原生暈找礦法在哈圖金礦深部找礦中使用的探討

俄地里斯·吾亞孜　地里夏提·買買提（西部黃金克拉瑪依哈圖金礦有限責任公司　克拉瑪依　834000新疆大學地質(zhì)與礦業(yè)工程學院　烏魯木齊　830047）

原生暈找礦法在哈圖金礦深部找礦中使用的探討

俄地里斯·吾亞孜①地里夏提·買買提②
（①西部黃金克拉瑪依哈圖金礦有限責任公司克拉瑪依834000②新疆大學地質(zhì)與礦業(yè)工程學院烏魯木齊830047）

在哈圖金礦深部找礦中，利用現(xiàn)今廣泛使用的地球化學方法-原生暈找礦法，通過系統(tǒng)的原生暈找礦采樣，運用數(shù)學地質(zhì)方法和手段，確定產(chǎn)生原生暈的元素組合，并建立原生暈模型，在深部鉆探、坑探、開拓工程中圈定深部暈體，從而達到深部盲礦體預測和判別已知礦體深部延深部分，且加以工程驗證提供可靠的地質(zhì)依據(jù)，從而加大了深部找礦的深度，為礦山長遠的發(fā)展提供資源保障。

原生暈找礦法深部找礦原生暈分帶特征金礦原生暈找礦模式

1　緒論

1.1哈圖金礦探礦概況

哈圖金礦位于新疆托里縣境內(nèi)，是大型金礦床，1963年地礦局地質(zhì)三大隊1∶5萬區(qū)調(diào)發(fā)現(xiàn)齊Ⅰ后，礦區(qū)進行了礦點檢查，后來地質(zhì)七大隊1976～1990年陸續(xù)在該礦區(qū)進行不同級別的探礦活動，提交了幾份地質(zhì)報告，儲量達到了中型黃金礦山規(guī)模，工作主要集中于探明近地表石英脈型礦體。1992～2002年期間，礦山在開采過程中，從未停止探礦活動，依靠坑探和坑內(nèi)鉆探，尋找近地表盲礦體，并提交了地質(zhì)儲量。截止2002年累計探明儲量已超過了大型黃金礦山最低儲量標準［1］。2002～2012年，探礦工作主要集中于礦區(qū)深部400～1 100m，采用深部鉆探技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了L27系列，提交很可觀的地質(zhì)儲量。雖然最深控制深度1 030m，但在標高325 m以下控制的資源量忽略不計，1 000m以下幾乎未控制。

由此看出，哈圖勘查深度逐步增加，已經(jīng)進入了深部找礦階段，深部找礦是礦產(chǎn)勘查工作一定歷史階段的必然。礦產(chǎn)勘查工作既是一項調(diào)查研究科學探索性工程，又是一項經(jīng)濟評價工作［2］。

1.2礦山儲量現(xiàn)狀

哈圖金礦當前的保有儲量比較客觀，但按照現(xiàn)有的生產(chǎn)規(guī)模計算礦山服務(wù)年限僅8年，屬資源危機（服務(wù)年限5～10年）的礦山。

哈圖金礦擴大了生產(chǎn)規(guī)模，開拓了1 000m豎井。開采深度從2002年的400m增加到2016年的近1 000m，開采深度的不斷加深迫使我們尋找深部盲礦體，勘查深度和預測深度更加加深。盡快開展哈圖金礦1 000～2 000m空間深部找礦，探索“第二找礦空間”的礦產(chǎn)資源潛力，是一項迫在眉睫的任務(wù)。

2　深部找礦理論依據(jù)

2.1國內(nèi)外找礦趨勢

在國外的找礦勘探與開發(fā)中，其勘探和開采深度日益增加，據(jù)不完全統(tǒng)計［3］，國外金屬礦資源開采深度超過1 000m的約有80多座。如：目前，世界開采最深的礦床是南非的Western Deep Level金礦，現(xiàn)已開采到4 800m；加拿大肖德貝里（Sudbury）銅鎳礦床，現(xiàn)已開采到2 000m，探測最深的礦體位于地下2 430m；加拿大諾蘭達（Noranda）礦田的米倫貝齊、科伯特、安西爾等礦床，主礦體深度均在700～1 280m。因此，探采深度差距即為我們深部找礦的良好空間，見圖1。

圖1　礦產(chǎn)資源的深部潛力

2.2理論依據(jù)

根據(jù)前沿的成礦理論研究表明，地殼內(nèi)礦床形成的深度隨礦床類型的不同而成礦深度各異，理論和實驗巖石學試驗認為：與超基性巖類有關(guān)的鉻鐵礦床在地殼中形成大于20～30km；硫化銅鎳礦床形成的最大深度達10km；熱液成礦系統(tǒng)的垂直延伸可達4～5km或更深；矽卡巖型礦床在4～5km；火山巖型礦床侵位小于2km；熱鹵水型成礦作用小于2km；沉積成礦作用為地表水體。

韌性剪切帶型礦床的成礦深度在2km（淺部帶）、3～5km（中淺部帶）、5～10km（中部帶）、大于10km（深部帶）。根據(jù)成礦理論，成礦有利空間位于地下5～10km的范圍，該空間處于地殼內(nèi)外動力的復合場和多種成礦要素突變的轉(zhuǎn)折帶，適宜大量巖漿礦床、熱液礦床、矽卡巖礦床的產(chǎn)出［8］。對于哈圖金礦，本人贊同巖漿熱液礦床的成因觀點，哈圖金礦的形成與周圍花崗巖體密切相關(guān)。

哈圖金礦田由壓扭性人字形構(gòu)造控制，主斷裂（安齊斷裂）北西盤發(fā)育次級斷裂，近地表未和主斷裂明顯匯合，判斷總體與主斷裂構(gòu)成人字型，礦化區(qū)和礦集區(qū)分布在次級斷裂中，本次原生暈工作也在分支斷裂一側(cè)進行。玄武巖是賦礦圍巖，根據(jù)鉆探和坑探資料顯示，玄武巖體深部還未揭底，為深部成礦提供了良好的成礦空間。

根據(jù)礦床范圍內(nèi)礦體產(chǎn)出特征來看，從地表起礦體尖滅再現(xiàn)、尖滅側(cè)現(xiàn)現(xiàn)象比較明顯，總體看來在傾向上具有等距性；主礦體的品位、厚度變化系數(shù)指示礦體厚度和組分上變化比較穩(wěn)定；后期構(gòu)造對礦體的破壞作用幾乎較小，礦體總體往東東北方向側(cè)伏，側(cè)伏角約30°，但L27-8、L27-14、L27-17主脈標高500m以下具有尖滅的趨勢。通過深入分析，筆者認為哈圖金礦深部找礦潛力較大。深部“第二找礦空間”進行探索，1 000～2 000m空間值得做新一輪探礦工作。

3　原生暈找礦法

原生暈找礦法是利用礦體或其他地質(zhì)體周圍賦存在巖石中的地球化學分散暈進行找礦的地球化學方法［4］。原生暈找礦法為地球化學找礦的最主要方法之一。在目前礦產(chǎn)勘查資源的新形勢下，原生暈找礦對發(fā)現(xiàn)新的礦產(chǎn)地、深部找礦（難識別礦隱伏礦）、增加礦產(chǎn)儲量、為危機礦山找礦、延長礦山服務(wù)年限等方面發(fā)揮更大的作用，尤其是在找隱伏礦體和盲礦體方面更具優(yōu)勢。

3.1原生暈找礦法采樣

3.1.1采樣工程及介質(zhì)

原生暈采樣利用現(xiàn)有井下沿脈、穿脈、天井、石門、坑內(nèi)鉆孔等井下工程和地表已施工的鉆探工程（鉆孔巖芯），無需再施工任何工程。在深部鉆孔和坑道采樣，加大了原生暈法的找礦深度，提高了找出已知礦體下部盲礦體的可能性。采樣介質(zhì)是礦體、構(gòu)造破碎帶、蝕變帶、圍巖等。

3.1.2采樣方法

測網(wǎng)的選擇與勘查階段的地質(zhì)任務(wù)有關(guān)，本次工作采用不規(guī)則測網(wǎng)（不按一定網(wǎng)度采樣），以特定面積大小為采樣單元。每個采樣單元內(nèi)均勻地采8～12個子樣，并組合為一個單元樣品，其原始重量不小于0.3kg。采樣間距：礦體附近0.5～5 m（隨礦種和礦體寬度變化），圍巖5～10m（按巖性變化而定）［5］。

這種采樣方法大幅度減少了樣品的采集和分析工作量，降低了勘探成本，能快速而有效地追蹤礦區(qū)化探異常源，評價其找礦遠景，確定找礦靶區(qū)和更有效地查明礦區(qū)（床）地球化學特征。

3.2元素組合、指示元素組合

根據(jù)長春地質(zhì)學院對齊Ⅰ礦區(qū)的各類巖石25種元素進行系統(tǒng)測試［6］，以及統(tǒng)計的與成礦有關(guān)區(qū)域背景值、礦區(qū)背景值、異常平均值、礦體含量平均值及異常襯度值等礦區(qū)地球化學特征，可知異常襯度值大于1的主要成礦元素有：Au、As、Sb、Bi、Hg、W、Mo等八種元素。這些元素與成礦關(guān)系密切，而且形成的異常顯著，可作為指示元素。

哈圖金礦的水平分帶（由內(nèi)向外）：W、Mo、Bi、As、Au、Ag、Se-Au、As、Ag、Sb、Hg-sb、Hg、B、Ba；垂直分帶（由上向下）：B、Ba、Hg、Sb-Ag、As、Se、Au-Bi、Mo、W，具有明顯的水平分帶和垂直分帶現(xiàn)象，基本符合原生暈分布的普遍規(guī)律。

3.3原生暈定量指標及解釋

解釋推斷技術(shù)研究中，融進了國外的工作方法，創(chuàng)新了原生暈方法技術(shù)。研制了劃分濃度帶的方法［9］，提出把原生暈分成外帶、中帶、內(nèi)帶等三個濃度帶。確定背景與異常下限應(yīng)用了正態(tài)分布等統(tǒng)計學方法，在處理數(shù)據(jù)和分析過程中運用數(shù)學地質(zhì)手段和分析方法，對原始數(shù)據(jù)進行處理加工。

異常強度采用襯度系數(shù)、分帶指數(shù)、變化指數(shù)、濃集系數(shù)、變化分帶指數(shù)；異常規(guī)模采用元素襯度值、線（面）金屬量；異常的含礦性采用元素對比值、濃度梯度和元素的活動性等參數(shù)。提出區(qū)分分散礦化與有價值的礦化應(yīng)從異常強度、規(guī)模及組分來考慮。以分帶指數(shù)累乘直比作為定量預測標準，如：（Sb*Pb*Cd*Ag）D/（As*Sn*Mo*W）D作為深部礦體評價的指標，甚至結(jié)合黃鐵礦的微量元素特征來判別深部盲礦體存在可能。

異常的元素組合多，成礦元素異常的規(guī)模大，濃度高，濃度梯度變化明顯，具有濃集中心。利用元素比值和幾種元素異常相互疊加的部位是最有利于找礦的最佳位置。

3.4建立深部礦體預測模型

使用原生暈方法的關(guān)鍵是建立礦床的巖石地球化學模式，或暈在空間的分布模式。其主要內(nèi)容有兩項，第一是礦體頭部暈中的元素組成應(yīng)與礦體尾部暈中的元素組成有區(qū)別；第二是要盡可能區(qū)分暈中元素與礦床形成有成因關(guān)系的部分和無成因關(guān)系，但有空間分布關(guān)系的部分。建立模式時，最好用與礦床形成有關(guān)的元素，這種在已知區(qū)建立的模式才能較好地用于未知區(qū)的預測。

3.4.1原生暈軸向分帶序列

我國主要類型金礦床的原生暈軸向分帶序列研究并列出了63個不同類型、不同規(guī)模典型金礦床的原生暈軸向分帶序列［7］，見圖2。應(yīng)用典型礦床的軸向分帶序列確定礦床的前、尾暈特征，指示元素最接近實際，并且預測盲礦體準確性較高。典型金礦床原生暈軸向分帶序列的概率統(tǒng)計，得出了中國金礦床原生暈綜合軸向（垂直）分帶序列，從上到下是：

（1）前緣暈—分布礦體前緣及上部：As、Hg、F、Sb、（Ba、B）；

（2）近礦暈—分布礦體中部：Pb、Ag、Au、Zn、Cu；

（3）尾暈—分布礦體下部及尾部：W、Bi、Mo、Mn、Ni、Cd、Co、V、Ti［7］、［12］。

圖2　元素軸向分帶序列［11］

3.4.2原生暈理想模型預測準則

金礦床原生暈軸向地球化學參數(shù)疊加結(jié)構(gòu)的理想模型及“轉(zhuǎn)折”預測準則是地球化學參數(shù)在連續(xù)上升（或下降）時發(fā)生“轉(zhuǎn)折”，即由升（降）到降（升），則反映了另一階段形成礦體前緣暈疊加，指示礦體向下延伸還較大。若在礦體尾部及尾暈出現(xiàn)“轉(zhuǎn)折”反映了深部盲礦前緣暈疊加，則指示深部還有盲礦存在［10］，見圖3。

圖3　金礦原軸向地球化學參數(shù)疊加結(jié)構(gòu)的理想 模型

在礦體周圍前緣暈、近礦暈、尾暈分布具有明顯的分布規(guī)律，同時還存在暈體的疊加情況，正確區(qū)分盲礦體的前緣暈和不同成礦階段所形成的暈體，圈定隱伏礦體形成暈體后結(jié)合礦體地質(zhì)特征，構(gòu)造展布特征，以便達到最佳效果和建立金礦原生暈找礦模式，見圖4。

3.5工程驗證

根據(jù)原生暈找礦模型的推測盲礦體及已知礦體未知部分，并有效的圈定礦體賦存的空間位置，最后通過工程驗證達到找礦目的。由于哈圖金礦深部找礦深度較大，因此，在工程驗證中建議使用井下鉆探工程手段，進一步降低探礦的經(jīng)濟投入。

4　總結(jié)

深部找礦是當今礦產(chǎn)勘查的一個難題，是一個巨大的系統(tǒng)工程，一項科學探索性工作。深部找礦工作的影響因素諸多，并且各種找礦方法都有局限性，因此在找礦方法和思維上需要探索和創(chuàng)新。

圖4　金礦原生暈找礦模式

上述的找礦方法是筆者通過深入研究在哈圖金礦地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上推薦使用的找礦方法，但實際工作中必須做到以下幾方面結(jié)合。

（1）物化探方法相結(jié)合：使用原生暈找礦方法同以往物探資料相結(jié)合，甚至使用新興的地下物探手段相結(jié)合。

（2）化探方法和數(shù)學地質(zhì)相結(jié)合：原生暈找礦方法的同時使用有效的元素比值、相關(guān)分析、聚類分析、趨勢分析等數(shù)學地質(zhì)方法結(jié)合使用。

（3）勘查方法和地質(zhì)理論相結(jié)合：原生暈找礦與勘查理論、地質(zhì)構(gòu)造理論、成礦理論、成礦規(guī)律、控礦因素、找礦標志相結(jié)合。

［1］新疆有色地質(zhì)勘查局706隊.新疆托里縣哈圖金礦齊Ⅰ金礦深部詳查總結(jié)報告.2013.

［2］陳毓川.加強深部找礦的幾點認識，百度文庫.2007.

［3］中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所.國外礦產(chǎn)資源深部找礦勘探的現(xiàn)狀與趨勢，中國地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站.2007.

［4］劉崇民.金屬礦床原生暈研究進展［J］，地質(zhì)學報，2006 （80）10.

［5］李艷軍.礦產(chǎn)綜合勘查技術(shù)講義，中國地質(zhì)大學，內(nèi)部資料.2014.

［6］新疆有色地質(zhì)勘查局706隊.新疆托里縣哈圖金礦齊Ⅰ金礦深部詳查總結(jié)報告.2013.

［7］李惠，張文華，等.中國主要類型金礦床的原生暈軸向分帶序列研究及其應(yīng)用準則［J］，地質(zhì)與勘探，1999（35）1.

［8］胡國成.深部及隱伏礦床的地球化學尋找方法綜述，中山大學研究生學刊（自然科學、醫(yī)學版）［J］，2011（32）1.

［9］劉崇民，馬生明.我國原生暈研究50年的主要成果［J］，物探化探計算技術(shù)，2007年（29）增刊（1）.

［10］李惠，張文華，等.金礦盲礦預測的原生暈軸向“反（向）分帶”和地化參數(shù)軸向“轉(zhuǎn)折”準則［J］，桂林工學院學報，1999（19）2.

［11］中國地質(zhì)大學地球科學學院.勘查地球化學講義ppt講稿，內(nèi)部資料.2014.

［12］李惠，禹斌，魏江，趙佳祥，等.構(gòu)造疊加暈預測金礦盲礦的共性與特性，礦山深部找礦理論與實踐［M］，中南大學出版社，2014.

［13］曹新志.關(guān)于深部找礦概況介紹，中國地質(zhì)大學（武漢），內(nèi)部資料.2014.

收稿：2016-06-20

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.06.013