中國東北森林沼澤區(qū)砂金分布對巖金找礦的指示意義

白萬成

(武警黃金指揮部，北京 100055)

東北森林沼澤區(qū)涵蓋黑龍江省東部、北部和內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部的廣大地區(qū)(王學(xué)求等，2000)。該區(qū)是我國最重要的砂金集中產(chǎn)區(qū)。據(jù)《中國地質(zhì)工作程度數(shù)據(jù)庫》數(shù)據(jù)統(tǒng)計，該區(qū)分布有不同規(guī)模的砂金礦床296處、礦點132處、礦化點29處。由于該區(qū)大部分被森林沼澤覆蓋，基巖露頭稀少，基礎(chǔ)地質(zhì)工作程度相對較低，巖金找礦難度大，在20世紀(jì)很長一段時期內(nèi)，巖金找礦進展緩慢。最近十幾年來，隨著找礦技術(shù)的進步和經(jīng)驗的積累，巖金找礦取得了一些新的突破。在早年發(fā)現(xiàn)嘉蔭縣團結(jié)溝、勃利縣老柞山等礦床的基礎(chǔ)上，先后又發(fā)現(xiàn)了嘉蔭縣平頂山、東寧縣金廠、漠河縣砂寶斯、遜克縣東安、嫩江縣爭光等大型金礦床，昭示著東北森林沼澤區(qū)巨大的金礦找礦潛力。本文試圖從東北森林沼澤區(qū)的巖金礦床與砂金礦床(點)的空間分布關(guān)系入手，借助于礦床位置預(yù)測系統(tǒng)(DPIS)(白萬成等，2004)，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析來研究該區(qū)巖、砂金分布的位置關(guān)系，以期對本區(qū)巖金找礦選區(qū)有所裨益。

1 東北地區(qū)砂金分布及特征

如圖1所示，東北地區(qū)的砂金集中分布于以下三個地區(qū):①黑龍江省塔河縣－漠河縣及內(nèi)蒙古自治區(qū)額爾古納市北部地區(qū);②黑龍江省黑河市－呼瑪縣以西地區(qū);③黑龍江省嘉蔭縣－佳木斯市－牡丹江市一帶。上述三個地區(qū)在全國巖金找礦區(qū)劃圖上分屬于額爾古納成礦帶、北興安成礦區(qū)和佳木斯成礦帶(白萬成等，2010)。

東北地區(qū)的砂金以河谷型砂金礦為主，一、二級階地礦次之(中國人民武裝警察部隊黃金指揮部，1989)。東北森林沼澤區(qū)的地形地貌特點決定了形成砂金的大部分河谷寬緩，砂金近源補給特征顯著。例如，從衛(wèi)星影像上可以看出，內(nèi)蒙古阿里亞河、狼狽河等砂金礦的采跡綿延長達(dá)16km以上，而且不少支流中也有砂金礦產(chǎn)出。很難設(shè)想這些砂金礦床是由小范圍的物源補給而形成的。長期以來，關(guān)于東北地區(qū)砂金的成因和物質(zhì)來源，不同的研究者從不同地區(qū)、不同視角得到的認(rèn)識差異較大。劉福濤等(1995)認(rèn)為，大小興安嶺地區(qū)的砂金來源除巖金礦床外，還有元古界含金地層、中－下元古界以及中生代中酸性火山巖、第三系礫巖、含金巖漿巖等。宋長春等(1997)認(rèn)為黑龍江北部砂金礦的形成與第三紀(jì)風(fēng)化殼有關(guān)，部分與第四紀(jì)以來形成的面狀、帶狀含金碎屑有關(guān)。袁江洪(1996)、王治華等(2004)強調(diào)巖金礦對砂金形成的貢獻(xiàn)，認(rèn)為內(nèi)蒙古東北部及黑龍江北部的砂金主要來源于巖金礦床、礦(化)點，其次來源于金豐度較高的地質(zhì)體及含金砂礫巖。張振強(2001)則認(rèn)為內(nèi)蒙古東北部的砂金主要有兩個來源:一是下元古界興華渡口群千枚巖、板巖等淺變質(zhì)巖;二是廣泛分布于砂金礦上游的加里東－華力西期黑云母花崗巖。

綜合來看，東北森林沼澤區(qū)的砂金具有多種來源，巖金礦只是補給源中的一種。這就帶來一個問題，在該地區(qū)根據(jù)砂金的分布尋找?guī)r金礦床是否還有意義?應(yīng)當(dāng)說，從戰(zhàn)術(shù)角度，對于一個個具體的砂金礦床，在其上游尋找?guī)r金礦床，以往的實踐表明多數(shù)是不成功的。但這只是問題的一個側(cè)面，從戰(zhàn)略選區(qū)的角度，一定范圍內(nèi)大量砂金的出現(xiàn)畢竟顯示出金的物質(zhì)來源充足和前期一定程度富集的存在，而這也是巖金礦床形成的必要條件。找礦選區(qū)歸根結(jié)底是不斷縮小找礦的區(qū)域范圍，發(fā)現(xiàn)最有可能形成工業(yè)礦床的地方。以尋找大型金礦床為目標(biāo)，如何以砂金礦床、礦點為線索盡量縮小找礦的戰(zhàn)略選區(qū)，是一個十分值得探討的問題。

2 東北地區(qū)砂金與巖金關(guān)系的統(tǒng)計分析

為便于統(tǒng)計分析，根據(jù)東北地區(qū)砂金的主要分布特征，劃定如圖1所示的多邊形區(qū)域為研究區(qū)，以50km×50km間距劃分統(tǒng)計網(wǎng)格。之所以用50km間距劃分網(wǎng)格，主要考慮該區(qū)地勢平緩，通常一個砂金礦床綿延范圍巨大，如前所述有的長達(dá)十幾千米甚至更長，圖1中砂金礦床的位置僅僅是其坐標(biāo)范圍的中心位置，用一個點來代替。如果網(wǎng)格間距過小，則有很多砂金礦床實際分布可能跨過兩個以上的單元格，但統(tǒng)計時只能有一個單元格出現(xiàn)數(shù)據(jù)，從而造成統(tǒng)計的失真。適度加大網(wǎng)格間距，雖然難以完全避免投點在單元格邊界附近的礦床出現(xiàn)跨單元格的情況，但可以大大減少這種情況的發(fā)生，以提高數(shù)據(jù)統(tǒng)計的可靠程度。統(tǒng)計區(qū)內(nèi)分布大中型砂金礦床77處，小型砂金礦床215處，礦點123處、礦化點29處。砂金數(shù)據(jù)全部來自《中國地質(zhì)工作程度數(shù)據(jù)庫》，未作甄別和篩選。統(tǒng)計區(qū)內(nèi)分布大中型巖金礦床13處，部分?jǐn)?shù)據(jù)來自《中國地質(zhì)工作程度數(shù)據(jù)庫》，部分根據(jù)我部掌握的內(nèi)部資料補充。

圖1繪出了東北地區(qū)砂金礦床點分布的密度等值線，同時標(biāo)出了巖金礦床的位置。砂金密度等值線最外一圈的密度值為 1，向內(nèi)依次為 3、5、7、9、11等。不難看出，砂金分布密度有幾個中心，按照密集程度依次為:① 嘉蔭－鶴崗一帶;② 黑河以西地區(qū);③ 塔河－呼瑪一帶;④ 佳木斯－七臺河一帶;⑤雞西－牡丹江一帶;⑥ 漠河－額爾古納北部一帶;⑦額爾古納市莫爾道嘎一帶。從圖上可以直觀地看出，密集區(qū)①、②、⑥中已發(fā)現(xiàn)多個大中型巖金礦床，密集區(qū)③、④的邊緣部位也發(fā)現(xiàn)有大中型巖金礦床，而密集區(qū)⑤中目前只有小型巖金礦床產(chǎn)出。同時也應(yīng)當(dāng)看到，另外一些大中型巖金礦床產(chǎn)出的地區(qū)雖然也有砂金礦床產(chǎn)出，但卻不是砂金的密集分布區(qū)，如遜克縣東安金礦、東寧縣金廠金礦等。相反，在砂金密集區(qū)③、④、⑤、⑦的內(nèi)部目前尚未發(fā)現(xiàn)大中型巖金礦床。因此，僅僅根據(jù)對應(yīng)關(guān)系難以判斷砂金密集程度與大中型巖金礦成礦的關(guān)系。下面讓我們借助于礦床位置預(yù)測系統(tǒng)(DPIS)中提供的“找礦信息量法”，來定量分析砂金密集程度與大中型巖金礦成礦的關(guān)系。“找礦信息量法”是國內(nèi)普及應(yīng)用最早的礦床統(tǒng)計預(yù)測方法之一(趙鵬大等，1983)。信息量計算公式為:

其中:IAj→B——地質(zhì)標(biāo)志Aj指示B礦種礦床存在的信息量;

N——研究區(qū)內(nèi)含礦單元總數(shù);

Nj——礦床和地質(zhì)標(biāo)志 Aj同時出現(xiàn)的單元數(shù);

S——研究區(qū)內(nèi)單元總數(shù);

Sj——有地質(zhì)標(biāo)志Aj的單元數(shù)。

這里不是用其進行多元變量的綜合統(tǒng)計預(yù)測，而是用來分析單一地質(zhì)變量(砂金密度)的不同狀態(tài)(密度值大小)對找礦信息量的影響。本例中所指礦床為大中型巖金礦床，地質(zhì)標(biāo)志為砂金密度——每個單元格內(nèi)的砂金礦床(點)數(shù)。

如同研究化探異常一樣，以某一數(shù)值作為“異常下限”，大于該數(shù)值的數(shù)據(jù)分布區(qū)均為“異常區(qū)”。只是在本例中，目前尚不知道這個異常下限是多少。這就需要用不同的邊界數(shù)值進行試算，通過對比研究，來確定以多大的砂金密度為下限圈定“異?！睂ふ掖笾行蛶r金礦床有較好的指示意義。表1列出了不同邊界值的試算結(jié)果，表中m代表砂金密度值?，F(xiàn)在對表1分析如下:

表1 砂金密度指示大中型巖金礦找礦信息量對照表Table 1 Contrast between the placer gold distribution density and amount of information

(1)當(dāng)砂金密度值m≥1時，Nj=14，表明目前發(fā)現(xiàn)大中型巖金礦床的14個單元全部有砂金“相伴”產(chǎn)出。就是說現(xiàn)有的大中型巖金礦床周圍50km范圍內(nèi)，一定有砂金礦產(chǎn)出。而且信息量值達(dá)0.385，已屬較高數(shù)值。這表明從區(qū)域范圍來看，該區(qū)砂金礦無疑是尋找?guī)r金礦床的重要標(biāo)志。根據(jù)這一認(rèn)識，大大縮小了找礦的范圍。即在全區(qū)245個單元中，應(yīng)當(dāng)重點在101個具有砂金礦床點分布的單元內(nèi)尋找?guī)r金礦床。

(2)從信息量排序情況可以發(fā)現(xiàn)，隨著砂金密度下限值的提高，信息量值持續(xù)增大，二者呈正相關(guān)關(guān)系，且信息量值高，表明砂金密度是巖金找礦的重要指示標(biāo)志。

(3)砂金密度值m≥3的地區(qū)是主要的金礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)。首先，這類地區(qū)面積占全區(qū)的21.2%，但目前全區(qū)已發(fā)現(xiàn)的大中型巖金礦床有71.4%產(chǎn)出于此區(qū)域。其次，這類地區(qū)的找礦信息量已經(jīng)大于0.5，根據(jù)以往進行區(qū)域金礦床統(tǒng)計預(yù)測的經(jīng)驗，某種地質(zhì)標(biāo)志分布較廣泛而且找礦信息量大于0.5，意味著該標(biāo)志具有非常重要的找礦指示意義。

(4)砂金密度值m=7是一個重要的分界。m＜7時，信息量值均小于0.65，而 m≥7時，其找礦信息量值大于0.8，二者間有一個顯著的“臺階”，而且此后再提高密度下限值，信息量值雖然也有所提高，但增幅不大。更重要的是，這類地區(qū)面積不到全區(qū)的8%，卻包含了全區(qū)已發(fā)現(xiàn)的大中型巖金礦床的50%，因此是全區(qū)最有找礦價值的首選地區(qū)。符合該條件的地區(qū)有嘉蔭－鶴崗一帶、黑河以西地區(qū)、塔河－呼瑪一帶。但嘉蔭－鶴崗一帶已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了團結(jié)溝、平頂山、杜家河等大中型巖金礦床，黑河以西地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了爭光、三道灣子等大中型巖金礦床，只有塔河－呼瑪一帶的砂金密集區(qū)目前尚未發(fā)現(xiàn)大中型巖金礦床。

3 結(jié)論

(1)砂金密度是巖金找礦的重要指示標(biāo)志。砂金密度越大的地區(qū)，找到大中型巖金礦床的可能性越大。

(2)按照砂金密度分布，確定以下7個巖金礦成礦遠(yuǎn)景區(qū):嘉蔭－鶴崗一帶;黑河以西地區(qū);塔河－呼瑪一帶;佳木斯－七臺河一帶;雞西－牡丹江一帶;漠河－額爾古納北部一帶;額爾古納市莫爾道嘎一帶。

(3)塔河－呼瑪一帶，以韓家園鎮(zhèn)為中心的砂金密集區(qū)，是東北巖金找礦中目前最有找礦潛力且工作程度又很低的地區(qū)。建議加大工作力度，早日實現(xiàn)找礦突破。

Bai Wan-cheng，Zang Zhong-shu.2004.Brief introduction for deposit＇s position indicating system based on Arcview GIS［J］.Geology and Prospecting，40(3):52－54(in Chinese with English abstract)

Bai Wan-cheng，Dong Jian-le.2010.Prediction of gold ore resources in China［J］.Contributions to Geology and Mineral Resources Research，25(4):292－295(in Chinese with English abstract)

Liu Fu-tao，Han Zhe，Li Feng-hua.1995.Metallogenic conditions of the placer gold deposits in Xing’anling areas of Heilongjiang Province［J］.Gold Science and Technology，3(2):13－16(in Chinese)

Song Chang-chun，Zhang Bao-lin.1997.Formation of the weathering crusts in northern Henglongjiang Province and its effects on metallogenesis of placer gold deposits［J］.Bulletin of Mineralogy and Geochemistry，16(3):183－185(in Chinese with English abstract)

Wang Xue-qiu，Xie Xue-jin.2000.Theory and methods of exploration geochemistry of gold deposits-Strategy and tactics［M］.Jinan:Shandong Science and Technology Press:92－93(in Chinese)

Wang Zhi-hua，Liu Yin-chun，Wang Ke-qing，Liu Gui-ge，Zhang Yong.2004.Relationship between placer gold and rock gold in the Hulalin area of Innner Mongolia［J］.Gold Geology，10(1):6 －10(in Chinese with English abstract)

Yuan Jiang-hong.1996.Relationship between rock gold and placer gold in the west of Huma county，Heilongjiang Province［J］.Gold Geology，14(2):33－38(in Chinese)

Zhang Zhen-qiang.2001.Metallogenic regularites of the placer gold deposits in the north of Hulunbeier，Innner Mongolia［J］.Contributions to Geology and Mineral Resources Research，16(3):193－196(in Chinese)

Zhao Peng-da，Hu Wang-liang，Li Zi-jin.1983.Statistics and prediction of ore deposits［M］.Beijing:Geological Publishing House:47－107(in Chinese)

The Gold Headquarters of Chinese Peoples Armed Police Forces.1989.Placer gold prospecting manual［M］.Beijing:Atomic Energy:56 －57(in Chinese)

［附中文參考文獻(xiàn)］

白萬成，臧忠淑.2004.基于ArcView GIS的礦床定位預(yù)測系統(tǒng)簡介［J］.地質(zhì)與勘探，40(3):52 －54

白萬成，董建樂.2010.全國金礦資源潛力預(yù)測［J］.地質(zhì)找礦論叢，25(4):292－295

劉福濤，韓 哲，李風(fēng)華.1995.黑龍江省大小興安嶺地區(qū)砂金成礦條件分析［J］.黃金科學(xué)技術(shù)，3(2):13－16

宋長春，張寶林.1997.黑龍江省北部風(fēng)化殼的形成及其對砂金成礦的作用［J］.礦物巖石地球化學(xué)通報，16(3):183－185

王學(xué)求，謝學(xué)錦.2000.金的勘查地球化學(xué)理論與方法·戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)［M］.濟南:山東科學(xué)技術(shù)出版社:92－93

王治華，劉蔭椿，王科強，劉桂閣，張 勇.2004.內(nèi)蒙古虎拉林地區(qū)砂金與巖金的關(guān)系［J］.黃金地質(zhì)，10(1):6－10

袁江洪.1996.黑龍江省呼瑪縣西部地區(qū)巖、砂金關(guān)系探討［J］.黃金地質(zhì)，14(2):33－38

張振強.2001.內(nèi)蒙古呼倫貝爾盟北部砂金礦成礦規(guī)律［J］.地質(zhì)找礦論叢，16(3):193－196

趙鵬大，胡望亮，李紫金.1983.礦床統(tǒng)計預(yù)測［M］.北京:地質(zhì)出版社:47－107

中國人民武裝警察部隊黃金指揮部.1989.砂金礦勘查工作手冊［M］.北京:原子能出版社:56－57