熊耳山西青崗坪金礦床綜合找礦方法及礦床潛力評價

常嘉毅，梁新輝，劉燕青，張爭輝，張怡靜，田海濤，毛 寧

(1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 洛陽 471023；2.河南省金銀多金屬成礦系列與深部預(yù)測重點實驗室，河南 洛陽 471023)

熊耳山西青崗坪金礦床位于豫西洛寧縣境內(nèi)(東經(jīng)111°29′00″～111°32′00″；北緯34°08′00″～34°10′00″)，2007年提交的《河南省洛寧縣西青崗坪金礦詳查報告》查明金資源量905.1 kg。隨后相繼在礦區(qū)開展了巖石、土壤地球化學測量、EH4系統(tǒng)和雙頻激電測深、可控源音頻大地電磁測深等工作，后期根據(jù)物化探異常及地質(zhì)推斷布設(shè)了鉆探工程進行驗證。本文通過驗證效果對各種找礦方法在類似礦床的適用性進行評價，并根據(jù)現(xiàn)有資料集成成果對礦床潛力進行分析評價。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

西青崗坪金礦床位于華北板塊南緣，華熊臺隆熊耳山隆斷區(qū)中部。結(jié)晶基底為太古宇太華群片麻巖系，蓋層為中元古界熊耳群火山巖、中元古界官道口群碳酸鹽巖；區(qū)域斷裂帶主要為近東西向的馬超營斷裂、北東向的康山—七里坪斷裂、焦園—陶村斷裂等。區(qū)域主要礦床都分布在這些斷裂帶上，馬超營斷裂帶上分布著元嶺、前河、小南溝等構(gòu)造蝕變巖型金礦床；焦園—陶村斷裂分布著藿香洼、公峪等構(gòu)造蝕變巖型金礦床、祁雨溝爆破角礫巖型金礦、雷門溝斑巖型鉬礦床；康山—七里坪斷裂以及次級斷裂上分布著康山、上宮、干樹、虎溝、七里坪、小池溝等構(gòu)造蝕變巖型金礦床(圖1)[1-3,13]。區(qū)域巖漿活動發(fā)育，出露燕山期的花山、五丈山、金山廟等重熔型花崗巖體，另外還有一些小型斑巖體及爆破角礫巖體，大量研究表明區(qū)域金、多金屬礦床形成與燕山期巖漿侵入活動密不可分[4-6]。

SBF—三寶斷裂；MF—馬超斷裂；LF—欒川斷裂；SDF—商丹斷裂；1—古近系—第四系；2—新元古界欒川群；3—中元古界官道口群火山巖；4—中元古界熊耳群；5—太古宇太華群片麻巖；6—正長巖；7—混合花崗巖；8—閃長巖；9—燕山期花崗巖；10—地層界線；11—不整合面；12—斷層；13—背斜；14—倒轉(zhuǎn)背斜；15—金礦；16—銀礦；17—鉬礦圖1 熊耳山地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Xiong′ershan area

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

西青崗坪金礦床處于康山—七里坪金成礦帶的中部，礦區(qū)出露地層主要為中元古界熊耳群許山組、雞蛋坪組、馬家河組及零星分布的第四系。熊耳群許山組分布在礦區(qū)西北部，與下伏太古宇太華群地層呈角度不整合接觸，其巖性主要為杏仁狀安山巖、流紋巖；雞蛋坪組分布在礦區(qū)東南部，北東向延伸，為一套中基性、中酸性及火山碎屑巖的巖石組合，巖性以流紋巖、英安巖為主；馬家河組分布在礦區(qū)東南角，呈東西向延伸，巖性以安山巖為主，夾玄武安山巖及粗面巖。

礦區(qū)位于花山—龍脖背斜南翼，斷裂構(gòu)造發(fā)育，按走向分為北東向(F1)、近南北向(F6)和近東西向(F7)三組，各組斷裂構(gòu)造帶內(nèi)發(fā)育不同程度的金屬礦化。其中最主要的是北東向的F1斷裂，北東至巧女寨、南西至白石龍溝，全長4 500 m，寬20～100 m，沿走向具膨脹狹縮呈舒緩波狀特征，多見分枝復(fù)合，總體走向北東45°，傾向北西，傾角65°左右，時有陡緩變化。斷裂帶內(nèi)有不同的構(gòu)造巖石組成，如碎裂巖、角礫巖、糜棱巖及碎裂巖化安山巖，局部發(fā)育斷層泥。該斷裂為區(qū)域上康山—七里坪斷裂的一部分，具多期活動的特點，其力學性質(zhì)以壓、扭性為主，兼有張性，受熱液蝕變作用，伴隨各種蝕變現(xiàn)象的發(fā)生，主要為硅化、鉀化、青盤巖化等。

2.2 礦體地質(zhì)

區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)不同規(guī)模、不同礦化程度的含金構(gòu)造蝕變帶10余條，其中賦存于F1、F6、F7斷裂內(nèi)的含金構(gòu)造蝕變帶規(guī)模較大。礦體賦存在含金構(gòu)造蝕變帶內(nèi)，以礦區(qū)主礦體F1-1為例介紹礦體的大致特征：F1-1礦體產(chǎn)于F1含金構(gòu)造蝕變帶靠近下盤部位，近礦圍巖為構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、碎裂巖化安山巖等構(gòu)造巖類。礦體長度約175 m，控制垂深約290 m。礦體形態(tài)呈薄板狀，產(chǎn)狀為320°～330°∠60°～72°，厚度1.30～2.00 m，金品位1.01×10-6～14.22×10-6，平均3.01×10-6。頂?shù)装褰V0.4～1.5 m范圍具蝕變現(xiàn)象，圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、黃鐵絹英巖化、碳酸鹽化等礦體與圍巖界線較為清晰，局部呈過渡關(guān)系。

礦石結(jié)構(gòu)主要為他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造以角礫狀、塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造為主。礦石金屬硫化礦物以黃鐵礦、閃鋅礦為主，次為方鉛礦、黃銅礦、黝銅礦等；氧化礦物主要為褐鐵礦、赤鐵礦；金礦物主要為自然金，次為銀金礦及碲金礦；銀礦物有碲銀礦、碲金銀礦及自然銀、輝銀礦等。脈石礦物主要為石英、絹云母、綠泥石、鉀長石、鐵白云等。

2.3 礦床成因

礦床形成機制同熊耳山地區(qū)其它構(gòu)造蝕變巖型金礦床一致，上地幔和深部地殼中的大量的金等成礦元素，隨基性火山噴發(fā)和海相沉積作用分布于太華群及熊耳群地層中，后經(jīng)與多期構(gòu)造熱事件有關(guān)的區(qū)域變質(zhì)、巖漿活動，金等成礦物質(zhì)發(fā)生活化、遷移、再分配，并局部富集，經(jīng)燕山期重熔花崗巖漿活動形成巖漿期后熱液或成礦流體，在有利的儲礦構(gòu)造空間(引張空間)充填沉淀富集成礦，屬于中—低溫巖漿期后熱液作用形成的構(gòu)造蝕變巖型金礦床[7-9]。成礦時代研究主要集中在燕山中晚期，也存在一些分歧，將礦床成礦時代擴展至印支期[4-6]。

3 綜合找礦方法及效果評價

礦區(qū)詳查階段在淺部圈出金礦體5個，其中F1礦脈3個、F6礦脈1個、F7礦脈1個。后期開展的工作有以下幾項：1)全礦區(qū)開展了土壤地球化學掃面，并沿F1、F6、F7礦脈開展了土壤和巖石地球化學剖面測量；2)沿F1、F6、F7礦脈開展了EH4測量以及雙頻激電測深工作；3)在礦區(qū)北東端與干樹礦區(qū)接壤部位開展了可控源音頻大地電磁法測量；4)根據(jù)物化探異常并結(jié)合礦體延伸情況進行了工程驗證。

3.1 地球化學勘查及效果評價

通過地球化學勘查工作，在區(qū)內(nèi)圈定綜合地球化學異常24個，呈帶狀、長條狀沿F1、F6、F7礦脈分布，其中3個主要的綜合異常為7-甲3Au-Pb-Zn-Co-Sb(F1礦脈102線附近)、18-乙3Zn-Pb-Co-Ni-Sb-Au(F1礦脈132線附近)、21-乙1Zn-Pb-Ag-Co-Ni-Sb(F1礦脈150線附近)，見圖2。

7-甲3Au-Pb-Zn-Co-Sb(F1礦脈102線附近)異常區(qū)F1礦脈整體產(chǎn)狀為330°∠65°，見有硅化、鐵白云石化、褐鐵礦化、絹云母化、黏土巖化、局部黃鐵礦化，夾安山巖透鏡體，圍巖為安山巖。巖石剖面測量Au含量最高可達0.9×10-6，為明顯的礦致異常。18-乙3Zn-Pb-Co-Ni-Sb-Au(F1礦脈132線附近)異常區(qū)分布在F1、F6、F7交匯部位，多條次級斷裂交匯成網(wǎng)格狀，主構(gòu)造帶F1傾向西北，傾角74°，見有硅化、鐵白云化、褐鐵礦化等，異常元素組合反映以Pb、Zn和Au、Sb成礦為主，具有一定的強度和規(guī)模。21-乙1Zn-Pb-Ag-Co-Ni-Sb(F1礦脈150線附近)異常區(qū)異常沿F1礦脈分布，延伸長度大于1 300 m至區(qū)外。F1礦脈在此段產(chǎn)狀310°∠60°～70°，見有硅化、鐵白云石化、局部銅礦化、赤鐵礦化、鉀化。異常元素以Pb、Zn為主，強度較高，規(guī)模較大，為礦致異常[10]。

7-甲3Au-Pb-Zn-Co-Sb異常區(qū)本身位于102線已知礦體附近，后期在102線根據(jù)已知鉆孔向深部追索2個鉆孔，礦體品位分別達到2.00×10-6、1.65×10-6。反映出土壤、巖石地球化學異常與礦(化)體分布扣合較好；18-乙3Zn-Pb-Co-Ni-Sb-Au異常區(qū)處于三條礦脈交匯部位，在132線附近施工ZK01、ZK02、ZK03三個百米以內(nèi)的淺孔，以驗證礦脈地表至淺部的含礦情況，施工結(jié)果顯示最高金品位僅達到0.13×10-6，驗證效果較差，后期132線深部施工了一個850 m的鉆孔，最高金品位也僅達到0.19×10-6。較為遺憾的是，作為以Pb、Zn為主的異常區(qū)，未對鉆孔樣品進行Pb、Zn的檢測分析，從巖心特征觀察，局部可見少量的方鉛礦等硫化物的存在；21-乙1Zn-Pb-Ag-Co-Ni-Sb異常區(qū)范圍最大，但限于地形未進行工程驗證。驗證工程反映出礦區(qū)地球化學測量的大致效果，巖石剖面測量上的極值點可以反映出附近有礦(化)體的存在，土壤地球化學圈定的異常區(qū)也具有參考價值，總體來看礦區(qū)開展地球化學勘查工作對于縮小找礦范圍、圈定找礦靶區(qū)具有非常重要的作用。

3.2 EH4測量以及雙頻激電測深效果評價

礦區(qū)EH4測量以及雙頻激電測深采用的儀器為中南大學研制生產(chǎn)的SQ-3C雙頻激電儀，通過計算機程序(勞雷公司提供的軟件包)對反映礦體信息的視幅頻率(Fs)進行反演和正演，對礦區(qū)礦脈及礦體的分布進行分析預(yù)測，視電阻率斷面圖及平面圖顯示出本區(qū)電阻率與斷裂構(gòu)造發(fā)育和地質(zhì)推測基本相吻合，推測的構(gòu)造蝕變帶寬于實際，在平面上圈出9個激電異常帶[11]，具體位置見圖2。

1—第四系；2—中元古界熊耳群馬家河組；3—中元古界熊耳群雞蛋坪組；4—中元古界熊耳群許山組；5—地層界線；6—礦脈位置及編號；7—地層產(chǎn)狀；8—斷裂帶產(chǎn)狀；9—勘探線位置及編號；10—已知礦體位置；11—水系沉積物異常；12—甲級土壤異常；13—乙級土壤異常；14—EH4激電異常帶；15—可控源音頻大地電磁法測線；16—詳查階段施工鉆孔；17—后期驗證見礦鉆孔及編號；18—后期驗證未見礦鉆孔及編號圖2 礦區(qū)綜合找礦方法成果圖Fig.2 Achievement map of comprehensive prospecting method in mining area

后期施工的ZK01、ZK02、ZK04、ZK05、ZK07對圈定的部分激電異常帶進行了驗證，圖3為132線上圈定的激電異常及驗證效果。如圖3所示，根據(jù)電阻率反演的斷裂構(gòu)造推測位置與驗證鉆孔的地質(zhì)情況基本相吻合，推測斷裂帶寬度及規(guī)模大于實際鉆孔揭露的地質(zhì)情況：鉆孔揭露的F1斷裂帶頂板位置與電阻率反演結(jié)果近乎一致，鉆孔揭露的F1斷裂帶底板位置則明顯窄于電阻率反演結(jié)果；由于132線處于多條斷裂交匯部位，次一級的斷裂發(fā)育，電阻率反演結(jié)果顯示F1、F7基本相接，造成鉆孔揭露的F7斷裂帶位置與電阻率反演結(jié)果有一定的出入。

1—物探推測斷裂帶位置；2—激電異常帶；3—驗證鉆孔位置及編號；4—鉆孔分層位置；5—構(gòu)造角(泥)礫巖；6—碎裂巖；7—安山巖；8—鉆孔揭露斷裂帶位置及編號圖3 第132勘探線工程驗證效果圖Fig.3 Verification effect drawing of 132 exploration line project

剖面上圈出的兩個激電異常帶驗證效果顯示，ZK01、ZK02兩個鉆孔最高金品位僅為0.13×10-6，未發(fā)現(xiàn)有意義的礦(化)體。礦區(qū)及區(qū)域上類似礦床的已知礦體表明，礦體產(chǎn)狀與賦礦斷裂帶產(chǎn)狀基本一致，而該剖面的激電異常帶則呈現(xiàn)一個近似豎直的形態(tài)，同時淺部異常帶近地表區(qū)域與構(gòu)造角(泥)礫巖高度重合，構(gòu)造角(泥)礫巖含水性強，因此該激電異?？赡転樗芤盒纬僧a(chǎn)生高極化異常。

總體來看，EH4測量以及雙頻激電測深工作對確定斷裂蝕變帶的位置、產(chǎn)狀、延伸情況具有較好的效果，而由于受含水層影響，在厚大斷裂帶內(nèi)探測硫化物型金屬礦床效果一般。

3.3 可控源音頻大地電磁法測量效果評價

在礦區(qū)北東端與干樹礦區(qū)接壤部位開展了可控源音頻大地電磁法測量，測量測線方向垂直于礦脈走向，測點用天寶GEOXM2008手持GPS定位，點距40 m，儀器采用Ⅴ8多功能電法儀，電極距為40 m，最低工作頻率為0.125 Hz。供電測量時間為3 s，供電極距AB極的距離長為2～3 km，觀測單頻點平均觀測時間一般不少于60 s，數(shù)據(jù)處理由V8多功能電法儀相配套的MTSoft2D軟件包進行。

后期施工部分鉆孔視電阻率反演預(yù)測成果進行了驗證，圖4為98線上的驗證效果。反演的視電阻率為中等梯級帶，反演電阻率斷面上顯示，在+1 000～+1 400 m標高、160～400 m測距范圍為一高阻區(qū)，在+1 000～+1 200 m標高、600～680 m測距范圍為一中阻區(qū)，推測該范圍內(nèi)成礦條件差，礦化程度低，中間相對低阻帶即預(yù)測的F1通過地帶；+650～+950 m標高、80～560 m測距范圍為一個低阻圈閉合梯級帶，推測該范圍有較好的成礦條件。驗證孔施工效果顯示，+950 m標高以上F1通過位置與物探反演基本一致，而深部鉆孔最高金品位僅為0.17×10-6，并未揭露到有意義的礦(化)體，+650～+950 m標高的低阻圈閉合梯級帶也難以解釋，總體來看可控源音頻大地電磁法測量對指導(dǎo)礦床找礦效果較差。

1—物探推測斷裂帶位置；2—驗證鉆孔位置；3—鉆孔揭露斷裂帶位置圖4 第98勘探線工程驗證效果圖Fig.4 Verification effect drawing of 98 exploration line project

4 礦床潛力評價

1)物化探工作圈定的異常進行了部分的工程驗證，總體效果一般，但是物化探工作為礦區(qū)進一步勘查提供了找礦信息。實際上，化探工作圈出的7-甲3Au-Pb-Zn-Co-Sb(F1礦脈102線附近)異常地表本身有礦體露頭的存在，鉆探工程揭露其向深部的延深情況也較好(圖5)。因此，一旦根據(jù)物化探異常找出地表礦露頭，其深部的找礦潛力較大，F(xiàn)6、F7礦脈已知礦體的深部即為重點找礦方向。

2)化探工作在區(qū)內(nèi)圈出多個以鉛、鋅為主的異常區(qū)，局部還有地表老硐揭露到鉛鋅礦體，說明礦區(qū)具備一定尋找鉛鋅礦床的條件。另外在ZK1024中采取的鉆孔原生暈樣品顯示，在F1斷裂頂板圍巖中出現(xiàn)多處Pb、Zn、Cu異常，局部含量達到工業(yè)品位(圖5)，同樣反映出礦區(qū)形成鉛鋅多金屬礦床的潛力。

3)F1作為區(qū)域性大斷裂，經(jīng)壓性、張性、壓扭性構(gòu)造活動的多次疊加改造，近期施工的2 000 m鉆孔也證實F1構(gòu)造垂向延深至少1 800 m[11]。西青崗坪北東側(cè)的干樹金礦在F1深部探獲盲礦體規(guī)模已達大型規(guī)模[12]，西青崗坪金礦同干樹金礦F1規(guī)模、產(chǎn)狀、構(gòu)造巖特征相似，物化探驗證鉆孔顯示西青崗坪金礦F1圍巖蝕變與干樹金礦類似，具有找礦意義的蝕變特征[13-15]，因此礦區(qū)F1斷裂帶深部仍具很大的找礦潛力。

1—斷裂帶位置及編號；2—鉆孔位置及編號；3—坑道位置及編號；4—礦體；5—Pb地球化學原生暈曲線；6—Zn地球化學原生暈曲線；7—Cu地球化學原生暈曲線圖5 第102線地質(zhì)、地球化學綜合剖面圖Fig.5 Comprehensive geological and geochemical profile of line 102

5 結(jié)論

1)礦區(qū)開展了巖石、土壤地球化學測量、EH4及雙頻激電測深、可控源音頻大地電磁法測量等綜合找礦方法，驗證工程效果顯示，地球化學勘查對于縮小找礦范圍、圈定找礦靶區(qū)具有非常重要的作用；EH4及雙頻激電測深對確定斷裂帶位置、延伸情況具有較好的效果，探測硫化物型金屬礦床效果一般；可控源音頻大地電磁法測量對指導(dǎo)礦床找礦效果較差。

2)鄰區(qū)找礦成果對比顯示，西青崗坪金礦F1斷裂帶深部仍具很大的找礦潛力；F6、F7礦脈地表已知礦體向深部仍具找礦潛力；地表及鉆孔地球化學工作顯示礦區(qū)具有形成鉛鋅多金屬礦床的潛力。