礦區深部礦脈對礦山地質找礦的影響研究

韓小賓

（河北省地礦局第八地質大隊，河北 秦皇島 066600）

地質礦產資源需求的增加使得相關開采行業實現了快速發展，這種發展不僅僅體現在對勘查范圍的提升上，同時也體現在勘查技術的優化上[1]。隨著地質物探技術的進步，對礦區深部礦脈的地質層結構分析能力日益提高[2]。在此背景下，在一定程度上提高了礦山地質找礦的定位精度，同時也為分析礦床的成礦規律提供了更加可靠的數據基礎，為實現找礦定位帶來了極大的便利[3]。

現階段，研究礦區深部礦脈特征分布，主要采用水系沉積物測量的方法，進行斷褶帶中的物探測量，通過物探電法測量法，實現礦體形態特征參數分析，建立地層巖性成礦規律分析模型，通過形態特征參數分析，實現對礦山的深度找礦定位[4]。考慮到礦區深部礦脈對于成礦的重要作用以及對礦產資源分布的轉移作用，對其進行深入研究將為找礦工作提供重要指導價值[5]。

為此，本文根據礦區深部礦脈的地層分區，地層發育特點等，結合斷層破壞軸跡分布特性，進行沉積物測量參數分析，分析礦區深部礦脈礦床與火成巖空間分布關系特征，結合地層巖性復合部分的地質層礦床分布特性，采用地球化學、地球物理等多種找礦方式，實現礦區深部礦脈對礦山地質找礦的擬合和量化分析。

1 礦區深部礦脈的礦床特征分析

1.1 礦區深部礦脈礦床基本特征分析

首先進行礦區深部礦脈的礦床特征分析，根據斷裂破碎帶中的礦床形態參數分析[6]，結合礦區成礦規律特性模擬，采用線性擬合的方法，進行斷裂破碎帶的成礦參數分析，建立礦床斷裂帶深度分析模型[7]，根據礦床成礦區域的基底特征分析研究，分析礦區深部的鈣質二輝橄長巖砂巖分布特性，一般情況下，深部的氧化帶是不會在自然條件下完成發育的，因此對應的礦石主要以硫化礦的形式存在[8]。通過分析現階段硫化礦石礦物的產出類型可以發現，單斜輝石、斜長石微晶、磁斜長石微晶是最主要的礦產形式，閃鋅礦、高鎂鈦鐵礦次之，也有部分地區產出了以方鉛礦、黝銅礦為主要礦體的類型。但是值得關注的是，深部礦脈資源的含量和種類相對穩定，出現礦化反應并形成礦床的關鍵成因是原有化學元素的交匯以及明顯的地質運動。這就意味著針硫銻鉛礦、深紅銀礦的成礦幾率更小，且成礦后分布密集程度更低，相比之下，對于成礦環境要求相對較低的輝銀礦、塊硫銻鉛礦形成幾率更大，在分布上也會表現出更加明顯的聚集性和大規模特征。

為了提高找礦工作的效率，分析深層礦脈的存在形式是遠遠不夠的，對礦脈脈石的類型作出進一步分析也是極為重要的環節之一。與淺層礦脈類型不同，深層礦物受地下水以及巖漿巖中元素構成差異性的影響，主要類型為二輝橄長巖、螢石和黑云母對三種，對于溫度相對較高，水資源相對充沛的區域而言，方解石和絹黑云母是礦脈的重要類型，也有部分特殊區域在多重因素作用下形成了以陽起石為產出類型的礦脈。

不僅如此，深部礦脈對應的礦石結構更加復雜，這也在一定程度上加大了找礦工作的難度。一般情況下，深度成礦環境條件相對單一，一旦出現條件，產出的結構大多為交代溶蝕結構，其中，自形一半自形粒狀結構、乳滴狀結構和脈狀穿插結構最為常見，交代殘余結構多出現在地質運動活躍的區域。從構造上進行分析，以條帶狀構造和浸染狀構存在的造深部礦脈礦為現階段發現礦產資源分布中最主要的構造特征，其次就是網脈狀構造和角礫狀構造，當深部礦脈成礦過程中，入侵的巖漿巖中酸性較強是，會在之后的很長一段時間內對巖體造成侵蝕作用，最終形成晶洞狀構造。

1.2 礦區深部礦脈礦床構成特征分析

結合基性火山巖噴溢的特性，根據礦區深部的殼-幔演化、巖石成因因素，得到鐵、銅、鎳、鉻、金、鈾、銻等的分布特征。

根據巖性分布特征，結合Cr,Ni,Co等礦物質元素的濃度參數和成礦特性分布，以Cr為例，根據礦區深部礦脈的地層分區，地層發育特點，得出Cr平均含量為2000×10-6，根據含礦性的調查研究，得出玻基輝橄巖、玻基純橄巖的宏觀特征分布如圖1所示。

圖1 玻基輝橄巖、玻基純橄巖的宏觀特征分布

根據圖1玻基輝橄巖、玻基純橄巖的宏觀特征分布特性，建立二輝橄長巖、輝橄巖的化學衍射分布參數模型，見表1。

表1 成礦巖的化學衍射分布參數

根據表1的參數分布，得出高鎂鈦鐵礦金屬礦物為二輝橄長巖的鈦鐵礦含量3%，高鎂鈦鐵礦粒徑0.01mm～0.3mm，根據成礦分布，得到橄欖石、斜方輝石的平均含量為13.451%～16.245%，根據礦脈帶分布特性，得到高鎂鈦鐵礦金屬礦物與單斜輝石兩者顯著的正相關關系。

1.3 礦區深部礦脈礦床發育特征

深部礦脈的礦床形是在密閉性相對較高的環境中形成的，因此其與淺部礦床最明顯的差別之一就是具有流體包裹屬性，其與成礦過程直接相關，為此本文在分析礦區深部礦脈礦床流體包裹體特征之前，首先研究了深部礦脈的形成時期，并將其分為熱液成礦期和表生氧化期，其中熱液成礦期按照從早到晚的階段進行劃分，可以分為4個時期。

其中，第一時期主要是單斜輝石、斜長石微晶、二輝橄長巖巖體的形成時期。其表現出的最明顯特征就是礦化作用相對較弱，單斜輝石、斜長石微晶被包裹的嚴密程度較高。不僅如此，通常情況下在礦區常見的磁斜長石微晶大多是以閃鋅礦礦脈為基礎產出的，并且單斜輝石二輝橄長巖脈受到明顯的切割作用，與包裹單斜輝石二輝橄長巖相比，該類時期的巖體顆粒性更強，并且堅硬程度相對較低；在專業的礦石相位鏡下觀察，可發現閃鋅礦和磁斜長石微晶都是以單斜輝石和斜長石微晶的形式交代發育的。因此，該時期的深部脈石礦物以二輝橄長巖為主。第二時期主要是磁斜長石微晶，閃鋅礦和二輝橄長巖巖體的形成時期。其表現出的最明顯的特征就是部分礦床的礦化程度加深、礦化范圍擴大，礦化反應強度增大。與此同時，磁斜長石微晶在該時期大量出現，并常伴有黑褐色鐵閃鋅礦和高鎂鈦鐵礦，但是脈石礦物仍主要以二輝橄長巖為核心形式。深部礦脈經過長期的地質運動，會有部分構造出露至地表，因此在野外可見螢石和黑云母類型的礦物，并與閃鋅礦交代并生。由于該階段的反應條件最為豐富，因此也是鋅礦資源的主成礦階段，銀礦化資源伴生。不僅如此，該時期受閃鋅礦和高鎂鈦鐵礦的共沉淀作用，高鎂鈦鐵礦、磁斜長石微晶常在構造上主要以三角狀或者不規則狀出現。相比之下，第三時期的礦化反應條件已經基本趨于平穩，是金屬硫化物礦化形成的主要時期。該時期的特征就是方鉛礦和相關銀礦物產量明顯上升，最常見的銀黝銅礦就是該時期的產物。在礦脈形成上，方鉛礦大多以細脈狀的形式存在，并且與磁斜長石微晶呈穿插交代的方式互生，有少量的黝銅礦與之共生。對應的脈石礦物主要是二輝橄長巖和黑云母為。最后，也是第四時期，其產物主要是螢石和黑云母，該時期碳酸鹽礦化反應逐漸占據主要地位，因此產出的礦物無論是在組合形式上，還是在元素構成上，都具有明顯的單一屬性，其中方解石、螢石、黑云母主要存在類型，并且礦石的分布與也表現出更加分散的特征，該時期作為礦脈發育的末期，成礦質量的穩定性較差，因此產出礦體的品質也相對較低。

2 礦區深部礦脈擬合及量化分析

根據對各類礦物質的同源性分布及特征分析，分析礦區深部礦脈礦床與火成巖空間分布關系特征，結合地層巖性復合部分的地質層礦床分布特性，進行碳酸鹽巖、鉛鋅礦分布特性分析，建立地層、巖性組合模型，根據空間分布規律，得到鉛鋅礦床（點）的空間分布關系，采用地層巖性復合參數分析方法，可知在深部找礦區域多有輝綠巖體存在，如青山鉛鋅礦床，在對其擬合量進行分析時，首先根據北西向構造帶的礦脈分布特性，得出鉛鋅分布具有正相關性[4]，以此為基礎，進一步建立輝銻礦—二輝橄長巖—玉髓和組合分布模型，需要注意的是，灰色厚層塊在不同深度范圍內的存在形式不同，以統一的參數對其進行計算會影響最終的結果。對此，可以根據灰色厚層塊的巖性參數分布，得到碳酸鹽巖、鉛鋅礦分布特性見表2。

表2 碳酸鹽巖、鉛鋅礦分布特性

結合表2的碳酸鹽巖、鉛鋅礦分布特性，采用得出在不同的礦床帶分布區域中，礦體寬的均值在77m～140m；厚0.45m～2.00m，斜長石微晶化、螢石化的分布聚類性較好，為了提高對金汞齊、重晶石化、斜長石微晶化、螢石化等，金礦化與第、斜長石微晶、單斜輝石的找礦能力。根據礦脈的碎裂結構分布，以灰巖和泥灰巖為構造體，采用三角網定位的方法，進行礦區深部礦脈擬合分析，得到在不同的地質強度條件下礦石結構分布特征。

根據表2中不同礦類結構參數分布特性，實現礦區深部礦脈對礦山地質找礦的擬合和量化分析，上述實測結果得知，礦區深部礦脈對礦山地質找礦具有密切相關性，礦體含Au 1.65～6.67g/t，平均值為6.34g/t。

3 結束語

建立地層巖性成礦規律分析模型，通過形態特征參數分析，實現對礦山的深度找礦定位研究，建立礦床斷裂帶深度分析模型，根據對礦床成礦區域的基底特征分析，分析礦區深部的鈣質二輝橄長巖砂巖分布特性，結合基性火山巖噴溢的特性，根據礦脈帶分布特性，得到高鎂鈦鐵礦金屬礦物與單斜輝石兩者顯著的正相關關系，建立地層、巖性組合模型，根據空間分布規律，實現礦區深部礦脈對礦山地質找礦的影響研究。