西秦嶺寨上卡林型金礦南礦段綜合找礦模型及地質(zhì)意義

薛仲凱，李朋偉，常銘，黃豪擎

(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安礦產(chǎn)資源調(diào)查中心，陜西 西安 710100；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局廊坊自然資源綜合調(diào)查中心，河北 廊坊 065000；3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；4.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局應(yīng)用地質(zhì)研究中心，四川 成都 610036；5.成都理工大學(xué)，環(huán)境與土木工程學(xué)院，四川 成都 610036)

20世紀(jì)60年代開(kāi)始，自美國(guó)率先提出卡林型-類卡林型金礦床概念之后，該類型礦床便獲得世界范圍內(nèi)普遍關(guān)注，截至目前，卡林型金礦床已經(jīng)成為世界上重要黃金來(lái)源之一(陳國(guó)忠等，2017)。位于西秦嶺造山帶的寨上金礦床，屬超大型金礦(陳衍景等，2014)，近年來(lái)專家學(xué)者們?cè)谡系V區(qū)做了大量的工作，同時(shí)也取得了一定的成果，例如劉新會(huì)(2005)通過(guò)研究礦床成因，認(rèn)為泥盆系的沉積地層與礦區(qū)成礦物質(zhì)來(lái)源有一定的聯(lián)系；路彥明(2006b)通過(guò)40Ar/39Ar同位素測(cè)年，得出絹云母40Ar/39Ar年齡為(125±5) Ma，提出寨上金礦床成礦階段主要是在燕山晚期；劉新會(huì)(2010)通過(guò)電子探針觀測(cè)到閃長(zhǎng)玢巖中存在輝砷鎳礦、黝銅礦、鋅黝銅礦交代黃銅礦現(xiàn)象；劉家軍等(2015)通過(guò)元素和同位素地球化學(xué)工作成果，推測(cè)可能有巖漿流體參與成礦過(guò)程中，很多礦物學(xué)組合符合本區(qū)的成礦物質(zhì)組合特征。

雖然寨上金礦已經(jīng)成為地質(zhì)工作者們最為關(guān)注的幾個(gè)熱點(diǎn)礦床之一，眾多專家學(xué)者們對(duì)寨上金礦床均進(jìn)行了系列的研究和探索。建立礦區(qū)綜合找礦模型是尋找同一礦床深部盲礦體的關(guān)鍵手段之一，郝迪(2016)、張沛(2018)完成了礦區(qū)原生暈找礦模型的建立，但研究重點(diǎn)仍主要放在了北礦段，支撐南礦段深部找礦的系統(tǒng)性研究很少，對(duì)于南礦段而言仍沒(méi)有很強(qiáng)的說(shuō)服力，嚴(yán)重制約后期工作開(kāi)展。

筆者通過(guò)分析物化探調(diào)查結(jié)果，綜合研究找礦信息，建立了南礦段地質(zhì)-地球物理-地球化學(xué)綜合找礦模型，經(jīng)過(guò)后期鉆孔驗(yàn)證與模型預(yù)測(cè)吻合，有效的指導(dǎo)了南礦段下一步找礦工作。

1 區(qū)域地質(zhì)

西秦嶺寨上金礦床位于岷(縣)-禮(縣)多金屬成礦帶西段，大地構(gòu)造位置為秦嶺褶皺系中禮縣—鎮(zhèn)安華力西褶皺帶的新寺-大草灘復(fù)背斜，北接祁連山褶皺系和北秦嶺加里東褶皺帶，南鄰西秦嶺印支褶皺帶(劉一平，2012；岳連雄等，2009；喻萬(wàn)強(qiáng)2010a，2010b; 柯昌輝等，2020)。區(qū)域?yàn)橐槐蔽飨驈?fù)式背斜。因構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，華力西期和印支期最為明顯，有利于成礦；柯昌輝燕山期在一定程度上對(duì)前期區(qū)域構(gòu)造進(jìn)行了推進(jìn)；到喜山期和新構(gòu)造期，使斷塊發(fā)生位移，這些對(duì)形成地形地貌都有重要的推進(jìn)作用。區(qū)域出露的地層以晚古生界為主，中、新生代地層次之，極少量早古生界地層只有在東北部可見(jiàn)，以泥盆系和二疊系為主，原巖為濱-淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖、泥質(zhì)巖建造，斷裂構(gòu)造主要以北西向和近東西向?yàn)橹鳌?/p>

2 礦床地質(zhì)

該礦床中主要構(gòu)造為卓洛-牛場(chǎng)次級(jí)背斜，礦體大致分布為以F5斷裂為界的南、北礦段。北礦段位于背斜北翼，存在于F3和F5斷裂帶之間(圖1)。南礦段位于背斜核部，位于F5斷裂帶以南(廖延福，2013，王增濤等，2015)。該背斜對(duì)成礦元素的保存和運(yùn)移起著關(guān)鍵作用，伴生構(gòu)造為礦體的形成提供了有利構(gòu)造條件，二者在寨上礦區(qū)礦床形成過(guò)程中密切配合，缺一不可(胡建民等，2008)。背斜地層從內(nèi)向外逐漸變新，依次為中泥盆統(tǒng)(D2)、上泥盆統(tǒng)(D3)和下二疊統(tǒng)(P1)，是一個(gè)不對(duì)稱北傾倒轉(zhuǎn)背斜，北翼為正常翼，地層特點(diǎn)為緩薄，南翼為倒轉(zhuǎn)翼，地層特點(diǎn)陡厚(陳勇敢等，2004；郭紅樂(lè)等，2003)(圖2)。礦脈賦存于中泥盆統(tǒng)安家岔組(D2a)，脈體成分主要為碎裂巖，碎裂巖化鈣質(zhì)板巖，蝕變砂巖、灰?guī)r，礦化、蝕變也比較發(fā)育，碳質(zhì)是富集礦的重要場(chǎng)所，碎裂化巖石更利于富礦，巖石特征明顯，是找礦最明顯的標(biāo)志(孫延光等，2013)。金屬礦物有自然金、金屬互化物、碲化物、白鎢礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、黝銅礦、方鉛礦、菱鐵礦，脈石礦物有方解石、石英、重晶石等(劉家軍等，2010a；劉新會(huì)等，2010)。礦石的結(jié)構(gòu)主要有自形結(jié)構(gòu)、他形結(jié)構(gòu)、草莓狀結(jié)構(gòu)等，構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造等。

1.第四系；2.老第三系礫巖；3.下二疊統(tǒng)碳質(zhì)板巖；4.上泥盆統(tǒng)大草灘群B組下段含石英砂巖粉砂質(zhì)板巖；5.上泥盆統(tǒng)大草灘群B組上段粉砂質(zhì)板巖；6.中泥盆統(tǒng)灰?guī)r、灰質(zhì)板巖；7.中泥盆統(tǒng)安家岔組；8.地質(zhì)界線；9.斷層及編號(hào)；10.礦體及編號(hào)圖1 寨上地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)李福生等，2016修改)Fig.1 Geological map of Zhaishang area(According to LI Fusheng, et al., 2016)

圖2 礦區(qū)褶皺-斷裂示意圖(據(jù)李福生等，2016修改)Fig.2 Schematic diagram of fold-fault in the mining area (According to LI Fusheng, et al.,2016)

圍巖蝕變類型主要有硅化，黃鐵礦化、白鎢礦化、方解石化、毒砂礦化，可作為直接的找礦標(biāo)志，其次，銻與金密切共生，銻礦出露特征明顯，可作為金最好的找礦標(biāo)志成礦物質(zhì)來(lái)源。次生蝕變有褐鐵礦化、高嶺土化。寨上金礦床的形成經(jīng)歷了3個(gè)成礦期：沉積-成巖作用、中低溫?zé)嵋撼傻V作用和表生氧化作用等3個(gè)成礦期(劉家軍等，2008；呂喜旺等，2007；張永文，2012)，根據(jù)熱液脈的互相穿插關(guān)系以及礦物共生組合特征，將熱液成礦階段劃分為以下5個(gè)成礦階段：少硫化物-石英早階段(Ⅰ)、含As黃鐵礦-毒砂-石英主階段(Ⅱ)、多金屬硫化物-石英-碳酸鹽主階段(Ⅲ)、少硫化物-碲化物-石英-碳酸鹽階段(Ⅳ)和碳酸鹽晚階段(Ⅴ)(劉家軍等，2010d)。

3 成礦區(qū)物探找礦標(biāo)志

由于礦區(qū)淺部工作已開(kāi)展很多，對(duì)于深部研究程度不夠，可控源音頻大地電磁法(CSAMT)因其在探測(cè)深度、橫向分辨率和抗干擾能力等方面特點(diǎn)，對(duì)于解決深部礦體和地質(zhì)問(wèn)題具有重要的意義，為后期地球物理勘探地質(zhì)解釋提供解釋依據(jù)(石昆法，1999；于澤新等，2009)。

3.1 礦區(qū)主要巖礦石電阻率信息

測(cè)定本區(qū)不同巖性的巖石電性資料，是開(kāi)展野外工作的前提(表1)。

表1 寨上礦區(qū)主要地質(zhì)體電性參數(shù)Tab.1 Electrical parameters of main geological bodies in Zhaishang mining area

通過(guò)表1看出，本區(qū)巖石間存在明顯的電阻率差異，其中弱黃鐵礦化破碎蝕變巖、碳質(zhì)板巖電阻率相對(duì)較低，電阻率基本在100～250 Ω·m；礫巖、板巖電阻率相對(duì)中等，基本在300～600 Ω·m；灰?guī)r、砂巖電阻率相對(duì)較高，電阻率在500～1 200 Ω·m。該礦區(qū)的圍巖與礦體的電阻率差異很大，圍巖為高阻體，礦體為低阻體，由于礦體范圍小，經(jīng)常由于疊加，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果無(wú)異常顯示。含礦破碎蝕變帶常常位于剛性與軟性巖層的接觸位置，對(duì)應(yīng)為高阻與低阻的接觸位置。另一方面，可以看出，蝕變的破碎的巖體其電阻率明顯低于完整的巖層，故剖面中的顯著的低阻異常所對(duì)應(yīng)的破碎帶也是賦礦有利空間。

3.2 可控源音頻大地電磁測(cè)量的條件及方法

本次野外實(shí)際工作中使用美國(guó)Zonge公司生產(chǎn)的GDP-32多功能電法工作站，是目前國(guó)內(nèi)外主流電法勘探儀器。測(cè)量方式采用CSAMT標(biāo)量測(cè)量(圖3)，其中本次工作供電極距AB約1.5 km，剖面觀測(cè)點(diǎn)及供電極位置采用RTK定點(diǎn)布設(shè)，收發(fā)距r約10 km，測(cè)量極距MN為40 m。工作頻率為1～18 192 Hz，自最低頻率1 Hz始以 為倍數(shù)依次遞增，采集全部27個(gè)頻點(diǎn)數(shù)據(jù)，確定本工區(qū)最低遠(yuǎn)場(chǎng)頻率為32 Hz，后以為倍數(shù)采集加密頻點(diǎn)數(shù)據(jù)，共計(jì)22個(gè)頻點(diǎn)。通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)觀察，本測(cè)區(qū)于32 Hz進(jìn)入遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，后續(xù)采集時(shí)于最低遠(yuǎn)場(chǎng)頻率32 Hz后加密觀測(cè)頻點(diǎn)。

圖3 可控源音頻大地電磁法工作方法示意圖(據(jù)湯井田等，2005)Fig.3 Schematic diagram of the CSAMT working method(According to TANG Jingtian et al.,2005)

可控源音頻大地電磁法實(shí)現(xiàn)效果需要滿足以下條件：被測(cè)目的體位于探測(cè)盲區(qū)以下且具有一定厚度，并與圍巖存在電性差異，各層電性穩(wěn)定，測(cè)區(qū)無(wú)較強(qiáng)磁場(chǎng)干擾以及地形切割較弱。

3.3 南礦段43線可控源音頻大地電磁法反演和解釋

完成測(cè)深點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理及基本數(shù)據(jù)分析工作后，需通過(guò)反演計(jì)算構(gòu)建工區(qū)地下介質(zhì)的電性結(jié)構(gòu)模型，并在對(duì)模型進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，最終獲得工區(qū)地下深層巖石電阻率值。實(shí)驗(yàn)剖面數(shù)據(jù)經(jīng)處理成圖后(圖4)，與地質(zhì)剖面相結(jié)合進(jìn)行綜合解釋。

圖4 寨上金礦區(qū)43線二維反演電阻率剖面圖Fig.4 Two-dimensional inversion resistivity profile of 43 line in Zhaishang gold mining area

由43線二維反演電阻率剖面顯示，沿剖面方向呈現(xiàn)高低阻異常間隔排列的形態(tài)，異常以剖面中部的東路溝為中心，兩側(cè)異常對(duì)稱出現(xiàn)。結(jié)合地表觀測(cè)和前期鉆探工程ZK43-1、ZK43-2等鉆孔揭露，43線地下主要以板巖和灰?guī)r互層為主，結(jié)合上述巖石電阻率實(shí)驗(yàn)，剖面中1 000 Ω·m以上的部分為灰?guī)r，在400 Ω·m以下的部分為碳質(zhì)。板巖，在兩者之間的部分為鈣質(zhì)板巖，剖面中部電阻率極低的部分為板巖的破碎帶。剖面南側(cè)的高低阻異常過(guò)渡部位經(jīng)鉆孔驗(yàn)證為區(qū)內(nèi)31號(hào)礦脈，見(jiàn)礦部位位于脆性板巖同剛性灰?guī)r的接觸地帶，于板巖中見(jiàn)礦，在電阻率剖面圖中反應(yīng)為電阻率快速變化的部位。在剖面中部位于研究區(qū)內(nèi)東路溝處是剖面中明顯的低阻異常L2，低阻異常兩側(cè)同高阻異常的橫向電性梯度帶均是賦礦有利部位，ZK43-1鉆孔在L2低阻異常區(qū)域見(jiàn)礦及低阻異常北側(cè)電性過(guò)渡帶兩處見(jiàn)礦，在H1高阻異常和L2低阻異常間的電性梯度帶對(duì)應(yīng)32號(hào)脈，礦脈成舒緩波狀延深，略向南傾，下延深度較大有膨大富集可能。剖面北側(cè)同南側(cè)近似對(duì)稱，高低阻異常間隔排列，結(jié)合剖面南側(cè)鉆探工程控制及規(guī)律總結(jié)，在剖面800 m處的電性梯度帶應(yīng)為研究區(qū)41號(hào)脈在43勘探線的延伸位置，對(duì)應(yīng)的層間破碎帶沿灰?guī)r界面展布，整體北傾，產(chǎn)狀穩(wěn)定。

結(jié)合上述對(duì)于研究剖面的推測(cè)并結(jié)合鉆探工程控制，對(duì)43線深部地質(zhì)情況做以推測(cè)，以43線為代表的寨上礦區(qū)南礦段，處于卓洛-國(guó)營(yíng)牛場(chǎng)背斜的構(gòu)造控制下，研究區(qū)域內(nèi)43線，以剖面中部的低阻異常為背斜核部，核部為板巖、破碎蝕變巖，兩翼為灰?guī)r和板巖互層，層厚逐漸變寬，即在電性模型中對(duì)應(yīng)剖面中部?jī)蓚?cè)高低阻間隔排列。由北北東向應(yīng)力的擠壓，背斜兩翼各地層產(chǎn)狀近直立，剖面中顯示為高低阻異常陡立接觸。寨上礦區(qū)南礦段礦脈主要產(chǎn)在背斜核部及層間破碎帶，礦脈產(chǎn)狀與硬性巖石邊界有關(guān)，背斜軸部及兩翼層間裂隙發(fā)育，脆性板巖與剛性灰?guī)r間巖性接觸界面是深部構(gòu)造薄弱部位，有利于含礦熱液在這些部位賦存，而傳統(tǒng)卡林型金礦的賦礦巖層碳酸鹽巖即本區(qū)內(nèi)的灰?guī)r，在本研究區(qū)僅為含礦熱液的阻擋層，因而地球物理找礦標(biāo)志應(yīng)確立為尋找在剛性灰?guī)r兩側(cè)同板巖的接觸部位，以及研究區(qū)內(nèi)次一級(jí)的斷裂或順層裂隙對(duì)應(yīng)的電性過(guò)渡帶。在剖面中31號(hào)脈、40號(hào)脈等多條礦脈均符合這一方式。另一方面，由本次可控源音頻大地電磁勘探來(lái)看，除了上述礦體賦存位置外，在背斜構(gòu)造核部的低阻異常，其電阻率明顯低于完整巖層的電阻率水平，應(yīng)是大量密集裂隙的集中體現(xiàn)，故也是成礦有利部位。

3.4 地質(zhì)-地球物理綜合解譯

結(jié)合上述地質(zhì)-地球物理綜合解譯所確定的可控源音頻大地電磁法深部找礦標(biāo)志，對(duì)于筆者所研究的43線剖面地下成礦部位作出推斷，布設(shè)了鉆孔ZK43-6、ZK43-7，其中ZK43-7穿過(guò)高阻異常對(duì)應(yīng)灰?guī)r，在高阻異常南側(cè)邊界見(jiàn)礦33號(hào)礦脈，深部進(jìn)入剖面深部低阻異常核心部位，于標(biāo)高2 200 m見(jiàn)礦32號(hào)脈。同樣，ZK43-6直接定位于32號(hào)脈深部延伸趨勢(shì)，結(jié)合物探剖面顯示推測(cè)礦脈延伸同高阻異常邊界相關(guān)，即深部向南陡傾的推斷，于標(biāo)高2 500 m處見(jiàn)礦。鉆孔見(jiàn)礦位置同CSAMT斷面對(duì)應(yīng)的橫向電性梯度帶及低阻異常核心部位相吻合，且對(duì)礦脈深部延展情況的推測(cè)符合實(shí)際情況，CSAMT法在寨上礦區(qū)深部探礦具有不俗效果(圖5)。

圖5 寨上金礦區(qū)43線地質(zhì)解譯圖Fig.5 Geological interpretation map of line 43 in Zhaishang gold mine

4 成礦區(qū)原生暈化探找礦標(biāo)志

隨著地質(zhì)工作的研究不斷深入，發(fā)現(xiàn)南礦段鉆孔見(jiàn)礦效果好，潛力大，使其逐漸作為重點(diǎn)研究區(qū)域，根據(jù)對(duì)南礦段各勘探線鉆孔剖面研究，發(fā)現(xiàn)43線鉆孔控礦效果好，樣品多，所以選擇43勘探線控制的脈體進(jìn)行分析研究。

4.1 樣品采集和分析

選定43號(hào)勘探線上的ZK43-1、ZK43-3、ZK43-6、ZK43-7五個(gè)鉆孔，按照規(guī)范的采樣方法，根據(jù)不同的巖性、礦化蝕變程度挑選地化樣品共508件，對(duì)Ag、Au、Sb等10種元素進(jìn)行測(cè)試分析。

4.2 因子分析

在用數(shù)據(jù)前還要通過(guò)計(jì)算檢查是否符合計(jì)算要求，一般通過(guò)KMO和Bartlett’s球度檢驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，KMO值大于0.6就說(shuō)明處理后的數(shù)據(jù)相關(guān)性好，適合做因子分析，數(shù)據(jù)處理后得到KMO值為0.712，大于 0.6， Bartlett的球度檢驗(yàn)相伴概率為0.000，小于0.05，均符合因子分析條件。

從元素相關(guān)系數(shù)表(表2)中可以觀察到，各因子之間有關(guān)聯(lián)且強(qiáng)度不同，通過(guò)把有一定關(guān)聯(lián)關(guān)系的因子組合進(jìn)行系統(tǒng)解譯，最大程度達(dá)到解譯效果。利用“方差極大旋轉(zhuǎn)”的方法，通過(guò)正交旋轉(zhuǎn)因子分析得到因子載荷。從解譯的總方差表(表3)中得到前3個(gè)因子的累積貢獻(xiàn)方差為80.762%，故將前3個(gè)因子作為反應(yīng)樣品的主因子。

表2 寨上金礦南礦段元素相關(guān)系數(shù)Tab.2 Element correlation coefficient of south ore block of Zhaishang gold mine

表3 寨上金礦南礦段元素總方差Tab.3 Total variance of elements in the southern ore block of Zhaishang gold mine

從得出的表(表4)中可以總結(jié)出，將研究對(duì)象的礦石組分劃分為3組正交因子組合。

表4 寨上金礦南礦段元素旋轉(zhuǎn)成分矩陣Tab.4 Element rotation component matrix of the southern ore block of Zhaishang gold mine

F1:Zn-Cu-Bi-Pb；

F2:Au-Ag-As；

F3:Mo-W-Sb。

從解譯的總方差得出，F(xiàn)1因子組合貢獻(xiàn)值最大，最能代表這段的礦化信息，F(xiàn)1因子組合中的Cu，Zn以及Pb，所對(duì)應(yīng)的成礦階段為多金屬硫化物-石英-碳酸鹽主階段，發(fā)育有方鉛礦、黃銅礦等金屬硫化物；F2的Au-Ag-As的組合中富集多種礦產(chǎn)，As在F2因子組合中的解譯，含As黃鐵礦導(dǎo)致Au的富集成礦，在該階段可見(jiàn)黃鐵礦和輝銻礦等，F(xiàn)2對(duì)應(yīng)成礦階段為含 As黃鐵礦-毒砂-白鎢礦-石英主階段和多金屬硫化物-石英-碳酸鹽主階段。通常表現(xiàn)為 Au與 Hg、 Sb、As共生為中低溫成礦元素，基本與W富集無(wú)關(guān)。F3中W與Mo代表高溫成礦元素階段，主要由于熱液中的鎢雜多酸絡(luò)合物，W與Hg、Sb、As在中低溫?zé)嵋旱V床中共生。

4.3 原生暈軸向分帶

4.3.1 異常特征

在利用地球化學(xué)方法尋找盲礦過(guò)程中，確定異常值和背景值是首要任務(wù)，異常值能夠反映元素富集情況。通過(guò)分析測(cè)試結(jié)果可以觀察出一定程度的礦化異常。對(duì)異常下限的計(jì)算，可以將研究區(qū)分為外、中、內(nèi)帶。通過(guò)區(qū)域劃分可以直觀的看清楚從內(nèi)帶向外帶區(qū)域的分布以及含礦可能性的遞減變化(吳運(yùn)喜，1990；嚴(yán)汝珍等，1989)。

先計(jì)算求得所有元素的平均值X和標(biāo)準(zhǔn)離差S，通過(guò)對(duì)X+(-)2S求出Xmax(Xmin)，剔除范圍外數(shù)據(jù)，重復(fù)計(jì)算直到?jīng)]有異常值平均值即為背景值，再用背景值加上2S即為異常下限(Ca)，原生暈的對(duì)應(yīng)Ca、2Ca、4Ca。其中，Ag的外、中、內(nèi)帶為Ca、3Ca、9Ca(表5)。根據(jù)礦體分布剖面圖(圖6a)繪制各元素異常剖面圖(圖6b—圖6k)，對(duì)比各元素異常剖面圖可得到以下結(jié)論：①元素Pb、Sb都具有完整的內(nèi)中外三帶，在礦體頭部富集，越往深部含量越少，所以把這2個(gè)元素定為前緣暈元素。②Au、Ag、As、W 4個(gè)元素，內(nèi)中外三帶完整，在礦體中部比較富集，所以它們定為近礦暈元素。③Mo、Cu、Bi、Zn四個(gè)元素內(nèi)中外三帶完整，集中于礦體下部，故定為尾暈元素。綜上所述，根據(jù)原生暈圖和礦體的剖面圖可以得到Pb、Sb為前緣暈元素，Au、Ag、As、W為近礦暈元素，Mo、Cu、Bi、Zn為尾暈元素。這些元素都用來(lái)研究指示可能存在的盲礦體。

表5 寨上金礦南礦段成暈元素濃度分帶參數(shù)Tab.5 Zoning parameters of halo-forming element concentration in the southern ore block of Zhaishang Gold Mine

4.3.2 軸向分帶序列

原生暈分帶共有橫向分帶、縱向分帶和軸向分帶3種形式，對(duì)于深部找礦都有很好的指示意義，依據(jù)綜合原生暈異常套合的特征，對(duì)深部隱伏礦體進(jìn)行定位預(yù)測(cè)(王長(zhǎng)明等，2007)，其中軸向分帶被應(yīng)用的最為頻繁。在本次深部盲礦體預(yù)測(cè)中主要運(yùn)用軸向分帶形式進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，主要方法為格里戈良分帶指數(shù)法(Beus et al.，1977；張艷宜，1996；白斌等，2018)。

對(duì)所得數(shù)據(jù)運(yùn)用格里戈良分帶指數(shù)法進(jìn)行計(jì)算，剔除不符合要求的數(shù)值，再根據(jù)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算得到的比值就是每種元素的分帶指數(shù)(表6)。依據(jù)此方法，將礦體從深到淺的軸向分帶序列初步定為：As-Mo-Sb-Ag-Cu-Bi-Au-Zn-W-Pb。李惠(1999)根據(jù)研究推導(dǎo)出的典型分帶序列，由淺至深：B-I-As-Hg-F-Sb-Ba-Pb-Ag-Au-Zn-Cu-W-Bi-Mo-Mn-Ni-Cd-Co-V-Ti。與前人典型序列進(jìn)行對(duì)比，43線剖面原生暈具有以下特點(diǎn)。

表6 南礦段43線剖面原生暈分帶指數(shù)表Tab.6 The index table of original halo in 43 line of the southern ore block

(1)典型分帶序列的尾暈元素Mo、Bi分別位于43線剖面原生暈分帶序列的前緣暈和近礦暈元素位置，說(shuō)明以前上端可能存在礦體，已經(jīng)開(kāi)采過(guò)或長(zhǎng)期地質(zhì)作用破壞。

(2)典型分帶序列的近礦暈元素Pb位于分帶序列的尾暈元素位置，說(shuō)明43線剖面深部有存在盲礦體的可能。

4.3.3 深部成礦預(yù)測(cè)

通過(guò)對(duì)南礦段43線剖面鉆孔原始數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算從而得出元素分帶指數(shù)值，利用礦體對(duì)應(yīng)各鉆孔不同深度具有代表性的前緣暈元素組合與尾暈元素組合分帶指數(shù)累乘值比值，該值大小反映前緣暈相比尾暈發(fā)育程度，進(jìn)而預(yù)測(cè)深部礦體。

礦體預(yù)測(cè)模型：礦體頭部選為標(biāo)高2 500 m，其比值為8.7；礦體中上選為標(biāo)高2 400 m，其比值為3.17；礦體下部選為標(biāo)高2 300 m，其比值為28；礦體尾部選為標(biāo)高2 200 m，其比值為1。

a.礦體剖面圖；b—k.元素異常剖面圖6 寨上南礦段43勘探線礦體和元素異常剖面圖Fig.6 Section of the ore body and element anomalies in the 43 exploration line of the Zhaishang Southern ore block

從礦體深部預(yù)測(cè)模型(圖7)可以得出，礦體的指標(biāo)數(shù)經(jīng)歷了從減小到增大再減小的過(guò)程，表明礦體頭部到中上部的時(shí)候，尾暈在不斷發(fā)育，從礦體中上部到礦體中下部過(guò)程中，前緣暈不斷發(fā)育，而后尾暈不斷發(fā)育，指示礦體深部有可能不存在盲礦。

(選取(Sb×As)D/(Mo×Pb)D作為定量評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)測(cè)深部礦體)圖7 寨上金礦南礦段深部預(yù)測(cè)模型Fig.7 Deep prediction model of southern ore block of Zhaishang gold Mine

5 綜合找礦模型和找礦突破

整理分析多種找礦標(biāo)志，綜合觀察各類標(biāo)志信息，才能夠更加準(zhǔn)確為找礦服務(wù)。因此，綜合考慮各類找礦信息標(biāo)志，提出礦床綜合找礦模型(表7)。根據(jù)上述找礦標(biāo)志，結(jié)合物探和化探結(jié)果，在32號(hào)脈55號(hào)勘探線施工，進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證，鉆孔55-4孔深320 m，見(jiàn)礦位置為孔深27～47 m和118～135 m，Au平均品位分別為3.42×10-6和4.28×10-6,真厚度為6.37 m和2.80 m，巖性為碎裂巖化鈣質(zhì)板巖，蝕變巖化主要為黃鐵礦化和硅化，該孔的見(jiàn)礦證明了該模型及方法對(duì)于本區(qū)域找礦是可行的，找礦工作有了突破性進(jìn)展，對(duì)于以后工作開(kāi)展具有重要的指導(dǎo)意義。

表7 寨上金礦南礦段綜合找礦模型Tab.7 Comprehensive prospecting model for the south ore block of Zhaishang gold mine

6 結(jié)論

筆者通過(guò)在南礦段部分剖面運(yùn)用地球物理和地球化學(xué)方法，對(duì)深部盲礦進(jìn)行預(yù)測(cè)和深入研究，總結(jié)物理和化學(xué)找礦特征，結(jié)合地質(zhì)找礦特征，建立綜合找礦模型，對(duì)下一步找礦具有一定的指導(dǎo)意義，現(xiàn)將研究成果總結(jié)如下。

(1)ZK43-1鉆孔在電性過(guò)渡帶見(jiàn)礦， 32號(hào)脈也存在于電性過(guò)渡帶，且礦脈成舒緩波狀延深，略向南傾，下延深度較大有膨大富集可能，在橫向電性梯度帶含礦可能性大。

(2)結(jié)合各元素原生暈分布圖與格里格良法計(jì)算結(jié)果推出南礦段43線剖面原生暈序列為：As-Mo-Sb-Ag-Cu-Bi-Au-Zn-W-Pb，通過(guò)與前人典型分帶序列相比，分析得出一是典型分帶序列的尾暈元素Mo、Bi分別位于43線剖面原生暈分帶序列的前緣暈和近礦暈元素位置，說(shuō)明以前上端可能存在礦體，已經(jīng)過(guò)開(kāi)采或長(zhǎng)期地質(zhì)作用破壞。

二是典型分帶序列的近礦暈元素Pb位于43線剖面原生暈分帶序列的尾暈元素位置，說(shuō)明43線剖面深部有存在盲礦體的可能。從礦體深部預(yù)測(cè)模型可以得出，礦體的指標(biāo)數(shù)經(jīng)歷了從減小到增大再減小的過(guò)程，表明礦體頭部到中上部的時(shí)候，尾暈在不斷發(fā)育，從礦體中上部到礦體中下部過(guò)程中，前緣暈不斷發(fā)育，從礦體中下部到深部過(guò)程中，尾暈不斷發(fā)育，指示礦體深部有可能不存在盲礦，物探發(fā)現(xiàn)的深部異常有可能是不含礦的破碎帶或者是含碳地層。

(3)運(yùn)用綜合找礦模型，在南礦段55線進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證，并得到理想效果。

致謝：感謝劉家軍教授為本文提供寫作思路，及修改意見(jiàn)建議，感謝郝迪、張沛師兄為本文寫作提供指導(dǎo)意見(jiàn)。