基于構(gòu)造疊加暈方法的內(nèi)蒙古金廠溝梁金礦36號(hào)脈深部礦體預(yù)測(cè)

王俊，張賀然，安文通,2，張長(zhǎng)征，劉福林， 李永才，魏子鑫，張承玉，王旭

(1.中國冶金地質(zhì)總局地球物理勘查院，河北 保定071051； 2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083； 3.內(nèi)蒙古金陶股份有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

0 引言

金廠溝梁金礦區(qū)位于華北地臺(tái)北緣內(nèi)蒙地軸東段努魯兒虎隆起的東北部，是金廠溝梁—二道溝礦田西北部的大型金礦床，礦石類型分為多金屬硫化物石英脈和含金蝕變巖2種。礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)大小礦脈70余條，以頭道溝斷裂為界分為東、西2部分，西區(qū)的30余條礦脈為礦區(qū)的主體部分，其主礦體傾向延深達(dá)800 m，總體礦化呈現(xiàn)深部薄而貧的變化趨勢(shì)，開采程度較高；東礦區(qū)30余條脈受經(jīng)濟(jì)及勘查手段等因素限制，勘查及開發(fā)程度較低。近年來，許多研究者對(duì)金廠溝梁金礦床開展成礦規(guī)律和成礦預(yù)測(cè)研究[1-6]，有效地推動(dòng)了礦區(qū)的地質(zhì)找礦工作?；谠B加暈預(yù)測(cè)方法發(fā)展而成的構(gòu)造疊加暈找礦預(yù)測(cè)方法在找礦實(shí)踐中獲得顯著的效果[7-11]，本次研究采用構(gòu)造疊加暈方法對(duì)金廠溝梁金礦西礦區(qū)的36號(hào)脈深部開展找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)研究，旨在緩解目前礦區(qū)遠(yuǎn)景資源不足的現(xiàn)狀，為今后的礦區(qū)深部找礦提供科學(xué)依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

1.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)分布的地層有新太古界建平群下部的小塔子溝巖組、中生界侏羅-白堊系陸相火山巖和第四系松散沉積物。建平群小塔子溝巖組的巖性主要為角閃斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖，斜長(zhǎng)角閃巖和角閃巖等，為金廠溝梁金礦的賦礦地層。

礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主。燕山期，在強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中，礦區(qū)斷裂中控制并賦存了各類金礦脈。按延展方向斷裂可分為SN向、NW向和NE向3組，其中SN向和NW向斷裂為成礦前或成礦期斷裂，NE向斷裂為成礦后斷裂。

礦區(qū)主要的侵入體有2個(gè)。一為西臺(tái)子斑狀中細(xì)?；◢弾r：呈巖基狀分布于金廠溝梁金礦田的南部，為郝杖子金礦床的主要賦礦圍巖；二為片麻狀二長(zhǎng)花崗巖：分布于金廠溝梁礦區(qū)的南側(cè)，呈EW向延長(zhǎng)，沿長(zhǎng)軸方向長(zhǎng)約4 km，東部較窄(500 m)而西部較寬(2000 m)。

礦區(qū)內(nèi)礦的建平群變質(zhì)巖普遍經(jīng)受了前寒武紀(jì)的角閃巖相區(qū)域變質(zhì)和混合巖化，燕山期伴隨構(gòu)造-巖漿活動(dòng)發(fā)生的各類熱液蝕變，常見的蝕變類型包括綠泥石化、黃鐵礦化、絹云母化、硅化和碳酸鹽化等。

1.2 礦體特征①

金廠溝梁金礦36號(hào)脈為礦區(qū)規(guī)模較大的礦體，位于西礦區(qū)的西北部，礦體開采的最大標(biāo)高為180 m中段，為盲礦體，地表未見出露。礦體走向10°～30°，傾向100°～130°，傾角70°～80°。礦體的上下盤圍巖均為斜長(zhǎng)角閃片麻巖，礦體嚴(yán)格受構(gòu)造裂隙控制，呈脈狀產(chǎn)出，平面及剖面上均呈舒緩波狀，礦體內(nèi)綠泥石化、絹云母化、硅化發(fā)育。

礦石主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黝銅礦，次要金屬礦物為輝銅礦、銀黝銅礦、輝銅銀礦、毒砂、針鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、斑銅礦、銅藍(lán)、孔雀石、褐鐵礦；脈石礦物為石英、絹云母、綠泥石、方解石、長(zhǎng)石及角閃石等。

礦石結(jié)構(gòu)有壓碎結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、溶蝕結(jié)構(gòu)、包裹交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、泥狀構(gòu)造等。

2 礦床地球化學(xué)特征

2.1 賦礦圍巖背景特征

礦區(qū)中無蝕變礦化新鮮巖石17種元素的含量列于表1。綜合統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表1)表明,主要賦礦巖體和地層中，Au、Sb、Ba、Ag、Pb、Bi等元素濃度克拉克值>2，富集程度從大到小依次是：Bi(77.29)>Ag(3.99)>Au(2.64)>Sb(2.60)>Ba(2.45)>Pb(2.12)；二長(zhǎng)花崗巖巖體樣品中Au、Sb、F、Ba、Ag、Cu、Pb、Bi、Mo、W的濃集克拉克值>1，片麻巖地層中Au、Sb、F、Ba、Ag、Zn、Pb、Bi、Co濃集克拉克值>1，二者共同富集Au、Sb、F、Ba、Ag、Pb、Bi等元素；二長(zhǎng)花崗巖含Au、As、F、Ba、Ag、Cu、Pb、Bi、Mo、W元素較高，片麻巖含Sb、Zn、Co、Ni較高。巖體和地層中多元素呈現(xiàn)出一定富集特征，特別是成礦元素Au具有富集特征，反映出成礦物質(zhì)的多源性特點(diǎn)。

2.2 礦床元素組合特征

金廠溝梁礦區(qū)36號(hào)脈的強(qiáng)礦化(指w(Au)≥3000×10-9)樣品的微量元素含量特征見表2。Au、As、Sb、Hg、B、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Mo、Mn、Co、Ni、W等元素的襯度值>1，其中Au、As、Sb、Hg、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Mo、Ni、W等元素的襯度值>2，顯示成礦熱液活動(dòng)具有多元素組合的異常特征。

表1 金廠溝梁礦區(qū)地層、巖漿巖中微量元素含量特征Table 1 Content characteristics of trace elements in strata and magmatic rocks of Jinchanggouliang gold mining area

表2 金廠溝梁礦區(qū)36號(hào)脈強(qiáng)礦化樣品的微量元素含量特征Table 2 Content characteristics of trace elements for the strong mineralized samples of vein No.36 of Jinchanggouliang mining area

表3 金廠溝梁金礦床36號(hào)脈強(qiáng)礦化樣品的元素相關(guān)關(guān)系表Table 3 Element correlation for the strong mineralized samples of vein No.36 in Jinchanggouliang gold deposit

2.3 元素相關(guān)關(guān)系

計(jì)算礦體元素相關(guān)關(guān)系與金礦理論上的相關(guān)性對(duì)比，可反映礦床成礦過程中有無多期多階段疊加特點(diǎn)及疊加程度。反映礦床中疊加后元素間新的相關(guān)關(guān)系，為確定盲礦預(yù)測(cè)標(biāo)志提供新的依據(jù)，當(dāng)金礦體下部或尾部出現(xiàn)前、尾暈疊加共存時(shí)，計(jì)算其元素相關(guān)性，可能出現(xiàn)前緣暈元素與尾暈元素相關(guān)。新前、尾暈元素相關(guān)反映礦體前緣暈疊加。表3為金廠溝梁金礦床36號(hào)脈強(qiáng)礦化樣品的元素相關(guān)關(guān)系。表中前緣暈元素與尾暈間出現(xiàn)了不正常的正相關(guān)關(guān)系，指示深部盲礦體的疊加。

3 構(gòu)造疊加暈特征

3.1 構(gòu)造疊加暈濃度分帶標(biāo)準(zhǔn)

在綜合分析各元素含量分布特征值變化的基礎(chǔ)上，以各元素背景值的2倍、4倍和8倍，或2倍、8倍和32倍作為外帶、中帶和內(nèi)帶的下限值，Au的分帶以達(dá)到礦化水平(w(Au)≥0.1×10-6)為外帶，為更突出濃集中心，將部分元素(Au、As、Cu和Pb)分為強(qiáng)帶、內(nèi)帶、中帶和外帶共4個(gè)濃度帶。分帶標(biāo)準(zhǔn)見表4。

3.2 構(gòu)造疊加暈分布特征

36號(hào)脈構(gòu)造疊加暈垂直縱投影圖和剖面圖見圖1和圖2。

由圖1可見，Au元素在礦體內(nèi)呈多個(gè)強(qiáng)-內(nèi)帶異常中心，在深部工程控制的5線—3線、1線—2線出現(xiàn)連續(xù)的強(qiáng)-內(nèi)帶異常；伴隨Au強(qiáng)異常，蝕變巖型金礦典型近礦暈指示元素Ag在5線—1線呈連續(xù)的內(nèi)帶異常，Cu出現(xiàn)較連續(xù)的中-內(nèi)帶異常，Pb呈強(qiáng)-內(nèi)帶連續(xù)異常，Zn呈連續(xù)內(nèi)帶異常；典型前緣暈指示元素As呈連續(xù)且面積較大的強(qiáng)-內(nèi)帶異常，Sb呈內(nèi)帶異常，Hg呈連續(xù)的內(nèi)帶異常，B呈弱異常，F(xiàn)在1線—2線深部呈內(nèi)帶異常；典型尾暈指示元素Bi在深部主要呈外帶異常，Mo呈零星的內(nèi)帶異常，Mn呈較連續(xù)的內(nèi)帶異常，Co呈外帶異常，Ni呈連續(xù)的中-內(nèi)帶異常，W呈中-外帶異常。

表4 金廠溝粱金礦床36號(hào)脈構(gòu)造疊加暈指示元素濃度分帶標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Concentration zonation standard of indicator elements of superimposed halo of vein No.36 in Jinchanggouliang gold deposit

圖1 金廠溝梁金礦床36號(hào)脈構(gòu)造疊加暈及預(yù)測(cè)靶位垂直縱投影圖Fig.1 Vertical projection of 36 vein structure superimposed halo and predicted target position in Jinchanggouliang gold deposit

3.3 構(gòu)造疊加暈總體特征

Au是金礦的主成礦元素，其強(qiáng)異常范圍與礦體范圍基本一致，以金礦體為中心向四圍逐漸減弱。Ag、Cu、Pb、Zn是金礦的重要伴生元素，與金的相關(guān)程度較高(表3)，它們的中-內(nèi)帶異常范圍與金的中-內(nèi)帶異常范圍基本一致，但各元素的內(nèi)帶異常中心與金的內(nèi)帶異常中心并不完全一致。As、Sb、Hg、F、Ba的中-內(nèi)帶異常有出現(xiàn)在礦體前緣及礦體上部的趨勢(shì)，但各元素的中-內(nèi)帶異常中心不完全重合。F、Ba異常強(qiáng)度較弱。Bi、Mo、Mn、Co、W、Ni的中、內(nèi)帶異常分布在礦體下部，各元素中-內(nèi)帶異常范圍基本一致，但中心不完全重合。

應(yīng)用分帶指數(shù)的方法計(jì)算由上至下元素分帶序列為Au-Mn-Pb-Ba-Mo-W-F-Ag-Sb-Bi-Co-Cu-Ni-Hg-As-Zn。與典型的熱液礦床正常軸向分帶序列對(duì)比[11]，計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)反常-反分帶[9]。前緣暈指示元素F、Sb、Ba出現(xiàn)在中部，與近礦指示元素共存，指示兩次成礦大部分同位疊加，預(yù)示礦體延伸很大；前緣暈指示元素Hg、As在下部與尾暈元素混存，預(yù)示深部有盲礦體存在。

計(jì)算礦體-暈不同標(biāo)高地化參數(shù)(表5)，各參數(shù)(As×Sb×Hg)/(Bi×Co×Mn)、(As×Sb)/(Bi×Co)、(As×Sb)/ (Mo×Mn)、(As×Sb)/(Bi×Mo)礦體最下部10 m位置都有升高的趨勢(shì)，說明36號(hào)礦脈深部有盲礦存在。

圖2 金廠溝梁金礦床36號(hào)脈1線構(gòu)造疊加暈及預(yù)測(cè)靶位剖面圖Fig.2 Structural superposed halo and predicted target profile of 36 vein 1 line in Jinchanggouliang gold deposit

表5 金廠溝梁金礦床36號(hào)礦脈1線不同標(biāo)高各參數(shù)垂向變化特征Table 5 Vertical variation characteristics of parameters at different elevations of line 1 of vein 36

4 構(gòu)造疊加暈深部預(yù)測(cè)實(shí)用模式

根據(jù)金廠溝粱金礦床成礦作用異常元素組合特征及構(gòu)造疊加暈異?？臻g分布特點(diǎn)，結(jié)合中國典型蝕變巖型金礦床深部盲礦預(yù)測(cè)的構(gòu)造疊加暈?zāi)Ｐ?，建?6號(hào)脈構(gòu)造疊加暈深部預(yù)測(cè)實(shí)用模式(圖3)，Hg、As、Sb、(F、Ba)元素具有前緣暈特征指示元素組合意義，Au、Ag、Pb、Zn、Cu元素具有近礦暈特征指示元素組合意義，Mn、Bi、Mo、Co、Ni元素具有尾暈特征指示元素組合意義。

(1)預(yù)測(cè)金礦體向深部是否有延伸的構(gòu)造疊加暈標(biāo)志為：上部已知金礦體經(jīng)深部坑道或鉆孔控制還沒有尖滅，Au出現(xiàn)強(qiáng)-內(nèi)帶異常，近礦暈特征指示元素Ag、Pb、Zn、Cu呈內(nèi)帶異常組合，前緣暈特征指示元素Hg、As、Sb、F、Ba出現(xiàn)中-內(nèi)帶異常組合，尾暈特征指示元素Mn、Bi、Mo、Co、Ni呈現(xiàn)中-內(nèi)帶異常組合，前-尾暈中-內(nèi)帶異常共存。若前-尾暈中-外帶共存，指示礦體向深部延伸較大。

(2)預(yù)測(cè)深部有盲礦的構(gòu)造疊加暈標(biāo)志為：上部已知金礦體深部經(jīng)坑道或鉆孔控制已尖滅，Au呈中-外帶異常，近礦暈特征指示元素Ag、Pb、Zn、Cu呈中-外帶異常組合，前緣暈特征指示元素Hg、As、Sb、F、Ba呈中-內(nèi)帶異常組合，尾暈特征指示元素Mn、Bi、Mo、Co、Ni呈中-內(nèi)帶異常組合，前-尾暈中-內(nèi)帶共存。若Au為外帶，且前-尾暈中-外帶共存，指示盲礦體較深。

圖3 金廠溝梁金礦床36號(hào)脈構(gòu)造疊加暈深部盲礦預(yù)測(cè)實(shí)用模式圖 (垂直縱投影圖)Fig.3 Vertical projection of practical model for blind ore prediction in deep part of structural superposition halo of Jinchanggouliang gold deposit

5 預(yù)測(cè)結(jié)果

36號(hào)礦體在深部工程5線—3線、1線—4線Au呈現(xiàn)強(qiáng)-內(nèi)帶異常，近礦暈特征指示元素呈連續(xù)的中-內(nèi)帶強(qiáng)異常，前緣暈和尾暈特征指示元素呈現(xiàn)強(qiáng)異常特征，綜合反映出目前工程控制地段仍處于成礦熱液活動(dòng)較強(qiáng)部位，頭尾暈疊加共存等良好深部盲礦特征預(yù)測(cè)標(biāo)志更進(jìn)一步證實(shí)了盲礦疊加作用的依據(jù)。經(jīng)綜合分析，5線—4線0～-250 m標(biāo)高范圍具有良好的找礦前景，共圈定出2個(gè)預(yù)測(cè)靶位區(qū)，為深部后續(xù)找礦的探礦工程布置提供了充分依據(jù)。

注釋：

① 宋文明, 翟玉峰, 劉福林. 內(nèi)蒙古自治區(qū)敖漢旗金廠溝梁礦區(qū)金礦詳查報(bào)告. 赤峰：中金內(nèi)蒙古金陶股份有限公司, 2012.