吉林汪清杜荒嶺礦區(qū)土壤熱釋汞測量對比研究及找礦預(yù)測

(1.廣州市地質(zhì)調(diào)查院 廣東 廣州 510000)(2.桂林理工大學(xué)廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點實驗室 廣西 桂林 541004)

一、引言

汞礦化或汞異常對金礦的勘查有著重要的指示意，汞作為金的重要遠程指示元素在金礦勘查中已被廣泛應(yīng)用。汞具有較強的穿透力，由地下深部上升的汞蒸氣，沿著構(gòu)造斷裂和破碎帶上升，從地面以下幾百米甚至幾千米，可以一直到地表，即使疏松覆蓋物較厚，地表土中仍有汞的異常顯示。

根據(jù)Hg0和汞化合物熱釋溫度，采用控溫測量土壤中與礦有密切關(guān)系的迭加價態(tài)汞達到尋找隱伏礦的目的，這就是土壤熱釋汞測量法的基本原理(欒繼深等，1981)。

本文中，作者從已知礦床剖面不同熱釋溫度入手，結(jié)合實驗對比研究結(jié)果與實際地質(zhì)情況確定土壤熱釋汞的最佳熱釋溫度，并利用其達到準確的預(yù)測未知區(qū)隱伏礦體的目的。

二、礦區(qū)地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)被廣泛發(fā)育的燕山早期巖體所覆蓋，地層出露面積較小。工作區(qū)北部有小面積的二疊系開山屯組砂礫巖、礫巖及板巖出露。礦區(qū)南部可見中生界侏羅系上統(tǒng)金溝嶺組出露，巖性為紫-灰黑-黑綠色致密塊狀安山集塊巖、安山角礫巖、中性玻屑—晶屑凝灰?guī)r、安山巖夾凝灰砂巖，底部為安山凝灰礫巖，礫巖成分復(fù)雜，渾圓度好，為凝灰質(zhì)膠結(jié)，但該地層也多被第三系土門子組所覆蓋。

工作區(qū)位于東西向復(fù)興-杜荒子斷裂帶東部。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以東西向為主，并發(fā)育有北東東、北東、北北東、北西向四組次級構(gòu)造。區(qū)內(nèi)成礦主要受東西向主構(gòu)造帶控制，含金地質(zhì)體均賦存在該帶內(nèi)，次級構(gòu)造與成礦關(guān)系不密切。

工作區(qū)被大面積出露的燕山早期巖體所覆蓋。巖性組成有花崗閃長巖、花崗斑巖、石英閃長巖、花崗巖等。并有安山巖、閃長斑巖脈穿插。

三、樣品溫度實驗

利用樣品重量和測試時間結(jié)果，保持樣品重量為100mg和熱釋時間為90s不變。本次實驗我們對礦區(qū)J0測線采集的14個土壤樣品進行溫度實驗，通過不同溫度的實驗數(shù)據(jù)對比，找出與已知剖面的已知礦體對應(yīng)對應(yīng)最好的曲線，從而確定測試溫度。

結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)資料和土壤熱釋汞熱釋溫度曲線圖,做了160℃、220℃、300℃和650℃四個溫度條件下的樣品測試，其中650℃熱釋汞為全汞(Hg0、Hg1+和Hg2+)。

利用測試溫度實驗數(shù)據(jù)，結(jié)合礦區(qū)J0測線已知地質(zhì)剖面繪制地質(zhì)-地化剖面(圖1)。從圖中可以看出，四個溫度測出的汞含量大小大致為160℃<220℃<300℃<650℃。不同的溫度對礦體所指示的清晰度不一樣，其中160℃和220℃能大致指示下方礦體，300℃和650℃所測出汞的數(shù)據(jù)曲線能清晰地指示出下方的礦體。異常呈寬峰形態(tài)分布，異常寬度60米，從11到14號測點，正好處于礦體正上方，吻合程度非常好，測點基本控制住了剖面。

四、不同溫度汞異常對比

本次工作在礦區(qū)內(nèi)布設(shè)了8條剖面(0線-7線)，勘查網(wǎng)度為200×40米，其中5線、6線從48到56測點進行了加密，點距為20米，共采集土壤樣品322個。為了能夠更加清晰分析不同的測汞溫度對該地區(qū)找礦預(yù)測的影響，對杜荒嶺礦區(qū)的樣品分別進行了300℃和650℃條件下的重復(fù)測試，最后對測區(qū)兩個不同溫度的異常圖結(jié)合地質(zhì)條件進行對比研究。

利用直方圖解法處理后將數(shù)據(jù)背景值加2、4、6倍標準差按外、中、內(nèi)帶繪制出異常平面圖，300℃異常外帶(圖2)為3.8ppb，中帶為5.2ppb，內(nèi)帶為6.7ppb；650℃異常外帶為5.8ppb，中帶為7ppb，內(nèi)帶為8.2ppb，其中650℃異常為對比異常。

300℃異常主要集中在中部與南部，此外還有幾個單點異常。其中中部異常規(guī)模巨大，橫跨2、3、5、6、7線，起點為2線19號點，終點為7線5號點，異常峰值為16.6ppb，位于3線22號點，異常襯度值為6.91，異常走向東西，長度約為800米，三級分帶明顯。南部異常位于4線5號點與5線5號點之間，三級分帶明顯，異常峰值為14.3ppb，位于4線5號點，異常襯度值為5.96，異常均位于中細粒石英閃長巖內(nèi)。

650℃異常比較分散，主要由南部和東部兩個大規(guī)模異常帶組成，三級分帶明顯，其余基本為單點異常，其中南部異常與300℃異常基本相似，主要區(qū)別在于中部，300℃中部異常無論在規(guī)模還是連續(xù)性都比650℃異常在同位置下體現(xiàn)得更清晰。

為了更好地指導(dǎo)未知區(qū)找礦，將地電化學(xué)提取主成礦元素Au異常平面圖與之對比。從圖中可以看出，300℃異常與Au異常套和關(guān)系非常好，特別是中部異常，其套合面積大且連續(xù)性不錯。650℃異常雖然能與Au異常大致套合，但總體清晰度不如300℃異常，由于其高背景值，甚至還漏掉了一些異常。由此可知，在該測區(qū)應(yīng)用汞測量方法找礦過程中，300℃圖異常符合該區(qū)的地質(zhì)找礦條件，這為測區(qū)礦床的定位指出了明確的方向。

測線4、5、6線北部區(qū)域雖然表面有細脈狀礦化體，但經(jīng)過鉆探工程驗證后發(fā)現(xiàn)見礦效果不理想，由于該區(qū)屬于當?shù)啬径胤N植區(qū)，可能對樣品造成污染出現(xiàn)假異常。綜合各因素，本次找礦的重點放在礦區(qū)中部異常帶。根據(jù)異常規(guī)模、強度、形態(tài)變化與地質(zhì)條件的吻合程度共圈定了4個找礦靶區(qū)，按照找礦潛力大小分三個等級，即Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類(圖5)。

Ⅰ類靶區(qū)：汞和金異常強度和規(guī)模較大，三級濃度分帶明顯，其中3線22號點金異常峰值31.89ppm，襯度值為8.5，處在測區(qū)中部，汞和金元素異常套合好，具有極大的找礦潛力。

Ⅱ類靶區(qū)：汞和金異常強度和規(guī)模中等，三級濃度分帶明顯，處在測區(qū)東南部和中南部,汞和金元素異常套合較好，處于找礦有利部位，具有一定找礦潛力。

Ⅲ類靶區(qū)：此靶區(qū)內(nèi)汞無明顯汞異常但顯示有金異常，由于此區(qū)處于當?shù)啬径N植地范圍內(nèi)，周圍有工業(yè)垃圾，樣品可能受到污染，推測為假異常。

五、結(jié)論

(1)已知剖面進行熱釋汞研究表明，每一個溫度條件下所測出的汞含量曲線在礦體上方均大致出現(xiàn)明顯異常，四個溫度測出的汞含量大小為160℃<220℃<300℃<650℃，這是因為溫度越高，樣品釋放的汞越多。

(2)結(jié)合地質(zhì)背景表明，300℃異常從規(guī)模和強度都與主成礦元素Au套合關(guān)系很好，且異常位置位于本區(qū)構(gòu)造成礦有利部位，得出300℃條件適合該區(qū)土壤樣品測試。

(3)通過可行性研究與未知區(qū)找礦實踐表明，土壤熱釋汞測量法對于找隱伏金礦是有效的。