高精度磁測在吉林磐石自由屯銅金礦區找礦中的應用

楊繼峰 王學陽 郭丕夷 李凱春 王立功

摘要：高精度磁測成果是深部巖（礦）石磁性差異的綜合反映，包含豐富的淺源信息和深源信息。通過對自由屯銅金礦區高精度磁測異常的化極、延拓和求導解譯處理，識別物性結構面產狀及分布，確定成礦地質體的形態及不同深度產狀變化特征。自由屯銅金礦區礦化受二疊系大河深組地層巖性、斷裂及巖漿巖體綜合控制，礦（化）體呈脈狀、透鏡狀產出。根據高精度磁測解譯結果，確定控礦構造和成礦地質體的分布及產狀特征，結合對控礦因素的分析及找礦標志的總結，對Ⅰ—Ⅳ蝕變礦化帶的找礦方向進行評價，為探礦工程布置提供依據。

關鍵詞：高精度磁測;找礦方向;成礦結構面;成礦地質體;自由屯銅金礦區

中圖分類號：TD15?P618.51?P636文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）02-0024-06doi：10.11792/hj20210205

自由屯銅金礦地處吉黑造山帶、吉中活動陸緣南部，位于山河—榆木橋子Au-Ag-Cu-Ni-Fe-Pb-Zn成礦帶中部，敦密斷裂北側。區域分布粗榆金礦床、官馬金礦床、石咀銅礦床、鍋盔頂子銅礦床、小紅石砬子鉛鋅銀礦床等大、中型礦床，成礦地質條件有利，找礦潛力巨大[1-5]。吉林有色金屬地質勘查局608隊于1989—1990年通過地質填圖及土壤測量，發現金及銅金蝕變礦化帶各1條;2011年，通過進一步勘查，在地表發現蝕變礦化帶1條，深部發現銅礦（化）體7條、金礦（化）體2條;2016年，最終圈出蝕變礦化帶4條、金礦（化）體4條、銅礦（化）體7條。盡管前人在礦區進行了大量勘查工作，但由于對關鍵控礦因素掌握不夠準確，至今未取得突破性找礦進展。通過對礦區高精度磁測結果進行解譯，結合對銅金、金礦化特征的總結，確定成礦結構面、成礦地質體、找礦標志及進一步找礦方向，為后續勘查工作部署提供依據。

1?礦區地質特征

礦區出露地層主要為二疊系下統大河深組（P1d）及第四系（Q）（見圖1）。其中，大河深組為一套海相—陸源碎屑火山沉積建造，主要巖性包括泥質板巖和凝灰質板巖（sl）、大理巖（mb）、灰巖（ls）、糜棱巖化安山巖（αm）等，地層走向近南北，傾向東或西。大河深組為礦區內礦（化）體的主要賦礦圍巖。

礦區巖漿巖分布廣泛，主要為早古生代片麻狀花崗巖（γ）和印支期黑云母花崗巖（γβ）、石英閃長巖/閃長巖（δ）。巖脈發育，巖性包括閃斜煌斑巖、輝長玢巖、閃長玢巖、花崗閃長斑巖、花崗斑巖、花崗細晶巖及石英等。片麻狀花崗巖分布于礦區北部及東南部，大面積發育;黑云母花崗巖、石英閃長巖/閃長巖等分布于礦區西部及南部，石英閃長巖/閃長巖與成礦關系密切。

礦區構造發育，包括褶皺和斷裂。褶皺主要為背斜，發育在大河深組地層中，呈南北走向，銅金礦化產于背斜核部灰巖（大理巖）與板巖層間構造破碎帶內。斷裂發育，走向以北西向、南北向為主，北東向次之，東西向斷裂規模相對較小。其中，沿背斜軸部大理巖與板巖層間構造破碎帶發育的南北向斷裂呈S形分布，貫穿全區，控制蝕變礦化帶及銅金、金礦化的分布。

2?礦床地質特征

2.1?礦（化）體特征

銅金、金礦化主要發育在南北向背斜核部，賦存于大理巖與板巖層間構造破碎帶內。礦區地表共圈出4條蝕變礦化帶（Ⅰ—Ⅳ），并圈出金礦（化）體4條、銅礦（化）體7條（見圖1）。在28勘探線深部發現4條銅礦（化）體和3條金礦（化）體（見圖2）。主要礦（化）體特征分述如下：

Ⅰ-1銅金礦體：分布于Ⅰ號蝕變礦化帶內，賦存于硅化大理巖中，走向330°，傾向南西，傾角68°。地表由TCⅠ-4、TCⅠ-0、TCⅠ-1、TCⅠ-0-1等探槽控制，長約55?m，平均厚0.55?m，金平均品位6.27×10-6，銅平均品位0.44?%。主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、藍銅及褐鐵礦等。蝕變類型有硅化、絹云母化、綠簾石化、綠泥石化和碳酸鹽化。

2021年第2期/第42卷??黃金地質黃金地質??黃?金

Ⅱ金礦化體：位于Ⅱ蝕變礦化帶內，由TC2/3、TC1/4探槽控制，走向15°，傾向北西，傾角45°，兩端未封閉。控制長110?m，平均寬11?m，厚1.00～1.38?m，刻槽取樣測得金平均品位0.53×10-6、銀平均品位2.0×10-6、銅平均品位0.07?%。破碎蝕變帶中破碎物由硅化大理巖、凝灰質板巖、泥質板巖角礫及膠結物構成。圍巖蝕變強烈，類型包括硅化、絹英巖化、綠泥石化、高嶺土化、碳酸鹽化及褐鐵礦化等。

Ⅳ-1金礦化體：位于Ⅳ蝕變礦化帶中，為隱伏礦化體。深部由ZK2801、ZK01、ZK04等鉆孔控制，走向南北，傾向西，傾角68°～75°，走向及傾向延伸均為80?m，平均厚度2.25?m，金平均品位0.71×10-6，銅平均品位0.35?%。礦化體賦存于凝灰質板巖中，主要金屬礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦及黃銅礦等。圍巖蝕變發育，類型包括硅化、綠泥石化、絹云母化。

Ⅳ-2金礦化體：與Ⅳ-1金礦化體平行產出，地表未出露，深部由ZK2801、ZK01、ZK04等鉆孔控制，賦存于凝灰質板巖中，走向及傾向延伸均為80?m，平均厚0.75?m，金平均品位0.73×10-6，主要金屬礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦及黃銅礦。圍巖蝕變類型有硅化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化和碳酸鹽化。

2.2?礦石特征及成礦期次

礦石中金屬礦物以黃鐵礦和黃銅礦為主，方鉛礦、磁黃鐵礦、白鐵礦次之，地表見孔雀石、藍銅及褐鐵礦等，微細粒金呈裂隙金產出于黃鐵礦中。脈石礦物以石英、方解石、絹云母、綠簾石、綠泥石、高嶺土等為主。礦石結構以半自形—他形粒狀結構、交代結構為主，交代殘余結構、交代侵蝕結構、固溶體分離結構、嵌晶結構次之;礦石構造主要有角礫狀構造、細脈狀構造、浸染狀構造和斑雜狀構造等。

黃鐵礦是礦石中含量最多的金屬硫化物。野外和鏡下見2類黃鐵礦：一類呈自形粒狀產出于閃長巖、輝綠玢巖或構造蝕變帶內，呈稀疏浸染狀分布，為早期產物;另一類呈半自形—他形粒狀，分布于硅化石英細脈或團塊狀硅化蝕變巖中，粒度?0.02～0.05?mm，與黃銅礦、方鉛礦共生，有時被黃銅礦、方鉛礦交代，屬于主成礦階段產物。

黃銅礦呈他形粒狀、星散狀分布于硅化石英細脈或團塊狀硅化蝕變巖中，粒度小于?0.01?mm，偶見呈填隙狀分布于他形黃鐵礦粒間或呈乳滴狀分布于黃鐵礦內。

方鉛礦比較少見，鏡下見方鉛礦以他形—半自形粒狀產出于硅化、絹云母化蝕變巖中。

根據礦石組構及其與地層、巖漿巖的接觸、穿插關系，以及礦石礦物、脈石礦物之間的共生、交代關系，初步將礦區成礦劃分為石英-黃鐵礦階段、石英-硫化物階段和石英-碳酸鹽階段。其中，石英-硫化物階段為主要成礦階段。

2.3?圍巖蝕變

礦區圍巖蝕變發育，主要有硅化、鉀化、絹英巖化、絹云母化、綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化和高嶺土化等，具有中溫熱液蝕變特征。其中，硅化與細脈狀、浸染狀銅金、金礦化關系密切，形成石英-金屬硫化物細脈充填于大理巖或凝灰質板巖構造裂隙中。

綜上，礦區銅金、金礦化與南北向背斜核部的斷裂（層間破碎帶）關系密切，與閃長巖、石英閃長巖等伴生或相互穿切，硅化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化等蝕變呈帶狀分布，礦（化）體與圍巖邊界不清（由分析結果圈定礦（化）體），認為礦區銅金、金礦化成因類型為中溫熱液充填脈型。

3?高精度磁測異常特征及構造解譯

高精度磁測是熱液型礦床常用的找礦方法，通過分析巖體磁性差異及磁場特征，結合地質解譯結果，確定成礦結構面（物性體界面）和控礦構造，了解巖漿巖的形態、分布及接觸關系，根據成礦地質體、成礦結構面及控礦構造產狀及變化，進行間接找礦[6-9]。

對礦區1∶1萬高精度磁測成果進行化極、向上延拓、不同方向水平一階導數計算、垂向二階導數計算及線性構造、地質體解譯，為控礦因素分析及找礦方向確定提供依據[2]。

3.1?高精度磁測異常特征

化極處理后的磁場分布由于消除了磁偏角影響，能夠更確切反映地層巖性及巖漿巖分布特征。根據高精度磁測數據及化極結果，繪制磁異常等值線圖（見圖3）及化極等值線圖（見圖4）。礦區磁異常呈南北向展布，可劃分為弱負場區、負場區、弱正場區和正場區，磁異常梯度帶總體呈北東向展布，反映地質體分布特征;大河深組地層與黑云母花崗巖均呈負磁異常特征，但在背斜軸部發育大面積、南北向展布的磁性正場區，結合礦區巖（礦）石物性分析結果，認為深部存在隱伏石英閃長巖/閃長巖巖體;在Ⅰ、Ⅳ蝕變礦化帶發育地段，顯示存在北東向展布（北西傾伏）的閃長巖隱伏巖體，Ⅱ、Ⅲ蝕變礦化帶深部可能存在北東向隱伏石英閃長巖體。

3.2?結構面及地質體解譯

對化極后的高精度磁測異常數據進行向上延拓處理，分別計算不同上延高度（100?m、200?m、500?m和750?m）的垂向二階導數和不同方向（0°、45°、90°和135°）的水平一階導數，提取不同方向水平一階導數的軸值（極大值和極小值）為線性構造（物性結構面），提取垂向二階導數的0等值線為環形構造（物性地質體邊界），結果見圖5、圖6。

1）結構面（線性構造）解譯。不同上延高度、不同方向的線性構造解譯結果表明，北東向構造、北西向構造構成礦區構造格架，北東向構造具有壓扭性特征，2條北東向構造貫穿礦區，總體傾向北西;共解譯出具有一定規模的5條北西向構造（張扭性）、3條南北向構造（張性）和3條東西向構造（壓性）。

2）地質體（環形構造）解譯。對不同上延高度的環形構造解譯結果表明，西部解譯出的3個地質體為黑云母花崗巖中的石英閃長巖體;南部地質體規模較大，總體呈近南北向展布，形態受北東向、北西向構造控制，可能是隱伏石英閃長巖體的反映，具有成礦地質體屬性，在Ⅱ、Ⅲ蝕變礦化帶深部相應位置規模縮小，形態穩定;北部地質體磁性略高，呈近南北向展布，推測為隱伏閃長巖體的反映，深部向北收縮，應為成礦地質體。

4?控礦因素及找礦方向

4.1?控礦因素分析

根據礦區地質特征及高精度磁測解譯成果，銅金、金礦化受大河深組地層、斷裂及巖漿巖體綜合控制，但不同蝕變礦化帶控礦因素有所差異，具體如下：

Ⅰ蝕變礦化帶及礦體分布于南、北成礦地質體（隱伏巖體）之間及南部地質體形態和產狀的復雜變化部位;蝕變礦化帶及礦體受大理巖、凝灰質板巖層間破碎帶及隱伏巖體產狀突出部位綜合控制;高精度磁測解譯結果顯示，北西向結構面和斷裂均具有向南西傾的特征，與地表所見礦化特征一致。已施工鉆孔ZK03、ZK1201未見礦化，可能與鉆孔方位相反有關。

Ⅱ蝕變礦化帶及礦體分布于南部成礦地質體內部，受大理巖、凝灰質板巖層間破碎帶及斷裂控制。對比地表巖性結構面和高精度磁測解譯南北向結構面、斷裂特征，后者均具有反傾變化特征，淺部傾向北西，深部傾向南東。已施工鉆孔ZK702未見礦，可能與結構面產狀變化有關。

Ⅲ蝕變礦化帶及礦體分布于南部成礦地質體內部，與Ⅱ蝕變礦化帶首尾相連，主要控礦因素為大理巖與凝灰質板巖之間的結構面（層間破碎帶）和背斜核部的斷裂。

Ⅳ蝕變礦化帶及礦體分布于北部成礦地質體西南部形態及產狀變化部位，受南北向結構面（大理巖與凝灰質板巖層間破碎帶）控制。高精度磁測解譯顯示該地段南北向構造發育且具有西傾特征，與鉆孔驗證結果吻合。

4.2?找礦標志與找礦方向

礦區已有土壤巖屑測量，測試了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi、Mo、As、Sb、Hg等12種元素。對元素相關參數統計結果顯示，Au、Bi、Cu、W、As、Sb、Hg等具有較大變異系數和濃集系數，表明這些元素為成礦元素;聚類分析及因子分析結果表明，成礦元素劃分為Mo-Sn、Cu-Ag-Pb-Zn、Au-Bi-W-Sb-As和Hg?4個穩定組合，其中前3個組合屬于與成礦作用有關組合，Cu-Ag-Pb-Zn、Au-Bi-W-Sb-As為主要成礦組合（見圖7）。激電異常分布見圖7，其在蝕變礦化帶處顯示為低阻高極化特征。綜上，銅金、金礦化主要蝕變找礦標志為硅化、絹云母化蝕變帶;地球化學找礦標志為Au、Bi、Cu、W、As、Sb、Hg等元素異常及Cu-Ag-Pb-Zn、Au-Bi-W-Sb-As土壤組合異常;激電異常找礦標志為低阻高極化異常。

根據控礦因素、高精度磁測解譯結果、土壤巖屑測量結果及激電異常特征，對自由屯銅金礦區進行綜合信息成礦預測（見圖7），認為其具有較好的銅金、金礦化找礦潛力。

Ⅱ、Ⅲ蝕變礦化帶成礦地質條件有利，找礦標志明顯，為找礦潛力最好地段。根據高精度磁測解譯結果，二者均位于成礦地質體內部，空間上受同一北北東向斷裂控制。值得注意的是，該控礦構造沿走向、傾向具有明顯產狀變化特征，南、北兩端及中部產狀陡立，其余部位產狀稍緩，且北東段傾向南東，南西段傾向北西。土壤組合異常Cu-Ag-Pb-Zn、Au-Bi-W-Sb-As大面積分布于控礦構造東部，且套合較好;中部發育2處激電異常，表明Ⅱ、Ⅲ蝕變礦化帶深部具有較好銅金、金找礦潛力，建議盡快進行鉆探工程查證。

Ⅰ蝕變礦化帶地處北東向、北西向構造交匯復合部位，蝕變礦化主要受北西向張扭性構造控制，土壤組合異常Cu-Ag-Pb-Zn、Au-Bi-W-Sb-As呈北東向展布，成礦地質條件好，找礦標志明顯，具有較好找礦潛力，建議布置鉆探工程進行查證。

Ⅳ蝕變礦化帶與Ⅲ蝕變礦化帶特征相似，受南北向成礦結構面控制，賦存于成礦地質體形態產狀復雜變化部位，發育Cu-Ag-Pb-Zn、Au-Bi-W-Sb-As土壤組合異常且套合較好，由于南北向構造的性質（張性構造）及產狀變化，可能導致礦化連續性較差。

5?結?論

1）自由屯銅金礦區礦（化）體呈脈狀、透鏡狀產出，受大河深組地層巖性、斷裂或層間破碎帶、成礦有關石英閃長巖與閃長巖巖體綜合控制，礦化成因類型為中溫熱液充填脈型。

2）高精度磁測解譯確定北東向、北西向構造構成礦區構造格架，礦區中部發育南北向隱伏石英閃長巖/閃長巖，南北向、北西向、北東向構造及其交匯部位和隱伏巖體形態、產狀的復雜變化部位，控制礦化的產出、形態、規模和產狀。

3）該礦區具有較好銅金、金礦化找礦潛力，尤其是Ⅱ、Ⅲ蝕變礦化帶深部具有良好尋找工業礦體的潛力。

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