甘肅地區礦床發育過程中地質特征及找礦標志分析

張 恒

（甘肅煤田地質局一四九隊，甘肅 蘭州 730020）

甘肅地區作為現階段發現的礦產資源存儲規模最大的礦區，已經發現了多種類型的礦產[1]。考慮到地質構造對礦床的控礦作用，對該區域進行深入的找礦研究是十分重要的[2]。與其他類型的資源相比，礦產一般多為不可再生資源，而面對快速發展的社會，加快對資源的開發速度，加大開采力度已經成為了必要條件[3]。

為此，本文提出甘肅地區礦床發育過程中地質特征及找礦標志分析研究。通過對研究地區的與礦床構成相關的地質特征進行詳細研究，指出了具有實際找礦價值的可利用標志。通過本文的研究，以期為提高甘肅地區礦產資源的開發效率提供幫助。

1 甘肅地區地質特征分析

1.1 礦體特征

甘肅礦區內的礦化作用主要位于下志留統梅子埡組，由于地層運動以及周圍巖體的擠壓作用，該地質構造表現出明顯的韌性特征，并以剪切帶的形態存在。由于礦床的形成以及出現礦化反應的出現都需要外部元素的催化，因此在礦床周圍通?？梢婞S鐵化、硅化和綠泥石化的特征，并與礦床密切相關。根據地礦局對甘肅地區礦山地質的勘查結果可以看出，現階段已經發現的主要礦區共分為12個，其中5個為成型礦體，7個表現出明顯的礦化體特征，3個相對較大的礦體表現出了相似的特征，其具體分為以下幾點。首先，礦體在地表有明顯的出露跡象，并且范圍較大，高度一般在660m～750m之間。其次，以單工程礦體為研究對象，具體參數如表1所示。

表1 甘肅地區礦體特征

如表1所示，礦體的產出形態以似層狀為主，這是因為礦床在發育過程中受順層片控制，出現理化帶發展趨勢，在高硬度石英脈的壓力作用下，礦體底部出現裂變，并受地層中其他元素的影響，出現強烈的炭化作用，最終導致順層發生不同規模的破碎。

1.2 礦產資源總體特征

（1）礦種多，探明儲量豐富，潛在價值較高

截至1994年底，甘肅省已發現礦產148種(含亞種)，約占全國已發現礦產的163種的90%，發現礦產地2500多處，是全國礦產資源較豐富的省份之一。

甘肅省礦產保有儲量占全國總保有儲量超過50%以上的礦產有鎳、鉑族、鑄型粘土等8種；占全國總保有儲量20%～50%之間的礦產有鈹、硒、鈷、鎂、水泥黃土等8種；在5%～20%之間的礦產有鉻、金、蹄、重晶石、銅、鉛、鋅、銻、銀、鈮鉭、綠柱石、伴生硫、螢石、冶金用石英巖等14種。

從人均占有量與全國比較來看，甘肅省高于全國人均占有量的礦產有石油、鉻、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鎢、銻、金、銀、鉑族、伴生硫、重晶石、冶金白云巖、冶金硅質原料、耐火粘土等20余種。其中，鎳、鉻、銅、鉛、鋅、銻和鉑族等有色及稀貴金屬礦產人均占有量比全國人均占有量高3～31倍。

（2）共(伴)生礦產或組分復雜的綜合礦床多

這一特征大大地提高了甘肅省礦床的經濟價值，但也相應加大了開采和選冶的難度。據統計，幾乎所有大、中型金屬礦床和部分非金屬礦床均系共伴生有多種有益組分。如金川銅鎳礦床中伴生鉑、鈀、鋨、銥、釕、銠、鈷、金、銀、硒、碲、鉻、硫等13種有益元素，其中鉑族和鈷的保有儲量分別占全國保有總量的57.64%和29.56%。有些礦床共伴生組分的經濟價值已接近或超過主礦的價值。

（3）有色金屬礦產探明礦種較齊全、品位富、易選冶

全國探明儲量的有色金屬礦產13種，除鋁外，甘肅都擁有探明儲量。就礦石品位而言，鎳、銅、鉛、鋅等以富礦為主。如鎳平均品位達1.07%；銅礦床含銅＞1%的富礦占總儲量的70%以上；鉛鋅礦石鉛+鋅品位大多在7-8%，某些重要礦床(如廠壩)品位大于8%的原生硫化礦石占全礦的90%以上，選冶回收率高，開發利用條件優越。這是甘肅的一大優勢。

1.3 蝕變特征

上文中已經提到，蝕變巖類型的礦石是甘肅地區的主要礦體產出類型，因此，本文就蝕變特征進行了相關研究。在研究區內，礦床主要存在于韌性的剪切內，這也促使該構造的發育更加明顯，并攜帶有明顯的蝕變特征，在某種意義上，可以稱之為蝕變帶，出現的蝕變類型以礦產載體為主，這種多樣化、大范圍的蝕變現象也表明在礦床發育過程中有大規模流體活動出現。為了對流體活動與蝕變現象之間的關系作出更加詳細的分析，分別對上述幾種主要的蝕變類型發育情況進行研究。

首先是黑云母化蝕變，作為礦床最主要的載體，黑云母在甘肅礦區出現的頻率較高，并且密度較大，在礦床所在韌性剪切帶兩側，可以觀察到大面積分布，寬度最大可到800m，最小也在400m以上。由于受到周圍其他類型蝕變作用的影響，黑云母化帶的內部結構相對穩定，斑狀變晶結構明顯，也有部分礦體的變晶結構出現了不同程度的演化，呈現為鱗片結構。而造成這種演變的主要因素就是變質相所處位置的壓力作用大小，中高壓巖相以及中壓巖相均是主要成因。通過觀察黑云母變斑晶的結構特征，可以發現在區域變質作用發生的后期，出現了強烈的熱液作用，并且這種作用在不同時期逐次發生，最后產生疊加，對成礦作用產生影響。其次就是硅化蝕變，與黑云母化蝕變相比，硅化蝕變的作用范圍更加廣泛，以沿韌性剪切帶為中心，在其周圍出現的脈狀、透鏡狀石英脈中，硅化蝕變的規模相對較大，且由于礦床發育后期硅化物受到了熱液的沖擊，導致先期形成的產物被充填，并提高了硅化巖體的硬度，出現的變形類型主要為脆性形變。礦床形成的范圍更大，還有就是綠泥石化蝕變，該類蝕變作用主要作用于含礦石英脈邊緣，因此總體發育相對較弱，熱液作用下的礦體出現糖粒狀伴生。最后就是碳酸鹽化蝕變，該類蝕變的發生主要受熱液活動影響，熱液中的碳酸類物質與圍巖中石英發生反應，出現交代蝕變，但這種蝕變達到一定規模后，逐漸形成碳酸鹽脈，因此其分布面積較小。與礦化的關系也較弱。

圖1 礦床礦化蝕變圖

2 礦床地質地球化學特征

在地質構造特征對甘肅地區礦床地質特征進行分析后，本文從礦床地質化學構成的角度分析了其主要特征。

2.1 礦床地層含量豐度

為了提高對礦床地質地球化學特征分析結果的可靠性，本文以礦區地層礦石剖面采樣數據作為分析的基礎，獲取了礦產資源分布數據，其結果如表表2所示。

表2 甘肅礦區礦產資源分布數據

從表2中不難看出，按照礦產資源在甘肅整體礦區的占比分布數據可知，甘肅礦區內的主要資源主要由由金、銀、鉛、銅、鎘、錳、鎳等構成。通過觀察其活躍狀態數據統計結果發現，處于賦存狀態下礦產資源具有較大的活躍性，考慮到甘肅礦區的資源通常是以非獨立的形式存在，因此元素之間的關聯性相對較高，以氧化物、氫氧化物與硫化物組合形式是礦產資源存在的主要形式。不僅如此礦產資源在豐度值也表現出了顯著特征，與其他地區的礦產豐度值相比，礦產元素在賦存量上具有較高的沉積層地質屬性，表現為沉積層元素含量偏高。為了進一步提高對礦區資源豐度值的分析精度，本文計算了礦區內不同礦產成礦元素的濃度，以富集系數作為最終的評價結果。定義礦產元素濃度的劃分標準為富集系數=3，以此為基礎，得到甘肅地區礦內，金、銀、鎘礦產資源的礦富集系數大于3，鎳、錳、鋅資源的富集系數介于1.5-3.0之間，銅、鎢礦產資源的礦富集系數小于1.5。由此可以得出結論，甘肅礦區內，礦產資源的活躍豐度整體相對較高，從地球化學特征的角度分析，其具有明顯的地層稀土元素屬性，在對稀土元素含量檢測結果中，其發育使其主要是內寒武系，這種高含量的稀土元素在一定程度上提高了礦床資源的發育，因此單位面積內的礦產的賦存量相對較高，且不存在明顯的波動。值得關注的時，礦區內的輕稀土元素和重稀土元素均未出現虧損線性。結合礦產資源分布統計表以及上文對礦區地質構造特特征的分析結果不難看出，礦區內沙礫及碎屑物質中是礦床發育的主要形態。因此，可以將其作為勘查礦產資源是否存在、含量是否豐富的標志。

2.2 礦區元素地球化學分帶特征

由于礦床發育環境的變化以及周圍地質構造的變遷，礦產資源表現出了明顯的地球分異化特征，以此為此基礎，也以為礦區內的找礦工作提供新的思路。為了準確分析礦區內地球化學分帶的特性，本文以礦產資源分布基礎為研究背景，結合上文得到的礦區地層礦產元素賦存量統計結果，對礦區勘查數據表現出特征進行分析。在分析前，首先按照礦區的不同類型及局部元素的富集狀態，將礦產原賦存區域進行劃分，劃分的界限為礦區內存在的斷裂帶構造。在文章的第1部分已經的得到了礦產資源分布走向，以背斜、巖漿近端為聚集中心的近區域內，礦床發育明顯，特別是在偏東部地區，礦產資源賦存的特征表象最為明顯，相比之下，偏西部位置上的地球化學分布特征偏弱，目前已經明確該區域存在一定規模的礦群，但對于具體位置的確定，仍需要進一步勘查。東南向具有最典型的礦區，對應的地球化學標志分布也最明顯，具有強分異性組合礦產元素。本文以礦產資源的基本特性分析了以組合形態存在的礦產元素表現出的特征屬性，得出的結論為巖漿熱礦化學組合內礦產元素含量是決定礦床發育的主要因素。在東南向上，礦區地球化學分布帶表現出了明顯的中低溫度區域屬性，地球化學帶礦床特征受斷裂帶內元素的主導作用，對礦區起到了明顯的改造作用，因此沉積礦產的賦存量更高，可以將其作為礦區找礦工作開展的依據。

2.3 地球化學異常分布特征

礦區地球化學異常分布特征受多因素影響，以此為基礎，直接對其進行分析的難度較大，且難以實現全面分析，到考慮到礦區內水系沉積物中的元素含量是影響結果的一種綜合體現，因此本文以水系水系沉積物的檢測結果為分析依據，開展關于甘肅礦區礦床地球化學異常分布特征的研究?，F階段，礦區內已經圈定的地球化學異常特征的面積為116.32km2，約占礦區總面積的14.65%，整體造型呈現出近橢圓構造。其中。銅元素的化學異常面積約為13.96km2，對應的襯度為3.5～4.5，同時由于銅元素表現出了較高的活躍程度，因此其在礦區內組分水平相對較高，以組合礦礦形式存在的銅礦資源受環境因素的氧化作用，外觀上表現為紅褐色或深紅色。為了提高對礦區地質的采集結果，應用種物探設備對礦區地質進行勘查，最終得到礦區在地球化學異常分布上存在一定共性。首先，地球化學異常的分布存在一定的連續性，并且連續規模表現出明顯的波動性，以組合礦形式存在的礦產異常特征分布不規律，子在面積上也表現出不統一的屬性，覆蓋范圍最大可以達到50km2，最小僅為15.5km2。其次，受到礦區內磁場力影響，地球化學異常信息的存在形式相對復雜。

3 找礦標志分析

通過上文對甘肅礦區特征的分析，分析了該區域的找礦標志，具體如下：

（1）將地層層位作為找礦標志，上文已經分析，甘肅地區礦床的主要位于下志留統梅子埡組，因此，可以通過該特征開展找礦工作；

（2）將斷層破碎帶作為找礦標志，在礦床附近，擴容作用會產生節理、片理、劈理、石英脈裂隙，可以利用這一特征開展找礦工作。

4 結語

甘肅地區作為重要的礦產資源儲藏區域，對其礦產分布進行深入研究是十分具有實際價值的?？紤]到礦產的形成原因以及其與地質構造之間的密切關系，本文提出甘肅地區礦床發育過程中地質特征及找礦標志分析研究，結合研究區域內的地質構造組成以及其與控礦因素之間的聯系，對可利用的找礦標志進行分析。通過本文的研究，以期為甘肅地區的找礦工作帶來一定幫助。