礦集區(qū)深部鉛鋅礦產(chǎn)資源潛力及地球物理找礦方向

許博文

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟(jì)南 250100）

在我國，礦集區(qū)礦產(chǎn)資源富饒，在礦集區(qū)中的成礦地質(zhì)條件一直處于中上水平。全國重要成礦帶多以鉛鋅礦產(chǎn)為主，前人勘查數(shù)據(jù)顯示，在礦集區(qū)已累計(jì)查明鉛鋅資源量550X10`t。在過去的20 年中，隨著鉛鋅礦開采技術(shù)的不斷發(fā)展，礦山生產(chǎn)能力在不斷提高，導(dǎo)致淺部鉛鋅資源面臨枯竭困境。由于前些年缺乏用于深部和外圍勘探的技術(shù)手段和資金支持，導(dǎo)致傳統(tǒng)的勘探方法對深部勘探效果不佳。然而，近幾年來，隨著綜合物探技術(shù)的發(fā)展和高精尖技術(shù)人才的培養(yǎng)，某些勘探隊(duì)伍已經(jīng)多次在1000 多米的埋深處發(fā)現(xiàn)了新的隱伏鉛鋅礦體，與礦集區(qū)千層礦床具有相似的成礦背景和礦化特征，兩種礦石母巖均為泥盆紀(jì)沉積地層。礦體的露頭是由折疊結(jié)構(gòu)控制的，鉛鋅礦體的兩個(gè)側(cè)翼通常在礦體內(nèi)緊密閉合，在控制之下，轉(zhuǎn)折端長期處于被斜狀態(tài)，大多數(shù)的礦床都是如此。鉛鋅礦床的新發(fā)現(xiàn)在許多礦集區(qū)礦產(chǎn)勘查業(yè)界引起了轟動，并為深部找礦提供了方向和寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1 我國礦集區(qū)地質(zhì)背景

在我國礦集區(qū)礦產(chǎn)地區(qū)，大部分礦石充填區(qū)位于造山帶的微板塊中，該造山帶屬于晚古生代裂谷帶，穿過山丹古縫合線帶，并與北秦嶺逆沖蓋層狀結(jié)構(gòu)相鄰，礦集區(qū)的南部位于晚古生代，隸屬隆升帶仁板塊。經(jīng)過板塊之間的碰撞整合，海西晚期一印支期華北板塊，與揚(yáng)子板塊碰撞產(chǎn)生的波動，對于秦嶺微板塊地質(zhì)層形成有較大的影響，通過反復(fù)的碰撞和推覆，造就了山脈的風(fēng)光，以及礦層的形成。在中生代，強(qiáng)烈的陸內(nèi)逆沖推覆通過力的相互作用，將發(fā)育中的礦層推向斷裂構(gòu)造中，這種罕見的隆升作用，將礦層地質(zhì)的初步構(gòu)造推翻重塑，形成了獨(dú)特的礦物褶皺和裂紋。并形成沿區(qū)域斷裂廣泛分布的印支期一燕山期中酸性侵入巖。在裂陷沉積盆地基底發(fā)育晚期，礦集區(qū)總體構(gòu)造在斷裂重塑后，同生斷裂基礎(chǔ)上發(fā)育起來的板塊相連接，對沖推覆菱形構(gòu)造產(chǎn)生了促進(jìn)作用，另外，它還導(dǎo)致了空盒的深處和大區(qū)域的破裂，這是由于外殼，裂縫和褶皺的統(tǒng)一所致，大部分構(gòu)造線都在西北方向延伸，局部有東西向和東北方向的構(gòu)造。從該地區(qū)裸露的地層表面來看，其成分主要為泥盆紀(jì)，其中大部分是淺水變質(zhì)的濱海-晚輝巖相沉積物，主要表現(xiàn)為自下而上的碎屑巖溢流，形成了泥盆紀(jì)中段大芬，砂巖和石英砂巖的混合物。其中，互層變質(zhì)粉砂巖含量較高，主要為薄砂質(zhì)灰?guī)r。長的石英，是中泥盆紀(jì)古道嶺組厚層的一部分，顏色為深灰色，這些塊狀結(jié)晶石灰石通常為結(jié)晶色，泥盆紀(jì)新洪鋪組含碳物質(zhì)中有大量的千枚巖，一小部分鈣質(zhì)千枚巖，白云巖鐵千枚巖等。

2 礦集區(qū)鉛鋅礦產(chǎn)資源潛力

2.1 鉛鋅成礦規(guī)律

古道嶺組灰?guī)r和星紅鋪組千枚巖中，有大量的鉛鋅礦體，這些礦體位于接觸帶之中。在石灰石的側(cè)面，有小塊的鉛鋅礦物質(zhì)[2]。它們也存在于古道嶺組石灰?guī)r與興渾鋪組頁巖的接觸帶中，通常它們的體積小且礦化程度小，背斜鞍的控礦結(jié)構(gòu)保存完好及其獨(dú)特的理化條件，良好的礦質(zhì)沉淀環(huán)境，與有利的礦體就位空間，能夠?qū)︺U鋅成礦產(chǎn)生積極的影響，經(jīng)常形成厚而高品位的礦體，而含礦結(jié)構(gòu)面的存在往往會沿坡度變化形成厚的礦體。方解石石英脈通常在鉛鋅礦化帶發(fā)育，礦脈表現(xiàn)出多階段侵入特征，與礦體在空間中的位置密切相關(guān)。礦體主要位于方解石石英脈附近或平行于方解石石英脈，主要是碳質(zhì)硅化石灰石，白云巖鐵硅化石灰石，在某些地方還有少量硅化千晶石。兩組地層接觸部位在不同地區(qū)和成礦期不同部位的地質(zhì)結(jié)構(gòu)環(huán)境存在差異，很容易引起成礦流體的侵入和成礦作用有利部位的沉積，硅化作用，鐵白云石化作用以及成礦過程中發(fā)生的其他變化。結(jié)果，形成了包含鉛鋅礦石的巖石。

2.2 物探識別標(biāo)志

盡管鉛鋅礦體具有較低的電特性和較高的極化度，但由于其體積小，難以直接檢測。一般來說，古道嶺組的灰?guī)r具有高電阻率特征，而興渾鋪組的千枚巖一般具有中等至低電阻率。地球物理方法區(qū)分了深層高電阻率石灰?guī)r與中層和低電阻率橄欖石之間的邊界。根據(jù)巖石和礦石電參數(shù)的統(tǒng)計(jì)測量結(jié)果，如表1。

表1 礦集區(qū)鉛鋅礦區(qū)巖礦石電性參數(shù)表

根據(jù)礦石集中區(qū)的電性特征，可以得出結(jié)論，過去最適合勘探的區(qū)域是鉛鋅礦化，隱蔽的背斜或頁巖與石灰石接觸區(qū)的折疊部分。因此，可以根據(jù)地球物理異常推斷出的千枚巖與石灰?guī)r邊界發(fā)生變化的特征，確定可能的含礦位置，從而達(dá)到間接勘探的目的。

3 地球物理找礦方向

21 世紀(jì)以來，隨著淺部鉛鋅礦體勘查殆盡，礦集區(qū)進(jìn)入深部(隱伏)鉛鋅找礦階段[3]，已使用了各種地球物理勘探技術(shù)，例如非平穩(wěn)電磁法，具有受控聲源的大地電磁測深，高頻大地電磁測深，瞬變的短期電磁法和大面積電磁法，通過物探找礦的流程如圖1。

該流程在某鉛鋅礦區(qū)部分地段取得了較好的找礦效果，確定了鉛鋅礦床位于礦集區(qū)深部的鉛鋅礦帶。礦區(qū)東西長3.9km，南北寬7km，面積約2.73km，目前，已開采了224.9100 噸礦石和248,336 噸金屬礦。目前，該礦的深度小于600m（高度約800m）。為了增加儲量，主要采用研究山區(qū)的方法，采用了廣泛的電磁方法進(jìn)行了深層勘探。在800m 的高度（對應(yīng)于700m～1500m 的深度）處的搜索潛力。裸露的地層主要是古道嶺組第二巖性段的第二巖性層和第三巖性層以及新渾浦組第一巖性段的第一巖性層。另外，興渾鋪組第二巖性段的第一巖性層和第一巖性段的第二巖性層分別在礦帶的南緣和北緣露出。第四紀(jì)系統(tǒng)分布在山谷和橄欖石地區(qū)。在礦區(qū)，閃長達(dá)2m～10m，長130m～560m 的閃長巖堤壩，向東北方向滲透入橫向斷層，大致平行，屬于燕山期。總共有8 個(gè)閃長巖脈分布在礦區(qū)中，通常彼此之間的距離為200m～350m，有的小于50m，它們?nèi)烤哂忻}形，趨勢為2970-3250，傾角為790-880。此外，沿多個(gè)走向或?qū)菙鄬迂灤┑膯蝹€(gè)閃長巖堤壩。所有堤防都是礦化后的產(chǎn)品，可切割地層，相交或傾斜穿過礦體。通過比較同一地區(qū)的銅礦和巖石礦的電特性，發(fā)現(xiàn)存在明顯的電差異，這些電差異可能導(dǎo)致視在充電速率和視在電阻率出現(xiàn)明顯變化。鉛鋅礦體具有較低的電阻率和較高的極化特性，會導(dǎo)致較高的視在電荷速度和較低的視在電阻率異常。石灰?guī)r導(dǎo)致低視在電荷率和高視在電阻率異常，而千枚巖表現(xiàn)為背景異常。因此，電地球物理勘探可用于定位深層石灰?guī)r與層晶之間的接觸帶，確定有利的成礦位置，并達(dá)到間接勘探的目的。

圖1 物探找礦流程

4 結(jié)語

通過對礦集區(qū)深部鉛鋅礦產(chǎn)資源勘探潛力及地球物理找礦方向的研究，為找礦方向提供了新的視野和找礦方向。未來對于礦集區(qū)深部鉛鋅礦產(chǎn)資源的開發(fā)還有待提高，同時(shí)需要進(jìn)一步針對地球物理找礦研究進(jìn)行鉆研，將地球物理找礦的內(nèi)容進(jìn)一步完善，為發(fā)掘找礦提供更多的理論支持。