湖南省水源山礦區(qū)物化探異常特征及找礦效果

王康盛

（湖南省湘南地質(zhì)勘察院，湖南 郴州 423000）

水源山礦區(qū)位于湖南省郴州市郊，交通便利。面積5.85km2，屬郴州市蘇仙區(qū)管轄。該礦床是湖南省湘南地質(zhì)勘察院在開(kāi)展東坡—高壟山地區(qū)鉛鋅鎢錫多金屬礦整裝勘查時(shí)新發(fā)現(xiàn)的一處具大型規(guī)模前景的鎢礦產(chǎn)地[1]。我院采用以土壤地球化學(xué)和高精度磁法剖面同步測(cè)量為主、激電測(cè)深為輔的綜合物化探工作方法，并經(jīng)過(guò)鉆探、探槽及剝土等工程驗(yàn)證，取得了較理想的找礦信息。筆者根據(jù)該區(qū)物化探異常特征及地質(zhì)成礦條件，對(duì)區(qū)內(nèi)鎢鉛鋅多金屬礦產(chǎn)進(jìn)行分析、探討，初步建立起該區(qū)物化探找礦模式[2]。

1 地質(zhì)概況

工作區(qū)位于王仙嶺—千里山東西向隆起帶北翼，是東坡礦田的重要構(gòu)成部位，而東坡礦田又是南嶺鎢、錫、鉬、鉍、鉛、鋅、銅等元素高度濃集多金屬成礦帶的重要組成部分[2]。南嶺成礦帶著名的礦區(qū)有柿竹園超大型鎢錫鉬鉍多金屬礦床、野雞尾大型錫銅礦床、紅旗嶺大型錫多金屬礦床等。本礦區(qū)內(nèi)出露的地層以泥盆系為主，其次在北西角出露有少量的石炭系地層，出露有跳馬澗組、棋梓橋組、錫礦山組等層位。礦區(qū)中部及北部皆為大面積第四系覆蓋。在巖體接觸帶附近的碳酸鹽巖多具大理巖化或矽卡巖化。工區(qū)內(nèi)及周?chē)鷶嗔褬?gòu)造較發(fā)育，主要有NE—NNE向及近SN向兩組區(qū)域性大斷裂，NE—NNE向的斷裂在區(qū)內(nèi)可見(jiàn)F103、F104兩條長(zhǎng)斷層，傾向南東，該組斷層與礦化關(guān)系密切；區(qū)內(nèi)巖漿巖活動(dòng)十分強(qiáng)烈，鎢錫多金屬礦化與巖漿熱液活動(dòng)關(guān)系密切[3]，除發(fā)育王仙嶺主巖體外局部可見(jiàn)花崗斑巖脈等出露。王仙嶺巖體呈巖株產(chǎn)出，出露面積大，大致呈北北東向展布，屬印支期產(chǎn)物，可分為兩次侵入體[4]。王仙嶺巖體的北東部分為第一次侵入體，其巖石中蝕變發(fā)育類型多，常見(jiàn)有云英巖化、綠泥石化等，外接觸帶見(jiàn)有矽卡巖化等。巖體內(nèi)成礦元素W、Pb等含量較高。目前發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)巖體中礦化作用較明顯的主要是鎢礦化作用，巖體內(nèi)所有的石英脈、云英巖及云英巖化花崗巖幾乎都不同程度的含鎢，部分地段可達(dá)工業(yè)要求[5]。

2 物化探工作依據(jù)

本區(qū)礦（化）體與圍巖存在著極化率、電阻率顯著差異，前者具有高極化率、低電阻率的激電異常特征；后者存在極化率低、電阻率很高的特征。具磁性礦石組成的金屬礦床（或與其蝕變圍巖一起構(gòu)成的磁性組合體），均與周?chē)鷰r之間存在著較大的磁性差異。且在礦（化）體地表有明顯的鎢、錫、鉛等成礦元素異常濃集現(xiàn)象。因此礦區(qū)具有應(yīng)用物化探手段找礦的前提條件。

3 物化探異常特征及分析結(jié)果

3.1 地面高精度磁測(cè)異常及推斷成果

工區(qū)1∶1萬(wàn)高精度磁測(cè)工作圈出ΔT異常帶4個(gè)，分別編號(hào)為M1～M4（圖1）。磁異常多沿王仙嶺花崗巖體的接觸帶和斷裂構(gòu)造分布。區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)有中部和西邊為較高強(qiáng)度的正異常背景，向外為負(fù)異常交替圍繞及北東邊為低緩的正異常帶分布的變化趨勢(shì)。根據(jù)異常結(jié)合地質(zhì)背景等關(guān)系，將磁異常分為三類：一類為與已知礦產(chǎn)有關(guān)的異常M1、M3，意義較大；二類為與巖性和被動(dòng)干擾有關(guān)的異常M2，有進(jìn)一步工作查明的意義；三類為性質(zhì)不明、意義不大的異常M4。

圖1 水源山礦區(qū)高精度磁測(cè)ΔT剖面平面圖

M1異常位于張家灣西側(cè)，整體呈片狀近NE向分布，規(guī)模較大，面積約為1.3km2。異常帶基本為正異常，△T極大值為170nT。異常區(qū)主要產(chǎn)于第四系殘坡積層，北部為泥盆系灰?guī)r，南部是印支期侵入花崗巖，并在南西側(cè)王仙嶺巖體中見(jiàn)云英巖化鎢礦體。110至140線370～400號(hào)點(diǎn)有正異常峰值，利用磁異常經(jīng)驗(yàn)切線法反演推斷，具磁性的地質(zhì)體頂板埋深在地表下50m～100m，為殘坡積型鎢礦體；上述四條線450號(hào)點(diǎn)附近又

見(jiàn)△T高峰值，反演推斷得出該處磁性地質(zhì)體頂板埋深為地表下約100m～150m，走向?yàn)镹E向，傾向SE向，極可能為云英巖化鎢礦脈的隱伏延伸段。因此M1異常具有尋找風(fēng)化殘坡積型和云英巖型鎢礦的前景。該磁異常大致對(duì)應(yīng)了風(fēng)化殘坡積型砂鎢礦的分布范圍，這得到后期地質(zhì)同行工作的證實(shí)。

圖2 水源山礦區(qū)W Sn Mo Be元素異常剖面平面圖

圖3 水源山礦區(qū)Pb Zn Cu Ag元素異常剖面平面圖

M2異常呈不規(guī)則狀的正、負(fù)異常交替分布，規(guī)模較大，可劃分為3個(gè)子異常。推測(cè)M2-1南面為風(fēng)化殘坡積型鎢礦與第四系粘土巖層的交界。其他子異常在磁法工作中測(cè)線經(jīng)過(guò)高壓電站、選礦點(diǎn)附近，并有大量民房和西邊壟尾砂礦殘?jiān)母蓴_，推測(cè)是上述因素引起磁異常。

M3異常呈帶狀，近NNE向的正、負(fù)異常交替分布，△Tmax=255nT。該異常產(chǎn)于泥盆系棋梓橋組和跳馬澗組接觸帶附近，斷裂構(gòu)造較發(fā)育，有橫穿礦區(qū)的F103、F104斷層，沿?cái)鄬赢a(chǎn)生的裂隙中常見(jiàn)細(xì)粒花崗巖及花崗斑巖脈產(chǎn)出，斷裂帶內(nèi)巖石蝕變強(qiáng)烈。推斷該異常由斷裂破碎帶內(nèi)磁性填充物局部富集引起，有尋找構(gòu)造破碎帶型鉛鋅鎢礦化脈的前景。

3.2 時(shí)間域大功率激電測(cè)深異常及推斷成果

區(qū)內(nèi)共計(jì)完成94個(gè)激電測(cè)深點(diǎn)，分布于3線、7線及11線（與地質(zhì)勘探線對(duì)應(yīng)）南東段，共圈定了13處激電異常。區(qū)內(nèi)激電異常位置多與磁法、土壤異常位置重合，主要表現(xiàn)為高極化低電阻特征，推測(cè)為金屬硫化物引起。其中：7線剖面以視充電率Ms=3.4ms為異常下限，Ms擬斷面圖圈出IP7-1～I(xiàn)P7-5共5處激電異常，異常值范圍為：3.4ms～5.0ms，與之相對(duì)應(yīng)的視電阻率相對(duì)較低，一般在200～1400，推測(cè)為金屬硫化物引起。場(chǎng)源體中心埋深均較淺,一般在0m～80m之間。7線160～175號(hào)點(diǎn)之間，存在一條帶狀低阻異常，視電阻率值在200～1000之間，與兩側(cè)的高阻異常形成鮮明對(duì)比，結(jié)合地質(zhì)資料分析，推測(cè)此異常為斷裂構(gòu)造F4的反映。

3.3 土壤地球化學(xué)異常特征及解釋評(píng)價(jià)

通過(guò)土壤剖面測(cè)量，共圈定了AP1～AP5五個(gè)土壤綜合異常帶（圖2、圖3）。其中：

AP1異常規(guī)模小，由于該處布置工作量少，異常圈定未能封閉且出現(xiàn)單點(diǎn)異常的峰值，推測(cè)異常為巖體接觸帶周?chē)鶳b、Be等元素局部富集引起，需進(jìn)一步工作查明。

AP2異常位于王仙嶺巖體外圍北東側(cè)，規(guī)模較大。主要異常元素組分為W、Cu、Pb、As，次要組分有Bi、Sn、Zn，伴生組分Sb、Mo。該片巖體中的W異常顯著，控制面積大、強(qiáng)度高，特征組合元素發(fā)育好。成礦指示元素W、Pb、Zn、Cu、As最高值分別為 750×10-6、825×10-6、563×10-6、270×10-6、1187×10-6。以 上均高于維氏（1962）克拉克值數(shù)十倍甚至數(shù)百倍，異常強(qiáng)度高、濃集中心明顯，并與M3磁異常及激電異常帶都吻合得很好。推測(cè)該異常的產(chǎn)生與殘坡積型鎢礦及云英巖型鎢礦關(guān)系密切，具有較好的找礦潛力，建議直接布置工程驗(yàn)證。

AP3異常規(guī)模不大，但強(qiáng)度高，特征組合元素發(fā)育好。在欠嶺腦上一帶出現(xiàn)元素的高背景值。主要元素W、Sn、Be、Pb、Cu 最高含量分別為670×10-6、660×10-6、660×10-6、504×10-6、297×10-6。該異常區(qū)東側(cè)有河流、人為堆砌物和礦渣等地表污染。但異常西側(cè)仍具有一定找礦意義，建議在穿過(guò)異常西側(cè)剖面的470～490點(diǎn)間布置少量工程驗(yàn)證。

AP4異常帶位于泥盆系棋子橋組和跳馬澗組巖體接觸帶。斷裂構(gòu)造發(fā)育，有NNE向的導(dǎo)礦及容礦構(gòu)造F103、F104斷層。主要組分元素有Pb、Zn、W，次要元素有Sb、Sn、Cu。其中Pb、Zn元素最高含量分別為1339×10-6、681×10-6。此異常強(qiáng)度高、濃集中心明顯，與M3磁異常吻合好。推測(cè)該異常帶主要組分元素的富集與斷裂構(gòu)造密切相關(guān)，有良好的尋找構(gòu)造破碎帶型鉛鋅礦的潛力，建議在200線570～590點(diǎn)間布置工程驗(yàn)證。

從元素綜合異常分布圖上看，本次分析的元素在區(qū)內(nèi)土壤及巖石中有以下特征：

（1）區(qū)內(nèi)微量元素從巖體內(nèi)到外高溫元素W、Sn、Mo、Bi的含量逐漸降低，高溫元素異常沿接觸帶及巖體內(nèi)分布，它們的富集與巖漿活動(dòng)有關(guān)；而低溫元素Sb、Hg的含量逐漸增高，低溫元素異常分布于王仙嶺巖體外圍或第四系殘坡積物中。W、Sn、Bi元素的異常區(qū)及高背景區(qū)范圍和Sb、Hg元素的低值區(qū)及低背景區(qū)范圍與花崗巖體的分布范圍相吻合。

（2）中溫元素Cu、Pb、Zn、Ag元素異常主要分布于巖體接觸帶和斷裂構(gòu)造帶附近。它們的富集與巖漿熱液充填作用關(guān)系密切。Ag和低溫元素As沿巖體接觸帶有零星的異常分布，在王仙嶺巖體的北東角，云英巖化花崗巖中，呈小規(guī)模的高值區(qū)反映。

（3）Be元素沿巖體接觸帶有零星異常分布，在泥盆系與石炭系地層的接觸帶附近呈高背景區(qū)反映。Hg元素在本區(qū)無(wú)明顯異常分布，在巖體內(nèi)為低背景值，表明Hg與巖漿活動(dòng)關(guān)系不密切。

綜上所述，本區(qū)土壤中微量元素分布特征顯示了較好的分帶性。由巖體內(nèi)部向外其分帶依次為W、Sn、Mo、Bi、As、Be、Pb、Zn、Cu、Ag、Sb、Hg，這與內(nèi)生礦床的分帶性基本一致。

4 勘查效果及找礦模式

4.1 勘查效果

根據(jù)以上磁法、激電、土壤綜合異常特征、異常查證結(jié)果及地質(zhì)構(gòu)造背景來(lái)綜合研究分析，在礦區(qū)劃分出4處物化探綜合異常帶，分別為Y1、Y2、Y3和Y4（圖4）。其中Y2、Y4為重點(diǎn)找礦靶區(qū)，找礦潛力較大；Y1、Y3綜合異常區(qū)也有一定找礦潛力，需進(jìn)一步工作證實(shí)。Y1范圍較小，可能為含鎢礦化粘土巖與第四系接觸帶周?chē)性鼐植扛患?；Y2、Y3異常規(guī)模大，磁測(cè)、電法和土壤化探元素綜合異常吻合程度高，異常梯度變化大、強(qiáng)度高，濃集中心明顯，具有一定找礦意義；Y4沿著NNE向的控礦斷裂帶分布，異常吻合較好，也是找礦的有利部位。

目前對(duì)Y2異常進(jìn)行了驗(yàn)證，該異常為殘坡積型鎢礦所致，是礦致異常；對(duì)Y4異常進(jìn)行了Ⅰ級(jí)查證，證實(shí)為構(gòu)造破碎帶型鉛鋅多金屬礦化異常。通過(guò)后期完工鉆孔和探槽結(jié)果揭露，Y2的全范圍、Y3內(nèi)的西側(cè)、Y4內(nèi)的斷層附近都有見(jiàn)礦，局部已達(dá)到工業(yè)品位指標(biāo)。本次物化探工作大致查明了區(qū)內(nèi)目標(biāo)地質(zhì)體的規(guī)模、空間分布規(guī)律等，對(duì)后期勘查工作提供參考依據(jù)。在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了殘坡積型白鎢礦、石英脈型黑鎢礦等6種類型礦產(chǎn)，其中以殘坡積型鎢礦規(guī)模最大，云英巖型鎢礦規(guī)模次之，遠(yuǎn)景最好。地質(zhì)對(duì)殘坡積型鎢礦及云英巖型鎢礦進(jìn)行了資源量估算，目前可求得333+334類型金屬資源量約9萬(wàn)噸，WO3平均品位0.107%。

4.2 地球物理地球化學(xué)找礦模式

從本次物化探工作成果看出，開(kāi)展地球物理地球化學(xué)勘查可取得顯著的尋找鎢鉛鋅多金屬礦的效果。歸納總結(jié)出本區(qū)“三高一低”的物化探找礦模式：“三高”是指較高強(qiáng)度的△T磁異常、視極化率ηs異常及W、Sn、Pb、Zn等元素異常帶；“一低”則是視電阻率ρs值相對(duì)低。區(qū)內(nèi)大部分成礦作用與巖漿活動(dòng)具有成因上的聯(lián)系，從印支期到燕山期的多次巖漿侵入和熱液活動(dòng)，控制了區(qū)內(nèi)成礦溫度、蝕變強(qiáng)度和礦化、成礦元素的分帶性，并圍繞巖體形成了具成因聯(lián)系和空間分帶性的一系列不同礦種和礦床類型的礦床。在礦床類型上，自巖體向外，依次形成云英巖型、矽卡巖型等類型礦床；在礦床組合上，自巖漿活動(dòng)中心向外，依次形成稀有稀土—鎢錫鉬鉍—錫鉍銅—錫鉛鋅—鉛鋅銀—銻的分帶。根據(jù)巖體埋深和成礦條件，區(qū)內(nèi)的殘坡積型鎢礦很可能是西側(cè)南側(cè)王仙嶺巖體中云英巖化蝕變花崗巖型礦體經(jīng)堆積、風(fēng)化而成。巖漿侵入活動(dòng)在王仙嶺的印支期花崗巖體發(fā)生時(shí)，與碳酸鹽巖相互間進(jìn)行物質(zhì)交換，攜帶有Pb、Zn、W等多種成礦元素，在有利的構(gòu)造部位聚集形成礦體或蝕變礦化帶。在構(gòu)造蝕變帶、目標(biāo)巖體接觸帶上就可觀測(cè)到重力異常、磁異常、激電異常和地球化學(xué)W、Pb等元素異常。因此在選址進(jìn)行異常驗(yàn)證時(shí)，必須選在反映構(gòu)造或巖體接觸帶周?chē)u鉛鋅等元素異常、激電異常和磁異常明顯的地段布置工程。

圖4 水源山礦區(qū)物化探綜合異常推斷成果圖

5 結(jié)語(yǔ)

（1）水源山礦區(qū)位于湘南地區(qū)著名的千里山—騎田嶺礦集區(qū)內(nèi)，具有優(yōu)越的成礦環(huán)境。區(qū)內(nèi)礦化蝕變普遍，物化探異常突出，具有良好找礦前景。

（2）根據(jù)物化探成果與區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)特征，提出了主要找礦靶區(qū)2處，為找礦指明了方向。通過(guò)工作了解了區(qū)內(nèi)物化探特征，為縮小靶區(qū)，減少空孔漏孔幾率，地質(zhì)鉆探選址提供依據(jù)。

（3）風(fēng)化殘坡積粘土型鎢礦床是本次整裝勘查項(xiàng)目中首次發(fā)現(xiàn)，其規(guī)模大（且埋藏相對(duì)淺）、類型新、遠(yuǎn)景好，開(kāi)采成本低，是一種重要鎢礦類型。筆者認(rèn)為，以土壤地球化學(xué)為主、磁法和電法為輔的勘查技術(shù)手段是尋找和圈定該類型礦體的最直接、最有效的方法。

（4）由于工作量有限、因干擾的棄點(diǎn)等原因，局部地區(qū)異常圈定無(wú)法形成封閉，異常評(píng)價(jià)未能進(jìn)入更全面的準(zhǔn)確的定量解釋階段。建議結(jié)合地質(zhì)情況，在區(qū)內(nèi)或者周邊進(jìn)一步開(kāi)展深部物探工作，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)新的找礦突破。