基于紅外光譜技術(shù)研究內(nèi)蒙古烏奴格吐山斑巖銅鉬礦蝕變和礦化特征

劉新星， 張弘， 張娟*， 史維鑫， 張新樂， 成嘉偉， 盧克軒

(1.河北地質(zhì)大學(xué)， 河北省戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)資源重點實驗室， 河北 石家莊 050031；2.中國地質(zhì)調(diào)查局自然資源實物地質(zhì)資料中心， 河北 三河 065201)

斑巖銅(鉬)礦床作為世界上最重要的一種礦床類型，提供了全球大約75%以上的銅和50%以上的鉬[1-4]。由于其經(jīng)濟價值巨大，斑巖銅(鉬)礦一直作為全球重要勘查目標倍受國內(nèi)外礦業(yè)公司及地質(zhì)學(xué)家重視[5-6]。典型的斑巖銅礦模式具有面狀蝕變分帶特征，且在用于指導(dǎo)找礦的過程中堪稱典范[2,6-7]，然而，對于蝕變分帶高度套合以及細粒蝕變礦物占主導(dǎo)的礦床，僅依據(jù)肉眼和傳統(tǒng)野外工具很難對其進行有效識別和蝕變帶的劃分，且難以有效識別具體蝕變礦物微弱變化所蘊含的有效信息[8-9]。因此，引入新的勘查技術(shù)方法對于建立這類礦床有效的找礦標志及勘查模型十分必要。

紅外光譜礦物測量技術(shù)是近年來發(fā)展起來并逐步成熟的一種應(yīng)用于礦物光譜測量的遙感技術(shù)，具有使用簡單方便、分析快速、不破壞樣品等特點，短波紅外波段(350～2500nm)能有效識別并提取含羥基、硫酸鹽、碳酸鹽類和含氨基礦物等低溫蝕變礦物的光譜特征參數(shù)；熱紅外波段(6000～14500nm)能有效識別并提取長石、石英、輝石、橄欖石等相對高溫的無水硅酸鹽礦物；紅外光譜技術(shù)在指導(dǎo)找礦方面具有較大優(yōu)勢[10-11]，短波紅外技術(shù)被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外礦床填圖及勘查工作[8,12-14]，而短波紅外和熱紅外結(jié)合可以發(fā)揮更大的作用。

烏奴格吐山礦床內(nèi)發(fā)育大面積的硅化、絹云母化和泥化蝕變，三者對鉀化帶高度套合，僅利用傳統(tǒng)方法難以進行區(qū)分。本文系統(tǒng)分析了內(nèi)蒙古烏奴格吐山斑巖銅鉬礦床巖心的短波紅外和熱紅外光譜特征，旨在確定熱液蝕變礦物的種類、組合及其在空間上的分布規(guī)律，厘定其與礦化的關(guān)系，為烏奴格吐山斑巖銅鉬礦下一步外圍及深部礦產(chǎn)勘查提供技術(shù)支持。

1 地質(zhì)概況

烏奴格吐山斑巖銅鉬礦床位于大興安嶺北段西側(cè)新巴爾虎右旗內(nèi)蒙古滿洲里一帶。截至2016年，已探明銅金屬量223.2萬噸，鉬金屬量41.2萬噸，屬于大型銅鉬礦床[15]。區(qū)內(nèi)地層從老到新為：上元古界—下寒武統(tǒng)佳疙瘩群綠片巖相及變質(zhì)碳酸鹽巖；中生界以火山巖為主，發(fā)育大面積粗面安山巖、粗面巖和流紋巖；下白堊統(tǒng)局部碎屑巖出露[16-17]。該區(qū)構(gòu)造主要有NE向和NW向兩組斷裂，其中NE向額爾古納—呼倫深斷裂控制著火山巖的分布，NW向斷裂為主要控礦構(gòu)造。巖漿活動頻繁，主要有印支期、燕山早期和燕山晚期中酸性-堿性侵入巖，其中燕山早期最為發(fā)育，巖性主要為石英斑巖、二長斑巖、花崗閃長巖和斜長花崗斑巖等[18-28](圖1)。

圖1 內(nèi)蒙古烏奴格吐山斑巖型銅鉬礦地質(zhì)圖[20]Fig.1 Geological map of porphyry type copper-molybdenum deposit in Wunugetushan, Inner Mongolia[20]

烏奴格吐山礦床主要產(chǎn)于由酸性、中酸性火山-次火山雜巖體構(gòu)成的火山機構(gòu)內(nèi)。成礦母巖為燕山早期侵入的二長花崗斑巖[25-26]，為過鋁質(zhì)鈣堿性花崗巖，形成年齡為179±2Ma[15-17]。晚期巖漿活動形成英安質(zhì)角礫熔巖以及一些中酸性巖脈，對礦體起破壞作用。這些火山雜巖體侵入于外圍的黑云母花崗巖中。礦體主要分布在二長花崗斑巖和黑云母花崗巖內(nèi)外接觸帶，具鉬外銅特征，以細脈浸染型為主，品位較低，礦石主要為硫化礦石，氧化礦和混合礦石僅局部發(fā)育[22]。礦石礦物主要為輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦、銅藍、黝銅礦、輝銅礦和方鉛礦等。

烏奴吐格山銅鉬礦床以二長花崗斑巖為中心，由內(nèi)向外主要蝕變組合類型為石英-鉀長石化、石英-絹云母化和伊利石-水白云母化[17](圖2)，缺失青磐巖化帶，但可見到綠泥石化、綠簾石化和碳酸巖化等。鉀長石化主要發(fā)育在二長花崗巖頂部，常被其他蝕變礦物疊加，往外巖體強烈絹英巖化(圖2a，b)，次為伊利石化、綠泥石化、綠簾石化、高嶺石化、白云母化和碳酸鹽化(圖2c，d，e，f)等。

a—絹英巖； b—鉀長石斑晶被絹云母疊加，基質(zhì)絹云母化、碳酸鹽化； c—伊利石化二長花崗巖，鉀長石被絹云母和碳酸鹽疊加； d—二長花崗巖白云母化、絹云母化、硅化及碳酸鹽化； e—二長花崗巖硅化、綠泥石化、綠簾石化及黏土化； f—二長花崗斑巖絹云母化、白云母化。Kfs—鉀長石； Ms—白云母； Cal—方解石； Chl—綠泥石； Ep—綠簾石； Qtz—石英； Ser—絹云母； Ill—伊利石。圖2 內(nèi)蒙古烏奴格吐山斑巖型銅鉬礦床巖心標本鏡下照片(正交偏光)Fig.2 Core samples microscopic photos of porphyry-type copper-molybdenum deposits in Wunugetushan, Inner Mongolia (orthogonal polarization)

2 實驗部分

本次樣品測試采用澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)設(shè)計的HyLogeer-3系統(tǒng)，測試的對象是內(nèi)蒙古自治區(qū)烏努格吐山銅礦的Z661鉆孔巖心，波譜解譯采用該系統(tǒng)配套的The Spectral Geologist軟件(TSG8.0)。

2.1 測量儀器性能

HyLogger系統(tǒng)是由澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)設(shè)計，中科遙感在我國最先代理并進行推廣。光譜范圍為350～2500nm，6000～14500nm；光譜分辨為3nm(350～1100nm)；約10nm(1100～2500nm)；約25nm(6000～14500nm)。HyLogger-3系統(tǒng)基于反射光譜分析技術(shù)，采集和分析巖心、切片和粉末樣品的礦物學(xué)信息，該系統(tǒng)得益于高光譜領(lǐng)域和遙感技術(shù)的發(fā)展，是多年大量研究的成果，為使用者提供了一種客觀的獲取礦物詳細數(shù)據(jù)的方式，提高了地質(zhì)解釋的效率和生產(chǎn)力。

2.2 樣品測試

本次測試的樣品是烏奴格吐山銅鉬礦床ZK661鉆孔的巖心，該巖心中有明顯銅鉬礦化。野外樣品經(jīng)過清洗晾干之后，將裝有鉆孔巖心的托盤放置在Hylogger自動化平臺上，然后系統(tǒng)自動將測試的波譜數(shù)據(jù)傳遞到控制主機。鉆孔終孔深度為1300.2m，本次掃描從5m處開始，到1300.2m處結(jié)束，掃描間隔為2.5cm，共掃描出56182條波譜曲線，數(shù)據(jù)記錄編號為“鉆孔號-測試點序號”，例如ZK661-10652。其波譜數(shù)據(jù)用TSG8.0解譯分析發(fā)現(xiàn)，主要蝕變礦物有絹云母、伊利石、鉀長石、蒙脫石、綠泥石和硅化等。

2.3 數(shù)據(jù)分析軟件

TSG軟件全稱“The Spectral Geologist”(光譜地質(zhì)專家)，是專門針對于光譜地質(zhì)應(yīng)用開發(fā)的軟件，集合了各種地質(zhì)光譜數(shù)據(jù)的分析算法及澳大利亞CSIRO專門測試的一套礦物光譜數(shù)據(jù)庫，并以此為基礎(chǔ)針對不同礦物的提取方法構(gòu)建了各種模型[29]。此次使用的是最新版本TSG8.0。

3 結(jié)果與討論

3.1 樣品光譜特征及分布

3.1.1白云母族礦物

該組礦物常見礦物種類是白云母、鈉云母、多硅白云母、伊利石。白云母(或者絹云母)分子式為(K,Na)2(Al,Fe,Mg)4(Si,Al)8O20(OH)4的一組層狀硅酸鹽。該礦物在1408nm、2200nm、2348nm和2442nm處具非常明顯的吸收特征。鈉云母是一種富Na的白云母，分子式為Na2Al4(Si6Al2)O20(OH)4，其波譜特征與白云母近似，主要吸收特征位置在 1410nm、1910nm、2200nm、2345nm及2440nm，主要區(qū)別是2200nm處反射率最小值的波長位置在2190nm附近，比白云母值小。多硅白云母分子式為K2(Al,Mg,Fe)4(Si6+x,Al2-x)O20(OH)4，四面體中Si∶Al值大于3∶1，常出現(xiàn)在巖漿巖的熱液蝕變巖中，其波譜特征與白云母類似，吸收位置在1410、1910、2200、2350、2445nm，其2200nm處的吸收谷位置在2210～2225nm，較白云母值大[30]。

a—云母族的短波紅外反射波譜曲線； b—黏土礦物的短波紅外波譜曲線； c—綠泥石與綠簾石的短波紅外反射波譜曲線； d—石英、黑云母、微斜長石的熱紅外反射波譜曲線。圖3 不同礦物的實測與參考反射率波譜曲線(參考波譜來自TSG軟件)Fig.3 Measured and referenced reflectance spectral curves of different minerals (The reference spectrum is from TSG software manual)

白云母族礦物的Al—OH的波長范圍從2190nm變化到2225nm。白云母的成分從鈉云母(富Al、含Na，Al—OH位移)變化至白云母(富 K和 Al)，再至多硅白云母(貧 Al、富 Mg 或Fe)， Al—OH吸收峰位置從2190nm變化到2200nm，再到2225nm附近[14]。文中短波紅外光譜檢測的絹云母與白云母屬同類礦物，同時也是該鉆孔中含量最多的蝕變礦物，幾乎在整個鉆孔內(nèi)都有出現(xiàn)。以ZK661-10652測試點為例，該處的主要蝕變礦物為絹云母，與絹(白)云母的標準波譜曲線作對比，可見該鉆孔中絹云母的光譜吸收特征主要分布在2200nm附近，且有明顯的吸收峰，在2350nm和2440nm附近有次級吸收峰(圖3a)。以鉆孔深度為橫坐標軸，以絹(白)云母Al—OH在2200nm附近的吸收峰波長位置為縱坐標軸，可見絹(白)云母隨鉆孔深度變化的空間分布情況(圖 4)。可以發(fā)現(xiàn)，絹(白)云母的吸收峰位置隨深度有著顯著的變化，局部有升有降，整體上可看出吸收位置隨深度逐漸變大，推測鉆孔可能存在一個退蝕變的過程，礦化位置主要集中在吸收位置2197～2206nm處。另外，在鉆孔337m、590m、1014m等處可見吸收位置有小范圍內(nèi)的異常高值，推測可能與構(gòu)造裂隙有關(guān)系。

圖4 絹云母2200nm吸收位置隨鉆孔深度變化圖Fig.4 Absorption position of sericite at 2200nm varied with the depth of the drillhole

伊利石(也稱水云母)分子式為K2-xAl4(Si6+xAl2-x)O20(OH)4含水層狀硅酸鹽礦物，其組成與白云母不同，其層間K略低，四面體Si更高，含更多的水，為常見的一種低溫?zé)嵋何g變礦物，存在于絹英巖化或泥化區(qū)，且可以形成于各種巖石類型和環(huán)境中。伊利石波譜特征的主要吸收位置在1408、2200、2348、2442nm，在2100nm處有一個小吸收峰區(qū)。伊利石的波譜特征與白云母、絹云母非常類似，主要區(qū)分于伊利石在1910nm和1460nm處有深的吸收帶。其結(jié)晶度的變化會導(dǎo)致吸收谷深度的變化，而且由于K、Na、Al等陽離子的替代會引起吸收位置的位移。研究表明，往短波方向靠近2190nm可能含更多Na；往長波方向，接近2206nm，則含更多的K；含F(xiàn)e的伊利石在2240nm處有吸收特征[30]。伊利石在整個鉆孔中均有出露，尤其在400～1300m較為發(fā)育，其發(fā)育程度為僅次于絹云母的蝕變礦物。

在熱液蝕變條件下，相對高溫區(qū)形成的伊利石，結(jié)晶度較高；相對低溫區(qū)形成的伊利石，結(jié)晶度低。利用短波紅外技術(shù)可以測試并計算伊利石結(jié)晶度(IC)，其值等于2200nm處的吸收深度除以1900mm處的吸收深度[31-32]。另外，用峰形狀值(A值)也可以表征伊利石的另一個參數(shù)，峰形值為吸收峰高除以半峰寬比值。伊利石生成時，溫度越高，伊利石結(jié)晶越好，IC和A值越大，也即高溫區(qū)形成的伊利石其紅外光譜在2200nm波長位置的吸收峰較為尖銳[32]。

3.1.2蒙脫石

蒙脫石[(Ca,Na)0.67Al4(Si,Al)8O20(OH)4·nH2O]主要是在堿性條件下，由富鋁、鐵鎂硅酸鹽礦物經(jīng)熱液蝕變作用形成。該礦物在2208nm附近表現(xiàn)出強烈的吸收特征，并且在1410nm、1910nm處有顯著的不對稱特征；相較于白云母，蒙脫石在2345nm與2440nm處沒有顯著的吸收特征。蒙脫石在該鉆孔中零星分布于各個深度，整體含量偏低，主要與絹云母、伊利石形成蝕變礦物組合。

3.1.3高嶺石

高嶺石[Al2Si2O5(OH)4]是長石等其他硅酸鹽礦物蝕變所產(chǎn)生的含水鋁硅酸鹽。高嶺石和地開石一樣，主要形成于酸性環(huán)境下，但是在熱液蝕變系統(tǒng)中，高嶺石的形成溫度略低于地開石。在短波紅外光譜中，高嶺石在1400nm和2200nm處出現(xiàn)雙吸收峰，在1400nm處雙吸收峰位置間的距離較地開石近(<15nm)，地開石通常在25～35nm處，埃洛石處于二者中間；而在2200nm處的雙吸收峰距離高嶺石明顯大于地開石。另外，高嶺石結(jié)晶度的差異會引起雙吸收峰寬度和深度的差異，結(jié)晶度越差的高嶺石的波譜特征在雙吸收峰的左峰吸收深度逐漸變小(2170nm附近)，且直至呈現(xiàn)出肩部的形態(tài)(圖3b)。在該鉆孔中高嶺石主要分布在靠近地面部分，隨著深度增加而快速減少至沒有，極少出現(xiàn)在其他蝕變礦物組合中。陳華勇等[11]在銅綠山銅鐵金礦床短波紅外勘查標識時指出，高嶺石在2170nm的吸收峰的波長位置及吸收深度可以反映熱液中心的位置，越近熱液中心其吸收位置及深度值均有增大的趨勢。

3.1.4綠泥石和綠簾石

綠泥石[Mg,Al,Fe)12[(Si,Al)8O20](OH)16]是火山巖或者泥巖的中低級變質(zhì)程度的主要礦物，在熱液礦床的蝕變系統(tǒng)中，與綠簾石、方解石一起構(gòu)成了青磐巖化帶。富Fe綠泥石的波譜位置在2260nm和2350nm，而富Mg綠泥石的波譜位置則在2250nm、2330～2340nm(圖3c)。由于綠泥石八面體中Fe與Mg的二價離子含量的變化，導(dǎo)致綠泥石波譜吸收位置的變化。通常在大多數(shù)情況下，富鐵綠泥石的吸收谷在2260～2265nm，而富鎂綠泥石的吸收谷在2255～2260nm。2250nm、2330nm處綠泥石最小反射峰波長位置與Mg的含量呈線性關(guān)系[30]。從熱液系統(tǒng)的邊緣到中心，綠泥石的成分發(fā)生變化，其吸收谷的波長位置逐漸向長波方向位移[13]。另外，綠泥石與黑云母的吸收特征比較接近，富鎂黑云母在2385nm有一個次級吸收峰，可以作為區(qū)分綠泥石的標志[33]。

綠簾石[Ca2Fe3+Al2Si3O12(OH)]是斑巖銅金礦中青磐巖化蝕變帶的一個重要組成部分，該蝕變帶通常包含綠泥石、綠簾石和碳酸鹽巖。其主要的短波紅外特征是在2340nm有個吸收谷，在2258nm處有一個尖銳且稍弱的吸收谷。其波譜特征容易與綠泥石相混淆，但是其有另外兩個診斷波譜吸收特征，依次為1550nm、1884nm，可以進行區(qū)分(圖3c)。

3.1.5方解石

在熱液系統(tǒng)中，方解石(CaCO3)通常與綠泥石、綠簾石一起形成于最外側(cè)的青磐巖化帶。方解石的波譜在2336～2340nm處有一個吸收峰，呈現(xiàn)明顯的不對稱的特征，通常在2300nm處呈現(xiàn)一個肩部形狀。白云石的吸收峰位置在2325nm，比方解石的吸收峰波長位置2340nm值小。方解石主要在500m附近及850～1000m范圍內(nèi)局部出露。

3.1.6石英

石英在1400nm與1900nm處有水的組合吸收特征，且在8625nm、12650nm處有比較尖的吸收峰，在7400nm有一寬的吸收峰(圖3d)。利用石英熱紅外波譜特征，本次解譯了鉆孔中的石英礦物(圖5)，在該鉆孔的各個蝕變帶中均普遍發(fā)育石英；在500m以淺的位置，石英占比較大，推測應(yīng)為硅化作用的結(jié)果。

3.1.7鉀長石

長石是鉀、鈉、鈣等堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物，也稱長石族礦物。鉀長石(K[AlSi3O8])也稱正長石，屬單斜晶系，通常呈肉紅色、白色或灰色。鉀長石系列主要是正長石、微斜長石、透長石等。鉀長石是斑巖銅礦蝕變組合中鉀化帶的主要礦物成分之一。微斜長石的熱紅外波譜特征為8929nm、9416nm、9672nm、13460nm處有明顯的吸收峰(圖3d)。在該鉆孔中，微斜長石較為發(fā)育，與石英、黑云母等礦物共生，主要出露在400～1200m處，與礦化關(guān)系較為密切。

3.1.8黑云母

黑云母[K2(Fe2+,Mg)6(Si6Al2O20)(OH)4]是一種常見的鐵鎂礦物。在熱液礦床中，黑云母通常在高溫鉀帶早期形成，這種黑云母一般比前期火成巖含有更多的鎂。黑云母很容易風(fēng)化成蒙脫石或高嶺石。典型黑云母在短波紅外波譜上有兩個主要吸收特征，在2255nm附近及2345nm，另外在2345nm處呈現(xiàn)肩形，為一個相對弱的特征。黑云母礦物中隨著Mg/Fe比的增加，上述兩個吸收特征會逐漸向短波方向位移，偏向于2245nm和2330nm，且2385nm處的弱吸收會變得明顯[30]。黑云母的熱紅外波譜在9775nm處有一較強的發(fā)射峰，8600nm處有一寬的反射谷(圖3d)。由于短波紅外反射率低，難以識別出黑云母，熱紅外則可以識別；從熱紅外解譯結(jié)果看出，該鉆孔在1240～1250m孔深處有少量黑云母出現(xiàn)，與石英共生，推測為黑云母花崗巖中的造巖礦物。

3.2 蝕變礦物組合及分帶

蝕變礦物常與巖性之間存在著一定的相關(guān)關(guān)系，相同巖性中蝕變礦物的分布能夠反演流體的活動期次，不同巖性中的蝕變礦物的周期性變化或突然轉(zhuǎn)變也代表著巖性之間的依存關(guān)系或相關(guān)性[16]。選取鉆孔ZK661為研究對象，從巖性、蝕變礦物的分帶可以得出以下特征。

圖5 烏奴格吐山銅鉬礦ZK661鉆孔短波紅外與熱紅外蝕變礦物及巖性分布柱狀圖Fig.5 Short wave infrared and thermal infrared altered mineral and lithologic distribution histograms in Wunugetushan copper molybdenum mine ZK661

(1)根據(jù)巖心編錄結(jié)果，該鉆孔從頂部到底部巖性分布為:第四系殘坡積→霏細斑巖→黑云母花崗巖→次斜長花崗巖→黑云母花崗巖→石英閃長斑巖→黑云母花崗巖→霏細斑巖→黑云母花崗巖→次斜長花崗斑巖→黑云母花崗巖→次斜長花崗斑巖→黑云母花崗巖→霏細斑巖→黑云母花崗巖→次斜長花崗斑巖→黑云母花崗巖→次斜長花崗斑巖→花崗斑巖→輝綠巖→次斜長花崗斑巖→黑云母花崗巖。巖性以黑云母花崗巖、次斜長花崗斑巖為主，霏細斑巖次之。其中，黑云母花崗巖和次斜長花崗斑巖與礦化關(guān)系最為密切。

(2)短波紅外測量鉆孔顯示，蝕變礦物在空間上呈現(xiàn)出明顯的分帶性(圖5)，從頂部到底部蝕變礦物組合劃分為:石英+絹云母+高嶺石→石英+絹云母+鈉云母+蒙脫石→絹云母+伊利石+鉀長石+蒙脫石→石英+伊利石+絹云母+鉀長石+蒙脫石→伊利石+絹云母→石英+絹云母+鉀長石+伊利石→絹云母+伊利石+多硅白云母。與礦化關(guān)系密切的礦物組合為：石英+伊利石+絹云母+鉀長石。

鉆孔中的蝕變礦物主要有石英、鉀長石、絹云母、伊利石、蒙脫石和高嶺石等，局部有黑云母和綠泥石，解譯的結(jié)果與前人的研究基本一致[17]。通過鉆孔ZK661主要蝕變礦物與賦存巖性對比分析，發(fā)現(xiàn)硅化為貫通性蝕變，但在450m以下硅化比例減少，其他蝕變礦物比例增加。熱紅外蝕變礦物結(jié)果顯示1050m以下蝕變減弱，而短波紅外蝕變礦物結(jié)果仍顯示有大量絹云母和伊利石發(fā)育，推測可能為鉆孔巖體周邊有深大斷裂存在，巖體總體上被不同程度地風(fēng)化蝕變。鉀長石在鉆孔從400m至底部均有不同程度發(fā)育。短波紅外蝕變礦物結(jié)果顯示在0～450m，絹云母蝕變占主導(dǎo)地位，而在450m至底部，絹云母+伊利石占主導(dǎo)地位，但二者比例有變化。結(jié)合熱紅外蝕變礦物結(jié)果，石英+絹云母+伊利石+鉀長石在600～750m最為發(fā)育，在850～960m和1080～1250m出現(xiàn)小峰值，二者也對應(yīng)了最強的礦化和弱礦化。高嶺石主要在淺地表部位發(fā)育，蒙脫石在500m、650m出現(xiàn)了蝕變峰值，推測可能是這些部位可能存在斷裂，巖體泥化小規(guī)模發(fā)育。

鉆孔編錄顯示礦化分帶為上銅下鉬，與蝕變礦物組合關(guān)系如下：絹云母和伊利石主要賦存于黑云母花崗巖和次斜長花崗斑巖中，高嶺土主要分布在鉆孔頂部的第四系殘坡積中。在116.99～212.17m星點狀、細脈狀黃鐵礦分布普遍，偶見星點狀黃銅礦、細脈狀輝鉬礦，以石英-絹云母-水云母化、硅化為主，次之為石英-伊利石化，可見綠泥石化、綠簾石化，在裂隙面偶見青磐巖化；在628.28～631.88m黃銅礦礦化較好，蝕變類型為伊利石+絹云母；在633.58～727.77m礦化較好，黃銅礦呈星點狀分布為主，可見集密塊狀分布；輝鉬礦呈星點狀、細脈狀分布，局部呈浸染狀分布，沿石英脈的兩側(cè)均可見輝鉬礦分布，蝕變以鉀化、硅化為主，次之為水云母-白云母化、伊利石化，青磐巖化在裂隙面明顯；在899.76～972.00m黃銅礦以星點狀、細脈狀(細脈近似直立)分布為主，偶見集密塊狀；輝鉬礦多呈星點狀、細脈狀分布，可見浸染狀，沿石英脈的兩側(cè)有發(fā)育，蝕變以早期的鉀化、硅化為主，次之為石英-絹云母-水云母化、伊利石化，部分裂隙青磐巖化明顯；在1121.92～1238.62m黃銅礦、輝鉬礦礦化有所變強，黃銅礦呈星點狀、致密塊狀分布，而輝鉬礦以星點狀、細脈狀分布為主，可見浸染狀，沿部分石英脈有較好的分布，蝕變以鉀化、硅化為主，次之為絹云母-水云母化，局部見伊利石化。

綜上所述，無論是蝕變礦物類型、組合、礦化和礦化強弱及斷裂、裂隙發(fā)育等，熱紅外和短波紅外蝕變礦物分析結(jié)果與鉆孔編錄顯示的地質(zhì)特征基本對應(yīng)，與礦化密切相關(guān)的蝕變礦物組合為：石英+絹云母+鉀長石+伊利石。

3.3 熱液流體演化

Al—OH在短波紅外區(qū)間的特征波長位置變化能夠反映成礦環(huán)境的變化，同時波峰吸收深度與成礦之間也存在一定關(guān)系[34]。絹云母和伊利石于成礦位置和礦石賦存有一定的關(guān)系。例如Z661中的絹云母在銅礦含量低時(深度<600m)，其2200nm處吸收峰的波長位置在2197～2204nm之間；在銅礦含量增高(深度600～1300m)時，其吸收位置在2204～2208nm之間。根據(jù)前人研究結(jié)果，一般Al—OH在2200nm處吸收峰最小值的波長位置在接近熱液中心的值越高，當遠離礦化中心時，吸收位置值減小。另外，從圖5短波紅外解譯結(jié)果可以看出，該鉆孔的淺部出現(xiàn)了鈉云母和絹云母，而深部逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎喙璋自颇福f明隨著深度增加Si元素逐漸增多，Al逐漸減少，溫度也呈現(xiàn)降低的趨勢，可能為退蝕變作用的結(jié)果。該礦經(jīng)歷一個多期成礦的過程，因而，其Al—OH變化較為復(fù)雜。

相比于絹云母，伊利石的IC值對礦物的含量有很大關(guān)系。從圖6可以看出，伊利石的IC值影響礦物的富集程度，而且伊利石的含量也隨著銅含量的增加而增加，在600～800m銅含量較高的地方，伊利石的含量也有所增加，其吸收峰位置在2205～2210nm之間，說明愈加接近熱液活動中心位置。Al—OH在2200nm處的吸收深度，一定程度上也可以反映伊利石的結(jié)晶程度及成礦環(huán)境的溫度。圖6顯示吸收深度與銅鉬礦的礦化程度呈現(xiàn)正相關(guān)，且隨著吸收深度值增加，更加靠近銅鉬礦化中心位置。

圖6 烏奴格吐山銅鉬礦Z661鉆孔波譜參數(shù)與銅鉬礦化的關(guān)系Fig.6 Relationship between borehole spectrum parameters and copper-molybdenum mineralization in Wunugetushan copper molybdenum mine Z661

伊利石屬于絹云母系列，又稱之為含水絹云母，該礦物在1910nm及2200nm附近有兩處特別的吸收峰，本次利用伊利石在2200nm與1910nm附近的吸收深度進行比值運算，推導(dǎo)出伊利石的結(jié)晶度(IC)，IC值越大其結(jié)晶度越好。通過圖6可知，伊利石IC值的變化與銅礦賦存有一定的關(guān)系，經(jīng)分析得知，該鉆孔伊利石的IC值在0.867～0.874之間，且銅礦的品位隨著IC值的增加而增加。

通過這些研究，可以得出該鉆孔銅礦的品位與絹云母和伊利石的吸收位置有直接關(guān)系；在銅鉬礦賦存時(600～1000m)，絹云母的吸收位置主要集中在2197～2206nm處，即主要集中在短波Al—OH，這對于確定熱液中心提供了重要依據(jù)。

4 結(jié)論

本文應(yīng)用短波紅外技術(shù)對烏奴格吐山斑巖銅鉬礦床的ZK661號鉆孔進行蝕變分析，識別出絹云母、伊利石、蒙脫石、高嶺石等蝕變礦物，蝕變礦物組合在空間上呈現(xiàn)出明顯的分帶性；結(jié)合礦化特征，發(fā)現(xiàn)礦化與蝕變分帶具有相關(guān)性，蝕變帶中石英+伊利石+絹云母+鉀長石與礦化關(guān)系最為密切，可作為找礦的標型礦物組合。絹(白云母)在2200nm處吸收峰位置的波長偏移與成礦中心距離有關(guān)，波長變小，更趨向于成礦中心；且伊利石結(jié)晶度(IC)越大，結(jié)晶度較高，礦化程度強。因而，該技術(shù)方法通過蝕變礦物波譜，能夠快速圈定斑巖銅鉬礦蝕變礦物組合，進而提高勘查效率。