地電化學(xué)、構(gòu)造疊加暈法在盲礦預(yù)測(cè)中的運(yùn)用

張振兵，張 海，袁月琴，郭佩佩

(貴州省地礦局113地質(zhì)大隊(duì)，貴州 六盤水 550001)

針對(duì)礦山深部尋找盲礦體，國內(nèi)、外都做了一系列的研究工作，目前較為成熟的化探方法主要有：

(1)在礦區(qū)主要采用原生暈法—原生疊加暈法—構(gòu)造疊加暈法，包裹體氣暈、離子暈及其疊加暈法，礦物地球化學(xué)法及同位素地球化學(xué)方法等。

(2)在厚覆蓋礦區(qū)有汞氣測(cè)量法(壤中氣汞測(cè)量、土壤吸附汞測(cè)量)、地電化學(xué)法(電提取法、土壤離子電導(dǎo)率)、地氣法、綜合氣體地球化學(xué)方法(H2S、CO2、CO、CS2、COS等)、烴類測(cè)量、相態(tài)分折、元素活動(dòng)態(tài)測(cè)量(水提取相、非晶質(zhì)鐵錳氧化物相、有機(jī)絡(luò)合相、活動(dòng)態(tài)等)、鹵素地球化學(xué)法(巖石、土壤鹵素測(cè)量和土壤熱釋鹵素測(cè)量)等。

貴州威寧地區(qū)屬于典型的喀斯特巖溶地球化學(xué)景觀，多年來，該區(qū)找礦一直未獲得突破。原因很簡(jiǎn)單，由于地形落差較大、地表土法煉鋅造成大面積污染及特殊地球化學(xué)景觀，不利于物探和常規(guī)化探工作的開展和應(yīng)用，僅靠常規(guī)地質(zhì)工作，找礦效果甚微。我們結(jié)合貴州威寧涼山鉛鋅礦區(qū)耿家寨礦段地質(zhì)特征，使用化探新方法：地電化學(xué)、構(gòu)造疊加暈法開展方法試驗(yàn)，尋找到了一套適合該礦區(qū)及外圍尋找深部盲礦的化探新方法新技術(shù)。

1 礦區(qū)地質(zhì)

研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造位置隸屬黔北臺(tái)隆之六盤水?dāng)嘞莸耐幈蔽飨驑?gòu)造變形區(qū)，以北東向逆沖推覆構(gòu)造為主，并疊加北北東向斷裂。同時(shí)也形成了有利的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造，找礦潛力較大。

1.1 地 層

研究區(qū)出露地層為石炭系下統(tǒng)上司組(C1s)、下—上統(tǒng)大埔組(C1-2d)、上統(tǒng)黃龍組(C2h)、馬坪組(C2m)、二疊系下統(tǒng)包磨山組(P1b)、中統(tǒng)梁山組(P2l)、棲霞組(P2q)、茅口組(P2m)及第四系(Q)殘坡積物。其中，石炭系上司組、大埔組、黃龍組、馬平組是勘查區(qū)中鉛鋅礦的主要產(chǎn)出層位。

1.2 構(gòu) 造

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖

研究區(qū)處于小黑山—耿家寨斷褶帶耿家寨背斜南東翼(圖1)，地層受斷層影響，產(chǎn)狀變化較大，地層產(chǎn)狀總體傾向南東，傾角20°～60°，該區(qū)鉛鋅礦體礦體主要產(chǎn)于背斜核部及南東翼。研究區(qū)礦體主要產(chǎn)于耿家寨高角度沖斷層逆斷層(F3)中，礦體產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀基本一致。

1.3 礦化蝕變特征

礦化蝕變帶產(chǎn)于斷層控制帶內(nèi)，礦石特征較穩(wěn)定，礦石礦物主要為閃鋅礦、鐵閃鋅礦、水鋅礦、菱鋅礦、方鉛礦，次為黃鐵礦及褐鐵礦，常呈它形粒狀產(chǎn)出。脈石礦物主要為白云石及少量方解石。礦石具礦石結(jié)構(gòu)主要為它形、半自形晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)，具塊狀、細(xì)網(wǎng)脈狀、團(tuán)塊狀、浸染狀構(gòu)造。圍巖蝕變有白云石化、黃鐵礦化、方解石化及弱硅化。

2 構(gòu)造疊加暈法試驗(yàn)

2.1 方法介紹

構(gòu)造疊加暈預(yù)測(cè)深部盲礦是根據(jù)熱液型礦床成礦成暈嚴(yán)格受構(gòu)造控制的原理開展理論和實(shí)踐研究的。我們知道，原生疊加暈分布于構(gòu)造及其上下盤圍巖中，一般在構(gòu)造內(nèi)礦體的原生暈最發(fā)育，前緣暈指示元素可在礦體前緣200m形成異常，而上、下盤暈一般只有數(shù)米至十米范圍，由于應(yīng)用原生暈預(yù)測(cè)盲礦預(yù)測(cè)的關(guān)鍵是研究礦體(暈)的軸向分帶特點(diǎn)，研究構(gòu)造中的原生疊加暈的軸向分帶及其疊加結(jié)構(gòu)足以反映礦體(暈)的總體軸向分帶。在構(gòu)造蝕變帶中具有選擇性地采取蝕變及礦化疊加樣品，不但強(qiáng)化了異?；蛘业V信息，而且大大減少了采樣量和分析費(fèi)用，提高了工作效率和找礦效果。

2.2 構(gòu)造疊加暈法試驗(yàn)

本次實(shí)驗(yàn)部署在涼山鉛鋅區(qū)耿家寨礦段，該礦段發(fā)育的鉛鋅礦體受F3高角度逆充斷層控制(圖3)，從地表、中深部到深部均有工程控制，滿足構(gòu)造疊加暈法預(yù)測(cè)礦山深部盲礦的工作條件。其中該礦段地表見礦化，中深部有民采鉛鋅礦老硐(LD01)見富礦體，深部有斜井604(XJ604)控制低品位礦石的礦化體。預(yù)測(cè)斜井604之下是否還有第二個(gè)富礦體，成為該區(qū)找礦突破的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

在涼山鉛鋅礦耿家寨礦段XJ604、LD01及其上部分別采集礦化樣品，送貴州地礦局一一三地質(zhì)大隊(duì)測(cè)試中心做相關(guān)元素含量測(cè)試分析(表1)，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)作圖(圖2)發(fā)現(xiàn)：

(1)As、Sb、W元素含量從地表到XJ604垂向變化為逐漸變高。

(2)Pb、Zn、Ag、Mo元素含量從地表到XJ604垂向變化為先變高再逐漸變低。

(3)按構(gòu)造疊加暈的思路，一般將As、Sb元素作為前緣暈，Pb、Zn、Ag作為近礦暈，W、Mo為后尾暈，XJ604底部的礦化樣品元素特征顯示存在前緣暈元素(As、Sb)與后尾暈元素(W、Mo)共存現(xiàn)象。

據(jù)李慧研究[11]表明，礦體前緣暈離開礦頭的距離一般為250m～300m，構(gòu)造疊加暈法預(yù)測(cè)深度也為250m～300m。但找礦預(yù)測(cè)深度則決定于采樣取得疊加暈信息的深度，若在地表采樣可預(yù)測(cè)250m～300m之下盲礦體；若在600m深的坑道或鉆孔采樣，可預(yù)測(cè)850m～1 000m之下的盲礦體；若在1 000m深的坑道或鉆孔采樣，可預(yù)測(cè)1 250m～1 500m的盲礦體[9～11]。按上述研究經(jīng)驗(yàn)，涼山鉛鋅礦耿家寨礦段XJ604(海拔2335m)存在前緣暈和尾緣共存現(xiàn)象，推測(cè)該礦段沿F3斷層傾向250m～300m處(海拔2150～2050)還存在隱伏鉛鋅礦體。

表1 涼山鉛鋅礦耿家寨礦段不同中段巖礦樣品元素垂直分帶特征統(tǒng)計(jì)表

注：選用ICP-AEA測(cè)試

圖2 涼山鉛鋅礦耿家寨礦段不同中段巖礦樣品元素垂向分帶特征

2.3 鉆探驗(yàn)證

截止目前，涼山鉛鋅礦在上述預(yù)測(cè)礦段，沿F3斷層傾向上部實(shí)施鉆孔ZK32004。該孔開孔標(biāo)高為2346m在海拔2252m～2190m存在低品位礦化帶，該鉆孔相對(duì)XJ604中礦化有Pb、Zn礦化加積變高的趨勢(shì)。這一工程驗(yàn)證了沿F3斷層傾向250m～300m處(海拔2150～2050)存在有第二富集帶，驗(yàn)證的情況與預(yù)測(cè)的情況大致吻合。

3 地電化學(xué)測(cè)量試驗(yàn)

3.1 方法介紹

地電化學(xué)法是將地球物理、地球化學(xué)和電化學(xué)綜合交叉為一體新的找礦方法，在前蘇聯(lián)的地電提取技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來的，它以電場(chǎng)形式激發(fā)、離子形式記錄電化學(xué)反應(yīng)結(jié)果的找礦方法，在探測(cè)隱伏礦體方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。目前它已成為世界隱伏有色金屬、貴金屬礦床、稀有金屬礦床、放射性元素礦床和石油天然氣礦床普查找礦和勘探的重要手段之一。

3.2 地電化學(xué)測(cè)量試驗(yàn)

本次選擇在地表覆蓋較厚且已有見礦工程LD01、XJ604的7～7′勘探線上開展地電化學(xué)測(cè)量。

3.2.1 野外工作操作方法

參照《地電化學(xué)成暈機(jī)制、方法技術(shù)及找礦研究》研制了地電化學(xué)采樣器，該采樣器是由一定大小的精致碳棒，裹之以經(jīng)過特殊處理的泡塑和濾紙組成的接收電極，它的一端有導(dǎo)線引出。電源系統(tǒng)用9V干電池直流電。具體工作方法：

(1)沿7-7′勘探線剖面布設(shè)測(cè)點(diǎn)，一般為點(diǎn)距40m，靠近控礦斷層則逐漸加密到10m(圖3)；

(2)在剖面的每一測(cè)點(diǎn)位置挖深30cm～40cm、半徑30cm的坑，將制好的地電化學(xué)采樣器置于坑中，兩電極間隔30cm，倒入配置好的酸性提取液，然后用挖出的土回填壓緊，用電極導(dǎo)線將9v干電池的正、負(fù)極與離子接收器相連，電池置于坑外，做好標(biāo)識(shí)。

(3)將地電化學(xué)采樣器安置好后，隔48h，從采樣坑中取出作為離子接收器的載體物質(zhì)(泡塑)，在提取過程之前，預(yù)先被裝入提取電極，這種載體物質(zhì)本身是純凈的，在電提取之后，從提取器中取出的載體物質(zhì)被作為電提取樣品。

(4)將載體物質(zhì)(泡塑)從離子收集器中取出、晾干并編號(hào)，裝入袋中送化驗(yàn)室分析。

3.2.2 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試及數(shù)據(jù)處理

(1)載體物質(zhì)(泡塑)送貴州地礦局一一三地質(zhì)大隊(duì)測(cè)試中心測(cè)試，首先將泡塑在封閉的容器中灰化，再將灰化成份經(jīng)過酸溶等預(yù)處理，選用ICP-AES分析Pb、Zn元素。

(2)處理分析數(shù)據(jù)，作Pb、Zn元素的地質(zhì)—地電化學(xué)剖面圖和相關(guān)地球化學(xué)圖件。

3.2.3 異常解釋

在7-7′勘探線上前期已施工過1∶10 000土壤地球化學(xué)測(cè)量，由于污染嚴(yán)重，Pb、Zn化探異常不明顯，通過本次地電化學(xué)測(cè)量，獲得了兩個(gè)明顯”M”型雙峰地電化學(xué)異常，其中，02號(hào)異常與礦體吻合程度較好。特別是7-7′勘探線北西段存在一處隱伏地電化學(xué)異常-01號(hào)異常(圖3)，該異常一直未被發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過工程驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)一處構(gòu)造礦化帶。

圖3 貴州威寧涼山鉛鋅礦7-7′勘探線地質(zhì)地電化學(xué)剖面圖

4 小 結(jié)

通過在貴州威寧涼山鉛鋅礦區(qū)耿家寨礦段深部開展構(gòu)造疊加暈法，在地表厚覆蓋區(qū)開展地電化學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，預(yù)測(cè)深部有較好成礦信息，經(jīng)過鉆探工程驗(yàn)證，獲得較好的找礦效果，這表明構(gòu)造疊加暈法、地電化學(xué)測(cè)量法在貴州等巖溶及覆蓋地區(qū)深部尋找盲礦有較好效果，此方法、技術(shù)值得推廣。

參 考 文 獻(xiàn)

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