贛南高山角礦區(qū)物化探異常對隱伏礦產(chǎn)的預(yù)測作用

劉翠輝，李偉，賀根文，李江東，陳琪

（江西省地礦局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊， 江西贛州 341000）

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，對礦產(chǎn)品的需求量也在與日俱增，迫切需要尋找接替資源，而尋找新的資源的任務(wù)落在了危機礦山的攻深探邊和強覆蓋區(qū)的追索找盲的工作上［1］。尋找隱伏礦需要綜合多方面找礦信息，在抓住深部關(guān)鍵的地質(zhì)因素前提上，將地球化學(xué)和地球物理異常信息轉(zhuǎn)化為找礦標志，這是提高隱伏礦找礦效率的關(guān)鍵［2］。近年來，隨著原生暈法、構(gòu)造疊加暈法、地電化學(xué)法、深穿透地球化學(xué)方法、CSAMT等一系列新方法在礦產(chǎn)勘查方面的廣泛應(yīng)用和推廣，尋找隱伏礦床工作也變得實際可行［3-5］。

銀坑礦田位于南嶺成礦帶與武夷山成礦帶的交匯部位，構(gòu)造位置獨特，巖漿活動頻繁，是贛南最重要的金銀貴多金屬找礦遠景區(qū)［6］。礦田內(nèi)發(fā)育有破碎帶蝕變巖型、層控型、風化堆積型、隱爆角礫巖型等類型礦產(chǎn)，以柳木坑-牛形壩大型破碎蝕變巖型銀鉛鋅多金屬礦床規(guī)模最大。結(jié)合礦田內(nèi)開展的物化探方法可行性研究成果，土壤地球化學(xué)和游離汞氣異常對礦區(qū)隱伏破碎蝕變巖型礦產(chǎn)的具良好的指示作用［7-9］。因此，區(qū)內(nèi)選擇開展了地質(zhì)-土壤地球化學(xué)-汞氣-地球物理剖面測量工作，綜合分析異常信息，篩選礦致異常，為該區(qū)找礦勘查工作提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

礦區(qū)地層較簡單，主要出露中侏羅統(tǒng)羅坳組地層，其次為青白口系和南華系地層。羅坳組地層走向北東，與新元古代青白口系地層呈斷層接觸。巖性組合以湖泊相碎屑沉積為特征，底部為灰白-淺黃色砂礫巖夾薄層狀中-細粒砂巖，中上部為雜色泥巖、粉砂質(zhì)頁巖、粉砂巖及中-細粒砂巖呈韻律產(chǎn)出。巖石普遍發(fā)育硅化、絹云母化、黃鐵礦化等蝕變，地表常形成大面積“鐵帽”。

圖1 高山角地區(qū)地質(zhì)簡圖

礦區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，以北北東向推覆斷裂規(guī)模最大，其次為北東東向次級斷裂。推覆斷裂（F5）位于礦區(qū)北西側(cè)，走向北北東，傾向北西，傾角50°～80°，出露寬2m～10m，裂面舒緩波狀，帶內(nèi)見糜棱巖、構(gòu)造透鏡體及擠壓片理。北東東-近東西向次級斷裂普遍分布于高山角巖體外圍的羅紀地層中，規(guī)模較小，地表為褐鐵礦化破碎帶，是該區(qū)的主要的容礦構(gòu)造。

礦區(qū)大面積出露燕山早期高山角巖體，呈巖株狀產(chǎn)出，出露面積約為1km2。主要巖性為細粒斑狀黑云母花崗閃長巖，細粒似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；斑晶含量30%～50%，以斜長石為主，次為鉀長石和石英；基質(zhì)為細?；◢徑Y(jié)構(gòu)，粒徑0.5mm～1.0mm，主要礦物為鉀長石、斜長石、石英、黑云母，黑云母。根據(jù)趙正等人研究成果，高山角花崗閃長巖成巖年齡為160Ma，與南嶺銀坑礦田的貴多金屬成礦作用同期［10］。圍巖中發(fā)育少量花崗閃長斑巖和花崗斑巖脈。

2 物化探異常特征

2.1 地球化學(xué)異常

2.1.1 土壤元素特征

區(qū)內(nèi)已完成的1：10000土壤測量7.5km2，共完成1925個土壤樣品測試分析，分析元素為Mo、Cu、Pb、Zn、Ag、Au、As、W、Sn。利用SPSS軟件對測試數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，分析結(jié)果見表1。礦區(qū)土壤元素Pb、Au、As分布較廣，多集中與高山角巖體外圍，而元素Cu和Ag分布較為集中于巖體邊部及內(nèi)接觸帶；元素Pb、Cu、Ag具有明顯的三級濃度異常分帶，濃集中心明顯；元素Pb、Zn、Ag、As異常主要分布于巖體外接觸帶北段區(qū)域，套合度較好，具有良好的找礦指示作用。

2.1.2 壤中汞氣特征

此次工作共進行了南北向（D-D’、E-E’、F-F’）和東西向（G-G’、H-H’、I-I’）共三條地質(zhì)-土壤-汞氣綜合剖面測量工作。野外汞氣采集使用金絲捕汞管，將鋼釬打預(yù)定的測點附近的疏松覆蓋層內(nèi)0.5m～0.7m，拔出鋼釬后立即將螺紋采樣器旋人孔內(nèi)0.2m～0.35m深處，依次連接好螺紋采樣器、除塵過濾器、捕汞管和抽氣筒，并抽取最佳體積的氣體樣品。壤中氣汞量測量采用廊坊迪遠儀器有限公司的XG-7Z塞曼測汞儀。

表1 高山角地區(qū)土壤元素地球化學(xué)特征

根據(jù)汞氣測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析得知，具有變化范圍大（25ng/m3～931ng/m3）、高極值（峰背比最高可達16.05）和高背景值的特點。從E-E’綜合剖面中汞氣分布曲線可知見圖2，峰值主要集中于剖面中段700m～1500m范圍內(nèi)，依次呈現(xiàn)出5個明顯的異常峰值（峰值/背景值大于8）。通過對比實測剖面，5個異常峰值依次對應(yīng)的地質(zhì)體分別為：含礦破碎帶V2、花崗閃長巖脈、礦化破碎帶V3、石英粗砂巖、巖體侵入界線。由此可知，研究區(qū)壤中汞氣測量指示效果明顯，異常地質(zhì)體（如含礦破碎帶、巖脈、巖體侵入不整合界面）的壤中汞氣表現(xiàn)出明顯的高值，這也說明該方法能有效的應(yīng)用于該強覆蓋區(qū)的大比例尺填圖工作。

圖2 E-E’地質(zhì)-地球化學(xué)綜合剖面

2.1.3 巖石原生暈特征

結(jié)合研究區(qū)已開展的工作，選擇ZK1801、ZK1201、ZK0601三個鉆孔進行原生暈分析。采樣以連續(xù)刻線采集方法進行，每5m一個樣，每個樣品由5～7小塊巖石組合而成，對特殊地質(zhì)體（如斷層泥和裂隙充填物）適當加密采樣。樣品測試分析了Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Ag、Au、W、Sn、Mo共11個元素。

利用SPSS軟件對各元素相關(guān)性進行分析，分析結(jié)果見表2。分析可知：①Cu、Pb、Zn中溫元素表現(xiàn)出極強的相關(guān)性，三者為共伴生的關(guān)系，這與鉆孔中出現(xiàn)Pb-Zn-Cu礦脈的地質(zhì)現(xiàn)象一致，其中Pb、Zn元素為相關(guān)性系數(shù)接近1，接近完全共生產(chǎn)出；②低溫元素Ag、As、Sb之間相關(guān)性較好，與中溫元素相關(guān)性較強，其中，Ag和Sb元素與Cu、Pb、Zn元素具有較強的相關(guān)性，這說明Pb、Zn成礦共生有Ag，且Sb可以作為Pb、Zn、Ag的指示元素；③Au與其它元素都為負相關(guān)，與中高溫元素負相關(guān)較強，說明成礦不相關(guān)性；④高溫元素W、Sn具有較強的相關(guān)性，與中低溫元素表現(xiàn)為負相關(guān)。綜合鉆孔地質(zhì)編錄資料，鉆孔揭露有鉛鋅銅礦體，伴生有Ag礦化，這與原生暈分析結(jié)果一致。

表2 鉆孔原生暈各元素相關(guān)系數(shù)矩陣(N=253)

2.2 地球物理異常

通過對高山角礦區(qū)進行了磁法-可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）工作，完成磁法測量5km和CSAMT測點100個（點/50m）。根據(jù)物探異常解譯圖可知見圖3，磁法以正異常為主，集中分布于測線南端（2300m～3500m），最大值為150nT。CSAMT最大勘探反演深度達到-1200m，從視電阻率斷面電性圖中可知，總體可以分為3個電性層：第一電性層分布于1150m～1800m間的20m～-300m標高及1800m～3500m間的200m～-200m標高的范圍內(nèi)，電阻率值約為20Ω·m～600Ω·m，呈低阻異常特征反應(yīng)；第二電性層分布于1000m～1800m間的200m～-10m標高范圍內(nèi)，電阻率值約為600Ω·m～4000Ω·m，表現(xiàn)出三個較小的高阻異常濃集中心（圖3中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）；第三電性層分于整條測線范圍的-200～-1200m標高間，電阻率值約為600Ω·m～1500Ω·m，由淺到深部整體呈增大趨勢，呈中阻異常特征反應(yīng)。

根據(jù)區(qū)內(nèi)物性測量結(jié)果，鉛鋅多金屬礦石物性具低電阻、高極化、弱磁性或無磁性的特點，高山角花崗閃長巖具中高電阻、低極化、強磁性的特性，侏羅紀地層（細砂巖為主）為低電阻、中高極化、無磁性的物性特征。根據(jù)磁法測量結(jié)果，在測線1300m～1400m間存在一個明顯的磁性異常轉(zhuǎn)換界面，磁性由弱負異常轉(zhuǎn)變?yōu)槊黠@的正異常；異常兩側(cè)地層都為侏羅系羅坳組，南側(cè)巖石發(fā)育更為明顯的褐鐵礦化，地表則表現(xiàn)出更為明顯的黑褐色“鐵帽”。結(jié)合CSAMT反演結(jié)果，在1250m～1800m的100m～-100m標高間存在一個明顯的低阻異常濃集中心，與地質(zhì)實測（含礦）破碎帶對應(yīng)較好。因此，綜合推斷該低阻異常與銀鉛鋅（銅）礦化關(guān)系密切，可能為隱伏礦體分布區(qū)，并推測在1300m～1400m間存在規(guī)模較大的主斷層。綜合分析各電性層特征認為：第一電性層為低阻分布區(qū)，對應(yīng)為地表分布廣泛的褐鐵礦化細砂巖等，推測為褐鐵礦化（地表）、黃鐵礦化、硅化砂巖分布區(qū)；第二電性層中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個高阻異常濃集中心可能為花崗閃長巖、花崗斑巖脈所引起，與槽探工作所揭露出花崗閃長斑巖脈及ZK1801鉆孔中所見的花崗斑巖相對應(yīng)；第三電性層可能為強硅化細砂巖或花崗斑巖等。

3 異常信息綜合解譯

研究區(qū)屬南嶺中低山區(qū)，植被覆蓋厚，基巖出露較少，依靠簡單的地表填圖工作難以發(fā)現(xiàn)成礦信息。因此，能否有效地提取礦致異常信息對該區(qū)找礦具重要作用。氣態(tài)汞穿透能力，最容易沿斷裂構(gòu)造破碎通道向上遷移至地表，再被圍巖和土壤吸附（粘土、鐵錳膠體、有機質(zhì)等），形成壤中汞氣。元素Hg為親硫元素，常以自然汞和汞化合物的形式存在于Cu、Pb、Zn、Au等的硫化物中，是Cu、Pb、Zn等熱液礦產(chǎn)的通用指示元素。結(jié)合研究區(qū)成礦特點：以破碎蝕變巖型礦產(chǎn)為主，成礦元素以中低溫Cu、Pb、Zn、Au、Ag為主，與構(gòu)造關(guān)系密切，壤中汞氣在理論上對預(yù)測區(qū)的找礦有良好的指示作用。根據(jù)銀坑地區(qū)汞氣分布特點分析可知，汞氣異常具有疊加作用，即含礦破碎帶所表現(xiàn)出的汞氣異常遠遠高于非含礦破碎帶，這說明壤中汞氣異常能有效地指示該類礦產(chǎn)的分布［8］。因此，通過地質(zhì)-土壤-汞氣的剖面測量工作，對異常信息進行綜合對比分析，能有效地提取礦致異常。

本文以E-E’綜合實測剖面為例，進行地質(zhì)-土壤-汞氣綜合解譯剖面解譯工作見如圖2。從圖中可看出，壤中汞氣異常明顯，表現(xiàn)出連續(xù)分布的異常峰值，且異常峰值幾乎都對應(yīng)于剖面中特征地質(zhì)體的分布，包括礦化破碎帶、巖脈、巖體侵入界線等。綜合對比土壤元素與地質(zhì)剖面內(nèi)容得知，土壤中Cu、Pb、Zn、Ag主成礦元素套合度較好，元素Mo、Au次之，元素峰值分布較一致，依次劃出4個主峰值區(qū)（圖中①～④）。結(jié)合地質(zhì)剖面實測內(nèi)容，①～③峰值區(qū)與地表的褐鐵礦化破碎帶的分布范圍相一致；④峰值區(qū)分布于高山角巖體范圍內(nèi)，Cu、Mo、Pb、Zn、Ag元素異常明顯，套合度極好。對比土壤元素與汞氣分布得知：②和③元素異常峰值區(qū)與汞氣高值異常相吻合；①峰值區(qū)汞氣異常不明顯，這與該剖面前600m汞氣整體偏低有關(guān)，可能是由該段第四系覆蓋物和腐殖質(zhì)覆蓋極厚導(dǎo)致的汞氣效果較差；④峰值區(qū)不存在明顯的汞氣異常，地表為半-全風化斑狀花崗閃長巖，未見礦化異常信息，土壤元素異常高值可能與高山角巖體本身含較高的成礦元素有關(guān)，并非土壤次生富集造成的。由上述分析認為，①～③異常區(qū)具有較好的找礦潛力，尤以②和③異常區(qū)最具潛力，應(yīng)進行找礦驗證工作。

圖3 D-D’地球物理綜合解譯剖面圖

對比礦區(qū)最新勘探成果，區(qū)內(nèi)破碎帶蝕變巖型銀鉛鋅（銅）礦產(chǎn)主要分布于高山角巖體外圍的黃鐵娟英巖化砂巖中，與土壤異常元素和汞氣異常分布相吻合。根據(jù)D-D’剖面磁法和CSAMT解譯結(jié)果，推測在導(dǎo)線1300m～1400m間存在延深較大的斷層，在1250m～1700m區(qū)段的100m～-100m標高的低阻異?？赡転殂U鋅銅礦體所引起。通過對礦區(qū)北部施工ZK1801驗證鉆孔，深部揭露2條達工業(yè)品位的銀鉛鋅（銅）礦體，礦體空間分布與低阻異常濃集對應(yīng)較好，與物探異常對應(yīng)良好。目前，該區(qū)施工的鉆孔深度較淺，尚未對深部大規(guī)模發(fā)育的低阻異常進行驗證，是該區(qū)深部找礦工作的重點。

4 結(jié)論

（1）通過鉆孔原生暈分析，元素Pb、Zn、Ag、Cu相關(guān)性較好，與鉆孔中所揭露的脈狀銀鉛鋅（銅）礦體相對應(yīng)。土壤元素異常顯示，成礦元素Pb、Zn、Ag在巖體外接觸帶北段區(qū)域的異常分布疊合度較好，異常分帶明顯，是該區(qū)找礦重點區(qū)域。

（2）綜合對比地球化學(xué)測量結(jié)果，壤中游離汞氣對含礦破碎帶、巖脈具有良好的指示效果，表現(xiàn)為異常峰值；元素Cu、Pb、Zn、Au套合較好，與地表礦化破碎帶及汞氣異常峰值對應(yīng)較好。因此，綜合利用壤中各元素次生暈信息，能有效地指導(dǎo)該類隱伏礦產(chǎn)的勘查，為探礦工程的布設(shè)提供有力的依據(jù)。

（3）CSAMT和磁測數(shù)據(jù)綜合解譯能識別出隱伏巖脈的分布、構(gòu)造破碎帶的延伸、礦化蝕變帶的大致分布及高山角巖體深部侵位形態(tài)，深部低阻異常與鉆探工程所揭露的工業(yè)礦體對應(yīng)較好，顯示出良好的找礦預(yù)測作用。

（4）通過對高山角礦區(qū)物化探異常信息的解譯，結(jié)合鉆孔驗證成果，綜合認為土壤元素-汞氣-CSAMT綜合測量方法對礦區(qū)找礦勘查工作有明顯的指示作用，對區(qū)內(nèi)隱伏礦產(chǎn)勘查工作具有重要指導(dǎo)意義。