高精度磁測(cè)在吉林磐石自由屯銅金礦區(qū)找礦中的應(yīng)用

楊繼峰 王學(xué)陽 郭丕夷 李凱春 王立功

摘要：高精度磁測(cè)成果是深部巖（礦）石磁性差異的綜合反映，包含豐富的淺源信息和深源信息。通過對(duì)自由屯銅金礦區(qū)高精度磁測(cè)異常的化極、延拓和求導(dǎo)解譯處理，識(shí)別物性結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及分布，確定成礦地質(zhì)體的形態(tài)及不同深度產(chǎn)狀變化特征。自由屯銅金礦區(qū)礦化受二疊系大河深組地層巖性、斷裂及巖漿巖體綜合控制，礦（化）體呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出。根據(jù)高精度磁測(cè)解譯結(jié)果，確定控礦構(gòu)造和成礦地質(zhì)體的分布及產(chǎn)狀特征，結(jié)合對(duì)控礦因素的分析及找礦標(biāo)志的總結(jié)，對(duì)Ⅰ—Ⅳ蝕變礦化帶的找礦方向進(jìn)行評(píng)價(jià)，為探礦工程布置提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高精度磁測(cè);找礦方向;成礦結(jié)構(gòu)面;成礦地質(zhì)體;自由屯銅金礦區(qū)

中圖分類號(hào)：TD15?P618.51?P636文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）02-0024-06doi：10.11792/hj20210205

自由屯銅金礦地處吉黑造山帶、吉中活動(dòng)陸緣南部，位于山河—榆木橋子Au-Ag-Cu-Ni-Fe-Pb-Zn成礦帶中部，敦密斷裂北側(cè)。區(qū)域分布粗榆金礦床、官馬金礦床、石咀銅礦床、鍋盔頂子銅礦床、小紅石砬子鉛鋅銀礦床等大、中型礦床，成礦地質(zhì)條件有利，找礦潛力巨大[1-5]。吉林有色金屬地質(zhì)勘查局608隊(duì)于1989—1990年通過地質(zhì)填圖及土壤測(cè)量，發(fā)現(xiàn)金及銅金蝕變礦化帶各1條;2011年，通過進(jìn)一步勘查，在地表發(fā)現(xiàn)蝕變礦化帶1條，深部發(fā)現(xiàn)銅礦（化）體7條、金礦（化）體2條;2016年，最終圈出蝕變礦化帶4條、金礦（化）體4條、銅礦（化）體7條。盡管前人在礦區(qū)進(jìn)行了大量勘查工作，但由于對(duì)關(guān)鍵控礦因素掌握不夠準(zhǔn)確，至今未取得突破性找礦進(jìn)展。通過對(duì)礦區(qū)高精度磁測(cè)結(jié)果進(jìn)行解譯，結(jié)合對(duì)銅金、金礦化特征的總結(jié)，確定成礦結(jié)構(gòu)面、成礦地質(zhì)體、找礦標(biāo)志及進(jìn)一步找礦方向，為后續(xù)勘查工作部署提供依據(jù)。

1?礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層主要為二疊系下統(tǒng)大河深組（P1d）及第四系（Q）（見圖1）。其中，大河深組為一套海相—陸源碎屑火山沉積建造，主要巖性包括泥質(zhì)板巖和凝灰質(zhì)板巖（sl）、大理巖（mb）、灰?guī)r（ls）、糜棱巖化安山巖（αm）等，地層走向近南北，傾向東或西。大河深組為礦區(qū)內(nèi)礦（化）體的主要賦礦圍巖。

礦區(qū)巖漿巖分布廣泛，主要為早古生代片麻狀花崗巖（γ）和印支期黑云母花崗巖（γβ）、石英閃長(zhǎng)巖/閃長(zhǎng)巖（δ）。巖脈發(fā)育，巖性包括閃斜煌斑巖、輝長(zhǎng)玢巖、閃長(zhǎng)玢巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖、花崗細(xì)晶巖及石英等。片麻狀花崗巖分布于礦區(qū)北部及東南部，大面積發(fā)育;黑云母花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖/閃長(zhǎng)巖等分布于礦區(qū)西部及南部，石英閃長(zhǎng)巖/閃長(zhǎng)巖與成礦關(guān)系密切。

礦區(qū)構(gòu)造發(fā)育，包括褶皺和斷裂。褶皺主要為背斜，發(fā)育在大河深組地層中，呈南北走向，銅金礦化產(chǎn)于背斜核部灰?guī)r（大理巖）與板巖層間構(gòu)造破碎帶內(nèi)。斷裂發(fā)育，走向以北西向、南北向?yàn)橹鳎睎|向次之，東西向斷裂規(guī)模相對(duì)較小。其中，沿背斜軸部大理巖與板巖層間構(gòu)造破碎帶發(fā)育的南北向斷裂呈S形分布，貫穿全區(qū)，控制蝕變礦化帶及銅金、金礦化的分布。

2?礦床地質(zhì)特征

2.1?礦（化）體特征

銅金、金礦化主要發(fā)育在南北向背斜核部，賦存于大理巖與板巖層間構(gòu)造破碎帶內(nèi)。礦區(qū)地表共圈出4條蝕變礦化帶（Ⅰ—Ⅳ），并圈出金礦（化）體4條、銅礦（化）體7條（見圖1）。在28勘探線深部發(fā)現(xiàn)4條銅礦（化）體和3條金礦（化）體（見圖2）。主要礦（化）體特征分述如下：

Ⅰ-1銅金礦體：分布于Ⅰ號(hào)蝕變礦化帶內(nèi)，賦存于硅化大理巖中，走向330°，傾向南西，傾角68°。地表由TCⅠ-4、TCⅠ-0、TCⅠ-1、TCⅠ-0-1等探槽控制，長(zhǎng)約55?m，平均厚0.55?m，金平均品位6.27×10-6，銅平均品位0.44?%。主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、藍(lán)銅及褐鐵礦等。蝕變類型有硅化、絹云母化、綠簾石化、綠泥石化和碳酸鹽化。

2021年第2期/第42卷??黃金地質(zhì)黃金地質(zhì)??黃?金

Ⅱ金礦化體：位于Ⅱ蝕變礦化帶內(nèi)，由TC2/3、TC1/4探槽控制，走向15°，傾向北西，傾角45°，兩端未封閉?？刂崎L(zhǎng)110?m，平均寬11?m，厚1.00～1.38?m，刻槽取樣測(cè)得金平均品位0.53×10-6、銀平均品位2.0×10-6、銅平均品位0.07?%。破碎蝕變帶中破碎物由硅化大理巖、凝灰質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖角礫及膠結(jié)物構(gòu)成。圍巖蝕變強(qiáng)烈，類型包括硅化、絹英巖化、綠泥石化、高嶺土化、碳酸鹽化及褐鐵礦化等。

Ⅳ-1金礦化體：位于Ⅳ蝕變礦化帶中，為隱伏礦化體。深部由ZK2801、ZK01、ZK04等鉆孔控制，走向南北，傾向西，傾角68°～75°，走向及傾向延伸均為80?m，平均厚度2.25?m，金平均品位0.71×10-6，銅平均品位0.35?%。礦化體賦存于凝灰質(zhì)板巖中，主要金屬礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦及黃銅礦等。圍巖蝕變發(fā)育，類型包括硅化、綠泥石化、絹云母化。

Ⅳ-2金礦化體：與Ⅳ-1金礦化體平行產(chǎn)出，地表未出露，深部由ZK2801、ZK01、ZK04等鉆孔控制，賦存于凝灰質(zhì)板巖中，走向及傾向延伸均為80?m，平均厚0.75?m，金平均品位0.73×10-6，主要金屬礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦及黃銅礦。圍巖蝕變類型有硅化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化和碳酸鹽化。

2.2?礦石特征及成礦期次

礦石中金屬礦物以黃鐵礦和黃銅礦為主，方鉛礦、磁黃鐵礦、白鐵礦次之，地表見孔雀石、藍(lán)銅及褐鐵礦等，微細(xì)粒金呈裂隙金產(chǎn)出于黃鐵礦中。脈石礦物以石英、方解石、絹云母、綠簾石、綠泥石、高嶺土等為主。礦石結(jié)構(gòu)以半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)為主，交代殘余結(jié)構(gòu)、交代侵蝕結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)次之;礦石構(gòu)造主要有角礫狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和斑雜狀構(gòu)造等。

黃鐵礦是礦石中含量最多的金屬硫化物。野外和鏡下見2類黃鐵礦：一類呈自形粒狀產(chǎn)出于閃長(zhǎng)巖、輝綠玢巖或構(gòu)造蝕變帶內(nèi)，呈稀疏浸染狀分布，為早期產(chǎn)物;另一類呈半自形—他形粒狀，分布于硅化石英細(xì)脈或團(tuán)塊狀硅化蝕變巖中，粒度?0.02～0.05?mm，與黃銅礦、方鉛礦共生，有時(shí)被黃銅礦、方鉛礦交代，屬于主成礦階段產(chǎn)物。

黃銅礦呈他形粒狀、星散狀分布于硅化石英細(xì)脈或團(tuán)塊狀硅化蝕變巖中，粒度小于?0.01?mm，偶見呈填隙狀分布于他形黃鐵礦粒間或呈乳滴狀分布于黃鐵礦內(nèi)。

方鉛礦比較少見，鏡下見方鉛礦以他形—半自形粒狀產(chǎn)出于硅化、絹云母化蝕變巖中。

根據(jù)礦石組構(gòu)及其與地層、巖漿巖的接觸、穿插關(guān)系，以及礦石礦物、脈石礦物之間的共生、交代關(guān)系，初步將礦區(qū)成礦劃分為石英-黃鐵礦階段、石英-硫化物階段和石英-碳酸鹽階段。其中，石英-硫化物階段為主要成礦階段。

2.3?圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變發(fā)育，主要有硅化、鉀化、絹英巖化、絹云母化、綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化和高嶺土化等，具有中溫?zé)嵋何g變特征。其中，硅化與細(xì)脈狀、浸染狀銅金、金礦化關(guān)系密切，形成石英-金屬硫化物細(xì)脈充填于大理巖或凝灰質(zhì)板巖構(gòu)造裂隙中。

綜上，礦區(qū)銅金、金礦化與南北向背斜核部的斷裂（層間破碎帶）關(guān)系密切，與閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖等伴生或相互穿切，硅化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化等蝕變呈帶狀分布，礦（化）體與圍巖邊界不清（由分析結(jié)果圈定礦（化）體），認(rèn)為礦區(qū)銅金、金礦化成因類型為中溫?zé)嵋撼涮蠲}型。

3?高精度磁測(cè)異常特征及構(gòu)造解譯

高精度磁測(cè)是熱液型礦床常用的找礦方法，通過分析巖體磁性差異及磁場(chǎng)特征，結(jié)合地質(zhì)解譯結(jié)果，確定成礦結(jié)構(gòu)面（物性體界面）和控礦構(gòu)造，了解巖漿巖的形態(tài)、分布及接觸關(guān)系，根據(jù)成礦地質(zhì)體、成礦結(jié)構(gòu)面及控礦構(gòu)造產(chǎn)狀及變化，進(jìn)行間接找礦[6-9]。

對(duì)礦區(qū)1∶1萬高精度磁測(cè)成果進(jìn)行化極、向上延拓、不同方向水平一階導(dǎo)數(shù)計(jì)算、垂向二階導(dǎo)數(shù)計(jì)算及線性構(gòu)造、地質(zhì)體解譯，為控礦因素分析及找礦方向確定提供依據(jù)[2]。

3.1?高精度磁測(cè)異常特征

化極處理后的磁場(chǎng)分布由于消除了磁偏角影響，能夠更確切反映地層巖性及巖漿巖分布特征。根據(jù)高精度磁測(cè)數(shù)據(jù)及化極結(jié)果，繪制磁異常等值線圖（見圖3）及化極等值線圖（見圖4）。礦區(qū)磁異常呈南北向展布，可劃分為弱負(fù)場(chǎng)區(qū)、負(fù)場(chǎng)區(qū)、弱正場(chǎng)區(qū)和正場(chǎng)區(qū)，磁異常梯度帶總體呈北東向展布，反映地質(zhì)體分布特征;大河深組地層與黑云母花崗巖均呈負(fù)磁異常特征，但在背斜軸部發(fā)育大面積、南北向展布的磁性正場(chǎng)區(qū)，結(jié)合礦區(qū)巖（礦）石物性分析結(jié)果，認(rèn)為深部存在隱伏石英閃長(zhǎng)巖/閃長(zhǎng)巖巖體;在Ⅰ、Ⅳ蝕變礦化帶發(fā)育地段，顯示存在北東向展布（北西傾伏）的閃長(zhǎng)巖隱伏巖體，Ⅱ、Ⅲ蝕變礦化帶深部可能存在北東向隱伏石英閃長(zhǎng)巖體。

3.2?結(jié)構(gòu)面及地質(zhì)體解譯

對(duì)化極后的高精度磁測(cè)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行向上延拓處理，分別計(jì)算不同上延高度（100?m、200?m、500?m和750?m）的垂向二階導(dǎo)數(shù)和不同方向（0°、45°、90°和135°）的水平一階導(dǎo)數(shù)，提取不同方向水平一階導(dǎo)數(shù)的軸值（極大值和極小值）為線性構(gòu)造（物性結(jié)構(gòu)面），提取垂向二階導(dǎo)數(shù)的0等值線為環(huán)形構(gòu)造（物性地質(zhì)體邊界），結(jié)果見圖5、圖6。

1）結(jié)構(gòu)面（線性構(gòu)造）解譯。不同上延高度、不同方向的線性構(gòu)造解譯結(jié)果表明，北東向構(gòu)造、北西向構(gòu)造構(gòu)成礦區(qū)構(gòu)造格架，北東向構(gòu)造具有壓扭性特征，2條北東向構(gòu)造貫穿礦區(qū)，總體傾向北西;共解譯出具有一定規(guī)模的5條北西向構(gòu)造（張扭性）、3條南北向構(gòu)造（張性）和3條東西向構(gòu)造（壓性）。

2）地質(zhì)體（環(huán)形構(gòu)造）解譯。對(duì)不同上延高度的環(huán)形構(gòu)造解譯結(jié)果表明，西部解譯出的3個(gè)地質(zhì)體為黑云母花崗巖中的石英閃長(zhǎng)巖體;南部地質(zhì)體規(guī)模較大，總體呈近南北向展布，形態(tài)受北東向、北西向構(gòu)造控制，可能是隱伏石英閃長(zhǎng)巖體的反映，具有成礦地質(zhì)體屬性，在Ⅱ、Ⅲ蝕變礦化帶深部相應(yīng)位置規(guī)?？s小，形態(tài)穩(wěn)定;北部地質(zhì)體磁性略高，呈近南北向展布，推測(cè)為隱伏閃長(zhǎng)巖體的反映，深部向北收縮，應(yīng)為成礦地質(zhì)體。

4?控礦因素及找礦方向

4.1?控礦因素分析

根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)特征及高精度磁測(cè)解譯成果，銅金、金礦化受大河深組地層、斷裂及巖漿巖體綜合控制，但不同蝕變礦化帶控礦因素有所差異，具體如下：

Ⅰ蝕變礦化帶及礦體分布于南、北成礦地質(zhì)體（隱伏巖體）之間及南部地質(zhì)體形態(tài)和產(chǎn)狀的復(fù)雜變化部位;蝕變礦化帶及礦體受大理巖、凝灰質(zhì)板巖層間破碎帶及隱伏巖體產(chǎn)狀突出部位綜合控制;高精度磁測(cè)解譯結(jié)果顯示，北西向結(jié)構(gòu)面和斷裂均具有向南西傾的特征，與地表所見礦化特征一致。已施工鉆孔ZK03、ZK1201未見礦化，可能與鉆孔方位相反有關(guān)。

Ⅱ蝕變礦化帶及礦體分布于南部成礦地質(zhì)體內(nèi)部，受大理巖、凝灰質(zhì)板巖層間破碎帶及斷裂控制。對(duì)比地表巖性結(jié)構(gòu)面和高精度磁測(cè)解譯南北向結(jié)構(gòu)面、斷裂特征，后者均具有反傾變化特征，淺部?jī)A向北西，深部?jī)A向南東。已施工鉆孔ZK702未見礦，可能與結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀變化有關(guān)。

Ⅲ蝕變礦化帶及礦體分布于南部成礦地質(zhì)體內(nèi)部，與Ⅱ蝕變礦化帶首尾相連，主要控礦因素為大理巖與凝灰質(zhì)板巖之間的結(jié)構(gòu)面（層間破碎帶）和背斜核部的斷裂。

Ⅳ蝕變礦化帶及礦體分布于北部成礦地質(zhì)體西南部形態(tài)及產(chǎn)狀變化部位，受南北向結(jié)構(gòu)面（大理巖與凝灰質(zhì)板巖層間破碎帶）控制。高精度磁測(cè)解譯顯示該地段南北向構(gòu)造發(fā)育且具有西傾特征，與鉆孔驗(yàn)證結(jié)果吻合。

4.2?找礦標(biāo)志與找礦方向

礦區(qū)已有土壤巖屑測(cè)量，測(cè)試了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi、Mo、As、Sb、Hg等12種元素。對(duì)元素相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，Au、Bi、Cu、W、As、Sb、Hg等具有較大變異系數(shù)和濃集系數(shù)，表明這些元素為成礦元素;聚類分析及因子分析結(jié)果表明，成礦元素劃分為Mo-Sn、Cu-Ag-Pb-Zn、Au-Bi-W-Sb-As和Hg?4個(gè)穩(wěn)定組合，其中前3個(gè)組合屬于與成礦作用有關(guān)組合，Cu-Ag-Pb-Zn、Au-Bi-W-Sb-As為主要成礦組合（見圖7）。激電異常分布見圖7，其在蝕變礦化帶處顯示為低阻高極化特征。綜上，銅金、金礦化主要蝕變找礦標(biāo)志為硅化、絹云母化蝕變帶;地球化學(xué)找礦標(biāo)志為Au、Bi、Cu、W、As、Sb、Hg等元素異常及Cu-Ag-Pb-Zn、Au-Bi-W-Sb-As土壤組合異常;激電異常找礦標(biāo)志為低阻高極化異常。

根據(jù)控礦因素、高精度磁測(cè)解譯結(jié)果、土壤巖屑測(cè)量結(jié)果及激電異常特征，對(duì)自由屯銅金礦區(qū)進(jìn)行綜合信息成礦預(yù)測(cè)（見圖7），認(rèn)為其具有較好的銅金、金礦化找礦潛力。

Ⅱ、Ⅲ蝕變礦化帶成礦地質(zhì)條件有利，找礦標(biāo)志明顯，為找礦潛力最好地段。根據(jù)高精度磁測(cè)解譯結(jié)果，二者均位于成礦地質(zhì)體內(nèi)部，空間上受同一北北東向斷裂控制。值得注意的是，該控礦構(gòu)造沿走向、傾向具有明顯產(chǎn)狀變化特征，南、北兩端及中部產(chǎn)狀陡立，其余部位產(chǎn)狀稍緩，且北東段傾向南東，南西段傾向北西。土壤組合異常Cu-Ag-Pb-Zn、Au-Bi-W-Sb-As大面積分布于控礦構(gòu)造東部，且套合較好;中部發(fā)育2處激電異常，表明Ⅱ、Ⅲ蝕變礦化帶深部具有較好銅金、金找礦潛力，建議盡快進(jìn)行鉆探工程查證。

Ⅰ蝕變礦化帶地處北東向、北西向構(gòu)造交匯復(fù)合部位，蝕變礦化主要受北西向張扭性構(gòu)造控制，土壤組合異常Cu-Ag-Pb-Zn、Au-Bi-W-Sb-As呈北東向展布，成礦地質(zhì)條件好，找礦標(biāo)志明顯，具有較好找礦潛力，建議布置鉆探工程進(jìn)行查證。

Ⅳ蝕變礦化帶與Ⅲ蝕變礦化帶特征相似，受南北向成礦結(jié)構(gòu)面控制，賦存于成礦地質(zhì)體形態(tài)產(chǎn)狀復(fù)雜變化部位，發(fā)育Cu-Ag-Pb-Zn、Au-Bi-W-Sb-As土壤組合異常且套合較好，由于南北向構(gòu)造的性質(zhì)（張性構(gòu)造）及產(chǎn)狀變化，可能導(dǎo)致礦化連續(xù)性較差。

5?結(jié)?論

1）自由屯銅金礦區(qū)礦（化）體呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，受大河深組地層巖性、斷裂或?qū)娱g破碎帶、成礦有關(guān)石英閃長(zhǎng)巖與閃長(zhǎng)巖巖體綜合控制，礦化成因類型為中溫?zé)嵋撼涮蠲}型。

2）高精度磁測(cè)解譯確定北東向、北西向構(gòu)造構(gòu)成礦區(qū)構(gòu)造格架，礦區(qū)中部發(fā)育南北向隱伏石英閃長(zhǎng)巖/閃長(zhǎng)巖，南北向、北西向、北東向構(gòu)造及其交匯部位和隱伏巖體形態(tài)、產(chǎn)狀的復(fù)雜變化部位，控制礦化的產(chǎn)出、形態(tài)、規(guī)模和產(chǎn)狀。

3）該礦區(qū)具有較好銅金、金礦化找礦潛力，尤其是Ⅱ、Ⅲ蝕變礦化帶深部具有良好尋找工業(yè)礦體的潛力。

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