龐 宗，王功文，張 帥，郭東偉，陳林杰，謝佳雨

(1.中國地質(zhì)大學(北京) 地球科學與資源學院，北京 100083； 2.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊，安徽 銅陵 244033)

0 引 言

近年來找礦預(yù)測研究的重點是深部找礦，而深部找礦的關(guān)鍵是找礦方法技術(shù)開發(fā)。當前，國內(nèi)外礦床尺度的金礦深部找礦方法技術(shù)以地質(zhì)地球化學和地球物理以及鉆探工程為主體，成本高，成效小，風險大。另一方面，近年來在深部找礦方法技術(shù)開發(fā)方面也進行了新的探索。在國際上，以法國Nancy大學研發(fā)的GOCAD(Geo-logical Object Computer Aided Design)軟件為代表的信息處理平臺，能夠綜合多元地學信息使三維空間可視化，建立更加直觀、準確的三維地學多要素地質(zhì)模型，為深部找礦提供科學依據(jù)[1-2]。同時，黃鐵礦礦物學在判斷成礦溫度、剝蝕程度和礦床規(guī)模、尋找深部隱伏礦體等方面有重要作用[3-6]。雖然GOCAD技術(shù)和黃鐵礦礦物學在深部找礦中發(fā)揮了一定作用，但將GOCAD技術(shù)與黃鐵礦礦物學結(jié)合起來進行綜合研究以提高深部找礦的效果，這方面的成果尚不多見。

銅陵礦集區(qū)是我國深部找礦示范重點攻關(guān)地段。研究區(qū)內(nèi)銅金礦床分布廣泛，地質(zhì)、地球物理、地球化學和遙感資料豐富，深部找礦潛力大[7]。焦沖金礦是銅陵礦集區(qū)的典型金礦，地質(zhì)、物探、化探、遙感以及坑道和鉆孔資料豐富，是進行GOCAD技術(shù)與黃鐵礦礦物學結(jié)合研究的理想選區(qū)。

本文依托焦沖礦床地質(zhì)、勘探工程和地球化學測試分析等資料，根據(jù)主礦體的空間分布特征及其巖漿熱液成礦模式，利用GOCAD三維建模平臺構(gòu)建了研究區(qū)復(fù)雜地質(zhì)體的幾何模型，提取了找礦地質(zhì)信息標志。在此基礎(chǔ)上，通過對礦區(qū)深部鉆孔巖心及礦體開采中段中的礦石取樣分析，獲取了黃鐵礦熱電性數(shù)據(jù)。最后，利用ArcGIS中的克里格空間插值模塊，計算了焦沖金礦的成礦溫度場，確定了深部成礦的主要地質(zhì)體，并優(yōu)選出了找礦靶區(qū)。

1 礦床地質(zhì)調(diào)研

焦沖金礦位于銅陵獅子山礦田西南端。礦田內(nèi)出露的地層主要為三疊系中下統(tǒng)，包括三疊系下統(tǒng)的塔山組(T1t)和三疊系中統(tǒng)的分水嶺組(T2f)和南陵湖組(T2n)。地表出露巖體主要分布于雞冠山、胡村、大團山、包村、焦沖一帶。這些巖體大都伴生有強烈的蝕變作用和金銅礦化作用。

焦沖金礦區(qū)出露的地層簡單，自然露頭較少，主要有三疊系中統(tǒng)南陵湖組(T2n)及下統(tǒng)塔山組(T1t)(圖1)。受褶皺斷裂構(gòu)造控制明顯，區(qū)內(nèi)巖漿巖較為發(fā)育，主要包括燕山期的輝石閃長巖和閃長玢巖，礦區(qū)的鋯石207Pb/235U-206Pb/238U分析結(jié)果顯示閃長玢巖諧和年齡為(126.5±2.0)Ma，輝石閃長巖為(119.7±1.2)Ma[8]。

圖1 安徽省銅陵縣焦沖金礦地質(zhì)圖(據(jù)安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊)Fig.1 Geological map of Jiaochong gold deposit in Tongling district,Anhui Province(after No.321 Geological Team,Anhui Bureau of Geology and Mineral Resources)

焦沖金礦成礦過程復(fù)雜，礦化類型多樣，既有矽卡巖型礦化，又有含金硫化物型礦化，形成了區(qū)內(nèi)的矽卡巖型和含金硫化物型金礦床。

1.1 矽卡巖型金礦床

矽卡巖型金礦體產(chǎn)在閃長玢巖與大理巖的接觸部位，受褶皺構(gòu)造影響明顯，礦體形態(tài)較為簡單，剖面上沿褶皺呈層狀-似層狀產(chǎn)出，礦體由核部向翼部尖滅，總長約400 m，厚2～10 m。

矽卡巖型金礦石分為斑雜狀和脈狀-網(wǎng)脈狀兩類。斑雜狀礦石中礦石礦物集合體形狀不規(guī)則，大小不一，且分布不均勻?？梢娸^自形黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦呈斑雜狀分布(圖2a)，鏡下可見不規(guī)則形狀的黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦不均勻分布，構(gòu)成斑雜狀構(gòu)造(圖2b)。脈狀-網(wǎng)脈狀礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦和閃鋅礦(圖2c)，方鉛礦次之，另含少量黃銅礦(圖2d)。脈石礦物主要為方解石和石英等。

矽卡巖型金礦石常見的結(jié)構(gòu)有粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、固溶體出溶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)等。常見半自形、自形的黃鐵礦散布在脈石礦物或閃鋅礦礦物集合體中(圖3a，b)。有時也可見半自形黃鐵礦包含在磁黃鐵礦中(圖3c)，表明黃鐵礦先結(jié)晶，形成時間早于磁黃鐵礦。鏡下可觀察到黃銅礦呈細小的乳滴狀、細長乳片狀顆粒分布于閃鋅礦中(圖3d)，表明黃銅礦與閃鋅礦同時出溶。還可見到早先形成的黃鐵礦被閃鋅礦交代并有少許黃鐵礦殘余，形成交代殘余結(jié)構(gòu)(圖3e)。后期形成的黃銅礦交代早期晶形較完整的黃鐵礦，黃鐵礦有殘余，構(gòu)成交代殘余結(jié)構(gòu)(圖3f)。

圖2 焦沖金礦矽卡巖型金礦礦石類型Fig.2 Types of skarn gold ores in Jiaochong gold deposita.不同大小的黃鐵礦和鉛鋅礦呈斑雜狀分布在大理巖中(手標本)；b.斑雜狀礦石中的黃鐵礦、方鉛礦和閃鋅礦(反射光)；c.沿方解石脈充填的黃鐵礦礦脈，可見少量閃鋅礦(手標本)；d.方解石中的黃鐵礦脈，含少量黃銅礦(反射光)。礦物縮寫：Py.黃鐵礦；Sp.閃鋅礦；Gn.方鉛礦；Cp.黃銅礦

根據(jù)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及礦物共生組合特征，可將焦沖矽卡巖型金礦床成礦過程分為早矽卡巖、晚矽卡巖、石英硫化物和碳酸鹽4個階段(表1)。

表1焦沖矽卡巖型金礦成礦階段劃分
Table1DivisionofthemetallogenicstagesintheJiaochongskarntypegolddeposit

1.2 含金硫化物型金礦床

含金硫化物型金礦體主要賦存于輝石閃長巖及其周邊棲霞組地層中，呈似層狀或透鏡狀產(chǎn)出。剖面上礦體多數(shù)順層產(chǎn)出，受褶皺控制明顯，礦體由深部到淺部尖滅，總長約200 m，厚2～15 m。

圖3 焦沖矽卡巖型金礦礦石結(jié)構(gòu)Fig.3 Textures of skarn gold ores in Jiaochong gold deposita.呈半自形粒狀結(jié)構(gòu)的黃鐵礦(反射光)；b.自形、半自形粒狀的黃鐵礦分布在后期形成的閃鋅礦礦物集合體中(反射光)；c.較自形黃鐵礦被包含在磁黃鐵礦中，可見磁黃鐵礦對黃鐵礦表面的改造(反射光)；d.黃銅礦呈乳滴狀分布于閃鋅礦中，可見方鉛礦特殊的三角孔構(gòu)造(反射光)；e.黃鐵礦被閃鋅礦交代充填(反射光)；f.黃鐵礦被黃銅礦交代形成殘余結(jié)構(gòu)(反射光)。礦物縮寫：Py.黃鐵礦；Cp.黃銅礦；Sp.閃鋅礦；Gn.方鉛礦；Po.磁黃鐵礦

含金硫化物型金礦石分為致密塊狀和脈狀兩類。致密塊狀礦石金屬礦物主要為閃鋅礦和磁黃鐵礦，含量在80%以上，礦物集合體雜亂分布而無方向性(圖4a，b)。脈狀金礦石多見結(jié)晶完好的粒狀黃鐵礦(圖4c，d)。

含金硫化物型金礦石常見的結(jié)構(gòu)有粒狀結(jié)構(gòu)(自形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu))和乳滴狀結(jié)構(gòu)等。在含金硫化物型金礦石中，常見有自形的方鉛礦(圖5a)、半自形的磁黃鐵礦(圖5b)和假像方鉛礦(圖5c)。同時，在含金硫化物型金礦石中，常見黃銅礦呈細小乳滴狀無規(guī)律地分散在閃鋅礦中(圖5d)。

根據(jù)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及礦物共生組合特征，可將焦沖含金硫化物型金礦床成礦過程分為鐵砷硫化物、鐵硫化物和銅鉛鋅硫化物3個階段(表2)。

2 三維地質(zhì)建模

三維地質(zhì)建模技術(shù)是在三維環(huán)境下，綜合或集成各類地質(zhì)信息，運用地質(zhì)解譯與地學統(tǒng)計等質(zhì)領(lǐng)域的三維可視化建模軟件。GOCAD軟件的DSI技術(shù)(Discrete Smooth Interpolation，離散光滑插值)在三維建模軟件領(lǐng)域有非常明顯的優(yōu)勢，DSI是指建立離散化的自然體模型內(nèi)相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)，當網(wǎng)絡(luò)上的點值滿足某種約束條件，則可通過解一個線性方程得到未知節(jié)點上的值，根據(jù)概率估算最優(yōu)化地質(zhì)問題，如地質(zhì)邊界的確定，地質(zhì)體的分類及其拓撲關(guān)系等。例如可以對空間幾何對象進行修正以及直觀地了解地質(zhì)體的三維空間屬性[9-10]。

表2焦沖含金硫化物型金礦成礦階段劃分
Table2DivisionofthemetallogenicstagesinJiaochongAu-bearingsulfidesgolddeposit

圖4 焦沖含金硫化物型金礦礦石類型Fig.4 Types of Au-bearing sulfide ores in Jiaochong gold deposita.致密塊狀的閃鋅礦和磁黃鐵礦礦石(手標本)；b.致密塊狀礦石中的閃鋅礦和磁黃鐵礦(反射光)；c.沿裂隙充填的黃鐵礦礦脈(手標本)；d.大理巖裂隙中的黃鐵礦(反射光)。礦物縮寫：Py.黃鐵礦；Po.磁黃鐵礦；Sp.閃鋅礦

圖5 焦沖含金硫化物型金礦礦石結(jié)構(gòu)Fig.5 Textures of Au-bearing sulfide ores in Jiaochong gold deposita.晶形完好的方鉛礦(反射光)；b.半自形結(jié)構(gòu)的磁黃鐵礦，磁黃鐵礦顯微鏡下多為玫瑰紅色(反射光)；c.呈石榴石六邊形假像結(jié)構(gòu)的方鉛礦，表明方鉛礦晚于石榴石形成(反射光)；d.黃銅礦呈細小乳滴狀分布于閃鋅礦中，可見少許方鉛礦(反射光)。礦物縮寫：Po.磁黃鐵礦；Gn.方鉛礦；Sp.閃鋅礦；Cp.黃銅礦；Grt.石榴石

2.1 地學數(shù)據(jù)庫

本文較系統(tǒng)地收集了研究區(qū)1∶2 000地形地質(zhì)圖1張、開采中段圖10張、鉆孔74個(表3)，其中鉆孔包含巷道鉆孔，最深終孔深度1 243.56 m，總計鉆孔長度55 349.84 m。

2.2 三維礦體模型建立

三維地質(zhì)體模型主要建立在曲面線框模型(Wireframe Modeling)技術(shù)上，即兩兩相鄰的約束工具及方法，進行地學分析的技術(shù)。GOCAD地質(zhì)建模軟件是法國Nancy大學開發(fā)的主要應(yīng)用于地曲線(直線或曲線)或特征點用多邊形的方式連接起來，形成一系列連續(xù)的不規(guī)則三角網(wǎng)(Triangulated Irregular Network，TIN)[11]。三維地質(zhì)體模型可以以深入淺出的形式，將專業(yè)范圍內(nèi)復(fù)雜抽象的研究成果以易于理解、直觀的形式表現(xiàn)，還能有助于相同領(lǐng)域或相關(guān)領(lǐng)域間的工程師進行交流，幫助工程師做出正確的地質(zhì)判斷。

表3 三維建模數(shù)據(jù)庫信息Table 3 The information of 3D modeling database

2.2.1 鉆孔數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入

根據(jù)安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊提供的資料，基于GOCAD軟件建立-420～-820 m中段的三維地質(zhì)模型。按照GOCAD軟件要求的格式，將數(shù)據(jù)庫中各類文件(表4)導(dǎo)入，建立基于鉆孔數(shù)據(jù)的實體模型。

表4 地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)庫字段Table 4 The geological borehole database field list

2.2.2 運用MapGIS對中段圖進行信息提取與轉(zhuǎn)換

根據(jù)焦沖金礦Ⅰ號主礦體所在礦區(qū)內(nèi)各標高的中段圖，運用MapGIS軟件將各類地質(zhì)體的界線分圖層矢量化，再提取出地質(zhì)體界線中Ⅰ號主礦體邊界，以.wl形式保存并用MapGIS轉(zhuǎn)換軟件將.wl文件轉(zhuǎn)換成為ArcGIS的Shape (.shp)文件。

2.2.3 GOCAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入與建模

將由MapGIS轉(zhuǎn)換后的Shape文件導(dǎo)入GOCAD軟件中后，進行X、Y、Z坐標校正，即可見礦體與各中段所處標高水平面相交的閉合交線。按照此方法，將-420～-820 m各個面的Ⅰ號主礦體界線導(dǎo)入GOCAD并進行坐標校正后即可得到礦體聯(lián)合剖面圖，再將相鄰的2個封閉界線連接成面，即可得到-420～-820 m礦體三維模型。

2.3 三維巖體、蝕變巖體、地層建模

研究區(qū)三維巖體、蝕變巖體、地層建模約束曲線主要從地質(zhì)剖面圖中確定的三維巖體、蝕變巖體、地層邊界矢量化獲取[12]，具體操作步驟與三維礦體模型構(gòu)建步驟相同(圖6)，最后得到矽卡巖巖體、閃長玢巖巖體、地層界面以及巖體、礦體、鉆孔聯(lián)合效果圖(圖7)。

3 黃鐵礦熱電性測試

3.1 測試原理及應(yīng)用

黃鐵礦熱電性是指黃鐵礦作為半導(dǎo)體礦物，在一定的溫差條件下能夠產(chǎn)生熱電效應(yīng)，產(chǎn)生溫差電動勢。這種熱電效應(yīng)主要受溫度和微量元素等條件制約[12-14]，測量結(jié)果包括熱電系數(shù)和導(dǎo)電類型兩個方面，對外表現(xiàn)為溫差電勢，熱電系數(shù)為單位溫差下的熱電動勢[15-17]，計算公式為：

α=E/(TH-TL)=E/ΔT

(1)

式中：α為熱電系數(shù)，μV·℃-1；E為熱電動勢，mV；TH為熱端溫度，℃；TL為冷端溫度，℃；ΔT為溫差，℃。

導(dǎo)電類型分為電子型(N)和空穴型(P)，E值為負，礦物表現(xiàn)為N型導(dǎo)電；E值為正，礦物表現(xiàn)為P型導(dǎo)電。一般認為早期生成的礦物溫度較高，常呈N型，晚期形成的礦物溫度較低，常呈P型[14]。在水平和垂向上兩種導(dǎo)電型呈規(guī)律變化，水平方向，由礦體中部至邊緣導(dǎo)型呈P型→N-P混合型→N型變化[14]。垂向上，礦體上部以P型為主，中部以N-P混合型為主，礦體下部則以N型為主，根據(jù)黃鐵礦熱電性標型P、N空間上的變化規(guī)律可對礦體剝蝕進行評價。

3.2 測試方法及結(jié)果

圖6 基于GOCAD軟件的三維地質(zhì)建模步驟圖Fig.6 3D geological modeling steps based on GOCAD software

圖7 研究區(qū)主要巖體、礦體、鉆孔三維綜合模型Fig.7 The synthetic 3D model of rock mass,ore body and boreholes in the study area

本次實驗由筆者在中國地質(zhì)大學(北京)礦物標型實驗室完成，從焦沖金礦巖心庫及中段取樣共131件。樣品取樣注重樣品的空間連續(xù)性以及含礦巖石的主要類型(包括矽卡巖型的多硫化物階段，含金硫化物型金礦的黃鐵礦階段)，旨在注重約束成礦地質(zhì)體的主要溫度場的分布及其趨勢。每件樣品隨機測試50粒純凈黃鐵礦單晶，在BHTE-8型熱電系數(shù)測量儀上進行測試，活化溫度選取(60±3)℃，測試結(jié)果如表5所示。

根據(jù)測試結(jié)果可知焦沖金礦黃鐵礦熱電系數(shù)α的變化范圍為-350.9～352.2 μV·℃-1。其中N型黃鐵礦α的變化范圍為-350.9～-1.6 μV·℃-1；P型黃鐵礦α的變化范圍為1.6～352.2 μV·℃-1；總體上以P型為主，出現(xiàn)率為80.91%。

3.3 黃鐵礦熱電性與成礦溫度

黃鐵礦的生成溫度與其熱電系數(shù)密切相關(guān)，戈爾巴喬夫利用大量數(shù)據(jù)做出黃鐵礦熱電性-溫度圖，并從圖中獲得線性方程[18]：

t=(704.51-α)/1.818 (N型)

(2)

t=3×(122.22+α)/5.0 (P型)

(3)

利用上述公式(2)和(3)，結(jié)合圖8中數(shù)據(jù)得到黃鐵礦的形成溫度范圍為93.2～388 ℃。N型黃鐵礦的形成溫度范圍為194.5～388 ℃，P型黃鐵礦的成礦溫度范圍為93.2～254.5 ℃。N型黃鐵礦的形成溫度明顯高于P型黃鐵礦的成礦溫度。由黃鐵礦熱電系數(shù)和溫度圖解可得成礦溫度集中于130～370 ℃，屬于中-低溫礦床。

3.4 黃鐵礦熱電系數(shù)的空間分布特征

根據(jù)黃鐵礦樣品的垂向距離，將樣品按-337.7～-370 m，-591～-596 m，-600～-700 m,-700～-800 m，-800～-885 m,-906～-988 m，-1 191～-1 348 m分為7段，分別進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(圖9)。

圖8 焦沖金礦黃鐵礦熱電系數(shù)-溫度圖解Fig.8 The relationship between thermoelectric coefficient and temperature of pyrite from Jiaochong gold deposit

前人研究認為：金礦體的頂部至底部，黃鐵礦具有從P型→P-N型或N-P型→N型的規(guī)律[14]。由以上各標高分段統(tǒng)計來看，焦沖金礦各分段中黃鐵礦標型均以P型為主，從整體上看P型黃鐵礦出現(xiàn)率自上而下具有減小→增大→減小→增大的趨勢(表6)，且P型黃鐵礦熱電系數(shù)均值具有與出現(xiàn)率正相關(guān)的特征。根據(jù)黃鐵礦導(dǎo)電類型的分布特征可預(yù)測在-1 300 m以下仍有很大的找礦空間，P型黃鐵礦出現(xiàn)率的韻律性分布對于下一步尋找深部礦體具有指導(dǎo)意義[19]。

3.5 黃鐵礦熱電系數(shù)離散性特征

黃鐵礦熱電系數(shù)值的分布特征能夠在一定程度上體現(xiàn)礦床的成礦期次和成礦階段，反映不同礦化期和礦化階段的疊加程度。黃鐵礦熱電系數(shù)離散度能夠較準確地反映出各樣品熱電系數(shù)值的集中和分散情況[20]。

離散度計算公式：

(4)

表5 焦沖金礦鉆孔巖心黃鐵礦熱電系數(shù)Table 5 Thermoeletric coefficients of pyrite grains from cores of various drillholes in Jiaochong gold deposit

(續(xù))表5 焦沖金礦鉆孔巖心黃鐵礦熱電系數(shù)(Continued)Table 5 Thermoeletric coefficients of pyrite grains from cores of various drillholes in Jiaochong gold deposit

注：測試單位為中國地質(zhì)大學(北京)巖礦實驗室，測試儀器為BHTE-8型熱電系數(shù)測量儀。

圖9 焦沖金礦黃鐵礦熱電系數(shù)柱狀圖(以-337.7～-370 m，-591～-596 m，-600～-700 m及總體熱電系數(shù)空間分布圖為例)Fig.9 The histogram of thermoelectric coefficient values of pyrite from Jiaochong gold deposit(from -337.7 to -370 m,-591 to -596 m,-600 to -700 m and the overall thermoelectric coefficient of space distribution as an example)

表6 不同標高黃鐵礦熱電性特征Table 6 The thermoelectricity of different levels

圖10 P型黃鐵礦出現(xiàn)率和離散度散點圖Fig.10 The scatter diagram of frequency of P-type pyrite and dispersion

3.6 黃鐵礦標型、成礦溫度離散度與礦體關(guān)系

圖12 Ⅰ號主礦體平面與垂向分布圖(據(jù)安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊)Fig.12 The plane map and vertical section showing distribution of Ⅰore body

圖11 取樣點分布圖Fig.11 The distribution of sampling locations

當前的勘探與采礦工程表明，焦沖金礦床Ⅰ號礦體為主礦體，規(guī)模最大，為采礦權(quán)中開采的I號礦體沿傾向、走向延伸部分。沿走向長度為338.05 m，分布于26～33線之間及兩側(cè)，賦存標高為-596～-830 m，次要礦體有Ⅰ1(標高為-330 m)、Ⅲ、V號礦體，其中Ⅲ號礦體位于Ⅰ號礦體上部，主要由28線控制，Ⅴ號礦體沿走向長度為80 m。工程見礦厚度最大為6.06 m(SK3103)，其他礦體均為由單線或單工程控制的零星礦體。根據(jù)取樣點位置(圖11)和主礦體平面與垂向分布特點(圖12)，選取控制的26線Ⅰ號礦體(圖13a)、26A線I號礦體(圖13b)、29線Ⅰ號和Ⅳ2礦體(圖13c)、31線Ⅰ、Ⅳ2號礦體(圖13d)、32線Ⅰ號礦體(圖13e)和33線Ⅰ號礦體(圖13f)作為研究對象。通過對標高-580～-990 m共85個樣品數(shù)據(jù)的分析處理，用ArcGIS軟件對P型黃鐵礦熱電系數(shù)離散度、出現(xiàn)率和成礦溫度進行普通克里格插值(圖14)。根據(jù)插值結(jié)果可得Ⅰ號主礦體在P型黃鐵礦出現(xiàn)率、黃鐵礦熱電性離散度和P型黃鐵礦成礦溫度方面具有以下特征：P型黃鐵礦出現(xiàn)率為62.7%～83%的范圍內(nèi)是礦體出現(xiàn)的主要區(qū)域；主礦體中黃鐵礦離散度值的范圍為0.32～0.69；P型黃鐵礦成礦溫度為93.18～222.2 ℃。高值區(qū)域黃鐵礦的熱電系數(shù)離散度值較小，表明P型黃鐵礦出現(xiàn)率越高，成礦環(huán)境越穩(wěn)定，與之對應(yīng)的P型黃鐵礦成礦溫度往往也相對較高。總體上Ⅰ號主礦體位于P型黃鐵礦出現(xiàn)率和離散度趨勢圖的過渡帶上。

圖13 焦沖金礦典型勘探線剖面圖Fig.13 Prospecting line profile map of Jiaochong gold deposit

圖14 黃鐵礦熱電系數(shù)離散度(a)，P型黃鐵礦出現(xiàn)率(b)和成礦溫度垂直投影趨勢圖(c)Fig.14 The interpolation map of thermoelectric coefficient dispersion (a),frequency of P-type pyrite(b),P-type pyrite forming temperature (c)

4 三維成礦預(yù)測

根據(jù)焦沖礦床地質(zhì)特征，Ⅰ號主礦體成礦地質(zhì)體為地層、構(gòu)造、巖漿巖3個有利因素疊加，在此基礎(chǔ)上，利用勘探鉆孔數(shù)據(jù)、巖心品位與黃鐵礦熱電性分析在三維空間中圈出了深部找礦有利靶區(qū)(圖15)，具體闡述如下。

Ⅰ號靶區(qū)，深度應(yīng)在-580 m以下，且有利成礦部位應(yīng)在P1q地層與閃長玢巖侵入體交界部位附近，應(yīng)有部分矽卡巖化礦體或蝕變巖體。坐標范圍為X：581 113.6～581 197.8 m，Y：341 678 1.2～3 416 871.2 m，Z：-867.8～-697.8 m。

Ⅱ號靶區(qū)，根據(jù)沿礦體走向分布的巖心分析數(shù)據(jù)可知在P1q與P1g地層交界地帶以及P1g地層中亦有少量礦體，其縱深應(yīng)在40 m以內(nèi)，礦體分布位置應(yīng)在-580～-740 m之間。坐標范圍為X: 581 211.1～581 314.0 m，Y:3 416 789.9～3 416 909.0 m，Z:-703.7～-615.9 m。

依據(jù)巖漿巖、構(gòu)造等地質(zhì)條件，將Ⅰ號靶區(qū)定為A1級別，Ⅱ號靶區(qū)定為A2級別。

圖15 焦沖金礦找礦靶區(qū)三維模型 Fig.15 The 3D model of prospecting target area in Jiaochong gold deposit

5 結(jié) 論

本文通過對銅陵焦沖金礦地質(zhì)地球化學建模和黃鐵礦礦物學的綜合研究，得到以下主要結(jié)論。

(1)焦沖金礦區(qū)分布有矽卡巖和含金硫化物兩種類型礦體。矽卡巖型金礦體產(chǎn)在閃長玢巖與碳酸鹽巖圍巖接觸帶上，而含金硫化物型金礦體分布在碳酸鹽巖圍巖中且穿插閃長玢巖，推測可能與輝石閃長巖有關(guān)。

(2)三維地質(zhì)建模結(jié)果表明，棲霞組上硅質(zhì)層層間滑脫構(gòu)造為導(dǎo)礦、儲礦構(gòu)造；圍巖蝕變、礦化作用在時間、空間上與侵入巖體關(guān)系密切。

(3)焦沖金礦深部找礦潛力較大且與侵入巖時空關(guān)系密切。從整體上看P型黃鐵礦出現(xiàn)率自上而下具有減小→增大→減小→增大的趨勢，P型黃鐵礦熱電系數(shù)具有與出現(xiàn)率正相關(guān)的特征。根據(jù)P型黃鐵礦出現(xiàn)率和離散度散點圖，焦沖金礦的成礦環(huán)境比較穩(wěn)定，礦物成分比較接近，不同顆粒熱電系數(shù)值相差不大，導(dǎo)電類型相同。結(jié)合研究區(qū)三維閃長玢巖巖體、蝕變地質(zhì)體、礦體時空規(guī)律，圈定了深部2個找礦有利地段。

致謝：感謝杜楊松教授在礦床成因方面的指導(dǎo)與建議，提升了本文的質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 李瑞喜,王功文,張壽庭,等.地學信息三維定量化提取與集成——以河南欒川鉬礦區(qū)為例[J].地質(zhì)通報,2014,33(6):883-893.

[2] 朱彥彥,王功文,張壽庭,等.河南欒川鉬、多金屬礦集區(qū)三維地質(zhì)建模[J].西北地質(zhì),2012,45(S1):190-193.

[3] 侯滿堂.陜西鎮(zhèn)安太白廟金礦黃鐵礦熱電性特征研究及其應(yīng)用[J].黃金,2000,21(7):5-10.

[4] 要梅娟,申俊峰,李勝榮,等.河南嵩縣前河金礦黃鐵礦的熱電性、熱爆特征及其與金礦化的關(guān)系[J].地質(zhì)通報,2008,27 (5):649-656.

[5] 戢興忠,楊立強,王中亮.膠東新城金礦床黃鐵礦熱電性特征[J].現(xiàn)代地質(zhì),2013,27(1):37-45.

[6] 許杰輝,葛文勝,邢德超,等.新疆東天山康古爾金礦黃鐵礦熱電性與微量元素特征及其地質(zhì)意義[J].現(xiàn)代地質(zhì),2015,29(3):542-552.

[7] 儲國正,杜衛(wèi)國,許衛(wèi).安徽深部礦產(chǎn)資源勘查的思考[C]//安徽省地質(zhì)學會.加強地質(zhì)工作促進社會經(jīng)濟和諧發(fā)展——2007年華東六省一市地學科技論壇論文集.合肥：合肥工業(yè)大學出版社,2007:103-108.

[8] 杜靜國,杜楊松,曹毅,等.安徽銅陵焦沖閃長玢巖巖體的年代學和地球化學特征及其成礦意義[J].礦物巖石地球化學通報,2015,34(4):804-811.

[9] 王功文,郭遠生,杜楊松,等.基于GIS的云南普朗斑巖銅礦床三維成礦預(yù)測[J].礦床地質(zhì),2007,26(6):651-658.

[10] 陳建平,于淼,于萍萍,等.重點成礦帶大中比例尺三維地質(zhì)建模方法與實踐[J].地質(zhì)學報,2014,88(6):1187-1195.

[11] 孔亮,王功文,汪程.基于Gocad三維地質(zhì)建模與深部成礦預(yù)測——以河南靈寶市靈金一礦為例[J].礦物學報,2015，35(S1):866-867.

[12] 劉沖昊,劉家軍,王建平,等.陜西省鏵廠溝金礦床主礦帶黃鐵礦熱電性特征及其地質(zhì)意義[J].地學前緣,2013,20(4):264-272.

[13] 申峻峰,申旭輝,劉倩.幾種天然半導(dǎo)體礦物熱電特性對地震電場變化的啟示意義[J].地學前緣,2009,16(4):313-319.

[14] 申俊峰,李勝榮,馬廣鋼,等.玲瓏金礦黃鐵礦標型特征及其大縱深變化規(guī)律與找礦意義[J].地學前緣,2013,20(3): 55-75.

[15] 陳海燕,李勝榮,張秀寶,等.膠東金青頂金礦床黃鐵礦熱電性標型特征及其地質(zhì)意義[J].礦床地質(zhì),2010,29(6):1125-1137.

[16] 于洪軍,申俊峰,王磊,等.玲瓏金礦黃鐵礦熱電性與微量元素標型及深部金礦化評價[J].地質(zhì)與勘探,2011,47(4): 615-623.

[17] 曾祥濤,王建平,劉必政,等.陜西省雙王金礦床五號礦體黃鐵礦標型特征研究[J].地質(zhì)與勘探,2012,48(1):76-84.

[18] Андреев Б С．Пирит золоторудных месторождений[M].Москва:Изд.Наука,1992:51-63.

[19] 張方方,王建平,劉沖昊,等.陜西雙王金礦黃鐵礦晶體形態(tài)和熱電性特征對深部含礦性的預(yù)測[J].中國地質(zhì),2013,40(5):1634-1643.

[20] 曹燁,李勝榮,敖翀,等.黃鐵礦熱電性特征在冀西石湖金礦床中的應(yīng)用[J].中國地質(zhì),2008,35(4):746-753.

[21] 劉平,邱朝霞.某些金礦床中黃鐵礦熱電系數(shù)值的分布特點及其意義[J].礦物學報,1991,11(1):60-70.

[22] 劉坤,劉家軍,吳杰,等.甘肅馬塢金礦床8號礦體黃鐵礦熱電性特征及其地質(zhì)意義[J].現(xiàn)代地質(zhì),2014,28(4):711-720.

[23] 賈文娟,王功文,韓江偉,等.河南欒川魚庫Mo礦床黃鐵礦熱電性特征及成礦規(guī)律[J].現(xiàn)代地質(zhì),2016,30(6):1209-1218.