淺談斑巖型銅礦床的有效勘查技術(shù)方法

宋月梅

（山東省魯南地質(zhì)工程勘察院（山東省地勘局第二地質(zhì)大隊(duì)），山東 兗州 272100）

斑巖銅礦的概念由Emmons在1918年首次提出，隨著研究的深入將斑巖型銅礦床定義為：在空間分布和成因上與一些弱酸性的斑巖類小侵入體有關(guān)，規(guī)模巨大，低品位的細(xì)脈浸染型銅礦床。系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)斑巖型銅礦床的礦體可以產(chǎn)在斑巖體內(nèi)部或圍巖中，斑巖型銅礦床的成礦時(shí)代為顯生宙，主要是中、新生代[1]。斑巖型銅礦床與具斑狀結(jié)構(gòu)的中酸性淺成、超淺成的小型侵入體有時(shí)間、空間和成因聯(lián)系；圍繞侵入體的圍巖具有礦化蝕變分帶性，呈面型展布，蝕變礦物為大量硫化物礦物，富含黃鐵礦；礦石具細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。斑巖型銅礦床通常與其他成因類型如矽卡巖型礦床連續(xù)產(chǎn)出，形成成礦區(qū)或成礦帶，有時(shí)斑巖銅礦床還和其他礦種礦床相伴產(chǎn)出，構(gòu)成一個(gè)成礦系列[2]。該類礦床工業(yè)意義和經(jīng)濟(jì)意義重大，因此為對(duì)此類礦床進(jìn)行高效率高質(zhì)量全方位勘查并提高尋找該類礦床的勘查效益，需尋找行之有效的勘查技術(shù)方法，建立找礦預(yù)測模型，以發(fā)現(xiàn)新的斑巖銅礦床。目前普遍使用的是立體找礦即運(yùn)用研究所取得的該成因類型礦床的成礦規(guī)律建立三維礦床模型從而開展找礦部署，充分運(yùn)用現(xiàn)代航空和遙感技術(shù)，地面、坑道和井中地球物理，勘查地球化學(xué)技術(shù)及各種類型鉆探技術(shù)，實(shí)施立體找礦。

1 成礦地質(zhì)條件

1.1 巖漿巖條件

中酸性鈣堿性淺成、超淺成小型斑巖侵入體的存在是斑巖型銅礦床成礦的必要條件，以小侵入體或次火山巖體產(chǎn)出?；◢忛W長斑巖和石英二長斑巖為主要的含礦巖體，礦化多集中在巖體頂部，巖體形態(tài)復(fù)雜多變，有株?duì)?、筒狀、蘑菇狀、喇叭狀及不?guī)則脈狀等，巖株、巖筒狀對(duì)成礦較有利[2]。巖體年齡一般較年輕，大多數(shù)斑巖型銅礦床與燕山期斑巖體有關(guān)。

巖體的化學(xué)成分以富鉀為特征（K2O＞Na2O），且?guī)r體的酸性程度影響礦化類型，通常以銅為主的礦床Si2O含量一般在62%～68%之間[3]。

1.2 構(gòu)造條件

深大斷裂是含礦斑巖巖漿上升的通道，含礦巖體分布在深斷裂兩側(cè)的次生斷裂構(gòu)造體系中。在一些斑巖中，角礫巖化或角礫巖體與礦化密切相關(guān)，角礫巖體常分布于斷裂構(gòu)造交叉部位，在一個(gè)地區(qū)常成群出現(xiàn)，且沿一定構(gòu)造方向分布，這種角礫巖體通常在斑巖體中或其周圍呈筒狀分布，角礫巖筒直徑從數(shù)十米到數(shù)百米不等。礦體由細(xì)脈浸染狀礦石組成，賦存于巖筒內(nèi)。角礫巖筒是尋找斑巖型礦床的重要標(biāo)志之一。

1.3 圍巖

礦體的圍巖巖性影響礦體賦存部位、礦體形態(tài)等，斑巖型銅礦床的圍巖主要有硅鋁質(zhì)巖石和碳酸鹽巖兩大類。圍巖蝕變以中心式面型蝕變?yōu)樘卣?，這類蝕變圍繞侵入體中心呈同心圓狀或橢圓狀產(chǎn)出，范圍可達(dá)幾百米至幾公里，各蝕變帶的礦物組合常呈有規(guī)律地分布。圍巖蝕變分帶是尋找斑巖型銅礦床的主要標(biāo)志，為找礦勘探提供有益的線索和明確的方向。

2 找礦勘查技術(shù)方法

2.1 地質(zhì)填圖方法

地質(zhì)填圖法是最基礎(chǔ)的找礦方法，對(duì)于查明研究區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)概況具有重要意義，一些大型的斑巖型銅礦床就是在地質(zhì)填圖過程中發(fā)現(xiàn)礦化線索的。尋找斑巖型銅礦床可在1:20萬地質(zhì)圖基礎(chǔ)上，開展1:5萬和1:2.5萬的地質(zhì)測量，確定區(qū)域大地構(gòu)造位置，基本查明區(qū)域地層、構(gòu)造、巖漿巖，圈定遠(yuǎn)景區(qū)域，進(jìn)行更大比例尺填圖。在大比例尺地質(zhì)填圖中，查明巖漿巖體、構(gòu)造與成礦的關(guān)系、賦礦地層、圍巖蝕變分帶性、礦體產(chǎn)狀、礦物組合等，研究成礦規(guī)律和各種找礦信息。尋找斑巖型銅礦床的地質(zhì)標(biāo)志有：鐵帽；鐵的次生礦物、銅的次生礦物；蝕變特征；副礦物特征；含礦角礫巖帶。

2.2 地球化學(xué)方法

由于斑巖型銅礦具有Cu、Mo、Pb、Zn、S地球化學(xué)暈，因此通過巖屑、水系或土壤化學(xué)測量可以測定Cu、Pb、Zn、Mo、W、Ag等元素空間分布及濃度值變化特征，圈定化探異常[5，6]。

基巖的鉆孔地球化學(xué)調(diào)查也是針對(duì)斑巖型銅礦床的一種重要找礦地球化學(xué)方法，其內(nèi)容是從已知礦區(qū)鉆孔中抽取樣品，并對(duì)其進(jìn)行多元素分析，查明致礦元素的空間分布特征，以指導(dǎo)找礦。

2.3 地球物理方法

地球物理方法在尋找斑巖型銅礦床中應(yīng)用最多也最廣，有的物探信息甚至能直接指明找礦方向。所使用的地球物理方法包括磁法、電法、布格重力法、伽馬能譜測量等。通過上述方法測得的數(shù)據(jù)可表征巖（礦）石物性特征，對(duì)成礦母巖、成礦構(gòu)造和礦化蝕變帶等具有重要的識(shí)別作用，且有的物性參數(shù)可直接作為找礦標(biāo)志。

2.4 遙感地質(zhì)方法

利用遙感方法開展找礦工作一直是和圍巖蝕變緊密聯(lián)系在一起的，斑巖型礦床具有典型的蝕變分帶，構(gòu)成了蝕變找礦的基礎(chǔ)前提。

遙感數(shù)據(jù)還包含與礦產(chǎn)資源共生及形成緊密相關(guān)的礦物、巖石或蝕變礦化等地質(zhì)體與地質(zhì)現(xiàn)象反射和發(fā)射電磁波的特性。礦化異常信息作為成礦、控礦條件和找礦標(biāo)志等綜合的近礦標(biāo)志，可直接或間接利用遙感圖像反映的地質(zhì)體與地質(zhì)現(xiàn)象的空間特征和波譜特征予以識(shí)別。通過遙感手段進(jìn)行蝕變礦物填圖是斑巖型銅礦床勘查的有效勘查技術(shù)手段。

2.5 工程技術(shù)方法

在勘查過程中，需要對(duì)物化探和遙感手段等圈出的異常進(jìn)行驗(yàn)證，常通過探槽、鉆探等工程對(duì)異常進(jìn)行驗(yàn)證，并通過取樣分析等，查明礦床品位并評(píng)價(jià)礦床的工業(yè)意義和經(jīng)濟(jì)意義，為下一步礦床勘查提供類比依據(jù)。特別是鉆探，是異常驗(yàn)證過程中必不可少的工程技術(shù)手段。

3 利用三維地質(zhì)建模技術(shù)建立多源信息找礦預(yù)測模型

三維地質(zhì)建模能夠?qū)⒌匚锘b等多種勘查技術(shù)方法獲取的多源成礦找礦信息經(jīng)過處理后在計(jì)算機(jī)虛擬的三維空間下進(jìn)行疊加模型展示，突出找礦有利部位，同時(shí)還可建立綜合找礦模型。

多源信息找礦模型一般以礦床的成礦模式為基礎(chǔ)，以成礦信息的提取、濃縮、綜合為途徑，應(yīng)用圖解形式表達(dá)多源信息找礦模型的內(nèi)容。建立斑巖型礦床的找礦模型需綜合地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)和遙感地質(zhì)等多種找礦信息，對(duì)獲取的地質(zhì)、物化探和遙感數(shù)據(jù)，根據(jù)地質(zhì)成礦理論和已知礦床（點(diǎn)）特征，利用GIS軟件進(jìn)行“二次開發(fā)”和處理分析，尋找有利的找礦變量，并把主要控礦變量與已知的斑巖型銅礦床通過相關(guān)性分析建立數(shù)學(xué)權(quán)重模型，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為區(qū)域找礦模型。通過確定各個(gè)變量的權(quán)重，圈定找礦有利地段或成礦靶區(qū)。

4 結(jié)論

綜合國內(nèi)外典型斑巖型銅礦床的勘查過程其基本的找礦方法和模式為：先開展不同比例尺的土壤和巖石地球化學(xué)測量，在區(qū)域內(nèi)圈定地球化學(xué)異常區(qū)；在大比例尺找礦勘查活動(dòng)中，使用激發(fā)極化法、磁法和放射性法這三種地球物理方法獲取含礦巖石物性差異異常信息；此外，詳細(xì)收集勘查區(qū)范圍內(nèi)的遙感數(shù)據(jù)和航片資料，利用多光譜和高光譜遙感數(shù)據(jù)對(duì)比的方法對(duì)其開展系統(tǒng)的地質(zhì)解譯，進(jìn)行蝕變礦物填圖以及環(huán)形、放射狀、大型線性構(gòu)造識(shí)別。通過上述方法手段逐步縮小有利找礦靶區(qū)范圍進(jìn)行工程驗(yàn)證。將地物化遙綜合信息在三維地質(zhì)建模平臺(tái)上進(jìn)行建模，從而建立立體可視的多源信息找礦模型。

三維地質(zhì)建模已成為趨勢，其可視化、定量化、系統(tǒng)化為建立多源信息找礦模型帶來很大便利，為同類型礦床勘查提供了有利的方向。