吉林二密銅礦的成礦元素分布及其勘查意義

夏吉純，袁啟文

（1.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局606隊，吉林 通化 135000；2.江西省地質(zhì)局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊，江西 贛州 341000）

銅礦是我國工業(yè)生產(chǎn)與金屬行業(yè)制造的稀缺資源，相比其他金屬礦體，銅礦的物理性能更優(yōu)，例如，銅礦具有更強的導電性能與拉伸性能，盡管其整體導電能力略差于銀礦，但銅礦的成本較低，購進單價可以滿足基礎生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟效益需求。目前，相關銅礦的地質(zhì)勘查與找礦作業(yè)已成為了地質(zhì)研究者的關注重點，且我國產(chǎn)出的大量銅礦主要為黃銅礦體，此種礦體屬于銅類金屬與其他金屬的結合物，當銅元素接觸空氣后，便會發(fā)生一定程度上的氧化反應，氧化過程中，吸收Fe與硫等物質(zhì)，形成組合礦體[1]。在完成對銅礦的開采后，需要對其中的金屬物質(zhì)進行針對性處理，以此提取有需要的金屬元素。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)市場與機械制造行業(yè)對于銅礦的需求，有關地質(zhì)勘查單位使用了多種物探手段，對吉林省現(xiàn)有的銅礦資源進行勘查，并在勘查過程中發(fā)現(xiàn)，銅礦是吉林省的稀缺資源，也是該地區(qū)的弱勢礦種，大多被挖掘的銅礦以伴生礦方式賦存，盡管少部分地區(qū)仍存在獨立金屬礦，但由于產(chǎn)量較低，已不適用投入大量人力進行開發(fā)。截止2010年年底統(tǒng)計的吉林省現(xiàn)有銅礦資源調(diào)查記錄可知，區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有銅礦儲存量為105.53萬t，其中保有的銅礦儲存量為75.05萬t，其總量不足其他地區(qū)的30.0%。

1 吉林二密銅礦區(qū)域地質(zhì)結構

為了實現(xiàn)對吉林省銅礦資源的有效產(chǎn)出，需要在開展相關地質(zhì)勘查工作前，詳細分析區(qū)域礦帶的地質(zhì)結構。

為此，有關地質(zhì)研究單位調(diào)派了大量技術人員，聯(lián)合使用無人機技術與衛(wèi)星成像技術，對礦區(qū)的地質(zhì)概況進行了獲取。以二密銅礦為例，對其現(xiàn)有的礦帶進行結構與賦存資源分析。如下圖1所示。

圖1 吉林二密銅礦區(qū)域地質(zhì)結構

上述圖1中，1表示為二密銅礦新生界區(qū)域；2表示為下石炭統(tǒng)礦組；3表示為區(qū)域閃長巖石；4表示為區(qū)域性斷裂；5表示為二長花崗巖石；6表示為石英閃長巖；7表示為灰?guī)r石；8表示為金礦帶；9表示為地質(zhì)勘查線與切入點；10表示為地質(zhì)勘查鉆孔位置；11表示為第四系沖積物；12表示為呈現(xiàn)顯著地球化學異常的礦化帶；13表示為硅化礦帶；14表示為蝕變強烈的巖漿熱流。綜合上述分析可知，礦區(qū)內(nèi)的銅礦大多呈現(xiàn)不規(guī)則分布趨勢，礦帶的邊緣位置存在強烈的巖漿入侵活動，入侵體的活動較為劇烈且活動不規(guī)則，導致邊緣構造線與巖性的統(tǒng)一性相對較差[2]。其中大部分礦體在區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)組合礦，例如，3、5、6、7等區(qū)域。此區(qū)域受到礦化的影響，已出現(xiàn)明顯的斷裂趨勢，此區(qū)域與斷裂帶銜接，繼承了礦帶的走向，且整體張力特點較為顯著，可對區(qū)域內(nèi)銅礦產(chǎn)出起到一定程度的控制作用。

2 吉林二密銅礦的成礦元素分布

2.1 吉林二密銅礦的成礦元素的平面分布

為了深度掌握二密銅礦中成礦元素的分布規(guī)律與分布特征，需要圈定銅礦中的主礦帶，并采用細部鉆孔與探槽的方式，對銅礦中的成礦元素進行品位分析。在此過程中，應明確針對不同類型的金屬礦，所采用的品位分析方法是不同的，例如，針對金元素的品位分析，可采用氫醌測量法或聚氨酯泡沫吸附法進行綜合測定，針對其中檢測樣本中含量超過10.0μg/g的金屬樣本，可按照標準的活性炭吸附法進行檢測[3]。針對Cu類樣本，應采用原子分析法與光度吸收法進行檢測，此時可根據(jù)圈定礦體內(nèi)金屬元素的含量，采用樣品厚度×樣本品位的方式，對其進行加權累加計算。并將計算結果導入Mapgis處理軟件中，通過此種方式，可以生成一個針對礦區(qū)的等值線描述圖。如下圖2所示。

圖2 吉林二密銅礦平面分布

從上述圖2中表述的信息可以看出，二密銅礦帶中的金屬元素礦化現(xiàn)象較為顯著，礦帶中等值線的分布較為緊密，并且大部分次級礦體集中在礦帶的前端，在礦帶空間中呈現(xiàn)一種對應分布趨勢。基于二密銅礦中金屬礦體的整體賦存情況可知，礦化帶呈現(xiàn)一種“Z”形分布趨勢，因此受到斷裂帶影響較為顯著，根據(jù)圖中指示的正北方向可知，礦區(qū)內(nèi)的西部區(qū)域存在金屬礦重疊與融合的趨勢，通過此趨勢可以初步判定此區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源的分布較為集中，屬于大產(chǎn)量礦帶。

同時，結合勘查點反饋的信息可知，礦化帶中金屬資源的品位呈現(xiàn)一種梯度變化趨勢，整體的暗線發(fā)生遷移，西部位置的礦化現(xiàn)象顯著高于東部位置的礦化現(xiàn)象。從礦體的異常強度分析，可以發(fā)現(xiàn)此礦化帶是受到巖漿熱液影響而形成的，因此可通過對金屬物質(zhì)活躍度、流動性與凝固點，對礦帶不同區(qū)域內(nèi)的金屬物質(zhì)進行分析，以此得到金屬元素在二密銅礦內(nèi)的分布帶。

2.2 吉林二密銅礦的成礦元素的剖面分布

在完成吉林二密銅礦的成礦元素的平面分布研究后，將從礦體的剖面角度，對其元素分布進行分析，為了更好的掌握剖面分布特性，選取控礦帶內(nèi)的47號勘探線作為地質(zhì)調(diào)查的研究對象，從反饋的勘查結果可以看出，在I～II截面的縱向剖面可以看出，礦產(chǎn)資源主要集中在斷裂破碎帶區(qū)域內(nèi)。因此，可將地質(zhì)鉆孔工作從N→E方向進行，在鉆孔調(diào)查的過程中發(fā)現(xiàn)，其中成礦元素的埋深深度越來越淺，但越接近底層的成礦元素金屬品位越高。在對此部分地質(zhì)結構進行采樣分析后發(fā)現(xiàn)，此礦帶內(nèi)Cu金屬的品位越來越低，金屬元素的品位走向可以表示為：組合礦（Au組合Cu）→組合礦（Au（Cu））→獨立金屬礦（Au），成礦金屬元素的此種分布趨勢與西南端金屬元素分布特征較為接近，符合礦區(qū)成礦規(guī)律。

除此之外，在礦床西南段的40號勘查線進行成礦元素垂直分布特征的研究，綜合研究結果可知，區(qū)域內(nèi)成礦金屬元素的分布呈現(xiàn)一種由深至淺的分布，其中銅元素的品位顯著下降，其中Au金屬元素的品位先顯著下降后，再顯著提升。綜合上述分析，可將金屬元素的品位走向可以表示為：組合礦（Au組合Cu）→組合礦（Au（Cu））→獨立金屬礦（Au），此種分布趨勢與N→E方向進行的地質(zhì)勘查結果接近。

3 勘查意義

在完成上文相關研究后可知，二密銅礦的成礦條件與東北銀山礦區(qū)的成礦條件較為接近，但后者的地質(zhì)勘查工作已相對完善，地質(zhì)工作者對于礦產(chǎn)資源的控制深度已高達1000.0m，產(chǎn)出的Cu金屬礦已超過500.0萬t。因此，借鑒相關地質(zhì)找礦工程可知，二密銅礦也具有較好的產(chǎn)礦條件，尤其在西部的地球化學異常區(qū)域，其找礦潛力是十分巨大的。

綜合地質(zhì)勘查現(xiàn)有成果可知，目前二密銅礦內(nèi)的礦產(chǎn)資源大多為大型與中型脈礦，小型脈礦較少，可將找礦工作的實施從板巖礦入手，根據(jù)細脈的侵染方向，進行地質(zhì)鉆孔與找礦。在鉆孔過程中，將地下延伸距離控制在1000.0m以內(nèi)，否則投入的人力資源過大將失去找礦的現(xiàn)實意義。除此之外，考慮到此礦區(qū)比銀山礦區(qū)的面積大，大約為銀山礦區(qū)的13.0～20.0倍，因此，可按照開放式礦產(chǎn)體系找礦的方式進行地質(zhì)勘查。

在勘查中，應先定位主要礦點，并按照構造帶的延伸方向，進行獨立礦體的勘查，以此種方式，為后續(xù)地質(zhì)勘查與二密銅礦找礦工作提供幫助。

4 結語

吉林省礦區(qū)內(nèi)產(chǎn)出的Cu礦物質(zhì)較少，為了滿足區(qū)域找礦與工業(yè)生產(chǎn)的需求，本文以二密銅礦為例，結合礦區(qū)內(nèi)成礦元素的分布，對其勘查意義展開研究。在此過程中，針對成礦元素分布的研究從平面分布與剖面分布入手，通過對金屬物質(zhì)活躍度、流動性與凝固點，對礦帶不同區(qū)域內(nèi)的金屬物質(zhì)進行分析，掌握礦區(qū)內(nèi)金屬成礦帶。并在此基礎上，提出了Cu元素在礦帶內(nèi)品位的變化趨勢，以此為依據(jù)，為我國地質(zhì)找礦工作的實施提供更加有力的幫助，實現(xiàn)對礦區(qū)地質(zhì)結構與礦區(qū)地質(zhì)分布現(xiàn)狀的深度分析。