向 萌, 蔣達(dá)源, 萬學(xué)斌, 吳慶鋒

(湖北省地質(zhì)局 第七地質(zhì)大隊(duì),湖北 宜昌 443100)

湖北宜昌馬滑溝金礦床構(gòu)造疊加暈找礦模式及預(yù)測(cè)

向 萌, 蔣達(dá)源, 萬學(xué)斌, 吳慶鋒

(湖北省地質(zhì)局 第七地質(zhì)大隊(duì),湖北 宜昌 443100)

馬滑溝金礦床位于湖北省宜昌市夷陵區(qū)鄧村鄉(xiāng)鄧村坪村,產(chǎn)于北北西向脆—韌性剪切帶中,目前礦山瀕臨危機(jī),為此運(yùn)用地球化學(xué)構(gòu)造疊加暈找盲方法對(duì)礦山深部進(jìn)行研究。通過對(duì)樣品原生暈數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理分析,總結(jié)出馬滑溝金礦床特征元素組合,對(duì)特征元素組合進(jìn)行分帶指數(shù)計(jì)算和地球化學(xué)參數(shù)分析,建立馬滑溝金礦構(gòu)造疊加暈理想模型和盲礦體預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合元素異常濃集分帶的中心及規(guī)模、深部工程勘探情況圈定三個(gè)找礦靶位,為下一步勘查工作提供科學(xué)依據(jù)并指明方向。

馬滑溝金礦;脆—韌性剪切帶;原生暈軸向分帶序列;構(gòu)造疊加暈理想模型;預(yù)測(cè)靶位

馬滑溝金礦床位于湖北省宜昌市夷陵區(qū)鄧村鄉(xiāng)鄧村坪村,于1989年發(fā)現(xiàn)并完成普查工作,于1993年設(shè)計(jì)開采至今。目前,礦山以邊采邊探的方式繼續(xù)向深部進(jìn)行探索,于746、696 m施工了CD2-3、CD2-4兩個(gè)探礦坑道但未發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體。由于800 m施工坑道CD2-2中Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體見礦好、品位高、厚度大,向下迅速尖滅,深部是否存在另一金礦富集帶或盲礦體,是目前急需解決的問題。因此,為了探究馬滑溝礦床深部情況,本次工作運(yùn)用了地球化學(xué)構(gòu)造疊加暈找盲方法,試圖通過構(gòu)造疊加暈研究,建立馬滑溝金礦構(gòu)造暈疊加模型,科學(xué)預(yù)測(cè)深部礦體范圍,指導(dǎo)下一步工作。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

1.1 成礦地質(zhì)背景

馬滑溝礦區(qū)大地構(gòu)造位置歸屬揚(yáng)子陸塊區(qū)上揚(yáng)子古陸塊褶皺帶黃陵臺(tái)坪變形帶黃陵斷穹西南部中、晚元古代巖漿巖與中元古界崆嶺群接觸帶附近[1]。礦區(qū)除西南部為崆嶺群變質(zhì)巖系外,主體為中酸性巖漿巖,少數(shù)為超基性、基性巖漿巖,局部發(fā)育閃長( 玢)巖脈或輝綠(玢)巖脈。以近東西向斷層、北東東向斷層及北北西向韌—脆性剪切帶構(gòu)成區(qū)內(nèi)構(gòu)造格架( 圖1)。

本區(qū)金礦為構(gòu)造蝕變巖型,產(chǎn)于北西—北北西向的韌—脆性含金構(gòu)造帶內(nèi),其中以FAuI和 FAuⅡ規(guī)模較大,韌性剪切帶寬5～40 m,由糜棱巖化花崗質(zhì)碎裂巖、初糜棱巖、綠泥石英片巖以及片麻巖、角閃巖等捕虜體組成,地表經(jīng)風(fēng)化表現(xiàn)為似片麻狀構(gòu)造不易識(shí)別。構(gòu)造帶內(nèi)可見星點(diǎn)狀黃鐵礦化,分布較均勻,工業(yè)礦體主要分布于構(gòu)造帶頂部與圍巖接觸部分,底部與圍巖接觸部位亦有分布。礦石類型主要為硅化、絹云母化、黃鐵礦化構(gòu)造蝕變巖(片巖),次為黃銅礦化、鉛鋅礦化,偶見有輝鉬礦化,一般金屬硫化物含量較多時(shí)硅化亦強(qiáng),含金性好,金品位一般為1～10 g/t。

1.2 成礦階段

馬滑溝金礦成礦可分為四個(gè)階段:

第一階段 微量金—黃鐵礦—石英—絹云母階段,金品位0～1.0 g/t。

第二階段 少量金—石英—黃鐵礦階段,金品位1～10 g/t。

第三階段 金—石英—多金屬硫化物階段,是主要的成礦階段,并伴隨有硅化、鉀化蝕變,金品位>20 g/t。

第四階段 微量金—黃鐵礦—碳酸鹽階段,成礦作用趨于結(jié)束,熱水溶液以富含碳酸鹽為特征。

2 礦床地球化學(xué)特征

2.1 數(shù)理分析

本次工作以FAuⅠ含金構(gòu)造帶為研究對(duì)象,在地表較好露頭及探槽中采集原生暈樣品,測(cè)制了一條構(gòu)造疊加暈剖面YⅡ,全長0.74 km,共計(jì)24個(gè)樣品;選取了礦山6個(gè)不同中段的采礦坑道進(jìn)行系統(tǒng)采樣,其段高從上至下為1 053、960、931、909、840、800 m。以疊加成礦成暈理論為指導(dǎo),順沿脈巷道,沿著構(gòu)造找疊加,即尋找主成礦階段形成的礦化蝕變疊加痕跡,在詳細(xì)觀察的基礎(chǔ)上于構(gòu)造帶內(nèi)選擇蝕變(礦化)最強(qiáng)部位采樣[2],不采第一階段無礦化或粗粒自形黃鐵礦石英脈,而采第二、三階段煙灰色石英脈或硫化物細(xì)脈、網(wǎng)脈。采樣點(diǎn)距5～10 m,礦化較強(qiáng)段加密2～3 m,樣重400～500 g?？拥啦杉鷷灅悠饭灿?jì)244個(gè),其中強(qiáng)蝕變或礦化富集的樣品128個(gè)。

圖1 馬滑溝金礦礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological map of Mahuagou gold mine area1.總坊溪單元;2.超基性巖未分;3.古村坪組;4.大理巖;5.矽卡巖;6.δμ閃長玢巖;7.δo石英閃長巖;8.地層(巖體)界線及接觸產(chǎn)狀;9.片麻理產(chǎn)狀;10.斷層編號(hào)及產(chǎn)狀;11.航片解譯斷層;12.含金構(gòu)造帶及編號(hào);13.金礦(化)體及編號(hào);14.金礦化點(diǎn)及其編號(hào);15.礦區(qū)范圍;16.采礦平硐編號(hào)及位置;17.采礦巷道編號(hào)及位置;18.實(shí)測(cè)勘查線剖面及編號(hào);19.鉆孔位置及編號(hào)。

每一種礦床原生暈都有特定的指示元素組合。含礦地質(zhì)體中微量元素含量及其變化是深入認(rèn)識(shí)礦床成因與成礦演化的基礎(chǔ),也是進(jìn)行深部預(yù)測(cè)的重要依據(jù),確定最佳地質(zhì)、地球化學(xué)標(biāo)志組合是決定預(yù)測(cè)工作成敗的重要條件[3]。本次工作運(yùn)用SPSS軟件,對(duì)原生暈數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)理分析(相關(guān)性分析、R型聚類分析、因子分析),以找出成礦元素間的相關(guān)關(guān)系及馬滑溝金礦床特征元素組合。

2.1.1 相關(guān)性分析

相關(guān)性分析是指對(duì)元素之間的相關(guān)密切程度進(jìn)行分析,即把所有元素作為變量,當(dāng)一個(gè)變量發(fā)生變化時(shí),其它元素將會(huì)如何變化。利用SPSS軟件得到了馬滑溝金礦(Au≥1.0×10-6)各元素間相關(guān)系數(shù)矩陣(表1)。

從相關(guān)系數(shù)矩陣可以看到,元素Au與Hg、As、Ag、Cu、Bi、Co呈強(qiáng)正相關(guān),與Pb、Zn、Ni、Cd呈弱正相關(guān),與Ba呈負(fù)相關(guān)。

2.1.2 R型聚類分析

本次分析首先對(duì)各微量元素原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,然后利用SPSS軟件組間連接的方法計(jì)算各變量之間的相關(guān)系數(shù),最后得出聚類分析譜系圖(圖2)。

從圖2可以看出,當(dāng)距離系數(shù)為18時(shí),馬滑溝金礦成礦指示元素可分為四類:第一類由Pb、Bi、Cu、Cd、Zn、Ag、Hg、Au、Sb元素組成,為礦體主成礦階段,硫化物礦化強(qiáng)烈;第二類由W、Mo元素組成,為礦體底部或下部的尾暈元素;第三類由As、Co、Ni、Mn元素組成,其中As為活躍和前緣暈元素,Co、Ni、Mn為尾暈元素,表明由于礦體多期多階段生成導(dǎo)致前尾暈元素疊加;第四類由B、Sn、Ba元素組成,譜系圖反映出這類元素與成礦關(guān)系不大,其中Ba與金礦成礦成強(qiáng)烈的負(fù)相關(guān)。

表1 馬滑溝金礦指示元素相關(guān)系數(shù)(樣品數(shù)N=128)Table 1 Correlation coeffieient of indicator element of Mahuagou gold deposit

圖2 馬滑溝金礦R型聚類分析譜系圖Fig.2 R type cluster analysis pedigree chart of Mahuagou gold deposit

2.1.3 因子分析

本次工作對(duì)馬滑溝金礦體的原生暈數(shù)據(jù)進(jìn)行了正交因子方差極大旋轉(zhuǎn)法分析,提取了前6個(gè)主因子,其累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為76.505%,從選取的公因子方差來看,其基本代表了原始變量的信息特征,從而得到樣品微量元素的正交因子載荷矩陣(表2)。

表2 馬滑溝金礦體方差極大正交旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣(N=128)Table 2 Orthogonal rotation factor load matrix of Mahuagou gold orebody

根據(jù)載荷矩陣及礦體地質(zhì)特征,各因子解釋如下:F1[Cu、Hg、Cd、Zn、Ag、Bi、(Au、Pb)]因子代表金礦化及硫化物礦化,說明金的富集與多金屬硫化物礦化有關(guān),且在該因子中Au與Hg、Ag、Cu、Bi的相關(guān)系數(shù)較大,這些元素的礦化與金礦的富集關(guān)系更為密切。另外,元素Hg活動(dòng)遷移能力較強(qiáng),是地球化學(xué)異常的前暈元素,Pb、Ag、Zn、Cu為近礦指示元素,Cd、Bi為礦體尾部異常元素。因此,F1因子體現(xiàn)了從前暈到尾暈較為完整的金礦體地球化學(xué)異常,可能代表了多金屬硫化物礦化疊加富集階段,是成礦最有利的元素組合。F2[As、Co、Ni、(Au)]因子中As為活動(dòng)性強(qiáng)的前暈元素,Ni、Co代表活動(dòng)性弱的尾暈元素,該因子組合可能說明礦體前尾暈元素的疊加重合。F3[Pb、Bi、Sb]因子中Pb、Bi、Sb分別為近礦、尾礦、前緣暈元素,該因子組合可能代表礦體多期多階段疊加。F4[Zn、Ni、Mn]因子中Zn為近礦暈元素,Ni、Mn為尾暈元素,可能為成礦后期的元素組合。F5[Sn、B]B、 Sn分別為前緣暈元素和尾暈元素因子,但它們與成礦幾乎無關(guān)。F6[W、Mo]因子中的W、Mo均為遷移能力較弱尾暈元素,可能代表成礦末期。

2.2 礦床特征元素組合

參考李惠等人對(duì)蝕變巖型金礦礦床的構(gòu)造疊加暈研究成果,結(jié)合馬滑溝金礦的地質(zhì)特征,以礦體各元素襯值為標(biāo)準(zhǔn)(表3):Au>1 000,Cu、Bi>200,As、Ag、W>40,Hg、Sb、Pb、Mo、Ni、Cd、Co、B、Ba、Zn、Mn、Sn>2,礦床成礦元素組合為:

礦體1≤Au<3 g/t成礦熱液元素組合——B、Hg、Ag、Au、W、Bi、Mo、Ni、Cd;

礦體Au≥3 g/t成礦熱液元素組合——B、Hg、As、Sb、Pb、Ag、Au、Cu、W、Bi、Mo、Ni、Cd、Co。

兩種品位礦體中,Au≥3 g/t成礦熱液元素組合多As、Sb、Pb、Cu、Co元素,可以看到多金屬硫化物礦化促使Au元素礦化富集。

表3 馬滑溝金礦床礦體中微量元素含量特征Table 3 Characteristics of trace element content in ore body of Mahuagou gold deposit

注:元素含量單位除Hg為10-9、Cu為10-3外,其他為10-6。

從上一節(jié)原生暈數(shù)據(jù)分析中得知,在成礦作用過程中Au與Hg、Ag、Cu、Bi、Pb的關(guān)系最為密切;As、Sb的活動(dòng)性較強(qiáng),可遷移較遠(yuǎn)形成礦體的前緣暈;Ni、Cd、Co、Mo、W的活動(dòng)性較弱,一般在礦體尾部形成尾暈;元素Zn、Mn位于同一因子組合中,與Au成弱相關(guān)性或不相關(guān),在成礦熱液中襯值較低;B、Sn、Ba元素組合中Ba與Au呈負(fù)相關(guān),且與B、Sn正相關(guān),聚類分析同樣顯示出與金礦成礦關(guān)系不大。而地球化學(xué)性質(zhì)活潑性強(qiáng)和具揮發(fā)性的Hg、As、Sb元素總是出現(xiàn)在礦體前緣及礦體上部,Pb、Ag、Cu元素總是與Au共同出現(xiàn)在礦體中部,而W、Bi、Mo、Ni、Cd、Co元素總是出現(xiàn)在礦體下部及尾暈[4]。因此,馬滑溝金礦床單一期次成礦成暈具有中國熱液金礦床軸向分帶序列的共性,其礦床特征元素組合從上至下為:

Hg、As、Sb(礦體前緣及上部)—Pb、Ag、Au、Cu(礦體中部)—W、Bi、Mo、Ni、Cd、Co(礦體下部及尾暈)。

3 礦床構(gòu)造疊加暈特征

3.1 礦區(qū)原生疊加暈組分分帶特征

確定礦區(qū)原生暈中元素的分帶序列是構(gòu)造疊加暈找礦方法的關(guān)鍵步驟,本次研究工作采用格里戈良原生暈分帶指數(shù)計(jì)算法得出馬滑溝金礦原生暈軸向分帶序列為:Pb-Hg-Mo-Cu-Cd-Sb-W-Bi-Au-Ag-As-Ni-Co(表4)。

由此發(fā)現(xiàn),馬滑溝金礦原生暈軸向分帶序列明顯反常,元素Au、Ag的位置表明主要金礦體相對(duì)集中于采礦區(qū)的下部,其前緣暈元素Hg、Sb遷移至中上部,尾暈元素Ni、Co則保留在底部。而中上部近礦暈元素Pb、Cu以及尾暈元素Mo、Cd、W、Bi高異常表明上部金礦體經(jīng)歷了多期多階段疊加的過程并已進(jìn)入尾聲,礦體遭到嚴(yán)重剝蝕。而下部出現(xiàn)前緣暈元素As與尾暈元素Ni、Co的疊加則可能預(yù)示著深部存在又一個(gè)礦體。

3.2 構(gòu)造疊加暈理想模型

經(jīng)過前面的分析,筆者得知馬滑溝金礦是多期多階段成礦疊加結(jié)果,原生暈軸向分帶排序具有反常現(xiàn)象,想要建立馬滑溝金礦床構(gòu)造疊加暈理想模型,首先需研究礦床地球化學(xué)參數(shù)軸向變化規(guī)律。

本次研究選取了異常值數(shù)量級(jí)相近的元素比值A(chǔ)s/Mo、Sb/Cd以及元素累加比值(Hg+As+Sb)/(W+Bi+Mo+Ni+Cd+Co)作為原生暈軸向疊加的地球化學(xué)參數(shù)。從繪制的地球化學(xué)參數(shù)曲線圖(圖3)可以發(fā)現(xiàn),元素Au在標(biāo)高1 050～960 m品位較高,說明為金礦體富集段,960 m后逐漸降低,直到840 m左右開始持續(xù)升高到800 m仍未止,說明金礦在該段亦得到富集。近礦元素Ag、Pb、Cu的曲線變化基本相似顯示在段高960 m、840 m左右出現(xiàn)峰值,表明多金屬硫化物的大量聚集,且與上述元素Au的曲線變化呈正相關(guān),可判斷為金礦富集第Ⅲ成礦階段。通過原生暈分帶指數(shù)計(jì)算和地球化學(xué)參數(shù)分析可以得出,截至礦山開采段高800 m以上金礦體有兩個(gè)主要富集段:一個(gè)位于中上部,標(biāo)高1 050～960 m左右;另一個(gè)位于下部,標(biāo)高840～800 m左右。

元素比As/Mo、Sb/Cd及前/尾暈累加比(Hg+As+Sb)/(W+Bi+Mo+Ni+Cd+Co)反映出曲線在標(biāo)高950 m上下出現(xiàn)峰值,可能為下部金富礦體的前暈元素與上部金富礦體的尾暈元素的疊加表現(xiàn)。900 m以后比值再次開始升高,表明有第二次前緣暈元素開始出頭,可能預(yù)示著深部有盲礦的存在。

通過與李惠等人歸納的理想模型對(duì)比發(fā)現(xiàn),馬滑溝金礦床地球化學(xué)參數(shù)a(前/尾)的曲線變化與理想模型C類似,為兩個(gè)主成礦階段形成兩個(gè)礦體部分疊加情況(圖4)。兩個(gè)主成礦階段形成了礦體①和礦體②,兩個(gè)礦體的前緣暈或尾礦暈疊加部分形成了強(qiáng)異常。接近地表附近的尾暈異常表明,礦體①以上的礦體已遭到剝蝕,且程度較大。地化參數(shù)a(前緣元素累加/尾暈元素累加)極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)礦體②前緣暈與礦體①尾礦暈疊加部分,在底部出現(xiàn)轉(zhuǎn)折再次升高顯示出有深部礦體的前緣暈與礦體②的尾礦暈疊加,預(yù)示著深部盲礦體③的存在。

圖3 馬滑溝金礦床軸向地球化學(xué)參數(shù)變化曲線圖Fig.3 Curve of change of axial geochemical parameters of Mahuagou gold deposit

元素SbWBiCdAsAgAuNiCo梯度值(G)G上21.02050154.95441848.0381096.5012645G下1.119723614.8427351.1078192.721742712.96296911.01977510.04503317.57735430.208081ΔG差19.90077740.11168346.930293.7795218排列Cd-Sb-W-BiAu-Ag-As-Ni-Co原生暈軸向分帶序列:Pb-Hg-Mo-Cu-Cd-Sb-W-Bi-Au-Ag-As-Ni-Co

圖4 馬滑溝金礦床構(gòu)造疊加暈理想模式圖Fig.4 Ideal pattern map of structural superposition halo of Mahuagou gold deposit

4 深部盲礦預(yù)測(cè)

4.1 盲礦體預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型

建立盲礦體預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)是軸向地球化學(xué)參數(shù)及其變化規(guī)律,從馬滑溝金礦床構(gòu)造疊加暈?zāi)Ｐ蛨D中可以看到中下部的富礦體的疊加暈結(jié)構(gòu)比較完整,本次研究則選擇其軸向地球化學(xué)參數(shù)建立回歸分析模型(表5)。

回歸方程:

Y1=a+bX1=-0.324+0.275×Au/Ag

方程Ⅰ

Y2=a+bX2=1.368-0.455×As/Mo

方程Ⅱ

Y3=a+bX3=2.828-1.556×Ag/MoCd

方程Ⅲ

回歸方程的應(yīng)用:

① 將待預(yù)測(cè)深部樣品計(jì)算幾何平均值,并計(jì)算X1、X2、X3。

② 將X1、X2、X3值分別代入方程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ求出Y

表5 馬滑溝金礦回歸分析模型Table 5 Regression analysis model of Mahuagou gold deposit

值,并計(jì)算Y值平均值=1/3(Y1+Y2+Y3)。

③ 預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

Y值平均值≈1.0,預(yù)測(cè)為礦頭,礦體向深部延伸很大;

Y值平均值≈0.7,預(yù)測(cè)為礦上部,礦體向深部延伸大;

Y值平均值≈0.5,預(yù)測(cè)為礦中部,礦體向深部延伸較大;

Y值平均值≈0.3,預(yù)測(cè)為礦下部,礦體向深部延伸較小;

Y值平均值≈0.1,預(yù)測(cè)為礦尾,礦體向深部延伸很小。

4.2 構(gòu)造原生暈濃度分帶

以異常下限值的1、2、4倍,或2、4、8倍,或2、8、32倍等作為元素外、中、內(nèi)帶異常的劃分依據(jù),為突出元素在礦體前緣暈、近礦暈、尾暈的差異,對(duì)Au、Cu、W未按2的倍數(shù)來劃分,而是參考了累頻分級(jí)。馬滑溝金礦床特征元素濃度分帶標(biāo)準(zhǔn)見表6。

注:除Hg、Au單位為10-9外,其他元素單位均為10-6。

從原生暈垂直縱投影圖(圖5)中可以看到,礦床特征元素異常的共性特點(diǎn)是在走向上被后期斷裂隔成兩個(gè)或多個(gè)濃集中心,在垂向上大致在標(biāo)高950 m以上和以下有兩個(gè)濃集中心。

前緣元素Hg、As、Sb三級(jí)濃度分帶完整,濃集中心位于標(biāo)高900～800 m和1 100～1 000 m兩個(gè)段位,特別是元素Sb表現(xiàn)尤為明顯,其Hg、As在7線上的濃集異常表明有深部礦體的存在;在底部800 m再次出現(xiàn)濃集趨勢(shì)應(yīng)為深部礦體的前緣暈表現(xiàn)。

圖5 馬滑溝金礦床構(gòu)造疊加暈垂直縱投影圖Fig.5 Vertical projection section of structural superposition halo of Mahuagou gold deposit

近礦元素Au、Ag、Pb、Cu三級(jí)濃度分帶完整,Au、Cu甚至出現(xiàn)異常強(qiáng)帶。標(biāo)高1 100～900 m出現(xiàn)兩個(gè)濃集中心被后期斷裂隔開,900～800 m出現(xiàn)一個(gè)濃集中心,這些異常濃集中心與礦床富礦位置相符。再者筆者可以看到元素Au、Pb、Cu濃集異常在7線上向深部沒有收斂趨勢(shì),表明礦體向深部仍有延伸;在41-33線底部800 m的中、強(qiáng)帶異常亦表明礦體向深部亦有延伸。

尾礦元素W、Bi、Mo、Ni、Cd三級(jí)濃度分帶完整,元素Co僅出現(xiàn)外、中帶異常,濃集中心位于標(biāo)高900～800 m和1 100～1 000 m兩個(gè)段位,特別以元素W表現(xiàn)最為強(qiáng)烈清晰。尾礦元素上部濃集中心說明地表礦體剝蝕程度較高,下部濃集中心應(yīng)為目前開采礦體(標(biāo)高1 150～800 m)的表現(xiàn),表明經(jīng)歷了完整的成礦過程。

4.3 找礦靶位的圈定

通過元素異常濃度分帶可以發(fā)現(xiàn)馬滑溝礦床有兩個(gè)主要前、尾暈疊加強(qiáng)烈部位。一個(gè)位于7勘查線附近標(biāo)高1 100～1 000 m區(qū)域,另一個(gè)位于41-33線標(biāo)高900～800 m附近,在這兩個(gè)區(qū)域中近礦暈也表現(xiàn)出強(qiáng)異常濃集,參照盲礦預(yù)測(cè)準(zhǔn)則可知,這些特點(diǎn)表明礦體向深部仍有延伸或有盲礦體的存在。

據(jù)邵躍、李惠等人的研究表明,熱液成因有色金屬(銅、鉛、鋅、鎢、錫、銻等)和貴金屬(金、銀等)礦體原生暈的前緣暈離開礦體頭部一般可達(dá)200～300 m,構(gòu)造疊加暈可超過300 m。據(jù)此確定了構(gòu)造疊加暈預(yù)測(cè)盲礦體的頭部最大深度一般為200～300 m,盲礦體的頭部最小深度取決于構(gòu)造疊加暈特征,特別是前緣暈及近礦指示元素強(qiáng)度,前緣暈及近礦指示元素強(qiáng)度都高,預(yù)測(cè)盲礦體頭部較淺,反之,則較深。預(yù)測(cè)盲礦體最大深度可參考礦床已知礦體規(guī)模(延伸大小)。

馬滑溝金礦床在底部構(gòu)造疊加暈中前緣元素(Hg、As、Sb)及近礦元素(Au、Ag、Pb、Cu)主要表現(xiàn)為中、內(nèi)帶強(qiáng)異常,這種情況一般指示盲礦體頭部較淺,可能在高差50～100 m。以上部已知礦體近礦指示元素的內(nèi)、強(qiáng)帶異常范圍大小,以及構(gòu)造疊加暈剖面模型中的礦體延伸大小來作為依據(jù),可確定盲礦體蝕變帶延伸100～170 m。

整裝勘查于礦區(qū)外圍向深部施工了4個(gè)探礦鉆孔,本次研究將孔內(nèi)含金主斷裂帶中的原生暈樣品回代數(shù)學(xué)模型,分別計(jì)算出ZK701的Y值平均值為0.751,為礦上部;ZK4105的Y值平均值為0.986,為礦頭;ZK3304的Y值平均值為0.228,為礦下部;ZK2504的Y值平均值的絕對(duì)值為0.810,為礦上部。

綜上所述,在結(jié)合元素異常濃度分帶、數(shù)學(xué)模型計(jì)算和工程施工揭露情況下,本次研究圈定了三個(gè)靶位:①7-17線,標(biāo)高850～700 m;②25線附近,標(biāo)高700～600 m;③41-33線,標(biāo)高600～500 m(圖6)。

5 結(jié)論

馬滑溝金礦位于北北西向脆—韌性剪切帶中,礦石自然類型主要為蝕變碎裂巖型,其次為石英細(xì)脈型。據(jù)數(shù)理分析,Au與Hg、Ag、Cu、Bi、Pb的關(guān)系最為密切;As、Sb的活動(dòng)性較強(qiáng),可遷移較遠(yuǎn)形成礦體的前緣暈;Ni、Cd、Co、Mo、W的活動(dòng)性較弱,一般就在礦體尾部形成尾暈;元素Zn、Mn位于同一因子組合中,與Au成弱相關(guān)性或不相關(guān),在成礦熱液中襯值較低;B、Sn、Ba元素組合中Ba與Au呈負(fù)相關(guān),且與B、Sn正相關(guān),聚類分析同樣顯示出與金礦成礦關(guān)系不大。馬滑溝金礦床特征元素組合為:

Hg、As、Sb(礦體前緣及上部)—Pb、Ag、Au、Cu(礦體中部)—W、Bi、Mo、Ni、Cd、Co(礦體下部及尾暈)。

但是,馬滑溝金礦軸向分帶序列明顯反常,從上至下為Pb-Hg-Mo-Cu-Cd-Sb-W-Bi-Au-Ag-As-Ni-Co,元素Au、Ag的位置表明主要金礦體相對(duì)集中于采礦區(qū)的下部,其前緣暈元素Hg、Sb遷移至中上部,尾暈元素Ni、Co則保留在底部。而中上部近礦暈元素Pb、Cu以及尾暈元素Mo、Cd、W、Bi高異常表明上部金礦體經(jīng)歷了多期多階段疊加的過程并已進(jìn)入尾聲,礦體遭到嚴(yán)重剝蝕。而下部出現(xiàn)前緣暈元素As與尾暈元素Ni、Co的疊加則可能預(yù)示著深部存在又一個(gè)礦體。

As/Mo、Sb/Cd及前/尾暈累加比(Hg+As+Sb)/(W+Bi+Mo+Ni+Cd+Co)地球化學(xué)參數(shù)反映出在標(biāo)高950 m上下出現(xiàn)峰值,可能為下部金富礦體的前暈元素與上部金富礦體的尾暈元素的疊加表現(xiàn)。900 m以后比值再次開始升高,表明有第二次前緣暈元素開始出頭,亦可能預(yù)示著深部有盲礦的存在。馬滑溝金礦床地球化學(xué)參數(shù)的曲線變化與李惠等人總結(jié)的理想模型C類似,即為兩個(gè)主成礦階段形成兩個(gè)礦體部分疊加情況。

本次研究建立了盲礦體預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型,并將整裝勘查中已施工的深部鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行回代計(jì)算,結(jié)合分析礦山元素異常濃集分帶的中心及規(guī)模,圈定出三個(gè)找礦靶位:①7-17線,標(biāo)高850～700 m;②25線附近,標(biāo)高700～600 m;③41-33線,標(biāo)高600～500 m。

圖6 馬滑溝金礦找礦靶位預(yù)測(cè)圖Fig.6 Prediction chart of prospecting target of Mahuagou gold deposit1.鉆孔及編號(hào)(紅色為見礦鉆孔);2.礦山開采施工沿脈平巷;3.穿脈平巷口位置;4.勘探線及編號(hào);5.采礦權(quán)證邊界;6.斷層及編號(hào);7.金礦體;8.礦體編號(hào)。

建議下一步勘查工作可針對(duì)靶位施工鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證。

[1] 張權(quán)緒,向萌,萬學(xué)斌,等.宜昌市夷陵區(qū)馬滑溝金礦床地質(zhì)特征及找礦方向初探[J].資源環(huán)境與工程,2015,29(4):383-386.

[2] 李惠,禹斌,李德亮,等.構(gòu)造疊加暈法預(yù)測(cè)盲礦的關(guān)鍵技術(shù)[J].物探與化探,2014,38(2):189-193.

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[4] 陳國忠,梁志錄,王建龍,等.甘肅合作早子溝金礦原生疊加暈特征及深部預(yù)測(cè)[J].物探與化探,2014,38(2):268-277.

Ore Prospecting Model and Prediction of Structural SuperimposedHalo in Mahuagou Gold Deposit of Yichang City,Hubei Province

XIANG Meng, JIANG Dayuan, WAN Xuebin, WU Qingfeng

(SeventhGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Yichang,Hubei443100)

Mahuagou gold deposit is located in Dengcunping village,Dengcun township of Yiling District.It occurs in the NNE trending brittle-ductile shear zone.At present,the mine is on the verge of crisis,therefore,the geochemical structural superimposed halos blind method is used to study the deep part of the mine.Through mathematical analysis of sample primary halo data,the paper summarizes combination of characteristic elements of Mahuagou gold deposit,analyzes calculation of zoning index and geochemical parameters,establishes the ideal model of structural superimposed halo and the mathematical model of blind orebody prediction.Combining the elements anomaly zoning center and scale,deep engineering exploration and delineation of the three ore prospecting target,the paper delineates three prospecting targets,which provides scientific basis and direction for the next exploration work.

Mahuagou gold deposit; brittle-ductile shear zone; axial zoning sequence of primary halo; ideal model of tectonic superimposed halo; predicted target

P618.51

A

1671-1211(2017)06-0688-08

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.06.005

2017-08-21;改回日期2017-10-12

湖北省地質(zhì)局科技項(xiàng)目,湖北省黃陵背斜核部金礦成礦規(guī)律及找礦方向研究(項(xiàng)目編號(hào):KJ2016-4)。

向萌(1988-),男,工程師,地質(zhì)學(xué)專業(yè),從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。E-mail:1151794161@qq.com

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.P.20171026.0843.008.html數(shù)字出版日期2017-10-26 08:43

于繼紅)