郭 曉,吳孝靜
(河南省靈寶市靈寶黃金股份有限公司南山礦區(qū),河南 靈寶 472500)
槍馬金礦位于小秦嶺金礦成礦帶老鴉岔復(fù)背斜南翼[1~4],是區(qū)內(nèi)的中型金礦床。其礦體及礦脈嚴格受構(gòu)造帶控制,礦脈產(chǎn)出部位構(gòu)造產(chǎn)狀總體較緩,在走向及傾向上產(chǎn)狀變化處多為成礦的有利部位。根據(jù)構(gòu)造或礦化蝕變帶的三維空間數(shù)據(jù),利用suffer軟件繪制構(gòu)造趨勢面等值線圖,通過構(gòu)造趨勢面等值線圖特征及其變化趨勢研究對構(gòu)造變緩區(qū)域進行識別和判斷,對成礦有利的構(gòu)造部位進行成礦預(yù)測研究。
小秦嶺金礦區(qū)南山礦區(qū)[1]位于豫、陜交界的靈寶-潼關(guān)一帶的河南靈寶境內(nèi),區(qū)域上位于小秦嶺金礦成礦帶老鴉岔復(fù)背斜南翼。大地構(gòu)造位置屬于華北陸塊南緣小秦嶺隆起,南與北秦嶺帶北緣毗連,北止黃河、渭河凹陷,呈近東西向帶狀分布[2~7]。
槍馬金礦為該成礦帶內(nèi)一中型金礦床,區(qū)內(nèi)控礦構(gòu)造具有多期活動、多次疊加的復(fù)雜特征;近東西向剪切構(gòu)造變形帶是本區(qū)規(guī)模最大、最主導(dǎo)的一組構(gòu)造,其總體走向為90°~110°,向南傾,傾角30°~65°。礦區(qū)主要發(fā)育兩種形式的礦體[1],一是石英脈型脈狀礦體,其走向一般為70°~120°,傾角變化范圍為15°~65°,平均40°左右,該類型礦體,走向延伸相對穩(wěn)定,一般幾百米至幾千米,厚度變化較小,礦石品位相對較高;二是破碎蝕變巖型礦體,這類礦體厚度變化較大,走向延長相對較短,一般幾十米至幾百米,多呈透鏡體狀,平均品位相對較低。
根據(jù)多數(shù)礦床資料,無論在走向上還是在傾向上,剪切帶總體上呈大的波狀曲折形態(tài),在傾向上從上到下大的緩傾變?yōu)榇蟮亩竷A,再由大的陡傾變?yōu)榇蟮木弮A。傾角在垂向方向變化的這種特點在不同礦區(qū)其所反映的構(gòu)造特點是一樣的,如根據(jù)區(qū)域資料的證實,西部文峪金礦區(qū)的S505礦脈和東部楊寨峪金礦區(qū)的S60礦脈為相互連接的同一條礦脈,總長度約16km,屬于區(qū)域主要礦脈,受控于老鴉岔背形,區(qū)內(nèi)出露長度大于7km,其同一礦脈在不同地區(qū)其傾角均具有陡、緩、陡的變化特征(如圖1和圖2)。
圖1 文峪S505和楊寨峪S60主斷裂傾角變化
圖2 槍馬60脈主斷裂傾角變化
根據(jù)實際地質(zhì)觀察及構(gòu)造與成礦的關(guān)系,分析認為在槍馬礦區(qū)礦體主要位于構(gòu)造的緩~中等傾角部位,一般小于45°。因此對于緩傾構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)與識別在礦區(qū)深部及外圍找礦以及對可能存在的隱伏礦體的發(fā)現(xiàn)具有重要的意義,如何對構(gòu)造進行分析研究,以便簡單而又快速地了解構(gòu)造趨勢面的變化特征,從而識別和判斷構(gòu)造的總體產(chǎn)狀變化特點。根據(jù)等值線原理,等值線密集的地方反映的是值變化較快的部分,等值線稀疏的地方反映的是值變化較慢的部分,把等值線的這一性質(zhì)應(yīng)用到構(gòu)造的產(chǎn)狀變化上有一定的實踐意義,即構(gòu)造趨勢面等值線,其反映了構(gòu)造傾角在不同標高上的變化特點,總體傾角較陡,其趨勢面等值線就會緊密,相反,如果總體傾角較緩,則在趨勢面等值線圖上等值線表現(xiàn)的則較為稀疏,因此利用構(gòu)造趨勢面等值線圖判別構(gòu)造或礦化蝕變帶的產(chǎn)狀變化趨勢具有重要的實踐意義。
根據(jù)深部坑道揭露的礦化蝕變帶或者斷裂構(gòu)造帶的實際標高以及測量所獲得的坑道實際空間坐標,以空間X、Y坐標為平面,將對應(yīng)的不同標高Z值的地質(zhì)構(gòu)造垂直投影到該平面上以繪制反映構(gòu)造趨勢面變化的二維平面等值線圖,根據(jù)該等值線圖分析研究構(gòu)造趨勢面在傾向方向的陡、緩變化特點。目前能夠繪制平面等值線圖的軟件比較多,如mapgis、autocad、geomap、suffer等,其中在實際工作中應(yīng)用比較多是suffer軟件,利用該軟件繪制平面等值線圖比較簡單、方便、快捷。
Golden Software Suffer軟件是一款在Windows操作環(huán)境下二維或三維圖形繪制軟件,主要用于地質(zhì)、工程、科學(xué)計算等數(shù)據(jù)的可視化成像顯示,他支持體成像和等值面成像兩種成像方式,主要功能是繪制等值線圖,在地學(xué)領(lǐng)域使用比較廣泛。
利用suffer繪制等值線圖其所需數(shù)據(jù)至少包括3列數(shù)據(jù),即X、Y和Z坐標(特征值),在構(gòu)造趨勢面分析中,特征值即Z值為坑道揭露的構(gòu)造或者礦化蝕變帶的標高值,將所獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保存為文本格式,利用suffer軟件Grid菜單下的data項功能對數(shù)據(jù)進行網(wǎng)格化,利用Map菜單下的Contour-Map功能的New Ccontour Map功能生成平面等值線圖,根據(jù)需要選擇相應(yīng)的插值方法并對其進行必要的修飾即可生成我們需要的平面等值線圖。
該方法在槍馬礦區(qū)主要構(gòu)造面趨勢分析研究得到了很好的應(yīng)用,以槍馬L60號脈和LV54脈為例。槍馬礦區(qū)L60號脈,60號脈是礦區(qū)內(nèi)出露的規(guī)模最大的一條脈,礦區(qū)出露長度約7km,根據(jù)井下坑道900m標高至1320m標高通過對60脈已有工程控制所獲取的構(gòu)造面趨勢平面Suffer等值線圖(圖4),可以判斷槍馬60脈在空間產(chǎn)狀變化上沿走向具有舒緩波狀、在傾向具有陡、緩變化的特征。總體來看,根據(jù)構(gòu)造趨勢面等值線圖,在1000m標高左右,產(chǎn)狀開始由陡變緩,往深部產(chǎn)狀總體變緩。根據(jù)等值線圖,在18勘探線至22和24勘探線中間區(qū)間的960m標高之下,構(gòu)造產(chǎn)狀總體上表現(xiàn)為緩傾的特征,走向上表現(xiàn)為由近東西向變?yōu)楸睎|東向;在26勘探線左右以東區(qū)間的980m標高之下,構(gòu)造面總體變緩。根據(jù)坑道構(gòu)造產(chǎn)狀的實際測量,對應(yīng)標高在1000m及其以上,其傾角平均值50°以上,對應(yīng)標高為1000m以下,測量的構(gòu)造產(chǎn)狀平均傾角不大于46°,基本和通過趨勢面分析的結(jié)果一致。
圖3 L60號脈構(gòu)造趨勢面平面等值線
LV54脈,根據(jù)實際獲取的LV54脈空間數(shù)據(jù),利用自然鄰點法繪制的suffer平面等值線圖如圖4.3-2所示,根據(jù)該趨勢面等值線 圖分析,LV54脈在空間產(chǎn)狀趨勢變化上表現(xiàn)為由西段的走向NEE向往東轉(zhuǎn)變?yōu)榻麰W向,呈舒緩波狀,NEE向整體比較陡,近EW向整體相對偏緩,而且東段近EW向由北往南呈現(xiàn)出陡、緩、陡、緩變化的特點。在8-14勘探線區(qū)間的1700~1820m標高之間為緩傾區(qū);在8-10勘探線區(qū)間的1600~1640m標高之間有一緩傾區(qū);在8-14勘探線區(qū)間,從1540 m標高往深部從趨勢上看為緩傾區(qū),并且往東走向上偏向NEE向。在以上幾個構(gòu)造相對較緩的區(qū)段,已有礦體產(chǎn)出,并且分布有多個采空區(qū)。并且,根據(jù)趨勢面分析進行的深部預(yù)測區(qū)已有的驗證工程,已經(jīng)探出礦體,其傾角總體比較小,和分析的構(gòu)造面情況是吻合的。
圖4 LV54脈構(gòu)造趨勢面平面等值線
因此,利用suffer軟件可以簡單、快速繪制構(gòu)造面趨勢變化的平面等值線圖,根據(jù)等值線圖分析研究構(gòu)造趨勢面的特征及其變化趨勢,進而對成礦進行合理的預(yù)測。
根據(jù)構(gòu)造控礦的特點可以知道,礦體或礦脈產(chǎn)出的最有利位置往往是產(chǎn)狀發(fā)生變化的地方,根據(jù)這個規(guī)律可以推測在控礦構(gòu)造走向改變的地方和產(chǎn)狀陡緩變化的地方應(yīng)該是最有可能成礦的位置。利用suffer軟件強大的繪圖功能,通過構(gòu)造或礦化蝕變帶的三維空間數(shù)據(jù),繪制其構(gòu)造面變化趨勢平面等值線圖,利用等值線圖研究分析和判斷構(gòu)造緩傾區(qū)得位置,尋找有利的構(gòu)造成礦空間位置,進行成礦預(yù)測。
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