王 偉,劉福興,郭 強(qiáng)**,劉 陽(yáng),謝常君,崔添淇,楊小達(dá),邱金柱,李太陽(yáng)
(1 遼寧省有色地質(zhì)一〇三隊(duì)有限責(zé)任公司,遼寧丹東 118000;2 遼寧招金白云黃金礦業(yè)股份有限責(zé)任公司,遼寧丹東 118000)
白云金礦床產(chǎn)在華北地臺(tái)東端遼東-吉南裂谷帶青城子礦集區(qū)內(nèi),是古元古代變質(zhì)巖地層中的代表性礦床,是青城子礦集區(qū)最大的金礦床,礦體主要賦存于遼河群蓋縣組片巖與大理巖接觸部位片巖內(nèi)。該礦床目前已發(fā)現(xiàn)礦體76 條,已探獲金資源量超過(guò)36 t。專家學(xué)者提出白云金礦床東部及西部找礦空間巨大(魏軍等,2019;王偉等,2020)。
20 世紀(jì)50 年代以來(lái),在遼東-吉南成礦帶西端的青城子鉛鋅礦區(qū)運(yùn)用原生暈方法指導(dǎo)找礦探獲新盲礦體,60 年代在長(zhǎng)江中下游矽卡巖型礦床應(yīng)用該方法取得了較好效果。劉崇民(2006)統(tǒng)計(jì)原生暈預(yù)測(cè)深部盲礦體的成功率達(dá)84%以上。李惠等(2010)在白云金礦利用構(gòu)造疊加暈方法預(yù)測(cè)1 號(hào)、2 號(hào)礦脈,提出預(yù)測(cè)靶區(qū)9個(gè),預(yù)測(cè)金金屬量13.31 t,經(jīng)后期鉆孔驗(yàn)證的靶區(qū)有5個(gè),均取得了較好的成果,探獲金金屬量10.92 t。吳二等(2017)利用烴類組分與原生暈的結(jié)合,建立白云礦床1號(hào)、2號(hào)脈的原生暈分帶序列,為礦區(qū)及外圍提供了找礦方法。雖然預(yù)測(cè)成功率較高,但1號(hào)脈、2號(hào)脈埋深均在400 m以淺,而白云金礦床開(kāi)采深度已達(dá)500 m。白云金礦床勘查深度在800 m左右,800 m以淺勘查程度相對(duì)較高,成礦預(yù)測(cè)僅以鉆孔見(jiàn)礦效果、蝕變標(biāo)志為手段,預(yù)測(cè)手段較為單一。為進(jìn)一步尋找深部礦體,本文通過(guò)開(kāi)展地球化學(xué)原生暈測(cè)量和分帶研究,進(jìn)一步細(xì)化該礦床的原生暈分帶特征,對(duì)深部礦體開(kāi)展成礦預(yù)測(cè)工作,輔以2000 m 鉆孔驗(yàn)證進(jìn)行再預(yù)測(cè),構(gòu)建深部地球化學(xué)特征分帶模型,并對(duì)深部含礦性予以評(píng)價(jià)。
白云金礦床為大型蝕變巖+石英脈型金礦床(魏軍等,2019;王偉,2015),礦床位于華北克拉通東北部遼吉古元古造山帶(遼吉裂谷)內(nèi)。遼吉裂谷北緣以遼陽(yáng)-通化斷裂為界,與龍崗地塊(太古宙克拉通基底)相接,南部由莊河附近向南經(jīng)石城島、長(zhǎng)山島與膠東古元古代地層相連或與狼林地塊(太古宙克拉通基底)相接,在該帶內(nèi)發(fā)育大型、超大型多金屬礦床(王玉往等,2017)。
區(qū)域上出露古元古界遼河巖群變質(zhì)巖系,主要為遼河群浪子山巖組、里爾峪巖組、高家峪巖組、大石橋巖組和蓋縣巖組,屬于一套火山噴發(fā)的優(yōu)地槽相陸間裂谷沉積建造,位于該套變質(zhì)巖系層位產(chǎn)出大中型鉛鋅礦、金銀礦、鐵礦以及非金屬菱鎂礦、硼礦、石墨礦等。在南北向擠壓應(yīng)力作用下,區(qū)域內(nèi)形成一系列近東西向復(fù)式褶皺,線性構(gòu)造主要有與近東西向褶皺同向的斷裂,以及NE 向和NW 向構(gòu)造區(qū)內(nèi)構(gòu)造。巖漿巖主要為古元古代侵入巖、三疊紀(jì)侵入巖、侏羅紀(jì)侵入巖和早白堊侵入巖(Yu et al.,2009;王玉往等,2017)。
白云金礦床主要產(chǎn)在遼河巖群蓋縣巖組及大石橋巖組的碎屑巖建造與碳酸鹽巖建造接觸界面附近。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為復(fù)雜,主要發(fā)育NWW 向系列褶皺和韌-脆性推覆構(gòu)造(李德東,2019),北西西走向韌-脆性推覆構(gòu)造控制著礦體的產(chǎn)出,北西走向斷裂為成礦后構(gòu)造。巖漿巖不發(fā)育,主要以煌斑巖、石英斑巖、閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖等脈巖產(chǎn)出(圖1)。
1.2.1 礦體地質(zhì)特征
礦區(qū)內(nèi)主礦體有1號(hào)、2號(hào)、10號(hào)、11-4號(hào)以及60號(hào)脈帶。絕大部分礦體走向近東西,南傾,傾角30°~50°,向西側(cè)伏,側(cè)伏角35°~70°,延長(zhǎng)100~1240 m,斜深100~570 m,厚0.5~12.48 m,品位1.0×10-6~9.77×10-6。大部分發(fā)育在“硅鈣面”,即蓋縣組片巖、變粒巖與大理巖接觸界面附近,在056~064 線“硅鈣面”厚度大,延深穩(wěn)定。
圖1 白云金礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)王偉等,2018修改)1—第四系;2—遼河群蓋縣組;3—遼河群大石橋組;4—閃長(zhǎng)玢巖;5—石英斑巖;6—花崗斑巖;7—石英脈;8—鉀化帶;9—煌斑巖;10—倒轉(zhuǎn)向斜軸;11—片理產(chǎn)狀;12—斷裂及編號(hào);13—石英脈型礦體及編號(hào)Fig.1 Geological map of the Baiyun gold deposit(modified after Wang et al.,2018)1—Quaternary;2—Gaixian Formation of Liaohe Group;3—Dashiqiao Formation of Liaohe Group;4—Diorite porphyrite;5—Quartz porphyry;6—Granite-porphyry;7—Quartz vein;8—Potassic zone;9—Lamprophyre;10—Reversed syncline axis;11—Schistosity attitude;12—Fracture and its serial number;13—Quartz-vein type orebody and its serial number
60號(hào)脈帶是白云金礦埋藏最深、規(guī)模最大的礦脈群,產(chǎn)出于蓋縣組片巖、變粒巖與大理巖互層帶中硅鉀蝕變帶內(nèi),由10 條礦體組成,包括3 條主脈,分別為60-1、60-2、60-3。在區(qū)內(nèi)它們集中分布于048~076 線之間,賦存于+200 m~-400 m 標(biāo)高之內(nèi),脈帶走向近東西,南傾,傾角35°~45°,延長(zhǎng)1240 m,斜深500 m,向西南側(cè)伏,側(cè)伏角70°,斜延深仍有地段未封閉。
白云金礦在垂向上已有2 個(gè)賦礦空間,上部在200 m~600 m之間(1號(hào)、2號(hào)、10號(hào)、11-4號(hào)等礦體);下部在+200 m~-400 m之間(60號(hào)脈帶礦體)(圖6)。
1.2.2 蝕變特征
白云礦床圍巖蝕變類型主要有硅化、鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化、褪色化等(王偉,2015)。蝕變具有分帶特征,平面上北部為強(qiáng)硅化、黃鐵礦化、絹云母化;南部鉀長(zhǎng)石化較強(qiáng),中心為鉀長(zhǎng)石化和硅化、黃鐵礦化,邊部為絹云母化、綠泥石化和褪色化。在垂向上,上部為弱鉀長(zhǎng)石化、強(qiáng)硅化和黃鐵礦化,下部為鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化和弱硅化。
1.2.3 礦物組合特征
礦石礦物主要有黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、自然金、銀金礦、自然銀、自然鉍、磁鐵礦、斑銅礦、黝銅礦、輝銅礦、輝鉬礦、針鐵礦、錫石、毒砂等;脈石礦物主要有石英、鉀長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石、方解石等。地表氧化礦石主要金屬礦物為褐鐵礦、銀金礦,脈石礦物為石英、長(zhǎng)石等。
金礦物賦存狀態(tài),主要以包裹金、間隙金、裂隙金形式分布,主要載體金屬礦物為黃鐵礦。晶隙金占23.5%;裂隙金占17.7%;游離金占53%;包裹金占5.8%。
1.2.4 成礦階段劃分
根據(jù)穿插關(guān)系和礦物組合特征,可以將白云金礦成礦階段從早到晚劃分3 個(gè)階段,分別為鉀長(zhǎng)石-黃鐵礦-石英階段(Ⅰ階段)、石英-硫化物-自然金階段(Ⅱ階段)和石英-方解石階段(Ⅲ階段)。不同成礦階段具有不同的蝕變礦物組合。
鉀長(zhǎng)石-黃鐵礦-石英階段:蝕變礦物組合有鉀長(zhǎng)石、石英和黃鐵礦。鉀長(zhǎng)石與石英在空間上不完全重合,鉀長(zhǎng)石呈現(xiàn)灰白色、紅色。石英呈現(xiàn)灰白色,粒度較大,黃鐵礦多為立方體自形或半自形晶,晶面平整,粒度變化不大,多呈稀疏浸染狀分布。
石英-硫化物-自然金階段:為成礦主要階段,主要蝕變礦物組合是絹云母-白云母-石英-黃鐵礦等,還可見(jiàn)少量黃銅礦、閃鋅礦等硫化物。此階段的黃鐵礦粒度變細(xì),多呈他形粒狀,自形程度更差,較大者常破碎。石英呈煙灰色,該階段石英與硫化物呈脈狀、細(xì)脈-網(wǎng)脈狀分布,疊加在早階段鉀長(zhǎng)石化蝕變巖或圍巖中,形成硅鉀蝕變巖。
石英-方解石階段:成礦晚階段礦物組合為石英、方解石和黃鐵礦,可見(jiàn)石英-方解石脈切穿硅鉀蝕變巖和圍巖,大量碳酸鹽礦物出現(xiàn),硫化物僅見(jiàn)少量黃鐵礦。
樣品主要采自白云荒甸子礦段160 m、100 m、40 m、-20 m、-80 m 中段以及鉆孔ZK056-5、ZK056-6、ZK056-7、ZK056-8、ZK056-9、ZK064-3、ZK064-4、ZK064-5、ZK064-6、ZK072-2、ZK072-4 以及 2000 m深孔ZK062-15??拥腊?~5 m以連續(xù)揀塊法采集組合樣品,鉆孔圍巖按5~20 m 連續(xù)揀塊法采集組合樣品,礦體按1~3 m 或更短距離以連續(xù)揀塊法采集組合樣品,共計(jì)采集2111 件。在分析中國(guó)典型金礦床以及白云金礦床原生暈組合特征的基礎(chǔ)之上(劉崇民,2010;李惠等,2005;吳二等,2017),確定分析元素為 Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Bi、Mo、Co、Ni、Cr、W、Sn、B、Hg、Mn、F、Sb共18個(gè)元素。
本次樣品測(cè)試工作是在遼寧省有色地質(zhì)一〇三隊(duì)有限責(zé)任公司實(shí)驗(yàn)室完成,其中Au元素采用泡沫塑料富集-石墨爐原子吸收光譜法;Ag、Sn、B元素采用交流電弧-發(fā)射光譜法;Hg元素采用蒸氣發(fā)生-冷原子熒光光譜法;As、Bi、Sb采用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法;F元素采用離子選擇電極法;W、Mo元素采用堿熔-催化波極譜法;Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mn、Cr元素采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定。測(cè)試的18種元素分析方法的準(zhǔn)確度、精密度均達(dá)到要求。
2.2.1 最佳指示元素組合
李惠等(2010)認(rèn)為白云金礦床的最佳指示元素組合為Au、Ag、Pb、As、Sb、Hg、B、W、Mo、Co、Mn,本次研究將礦體、大理巖、硅化帶、煌斑巖、矽線石云母片巖中的元素含量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(表1),根據(jù)60 號(hào)脈帶各元素含量分析結(jié)果,確定最佳指示元素組合為Au、Ag、Pb、As、Bi、Hg、Sb、Co、Mn、Mo。
表1 地質(zhì)體元素含量統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistic table of element content in geological body
續(xù)表 1Continued Table 1
從表 1 可以看出,在金礦體中 Au、As、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、B、F 元素的標(biāo)準(zhǔn)離差較高,Au、Bi、As、Co、Cu、Pb、Ag、Sb 元素的變化系數(shù)較高,說(shuō)明在礦體中 Au、As、Cu、Pb 元素相對(duì)不穩(wěn)定,變化波動(dòng)較大、較頻繁。Ag、Sb 元素變化系數(shù)較高,變化頻率較大。
大理巖中 Au、As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Sn、B、F元素的標(biāo)準(zhǔn)離差較高,Au、As、Ag、Sb元素的變化系數(shù)較高,說(shuō)明在白云地區(qū)大理巖中Au、As 元素相對(duì)不穩(wěn)定,變化波動(dòng)較大、較頻繁。Ag、Sb 元素變化系數(shù)較高,變化頻率較大。
硅化帶中Au、As、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、B、F 元素的標(biāo)準(zhǔn)離差較高,Au、As、Pb、Zn、Ag、Sb 元素的變化系數(shù)較高,說(shuō)明在硅化帶中 Au、As、Pb、Zn 元素相對(duì)不穩(wěn)定,變化波動(dòng)較大、較頻繁。Ag、Sb 元素變化系數(shù)較高,變化頻率較大。
煌斑巖中Au、As、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、B、F 元素的標(biāo)準(zhǔn)離差較高,Au、As、B元素的變化系數(shù)較高,說(shuō)明在煌斑巖中Au、As 元素相對(duì)不穩(wěn)定,變化波動(dòng)較大較頻繁。Ag、Sb 元素變化系數(shù)較高,變化頻率較大。
在矽線石云母片巖中 Au、As、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、B、F 元素的標(biāo)準(zhǔn)離差較高,Au、As、Pb、Ag、W、Sb 元素的變化系數(shù)較高(表1),說(shuō)明在矽線石云母片巖中Au、As、Pb元素相對(duì)不穩(wěn)定,變化波動(dòng)較大較大。
從元素的平均值可以看出,Sn、Mo 主要分布在大理巖中,Au、Bi、Cu、Ag、W、Sb 在礦體中較高,As、Pb、Zn 元素在硅化帶中分布較高,Co、Cr、Mn、Ni、B、F 在煌斑巖中分布較高,Co、Cu、W 元素在大理巖中最低,Mn、Sn、Mo 元素在礦體中分布最低。
2.2.2 R型聚類分析
R 型聚類分析是從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度,根據(jù)元素在成礦過(guò)程中地球化學(xué)行為相似程度,劃分不同級(jí)別的類或群,通過(guò)R 型聚類分析研究,可以分析元素相關(guān)性,劃分元素組合并分析其特征,有助于劃分遠(yuǎn)程指示元素、近礦元素和尾暈元素。根據(jù)白云金礦床巖、礦石成礦成暈元素分析結(jié)果,對(duì)全區(qū)18 個(gè)元素進(jìn)行R 型聚類分析(圖2),橫軸為元素相關(guān)系數(shù)γ,在γ=0.231 的相似水平上,元素明顯分為5 個(gè)群組(圖2),即① Cr、Ni、Co、Mn、F;② Au、Bi;③ As、Ag、Cu、Pb、Zn、Sb;④ W;⑤Sn、B、Mo。
5個(gè)群組元素相關(guān)性較好,在空間分布上有較好的聯(lián)系:①組元素分布吻合,主要為親鐵元素,屬中高溫階段元素,代表了熱液活動(dòng)的惰性組合,可能代表了一組與礦區(qū)內(nèi)的基性或超基性巖有關(guān)的元素組合;②組元素為熱液金礦床近礦元素,Au 與黃鐵礦關(guān)系較為密切,Bi 主要以絡(luò)陰離子形式與陽(yáng)離子結(jié)合形成硫鹽,兩種元素均與硫離子有一定關(guān)系;③組元素主要都以硫化物形式沉淀富集,是硫化物成礦階段的產(chǎn)物,多產(chǎn)生于礦體附近;④組W 元素為高溫?zé)嵋涸兀cAu 的相關(guān)系數(shù)為0.062,與成礦后巖漿熱液活動(dòng)有關(guān);⑤組元素離成礦元素較遠(yuǎn),屬中高溫元素,Sn、Mo以硫化物形式沉淀富集,是另一硫化物形成階段的產(chǎn)物,應(yīng)為礦體外圍元素。在γ=0.531 的相似水平上,As、Ag、Cu、Pb、Zn、Sb 之間的親緣關(guān)系反映出Au 的成礦是伴隨著多金屬硫化物的形成而富集。
異常是各種元素組合而成,相同礦床類型具有不同的礦床元素組合,而在不同元素組合的同時(shí),每一種元素作為單獨(dú)的個(gè)體又有著各自的異常存在特征。一般而言,礦體周圍不同指示元素原生暈強(qiáng)度、范圍在空間上會(huì)有較規(guī)律的變化(Ross et al.,1998)。這種現(xiàn)象成為原生暈的組分分帶,這是原生暈的主要特征之一(孫莉等,2013)。濃度分帶指同一組分(元素)的含量自礦化中心或異常中心由內(nèi)向外有規(guī)律變化(降低)的現(xiàn)象。一般將元素濃度分為外、中、內(nèi)3 個(gè)帶,分別以元素的1 倍異常(CA)、2 倍異常(2CA)、4 倍異常(4CA)為異常下限。本次通過(guò)對(duì)元素異常的整理,對(duì)各元素的背景值(Co)、標(biāo)準(zhǔn)離差(S)進(jìn)行計(jì)算,然后再根據(jù)公式:
異常下限(CA)=背景值(Co)±2×標(biāo)準(zhǔn)離差(S)
利用迭代剔除法,反復(fù)剔除不在數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)的數(shù)據(jù),直到所有數(shù)據(jù)都在范圍之內(nèi),最后確定異常下限,見(jiàn)表2。
依據(jù)異常濃度分帶制作元素異常剖面圖(圖3),該圖顯示以下特征:
(1)As、Sb元素在礦體頭部濃度分帶清晰,具有外、中和內(nèi)3個(gè)帶,分帶結(jié)構(gòu)明晰,表明As、Sb元素在礦體頭部異常強(qiáng)度高,Hg 元素在礦體頭部,但僅有外帶。在中下部以及尾部的礦體異常規(guī)模變小,表現(xiàn)為原生暈異常內(nèi)帶變窄或無(wú)內(nèi)帶,且較為分散,這些元素可視為頭暈元素;
圖2 R型聚類分析圖Fig.2 R-type cluster analysis diagram
表2 元素濃度分帶一覽表Table 2 List of elemental concentration zoning
(2)Au、Ag、Pb 元素在礦體上、中、下均有強(qiáng)異常,其中Au和Ag元素濃度分帶結(jié)構(gòu)完整,且異常內(nèi)帶發(fā)育。Pb 元素異常在礦體中、下部出現(xiàn),異常強(qiáng)度隨礦體深度的增加呈減少趨勢(shì);
(3)Mn、Co、Mo 元素在礦體中下部和尾部有異常。Mo元素在礦體上、中、下部均有異常,但在下部及尾部異常出現(xiàn)內(nèi)帶異常且異常規(guī)模大,Co、Mn 元素僅在礦體中、下部有異常,異常強(qiáng)度及規(guī)模較弱,僅出現(xiàn)中、外帶異常無(wú)內(nèi)帶異常。根據(jù)上述分析,結(jié)合原生暈分布特征及其與礦體的關(guān)系,定性確立前緣元素為As、Hg、Sb,近礦暈元素為Au、Ag、Pb,尾暈元素為Mn、Co、Mo;
圖3 056號(hào)勘探線成礦成暈元素濃度分帶Fig.3 Zonation of primary halo from the geological section along No.056 exploration line
(4)對(duì)前緣暈、近礦暈、尾暈元素分別進(jìn)行累加,結(jié)果顯示前緣暈元素主要為中內(nèi)帶異常,主要分布于礦體尾部,近礦暈元素為中、內(nèi)帶異常,主要分布在礦體中,尾暈元素累加為外帶異常,分布于礦體尾部。對(duì)前緣暈元素與尾暈元素進(jìn)行累加比得到異常為中內(nèi)帶異常,分布于礦體尾部,說(shuō)明礦體尾部以前緣暈元素分布較明顯。上述元素能夠不同程度的指示盲礦體的存在(Beaudoin et al.,1987)。
原生暈分帶性是礦床原生暈的最重要特性之一(Grigoryan,1974),原生暈軸向分帶序列的確定是原生暈分帶研究的重要內(nèi)容(樸壽成等,1994)。C·B·戈里格良提出分帶指數(shù)確定分帶序列,取得到了一定效果(晁會(huì)霞等,2006;Chen et al.,1998;楊懷輝等,2007)。樸壽成等(1994)提出分帶指數(shù)計(jì)算方法,利用元素含量或元素含量在一個(gè)中段中所占的百分比的最大值來(lái)確定元素在分帶序列中的基本位置,并推出重心法確定垂向分帶序列。重心法得到了廣泛應(yīng)用并取得了較好的找礦效果(代力,2016;歐陽(yáng)平寧等,2019)。
李惠等(2010)對(duì)白云金礦床1 號(hào)脈、2 號(hào)脈進(jìn)行分析研究,得出白云金礦床垂向分帶從上至下為:Hg、Sb(B、F、I、Ba)、As→Pb→Zn、Ag→Au、Cu→Mo、Bi、Mn、Co、Ni、Sn。本次研究根據(jù)白云金礦床160 m、100 m、40 m、-20 m、-80 m中段中191個(gè)坑道樣品計(jì)算出各個(gè)中段的線金屬量(表3),并計(jì)算每個(gè)元素在空間上的異常濃集重心,以濃集重心的高低(遠(yuǎn)近)排出分帶序列。
重心法計(jì)算公式為:
式中,Mij為第 i 中段、第 j 元素的線金屬量,hi為第i 中段的標(biāo)高,Hj為第j 元素的異常濃度重心。由Hj大小得出分帶序列。得出最終的分帶結(jié)果為:Cr-Mn-Ni-F-B-Sn-As—W-Au-Mo-Hg-Cu-Sb-Pb—Ag-Co-Zn-Bi,結(jié)果顯示具有“反分帶”的特征?!胺捶謳А钡奶卣饕话愫茈y用一次成礦或一個(gè)主成礦作用形成的原生暈來(lái)解釋,因此,李惠等(2006)通過(guò)研究大量熱液型金礦床,提出了原生暈疊加暈和構(gòu)造疊加暈。其頭部為Cr-Mn-Ni-F-B-Sn-As,既有Mn 尾暈元素,也有As 等前緣暈元素,這是上、下相鄰的2 個(gè)礦體的頭部與尾部的反映。中部元素W-Au-Mo-Hg-Cu-Pb,既有近礦暈Cu、Pb 元素,亦有 Hg、Sb 前緣暈元素,也有尾暈Mo 元素,近礦元素與前緣元素、尾暈的疊合,說(shuō)明本礦床為多期次成礦;尾部元素為Ag-Co-Zn-Bi,既有近礦暈 Ag、Zn、Bi 元素,也有尾暈元素Co,在尾部存在近礦暈、尾暈元素,說(shuō)明礦床為多期次成礦。
白云金礦床60 號(hào)脈帶嚴(yán)格受層間硅鉀破碎蝕變帶的控制,具有多期多階段成礦特征,根據(jù)上文分析的地球化學(xué)特征和礦床地質(zhì)特征,結(jié)合前人的研究成果,建立了白云金礦原生暈地球化學(xué)模型(圖4)。空間上60 號(hào)脈帶呈現(xiàn)串珠狀,60 號(hào)脈帶內(nèi)每個(gè)礦體有自已的前緣暈(Hg、Sb、As)、近礦暈(Au、Ag、Cu、Pb、Zn)和尾暈(Co、Mn、Mo)。同時(shí),又組成了60 號(hào)脈帶的總體前緣暈和尾暈,每個(gè)礦體原生暈規(guī)模都小于總體前、尾暈,下部礦體前緣暈與上部礦體的尾暈疊加或者疊加一部分,前、尾暈共存是對(duì)深部進(jìn)行盲礦預(yù)測(cè)的重要依據(jù)。近礦暈:近礦暈元素為 Au、Cu、Pb、Zn,在礦體的中部出現(xiàn)中、內(nèi)帶異常,向兩側(cè)逐漸減弱;前緣暈:主要元素為Hg、Sb、As,在礦體的頭尾顯示強(qiáng)烈,為中、內(nèi)帶異常;尾暈:礦體尾暈元素主要為Co、Mn、Mo 元素,分布在礦體頭尾兩側(cè),多為外帶異常;軸向地化參數(shù)為(As+Hg+Sb)/(Co+Mn+Mo)元素累加比值,礦體前緣該比值較大,后逐漸減小,然后又增大(表4)。
60號(hào)脈帶地球化學(xué)參數(shù)值從上到下,有幾個(gè)標(biāo)高連續(xù)下降或上升,突然反轉(zhuǎn),符合李惠等(1999)研究的軸向地化參數(shù)變化模式,指示深部還有盲礦體,向下延伸較大。
表3 各中段元素線金屬量Table 3 Elemental metal content at each level
圖4 白云金礦床成礦成暈?zāi)J綀DFig.4 Model of metallogenic and halo formation in the Baiyun gold deposit
表4 前緣暈/尾暈元素累加比值表Table 4 Element accumulation ratios of front halo/rear halo
判定深部異常的含礦性主要有元素濃度梯度、元素對(duì)比值和元素的活動(dòng)性等參數(shù)(謝學(xué)錦,1979;邵躍,1997),可得出以下幾點(diǎn)指示:
(1)在礦體頭部出現(xiàn)As、Sb 中內(nèi)帶異常,在礦體中Au、Pb、Cu 等近礦元素為中內(nèi)帶異常,在礦體尾部尾暈元素Co、Cr、Ni 又出現(xiàn)明顯顯示,說(shuō)明該部位的元素分布完全符合原生暈的元素排列,而在礦體尾部又出現(xiàn)了As、Sb 元素的內(nèi)中帶異常,說(shuō)明礦體深部具有盲礦體的存在,而且距該礦體不遠(yuǎn);
(2)在該礦體的頭部As、Sb頭暈元素及Hg前緣暈元素顯示明顯,同時(shí)又出現(xiàn)尾暈元素Co、Cr、Ni與其疊加,隨后產(chǎn)生礦體,而在礦體尾部又產(chǎn)生頭暈、尾暈元素相疊加現(xiàn)象,并且Au 元素出現(xiàn)高值,表示與深部隱伏礦體的距離非常近;
(3)邵躍(1997)采用了元素的累加指數(shù)或累乘指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)異常,取得了較好效果。Nigel(1999)在Ni-Cu-PGE 硫化物礦區(qū)應(yīng)用[(Ni/Cr)×(Cu/Zn)]元素比值進(jìn)行評(píng)價(jià),從背景向礦化增加了相當(dāng)大的規(guī)模。對(duì)前緣元素As、Hg、Sb與尾暈元素Co、Mn、Mo進(jìn)行累加比計(jì)算,圖5 中(As+Hg+B)/(Co+Mn+Mo)比值,可表示前緣暈元素比較尾暈元素濃集程度,該值越大,深部存在礦體的可能性越大,反之深部礦體存在的可能性越?。▽O華山等,2008;張傳昱等,2013)。從礦頭→礦中→礦尾→尾暈的分布規(guī)律是高→中→高→中,發(fā)生轉(zhuǎn)折指示疊加,指示深部有盲礦體存在。
圖5 ZK062-5號(hào)鉆孔原生暈含量變化曲線圖Fig.5 Contour map of the original halo of ZK062-5 drill hole
4.2.1 1000 m以淺靶區(qū)選取
“硅鈣面”(黑云片巖、變粒巖與大理巖接觸界面)發(fā)育厚大且穩(wěn)定的056~068 線為最佳地段,60 號(hào)脈帶在062 線礦體未封閉,且硅鉀蝕變帶在深部未有減弱趨勢(shì);Au 元素在056 線及064 線均具有內(nèi)中外帶,顯示礦化強(qiáng)度較大;056 線原生暈軸向分帶呈現(xiàn)“反向”分帶(頭部暈元素出現(xiàn)在底部),前緣暈、尾暈元素比(As+Hg+B)/(Co+Mn+Mo)較大,預(yù)示深部有盲礦體。選定056線~062線標(biāo)高為-300 m~-400 m為淺部找礦靶區(qū)(圖6)。
4.2.2 靶區(qū)預(yù)測(cè)與驗(yàn)證
圖6 白云金礦床成礦成暈預(yù)測(cè)圖Fig.6 Prediction diagram of metallogenic and halo formation of the Baiyun gold deposit
依據(jù)上述靶區(qū),選擇062 線ZK062-5 孔進(jìn)行驗(yàn)證,單孔鉆進(jìn)2002 m,并采集原生暈樣品440 件,統(tǒng)計(jì)分析后對(duì)數(shù)據(jù)處理,制作ZK062-5 垂向元素分布等值線圖,將前緣暈元素As、Sb,近礦暈元素Au、Ag和Au/Ag、前緣元素及尾暈元素累加比的垂向等值線圖結(jié)合成圖(圖5),Au元素有多處高峰區(qū)段,其中有5 處發(fā)現(xiàn)礦體、礦化體。5 處礦體分別為:59 號(hào)礦體,Au 品位2.11×10-6,礦體厚度0.99 m;79 號(hào)礦體,Au 品位1.21×10-6,礦體厚度0.8 m;89 號(hào)礦體,Au 品位 1.27×10-6,礦體厚度 0.8 m;60 號(hào)礦體,Au 品位0.47×10-6,礦體厚度 3.7 m;130 號(hào)礦體,Au 品位1.18×10-6,礦體厚度0.92 m。
Au 元素高峰區(qū)段以①、③、⑤處最富、最大、最強(qiáng)烈(圖5),證明成礦成暈及找礦標(biāo)志的準(zhǔn)確性。具有如下特征:①號(hào)礦化區(qū)發(fā)現(xiàn)2 條礦脈及礦化體,并在附近鉆孔中同樣發(fā)現(xiàn)礦脈,該階段Au 元素異常反映強(qiáng)烈,As、Sb 前緣元素異常同樣強(qiáng)烈,而前緣元素與尾暈元素的累加比值也同樣出現(xiàn)峰值,說(shuō)明該階段為礦體頭部,礦體在后部應(yīng)該還有延伸;③號(hào)礦化區(qū)位于白云金礦60 號(hào)脈帶后部,該區(qū)段發(fā)現(xiàn)有Au 礦化體,區(qū)段中Au 元素有2 個(gè)峰值,Ag元素有一個(gè)峰值,在區(qū)段前部Sb 元素有一個(gè)峰值,區(qū)段中As 也出現(xiàn)高值,說(shuō)明該區(qū)段前緣暈、近礦暈反映較強(qiáng)烈,而在前緣元素與尾暈元素的累加比值中無(wú)較強(qiáng)變化,說(shuō)明尾暈元素在此處同樣出現(xiàn)強(qiáng)烈異常反映,綜上所述,該處應(yīng)為前緣暈、近礦暈、尾暈異常疊加處并且異常強(qiáng)烈,說(shuō)明區(qū)段后部應(yīng)該存在盲礦體;⑤號(hào)礦化區(qū)位于標(biāo)高-1250~-1200 m處,該處發(fā)現(xiàn)一條礦脈及礦化體,在這一區(qū)段Au 元素及前緣暈元素As、Sb 元素都出現(xiàn)峰值,而此處尾暈元素異常較弱,表現(xiàn)出來(lái)的元素組合及元素波動(dòng)與③號(hào)礦體即60 號(hào)礦脈一致,據(jù)此推斷該處礦化體與60 號(hào)脈帶形成期次相近,后期成礦可能性極大,說(shuō)明礦體連續(xù)性較好,有很大的延深,規(guī)模與60 號(hào)脈帶相當(dāng)。白云金礦床存在標(biāo)高-1250~-1200 m的礦化體。
根據(jù)2002 m 的鉆孔成果,又重新提出了4 個(gè)盲礦靶位(圖6)。60 號(hào)脈帶依然未封閉,深部仍有盲礦體。綜合判定,白云金礦床有4 個(gè)成礦標(biāo)高:第一成礦標(biāo)高在+600 m~+200 m;第二成礦標(biāo)高在+200~-400 m;第三成礦標(biāo)高在-200~-600 m;第四成礦標(biāo)高在-800~-1300 m,白云金礦床深部成礦前景較大。
(1)確定白云金礦床60號(hào)脈帶垂向分帶序列為(從上至下):Cr-Mn-Ni-F-B-Sn-As—W-Au-Mo-Hg-Cu-Sb-Pb—Ag-Co-Zn-Bi。
(2)根據(jù)元素共生組合及其空間關(guān)系,確定近礦暈元素為Au、Cu、Pb、Zn;前緣暈主要元素為Hg、Sb、As;尾暈元素主要為Co、Mn、Mo。構(gòu)建了深部礦體預(yù)測(cè)模型,其預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)(As+Hg+B)/(Co+Mn+Mo)在礦體頭部為0.5,礦體中上部為1.05~2.57,礦體中下部為0.53~7.36,礦體尾部為1.64;這表明該指標(biāo)經(jīng)常反轉(zhuǎn),且隨深度的增加有規(guī)律增加,是預(yù)測(cè)深部礦體資源潛力的有效指標(biāo)。(As+Hg+B)/(Co+Mn+Mo)指標(biāo)在深部大于1且經(jīng)常反轉(zhuǎn),則有效指導(dǎo)深部找礦。
(3)結(jié)合深部鉆孔及其原生暈特征,認(rèn)為白云金礦深部找礦潛力較大,平面預(yù)測(cè)位置在052 勘探線與072 勘探線之間,深部主要在056 勘探線與064勘探線之間的-400 m標(biāo)高、-800 m標(biāo)高、-1000 m標(biāo)高、-1200 m標(biāo)高范圍內(nèi)。
(4)白云金礦床原生暈垂向分帶的變化特征及礦區(qū)原生暈垂向分帶穩(wěn)定,可用來(lái)指導(dǎo)礦區(qū)深部礦體的預(yù)測(cè)。通過(guò)元素的空間分布及與巖體的關(guān)系,元素的聚合與礦體關(guān)系,發(fā)現(xiàn)白云金礦床在深部具有較大的找礦空間,前緣暈與尾暈的反復(fù)疊加,推測(cè)白云金礦床的多期成礦特性,也證明了前緣暈與尾暈疊加在該礦床可作為深部找礦預(yù)測(cè)的重要依據(jù),建立了該區(qū)找礦模型;利用元素的相關(guān)性及濃度分帶充分了解了該區(qū)熱液的活動(dòng)規(guī)律及與之相關(guān)的元素分布。
致 謝本文撰寫得到中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心程志中研究員、姚曉峰高工、林成貴工程師、沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心楊中柱教授的幫助,野外采樣期間得到白云金礦總工賈巧遇及地質(zhì)科同仁的大力支持,在此一并表示衷心感謝。
附中文參考文獻(xiàn)
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