吉林汪清杜荒嶺礦區(qū)土壤熱釋汞測量對比研究及找礦預(yù)測

李楊，羅先熔，楊龍坤，閆偉，劉攀峰

(1．桂林理工大學(xué)隱伏礦床預(yù)測研究所，廣西桂林541000;2．桂林理工大學(xué)廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點實驗室，廣西桂林541004;3．遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧沈陽110032)

吉林汪清杜荒嶺礦區(qū)土壤熱釋汞測量對比研究及找礦預(yù)測

李楊1，2，羅先熔1，2，楊龍坤1，2，閆偉3，劉攀峰1，2

(1．桂林理工大學(xué)隱伏礦床預(yù)測研究所，廣西桂林541000;2．桂林理工大學(xué)廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點實驗室，廣西桂林541004;3．遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧沈陽110032)

為解決吉林汪清杜荒嶺礦區(qū)滿堂溝—砂金溝測區(qū)的找礦問題，建立一套適合該區(qū)土壤熱釋汞找礦預(yù)測的標(biāo)準(zhǔn)方法，在該區(qū)進行了土壤熱釋汞測量對比研究。通過在杜荒嶺礦區(qū)已知剖面上開展土壤熱釋汞溫度實驗，從不同組溫度對比中找出土壤熱釋汞的最佳熱釋汞溫度，得出300℃條件適合該區(qū)土壤樣品測試。總結(jié)實驗結(jié)果，結(jié)合實際地質(zhì)背景和Au元素地電提取異常尋找未知區(qū)隱伏礦體，最終圈定Ⅰ類靶區(qū)1個，Ⅱ類靶區(qū)2個，Ⅲ類靶區(qū)1個。

土壤熱釋汞;溫度實驗;找礦預(yù)測

0 前言

自然金中含汞，自然汞中含金，汞礦化與金礦化伴生，金礦床與汞礦床相鄰，這充分說明內(nèi)生成礦過程中汞與金的成因聯(lián)系。汞礦化或汞異常對金礦的勘查有著重要的指示意義。汞具有較強的穿透力，由地下深部上升的汞蒸氣，沿著構(gòu)造斷裂和破碎帶上升，從地面以下幾百米甚至幾千米，可以一直到地表，即使疏松覆蓋物較厚，地表土中仍有汞的異常顯示［1-2］。

根據(jù)Hg0和汞化合物熱釋溫度，采用控溫測量土壤中與礦有密切關(guān)系的迭加價態(tài)汞，達到尋找隱伏礦的目的，這就是土壤熱釋汞測量法的基本原理［3-4］。

本文中，作者從已知礦床剖面不同熱釋溫度入手，結(jié)合實驗對比研究結(jié)果與實際地質(zhì)情況確定土壤熱釋汞的最佳熱釋溫度，并利用其達到準(zhǔn)確的預(yù)測未知區(qū)隱伏礦體的目的。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

汪清復(fù)興—杜荒嶺地區(qū)位于陰山—天山復(fù)雜構(gòu)造帶的東延部分五鳳—小西南岔隆起帶的北側(cè)，刺猬溝—金蒼中生代繼承性的火山箕狀斷陷盆地東南緣，區(qū)內(nèi)燕山期構(gòu)造巖漿活動強烈而頻繁，形成了大面積東西向展布的晚侏羅世中—中酸性火山巖及次火山巖，他們與金成礦關(guān)系密切。

區(qū)內(nèi)被廣泛發(fā)育的燕山早期巖體所覆蓋，地層出露面積較小。工作區(qū)北部有小面積的二疊系開山屯組砂礫巖、礫巖及板巖出露。礦區(qū)南部可見中生界侏羅系上統(tǒng)金溝嶺組出露，巖性為紫—灰黑—黑綠色致密塊狀安山集塊巖、安山角礫巖、中性玻屑—晶屑凝灰?guī)r、安山巖夾凝灰砂巖，底部為安山凝灰礫巖，礫巖成分復(fù)雜，渾圓度好，為凝灰質(zhì)膠結(jié)，但該地層也多被第三系土門子組所覆蓋［5］。

工作區(qū)位于東西向復(fù)興—杜荒子斷裂帶東部。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以東西向為主，并發(fā)育有北東東、北東、北北東、北西向四組次級構(gòu)造。區(qū)內(nèi)成礦主要受東西向主構(gòu)造帶控制，含金地質(zhì)體均賦存在該帶內(nèi)，次級構(gòu)造與成礦關(guān)系不密切［6］。

工作區(qū)被大面積出露的燕山早期巖體所覆蓋。巖性組成有花崗閃長巖、花崗斑巖、石英閃長巖、花崗巖等，并有安山巖、閃長斑巖脈穿插。

2 土壤熱釋汞測試條件與對比分析

本次實驗采用DMA-80測試，樣品經(jīng)過100網(wǎng)目過篩，保持樣品重量為100 mg和熱釋時間為90 s不變，對礦區(qū)J0測線采集的14個土壤樣品進行溫度實驗，通過不同溫度的實驗數(shù)據(jù)對比，找出與已知剖面的已知礦體對應(yīng)最好的曲線，從而確定測試溫度。

結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)資料和土壤熱釋汞熱釋溫度曲線圖(見圖1)，做了160，220，300，650℃4個溫度條件下的樣品測試，其中650℃熱釋汞為全汞(Hg0、Hg1+和Hg2+)。

圖1土壤熱釋汞熱釋溫度曲線

利用測試溫度實驗數(shù)據(jù)，結(jié)合礦區(qū)J0測線已知地質(zhì)剖面繪制地質(zhì)—地化剖面(見圖2)。

圖2J0測線地質(zhì)—地化剖面

從圖2中可以看出，4個溫度測出的汞含量大小大致為160℃＜220℃＜300℃＜650℃。不同的溫度對礦體所指示的清晰度不一樣，其中160℃和220℃能大致指示下方礦體，300℃和650℃所測出汞的數(shù)據(jù)曲線能清晰地指示出下方的礦體。異常呈寬峰形態(tài)分布，異常寬度60 m，從11到14號測點，正好處于礦體正上方，吻合程度非常好，測點基本控制住了剖面。從圖1可以看出，300℃和650℃條件下樣品熱釋所釋放出來的汞主要有HgS、HgCl和HgO，其中以HgS為主，結(jié)合該區(qū)地質(zhì)背景推斷，該溫度范圍內(nèi)的汞與地下硫化物礦體成礦作用有關(guān)。

3 未知區(qū)對比研究及找礦預(yù)測

本次工作在礦區(qū)內(nèi)布設(shè)了8條剖面(0線－7線)，勘查網(wǎng)度為200 m×40 m，其中5線、6線從48到56測點進行了加密，點距為20 m，共采集土壤樣品322個。為了能夠更加清晰分析不同的測汞溫度對該地區(qū)找礦預(yù)測的影響，對杜荒嶺礦區(qū)的樣品分別進行了300，650℃條件下的重復(fù)測試，最后對測區(qū)兩個不同溫度的異常圖結(jié)合地質(zhì)條件進行對比研究。

3．1不同溫度汞異常對比研究

測量區(qū)內(nèi)300，650℃下土壤熱釋汞異常分別見圖3～4。

圖3測區(qū)300℃土壤熱釋汞異常平面

圖4測區(qū)650℃土壤熱釋汞異常剖面

利用直方圖解法處理后將數(shù)據(jù)背景值加2、4、6倍標(biāo)準(zhǔn)差按外、中、內(nèi)帶繪制出異常平面圖，300℃異常為3．8×10－9，中帶為5．2×10－9，內(nèi)帶為6．7× 10－9;650℃異常外帶為5．8×10－9，中帶為7× 10－9，內(nèi)帶為8．2×10－9，其中650℃異常為對比異常。

300℃異常主要集中在中部與南部，此外還有幾個單點異常。其中中部異常規(guī)模巨大，橫跨2、3、5、6、7線，起點為2線19號點，終點為7線5號點，異常峰值為16．6×10－9，位于3線22號點，異常襯度值為6．91，異常走向東西，長度約為800 m，三級分帶明顯。南部異常位于4線5號點與5線5號點之間，三級分帶明顯，異常峰值為14．3×10－9，位于4線5號點，異常襯度值為5．96，異常均位于中細(xì)粒石英閃長巖內(nèi)。

650℃異常比較分散，主要由南部和東部兩個大規(guī)模異常帶組成，三級分帶明顯，其余基本為單點異常，其中南部異常與300℃異常基本相似，主要區(qū)別在于中部，300℃中部異常無論在規(guī)模還是連續(xù)性都比650℃異常在同位置下體現(xiàn)得更清晰。

為了更好地指導(dǎo)未知區(qū)找礦，將地電化學(xué)提取主成礦元素Au異常平面圖與之對比，見圖5。從圖5中可以看出，300℃異常與Au異常套和關(guān)系非常好，特別是中部異常，其套合面積大且連續(xù)性不錯。650℃異常雖然能與Au異常大致套合，但總體清晰度不如300℃異常，由于其高背景值，甚至還漏掉了一些異常。由此可知，在該測區(qū)應(yīng)用汞測量方法找礦過程中，300℃圖異常符合該區(qū)的地質(zhì)找礦條件，這為測區(qū)礦床的定位指出了明確的方向。

圖5地電提取Au元素異常剖面

3．2杜荒嶺礦區(qū)找礦預(yù)測

測線4、5、6線北部區(qū)域雖然表面有細(xì)脈狀礦化體，但經(jīng)過鉆探工程驗證后發(fā)現(xiàn)見礦效果不理想，由于該區(qū)屬于當(dāng)?shù)啬径胤N植區(qū)，可能對樣品造成污染出現(xiàn)假異常。綜合各因素，本次找礦的重點放在礦區(qū)中部異常帶。根據(jù)異常規(guī)模、強度、形態(tài)變化與地質(zhì)條件的吻合程度共圈定了4個找礦靶區(qū)，按照找礦潛力大小分3個等級，即Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類(見圖6)。

Ⅰ類靶區(qū):汞和金異常強度和規(guī)模較大，三級濃度分帶明顯，其中3線22號點金異常峰值31．89×10－9，襯度值為8．5，處在測區(qū)中部，汞和金元素異常套合好，具有極大的找礦潛力。

Ⅱ類靶區(qū):汞和金異常強度和規(guī)模中等，三級濃度分帶明顯，處在測區(qū)東南部和中南部，汞和金元素異常套合較好，處于找礦有利部位，具有一定找礦潛力。

Ⅲ類靶區(qū):此靶區(qū)內(nèi)汞無明顯汞異常但顯示有金異常，由于此區(qū)處于當(dāng)?shù)啬径N植地范圍內(nèi)，周圍有工業(yè)垃圾，樣品可能受到污染，推測為假異常。

圖6測區(qū)靶區(qū)預(yù)測

4 結(jié)論

1)已知剖面進行熱釋汞研究表明，每個溫度條件下所測出的汞含量曲線在礦體上方均大致出現(xiàn)明顯異常，4個溫度測出的汞含量大小為160℃＜220℃＜300℃＜650℃，這是因為溫度越高，樣品釋放的汞越多。

2)結(jié)合地質(zhì)背景表明，300℃異常從規(guī)模和強度都與主成礦元素Au套合關(guān)系很好，且異常位置位于本區(qū)構(gòu)造成礦有利部位，得出300℃條件適合該區(qū)土壤樣品測試。

3)通過可行性研究與未知區(qū)找礦實踐表明，土壤熱釋汞測量法對于找隱伏金礦是有效的。

［1］羅先熔．地球電化學(xué)勘查法及深部找礦［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，1996．

［2］湯磊，羅先熔．吉林汪清杜荒嶺金礦區(qū)地電化學(xué)提取法深部及外圍找礦研究［C］//第五屆中國礦山地質(zhì)學(xué)術(shù)會議暨振興東北生產(chǎn)礦山資源高層論壇論文集，2005．

［3］李世鑄，羅先熔，呂天權(quán)，等．云南省會澤縣金紅礦區(qū)土壤熱釋汞測量對比研究及找礦預(yù)測［J］．地質(zhì)與勘探，2015(6): 1150－1158．

［4］余陽先，羅先熔，韋可利，等．大廠錫—多金屬礦床熱釋汞測量技術(shù)條件、異常特征及成暈機制［J］．地質(zhì)與勘探，2004 (6):71－74．

［5］欒繼琛，趙友方．壤中吸附相態(tài)汞測量方法及其找礦效果［J］．地質(zhì)與勘探，1984(1):48－56．

［6］李偉．吉林省汪清縣復(fù)興—杜荒嶺金礦化區(qū)控礦條件與找礦方向［D］．吉林:吉林大學(xué)，2005．

Comparison of Heat-released Mercury Survey of Soil and Ore-search Prediction in Duhuangling Mine of Jilin Province

LI Yang1，2，LUO Xianrong1，2，YANG Longkun1，2，YAN Wei3，LIU Panfeng1，2
(1．Institute of Concealed Mine Prospecting，Guilin University of Technology，Guilin，Guangxi 541000，China; 2．Main Laboratory of Geology Engineerring Center of Guangxi，Guinlin Univesrsity of Technology，Guilin，Guangxi 541004，China; 3．Institute of Geological and Mineral Resources of Liaoning Province，Shenyang，Liaoning 110032，China)

To solve the problem of prospecting of Duhuangling mine，we have established a set of standard procedures of prospecting suitable for this area．Soil heat-release mercury measurement was conducted in this area．In this paper，we know the profile will be carried out for the heat-release mercury of soil temperature experiment to compare with different temperature groups to find out the best of soil heat-release mercury temperature．It is verified that the temperature conditions of 300℃is suitable for the heat-released mercury measurements of soil．The conclusions to the results of the experiment is to combine with the actual geological background and Au element of abnormal ore-materials to find unknown area of concealed ore body．Eventually it is delineated withinⅠclass target area 1，Ⅱtarget class 2 andⅢtarget class 1．

Soil heat-release mercury;Temperature experiment;Prospecting prediction

P618．4

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．021

2017－01－25

中國地質(zhì)調(diào)查局項目(12120113101500);廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點實驗室開放基金項目(11－031－20)

李楊(1990－)，男，湖南婁底人，在讀碩士研究生，研究方向:地球化學(xué)，手機:15676311219，E-mail:530157629@ qq．com;通訊作者:羅先熔(1953－)，男，四川宜賓人，教授，博士導(dǎo)師，lxr811@glut．edu．com．