礦區(qū)深部礦脈對礦山地質(zhì)找礦的影響研究

韓小賓

（河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066600）

地質(zhì)礦產(chǎn)資源需求的增加使得相關(guān)開采行業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，這種發(fā)展不僅僅體現(xiàn)在對勘查范圍的提升上，同時(shí)也體現(xiàn)在勘查技術(shù)的優(yōu)化上[1]。隨著地質(zhì)物探技術(shù)的進(jìn)步，對礦區(qū)深部礦脈的地質(zhì)層結(jié)構(gòu)分析能力日益提高[2]。在此背景下，在一定程度上提高了礦山地質(zhì)找礦的定位精度，同時(shí)也為分析礦床的成礦規(guī)律提供了更加可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)找礦定位帶來了極大的便利[3]。

現(xiàn)階段，研究礦區(qū)深部礦脈特征分布，主要采用水系沉積物測量的方法，進(jìn)行斷褶帶中的物探測量，通過物探電法測量法，實(shí)現(xiàn)礦體形態(tài)特征參數(shù)分析，建立地層巖性成礦規(guī)律分析模型，通過形態(tài)特征參數(shù)分析，實(shí)現(xiàn)對礦山的深度找礦定位[4]。考慮到礦區(qū)深部礦脈對于成礦的重要作用以及對礦產(chǎn)資源分布的轉(zhuǎn)移作用，對其進(jìn)行深入研究將為找礦工作提供重要指導(dǎo)價(jià)值[5]。

為此，本文根據(jù)礦區(qū)深部礦脈的地層分區(qū)，地層發(fā)育特點(diǎn)等，結(jié)合斷層破壞軸跡分布特性，進(jìn)行沉積物測量參數(shù)分析，分析礦區(qū)深部礦脈礦床與火成巖空間分布關(guān)系特征，結(jié)合地層巖性復(fù)合部分的地質(zhì)層礦床分布特性，采用地球化學(xué)、地球物理等多種找礦方式，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)深部礦脈對礦山地質(zhì)找礦的擬合和量化分析。

1 礦區(qū)深部礦脈的礦床特征分析

1.1 礦區(qū)深部礦脈礦床基本特征分析

首先進(jìn)行礦區(qū)深部礦脈的礦床特征分析，根據(jù)斷裂破碎帶中的礦床形態(tài)參數(shù)分析[6]，結(jié)合礦區(qū)成礦規(guī)律特性模擬，采用線性擬合的方法，進(jìn)行斷裂破碎帶的成礦參數(shù)分析，建立礦床斷裂帶深度分析模型[7]，根據(jù)礦床成礦區(qū)域的基底特征分析研究，分析礦區(qū)深部的鈣質(zhì)二輝橄長巖砂巖分布特性，一般情況下，深部的氧化帶是不會(huì)在自然條件下完成發(fā)育的，因此對應(yīng)的礦石主要以硫化礦的形式存在[8]。通過分析現(xiàn)階段硫化礦石礦物的產(chǎn)出類型可以發(fā)現(xiàn)，單斜輝石、斜長石微晶、磁斜長石微晶是最主要的礦產(chǎn)形式，閃鋅礦、高鎂鈦鐵礦次之，也有部分地區(qū)產(chǎn)出了以方鉛礦、黝銅礦為主要礦體的類型。但是值得關(guān)注的是，深部礦脈資源的含量和種類相對穩(wěn)定，出現(xiàn)礦化反應(yīng)并形成礦床的關(guān)鍵成因是原有化學(xué)元素的交匯以及明顯的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)。這就意味著針硫銻鉛礦、深紅銀礦的成礦幾率更小，且成礦后分布密集程度更低，相比之下，對于成礦環(huán)境要求相對較低的輝銀礦、塊硫銻鉛礦形成幾率更大，在分布上也會(huì)表現(xiàn)出更加明顯的聚集性和大規(guī)模特征。

為了提高找礦工作的效率，分析深層礦脈的存在形式是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，對礦脈脈石的類型作出進(jìn)一步分析也是極為重要的環(huán)節(jié)之一。與淺層礦脈類型不同，深層礦物受地下水以及巖漿巖中元素構(gòu)成差異性的影響，主要類型為二輝橄長巖、螢石和黑云母對三種，對于溫度相對較高，水資源相對充沛的區(qū)域而言，方解石和絹黑云母是礦脈的重要類型，也有部分特殊區(qū)域在多重因素作用下形成了以陽起石為產(chǎn)出類型的礦脈。

不僅如此，深部礦脈對應(yīng)的礦石結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，這也在一定程度上加大了找礦工作的難度。一般情況下，深度成礦環(huán)境條件相對單一，一旦出現(xiàn)條件，產(chǎn)出的結(jié)構(gòu)大多為交代溶蝕結(jié)構(gòu)，其中，自形一半自形粒狀結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)和脈狀穿插結(jié)構(gòu)最為常見，交代殘余結(jié)構(gòu)多出現(xiàn)在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)活躍的區(qū)域。從構(gòu)造上進(jìn)行分析，以條帶狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)存在的造深部礦脈礦為現(xiàn)階段發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源分布中最主要的構(gòu)造特征，其次就是網(wǎng)脈狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造，當(dāng)深部礦脈成礦過程中，入侵的巖漿巖中酸性較強(qiáng)是，會(huì)在之后的很長一段時(shí)間內(nèi)對巖體造成侵蝕作用，最終形成晶洞狀構(gòu)造。

1.2 礦區(qū)深部礦脈礦床構(gòu)成特征分析

結(jié)合基性火山巖噴溢的特性，根據(jù)礦區(qū)深部的殼-幔演化、巖石成因因素，得到鐵、銅、鎳、鉻、金、鈾、銻等的分布特征。

根據(jù)巖性分布特征，結(jié)合Cr,Ni,Co等礦物質(zhì)元素的濃度參數(shù)和成礦特性分布，以Cr為例，根據(jù)礦區(qū)深部礦脈的地層分區(qū)，地層發(fā)育特點(diǎn)，得出Cr平均含量為2000×10-6，根據(jù)含礦性的調(diào)查研究，得出?；x橄巖、玻基純橄巖的宏觀特征分布如圖1所示。

圖1 ?；x橄巖、?；冮蠋r的宏觀特征分布

根據(jù)圖1?；x橄巖、玻基純橄巖的宏觀特征分布特性，建立二輝橄長巖、輝橄巖的化學(xué)衍射分布參數(shù)模型，見表1。

表1 成礦巖的化學(xué)衍射分布參數(shù)

根據(jù)表1的參數(shù)分布，得出高鎂鈦鐵礦金屬礦物為二輝橄長巖的鈦鐵礦含量3%，高鎂鈦鐵礦粒徑0.01mm～0.3mm，根據(jù)成礦分布，得到橄欖石、斜方輝石的平均含量為13.451%～16.245%，根據(jù)礦脈帶分布特性，得到高鎂鈦鐵礦金屬礦物與單斜輝石兩者顯著的正相關(guān)關(guān)系。

1.3 礦區(qū)深部礦脈礦床發(fā)育特征

深部礦脈的礦床形是在密閉性相對較高的環(huán)境中形成的，因此其與淺部礦床最明顯的差別之一就是具有流體包裹屬性，其與成礦過程直接相關(guān)，為此本文在分析礦區(qū)深部礦脈礦床流體包裹體特征之前，首先研究了深部礦脈的形成時(shí)期，并將其分為熱液成礦期和表生氧化期，其中熱液成礦期按照從早到晚的階段進(jìn)行劃分，可以分為4個(gè)時(shí)期。

其中，第一時(shí)期主要是單斜輝石、斜長石微晶、二輝橄長巖巖體的形成時(shí)期。其表現(xiàn)出的最明顯特征就是礦化作用相對較弱，單斜輝石、斜長石微晶被包裹的嚴(yán)密程度較高。不僅如此，通常情況下在礦區(qū)常見的磁斜長石微晶大多是以閃鋅礦礦脈為基礎(chǔ)產(chǎn)出的，并且單斜輝石二輝橄長巖脈受到明顯的切割作用，與包裹單斜輝石二輝橄長巖相比，該類時(shí)期的巖體顆粒性更強(qiáng)，并且堅(jiān)硬程度相對較低；在專業(yè)的礦石相位鏡下觀察，可發(fā)現(xiàn)閃鋅礦和磁斜長石微晶都是以單斜輝石和斜長石微晶的形式交代發(fā)育的。因此，該時(shí)期的深部脈石礦物以二輝橄長巖為主。第二時(shí)期主要是磁斜長石微晶，閃鋅礦和二輝橄長巖巖體的形成時(shí)期。其表現(xiàn)出的最明顯的特征就是部分礦床的礦化程度加深、礦化范圍擴(kuò)大，礦化反應(yīng)強(qiáng)度增大。與此同時(shí)，磁斜長石微晶在該時(shí)期大量出現(xiàn)，并常伴有黑褐色鐵閃鋅礦和高鎂鈦鐵礦，但是脈石礦物仍主要以二輝橄長巖為核心形式。深部礦脈經(jīng)過長期的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)有部分構(gòu)造出露至地表，因此在野外可見螢石和黑云母類型的礦物，并與閃鋅礦交代并生。由于該階段的反應(yīng)條件最為豐富，因此也是鋅礦資源的主成礦階段，銀礦化資源伴生。不僅如此，該時(shí)期受閃鋅礦和高鎂鈦鐵礦的共沉淀作用，高鎂鈦鐵礦、磁斜長石微晶常在構(gòu)造上主要以三角狀或者不規(guī)則狀出現(xiàn)。相比之下，第三時(shí)期的礦化反應(yīng)條件已經(jīng)基本趨于平穩(wěn)，是金屬硫化物礦化形成的主要時(shí)期。該時(shí)期的特征就是方鉛礦和相關(guān)銀礦物產(chǎn)量明顯上升，最常見的銀黝銅礦就是該時(shí)期的產(chǎn)物。在礦脈形成上，方鉛礦大多以細(xì)脈狀的形式存在，并且與磁斜長石微晶呈穿插交代的方式互生，有少量的黝銅礦與之共生。對應(yīng)的脈石礦物主要是二輝橄長巖和黑云母為。最后，也是第四時(shí)期，其產(chǎn)物主要是螢石和黑云母，該時(shí)期碳酸鹽礦化反應(yīng)逐漸占據(jù)主要地位，因此產(chǎn)出的礦物無論是在組合形式上，還是在元素構(gòu)成上，都具有明顯的單一屬性，其中方解石、螢石、黑云母主要存在類型，并且礦石的分布與也表現(xiàn)出更加分散的特征，該時(shí)期作為礦脈發(fā)育的末期，成礦質(zhì)量的穩(wěn)定性較差，因此產(chǎn)出礦體的品質(zhì)也相對較低。

2 礦區(qū)深部礦脈擬合及量化分析

根據(jù)對各類礦物質(zhì)的同源性分布及特征分析，分析礦區(qū)深部礦脈礦床與火成巖空間分布關(guān)系特征，結(jié)合地層巖性復(fù)合部分的地質(zhì)層礦床分布特性，進(jìn)行碳酸鹽巖、鉛鋅礦分布特性分析，建立地層、巖性組合模型，根據(jù)空間分布規(guī)律，得到鉛鋅礦床（點(diǎn)）的空間分布關(guān)系，采用地層巖性復(fù)合參數(shù)分析方法，可知在深部找礦區(qū)域多有輝綠巖體存在，如青山鉛鋅礦床，在對其擬合量進(jìn)行分析時(shí)，首先根據(jù)北西向構(gòu)造帶的礦脈分布特性，得出鉛鋅分布具有正相關(guān)性[4]，以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步建立輝銻礦—二輝橄長巖—玉髓和組合分布模型，需要注意的是，灰色厚層塊在不同深度范圍內(nèi)的存在形式不同，以統(tǒng)一的參數(shù)對其進(jìn)行計(jì)算會(huì)影響最終的結(jié)果。對此，可以根據(jù)灰色厚層塊的巖性參數(shù)分布，得到碳酸鹽巖、鉛鋅礦分布特性見表2。

表2 碳酸鹽巖、鉛鋅礦分布特性

結(jié)合表2的碳酸鹽巖、鉛鋅礦分布特性，采用得出在不同的礦床帶分布區(qū)域中，礦體寬的均值在77m～140m；厚0.45m～2.00m，斜長石微晶化、螢石化的分布聚類性較好，為了提高對金汞齊、重晶石化、斜長石微晶化、螢石化等，金礦化與第、斜長石微晶、單斜輝石的找礦能力。根據(jù)礦脈的碎裂結(jié)構(gòu)分布，以灰?guī)r和泥灰?guī)r為構(gòu)造體，采用三角網(wǎng)定位的方法，進(jìn)行礦區(qū)深部礦脈擬合分析，得到在不同的地質(zhì)強(qiáng)度條件下礦石結(jié)構(gòu)分布特征。

根據(jù)表2中不同礦類結(jié)構(gòu)參數(shù)分布特性，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)深部礦脈對礦山地質(zhì)找礦的擬合和量化分析，上述實(shí)測結(jié)果得知，礦區(qū)深部礦脈對礦山地質(zhì)找礦具有密切相關(guān)性，礦體含Au 1.65～6.67g/t，平均值為6.34g/t。

3 結(jié)束語

建立地層巖性成礦規(guī)律分析模型，通過形態(tài)特征參數(shù)分析，實(shí)現(xiàn)對礦山的深度找礦定位研究，建立礦床斷裂帶深度分析模型，根據(jù)對礦床成礦區(qū)域的基底特征分析，分析礦區(qū)深部的鈣質(zhì)二輝橄長巖砂巖分布特性，結(jié)合基性火山巖噴溢的特性，根據(jù)礦脈帶分布特性，得到高鎂鈦鐵礦金屬礦物與單斜輝石兩者顯著的正相關(guān)關(guān)系，建立地層、巖性組合模型，根據(jù)空間分布規(guī)律，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)深部礦脈對礦山地質(zhì)找礦的影響研究。