物化探綜合找礦方法在沙爾湖銅金礦勘查中的應用

陳曉平，吳忠如，喻軍敏

（江西有色地質(zhì)勘查五隊， 江西九江 332000）

新疆哈密卡拉塔格銅金礦整裝勘查區(qū)位于新疆哈密南西130km處，是107個國家整裝勘查區(qū)之一。自20世紀90年代中期土屋斑巖型銅礦被新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)大隊發(fā)現(xiàn)以來，相繼在延東、黃土坡、紅石、紅海、梅嶺發(fā)現(xiàn)一系列銅多金屬礦床［1-5］。本文敘述的沙爾湖銅金勘查區(qū)位于卡拉塔格銅金多金屬礦整裝勘查區(qū)東部，在該區(qū)運用地球化學勘查與地球物理勘查相結合的綜合找礦方法，取得了良好找礦效果。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

勘查區(qū)大地構造位置地處于哈薩克斯坦板塊與準噶爾板塊交接部位，吐哈地塊與秋格明塔什-黃山韌性剪切帶之間，成礦區(qū)劃定位于東天山頭蘇泉-大南湖古生代增生島弧帶北側(cè)的卡拉塔格礦集區(qū)內(nèi)。區(qū)域內(nèi)出露地層為下泥盆統(tǒng)卡拉塔格組、大南湖組，上石炭統(tǒng)臍山組，中二疊統(tǒng)阿爾巴薩依組及下侏羅統(tǒng)三工河組［6］；區(qū)內(nèi)斷裂構造發(fā)育，構造行跡呈EW、NW、NNW向；巖漿活動強烈，以海西期侵入巖最為發(fā)育，巖性主要為花崗巖、花崗斑巖及次火山巖。

2 勘查區(qū)地質(zhì)概況

勘查區(qū)出露地層主要有下古生界奧陶系中統(tǒng)荒草坡群卡拉塔格組、上古生界泥盆系下統(tǒng)大南湖組和第四系上更新統(tǒng)新疆群［7］（圖1）。其中卡拉塔格組巖性屬海相火山巖建造，屬鈣堿性系列巖石，以富鈉為特征。依據(jù)巖性組合特征劃分為兩個巖性段，上段巖性為灰綠色玄武巖、安山巖，大致沿沙爾湖和沙西東一區(qū)兩勘查區(qū)分布，下段巖性為灰綠-灰褐色安山巖、英安巖、凝灰?guī)r、火山角礫巖、沉凝灰?guī)r夾含礫巖屑砂巖，常見綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化，并伴有Cu、Pb、Zn、Au等礦化［8-9］。

圖1 新疆哈密沙爾湖銅金礦勘查區(qū)地質(zhì)簡圖

圖2 新疆哈密沙爾湖銅金礦勘查區(qū)Cu、Pb、Zn綜合異常圖

3 地球化學特征

3.1 區(qū)域地球化學特征

根據(jù)區(qū)域1/20萬化探成果，卡拉塔格礦集區(qū)屬底坎爾—大南湖地球化學異常帶。本區(qū)為Cu-Au-Zn等元素的高背景區(qū)，其中Cu元素含量起伏明顯，分布不太均勻，在黃鐵絹英巖中含量達450×11-6；勘查區(qū)石英閃長巖中Ag-Mn-Ga-Mo-V-Cu-Sr等元素含量高于克拉克值；二長花崗巖Sc-Cr-V-Yb-Sr-B等元素高于酸性巖中對應元素豐度值，花崗斑巖Li-Sc-Cr-Cu-Zr-Y-Yb高于克拉克值。

3.2 勘查區(qū)地球化學特征

依據(jù)1:10000高密度巖屑地球化學測量成果，區(qū)內(nèi)巖屑地球化學異常分為Cu、Pb、Zn類，Au、Ag、As、Sb類和Cr-Ni-Co類。

（1）Cu類異常：多呈不規(guī)則面狀，分布于勘查區(qū)西部的花崗斑巖、花崗閃長巖以及英云閃長巖、二長花崗巖的內(nèi)外接觸帶上，主要分布于高磁異常降低區(qū)的火山巖地層中（H7組合異常）。其次呈帶狀分布于近東西向（H6組合異常帶），與基性—超基性(Cr、Ni、Co異常)巖帶吻合。

（2）Au類異常：主要分布于勘查區(qū)中南部的中奧陶統(tǒng)卡拉塔格組地層中，多呈北西向（H8組合異常）、北東向（H10組合異常）分布，受構造控制明顯。尤其是北西向斷裂構造是區(qū)內(nèi)主要的控巖控礦構造，地表往往出現(xiàn)強硅化蝕變褪色帶。

（3）Cr、Ni、Co類異常：主要呈帶狀近東西向（H6組合異常帶）展布，受斷裂構造控制，反映出基性-超基性巖帶的特征。

綜上所述，區(qū)內(nèi)各類組合異常特征反映出銅（礦）類異常受侵入巖、火山—次火山巖及斷裂構造復合控制，金（礦）類異常受多期次的斷裂構造控制。而Cr、Ni、Co類異常則反映出基性—超基性巖帶的特征，故推測其斷裂深部可能有隱伏的基性巖體存在。

4 地球物理特征

4.1 磁性特征

勘查區(qū)具磁性的火山巖、侵入巖如（表1）所示。

表1 巖石磁性參數(shù)表

（1）具微磁性的為英安巖、安山質(zhì)英安巖。它們的感應磁化強度為1～187×10-6×4л·SI，剩余磁化強度為5.7～32×10-3A/m。

（2）二長花崗巖具弱磁性，κ值為305×10-6×4л·SI，Jr值為96×10-3A/m，為英安巖的2～5倍，可在無磁性背景下形成低值異常。

（3）閃長巖具中等磁性，κ值和Jr值均達到二長花崗巖的3倍以上，兩者在相鄰地段出現(xiàn)，具一定規(guī)模可形成可區(qū)分的不同異常。

（4）玄武巖和安山巖為本區(qū)中強磁性的巖石，κ值達到1000×10-6×4л·SI以上，是英安巖的20倍，可形成相對高值異常。

綜上所述，本區(qū)存在著各類侵入巖、火山巖的磁異常，依其分布規(guī)模，強度大小，構造排列所呈現(xiàn)的不同特征而被識別。

根據(jù)勘查區(qū)實施1:10000地面高精度磁測成果，第四系地層和泥盆系碎屑巖地層不具磁性，在ΔT⊥等值線平面圖上勘查區(qū)東南角和北東區(qū)呈現(xiàn)負磁背景，具磁性的巖石是各種火山巖和侵入巖，英安巖、安山質(zhì)英安巖、二長花崗巖具弱磁性；閃長巖類具中等磁性；安山巖和玄武巖具中強磁性。故本區(qū)主要各類中酸性、中性、基性火山巖和侵入巖均可在磁測ΔT圖上顯示得以圈定。與中酸性火山巖相關，經(jīng)礦化熱液活動改造的低值磁異常區(qū)，如顯示為中低電阻率、高極化率區(qū)則為找礦有利地段。由于巖體的分布受構造控制，本區(qū)由各類巖體引起的串珠狀磁異常的帶狀分布，顯示了控巖構造的磁場特征。

4.2 勘查區(qū)布格重力場特征

勘查區(qū)內(nèi)布格重力場總體分布是南西低北東高，西南部最低達-10g·u，而東北部重力最高達20g·u，中部為寬緩的過渡帶，只在近東北部重力高時，異常的梯度變大，重力場梯度帶呈北西向展布，基本反映了區(qū)內(nèi)北西向控巖和控礦構造特征。

整個測區(qū)大體分成北東、南西兩個區(qū)段。北東區(qū)段，重力場成緩坡狀，重力值從南西側(cè)的0～1g·u逐步向北東升高到20g·u，直至測區(qū)東部出現(xiàn)了重力高。南西區(qū)段，以西南角的未封閉的重力低為中心，向北東成半弧形分布三個重力高。

根據(jù)本區(qū)巖石密度由酸性到基性逐漸變大的特點，北東段的火山巖及次火山巖，由南西側(cè)的中酸性逐漸向北東側(cè)的中基性到基性過渡。而南西段，西南角的重力低推測是隱伏的偏酸性的隱伏巖體引起，而成半弧形分布的三個重力高，則是偏中性的火山巖或次火山巖引起。共劃分G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7七個局部重力異常，異常是由中基性巖體、火山巖或銅礦化引起的。

4.3 激電中梯異常特征

測定數(shù)據(jù)表明（表2），花崗巖，安山巖極化率測定η值均小于8%。英安巖極化率為2.5%，含磁鐵礦安山巖為極化率6.7%～21.7%，礦石極化率達28%～64%，礦化巖石的極化率是圍巖的2～5倍，可形成明顯的視極化率異常。

表2 巖（礦）石電性參數(shù)表

黃銅礦石的電阻率最低，礦（化）體電阻率為130～741Ω·m，其次是花崗斑巖和安山玢巖電阻率小于2000Ω·m，英安巖的電阻率在3700～5000Ω·m，安山巖的電阻率在1600Ω·m以上。且視電阻率低值異常區(qū)與中高極化率異常相吻合，是礦化體及構造破碎帶區(qū)域。所以，根據(jù)巖礦石的電性參數(shù)，確定低視電阻率、中高極化率異常區(qū)為成礦有利地段。

激電異?？傮w顯示強度不高，但由于背景值低，低緩異常尚較清晰，勘查區(qū)內(nèi)由西向東共圈出7個中高極化率（ηs）異常（JD3-JD7、JD9-JD10），詳見圖3。

圖3 新疆哈密沙爾湖銅金礦勘查區(qū)激電中梯視電阻率等值線圖

（1）JD3和JD5可能反映是與銅有關的礦化或蝕變引起的。

（2）JD4異常位于低磁低阻區(qū)，推測為具銅礦化的酸性火山巖分布區(qū)。

（3）JD6異常帶所處部位磁場正負變化劇烈具跳躍級磁異常特點，又位于重力梯度帶及重力高值區(qū)，異常東面零星出露集塊熔巖，北面玄武巖中杏仁體包裹見黃銅礦，有些地段偶見次生富集輝銅礦，北部為Cr、Ni、Co組合異常，重力高與基性巖有關，激電異常和銅鋅異常與硫化物有關，低磁與熱液蝕變有關，推測該地段為重要找礦遠景區(qū)。

（4）JD7異常對應Zn元異常，其邊緣對應多個Cu元素異常峰值，亦對應中低跳躍級磁力異常和中低電阻率區(qū)域，異常整體位于北西向重力梯度帶東側(cè)中高重力異常拐變部位。

（5）JD9異常常處于磁場降低區(qū)，有Au、Zn、As、Sb等巖屑地球化學異常，為尋找金(鋅、銅)礦提供參考，異常需進一步查證。

（6）JD10異常面積和幅度小，找礦意義不大。

5 工程驗證

2009～2013年，在物化探勘查圈定的綜合異?；A上施工了7條槽探揭露6處含銅黃鐵絹云巖化帶，主要分布于勘查區(qū)南西部、北部。礦化主要賦存在蝕變凝灰?guī)r和角礫凝灰?guī)r中。由于勘查區(qū)地處戈壁荒漠，距離城市較遠，無法快速獲得化驗分析數(shù)據(jù)，因此對槽使用便攜式快速分析儀提前分析，依據(jù)快速分析結果在探槽中布設基本分析樣。此外，對礦化蝕變帶及激電中梯異常施工了5個鉆孔進行深部驗證（表3），在深部發(fā)現(xiàn)了黃銅礦、閃鋅礦等原生礦體（圖4）。此證實了在沙爾湖銅金礦勘查區(qū)利用地球物理、地球化學先行，槽探、鉆探揭露、驗證的綜合找礦方法是合理的。

表3 激電測深異常特征與鉆孔驗證情況一覽表

6 找礦標志

（1）巖屑地球化學Cu等異常是尋找銅礦床隱伏礦體的直接標志，越靠近含礦部位，其異常含量值愈高，Cu、Au以及Zn、As、Pb等多元素組合是尋找銅礦床地球化學元素組合標志。

（2）高極化率(中梯掃面ηs>1%,激電測深ηs>3%且中等電阻率ρs=±300Ω·m)的激電異常是尋找地表、中淺部（埋深小于300m）原生硫化物礦體的異常標志。

（3）等軸狀磁異常、環(huán)形磁異常、串珠狀磁異?？扇Χù判缘刭|(zhì)體及火山機構或斷裂構造；中弱磁異常（25nT～100nT）能劃分蝕變礦化帶或賦礦圍巖范圍，利用磁測能達到間接找礦目的。

（4）等軸狀重力高異常能圈定中基性巖體；等軸狀重力低異常能圈定隱伏的酸性巖體或火山機構；重力場的梯度帶能推測斷裂構造或圈定不同巖體邊界。

（5）弱高重力異常、磁測異常的中低值帶以及銅含量高背景區(qū)中的Cu、Zn、Pb、Au組合異常是尋找銅金礦床重要的物化探異常綜合找礦標志［10］。

7 結論

通過在沙爾湖銅金礦區(qū)實施“物化探+”的綜合找礦方法，證實了化探綜合異常區(qū)與低磁場值、低電阻率、中高極化率和高重力異常相吻合的地段，是礦化的有利地段，且經(jīng)工程揭露、驗證，發(fā)現(xiàn)了多個礦（化）體，此說明“物化探+”的綜合方法在同類型勘查區(qū)地質(zhì)找礦具有一定實踐意義。