以東臺子銅礦化點為例淺談綜合物化探方法在找礦中的運用

岳繼宗 江 輝, 劉 亮 楊鵬濤

(1.成都理工大學(xué)，四川 成都 610000；2.攀枝花市自然資源和規(guī)劃局，四川 攀枝花 617000；3.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局川西北地質(zhì)隊，四川 綿陽 621000)

0 引言

研究區(qū)位于新疆東天山中段博格達山北麓，準噶爾盆地南緣(見圖1)，卡拉麥里-莫欽烏拉板塊碰撞帶南側(cè)，屬博格達-哈爾里克銅多金屬成礦帶，在該成礦帶中分布著大量的銅、金、鎢、鉬、鉛、鋅礦點[1-3]。研究區(qū)進行過少量石灰?guī)r、油頁巖、粘土礦等找礦工作，受填圖理論、方法和精度限制，區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)潛力評價工作較為薄弱。綜合物化探方法能夠迅速高效掃面，測量圈定異常，并且可以最大限度的縮小找礦靶區(qū)，是區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和遠景區(qū)找礦等工作中不可或缺的技術(shù)手段，越來越受到一線地質(zhì)工作者的重視[4-7]。鑒于此，在1∶5萬甘河子水系測量基礎(chǔ)上，優(yōu)選出異常規(guī)模大、套合性好的區(qū)域，進行大比例尺地、物、化綜合剖面及槽探工作。結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)背景，總結(jié)區(qū)內(nèi)物化探找礦標志，以期為該區(qū)下一步地質(zhì)找礦工作提供依據(jù)。

1—第四系全新統(tǒng)殘坡積物；2—石炭系上統(tǒng)柳樹溝組；3—砂巖；4—灰?guī)r；5—灰綠色的凝灰?guī)r；6—紫紅色火山角礫巖；7—地質(zhì)界線；8—逆斷層；9—地物化剖面及編號；10—銅礦化體；11—巖層產(chǎn)狀；12—金異常；13—銀異常；14—鉛異常；15—鋅異常

1 地質(zhì)背景

2 水系沉積物地球化學(xué)特征

勘查地球化學(xué)找礦已取得了廣泛的運用[10，11]。作為本次研究基礎(chǔ)的1∶5萬甘河子水系沉積物測量，共完成測量面積1 050 km2，采集正點樣品數(shù)5 272件，采樣密度5.02個/km2。野外采用多點采樣，采樣粒級-10～+60目。采樣介質(zhì)為巖屑物質(zhì)(中粗砂及少量細砂為主)?；綐悠贩治鰷y試工作由四川省西南冶金地質(zhì)測試中心實驗室完成。分析元素包括Au、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Ag在內(nèi)的15個元素。以地球化學(xué)圖為依據(jù)，結(jié)合工作區(qū)各元素分布分配特征和地質(zhì)構(gòu)造條件，對5 516個原始數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計，確定異常下限值，根據(jù)確定出的異常下限值，在地球化學(xué)圖上直接圈定單元素異常。結(jié)合各元素地球化學(xué)特征、異常元素組合特征以及地區(qū)成礦潛力等因素進行綜合異常圈定。綜合異常的篩選通過模型類比法、聚類分析、因子分析、多變量疊加等方法，依據(jù)單元素異常強度、規(guī)模、元素組合等地球化學(xué)異常特征、所處地質(zhì)背景和與已知礦異常的相似性等優(yōu)選出異常規(guī)模較大、強度高，異常套合好，濃集中心明顯的綜合異常(Hs(乙3)-18)。

1∶5萬水系沉積物測量成果顯示，研究區(qū)內(nèi)有Hs(乙3)-18綜合異常(見圖2)，異常呈不規(guī)則狀，東部未封閉，長軸方向為北東-南西向，受斷層及火山巖控制明顯。異常元素組合為：Au-Ag-Zn-Pb，具三級濃度分帶，中帶中低溫元素組合為：Au-Zn，內(nèi)帶低溫元素組合為：Au。異常規(guī)模較大，內(nèi)帶元素強度較高。主要單元素異常地球化學(xué)特征參數(shù)見表1。

表1 Hs(乙3)-18綜合異常參數(shù)統(tǒng)計表

該異常主成礦元素為Au、Ag，伴生元素Zn、Pb等元素，元素套合較好。主成礦元素異常規(guī)模大、強度高、濃集中心清晰，Au均具三級濃度分帶，Ag具二級濃度分帶。其中Au18異常呈面積大，強度高，具三級濃度分帶，濃集中心清晰，單元素異常排序第二位。Ag7異常具二級濃度分帶，單元素異常排序第三位。Zn5異常具二級濃度分帶，單元素異常排序第一位。

3 綜合物化探研究

查證工作完成1∶1萬地質(zhì)填圖5.0 km2，地質(zhì)礦產(chǎn)路線9條，1∶1萬地球化學(xué)綜合剖面ZP01、ZP03、ZP05、ZP07共4條，剖面間距400 m，長度共計10 km，其中ZP01、ZP05兩條剖面增加了1∶1萬磁法剖面測量，剖面長度共計5.1 km。槽探220 m3。

1—中二疊統(tǒng)塔什庫拉組一段；2—上石炭統(tǒng)祁家溝組；3—上石炭統(tǒng)柳樹溝組三段；4—上石炭統(tǒng)柳樹溝組一段；5—二疊紀輝綠巖6—灰?guī)r/砂巖；7—凝灰?guī)r/火山角礫巖；8—地質(zhì)界線/平行不整合界線；9—性質(zhì)不明斷層；10—韌性剪切帶

濃集系數(shù)反映元素的富集程度[11]，異常區(qū)內(nèi)Zn呈強富集分布(見表2)，濃集系數(shù)為1.56，Au呈富集分布，F(xiàn)e呈高背景分布。變異系數(shù)反映元素在研究區(qū)的變異程度[12]，區(qū)內(nèi)Au、Pb變異系數(shù)大于1.5，呈強分異，特別是Au，變異系數(shù)為4.62，分布極不均勻，成礦可能性大，Zn、As兩元素變異系數(shù)也大于1，存在一定分異；從極值來看，Au、Zn、Pb、Cu這四元素的極值分別為49.6×10-9、1 728.0×10-6、224.3×10-6、59.0×10-6，說明這些元素都可能在局部富集。

表2 東臺子銅礦化點地化剖面特征參數(shù)統(tǒng)計表

ZP01剖面顯示，除Zn、Pb、Cu外，其它各元素曲線起伏不大，呈平緩波折形態(tài)(見圖3)。Zn、Pb兩元素分別在37～38、40～41、47～48樣點間出現(xiàn)峰值，其極值分別為492×10-6、224×10-6，Cu曲線在40～41號樣點間也出現(xiàn)峰值，極值為49.4×10-6。峰值出現(xiàn)區(qū)域?qū)?yīng)上石炭統(tǒng)柳樹溝組中凝灰?guī)r，并且在40～41號樣點間可見斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，與銅礦化線索十分吻合，推測異常是火山巖與構(gòu)造的共同作用引起的。

磁測剖面曲線整體呈臺階鋸齒狀形態(tài)，出現(xiàn)一個較明顯的波峰，磁測值在-97.8～80.5 nT之間，平均值-6.6 nT。磁測值01～06號點段出現(xiàn)正負值波動，在03、15、23號點分別出現(xiàn)三個負值極小值，磁測值分別為-62.9 nT、-72 nT和-97.8 nT，在05號點出現(xiàn)磁測值正值峰值，為80.5 nT。

ZP01磁測剖面處于C2l地層中和C2qj地層，C2l地層的主要巖性為火山角礫巖，凝灰?guī)r，砂巖，粉砂巖及灰?guī)r等，C2qj地層的主要巖性為泥巖，砂巖及灰?guī)r。根據(jù)該區(qū)域內(nèi)的地球物理特征及測區(qū)內(nèi)的巖石物性測定的巖石磁性參數(shù)可以看出，C2l和C2qj地層中的砂巖、粉砂巖及灰?guī)r等均是弱磁性巖石，在ZP11線北段有一北西-南東向斷層通過，推測北段的磁測正負異常可能是由斷層通過引起的，南段的臺階狀負值異常可能是由巖石本身引起。

1—石炭系上統(tǒng)柳樹溝組；2—巖屑砂巖；3—灰?guī)r；4—火山角礫巖；5—凝灰?guī)r；6—晶屑凝灰?guī)r；7—逆斷層；8—礦體；9—Cu剖面曲線；10—Pb剖面曲線；11—Zn剖面曲線；12—Au剖面曲線；13—磁測△T剖面曲線

ZP03剖面顯示Zn、Pb、Au、Zn曲線出現(xiàn)較好的異常(見圖4)，Zn曲線在18～28號樣點間出現(xiàn)連續(xù)異常，其最高值1 728×10-6，Pb曲線分別在18～19、21號樣點間出現(xiàn)峰值，其最高值82.4×10-6，Cu曲線在2、21號樣點處出現(xiàn)峰值，極高值為59.0×10-6，Au曲線在21號樣點處出現(xiàn)峰值，極高值為50×10-9。元素峰值出現(xiàn)區(qū)域?qū)?yīng)地層為上石炭統(tǒng)柳樹溝組灰?guī)r及巖屑砂巖，異常范圍與Hs-18號異常中、內(nèi)帶重疊較好。

1—石炭系上統(tǒng)柳樹溝組；2—巖屑砂巖；3—灰?guī)r；4—火山角礫巖；5—凝灰?guī)r；6—逆斷層；7—Cu剖面曲線；8—Pb剖面曲線；9—Zn剖面曲線；10—Au剖面曲線

ZP05剖面顯示除Zn外，其它各元素曲線起伏不大，呈平緩波折形態(tài)(見圖3)。Zn曲線分別在15～18、20～22號樣點間出現(xiàn)峰值，其最高值550×10-6，峰值出現(xiàn)區(qū)域?qū)?yīng)上石炭統(tǒng)柳樹溝組中巖屑砂巖，細小裂隙較為發(fā)育，推測異常是由斷層引起。

磁測剖面曲線整體呈鋸齒狀形態(tài)，有一個較為明顯的負值波峰，磁測值在-76.0～70.8 nT之間，平均值16.9 nT。磁測值在南段變化不大，從36～43號點開始出現(xiàn)負值，并在37號點出現(xiàn)極小值，為-76.0 nT，43號點之后均為磁測正值。

ZP05磁測剖面處于C2l地層中，C2l地層的主要巖性為火山角礫巖，凝灰?guī)r，砂巖，粉砂巖及灰?guī)r等。根據(jù)該區(qū)域內(nèi)的地球物理特征及測區(qū)內(nèi)的巖石物性測定的巖石磁性參數(shù)可以看出，C2l地層中的砂巖、粉砂巖及灰?guī)r等均是弱磁性巖石，凝灰?guī)r和火山角礫巖的磁性稍高，推測引起該磁測剖面上南段的正值段，為C2l地層中的凝灰?guī)r和火山角礫巖本身巖石磁性顯示，而在36號附近引進的負值異常，推測該段可能是火山角礫巖和灰?guī)r的接觸帶引起。

ZP07剖面上各元素的曲線平穩(wěn)，呈平緩波浪狀，無明顯異常。

4 礦體特征

綜合地質(zhì)、綜合物化探的研究，選擇各類異常集中的有利地段進行探槽施工(見圖5)，研究區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)銅礦化體一處，產(chǎn)于柳樹溝組第三段(C2l3)火山巖中。礦體長>50 m，厚0.4～0.8 m，走向北西-南東向，傾向北北東，傾角70°。礦化蝕變類型為黃銅礦化及黃鐵礦化，由表生作用形成的孔雀石化、褐鐵礦化等(見圖6)，含礦巖石為碎裂凝灰?guī)r。主要礦石礦物為黃銅礦，呈星點狀、團塊狀不均勻分布。礦體圍巖蝕變強烈，為褐鐵礦化。該礦體由TC13、TC15兩條探槽控制，Cu品位0.019%～0.15%，該礦化體明顯受斷層控制，礦化體主要賦存于斷層破碎帶及節(jié)理裂隙中，銅礦化圍巖蝕變強烈，主要為褐鐵礦化，巖石類型主要為火山巖，說明銅礦化成因類型為構(gòu)造-火山巖型，具有進一步工作潛力。其找礦過程可以初步概況為1∶5萬水系沉積物綜合異?！?∶1萬綜合物化探異?！S銅礦化及黃鐵礦化→褐鐵礦化、孔雀石化等。

圖6 礦化體野外蝕變特征

通過本次研究工作，對1∶5萬圈定的綜合異常進行了驗證，證實了Hs(乙3)-18綜合異常的存在，進一步縮小和定位了異常位置，該異常以Au為主成礦元素，規(guī)模較大濃集中心清晰。異常區(qū)內(nèi)中基性火山巖發(fā)育，為成礦提供了豐富的物質(zhì)來源，異常區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂發(fā)育，為Au、Cu等金屬元素的活化遷移提供了動力條件及導(dǎo)礦和容礦空間。結(jié)合1∶1萬綜合剖面分析了引起異常的原因，并對異常區(qū)地質(zhì)環(huán)境進行了較為詳細的解剖，對其找礦常前景進行了分析。綜合物化探方法在地質(zhì)找礦(尤其是金屬礦)中的運用是有效的。

1—浮土；2—殘坡積物；3—凝灰?guī)r；4—采樣位置及編號；5—斷層產(chǎn)狀；6—斷層；7—銅礦化體

5 結(jié)語

1)東臺子銅礦化點位于Hs-18乙3類異常內(nèi)，該異常元素組合為Au-Ag-Zn-Pb，具三級濃度分帶，主成礦元素為Au、Ag，伴生元素Zn、Pb等元素，元素套合較好。Au均具三級濃度分帶，Ag具二級濃度分帶。

2)1∶1萬地球化學(xué)綜合剖面顯示區(qū)內(nèi)Zn呈強富集分布，濃集系數(shù)為1.56，Au呈富集分布，F(xiàn)e呈高背景分布；Au、Pb變異系數(shù)大于1.5，呈強分異；Zn、As變異系數(shù)大于1，存在一定分異。磁測剖面對Cu的伴生元素Zn具有較好的顯示。

3)銅礦化體產(chǎn)于柳樹溝組第三段(C2l3)火山巖中，成礦物質(zhì)來源為中基性火山巖。礦體長度大于50 m，厚0.4～0.8 m，走向北西-南東向，傾向北東，傾角70°。TC13、TC15兩條探槽控制的Cu品位為0.019%～0.15%。圍巖蝕變主要為褐鐵礦化，礦化蝕變?yōu)榭兹甘忘S銅礦化，成因類型為構(gòu)造-火山巖型。