白旭暉

（內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術學院建筑工程系，內(nèi)蒙古赤峰024000）

新疆阿舍勒銅礦于1984年被發(fā)現(xiàn)，20世紀90年代初經(jīng)詳查探明該礦床為大型有色金屬礦床，其中銅金屬量 91.524 萬 t，Cu 平均品位 2.39%［1-2］。近年來，隨著勘探工作及地質研究的不斷深入，沿著礦區(qū)外圍相繼發(fā)現(xiàn)了新的銅礦床［3-4］，并且礦區(qū)深部找礦前景較好［5］。為進一步擴大礦區(qū)資源儲量，本研究在詳細分析礦區(qū)地質特征、礦床地質特征的基礎上，根據(jù)三維地質成礦預測理論，進行成礦預測，圈定找礦靶區(qū)，為礦區(qū)后續(xù)找礦勘查工作提供有益參考。

1 區(qū)域成礦地質背景

阿舍勒銅礦位于哈薩克斯坦大斷裂帶南側、青藏高原褶皺帶北側、西鄰瑪爾卡庫里深大斷裂、東側為阿爾泰造山帶。區(qū)域出露的地層主要為早古生代變質巖系及古陸穹隆基底，蓋層為碎屑沉積巖，形成時間為早古生代，區(qū)域地層為火山巖。礦區(qū)含礦地層為梅子埡組，其形成背景為多年滯留沉積形成的碎屑泥質巖，具有多期成礦的特點，并蘊含銀、銅、錫等多種資源。區(qū)域構造主要為脆性斷裂，按照特性可分為三級構造，一級構造為主斷裂；二級構造為控制礦區(qū)北部的斷裂；三級斷裂為控制礦區(qū)西南部的斷裂。區(qū)域巖漿巖分布范圍較廣，以絹云石英片巖（SeqSc）為主，梅子埡組第一巖性段（S1m1）、梅子埡組第二巖性段（S1m2）主要分布于斷裂帶以西，其中分布于玲瓏超單元內(nèi)的主要為內(nèi)脈巖，主要成分為云煌巖脈、花崗偉晶巖、花崗巖等。

2 礦區(qū)地質特征

（1）地層。阿舍勒銅礦區(qū)出露的地層主要為梅子埡組，主要傾向為SW向，傾角為13°～39°，由于褶皺作用，最大傾角約為78°，地層沿著走向、傾向呈波狀起伏特征，可將其分為3個巖性段。分布于礦區(qū)西南部的為第一巖性段，傾角為22°～49°，傾向SW，其中，80%的巖性段傾角為25°～45°，呈SW—NE向展布，出露寬度為360～510 m。第二巖性段分布于礦區(qū)東北部，傾角為4°～50°，傾向SW，其中，80%的巖性段傾角為20°～40°，傾角最大值為82°，該巖性段出露寬度為390～750 m，巖石的組成成分主要為絹云母片巖，其中含有少量石英巖、局部碳質片巖。銅礦主要集中于第二巖性段，該巖性段為礦區(qū)賦礦層位。第三巖性段分布于礦區(qū)中部，傾角為5°～65°，傾向SE，其中，80%的巖性段傾角為25°～45°。該巖性段的巖石主要成分為大理巖、灰?guī)r、絹云石英巖等，銅礦主要集中分布于該巖性段東部。

（2）構造。礦區(qū)巖層傾向和走向呈現(xiàn)出明顯的波狀起伏特征，是由礦區(qū)多次承受構造疊加作用所致。礦區(qū)小型褶皺普遍發(fā)育，并且相互疊加、相互影響、相互改造?？梢詫⒌V區(qū)的斷裂分為3組：第1組斷裂位于礦區(qū)北部，近EW走向，傾角為55°～75°，傾向S，破碎帶寬1～10 m，經(jīng)過現(xiàn)場勘探，該組斷裂存在銅異常；第2組斷裂位于礦區(qū)中部，傾角20°～40°，傾向NE，長550～1 500 m，寬50～70 m，為最重要的銅礦控礦構造；第3組斷裂位于礦區(qū)南部，長度為45～500 m，走向為SW—NE。

（3）巖漿巖。礦區(qū)的巖漿巖主要為酸—中性脈巖，形狀主要為小透鏡和脈狀，成分主要有云煌巖脈、花崗偉晶巖、花崗巖等。巖脈的形狀主要為脈狀（長度為0.2～1.1 m），發(fā)育位置集中于銅礦化蝕變帶旁側或其內(nèi)部，基本與S2面理平行，在空間上關系非常密切。銅礦化蝕變帶旁側和內(nèi)側發(fā)育有云煌巖脈、鈉長巖脈，寬度為0.3～5.2 m，形狀為脈狀，與銅礦化具有直接的關系?；◢弾r及花崗偉晶巖主要侵入于礦區(qū)北部含碳絹云石英片巖和南部絹云石英片巖段，形狀呈透鏡狀、復脈狀和大脈，寬1～15 m，長5～75 m。

3 礦床地質特征

（1）礦體特征。經(jīng)過現(xiàn)場勘探，在礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了南、北2條礦化蝕變帶，礦體和礦帶的分布方向均為NW—SE向，主礦帶為南礦帶。南礦帶主要位于礦區(qū)中部，傾角為NE方向12°～51°，寬度為50～70 m，長度為1 500～2 000 m。該礦帶傾向、走向具有波狀起伏特征，且?guī)r石具有片理化、劈理構造和微褶皺等特點。巖石主要為絹云母變斑晶化、硅化、含黃鐵礦的絹云石英巖和二云母石英片巖。南礦帶可以分為2條地質特征極為相似的礦體，兩者平行分布，編號為Cu-1#、Cu-2#。Cu-1#礦體位于南礦帶中部，與礦帶產(chǎn)狀基本一致，平均品位為1.89×10-6，品位變化系數(shù)為97%，單件礦石樣品的Cu品位為（0.79～37.98）×10-6，礦體最大控制斜深為219.9 m，厚度為0.8～5.84 m，平均厚度約為2.23 m，厚度變化系數(shù)為59%，礦體控制長度為1 350 m。

（2）圍巖蝕變。礦區(qū)圍巖蝕變主要有硅化、黑云母變斑晶化、黃鐵礦化和褐鐵礦化。硅化可分為2類，第1類為硅化細脈，呈條帶狀及小扁豆體分布，主要沿著巖石的裂隙、劈理和片理分布；第2類硅化為灰白—白色，呈細脈狀—網(wǎng)脈狀沿巖石劈理、裂隙和片理貫入，如果該類硅化與形狀為網(wǎng)脈狀的硫化物同時出現(xiàn)，說明該區(qū)域巖石中銅品位較高，該類硅化主要分布于構造和礦化帶中。礦區(qū)黃鐵礦化可分為3期：第1期黃鐵礦主要分布于方解石脈-石英裂隙中，大部分呈自形粒狀，其粒間和裂隙見有銅金礦；第2期黃鐵礦主要分布于劈理和巖石裂隙中，分布形態(tài)主要為網(wǎng)脈狀和脈狀，大部分呈半自形粒狀，勘探成果表明，第2期黃鐵礦與銅成礦的關系十分密切，尤其是以纖維狀和網(wǎng)脈狀分布的黃鐵礦；第3期黃鐵礦主要與磁黃鐵礦共同發(fā)育于巖石片理中，大部分呈他形粒狀，形態(tài)主要為透鏡狀、浸染狀和條帶狀。

4 成礦預測

本研究根據(jù)三維地質建模成礦預測理論［6-9］，基于礦區(qū)已有的各類地質數(shù)據(jù)，采用Surpac軟件構建三維礦化域數(shù)字模型，在此基礎上對銅礦化的分布特征進行分析，并進一步進行成礦預測，圈定找礦靶區(qū)，具體流程如圖1所示。

4.1 三維地質建模

4.1.1 地質數(shù)據(jù)庫模型創(chuàng)建

礦區(qū)各類地質數(shù)據(jù)在Surpac軟件中一般以表格的形式進行顯示，該款軟件不僅可以根據(jù)三維建模的具體要求自動生成各類表格，而且用戶可以根據(jù)不同的需求添加表格［10-11］。本研究將礦區(qū)的各類地質數(shù)據(jù)均轉化為表格形式后，構建的三維地質數(shù)據(jù)庫模型如圖2所示，該模型是建立三維礦化域數(shù)字模型的基礎。

4.1.2 地表模型構建

將礦區(qū)高程數(shù)據(jù)輸入Surpace軟件中，將等高線作為約束線自動生成地形文件［12］，構建的礦區(qū)地表模型如圖3所示。

4.1.3 實體模型

在Surpac軟件中，實體模型為若干三角面組成的空間體，且三角面須滿足下列要求［13］：三角面必須是相連的，三角面不宜出現(xiàn)相交現(xiàn)象，三角面組成的空間必須是封閉的。Surpac軟件提供了相連段法、合并法、剖面線法等實體模型構建方法。結合阿舍勒銅礦地質特征以及礦區(qū)最新勘探成果，本研究選擇剖

面線法構建三維礦化域實體模型，如圖4所示。

4.1.4 塊體模型

一般來說，三維礦化域數(shù)字模型在空間上規(guī)模較大，其準確性受到各類地質因素的影響較大。為提高模型的準確性，有必要構建尺寸微小的塊體模型。經(jīng)過理論計算，本研究塊體模型的長度選定為勘探線間距的5%，具體尺寸為2.5 m，高度為平均樣長，即1.2 m，故最終選定的塊體尺寸為2.5 m×2.5 m×1.5 m（長×寬×高），最終構建的三維礦化域塊體模型由820 564個單元塊組成，如圖5所示。

4.2 礦化空間分布規(guī)律

為對塊體模型進行準確估值，進一步分析銅礦化的空間分布規(guī)律，本研究采用普通克里格法［14］估算每個塊體的銅品位。在此基礎上，分別根據(jù)模型Cu品位的平面（XY）、縱剖面（XZ）和橫剖面（YZ）投影等值線圖，對銅礦化的空間分布規(guī)律進行分析。

圖6為模型Cu品位平面（XY）投影等值線圖。分析該圖可知：總體上銅礦化呈SSE—NNW走向，且高品位礦化的連續(xù)性相對于低品位礦化差，高品位礦化呈不規(guī)則狀、透鏡狀分布。圖6左上角的高品位銅礦化延伸方向為SW—NE向，該區(qū)域連續(xù)性較好，但邊部的控制數(shù)據(jù)存在不封閉性和數(shù)據(jù)較少等不足。

圖7為Cu品位縱剖面（XZ）投影等值線圖。分析該圖可知：銅礦化主要分布于760～840 m標高，且高品位區(qū)域的銅礦化分布具有緩傾性特征。例如在標高820～880 m、坐標516 690～516 810 m區(qū)域內(nèi)，銅礦化呈似啞鈴狀分布，局部形態(tài)具有類似褶皺的特點，但總體上呈近似水平分布。

圖8為Cu品位橫剖面（YZ）投影等值線圖。分析該圖可知：礦區(qū)銅礦化由北向南具有向深部延伸的特點，該圖左下角的高品位銅礦化主要分布于深部，該圖右上角的高品位銅礦化主要分布于淺部。根據(jù)勘探結果，礦區(qū)高品位銅礦化向下延伸的趨勢明顯，并且在深部方向上沒有封閉，深部可能含銅量較高。

4.3 找礦靶區(qū)

綜合分析Cu品位平面（XY）、縱剖面（XZ）和橫剖面（YZ）投影等值線圖可知：總體上礦區(qū)銅礦化走向為SSE—NNW向，具有向N傾或NE傾的特點，呈斷續(xù)狀分布；銅礦化在空間上沿走向不完全連續(xù)，可預測在空間上銅礦化呈雁列式分布。

根據(jù)Cu品位縱剖面（XZ），圈定了3處找礦靶區(qū)（圖7），編號分別為W-Ⅰ#、W-Ⅱ#、W-Ⅲ#。W-Ⅰ#靶區(qū)位于800 m標高、X坐標516 760 m附近。810～890 m標高、X坐標為516 680～516 780 m的區(qū)域內(nèi)銅礦化的分布趨勢為垂直向下延伸，該區(qū)域銅礦化向下的等值線沒有完全封閉，可推測W-Ⅰ#靶區(qū)內(nèi)銅礦化的分布特征為向下延伸。W-Ⅱ#靶區(qū)位于740～790 m標高、X坐標517 440 m附近，690～790 m標高、X坐標為517 190～517 290 m的區(qū)域內(nèi)銅礦化具有向下30°延伸和向E傾的特點。該區(qū)域等值線密度較低、勘探工作程度較低、銅礦化未封閉，并且區(qū)內(nèi)銅礦化等值線與該區(qū)域西側的銅礦化等值線平行分布，據(jù)此推測W-Ⅱ#靶區(qū)內(nèi)有銅礦化延伸。W-Ⅲ#靶區(qū)位于740～790 m標高、X坐標517 440 m附近，740～840 m標高、X坐標為517 340～517 440 m的區(qū)域內(nèi)銅礦化等值線密度非常低，結合該區(qū)的勘探工作成果，推測在W-Ⅲ#靶區(qū)內(nèi)存在銅礦化。

根據(jù)Cu品位橫剖面（YZ），圈定了3處找礦靶區(qū)（圖8），編號分別為S-Ⅰ#、S-Ⅱ#、S-Ⅲ#。S-Ⅰ#靶區(qū)位于710～790 m標高、Y坐標為3 678 150 m附近，區(qū)內(nèi)Cu品位等值線密度低且向下未封閉；S-Ⅱ#靶區(qū)位于Y坐標3 677 750 m附近，標高為710～760 m，在標高為690～790 m、Y坐標為3 677 610～3 677 790 m的區(qū)域內(nèi)，銅礦化總體上具有向N傾45°的特點，具有向下延伸的趨勢；S-Ⅲ#靶區(qū)位于810～890 m標高、Y坐標為3 678 450 m附近，840～890 m標高、Y坐標為3 678 210～3 678 390 m區(qū)域內(nèi)的銅礦化呈水平分布，800～890 m標高、Y坐標為3 678 450 m附近，銅礦化在邊部向N傾。

綜合縱剖面（XZ）和橫剖面（YZ）圈定的找礦靶區(qū)，通過進行整合對比，最終圈定了如圖6所示的3處找礦靶區(qū)，編號分別為Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#。

通過在礦區(qū)開展1∶20 000土壤地球化學測量工作，發(fā)現(xiàn)了一條走向118°、長3.15 km、寬300～400 m的銅異常帶，該異常帶伴有銻、砷、金、銀異常，多個異常呈串珠狀分布，與礦區(qū)圈定的3處找礦靶區(qū)吻合性較好。

5 結語

詳細分析了新疆阿舍勒銅礦礦床地質特征，根據(jù)三維地質成礦預測理論，構建了礦區(qū)三維礦化域數(shù)字模型，根據(jù)對銅礦化空間分布規(guī)律的分析，進行了成礦預測，圈定了3處找礦靶區(qū)。礦區(qū)1∶20 000土壤地球化學測量發(fā)現(xiàn)的銅異常帶的分布與本研究圈定的找礦靶區(qū)吻合性較好，表明采用三維成礦預測技術圈定的找礦靶區(qū)可靠性較強。