云南省大馬尖山礦區(qū)地質(zhì)特征及深部綜合找礦預(yù)測(cè)

馮 毅 張志鵬 彭宇朝

(1.云南冶金資源股份有限公司；2.云南銅業(yè)礦產(chǎn)資源勘查開(kāi)發(fā)有限公司)

大馬尖山礦區(qū)位于云南省綠春縣騎馬壩鄉(xiāng)，地處成礦有利的構(gòu)造位置，礦區(qū)周?chē)鷱V泛分布各類(lèi)基性、中性、酸性巖漿巖，為成礦提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源，目前礦區(qū)外圍已發(fā)現(xiàn)數(shù)十種礦產(chǎn)[1-5]。大馬尖山為生產(chǎn)型銅(砷)多金屬礦山，已開(kāi)采30多年，已探明的銅(砷)多金屬礦體賦存于斷裂破碎帶F1中，產(chǎn)狀近直立，開(kāi)采高程為462～1 030 m，高差近600 m[6-8]。該礦山經(jīng)過(guò)多年持續(xù)開(kāi)采，目前礦產(chǎn)資源已面臨枯竭[9]。礦山采用探采結(jié)合的方式，大量采用坑探及鉆探工程逐步探明礦體地質(zhì)特征，以實(shí)現(xiàn)找礦增儲(chǔ)的目的。隨著礦山深部工程的建設(shè)，在已知礦體下部的石英斑巖內(nèi)外接觸帶附近發(fā)現(xiàn)了具有工業(yè)品位的鎢鉬礦體，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)礦山礦產(chǎn)資源接替、延續(xù)礦山服務(wù)年限十分有利。目前，礦區(qū)地質(zhì)找礦工作僅停留于地表填圖及坑探/鉆探工程揭露階段，勘查手段單一，欠缺物化探異常信息等找礦線索作為技術(shù)支撐，未能形成系統(tǒng)的找礦理論模型，目前找礦方向仍不明朗。根據(jù)礦區(qū)深部鉆孔揭露，F(xiàn)1斷裂深部及周邊成礦潛力較大。本研究在礦區(qū)分別進(jìn)行土壤地球化學(xué)測(cè)量、高精度磁測(cè)、激電中梯測(cè)量、音頻大地電磁法測(cè)量，針對(duì)性地查明礦區(qū)元素異常以及磁性體、硫化物、石英斑巖的分布情況，結(jié)合前人研究成果及工程揭露情況，對(duì)礦區(qū)外圍及深部找礦前景進(jìn)行探討。

1 礦區(qū)成礦地質(zhì)背景

大馬尖山礦區(qū)位于唐古拉—昌都—蘭坪—思茅褶皺系東南部的墨江—綠春褶皺帶、昔務(wù)備—騎馬壩—新寨背斜南翼(圖1)。礦區(qū)地層巖性為一套志留系下統(tǒng)區(qū)域淺變質(zhì)巖，原巖為淺?！诚嗄噘|(zhì)碎屑巖，傾向340°～30°，傾角33°～46°。區(qū)域構(gòu)造以褶皺和斷裂為主，巖漿巖種類(lèi)多且分布廣泛，活動(dòng)具有多旋回性，以燕山晚期侵入活動(dòng)最為強(qiáng)烈。大量花崗巖的侵入，帶入含礦熱液沿?cái)嗔褞А娱g虛脫部位充填—交代成礦。主構(gòu)造線平行或低角度斜交形成3個(gè)主要成礦帶，呈NW—SE向展布，由南至北分別為半坡金多金屬成礦帶、大馬尖山銅(砷)鉛鋅成礦帶和巴德轟東鐵銅礦化帶[10-11]。大馬尖山礦區(qū)位于渣瑪河南岸，除第四系(Q)砂質(zhì)黏土、粉砂及礫石外，主要出露志留系下統(tǒng)(圖1)。上部地層(S13)巖性為灰—灰黑色石英粉砂巖與粉砂質(zhì)板巖互層，夾鈣質(zhì)板巖、灰色石英砂巖；中部地層(S12)為灰—灰綠色長(zhǎng)石石英砂巖與灰綠—灰黑色石英砂巖互層，夾少量粉砂質(zhì)板巖；下部地層(S11)巖性為黃綠色絹云母板巖夾石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。

礦區(qū)銅(砷)礦體呈透鏡狀、板狀、脈狀，產(chǎn)狀較陡，一般為 70°～80°，局部近直立。礦體受石英斑巖和斷裂控制，一般產(chǎn)于石英斑巖與志留系地層接觸帶附近或斷裂破碎帶中，巖性與變長(zhǎng)(石)石英砂巖、絹云母板巖有關(guān)。鎢鉬礦體產(chǎn)于石英斑巖中，在石英斑巖與志留系地層或花崗巖的接觸帶附近富集，礦石呈致密塊狀，肉眼難辨識(shí)，僅在紫外光照射下呈現(xiàn)白色熒光。

圖1 大馬尖山銅(砷)多金屬礦區(qū)地質(zhì)特征

2 礦區(qū)地球物理及地球化學(xué)特征

2.1 地球物理特征

礦區(qū)采自地表、坑道、鉆孔巖芯的巖(礦)石樣品的物性參數(shù)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知：礦區(qū)巖(礦)石電性差異較大，銅礦石極化率最高，硅化板巖和花崗巖極化率偏高，說(shuō)明這2類(lèi)巖石有一定的金屬礦物、硫化物富集，其余巖(礦)石極化率均較低，礦與非礦具有明顯的極化率差異；銅礦石電阻率最低，砂巖、板巖類(lèi)中等，其余巖(礦)石電阻率均較高，石英斑巖和花崗巖最高?？梢?jiàn)，礦區(qū)巖(礦)石的極化率高低與銅礦化和金屬礦物、硫化物的富集程度有關(guān)；電阻率高低則取決于巖(礦)石的硅化程度，金屬礦物、硫化物越富集，極化率越高，電阻率越低、硅化程度越高，電阻率越高。此外，磁鐵礦具有較強(qiáng)磁性，褐鐵礦化、銅礦化、蝕變巖(礦)石次之，煌斑巖脈、花崗巖表現(xiàn)為弱磁性質(zhì)，其他巖(礦)石基本無(wú)磁性。綜合分析可知：礦區(qū)巖(礦)石磁性強(qiáng)弱與鐵質(zhì)礦物含量成正比，與硅化程度成反比，即鐵質(zhì)礦物含量越高磁性越強(qiáng)；硅化程度越高，高溫“退磁”效果越強(qiáng)，磁性則越弱，從側(cè)面反映了礦區(qū)熱液活動(dòng)頻發(fā)、劇烈。

表1 礦區(qū)巖(礦)石樣品物性參數(shù)

2.2 地球化學(xué)特征

分析表2可知：礦區(qū)As、Ag、Sn、W、Mo、Cu、Mn、Pb呈較均勻—不均勻分布，有富集成礦的可能，As、Sn、Cu、Mn、Pb、Zn背景值相對(duì)較高，說(shuō)明元素相對(duì)富集，可歸為主成礦元素；As、Au、Sn、W、Mo、Cu、Mn、Pb、Zn含量極大值較高，從元素組合看，礦區(qū)可能存在銅(砷)鉛多金屬和錫鎢鉬多金屬2類(lèi)礦床，與礦區(qū)發(fā)育該2類(lèi)礦化的地質(zhì)事實(shí)相吻合。

表2 礦區(qū)土壤樣品元素特征參數(shù)

注：Au單位為(×10-9)。

3 異常解譯

3.1 土壤地球化學(xué)異常

本研究土壤地球化學(xué)測(cè)量共圈定了3個(gè)異常，編號(hào)分別為H1、H2、H3。由圖2可知：①H1異常位于大馬尖山西側(cè)，異常包含Cu、Pb、As、W、Mo、Au、Ag等元素，以Pb、As為主，各元素重合性好，幅值一般，異常中心明顯，該異常往西可能仍有延伸，上覆地層為第四系砂礫巖、亞黏土，但在該地段未見(jiàn)礦化且無(wú)其余地質(zhì)體與之對(duì)應(yīng)，加之該段內(nèi)樣品點(diǎn)數(shù)少，工作程度較低，異常致因仍需進(jìn)一步查證；②H2異常位于大馬尖山北側(cè)，異常包含Cu、As、W、Mo、Au、Ag等元素，Cu、W異常較顯著，各元素異常對(duì)應(yīng)良好，幅值高，異常濃集中心明顯，往北仍有顯著延伸趨勢(shì)，與Ⅰ-2#礦體對(duì)應(yīng)，為礦致異常，此外，W、Mo異常顯著，表明F1斷裂既為容礦構(gòu)造也為熱液通道，下部應(yīng)存在石英斑巖體；③H3異常位于大馬尖山東側(cè)，以Cu、As、W、Mo、Au、Ag、Pb、Sn異常為主，異常規(guī)模較大，總體分為W、Mo、Au、As(對(duì)應(yīng)鎢鉬礦)和Cu、Pb、Zn、As、Ag(對(duì)應(yīng)銅砷多金屬礦)2種異常組合，其中W、Sn異常值大于分析上限1 000×10-6；w(Cu)最大為1 634×10-6，w(Pb)最大為5 145×10-6，各元素重合性好，幅值較高，異常內(nèi)出露石英斑巖及多條次級(jí)斷裂，該段內(nèi)賦存的小礦體與異常中心對(duì)應(yīng)較好，屬礦致異常。

3.2 磁異常

通過(guò)高精度磁測(cè)在礦區(qū)圈定了ΔT異常M1、M2、M3、M4、M5共5個(gè)磁測(cè)異常區(qū)。由圖3可知：①負(fù)磁異常位于測(cè)區(qū)中部橫貫東西，形成了NW—SE向異常帶，正異常在負(fù)異常帶南北兩側(cè)分布，石英斑巖體基本位于負(fù)異常中，正異常位于石英斑巖體的外接觸帶南側(cè)；②M2異常位于北部石英斑巖南西側(cè)，異常為不規(guī)則突變型正異常，ΔT曲線起伏較大，且明顯地與Ⅰ-1#礦體對(duì)應(yīng)，地表褐鐵礦化強(qiáng)烈，應(yīng)由Ⅰ#礦化帶的褐鐵礦引起，說(shuō)明礦區(qū)銅(砷)礦體表現(xiàn)出較弱的正磁異常；③M1、M3、M4、M5異常位于中部石英斑巖體南側(cè)，由西向東依次排布，ΔT場(chǎng)值0值線位置與地層、巖體界線基本吻合，正負(fù)異常成對(duì)出現(xiàn)，呈云團(tuán)狀，異常均較平緩，ΔT曲線起伏不大，說(shuō)明磁性體具有一定規(guī)模，并具有一定埋深，其中M3異常規(guī)模最大，正負(fù)場(chǎng)值均較高，礦致特征十分顯著，地表見(jiàn)鐵帽，下部施工坑道內(nèi)見(jiàn)磁鐵礦體，礦體位于正負(fù)異常交界處；④M4異常帶內(nèi)見(jiàn)突變點(diǎn)，正異常場(chǎng)值高且較明顯，負(fù)異常相對(duì)較弱，與M2、M3異常特征多有相同，推斷為銅(砷)礦體引起，位于Ⅰ#礦體延長(zhǎng)線東側(cè)，推測(cè)中間存在構(gòu)造錯(cuò)動(dòng)；⑤M1負(fù)異常顯然與石英斑巖有關(guān)，異常未封閉，表明石英斑巖向北西方向應(yīng)仍有延伸；⑥M5異常為民采老硐堆積物引起，為不具有找礦意義的干擾異常。

圖2 礦區(qū)土壤地球化學(xué)測(cè)量單元素異常特征

3.3 激電異常

本研究通過(guò)在圈定的磁異常重點(diǎn)地段開(kāi)展激電測(cè)量，探獲了IP1、IP22處異常，兩者主要位于Ⅰ#礦體延長(zhǎng)線東側(cè)，兩異常區(qū)均表現(xiàn)出低阻高極化電性特征，極化率10%～13%，電阻率集中于157～277 Ω·m，反映出該地段硫化物明顯富集，推斷礦區(qū)次級(jí)斷裂(Fw)位置如圖4所示。結(jié)合磁異常解譯結(jié)果，推斷異常是由銅(砷)礦體向東錯(cuò)動(dòng)所致。

圖3 綠大馬尖山礦區(qū)高精度磁測(cè)總場(chǎng)△T異常分布

3.4 音頻大地電磁(AMT)異常

分析圖5及相關(guān)測(cè)量資料可知：①礦區(qū)F1斷裂整體呈NNW走向，其中存大脈狀銅(砷)礦體(Ⅰ#礦體)向北至F9斷裂旁側(cè)煌斑巖一帶，推斷南至24#線后與F7斷裂逐漸交匯湮滅，F(xiàn)1斷裂整體陡傾接近直立，自北向南逐漸變淺，北部最深處可達(dá) 200 m，北部下方為花崗巖體，推測(cè)19#線以南下方為志留系板巖、石英砂巖地層；②F8、Fw斷裂走向NW—SE，至F1斷裂相交后向北東扭轉(zhuǎn)，向東錯(cuò)動(dòng)F1斷裂，F(xiàn)8斷裂在0#線至11#線一帶傾向NE，傾角約80°，北西淺南東深，下方為石英斑巖，F(xiàn)w斷裂規(guī)模較小，向東至F6斷裂湮滅；③花崗巖體分布于礦區(qū)北部較深位置，推斷為巖基伸出的1條巖株，西側(cè)界線已由鉆孔探明，在F1斷裂以西 180～220 m一帶，推測(cè)向南至19#～20#線一帶，東側(cè)界線未探明，巖體東高西低，南高北低；④石英斑巖體分布于花崗巖體上部外圍，巖體南高北低，向北斜插至F9斷裂、煌斑巖一線，東、南、西緣與板巖、砂巖地層接觸，推斷F1斷裂東西兩側(cè)出露巖體的下部應(yīng)相連，規(guī)模大，向東仍有延伸。

圖4 大馬尖山礦區(qū)激電異常特征

圖5 大馬尖山礦區(qū)11#～24#線AMT縱剖面

4 找礦預(yù)測(cè)

結(jié)合本研究物化探異常綜合解譯成果，在礦區(qū)內(nèi)圈定3處重點(diǎn)找礦靶區(qū)(圖6)。其中，1#靶區(qū)位于石英斑巖向北及北西延伸方向，磁測(cè)異常指向北，坑道AMT測(cè)量推測(cè)巖體的“根部”在該靶區(qū)內(nèi)，巖體內(nèi)外接觸帶為錫鎢鉬礦成礦的良好部位；②2#靶區(qū)位于石英斑巖向東延伸方向，下部應(yīng)為花崗巖體，該區(qū)土壤異常較好，推斷深部存在石英斑巖體，其內(nèi)外接觸帶應(yīng)存在錫鎢鉬礦體；③3#靶區(qū)位于F1斷裂內(nèi)大脈狀銅(砷)礦體南延長(zhǎng)線偏東位置，土壤、磁測(cè)、激電異常均指向該處，當(dāng)中存在構(gòu)造錯(cuò)動(dòng)，推斷F1斷裂向偏東方向錯(cuò)移，其內(nèi)應(yīng)存在銅(砷)鉛鋅礦體。

圖6 大馬尖山礦區(qū)找礦靶區(qū)分布

通過(guò)462坑道內(nèi)鉆孔ZK2-1驗(yàn)證了“石英斑巖和花崗巖界面較4#線、6#線深”的認(rèn)識(shí)，界面埋深較推斷結(jié)果相差30～50 m，并于石英斑巖上、下接觸帶上發(fā)現(xiàn)了厚60～80 m的鎢鉬礦層。鉆孔ZK7-4、ZK7-5揭露出1#靶區(qū)西側(cè)上部為石英斑巖，下部為志留系地層，東側(cè)下部為花崗巖，石英斑巖向東仍有延伸，表明后期鉆孔揭露結(jié)果與物化探異常解譯推斷成果吻合度較高。通過(guò)鉆孔ZK7-2 、ZK7-3、ZK7-5驗(yàn)證了“地表兩石英斑巖體下部相連”的推斷，往東延伸部分2#靶區(qū)為找礦重點(diǎn)區(qū)，在ZK7-3鉆孔中揭露出40～50 m厚的錫鎢礦層。588、726、926坑道工程驗(yàn)證了本研究關(guān)于“F1斷裂北深南淺”的推斷，在3#靶區(qū)穿脈中揭露的厚2～6 m的銅(鉛鋅)多金屬礦化體下延至926坑道后逐漸尖滅。

5 結(jié) 論

(1)尋找銅鉛鋅硫化礦的最佳勘查手段為磁測(cè)+激電+AMT測(cè)深的組合方式。尋找錫鎢鉬礦最佳勘查組合應(yīng)為土壤測(cè)量+磁測(cè)+AMT測(cè)量。選用方法時(shí)，應(yīng)按土壤測(cè)量、磁測(cè)、激電、坑道及試驗(yàn)剖面測(cè)試、AMT測(cè)深的先后順序，可分多期次進(jìn)行，注重各類(lèi)異常的相互驗(yàn)證。土壤測(cè)量、磁測(cè)面積宜盡可能大，應(yīng)包含背景值區(qū)域；開(kāi)展激電測(cè)量工作時(shí)應(yīng)有明確的目標(biāo)區(qū)；AMT測(cè)深應(yīng)盡可能包含試驗(yàn)對(duì)比剖面；勘探剖面布置應(yīng)包含已知礦體，如果老礦山存在干擾因素，則需預(yù)先制定干擾壓制方法和后期數(shù)據(jù)處理方法。

(2)土壤測(cè)量具有良好的指向性，異常具有面狀特征，無(wú)法反映深度上的信息，也難以具體到某個(gè)點(diǎn)或某個(gè)地質(zhì)體。磁異常對(duì)巖體、構(gòu)造的劃分具有良好的實(shí)測(cè)效果，能夠指明巖體的分布范圍和延伸方向。激電異常能夠有效反映金屬硫化礦物的分布情況，細(xì)化構(gòu)造劃分。AMT測(cè)深能夠完成礦區(qū)由“面”到“體”的物化探勘查格局，提供大量深度信息，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)地層、構(gòu)造、巖體的定性解譯。