甘肃肃北贾公台金矿构造叠加晕特征及深部找矿预测

2015-08-20金治鹏芦青山杨怀玉

地质与勘探 2015年4期

蒙轸，俞胜，金治鹏，芦青山，杨怀玉

(甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院，甘肃兰州 730020)

随着地表矿的勘查、开采殆尽，深部找矿逐渐已成为矿产勘查工作的重点。近年来利用化探原生晕开展深部找矿的研究工作进展较大(邵跃，1997;刘崇民等，2006;李惠等，2011;李惠等，2013)，广泛运用于金矿的深部勘查中(李强等，2005;王长明等，2007;孙华山等，2008;李惠等，2008;朱先波等，2010;王世新等，2010;陈国忠等，2014)，并取得了较好的找矿效果。本文通过对贾公台金矿开展系统的原生晕研究工作，为区内开展深部找矿预测提供了依据。

贾公台金矿位于柴达木－祁连板块(Ⅰ5)之南祁连早古生代褶皱带(Ⅱ11)(图1)，属南祁连金、铅锌、铜镍、钨、铬成矿带(Ⅳ16)(张新虎等，2003，2008)。该矿床目前已达大型，成因为以岩浆期后热液为主的多元渗合水成因的金矿床，其综合找矿模型为中奥陶统盐池湾组+构造蚀变带+加里东晚期的中酸性侵入岩及围岩+以Au为主的中低温元素异常+金属硫化物矿化蚀变。

贾公台金矿受断裂构造控制特征明显，构造蚀变带发育地段往往是金的矿化富集部位。随着勘查阶段的逐步深入，对区内开展大规模的深部找矿将成为下一步的工作重心，正确的理论指导是区内开展深部探矿工作的依据，故在区内开展原生晕研究工作，选择在贾公台矿段215线已施工的ZK21505、ZK21506、ZK21507、ZK21508钻孔中，采样深度从地表4100m到深部3100m标高约1000m的范围内采集了原生晕样品491件，定量分析了Au、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo、Bi、Co、Ni等 12 种元素，获得数据5892个，通过对得到的数据进行点群分析、因子分析及元素分带指数计算等，确定异常元素组合、建立矿区元素垂直分带序列和原生晕叠加模型，进而对矿区深部盲矿体进行初步预测(李惠等，1998，2005)。

1 矿区地质特征

1.1 矿区地质

矿区出露的地层主要为中奥陶统盐池湾组(图2)，由一套浅海－滨海相碎屑岩组成，具区域浅变质特征。区内岩浆岩以加里东晚期酸性侵入岩为主，分布有黑云母斜长花岗岩及黑云母二长花岗岩，脉岩零星分布。区内断裂构造发育，大致分为三组，分别为NE、EWW向及近SN。其中NW向构造为压扭性断裂，为区内的主要断裂构造，亦是矿区的控岩、控矿构造，贯穿整个矿区;NE向构造张性断裂，为区内的控矿断裂;近SN向断裂为成矿后期构造，规模一般较小，对矿体破坏不大。区内主要矿化蚀变类型有褐铁矿化、黄铁矿化、硅化、绢云母化、绿泥石化、粘土化等。

图1 贾公台一带区域地质矿产图Fig.1 Map showing geology and minerals around Jiagongtai

1.2 矿体地质

根据矿区内矿体的空间展布特征，贾公台金矿划分为贾公台矿段、振兴梁矿段，共圈出58条金矿体。其中贾公台矿段以F8～F13为主要控矿构造，共圈出47条金矿体;振兴梁矿段以F1为主要控矿构造，圈出11条金矿体。矿区主矿体为贾公台矿段Au7、Au9、Au12、Au13、Au17、Au22、Au30;振兴梁矿段 Au1、Au2、Au3(表1)。

整体来看，贾公台矿段矿体规模明显优于振兴梁矿段，本次构造叠加晕的研究以贾公台矿段作为研究对象。

2 矿区原生晕地球化学特征

2.1 采样与分析

图2 贾公台金矿地质概况Fig.2 Geology of Jiagongtai gold deposit

表1 贾公台金矿矿体规模统计表Table 1 Scale statistics of ore bodies in Jiagongtai gold deposit

本次开展原生晕工作，重点选择在钻孔施工较多且见矿效果较好的贾公台矿段215号勘探线已完工钻孔中，大致以5m的采样间距连续捡块采集原生晕样品，共计采集样品491件，选择Au、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Bi、Mo、Co、Ni共 12 个元素测试分析。测试工作由甘肃省地矿局第二勘查院化验室承担，分析方法为:Au采用化学光谱法;Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo、Ni、Co 采用熔融技术电弧发射定量光谱法;As、Sb、Bi采用加罩电极定量光谱法。分析报出率100%，分析灵敏度和分辨率符合要求。

表2 贾公台金矿指示元素相关、偏相关系数Table 2 Element－indicator correlation and partial correlation coefficients in Jiagongtai gold deposit

2.2 元素相关组合特征

从元素相关性来看(表2)，Au与Ag的相关系数为0.275，偏相关系数为0.279，二者呈较为稳定的相关共生关系，Au 与 Mo、W、Pb、Sb、Bi、Cu 的相关系数分别为 0.090、0.079、0.045、0.037、0.036、0.016，偏相关系数分别为 0.001、0.041、－0.095、0.005、－0.022、0.022，表明 Mo、W、Pb、Sb、Bi、Cu 与Au基本不相关。Zn与 Ni、Co相关系数为0.672、0.700，偏相关系数为 0.239、0.404，呈较稳定的正相关关系。Pb与Ag的相关系数为0.563，偏相关系数为0.496，相关密切并稳定共生。

2.3 指示元素的分类

从元素点群分析来看(图3)，在0.35相关水平上，Ni、Co、Zn、Cu 属于同一类，表现为地质背景特征，与区域元素高背景含量有关;Pb、Ag、Mo、Sb 属于同一类，为与酸性花岗岩有关的成矿作用的反映;Au与其它元素均不属于同一类，说明与成矿有关的元素在原生晕空间的前缘部位不完全一致。

图3 贾公台金矿原生晕指示元素点群分析谱系图Fig.3 Spectral system of element－indicator pointcluster analysis for primary halos in Jiagongtao gold deposit

从元素的R型因子分析来看(表3)，提取了4个因子，整体与聚类分析的结果相似。其中F1主要由 Zn、Co、Ni、Cu、Pb 组成，代表了区域元素高含量的成矿地质背景;F2主要由 Pb、Sb、Mo、Ag、Au组成，代表了与成矿关系密切的酸性花岗岩岩浆热液有关的成矿因子;F3主要为As，与其它元素关系不明显，可能代表了前缘晕指示元素，也可能代表了区内成矿热液再次叠加的反映。F4主要由W、Bi组成，代表了尾晕元素，二者呈负消长关系。

表3 贾公台金矿指示元素成份矩阵Table 3 Matrix of element composition indicators for Jiagongtai gold deposit

表4 贾公台金矿原生晕分带指数计算Table 4 Zoning index calculation of primary halos in Jiagongtai gold deposit

表5 贾公台金矿原生晕轴向分带序列分解Table 5 Axial zoning series decomposition of primary halos in Jiagongtai gold deposit

2.4 原生晕轴向分带序列特征

利用C.B.格里戈良提出的元素分带指数计算方法(“格氏”法)(阮天健等，1985)，对215勘探线自4100m～3100m，每100m一个中段，共计11个中段，对原生晕轴向分带序列进行计算(表4)，最终确定了矿床原生晕的轴向分带序列(表5)。

贾公台金矿最终的分带序列(自上而下)为:W－Mo－Bi－Ni－Co－Cu－Zn－Pb－Ag－Au－Sb－As

与李惠教授总结出的中国金矿床综合轴向分带序列(自上而下):

矿体前缘晕及上部:B－I－As－Hg－F－Sb－Ba

矿体中部: Pb－Ag－Au－Zn－Cu

矿体下部及尾晕:W－Bi－Mn－Ni－Cd－Co－VTi(李惠等，1999)。

对比可以看出，矿区原生晕叠加轴向分带序列与李惠教授得出的结果相差较大，以W、Mo、Bi、Ni、Co等为主的尾晕元素出现在了近地表，Au、Cu、Pb、Zn、Ag等近矿元素出现在了中部，而As、Sb等前缘晕元素出现在了深部，呈现为“反向分带序列”(李惠等，2010;陈新蔚等，2013)。分析其原因，与区内热液的多期次活动及剥蚀程度有关，表现为区内早期热液活动的前缘晕、近矿晕均在地表遭受了强烈的剥蚀作用，使得近地表主要表现为尾晕特征。而深部所出现的前缘晕、近矿晕应为晚期的热液活动的元素地球化学表现，推断其深部存在金的隐伏富集区。说明区内早期遭受了强烈的剥蚀作用，同时也说明了区内多期多次成矿的特点。目前在215号勘探线以西80 m处的223号勘探线深部探矿效果已证实了该结论(图4)。

3 矿区构造叠加晕特征及深部预测

(1)选取前缘晕 As、Sb、近矿晕 Cu、Pb、Zn 及尾晕Bi、Mo等元素，通过元素累加比值及元素间相互比值对不同标高的地球化学参数叠加变化规律进行了统计(李惠等，2014)，可以更好地看出深部具有明显的矿化叠加、变化转折的特点，能够指导区内在深部寻找盲矿(图5):金矿自地表4100m～3100m中段之间ω(Sb)/ω(Bi)比值在4000m～3900m之间出现高值，3800m表现为低值的转折，又从3700m～3300m之间出现高值的转折，又在3200m转折为最低值，接着从3200m～3100m逐渐升高，到3100m变为最高值，出现了高－低－高－低－最高的变化趋势，说明本区存在至少有三个矿脉群，指示深部盲矿前缘晕叠加。其它地球化学参数 ω(Pb)、ω(Sb)、ω(Sb)/ω(Pb)、ω(As)/ω(Mo)、［ω(As)+ ω(Sb)］/［ω(Bi)+ ω(Mo)］、［ω(As)* ω(Sb)］/［ω(Bi)*ω(Mo)］等也具有相似的特点。因此在3200m中段以下应该存在较好的矿脉群。

图4 贾公台金矿贾公台矿段223号勘探线剖面图Fig.4 Profile along No.223 exploration line in Jiagongtai ore section of Jiagongtai gold deposit

(2)从215号勘探线元素异常综合剖面图来看(图6):①、从地表～3300m、3300m～3000m 异常分布有所不同，上部分布异常有 As、Sb、Ag、Cu、Pb、Au、Zn、W、Bi、Co、Mo、Ni异常，下部则缺失 Cu、Zn、Co、Ni异常，说明上部和下部地质特征有所不同。②、上部具有内、中、外分带特征的元素为 Sb、Ag、Pb、Au、W、Bi、Mo，下部具有内、中、外分带特征的元素有 Ag、Pb、Au、Mo，而前缘晕元素 As、Sb 异常的中、内带分布具有多中心特征，且具有多个中、内带异常区，上部异常在已知矿体前缘，而下部异常在已知矿体尾部，应为另一期成矿热液的前缘晕叠加显示，显示已知矿体下部具有再次成矿叠加的特征，指示深部应有盲矿体;该肓矿可能是不同期次形成，也可能是同一次成矿形成的串珠状上、下两个矿体，指示矿体向深部延伸很大，深部探矿效果也初步证实了预测的准确性(图4)。

图5 贾公台金矿不同标高(轴向)地球化学参数变化趋势图Fig.5 Change trend of geochemical parameters at different elevations(axial)in Jiagongtai gold deposit

图6 贾公台金矿215号勘探线元素异常综合剖面图Fig.6 Jiagongtai gold deposit No.215 exploration line element composite anomaly profile

图7 贾公台金矿构造叠加晕模式图Fig.7 Model of structural superimposed halos for Jiagongtai gold deposit

(3)根据所确定的原生晕轴向分带序列、元素组合特征以及不同海拔的元素含量值，初步建立了构造叠加晕模式图(图7)，可以看出:①、区内成矿热液多期多次叠加成矿的特点极为明显;②、近地表显示了近矿晕与尾晕叠加特点，说明与近地表尾晕异常有关的前缘晕、近矿晕已遭受剥蚀;③、深部显示了较强的前缘晕与近矿晕特点，还未见到尾晕，说明深部具有寻找金矿体的良好前景。

4 结论

(1)矿区原生叠加晕研究表明，Au与Ag呈稳定的共生关系，与 Mo、W、Pb、Sb、Bi、Cu 呈弱的正相关关系，与Co、Zn、Ni呈弱的负相关关系;点群分析结果显示Au与其它元素关系不密切;因子分析结果显示 Au与 Pb、Sb、Mo、Ag为一组，代表了与酸性花岗岩有关的成矿热液。

(2)通过对钻孔原生晕样品的分类研究，初步建立了矿区原生叠加晕轴向分带特征，矿区原生晕轴向分带为(自上而下):W－Mo－Bi－Ni－Co－Cu－Zn－Pb－Ag－Au－Sb－As，为典型的“反向分带序列”。

(3)矿区构造叠加晕表明，区内成矿热液具有多期次叠加成矿的特点，深部前缘晕元素异常发育，预示深部找矿前景较好，初步预测深部盲矿靶位在3200m标高以下。

(4)在区域内开展金矿勘查工作，运用构造叠加晕进行深部找矿预测具有很好的指导意义。

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