原生晕地球化学方法在老矿山外围评价的应用

李　强，李亦凡

（1.湖北省长江大学地球科学学院，湖北武汉430100；2.紧缺战略矿产资源协同创新中心，湖北武汉430100）

原生晕地球化学方法在老矿山外围评价的应用

李强*1，2，李亦凡1，2

（1.湖北省长江大学地球科学学院，湖北武汉430100；2.紧缺战略矿产资源协同创新中心，湖北武汉430100）

危机矿山是关系国家资源安全和社会经济可持续性发展的重要问题。扩大矿山的找矿远景，是以寻找深部和外围隐伏矿为基础的。勘查地球化学方法是矿山找矿的有效手段之一。通过对已采矿床的地球化学研究，掌握矿床元素组合、分带特征，建立已知矿床的地球化学评价指标，以此为依据，对预测区进行准确合理的评价，是一种有效的危机矿山资源评价方法，对于勘查和寻找同类型的矿床效果显著，是老矿山深边部资源评价的重要手段。

危机矿山；地球化学方法；评价指标

危机矿山可接替资源勘查是我国矿业界面临的一个非常紧迫的研究课题。自2004年，国土资源部组织实施的“全国危机矿山接替资源找矿专项”工作，对全国1010座矿山开展资源潜力评估，取得了丰硕的成果。在被调查矿山中，48%的矿山发现具有资源潜力，其中预测资源量可达大型矿床规模的有111座，中型190座，小型173座，矿山服务年限平均延长12.6年［1］。新增资源储量潜在利润数千亿元。但是，我国矿业形势依旧十分严重，在已探明的45种主要矿产资源的保有储量中，预计到2020年将仅有6种可满足或基本满足生产需求。一些关系到国民经济命脉的支柱性矿产，如富铁、富锰、铜、铬、钾盐等矿产将长期短缺［2］。因此，危机矿山接替资源找矿工作依然任重而道远。

危机矿山接替资源找矿工作是矿山研究中的一个重要内容，扩大矿山的找矿远景，延长矿山的服务年限，是以寻找深边部隐伏矿为基础的。而勘查地球化学则是矿山找矿的有效方法［3-6］。在已知矿区开展勘查地球化学研究实际上是对找矿对象做类比勘查，地球化学首先研究已知矿床的地球化学特征，元素组合和分带性，总结地球化学找矿参数和预测指标，建立矿床地球化学找矿模式。然后对矿床的深边部和外围发现的异常进行模式识别与评价，预测可能的成矿前景和找矿地段。

1　地球化学预测方法步骤

1.1建立已知矿床的元素组合分带

热液矿床的异常元素分带特征是明显的，易挥发、活动性元素分布在矿体头部，构成矿床的前缘晕；惰性及高温元素位于矿体尾部，形成矿床的尾部晕；成矿元素与矿体位置基本一致。元素的分带为原生晕寻找隐伏矿提供了理论依据。但是，由于成矿流体组成的多样性，成矿过程的复杂性，对于不同的矿床，其元素组合及分带表现出一定差异性。为查明矿床分带规律，需要建立已知矿床的元素组合分带。

1.2建立已知矿床矿化地球化学指标

国内外大量研究表明，金矿床原生晕异常分带指标参数是提高预测隐伏矿准确度和可靠性的重要指标，利用前缘元素、成矿元素和尾部元素组成预测模式指标，可以对矿体不同水平进行判断［7-9］。预测模式指标一般采用前缘元素与尾部元素线金属量累乘指数或累加指数之比，其结果较之单元素含量或元素对含量所得结果更加全面，可以更加准确地反映出流体成矿的地球化学特点。

1.3预测与评价

对预测区进行岩石地球化学测量，并利用已建立的成矿地球化学模式指标，研究并预测预测区的成矿远景。

2　地球化学评价方法应用实例

新疆东天山石英滩金矿区位于康古尔塔格—黄山断裂构造带南侧，苦水大断裂北部的阿齐山—雅满苏岛弧带的北西部［10-11］。在康古尔塔格—黄山断裂带构造控制下形成了本区古火山机构。火山机构处于石英滩火山构造盆地的中央，破火山口为椭圆状，出露面积约为60km2。火山机构的管道中心相为碎斑花岗斑岩，向外过渡为流纹斑岩，边缘相为碎屑流纹岩，总体呈环状分布。围绕古火山口共发现3处金异常，其中石英滩金矿位于古火山机构的北西部，矿体产出受古火山机构边缘弧形、放射状裂隙及区域性断裂的多重控制（图1）。

图1　石英滩金矿床及火山机构地质略图

石英滩金矿床是由L1、L2、L3地表矿体及L4和L5隐伏矿体组成，其中以L4号矿体规模最大，且矿床揭露工程强度高，从地表向深部已建立880m、840m、800m、760m和675m五个完整的采矿中段。通过对各中段穿脉巷道采取地球化学岩石样品，经分析统计确定L4矿体的原生晕组合及分带特征。

2.1石英滩金矿元素组合分带特征

原生晕研究表明：前缘元素As、Sb、Hg的最大几何平均值位于880m中段，显现出典型的前缘晕特征，但原生晕宽度As、Sb最大值在800m中段，而Hg的最大宽度在840m中段，反映出叠加晕特征。尾部元素Bi、Mo含量未呈现由上至下的单调变大，这是矿床成矿作用多期次脉动式叠加造成。Mo的高含量出现在880m和675m中段，Bi元素含量由上至下增高，但最高含量集中在840m中段。Cu、Zn两个金属元素呈亏损状态，Cu相对富集760m，Zn含量变化在各中段比较平稳。Au、Ag含量的几何平均值由上向下先增大再减少，富矿化主要集中在840～750m中段。通过对指示元素在各中段异常强度、规模的统计，得到矿体原生晕轴向分带序列，由前缘至尾部为：Hg-As-Sb-Zn-Ag-Au-Bi-Mo-Cu。

为了建立矿床分带评价模式指标，采用前缘元素线金属量乘积与尾部元素线金属量乘积的比值，选择w（Sb）/w（Bi）、w（Sb）/w（Cu）、［w（As）·w（Sb）］/w2（Cu）、［w （As）·w（Sb）］/［w（Bi）·w（Mo）］和［w（Sb）·w（Hg）］/［w（Cu）· w（Bi）］做分带评价值回归方程（表1）。得到矿体分带评价指标（表2）。据此，可以对矿区外围及深部的矿化异常进行合理评价。

表1　L4矿体原生晕轴向分带评价值线性模式计算表（lgυi）

表2　石英滩金矿床矿体及其原生晕部位分带评价值指标

2.2东北夼异常区异常评价

东北夼异常区位于古火山机构的北东缘，距石英滩金矿床约5km。异常区内出露的地层为下石炭统阿奇山组，岩性为安山岩、英安岩、蚀变安山岩及杏仁状安山岩。地表可见多条石英脉，矿化带宽20～40m，长约1.5km，主要由石英脉、蚀变英安岩和碳质细脉组成。矿化带中最明显的蚀变标志为褐铁矿化、硅化，还有少量的绿泥石化、绿帘石化。岩石地球化学研究表明，东北夼异常区原生晕特征表现为：前缘元素（As、Sb、Hg）异常强度高，连续性好，具有完整的浓度分带；中部元素（Cu、Pb、Zn）呈低背景或负异常分布；尾部元素（Bi、Mo）呈低强度连续的弱异常。

根据已建立的矿床原生晕分带评价值标准，利用东北夼地表岩石地球化学样品的前缘和尾部元素线金属量求得分带评价值的对数值与判断矿体位置如下：lg ［w（Sb）/w（Bi）］=2.37（前缘）；lg［w（Sb）/w（Cu）］=0.19（矿上）；lg｛［w（Sb）·w（Hg）］/［w（Cu）·w（Bi）］｝=0.65（矿上）；lg｛［w（As）·w（Sb）］/［w（Bi）·w（Cu）］｝=5.4（前缘）；lg｛［w（As）· w（Sb）］/w2（Cu）｝=1.98（前缘）。从这些指标可以看出，判为前缘的概率为60%，矿中的概率为40%。东北夼地表Au异常几何平均值为53.7×10-9，异常规模及强度相当于石英滩金矿体920m水平。因此，推测目前地表矿化剥蚀水平处于矿体的前缘，深部可能存在隐伏矿体。根据地表矿化异常展布和岩石化学分析数据，在东北夼异常区矿化蚀变较好的位置布置2个验证钻孔，设计孔深70m。结果表明：由地表向深部Au含量逐渐升高，钻孔穿过2个金矿化体，厚度分别为1m和6m，Au平均品位0.31～0.35g/t。最高品位达1.41g/t。此外，钻孔中样品As、Sb、Hg前缘元素强度依然较大，说明验证钻孔控制仍然太浅，仍未超出前缘晕的空间。

3　结论及认识

在老矿山深部及外围开展就矿找矿是解决矿山资源危机、增加地质储量的重要途径。在找矿地质理论的指导下，采用合适的找矿方法是成败的关键。原生晕地球化学方法是建立在已知矿床地球化学研究的基础上，利用相似类比原理，对同一矿区、具有相同或相似地质成矿背景的矿化区、异常区进行对比研究，其预测准确性较高。

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1004-5716（2016）07-0111-03

2015-07-24

2015-07-31

李强（1972-），男（汉族），新疆昌吉人，副教授，现从事地质矿产勘查与资源评价教学及研究工作。