吉林省磐石市大旺地區(qū)綜合信息及找礦預(yù)測

徐傳波，馬 俊，趙 超，張?zhí)煲?，孫立偉

吉林省勘查地球物理研究院，吉林 長春 130012

0 引言

大旺研究區(qū)位于吉林省磐石市吉昌鎮(zhèn)西部，通過航空物探異常查證，初步查明了地質(zhì)、高磁、激電中梯和化探等成礦特征，圈定了一條綠簾石化、孔雀石化蝕變帶，新發(fā)現(xiàn)了5條銅礦體，3條銅礦化體及1條金礦化體。蝕變礦化與閃長巖關(guān)系密切，且與北西向正磁異常、化探Cu、Au綜合異常及激電中梯高阻中極化異常良好套合，反映后期構(gòu)造-巖漿-熱液活動含有豐富的成礦物質(zhì)，在巖體內(nèi)及地層接觸帶等成礦有利部位形成了礦體，并引起了物化探綜合異常。研究區(qū)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，找礦潛力較大。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大旺研究區(qū)地處吉黑陸緣造山帶，輝發(fā)河—古洞河地體拼貼帶以北，張廣才嶺、佳木斯—興凱地塊的南緣，總體上為被動大陸邊緣。該帶內(nèi)地層單元眾多，巖漿活動強烈，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，具有多期次、多來源和多類型的成礦特征。

區(qū)域地層由老至新分別有志留系下統(tǒng)石縫組、中統(tǒng)彎月組，呈不規(guī)則面狀的捕擄體出露。區(qū)域巖漿侵入活動可劃分為海西期、印支期、燕山期等三個旋回，時代為二疊紀(jì)、三疊紀(jì)及侏羅紀(jì)，為規(guī)模不等的巖基、巖珠等，總體上呈面狀、帶狀或不規(guī)則狀分布。區(qū)域伊通—黑石斷裂由4條近平行的斷裂構(gòu)成，走向北西，延展長度約60 km，寬約15 km，該斷裂在海西早期受輝發(fā)河深大斷裂影響開始形成，從而控制了區(qū)域巖漿的侵入，具有多期活動的特點。

2 礦床綜合信息

2.1 地質(zhì)信息

2.1.1 地層信息

研究區(qū)內(nèi)地層主要出露志留系石縫組、彎月組。

志留系下統(tǒng)石縫組(S1s)：分布于研究區(qū)中部至北部，呈不規(guī)則狀殘塊分布于三疊紀(jì)侵入巖中，總體呈北東走向，巖性為大理巖化灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r、二云石英片巖、絹云千枚狀板巖、千枚狀板巖等。石縫組含有豐富的成礦物質(zhì)，易于含礦熱液物質(zhì)交換，有利于銅金礦床的形成，是區(qū)域上重要的礦源層[1]。

志留系中統(tǒng)彎月組(S2w)：分布于研究區(qū)中部，具有一定規(guī)模，呈帶狀殘塊分布于早三疊世侵入巖中，與下伏石縫組呈整合接觸關(guān)系，走向近東西。巖性為英安巖、流紋巖。彎月組為海相火山沉積建造的一部分，成礦物質(zhì)較為豐富，可為銅金礦床形成提供初始的礦源，是區(qū)域上有利的含礦層位。

2.1.2 侵入巖信息

研究區(qū)內(nèi)侵入巖分布較廣泛，以規(guī)模較大的巖基為主，局部出露小規(guī)模晚期脈巖。早三疊世花崗閃長巖分布于研究區(qū)西北部，面積約0.9 km2，西北兩側(cè)未封閉；早三疊世正長花崗巖分布非常廣泛，東西兩端均有分布，約占研究區(qū)面積的35%，總體呈北西向不規(guī)則帶狀展布，志留系被該巖體侵入。脈巖主要為閃長巖，分布于研究區(qū)中部，呈北西向展布，具有受斷裂構(gòu)造控制的特征，該閃長巖內(nèi)及周邊蝕變礦化較發(fā)育，反映晚期脈巖含有豐富成礦物質(zhì)，在接觸帶附近有利于元素的富集沉淀[2]，銅、金在時間上、空間上與閃長巖關(guān)系密切，在巖體內(nèi)和邊界接觸帶是找礦標(biāo)志之一。

2.1.3 構(gòu)造信息

研究區(qū)內(nèi)分布北西、北東向兩組斷裂構(gòu)造，以北西向斷裂構(gòu)造為主，具有控巖、控礦作用。北西向斷裂構(gòu)造(F1、F2)在研究區(qū)南部通過，屬黑石—煙筒山大斷裂北段的一部分，總體走向320°，由多條近平行的斷裂構(gòu)成，總體傾向北東，傾角一般在60°～80°，斷裂性質(zhì)為壓扭性，局部具有斜沖性質(zhì)。該斷裂區(qū)域上控制著海西期基性、超基性巖的侵入，控制著印支期至燕山期中—酸性巖體的產(chǎn)出，具有多期次活動的特征[3]。北東向斷裂構(gòu)造為北西向斷裂的伴生構(gòu)造，規(guī)模均不大，具有張扭性質(zhì)。北西和北東向兩組構(gòu)造交匯部位有利于成礦物質(zhì)的運移和沉淀，具備了有利的構(gòu)造成礦條件。

2.1.4 礦化蝕變及礦體信息

(1 )礦化蝕變特征：研究區(qū)中部閃長巖內(nèi)分布綠簾石化、孔雀石化蝕變帶，走向北西，長度約970 m，寬度約400～470 m，化探Cu、Au異常與其良好套合，蝕變帶南側(cè)礦化蝕變強度高于北側(cè)，礦物含量沿走向變化較大。礦化蝕變類型有綠簾石化、硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、孔雀石化、黃銅礦化、斑銅礦化等。通過鏡下鑒定，金屬礦物特征如下：黃銅礦為他形粒狀晶體，粒度一般在0.01～0.2 mm，部分晶體的邊緣被藍輝銅礦或斑銅礦交代，有的晶體分布在磁鐵礦的邊部，并沿邊緣交代磁鐵礦，質(zhì)量分?jǐn)?shù)約占0.5%；斑銅礦為他形粒狀晶體，粒度一般在0.01～0.15 mm，晶體中見黃銅礦呈固溶體分離的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，邊緣被藍輝銅礦交代，有的晶體分布在黃銅礦的邊緣，質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%左右；藍輝銅礦為粒狀或無固定晶形，粒度一般在0.01～0.07 mm，晶體均沿邊緣交代黃銅礦和斑銅礦，質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.1%；磁鐵礦為他形粒狀晶體，粒度一般在0.01～0.4 mm，晶體呈星點狀分布在巖石中，有的晶體邊緣被黃銅礦交代，質(zhì)量分?jǐn)?shù)占6%左右。金屬礦物生成順序：磁鐵礦→黃銅礦→斑銅礦→藍輝銅礦。

(2)礦體特征：銅金礦(化)體產(chǎn)于蝕變閃長巖中，呈脈狀、浸染狀產(chǎn)出，初步圈定銅礦體5條，銅礦化體3條，金礦化體1條，礦(化)體總體呈北西向展布。閃長巖是含礦巖石也是礦體的圍巖，巖石中構(gòu)造裂隙較發(fā)育，晚期熱液活動強烈，礦(化)體具有受北西向構(gòu)造控制的特征。礦體特征見表1。

表1 礦(化)體特征一覽表

2.2 地球物理信息

2.2.1 磁場信息

研究區(qū)磁場背景以平穩(wěn)低緩的負(fù)磁場為主，幅值變化范圍-50～-200 nT。磁異常為負(fù)背景場中規(guī)模較大的強正磁異常及孤立展布弱正磁異常。

C1磁異常區(qū)出露早三疊世花崗閃長巖及正長花崗巖，磁異常形態(tài)不完整，北西未封閉。異常總體呈北西向展布，東西兩端梯度均較陡，中心略寬緩，異常峰值大于1 500 nT。異常北部花崗閃長巖測定磁性參數(shù)，表現(xiàn)為較強的磁性，初步認(rèn)為該磁異常反映有一定規(guī)模的侵入體，與花崗閃長巖關(guān)系密切。

圖1 大旺研究區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of Dawang study area1.砂、礫石；2.英安巖；3.流紋巖；4.千枚狀板巖；5.絹云千枚狀板巖；6. 二云石英片巖；7.結(jié)晶灰?guī)r；8.大理巖化灰?guī)r；9.正長花崗巖；11.花崗閃長巖；11.閃長巖；12.推斷斷裂；13.礦化蝕變帶；14.礦體和礦化體；15.找礦靶區(qū)

C2磁異常為橢圓形封閉的強正磁異常，呈北西向展布，梯度較陡，北側(cè)圍繞正磁異常伴有較弱負(fù)磁，幅值變化范圍-500～900 nT。異常中心出露蝕變閃長巖，四周分布志留系石縫組和彎月組，北西向斷裂構(gòu)造在磁異常西南通過。初步認(rèn)為磁異常為閃長巖引起，閃長巖是含礦巖石也是銅金礦(化)體的圍巖，是找礦的重點地段。因此，小規(guī)模正磁異常反映了晚期脈巖的賦存部位，是重要的地球物理找礦標(biāo)志(圖2)。

圖2 大旺研究區(qū)ΔT高磁剖面平面圖Fig.2 ΔT high magnetic profile of Dawang study area

2.2.2 電場信息

蝕變閃長巖內(nèi)分布的綠簾石化、孔雀石化蝕變帶具有正磁異常特征，垂直蝕變帶和閃長巖體走向，穿過銅金礦(化)體完成了一條激電測深剖面。

剖面中出露彎月組英安巖、流紋巖和閃長巖。通過激電測深反演斷面圖，初步劃分為三個電性層，即淺表的低阻區(qū)、中深部的相對高阻-低極化率異常區(qū)及深部高阻-高極化率異常區(qū)。

激電剖面284點至320點主要反映為中深部的相對高阻、高極化率異常區(qū)，其視極化率大于4.0%，視電阻率值大于1 000 Ω·m，該地段應(yīng)為閃長巖引起。斷面圖顯示巖體具有南西傾向趨勢，傾角較陡，且斷裂構(gòu)造較發(fā)育。通過進一步反演，高阻體可劃分為兩條，在深部表現(xiàn)為近水平的極化率異常，推斷認(rèn)為不同方向的斷裂構(gòu)造切割了閃長巖，熱液流體沿構(gòu)造裂隙侵入，使得金屬硫化物在有利成礦部位富集成礦[4]，所以引起了局部高阻、高極化率激電異常。激電剖面324點至336點反映為低阻、高極化率異常區(qū)，呈近于直立的橢圓狀異常，視極化率小于4.5%，視電阻率值小于500 Ω·m，推斷認(rèn)為該異常帶為斷裂構(gòu)造的反映。激電剖面336點至362點反映為中深部的相對中—低阻、高極化率異常區(qū)，與相鄰異常區(qū)特征相似，推斷為斷裂構(gòu)造的反映。

綜合激電中梯異常特征，初步認(rèn)為局部帶狀高阻、高極化率異常為富含金屬硫化物石英脈的反映，晚期構(gòu)造-熱液活動富含成礦物質(zhì)，在有利部位形成了脈狀、浸染狀的銅金礦體，引起了地質(zhì)體的電性差異。因此，高阻、高極化率異常也是重要的地球物理找礦標(biāo)志(圖3)。

圖3 大旺研究區(qū)激電測深反演斷面圖Fig.3 Inversion section of IP sounding in Dawang study area

2.3 地球化學(xué)信息

2.3.1 地球化學(xué)參數(shù)

研究區(qū)內(nèi)變異系數(shù)大于0.5的元素依次為Au(0.76)、Ag(0.55)、Cu(0.50)、As(0.74)、Sb(0.70)，具有低溫元素為主的特征。其變異系數(shù)反映地質(zhì)體中元素分布、分配不均勻，離散程度大，分異性強，易于活動遷移形成強異常的特點。這些元素均是成礦元素，具有找礦意義。

研究區(qū)內(nèi)富集系數(shù)大于1.0的元素有As(1.70)、Sb(1.29)，反映元素集中，指示地質(zhì)體內(nèi)可能存在含礦地層或巖體，為成礦提供物質(zhì)來源，可以形成地球化學(xué)異常(高背景)區(qū)，分布于成礦地質(zhì)條件有利的地段，具有較好的找礦前景。區(qū)內(nèi)富集系數(shù)0.7～1.0之間的元素有Pb(0.92)、Ag(0.85)、Cu(0.84)、Au(0.73), 反映元素相對集中，為成礦提供物質(zhì)來源，可以形成地球化學(xué)異常(高背景)區(qū)，具備有利的成礦條件。

2.3.2 化探異常信息

化探異常Ht1位于研究區(qū)中部，總體呈北西向?qū)捑弾钫共?，面積約2.7 km2，主要由Cu、Au、Pb、Zn、Ag、As、Sb等7種元素組成，以Cu、Au、Ag元素為主，分布在組合異常的中部，規(guī)模較大，其他Pb、Zn、As、Sb元素分布于Cu、Au異常的邊部及外側(cè)。該異常為中—低溫成礦元素組合，元素的分帶性較好，濃集中心清晰，強度高、面積大，初步反映引起化探異常的地質(zhì)體具有一定程度的剝蝕。異常內(nèi)Au、Ag、As、Sb等4種元素可劃分出外、中、內(nèi)帶，元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)特征為Au平均值1.32×10-9、Au最高值12.16×10-9；Ag平均值0.13×10-6、Ag最高值0.84×10-6；As平均值15.87×10-6、As最高值131.32×10-6；Sb平均值0.85×10-6、Sb最高值8.22×10-6。Cu、Pb元素可劃分出外、中帶，元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)特征為Cu平均值27.80×10-6、Cu最高值97.4×10-6；Pb平均值21.27×10-6、Pb最高值111.70×10-6。Zn元素僅現(xiàn)外帶，其平均值57.83×10-6、最高值109.20×10-6?；疆惓１辈砍雎吨玖粝迪陆y(tǒng)石縫組二云石英片巖、千枚狀板巖及大理巖化灰?guī)r，中—南部出露志留系中統(tǒng)彎月組流紋巖、英安巖和北西走向的閃長巖，東部出露早三疊世正長花崗巖。該異常中心分布礦化蝕變帶，發(fā)育綠簾石化、硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、孔雀石化、黃銅礦化、斑銅礦化等。異常內(nèi)通過工程揭露發(fā)現(xiàn)了9條銅、金礦(化)體。初步認(rèn)為北西向斷裂構(gòu)造控制著晚期巖漿熱液活動，形成了銅金礦體[5]，引起了中—低溫元素為主的化探異常。因此，Cu、Au、Ag異常是重要的地球化學(xué)找礦標(biāo)志，As、Sb異常是間接的地球化學(xué)找礦標(biāo)志(圖4)。

圖4 大旺研究區(qū)Ht1化探異常剖析圖Fig.4 Analysis diagram of Ht1 geochemical anomaly in Dawang study area

表2 地球化學(xué)特征一覽表

3 找礦預(yù)測

依據(jù)大旺地區(qū)地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)綜合找礦標(biāo)志，系統(tǒng)研究賦礦巖系、礦化蝕變、礦體等特征，結(jié)合高精度地磁測量、激電中梯測深、地球化學(xué)測量等工作中的異常信息，對研究區(qū)圈定了找礦靶區(qū)(見圖1)，簡述如下：

①號找礦靶區(qū):靶區(qū)主體位于閃長巖中，巖體四周分布志留系下統(tǒng)石縫組千枚狀板巖、二云石英片巖和志留系中統(tǒng)彎月組英安巖、流紋巖，閃長巖內(nèi)蝕變帶綠簾石化、硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化等礦化蝕變較發(fā)育。正磁異常與蝕變閃長巖良好套合，通過小波多尺度分解后顯示巖體垂向上具有一定延伸，激電中梯測深顯示閃長巖深部具有高阻-高極化率異常?；紺u、Au、Ag異常強度高、濃集中心清晰、分帶性好。地表工程初步控制了5條銅礦體，3條銅礦化體和1條金礦化體，礦(化)體總體呈北西向展布，主要賦存于閃長巖中，呈脈狀、浸染狀產(chǎn)出，Cu最高加權(quán)平均品位0.347%、金最高品位0.52×10-6。該靶區(qū)找礦價值較大，應(yīng)以工程控制為主，按合理工程間距在礦體走向、傾向進行控制，并加強化探異常高值地段的山地工程揭露驗證，進一步擴大礦體規(guī)模，是尋找?guī)r漿熱液型銅金礦的重點地段。

②號找礦靶區(qū):靶區(qū)西部出露志留系下統(tǒng)石縫組結(jié)晶灰?guī)r、千枚狀板巖、大理巖化灰?guī)r和志留系中統(tǒng)彎月組流紋巖，東部出露早三疊世正長花崗巖。靶區(qū)位于正磁異常向負(fù)磁背景的過渡帶，化探Au、Ag異常分布在流紋巖中，毗鄰與正長花崗巖接觸帶，As異常分布于流紋巖、大理巖化灰?guī)r與正長花崗巖接觸帶，元素具有外中內(nèi)帶，濃集中心清晰。巖體與地層接觸帶是成礦的有利部位，交代作用可以使成礦物質(zhì)富集沉淀，是尋找接觸交代型或巖漿熱液型金礦的重點地段[6]。該靶區(qū)受工作量限制，未能揭露驗證，下步工作應(yīng)投入山地工程進行地表揭露，并開展具有深穿透、高識別性的物探方法，定位深部礦體、異常體的賦存部位，預(yù)期達到發(fā)現(xiàn)礦體擴大礦床規(guī)模的目的。