砂金賦存與河流堆積、侵蝕和搬運(yùn)作用下形成的河流地貌有著密切的聯(lián)系。

印度尼西亞伊里安查亞省伊里安島德雷沃河不同河段已有零星開采砂金，多為當(dāng)?shù)赝林碎_采，規(guī)模較小。因砂金易開采，當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件研究程度低，快速、簡單、準(zhǔn)確獲取砂金靶區(qū)是實(shí)現(xiàn)找礦突破的關(guān)鍵。本文重點(diǎn)研究位于德雷沃河上游三級階地砂金成礦特征及開采現(xiàn)狀，根據(jù)現(xiàn)狀開采和現(xiàn)場采樣，砂金品位為5 g/m3，現(xiàn)狀開采區(qū)東西長為860 m，南北寬達(dá)600 m，面積約0.516 km2，儲量達(dá)16.5 t；系統(tǒng)初步調(diào)查分析流域范圍內(nèi)河流地形地貌、水動力條件、砂金成礦特征和開采方式，并預(yù)測砂金靶區(qū)。

1 德雷沃河概況

德雷沃河（Derewo River）位于印度尼西亞（Indonesia）東部伊里安查亞（Irian Jaya）省內(nèi)伊里安島（Pulau Iberian）內(nèi)，為島內(nèi)較大河流之一。德雷沃河河長約310 km，流域面積達(dá)450 km2。河源位于查亞峰，河口位于納比雷縣城東郊，在河口處匯入太平洋。流向近東西向，流量100～260 m3/s，洪水期超過400 m3/s，河床坡降為3‰～6‰，河寬20～70 m，局部河寬達(dá)120 m（圖1）。

在德雷沃河不同河段河流搬運(yùn)、沖積、洪積、侵蝕和堆積作用差異巨大。上游屬山區(qū)型河流；中游為山區(qū)型河流與平原型河流的過渡河段；下游為平原型河流。不同河段地形地貌、水動力條件和地層巖性差異巨大。上游河床巖性主要為頁巖，屬高中低山山地地貌；中游為變質(zhì)巖、板巖，為中山山地地貌；下游主要為砂礫石層、砂層，形成濱海平原和沼澤地貌。因此，不同河段水動力條件差異較大。

2 階地演變規(guī)律和砂金成礦特征

圖1 德雷沃河流域概況及位置圖

當(dāng)前已在開采位于德雷沃河上游三級階地，根據(jù)開采現(xiàn)狀，總結(jié)其階地演變規(guī)律、砂金成礦特征和開采現(xiàn)狀（胡君春和葉晉軍，2014）。

2.1 階地演變規(guī)律

德雷沃河中游，為河流階地，屬階地地貌類型。階地東西長為860 m，南北寬達(dá)600 m，面積約0.516 km2。階地海拔840～988 m，一般海拔為930 m。按其形成時期和形成過程劃分為三類和三級。三類階地分別為基座階地、侵蝕階地和堆積階地；三級階地分別為Ⅲ級階地、Ⅱ級階地和Ⅰ級階地（圖2）。

Ⅲ級階地為基座階地。該級階地形成于T1時期。在T1時期，Ⅲ級階地位于凸岸，屬河流堆積、淤積區(qū)；對岸為凹岸，為河流侵蝕、淘刷區(qū)。階地形成經(jīng)歷長期河流侵蝕、搬運(yùn)、淤積作用，形成時期最早。階地面總體地勢東高西低，北高南低。海拔946～988 m，階地斜坡坡度29°～43°，階地斜坡高度為25～29 m，地層巖性以沖洪積物為主，礫石層厚度為2.0～2.6 m，夾砂透鏡體，漂石和塊石較多，無明顯分層規(guī)律。

Ⅱ級階地為侵蝕階地。河流及洪水長期沖刷、沖蝕，外加一次洪峰作用而形成。該級階地是在Ⅲ級階地的基礎(chǔ)上于T2時期形成。主要作用是河流侵蝕作用下形成的侵蝕階地。在T2時期經(jīng)一次較大洪峰侵蝕和下切作用，緊接河流堆積作用，加之河流改道，河岸呈凹岸和凸岸形態(tài)，經(jīng)長期的堆積作用和洪峰劇烈的沖蝕、沖刷、淘蝕、淘刷作用，單次洪峰的急速下切等復(fù)合作用下形成新的河流地貌，即Ⅱ級階地。該階地斜坡坡度為25°～39°，階地高度為22～26 m。地層巖性以沖洪積物為主，無明顯分層規(guī)律。

Ⅰ級階地為侵蝕階地和堆積階地。該階地是在Ⅱ級階地的基礎(chǔ)上于T3時期形成。河流地貌清晰，可劃分為兩個次級階地。即有侵蝕作用，也有堆積作用。在T3時期，經(jīng)一次較大洪峰的急速侵蝕和下切作用，河流又一次改道，形成新的河流地貌，即Ⅰ級階地。地層巖性主要以漂石、礫石、砂和砂土組成，夾有薄層粘土透鏡體，分選較差，無層理。階地高度為17～23 m，階地坡度較大，階地面起伏不平，存在多個小臺地。

圖2 德雷沃河河流階地現(xiàn)狀

2.2 砂金成礦特征

古河床巖性為板巖，風(fēng)化強(qiáng)弱不一，存在強(qiáng)風(fēng)化帶和弱風(fēng)化帶，基巖面呈起伏狀，由北至南基巖下傾（圖2）。三級階地中基巖起伏狀明顯，對河流產(chǎn)生阻礙作用，富含有機(jī)質(zhì)、粘土礦物，為金的富集和賦存提供有利場所。在階地形成初期，位于左岸（凸岸），右岸為山峰（凹岸）。受地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和巖性控制，加之河流長期淤積、侵蝕、沉積、沖積和洪積作用，河流至少改道3 次，形成當(dāng)今三級階地。河流長期沖積作用和洪峰的強(qiáng)烈侵蝕、沖刷和搬運(yùn)受河床基巖與起伏程度控制，沖、洪積物密度較高，易于砂金的攜帶與沉積，研究區(qū)至少存在3 個不同規(guī)模的砂金富集帶，砂層與板巖接觸帶砂金最為富集。

在河流沖積、沉積、侵蝕、堆積、淘刷和淤積等長期復(fù)合作用過程中，三級河流階地地層巖性、物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)具有河漫灘沉積物的特征。因此，砂礦形態(tài)類型為階地砂金礦。

在河流周期性、間歇性和突發(fā)性的作用下，地層巖性無明顯分層規(guī)律，透鏡體較多，礦體連續(xù)性差，具備洪積砂金礦特征，為洪積砂金礦。另外，三級階地規(guī)模大，古河床寬，砂金礦物多分布于沖積物下部靠近基巖面處、風(fēng)化基巖裂隙中、階地與板巖接觸帶，具備沖積砂金礦特征，為沖積砂金礦。砂礦成因類型為洪積砂金礦和沖積砂金礦。

據(jù)不同礦井采金現(xiàn)狀和采樣，結(jié)合該礦砂金成礦特征和開采情況，按5g/m3品位初步估算該區(qū)資源量，含金厚度大于10 m，金儲量大于16.5 t，為特大型砂金礦。在礦產(chǎn)資源匱乏和深部探采的今天，該礦資源豐富，經(jīng)濟(jì)價值巨大。

2.3 開采現(xiàn)狀與砂金富集

2.3.1 開采現(xiàn)狀

當(dāng)前采用平硐貼基巖面掘進(jìn)，高壓水槍開采。在平硐掘進(jìn)過程中，基巖由南向北為逐漸抬高，由東向西基巖逐漸下傾。平硐掘進(jìn)至230 m，基巖微下傾，采金4.3 g。其中最大單顆粒金達(dá)3.3 g，表面光滑，重量大，還有兩顆小金表面光滑。在258.1m 處基巖突然抬升，后又下傾，見黃鐵礦0.21m×0.15 m×0.11m，顆粒較大，圓狀和球狀，呈窩狀出現(xiàn)。漂石（0.70 m×0.61m×0.35m）和塊石多，砂礫石少。

圖3 平硐277 m 處采獲狗頭金

圖4 平硐321 m 處采獲狗頭金

在平硐277 m 處采獲單顆粒金重達(dá)53.4 g，長為5.2 cm，表面粗糙，手搓易脫落碎金（圖3）。在平硐321 m 處，采獲一顆重達(dá)30.9 g，長為4.1 cm，扁平狀，表面圓滑（圖4）。對比兩顆金粒表面和形態(tài)，差異巨大，推測可能來自不同的巖金礦脈。

西平硐基巖面表面光滑，有曲度，呈起伏形態(tài)（圖5），基巖低洼處不含金或極少金，黃鐵礦和石英砂礫幾乎沒有，卵石粒徑差異巨大，卵礫石分選差，頂板巨石少，底部巨石多，細(xì)砂多。西平硐掘進(jìn)方向近南北，橫切德雷沃河古河床。從西平硐可以初步判斷該階地為內(nèi)疊階地。

圖5 古河床形態(tài)與富金關(guān)系圖

東平硐基巖表面呈鋸齒形態(tài)（圖5），表面粗糙，呈線狀分布，東西走向，近水流方向，并有方解石脈充填，石英砂礫多，黃鐵礦較多，最大黃鐵礦0.21 m×0.15 m×0.11 m；圓度為圓狀，球度為球狀，砂少卵礫石多，粒徑差異小，分選好，巨石多，此現(xiàn)象是本礦區(qū)一特征，含金量大。東平硐掘進(jìn)方向近東西，縱切德雷沃河古河床，由西往東掘進(jìn)，即從古河流下游往上游掘進(jìn)，基巖為抬升，初步判斷東平硐為古河流的一分叉河流形成的小溝槽，非古河流主河床，東平硐非主要含金層。

對比東、西兩平硐和當(dāng)前砂層和含金量，結(jié)合階地巖性特征和古河流主流水動力條件，分析平硐滲水變銹黃色時間長短，可初步總結(jié)礦區(qū)含金層與砂礫層關(guān)系：黃鐵礦多，石英砂礫多，薄層淤泥多，砂泥（淺黃色）較多，基巖面金多。

2.3.2 砂金富集特征及探采方法

砂金分為殘坡積砂金、沖積砂金洪積砂金（黃仲權(quán)，1992）。

（1） 形態(tài)類型為階地砂金礦，成因類型具備沖積砂金礦和洪積砂金礦的雙重特征。

（2） 砂層中見薄層淤泥，含粉細(xì)砂，含泥成分高，漂石和巨石少，有樹枝或木頭夾雜，不含金。

（3） 由于扁平狀礫石分布零星，不集中，沒有規(guī)律可循。判斷古河流流向根據(jù)基巖軟硬不同形成的溝槽走向，結(jié)合河流地貌形態(tài)與階地類型判斷。河流主流方向富金幾率較高。東平硐初步判斷為河流分流形成的溝槽，當(dāng)前有進(jìn)尺有金，金粒表面圓滑，單顆粒金重量大。河流分流形成的溝槽頭有金，溝槽尾無金。

（4） 黃鐵礦呈窩狀、石英砂礫多，基巖面呈鋸齒狀形態(tài)（圖5）（或基巖面粗糙，棱角狀分明），滲水變銹黃色時間短（可用小時計(jì)算），砂礫石分選好，砂層含泥少，基巖有方解石脈或石英脈等多現(xiàn)象同時出現(xiàn)，可找到富金層。

（5） 基巖起伏形態(tài)為鋸齒狀（圖5），分為逆水鋸齒狀和順?biāo)忼X狀，逆水鋸齒狀富金，順?biāo)忼X不富金。

（6） “黃金重體，歸槽落洞”（張維武，1989）?；鶐r弱風(fēng)化帶，基巖面光滑，有曲度，呈凹凸?fàn)?，金在水流搬運(yùn)過程中難以停留，不富金。俗稱“狗舔板，白瞪眼”。

（7） 基巖強(qiáng)風(fēng)化帶與砂層接觸帶易于金的富集（龍長林，1996），強(qiáng)風(fēng)化為泥層。見此現(xiàn)象可把泥層采掘洗凈，金則采凈。俗稱“泥底一層皮，砂金采完”。

（8） 基巖強(qiáng)風(fēng)化帶與弱風(fēng)化帶呈交替狀，基巖面起伏形態(tài)，且規(guī)律性強(qiáng)，利于砂金賦存?？稍诖私佑|帶四周增開叉硐探采。俗稱“地毯式掘進(jìn)”，達(dá)到邊采邊探邊充填邊掘進(jìn)的循環(huán)探采目的。

（9） 在平硐貼基巖面掘進(jìn)過程中，突見基巖下傾幅度大，可能遇到淺灘、深坑或河流主流方向，淺灘、深坑利于砂金賦存，易形成窩狀砂金礦脈，應(yīng)采用平硐（或斜井）加豎井開采；河流主流方向利于砂金搬運(yùn)和富集，易形成線狀砂金礦脈，應(yīng)增開叉硐呈線狀探采，網(wǎng)狀布置叉硐，掘進(jìn)方向與河流主流方向一致，向上、下游兩個方向探采。

3 德雷沃河流域及砂金成礦規(guī)律

3.1 流域特征

德雷沃河分河源、上游、中游、下游和河口。不同河段河床地形地貌、河流水動力條件和地層巖性差異巨大。

不同河段地形地貌差異巨大。河源地形起伏巨大，多為陡峻山峰，地勢險峻，無河流階地地貌形態(tài)，河谷形態(tài)為“V”型。原始森林覆蓋，河床坡降大，險灘或淺灘多。以河流的侵蝕作用為主，屬侵蝕地貌；河床坡降為4‰～6‰，河寬30～40 m。上游河段階地地貌較少，階地規(guī)模小，兩岸地形起伏大，地勢險峻，河谷形態(tài)以“V”為主，河床坡降大。以河流的侵蝕作用為主，屬于侵蝕、堆積地貌；河床坡降為3‰～5‰，河寬20～50 m。中游河段河流階地地貌較多，兩岸不對稱階梯狀地形多，水流有急有緩，左、右兩岸無較大連續(xù)地層，河流彎曲變化大，凹、凸岸明顯，無較大平地，多支流匯入主河流，河谷形態(tài)有“U”型和“V”型，河床坡降明顯。河床坡降為4‰～5‰，河寬30～60 m。以河流的搬運(yùn)作用和堆積作用為主，屬于侵蝕、堆積地貌。下游河床寬，左、右兩岸地形平坦，大部分兩岸對稱，呈現(xiàn)階梯狀平臺，地形起伏小，河流彎曲變化大，以牛軛湖、邊心灘為主，河谷形態(tài)以“U”型和“W”型為主，河床無明顯起伏狀；以河流的堆積作用為主，屬于堆積地貌；河床坡降為3‰～4‰，河寬40～70 m。河口地形無起伏，地勢平坦開闊，多見三角洲、江心洲、邊心灘和牛軛湖，以河流沉積物形成錐形沉積地貌為主，河口是河流最主要的沉積和堆積場所，以堆積作用為主，為堆積地貌；河床坡降為2‰～3‰，河寬50～70 m，局部河寬達(dá)120 m。

不同河段河流水動力條件差異巨大。河源水流速度快，瀑布多，險灘或淺灘多，是溯源侵蝕的主要場所。水流侵蝕下切能力最強(qiáng)，側(cè)蝕能力最弱。水流為紊流，流量90～120 m3/s。上游水流速度快，水流侵蝕下切能力強(qiáng)，側(cè)蝕能力弱；水流為紊流，流量100～150m3/s。中游水流速度變急緩，水流侵蝕下切能力弱，側(cè)蝕能力強(qiáng)，左、右岸側(cè)蝕能力以河流凹岸和凸岸為極值，側(cè)蝕能力不對稱；水流為紊流，流量110～180 m3/s。下游水流速度變緩，水流侵蝕下切能力變?nèi)?，?cè)蝕能力變強(qiáng)，河流彎曲程度大；水流為紊流和層流，層流為主，流量130～210m3/s；河口水流速度緩慢，水流無地形約束而散開，水流侵蝕下切能力最弱，側(cè)蝕能力最強(qiáng)，河水水面較寬；水流為層流，流量140～260m3/s。

不同河段地層巖性差異巨大。河源幾乎見不到階地，河流兩岸以沖洪積物薄層，以漂石和卵石為主，含少量塊石和碎石，呈現(xiàn)混雜狀。河床為基巖或礫石。上游階地地層少。階地特征不明顯，階地面、階地陡坎、階地前緣和階地后緣難以劃分，階地分級少，階地地層薄，地層無分層規(guī)律，巖性以沖積、洪積物為主，漂石和卵石較多，含少量塊石和碎石，礫石混雜，無分選規(guī)律；中游兩岸無較大連續(xù)性地層，多以階地地層為主，階地特征明顯。階地地層巖性出現(xiàn)多樣化，地層分層規(guī)律性差，分選一般，以礫石和中砂為主，地層成層以中砂和粉細(xì)砂層為主，局部河段見卵礫石層，偶見漂石、塊石和卵石；下游兩岸地層以沖洪積物為主，地層分層規(guī)律明顯，以礫砂、粗砂、細(xì)砂層交替出現(xiàn)，分選好，局部有粉細(xì)砂透鏡體，偶見卵石和圓礫，局部河岸地層中夾泥線，地層厚度大；河口為形成沖積平原，為松散堆積層，地層以砂層為主，巖性為細(xì)砂、粗砂和礫砂為主，分選差，為混合態(tài)，地層無分層規(guī)律。

3.2 砂金成礦規(guī)律及開采方法

河流流速減緩處是砂金富集之所：河流內(nèi)灣處、兩河會流處、河谷由寬突變狹處或狹窄邊寬處（崔克信，1989）。德雷沃河流域內(nèi)不同河段因水動力條件、地形地貌和地層巖性的差異，致使河流在搬運(yùn)、侵蝕、沉積、淘刷、淘蝕、沖積、洪積和淤積等復(fù)合作用下，呈現(xiàn)出不同河谷地形地貌，不同河段砂金搬運(yùn)、運(yùn)移和賦存呈現(xiàn)出不同的特征，形成的砂金礦位置、成礦特征和金粒特征均不相同，開采方法和開采規(guī)模也不相同（圖6，表1）。

表1 河流水動力條件與砂金礦特征

圖6 砂金礦床預(yù)測概略圖

4 結(jié)論

（1） 三級階地形成的砂金礦形態(tài)類型為階地砂金礦，成因類型具備洪積砂金礦和沖積砂金礦特征，砂金品位5 g/m3，估算資源儲量達(dá)16.5 t，為特大型砂金礦。

（2） 已采獲重53.4 g 單顆粒金，其表面粗糙，手搓易脫落碎金；已采獲重30.9 g 的單顆粒金，呈扁平狀，表面圓滑。兩顆金粒表面、形態(tài)和密度差異大，是研究狗頭金成因和砂金成因的樣本，推測兩顆金粒來自不同巖金礦脈，可作為探采砂金和巖金的一個切入點(diǎn)。

（3） 德雷沃流域內(nèi)不同河段水動力條件、地形地貌和巖性差異大，砂金富集和成礦規(guī)律在不同河段差異大，砂金礦靶區(qū)多，儲量大，蘊(yùn)藏巨大經(jīng)濟(jì)價值，可整體規(guī)劃探采。

（4） 對于國外環(huán)境和研究程度低的地區(qū)，能快速尋找到見效快的砂金，特別適合于地質(zhì)工作程度低、需在短時間內(nèi)取得找礦突破的區(qū)域開展找礦工作（薛衛(wèi)沖等，2014）。砂金礦分布受砂金源的控制（陳錫飛，1991）。當(dāng)前采獲最大單顆粒金重達(dá)53.4 g，證實(shí)距巖金較近，另外，德雷沃河流程為310 km，流程短，為探采砂金和巖金提供有利條件。