陜西鏵廠溝金礦床AuⅠ礦體黃鐵礦熱電性特征及深部找礦預(yù)測

胡博心 劉彥兵 韓彪 何鍵浩 王紅亮 徐立為 曹易剛

摘要：鏵廠溝金礦床礦體賦存在泥盆系三河口群地層內(nèi)，嚴(yán)格受構(gòu)造控制。為了指導(dǎo)深部探礦工作，通過系統(tǒng)采集分析鏵廠溝金礦床AuⅠ礦體深部黃鐵礦樣品，對成礦溫度、剝蝕率、黃鐵礦熱電性、熱電性參數(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：AuⅠ礦體剝蝕率在現(xiàn)有坑道工程內(nèi)為19 %～26 %，向深部逐漸升高至30 %以上。黃鐵礦熱電性導(dǎo)型為P型和N型，熱電系數(shù)為-201.20～901.20 μV/℃。分析認(rèn)為，AuⅠ礦體黃鐵礦熱電系數(shù)在910～830 m中段數(shù)值高，其熱電性導(dǎo)型主要為P型。在深部鉆孔采集的樣品分析數(shù)據(jù)顯示：黃鐵礦熱電系數(shù)有所增高，熱電性導(dǎo)型具有從P型向P-N型轉(zhuǎn)換的特征，表明現(xiàn)階段AuⅠ礦體仍處于淺部位置，深部存在較大延伸，推測在64勘探線—112勘探線具有較好的找礦潛力。

關(guān)鍵詞：黃鐵礦；熱電性；熱電系數(shù)；深部找礦；成礦溫度；鏵廠溝金礦床

中圖分類號：TD11 P618.51文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2023）06-0079-06doi：10.11792/hj20230616

引 言

鏵廠溝金礦床是秦嶺造山帶西段的大型金礦床，自發(fā)現(xiàn)以來累計(jì)探獲金金屬量20 t以上［1］。前人在科研工作方面主要從礦床特征、成礦時代、流體性質(zhì)、物質(zhì)來源、構(gòu)造控礦特征，以及巖石地球化學(xué)等方面進(jìn)行了論述［2-11］，基本確定了該礦床成因類型為造山型。在找礦預(yù)測方面，結(jié)合科研成果在鏵廠溝金礦床中淺部進(jìn)行了找礦工作，取得了一系列找礦成果［12-16］。但是，近年來，隨著采礦工作開展的不斷深入，其主采礦體AuⅠ淺部保有資源量正逐步降低，亟須在該礦體深部開展找礦預(yù)測工作。

黃鐵礦作為重要的載金礦物，在不同類型的金礦床中普遍存在［17-18］，利用黃鐵礦熱電性指導(dǎo)找礦是一種有效的方法［19-20］。自20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)學(xué)者就開始利用黃鐵礦熱電性在金礦床中進(jìn)行找礦應(yīng)用，并在勘探中取得了顯著效果［21-24］。

為進(jìn)一步指導(dǎo)深部找礦工作，本次分析了鏵廠溝金礦床AuⅠ礦體深部黃鐵礦熱電性特征，為深部找礦靶區(qū)的圈定提供了依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

鏵廠溝金礦床位于秦嶺造山帶之勉略縫合帶內(nèi)（見圖1-A）。區(qū)域構(gòu)造走向以東西向?yàn)橹?，鏵廠溝金礦床南北兩側(cè)受區(qū)域深斷裂加持［4，25］。區(qū)域出露地層自老至新依次為新元古界、震旦系、寒武系、泥盆系和石炭系［3］。區(qū)域內(nèi)侵入巖不發(fā)育，僅有少量海西期巖脈［26］。

2 礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層為新元古界碧口群和泥盆系三河口群（見圖1-B），二者為斷裂接觸關(guān)系。其中，碧口群巖性以酸性凝灰?guī)r為主；三河口群作為礦區(qū)含礦層，巖性包括粉砂質(zhì)絹云千枚巖夾石英砂巖、中—厚層結(jié)晶灰?guī)r、凝灰質(zhì)絹云千枚巖［1］。礦區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，以近東西向?yàn)橹?，其次為北東向和北西向。礦區(qū)內(nèi)剪切作用強(qiáng)烈，發(fā)育多條剪切帶，對礦體控制作用明顯［12］。其中，AuⅠ礦體主要受三河口群第一巖段第二巖性層內(nèi)發(fā)育的剪切帶控制。礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)侵入巖，但火山活動比較強(qiáng)烈。南部的碧口群發(fā)育有少量基性熔巖，三河口群內(nèi)亦發(fā)育細(xì)碧角斑巖［27］。

2.2 AuⅠ礦體地質(zhì)特征

AuⅠ礦體產(chǎn)于泥盆系三河口群第一巖性層第二巖性段底部，賦礦圍巖為蝕變碳酸鹽巖。礦體走向近東西向，呈舒緩波狀展布，后期被北東向、北西向斷裂截斷（見圖2-B）。礦體向北傾斜，傾角50°～75°，呈脈狀產(chǎn)出，厚度較薄，一般0.2～1.0 m（見圖2-A）。金品位較高，一般3～12 g/t，最高品位38.3 g/t。圍巖蝕變類型有黃鐵礦化、硅化、碳酸鹽化、絹云母化2023年第6期/第44卷? 黃金地質(zhì)黃金地質(zhì)? 黃 金等，蝕變帶寬1～2 m。

2.3 礦石類型與特征

AuⅠ礦體礦石類型為石英脈型，礦石構(gòu)造為稀疏浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造，礦石結(jié)構(gòu)有交代結(jié)構(gòu)、自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)等。

金屬礦物以黃鐵礦為主（見圖3），還有少量自然金、黃銅礦等。其中，黃鐵礦作為主要的載金礦物，占金屬礦物的90 %以上，呈浸染狀、團(tuán)塊狀分布，以立方體狀、自形—半自形晶為主。根據(jù)礦物粒度，可將其分為3種類型：粗粒黃鐵礦，粒度一般1～3 cm，自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)；中粒黃鐵礦，粒度0.2～0.8 mm；細(xì)粒黃鐵礦，粒度多小于0.1 mm。

3 樣品采集、測試方法與結(jié)果

本次針對鏵廠溝金礦床AuⅠ礦體，在910 m、870 m、830 m標(biāo)高及深部鉆孔進(jìn)行采集黃鐵礦樣品，共計(jì)采集樣品42件，單個樣品挑選主成礦期黃鐵礦單礦物20個，合計(jì)測試840個黃鐵礦單礦物的熱電系數(shù)。

采用BHTE-06型熱電系數(shù)測量儀對黃鐵礦單礦物進(jìn)行熱電性測試，主要參數(shù)設(shè)置：冷端溫度30.0 °C，熱端溫度60.0 ℃，活化溫度30.0 °C，結(jié)果見表1。

由表1可知：AuⅠ礦體黃鐵礦熱電系數(shù)為-201.20～901.20 μV/℃，平均值為289.40 μV/℃。其中，N型黃鐵礦熱電系數(shù)為-201.20～-9.00 μV/℃，主要集中在-150～-50 μV/℃；P型黃鐵礦熱電系數(shù)為23.80～901.20μV/℃，主要集中在100～500 μV/℃，數(shù)值變化比較穩(wěn)定（見圖4）。P型黃鐵礦出現(xiàn)頻率占95.12 %，N型黃鐵礦出現(xiàn)頻率占4.88 %。

4 討 論

4.1 熱電系數(shù)對成礦溫度的判定

黃鐵礦形成的溫度不同，其熱電性導(dǎo)型和熱電系數(shù)也是不同的［28-29］，但二者之間具有一定的線性關(guān)系［20，30］，其關(guān)系可用戈?duì)柊蛦谭蚓€性方程（見式（1）、式（2））表示：

t=（704.51-|α|）/1.818? （N型）（1）

t=3（122.22+α）/5.0? （P型）（2）

式中：t為黃鐵礦形成溫度（℃）；α為黃鐵礦熱電系數(shù)（μV/℃）。

計(jì)算得出：AuⅠ礦體黃鐵礦形成的溫度為87.61 ℃～614.05 ℃。AuⅠ礦體黃鐵礦成礦溫度直方圖見圖5。由圖5可知：AuⅠ礦體黃鐵礦成礦溫度主要集中在260 ℃～360 ℃，屬中溫礦床。AuⅠ礦體黃鐵礦熱電系數(shù)-溫度圖解見圖6。由圖6可知：N型黃鐵礦的形成溫度為276.85 ℃～386.86 ℃，平均值為342.72 ℃；P型黃鐵礦的形成溫度為87.61 ℃～614.05 ℃，平均值為269.53 ℃。N型黃鐵礦成礦溫度普遍高于P型黃鐵礦成礦溫度。

4.2 黃鐵礦熱電系數(shù)空間分布規(guī)律

結(jié)合AuⅠ礦體黃鐵礦熱電系數(shù)等值線圖（見圖7），認(rèn)為AuⅠ礦體熱電系數(shù)在910～830 m中段數(shù)值高，顯示黃鐵礦的熱電性導(dǎo)型以P型為主，在深部鉆孔采集的樣品數(shù)據(jù)顯示黃鐵礦熱電系數(shù)有明顯增高趨勢，黃鐵礦的熱電性導(dǎo)型有從P型向P-N型轉(zhuǎn)換特征，但僅個別樣品出現(xiàn)N型黃鐵礦特征，表明現(xiàn)階段AuⅠ礦體仍處于淺部位置，深部存在較大延伸。

4.3 熱電性與礦體剝蝕程度的關(guān)系

利用AuⅠ礦體黃鐵礦熱電系數(shù)計(jì)算出礦體剝蝕率為5.00 %～63.75 %，平均值為24.85 %（見表1）。AuⅠ礦體不同標(biāo)高剝蝕率見表2。由表2可知：從910 m至830 m標(biāo)高，AuⅠ礦體的剝蝕率從25.97 %降低至19.25 %，存在明顯降低現(xiàn)象。

AuⅠ礦體剝蝕率等值線圖見圖8。由圖8可知：AuⅠ礦體在830 m標(biāo)高之下剝蝕率逐漸升高，剝蝕率向東深部升高到30 %以上，表明該礦體深部仍有找礦潛力，現(xiàn)階段只是該礦體疊加部位的淺部地段。

5 找礦預(yù)測與工程驗(yàn)證情況

通過對AuⅠ礦體進(jìn)行黃鐵礦熱電性的研究并結(jié)合對礦體特征的分析，認(rèn)為在礦體側(cè)伏方向深部800 m標(biāo)高以下64勘探線—112勘探線P型黃鐵礦依然存在，暗示礦體在深部存在一定程度的延伸，結(jié)合該礦體的剝蝕率分析，現(xiàn)階段AuⅠ礦體最深中段礦體剝蝕率僅30 %，深部仍然存在著70 %的未被剝蝕礦體，推測AuⅠ礦體在64勘探線—112勘探線600～800 m標(biāo)高是下一步找礦的重點(diǎn)靶區(qū)。

根據(jù)以上認(rèn)識，鏵廠溝金礦床在870 m標(biāo)高104勘探線施工坑內(nèi)鉆對靶區(qū)進(jìn)行驗(yàn)證。鏵廠溝金礦床104勘探線剖面圖見圖9。由圖9可知：鉆孔KZK104-1在630 m標(biāo)高揭露AuⅠ礦體，見礦厚度0.30 m，金品位7.84 g/t；鉆孔KZK104-02在460 m標(biāo)高揭露AuⅠ礦體，見礦厚度0.52 m，金品位1.07 g/t；鉆孔KZK104-03在720 m標(biāo)高揭露AuⅠ礦體，見礦厚度0.34 m，金品位27.4 g/t，整體見礦效果與預(yù)測結(jié)果一致。

6 結(jié) 論

1）根據(jù)鏵廠溝金礦床AuⅠ礦體黃鐵礦熱電系數(shù)得到成礦溫度主要集中在260 ℃～360 ℃，該礦床屬于中溫礦床。

2）鏵廠溝金礦床AuⅠ礦體黃鐵礦熱電系數(shù)整體上從淺部到深部呈減小趨勢。其中，P型黃鐵礦主要集中在910～830 m標(biāo)高，向深部具有從P型向P-N型轉(zhuǎn)換的特征，表明現(xiàn)階段AuⅠ礦體仍處于淺部位置，深部存在較大延伸。

3）AuⅠ礦體剝蝕率顯示現(xiàn)階段工程控制的礦體剝蝕率僅為30 %，表明目前礦體仍為淺部地段。

4）綜合AuⅠ礦體特征，結(jié)合黃鐵礦熱電系數(shù)與礦體剝蝕率認(rèn)為，AuⅠ礦體在深部800 m標(biāo)高以下64勘探線—112勘探線具有較好的找礦潛力。

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Abstract：Huachanggou Gold Deposit is hosted in the strata of the Devonian Sanhekou Group，strictly controlled by tectonics.To guide the deep exploration of the AuⅠ ore body，the deep pyrite samples of the AuⅠ ore body in Huachanggou Gold Deposit are systematically collected and analyzed，and the metallogenic temperature，denudation rate，thermoelectricity，and thermoelectric parameters of pyrite are studied.The results show that the denudation rate of AuⅠ ore body is 19 %-26 % in the existing tunnels，and gradually increases over more than 30 % towards the deep.The thermoelectric conductivity types are mainly P-type and N-type respectively，and the thermoelectric coefficient of pyrite varies from -201.20 μV/℃ to 901.20 μV/℃.The analysis shows that the thermoelectric coefficient of AuⅠ ore body is high in the middle section of 910-830 m，indicating that the thermoelectric conductivity type is mainly P-type.The sample data collected in deep boreholes show that the thermoelectric coefficient of pyrite has an obvious increasing trend.The thermoelectric conductivity type of pyrite has the characteristics of P-N type conversion from P-type，indicating that the AuⅠ ore body is still in the shallow position at this stage，and there is a large extension in the deep.It is speculated that Exploration Line 64-112 has good prospecting potential.

Keywords：pyrite;thermoelectricity;thermoelectric coefficient;deep prospecting;metallogenic temperature;Huachanggou Gold Deposit