云南省大馬尖山礦區地質特征及深部綜合找礦預測

馮 毅 張志鵬 彭宇朝

(1.云南冶金資源股份有限公司；2.云南銅業礦產資源勘查開發有限公司)

大馬尖山礦區位于云南省綠春縣騎馬壩鄉，地處成礦有利的構造位置，礦區周圍廣泛分布各類基性、中性、酸性巖漿巖，為成礦提供了豐富的物質來源，目前礦區外圍已發現數十種礦產[1-5]。大馬尖山為生產型銅(砷)多金屬礦山，已開采30多年，已探明的銅(砷)多金屬礦體賦存于斷裂破碎帶F1中，產狀近直立，開采高程為462～1 030 m，高差近600 m[6-8]。該礦山經過多年持續開采，目前礦產資源已面臨枯竭[9]。礦山采用探采結合的方式，大量采用坑探及鉆探工程逐步探明礦體地質特征，以實現找礦增儲的目的。隨著礦山深部工程的建設，在已知礦體下部的石英斑巖內外接觸帶附近發現了具有工業品位的鎢鉬礦體，這對于實現礦山礦產資源接替、延續礦山服務年限十分有利。目前，礦區地質找礦工作僅停留于地表填圖及坑探/鉆探工程揭露階段，勘查手段單一，欠缺物化探異常信息等找礦線索作為技術支撐，未能形成系統的找礦理論模型，目前找礦方向仍不明朗。根據礦區深部鉆孔揭露，F1斷裂深部及周邊成礦潛力較大。本研究在礦區分別進行土壤地球化學測量、高精度磁測、激電中梯測量、音頻大地電磁法測量，針對性地查明礦區元素異常以及磁性體、硫化物、石英斑巖的分布情況，結合前人研究成果及工程揭露情況，對礦區外圍及深部找礦前景進行探討。

1 礦區成礦地質背景

大馬尖山礦區位于唐古拉—昌都—蘭坪—思茅褶皺系東南部的墨江—綠春褶皺帶、昔務備—騎馬壩—新寨背斜南翼(圖1)。礦區地層巖性為一套志留系下統區域淺變質巖，原巖為淺海—海灣相泥質碎屑巖，傾向340°～30°，傾角33°～46°。區域構造以褶皺和斷裂為主，巖漿巖種類多且分布廣泛，活動具有多旋回性，以燕山晚期侵入活動最為強烈。大量花崗巖的侵入，帶入含礦熱液沿斷裂帶、層間虛脫部位充填—交代成礦。主構造線平行或低角度斜交形成3個主要成礦帶，呈NW—SE向展布，由南至北分別為半坡金多金屬成礦帶、大馬尖山銅(砷)鉛鋅成礦帶和巴德轟東鐵銅礦化帶[10-11]。大馬尖山礦區位于渣瑪河南岸，除第四系(Q)砂質黏土、粉砂及礫石外，主要出露志留系下統(圖1)。上部地層(S13)巖性為灰—灰黑色石英粉砂巖與粉砂質板巖互層，夾鈣質板巖、灰色石英砂巖；中部地層(S12)為灰—灰綠色長石石英砂巖與灰綠—灰黑色石英砂巖互層，夾少量粉砂質板巖；下部地層(S11)巖性為黃綠色絹云母板巖夾石英砂巖、泥質粉砂巖。

礦區銅(砷)礦體呈透鏡狀、板狀、脈狀，產狀較陡，一般為 70°～80°，局部近直立。礦體受石英斑巖和斷裂控制，一般產于石英斑巖與志留系地層接觸帶附近或斷裂破碎帶中，巖性與變長(石)石英砂巖、絹云母板巖有關。鎢鉬礦體產于石英斑巖中，在石英斑巖與志留系地層或花崗巖的接觸帶附近富集，礦石呈致密塊狀，肉眼難辨識，僅在紫外光照射下呈現白色熒光。

圖1 大馬尖山銅(砷)多金屬礦區地質特征

2 礦區地球物理及地球化學特征

2.1 地球物理特征

礦區采自地表、坑道、鉆孔巖芯的巖(礦)石樣品的物性參數測定結果見表1。由表1可知：礦區巖(礦)石電性差異較大，銅礦石極化率最高，硅化板巖和花崗巖極化率偏高，說明這2類巖石有一定的金屬礦物、硫化物富集，其余巖(礦)石極化率均較低，礦與非礦具有明顯的極化率差異；銅礦石電阻率最低，砂巖、板巖類中等，其余巖(礦)石電阻率均較高，石英斑巖和花崗巖最高。可見，礦區巖(礦)石的極化率高低與銅礦化和金屬礦物、硫化物的富集程度有關；電阻率高低則取決于巖(礦)石的硅化程度，金屬礦物、硫化物越富集，極化率越高，電阻率越低、硅化程度越高，電阻率越高。此外，磁鐵礦具有較強磁性，褐鐵礦化、銅礦化、蝕變巖(礦)石次之，煌斑巖脈、花崗巖表現為弱磁性質，其他巖(礦)石基本無磁性。綜合分析可知：礦區巖(礦)石磁性強弱與鐵質礦物含量成正比，與硅化程度成反比，即鐵質礦物含量越高磁性越強；硅化程度越高，高溫“退磁”效果越強，磁性則越弱，從側面反映了礦區熱液活動頻發、劇烈。

表1 礦區巖(礦)石樣品物性參數

2.2 地球化學特征

分析表2可知：礦區As、Ag、Sn、W、Mo、Cu、Mn、Pb呈較均勻—不均勻分布，有富集成礦的可能，As、Sn、Cu、Mn、Pb、Zn背景值相對較高，說明元素相對富集，可歸為主成礦元素；As、Au、Sn、W、Mo、Cu、Mn、Pb、Zn含量極大值較高，從元素組合看，礦區可能存在銅(砷)鉛多金屬和錫鎢鉬多金屬2類礦床，與礦區發育該2類礦化的地質事實相吻合。

表2 礦區土壤樣品元素特征參數

注：Au單位為(×10-9)。

3 異常解譯

3.1 土壤地球化學異常

本研究土壤地球化學測量共圈定了3個異常，編號分別為H1、H2、H3。由圖2可知：①H1異常位于大馬尖山西側，異常包含Cu、Pb、As、W、Mo、Au、Ag等元素，以Pb、As為主，各元素重合性好，幅值一般，異常中心明顯，該異常往西可能仍有延伸，上覆地層為第四系砂礫巖、亞黏土，但在該地段未見礦化且無其余地質體與之對應，加之該段內樣品點數少，工作程度較低，異常致因仍需進一步查證；②H2異常位于大馬尖山北側，異常包含Cu、As、W、Mo、Au、Ag等元素，Cu、W異常較顯著，各元素異常對應良好，幅值高，異常濃集中心明顯，往北仍有顯著延伸趨勢，與Ⅰ-2#礦體對應，為礦致異常，此外，W、Mo異常顯著，表明F1斷裂既為容礦構造也為熱液通道，下部應存在石英斑巖體；③H3異常位于大馬尖山東側，以Cu、As、W、Mo、Au、Ag、Pb、Sn異常為主，異常規模較大，總體分為W、Mo、Au、As(對應鎢鉬礦)和Cu、Pb、Zn、As、Ag(對應銅砷多金屬礦)2種異常組合，其中W、Sn異常值大于分析上限1 000×10-6；w(Cu)最大為1 634×10-6，w(Pb)最大為5 145×10-6，各元素重合性好，幅值較高，異常內出露石英斑巖及多條次級斷裂，該段內賦存的小礦體與異常中心對應較好，屬礦致異常。

3.2 磁異常

通過高精度磁測在礦區圈定了ΔT異常M1、M2、M3、M4、M5共5個磁測異常區。由圖3可知：①負磁異常位于測區中部橫貫東西，形成了NW—SE向異常帶，正異常在負異常帶南北兩側分布，石英斑巖體基本位于負異常中，正異常位于石英斑巖體的外接觸帶南側；②M2異常位于北部石英斑巖南西側，異常為不規則突變型正異常，ΔT曲線起伏較大，且明顯地與Ⅰ-1#礦體對應，地表褐鐵礦化強烈，應由Ⅰ#礦化帶的褐鐵礦引起，說明礦區銅(砷)礦體表現出較弱的正磁異常；③M1、M3、M4、M5異常位于中部石英斑巖體南側，由西向東依次排布，ΔT場值0值線位置與地層、巖體界線基本吻合，正負異常成對出現，呈云團狀，異常均較平緩，ΔT曲線起伏不大，說明磁性體具有一定規模，并具有一定埋深，其中M3異常規模最大，正負場值均較高，礦致特征十分顯著，地表見鐵帽，下部施工坑道內見磁鐵礦體，礦體位于正負異常交界處；④M4異常帶內見突變點，正異常場值高且較明顯，負異常相對較弱，與M2、M3異常特征多有相同，推斷為銅(砷)礦體引起，位于Ⅰ#礦體延長線東側，推測中間存在構造錯動；⑤M1負異常顯然與石英斑巖有關，異常未封閉，表明石英斑巖向北西方向應仍有延伸；⑥M5異常為民采老硐堆積物引起，為不具有找礦意義的干擾異常。

圖2 礦區土壤地球化學測量單元素異常特征

3.3 激電異常

本研究通過在圈定的磁異常重點地段開展激電測量，探獲了IP1、IP22處異常，兩者主要位于Ⅰ#礦體延長線東側，兩異常區均表現出低阻高極化電性特征，極化率10%～13%，電阻率集中于157～277 Ω·m，反映出該地段硫化物明顯富集，推斷礦區次級斷裂(Fw)位置如圖4所示。結合磁異常解譯結果，推斷異常是由銅(砷)礦體向東錯動所致。

圖3 綠大馬尖山礦區高精度磁測總場△T異常分布

3.4 音頻大地電磁(AMT)異常

分析圖5及相關測量資料可知：①礦區F1斷裂整體呈NNW走向，其中存大脈狀銅(砷)礦體(Ⅰ#礦體)向北至F9斷裂旁側煌斑巖一帶，推斷南至24#線后與F7斷裂逐漸交匯湮滅，F1斷裂整體陡傾接近直立，自北向南逐漸變淺，北部最深處可達 200 m，北部下方為花崗巖體，推測19#線以南下方為志留系板巖、石英砂巖地層；②F8、Fw斷裂走向NW—SE，至F1斷裂相交后向北東扭轉，向東錯動F1斷裂，F8斷裂在0#線至11#線一帶傾向NE，傾角約80°，北西淺南東深，下方為石英斑巖，Fw斷裂規模較小，向東至F6斷裂湮滅；③花崗巖體分布于礦區北部較深位置，推斷為巖基伸出的1條巖株，西側界線已由鉆孔探明，在F1斷裂以西 180～220 m一帶，推測向南至19#～20#線一帶，東側界線未探明，巖體東高西低，南高北低；④石英斑巖體分布于花崗巖體上部外圍，巖體南高北低，向北斜插至F9斷裂、煌斑巖一線，東、南、西緣與板巖、砂巖地層接觸，推斷F1斷裂東西兩側出露巖體的下部應相連，規模大，向東仍有延伸。

圖4 大馬尖山礦區激電異常特征

圖5 大馬尖山礦區11#～24#線AMT縱剖面

4 找礦預測

結合本研究物化探異常綜合解譯成果，在礦區內圈定3處重點找礦靶區(圖6)。其中，1#靶區位于石英斑巖向北及北西延伸方向，磁測異常指向北，坑道AMT測量推測巖體的“根部”在該靶區內，巖體內外接觸帶為錫鎢鉬礦成礦的良好部位；②2#靶區位于石英斑巖向東延伸方向，下部應為花崗巖體，該區土壤異常較好，推斷深部存在石英斑巖體，其內外接觸帶應存在錫鎢鉬礦體；③3#靶區位于F1斷裂內大脈狀銅(砷)礦體南延長線偏東位置，土壤、磁測、激電異常均指向該處，當中存在構造錯動，推斷F1斷裂向偏東方向錯移，其內應存在銅(砷)鉛鋅礦體。

圖6 大馬尖山礦區找礦靶區分布

通過462坑道內鉆孔ZK2-1驗證了“石英斑巖和花崗巖界面較4#線、6#線深”的認識，界面埋深較推斷結果相差30～50 m，并于石英斑巖上、下接觸帶上發現了厚60～80 m的鎢鉬礦層。鉆孔ZK7-4、ZK7-5揭露出1#靶區西側上部為石英斑巖，下部為志留系地層，東側下部為花崗巖，石英斑巖向東仍有延伸，表明后期鉆孔揭露結果與物化探異常解譯推斷成果吻合度較高。通過鉆孔ZK7-2 、ZK7-3、ZK7-5驗證了“地表兩石英斑巖體下部相連”的推斷，往東延伸部分2#靶區為找礦重點區，在ZK7-3鉆孔中揭露出40～50 m厚的錫鎢礦層。588、726、926坑道工程驗證了本研究關于“F1斷裂北深南淺”的推斷，在3#靶區穿脈中揭露的厚2～6 m的銅(鉛鋅)多金屬礦化體下延至926坑道后逐漸尖滅。

5 結 論

(1)尋找銅鉛鋅硫化礦的最佳勘查手段為磁測+激電+AMT測深的組合方式。尋找錫鎢鉬礦最佳勘查組合應為土壤測量+磁測+AMT測量。選用方法時，應按土壤測量、磁測、激電、坑道及試驗剖面測試、AMT測深的先后順序，可分多期次進行，注重各類異常的相互驗證。土壤測量、磁測面積宜盡可能大，應包含背景值區域；開展激電測量工作時應有明確的目標區；AMT測深應盡可能包含試驗對比剖面；勘探剖面布置應包含已知礦體，如果老礦山存在干擾因素，則需預先制定干擾壓制方法和后期數據處理方法。

(2)土壤測量具有良好的指向性，異常具有面狀特征，無法反映深度上的信息，也難以具體到某個點或某個地質體。磁異常對巖體、構造的劃分具有良好的實測效果，能夠指明巖體的分布范圍和延伸方向。激電異常能夠有效反映金屬硫化礦物的分布情況，細化構造劃分。AMT測深能夠完成礦區由“面”到“體”的物化探勘查格局，提供大量深度信息，有助于實現對地層、構造、巖體的定性解譯。