江西武山銅礦地質(zhì)地球化學特征及找礦預測

陳隆輝，熊光強

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物化探大隊，江西 南昌 330000）

江西是我國主要的礦產(chǎn)資源輸出地區(qū)，境內(nèi)含有大量的礦床、礦體以及礦石，同時，江西省區(qū)域多山脈，這也是形成較多礦產(chǎn)的重要原因之一。武山位于江西的西北部地區(qū)，地勢險峻，山體較高，同時有著極為豐富的礦產(chǎn)斷裂帶，并且以銅礦為主要的礦產(chǎn)資源類型。所以，在這樣的背景之下，江西武山也逐漸成為長江中下游關鍵的金屬成礦帶之一，與地區(qū)未來的發(fā)展以及經(jīng)濟效益的提升有著密切的聯(lián)系。不僅如此，江西的礦田與其他區(qū)域的礦田相對比，還有著其獨特的優(yōu)勢，那就是開采條件相對簡單、難度小，面積大，易于搬運，且礦產(chǎn)品的質(zhì)量較好。除此之外，此礦區(qū)還形成了“多位一體”的成礦模式。此種成礦模式是江西銅礦區(qū)所獨有的，具有一定的地域性[1]。武山礦區(qū)的巖體礦床分布與長江地區(qū)的礦體方向基本保持一致，都呈現(xiàn)西北——東南方向。同時武山西北地區(qū)成巖成礦帶還存在較多的斷裂、碎裂礦床，這些礦床幾乎都處于破碎的狀態(tài)，且分散于山體的周圍，致使山體的南緣處褶皺增多，壓力加大，很容易造成更大規(guī)模的礦體崩塌[2]。地球化學特征也是此區(qū)較為典型的一種特殊情況，主要表現(xiàn)了對于礦田的控制程度以及可能發(fā)生的化學反應。韌性剪切帶的分離、斷裂一定程度上會影響地球化學特征，使銅礦床的基底褶皺發(fā)生變化。因此，對江西武山銅礦地球化學特征及找礦預測進行分析研究[3]。通過較為科學的手段以及設備對于礦山的基本數(shù)據(jù)信息進行獲取，并對其作出匯總整合，利用多點位模式細化礦區(qū)的地球化學特征，并在此基礎上，進行找礦的預測，進一步完善找礦技術以及尋礦水平，以此來推動江西武山地區(qū)經(jīng)濟效益的發(fā)展。

1 江西武山區(qū)域地質(zhì)背景簡述

此區(qū)域位于長江的中下游地區(qū)，多山脈群，武山外側形成了較長的河流水域，這也為礦區(qū)的形成提供了較好的條件。另外，江西境內(nèi)的山脈海拔大多不高，地質(zhì)環(huán)境也相對較為簡單、單一，雖然險峻，但是通過基礎性的處理，可以最大程度地保證礦山開采的安全。但是需要注意的是，武山礦區(qū)存在較多的上古生界海相沉積碎屑巖、碳酸鹽巖以及火山巖等。這些碎巖對于礦體的形成并無實質(zhì)性的影響，但是一定程度上會作用于區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境，給開采工程增加難度，還會加大礦體頂層的壓力，很容易形成斷裂帶的擴大，進而引入地下水，阻礙礦產(chǎn)開采的進程。

2 礦區(qū)的地質(zhì)特征分析

對武山礦區(qū)的地質(zhì)特征進行簡要的分析探討。此區(qū)域的地層是以古生碎屑巖—碳酸鹽巖—基性超淺層侵入—巖漿巖為主，次斷裂帶具有較多的褶皺，且?guī)r漿活動較為頻繁、強烈，構造十分發(fā)育，花崗巖分布極為廣泛，蘊藏十分豐富的金屬礦產(chǎn)資源。另外，在武山的礦區(qū)之中，構造具有縱橫向斷層，碎裂片理化等特征，強烈的地殼運動導致構造帶發(fā)生巨大的脆性形變，致使西南側的褶皺呈多核心的走向，并形成以斷層為中心的基本格架。不僅如此，此區(qū)域的地質(zhì)還時常出現(xiàn)綠簾石化及綠泥石化等現(xiàn)象。主要是因為斷層常年處于活動的狀態(tài)，同時對于礦床的影響也相對較大，這就很容易導致礦產(chǎn)資源發(fā)生蝕變，從而改變礦體內(nèi)部的質(zhì)子結構，影響開采之后的實際應用效果。不僅如此，在蝕變的作用下，灰?guī)r還會發(fā)生輕微的褐鐵礦化，這也會導致周圍的礦石出現(xiàn)相同的現(xiàn)象，甚至異變成弱硅化、黃鐵礦化等。在這樣的發(fā)育狀態(tài)下，原本堅硬的礦體以及支撐結構會逐漸被破壞，巖石也會呈現(xiàn)出細小星點的狀態(tài)，并且稀疏分布在山體的周圍。

3 江西武山銅礦地質(zhì)地球化學特征

3.1 區(qū)域地球化異常特征

經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在江西武山的礦區(qū)具有以下地球化學特征，首先，是區(qū)域地球化異常的特征。礦區(qū)是蘊藏著極為豐富金屬元素，這些元素會在特定的環(huán)境下發(fā)生一定的化學反應，從而造成對應的地球化學異常，這些異常相互融合，便形成了綜合異常，如下圖1所示。

圖1 綜合異常形成過程圖

通過圖1中的形成過程，可以了解到綜合異常的基本情況，對各個元素進行分類，并依照分類圈定單元素的異常特征，將異常情況套合在一起，并建立重疊關聯(lián)矩陣，計算相對應的重疊系數(shù)，如下公式1所示。

公式1中：P表示重疊系數(shù)，β表示元素阻值，s表示關聯(lián)誤差系數(shù)。通過以上計算，可以得出實際的重疊系數(shù)。利用這個重疊系數(shù)作為區(qū)域地球化異常的基礎標準，測算出相對應的異常聚集區(qū)域，并建立異常程度的分界線，如下表1所示。

表1 異常程度界限標準表

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)信息，進行礦體中元素異常區(qū)域程度界限標準的設置，以便于對地球化異常的進一步分析。

3.2 元素豐度特征

在區(qū)域地球化異常特征的基礎上，對江西武山各個礦區(qū)元素豐度特征的分析。豐度特征與礦體水系沉積物以及測量面積有著極為緊密的聯(lián)系，存在著相互依賴，相互作用的關系。一般情況下，豐度比例最好保持在1:6左右，在這個范圍之內(nèi)，不僅可以保證礦體剛度和硬度的發(fā)育，減少地層水的沖擊與入侵，同時也有利于控制礦體的延伸方向。通過調(diào)研，江西武山礦體的水沉淀物體積大約為60噸，同時還夾雜著一定的古灰?guī)r的碎屑，極難處理。經(jīng)過設備測量，總面積大致為350km2，在此處圈定了大約15處異常，進行地質(zhì)土壤的測量，并利用探測分類軟件，將土壤中測量出來金屬元素以及礦體元素作出適當?shù)膮R總整合，完成剖面的測量，最終得出結果：礦體土壤中存在As、Au、Bi、Hg等四種元素，均具有一定的化學性質(zhì)，計算相對應的豐度標準值，如下公式2所示。

公式2中：H表示豐度標準值，d表示實際測量范圍，δ表示賦予函數(shù)，通過以上計算，最終可以得出實際的豐度標準值，將其作為特征辨識的界限，增強元素豐度特征的可辨識性。

4 找礦預測探析

不同于其他礦產(chǎn)資源的是，銅礦的找礦預測相對較為困難主要是因為銅本身具有較多的特征，在找礦的過程中，會對設備以及相關的測算方法，乃至尋礦模式造成影響，最終導致預測結果的不準確性。江西武山礦區(qū)的地質(zhì)地球化學模式主要可以分為面型高地預測法和孤島隆起預測法兩種，這兩種模式也被廣泛應用于找礦預測中，前者是通過元素異常進行過渡，利用地球化學的輔助，完成找礦預測工作。對比于其他的方法，效率較高，并且預測范圍也很大，成本偏低，是一種實用性的找礦預測方法。后者則主要是由正常礦場急劇過渡到異常礦場的一種找礦方法，它的測算背景標準相對較低，對于大面積的礦區(qū)所獲取的異常數(shù)據(jù)更為細化，具有更強的實際應用價值。但是需要注意的是，后者的找礦預測方法存在一定的不穩(wěn)定性，很容易受到火山噴發(fā)、地殼運動等地質(zhì)活動的影響，從而導致最終的預測方向和位置出現(xiàn)不同程度的誤差。在此基礎上，進行江西武山地區(qū)的找礦預測。Au、As、Sb等元素為此礦區(qū)的異常的標志，通常會以單獨或者聚集的形式出現(xiàn)在礦區(qū)的頂層上，并呈現(xiàn)出硅化現(xiàn)象，所以，這些現(xiàn)象便成為了礦區(qū)預測的標志。當?shù)V區(qū)或者山體周圍的巖石或者土壤出現(xiàn)侵蝕，韌性變形等外貌時，可以對此處進行預測計算，如下圖2所示。

圖2 巖體侵蝕，韌性變形圖

依據(jù)圖2，可以了解到侵蝕，韌性變形巖石的外部樣貌。此時的斷裂帶通常會呈現(xiàn)出向外多核心延伸的特征，并且在延伸的過程中分裂出多個分支礦區(qū)，以主斷裂帶為交界，進而形成一個面積較大的礦區(qū)群。除此之外，山體周圍如果存在巖石碎屑這也是金屬礦化跡象的一個重要標志之一，有利于找礦的預測。在對礦體或者礦床測算的過程中，當鐵白云石、菱鐵礦、花崗巖、石英石以及黃鐵礦出現(xiàn)在礦區(qū)的同一構造處，便表明此區(qū)域的礦物種類較為豐富，很有可能存在多元素金屬礦，而銅礦的形成特征也與之相符合，所以這也是找礦預測的重要方式之一。通過以上設計，再結合傳統(tǒng)的找礦方法模式，形成更為靈活、多變、嚴謹?shù)恼业V預測模式，一定程度提升了我國綜合的找礦預測能力和水平。

5 結語

綜上所述，便是對江西武山銅礦地質(zhì)地球化學特征及找礦預測的分析與探討。最近幾年，我國的找礦技術逐漸成熟，這也使得江西武山地區(qū)的礦產(chǎn)行業(yè)得到了充分的發(fā)展，此區(qū)域的礦產(chǎn)資源具有獨特的性質(zhì)，是地球化學特征的典型，所以，通過相關的方法，可以總結出對應的化學特征以及規(guī)律，將其應用在實際的找礦預測工作之中，不僅可以進一步提升我國的尋礦效率和質(zhì)量，也可以更大程度地擴大礦產(chǎn)開采的范圍，以此來全面提升我國的綜合找礦水平。