趙立克，周奇明，張江波，施玉嬌，種松樹，譚 杰，田柯楠，王建超，陳青云

(1.中國有色桂林礦產地質研究院有限公司，廣西 桂林 541004；2.赤峰金蟾礦業(yè)有限公司，內蒙古 赤峰 025582)

0 引言

勘查地球化學在地質勘查找礦中有著不可替代的重要作用。近年來，隨著勘查找礦工作的不斷深入，出露地表和埋藏淺部的礦產資源越來越少，尋找深埋藏的隱伏礦床已成為當下及今后地質勘查找礦的重要方向。而電吸附法就是一種針對尋找隱伏礦的新技術新方法，該方法屬地球化學找礦活動態(tài)組分提取法的一種，經過多年的實踐與發(fā)展，該方法已成為尋找深部隱伏礦床的重要手段之一[1-4]。

電吸附法是通過室內物理化學方法來發(fā)現(xiàn)后生地球化學異常的找礦方法。后生異常組分多為活動態(tài)，但活動態(tài)組分不僅存在于后生異常中，也存在于同生異常，即原生暈異常和次生暈異常中，所以在尋找露頭礦和淺埋藏礦時，電吸附法和常規(guī)化探方法效果一樣。電吸附法已在國內多個礦山進行實踐應用，如河北后溝金礦、云南北衙金礦、山東麻灣金礦等，均表明常規(guī)化探無法顯示的深部礦致異常電吸附法往往能較好的顯示，從而指導深部找礦[5-9]。然而，在以往的找礦應用中，測試的對象都是地表的土壤樣品；另一方面，隨著找礦深度不斷增加，僅從地表很難捕獲深埋隱伏礦的地球化學異常信息，能否利用電吸附法提取坑道巖石異常信息的有關試驗，成為了擴大電吸附法應用范圍的關鍵。

金蟾金礦位于內蒙古赤峰市喀喇沁旗大水清村，是華北克拉通北緣一個較為典型的蝕變巖-石英脈型金礦床。礦山始建于1992年，目前礦山采選能力500 t/d，近年來礦山資源消耗殆盡，新探明儲量嚴重不足，保有儲量連年下降，已成為危機礦山[8]。該礦區(qū)已有不少單位和學者進行了工作和研究[10-17]，但多集中在礦區(qū)地質調查、巖石地球化學、礦物學及礦床成因等方面，雖也有物化探方面的研究工作，但都是傳統(tǒng)的地表物化探工作，且都未能成功預測隱伏礦體。電吸附法在該礦區(qū)深部坑道巖石地球化學找礦中的試驗，不僅能完善電吸附方法，拓寬其應用領域，同時對該金礦尋找后備資源亦有幫助。

1 礦區(qū)地質概況

金蟾金礦位于華北克拉通北緣，北部為興蒙造山帶，礦區(qū)處在EW向赤峰—開源大斷裂、NNE向紅山—八里罕斷裂、錦山—美林斷裂構造的交匯部位，礦區(qū)內巖漿活動劇烈，構造發(fā)育，礦體賦存于NE向的次級斷裂構造中。

1.1 地層

礦區(qū)主要出露晚太古代建平群變質巖、元古界明安山群以及第四系沉積物(圖1)。太古代建平群變質巖系(Ar)主要出露于礦區(qū)北東部的松樹溝一帶。主要巖性有黑云斜長片麻巖夾角閃斜長片巖、大理巖，恢復原巖應以深成侵入體為主，含部分表殼巖石。巖石的同位素年齡在2800～2500 Ma，屬于晚太古界[18]。元古界明安山群(Pt)在礦區(qū)內出露較少，只在礦區(qū)孫家溝以北小面積分布。礦區(qū)出露的是明安山群的下巖組上段，巖性主要為千枚狀二長云英片巖、石英片巖夾大理巖[14]。第四系(Q)主要為一套風成黃土，在礦區(qū)內呈現(xiàn)南北橫貫的特征，出露面積較大。

1.2 構造

礦區(qū)各種斷裂構造極其發(fā)育， 安家營子似斑狀二長花崗巖形成之后，巖體內形成一系列類平行或斜列的NNE向斷裂及少量NE向、NW向斷裂。NNE向斷裂：由數十條走向一致的斷層首尾相連或平行側列產出，斷裂長數十米至數千米不等，為成礦期主要含礦斷裂。斷裂總體走向NE35°，傾向SE，傾角55°～75°，超過80%的單條斷裂平面上呈反“S”形，斷裂面呈舒緩波狀且較為平整，顯示其為右行剪切運動產物。NW向斷裂：在礦田內不發(fā)育，走向NW50°，傾向NE，傾角55°～80°，該組斷裂結構面平整光滑，規(guī)模較小，長數米至數十米，寬0.1～0.2 m，常被細的巖脈充填，或者在與NNE向斷裂帶交匯處形成NNE向斷裂的分枝。NE向斷裂：僅在雁池溝、頭道溝兩處發(fā)育，總體走向NE40°～50°，傾向SE，傾角50°～65°，一般為流紋斑巖、石英斑巖充填。

圖1 金蟾金礦區(qū)地質圖Fig.1 Geological map of Jinchan gold mining area

1.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿活動強烈，且以中生代造山期花崗巖類為主，出露巖體主要為安家營子花崗巖，后期發(fā)育石英斑巖、花崗斑巖、霏細斑巖和流紋斑巖等，其中以流紋斑巖最為發(fā)育。通過野外觀察發(fā)現(xiàn)，流紋斑巖明顯晚于安家營子巖體。

安家營子巖體呈以長軸方向為NW60°侵位于區(qū)域喀喇沁花崗巖體中，與其呈侵入接觸關系，為金蟾金礦的主要賦礦圍巖。該巖體平面形態(tài)為橢圓形，出露面積約74 km2。巖體具分相特征，中心相為粗粒似斑狀二長花崗巖，邊緣相為石英二長巖。安家營子巖體中發(fā)育大量的暗色閃長巖包體，這些包體大小不一，粒徑為幾厘米至幾十厘米，形態(tài)為渾圓狀—橢圓狀，與圍巖接觸界限清楚，呈灰色—灰黑色，細粒等粒狀結構，塊狀構造，觀察發(fā)現(xiàn)包體中含有花崗巖的成分及鉀長石巨晶，暗示演化過程中可能存在不同巖漿熔體的混合。

流紋斑巖呈脈巖產出，NE向展布，主要分布于安家營子巖體的中心部位，是該礦田內最為發(fā)育的脈巖類型。大多數流紋斑巖脈與金礦脈、礦化蝕變帶平行分布，往往構成礦體的上、下盤，局部可見其侵入到礦化蝕變帶中，兩者的產狀基本一致。

1.4 礦化蝕變特征

礦區(qū)礦物組合金屬礦物以黃鐵礦為主，次為黃銅礦，少量方鉛礦、閃鋅礦和金礦物；非金屬礦物主要為長石和石英，次為綠泥石、黑云母、絹云母，少量綠簾石。本區(qū)金的粒度很小，肉眼無法直接辨認，而黃鐵礦是主要的載金礦物，故以黃鐵礦的結晶習性及在礦石中的分布關系來劃分礦石的結構和構造。據此，礦石結構主要有兩種：自形—半自形細粒結構、半自形—他形細粒結構。構造有三種：浸染狀構造、斑雜狀構造和條帶狀構造。礦石自然類型簡單，據礦物成分、結構構造和礦物組合特征，礦石自然類型為蝕變巖類型；按礦石結構、構造劃分，有浸染狀礦石、斑雜狀礦石和條帶狀礦石三種類型。礦床內沒有氧化礦石，總體上為原生礦石。

區(qū)內的蝕變種類較多，主要有8種，即硅化、綠泥石化、黃鐵礦化、絹云母化、高嶺土化、綠簾石化、碳酸鹽化和鉀化。蝕變嚴格受NNE向構造破碎帶的控制，均為線型蝕變，其分布與斷裂破碎帶完全吻合。蝕變帶的規(guī)模、蝕變種類和蝕變強度均與構造破碎帶的規(guī)模、巖石破碎強度和微裂隙的發(fā)育程度成正相關的關系。即構造破碎帶愈寬、巖石破碎愈強、微裂隙愈發(fā)育，則蝕變帶愈寬，蝕變種類愈全，蝕變愈強，礦化愈好。

2 樣品采集與分析測試

坑道電吸附剖面測量根據實際需要共選取了6條穿脈，包括陽坡采區(qū)七中段46線穿脈、陽坡采區(qū)十三中50線穿脈、南大洼采區(qū)十中段14、18、22線穿脈、李麻子溝采區(qū)十二中段9線穿脈。其中陽坡采區(qū)七中段46線穿脈較長且礦脈數量較多，作為試驗性剖面研究，其他穿脈剖面均布設在采區(qū)最底部中段，用以探究深部礦脈存在的位置和可能性，為礦山深部探礦提供依據。

本次共采集樣品260件，布設采樣間距為20 m，重點地段采樣間距加密到5～10 m，全部為井下坑道中的巖石樣品。樣品磨碎至200目，在實驗室進行預處理：稱取樣品10 g放入特制電吸附容器中，加入助溶劑，完全浸潤樣品并沉淀，溶液透明后備用；加入吸附介質，每個樣品的吸附介質重量相同；插入電極并使之固定，接通電源，采用10 V的直流電源，通電使其充分反應，使檢測元素吸附到吸附介質上；取出吸附介質送檢。

本次樣品測試分析在中國有色桂林礦產地質研究院有色金屬桂林礦產地質測試中心完成，分析測試Au、Ag、Cu、Pb、Zn五種元素，檢測儀器為美國Thermoi CAP Q電感耦合等離子體質譜儀。

3 分析數據及異常特征

3.1 分析數據

對260件樣品測試結果采用頻率分布曲線法分析異常下限(表1)，以此為依據劃分異常區(qū)，并結合礦床地質特征，指導深部找礦。

表1 分析數據統(tǒng)計Table 1 Statistical table of analysis data

3.2 陽坡采區(qū)異常特征

陽坡采區(qū)七中段46勘探線穿脈巷道存在Ⅰ#脈、Ⅲ#、Ⅳ#脈、Ⅴ#脈和88#脈等多條礦脈，由46勘探線異常曲線(圖2)可見，在該中段坑道內已知礦脈及其南東側，Au、Ag、Cu、Pb、Zn元素均顯示了高值異常，這是因為礦脈產狀為NE走向，SE傾向，坑道內已知礦脈南東的高值異常正是下部中段即深部礦脈的異常反映，電吸附異常與已知礦脈對應關系較好。因此，認為電吸附法在金蟾金礦井下坑道穿脈中是有效的。

圖2 金蟾金礦陽坡采區(qū)七中段46勘探線電吸附異常剖面圖Fig.2 Electric absorption anomaly profile ofthe exploration line No.46 at the seventh middle level inYangpo mining section of Jinchan gold deposit

陽坡采區(qū)十三中段為該采區(qū)最深處中段，在50勘探線穿脈的電吸附異常曲線(圖3a)顯示，在2～5號采樣點存在一個Au、Ag元素峰值異常區(qū)，該異常區(qū)(Y13-Ⅰ)位于Ⅱ#礦脈的南東側(圖3b)，推測為Ⅱ#脈深部礦脈異常反映，深部有礦脈的存在的潛力較大，為一處有利找礦靶區(qū)。

3.3 南大洼采區(qū)異常特征

從南大洼采區(qū)十中段穿脈電吸附異常曲線剖面圖(圖4)看，14勘探線可分為34～40號采樣點、15～25號采樣點和1～10號采樣點三處異常區(qū)；18勘探線可劃分26～35號采樣點和8～18號采樣點兩個異常區(qū)；22勘探線可劃分為70～80號采樣點、48～61號采樣點、30～41號采樣點和10～25號采樣點四處異常區(qū)。

從南大洼采區(qū)十中段平面圖(圖5)來看，14、18、22勘探線整體可劃分為4個異常帶，其中異常帶N10-Ⅰ位于22線70～80號采樣點和18線26～35號采樣點；異常帶N10-Ⅱ位于22線48～61號采樣點、18線8～18號采樣點和14線的34～40號采樣點；異常帶N10-Ⅲ位于22線的30～41號采樣點和14線的15～25號采樣點；異常帶N10-Ⅳ位于22線10～25號采樣點和14線的1～10號采樣點。這4處異常帶具有尋找隱伏礦的潛力。

圖3 金蟾金礦陽坡采區(qū)十三中段50勘探線電吸附異常剖面圖(a)與電吸附異常區(qū)平面圖(b)Fig.3 Electric absorption anomaly profile of the exploration line No.50 at the 13th middle level inYangpo mining section of Jinchan gold deposit (a) and plan map of the electric absorption anomaly (b)1—巷道 2—豎井 3—地表勘探線及編號 4—采樣點及編號 5—異常區(qū)及編號

南大洼采區(qū)Ⅱ-5#脈是該采區(qū)的主要礦脈，也是規(guī)模最大礦脈。在十中段該礦脈處的破碎帶寬0.3～3 m，破碎帶發(fā)育連續(xù)，帶內為碎裂蝕變花崗巖，礦化蝕變發(fā)育黃鐵礦化、硅化，局部發(fā)育石英和黃鐵礦脈。從破碎帶規(guī)模來看，向下延伸趨勢較好，深部有礦脈存在的可能。穿脈電吸附異常特征顯示，異常帶N10-Ⅱ可能為Ⅱ-5#脈深部礦脈異常反映。南大洼采

圖4 金蟾金礦南大洼采區(qū)十中段14/18/22勘探線電吸附異常剖面圖

區(qū)Ⅵ#脈也是該采區(qū)重要礦脈之一，在十中段該礦脈的破碎帶寬0.1～0.35 m，破碎帶較上部中段規(guī)模變窄變差，見有硅化和黃鐵礦化，有含礦細脈線產出，從破碎帶規(guī)模上看，向下延伸呈減弱趨勢，深部亦可能存在礦脈，但規(guī)?？赡茌^小，深部找礦前景較Ⅱ-5#脈差。穿脈物電吸附異常特征顯示，異常帶N10-Ⅲ可能為Ⅵ#脈深部礦脈異常反映。因此，與異常帶N10-Ⅲ相比，異常帶N10-Ⅱ找礦潛力較大。

3.4 李麻子溝采區(qū)異常特征

由金蟾金礦李麻子溝采區(qū)十二中段9勘探線電吸附異常曲線(圖6)及平面圖(圖7)可見，9勘探線可劃分為3個異常帶，其中異常帶L12-Ⅰ位于28～33號采樣點，異常帶L12-Ⅱ位于18～24號采樣點，異常帶L12-Ⅲ位于6～14號采樣點。這3處異常具有尋找深部盲礦的潛力。

李麻子溝采區(qū)主礦脈Ⅴ-2#脈在十二中段破碎帶寬1.5～4 m，規(guī)模連續(xù)穩(wěn)定，礦化蝕變發(fā)育硅化和黃鐵礦化，該中段有礦山采礦工程，礦脈發(fā)育較好。從破碎帶規(guī)?？?，破碎帶向下延伸趨勢好，深部存在盲礦可能性大。穿脈電吸附異常特征顯示，異常帶L12-Ⅱ為Ⅴ-2#脈深部礦脈異常反映，找礦潛力較大。

圖5 金蟾金礦南大洼采區(qū)十中段電吸附異常平面圖

圖6 金蟾金礦李麻子溝采區(qū)十二中段9勘探線電吸附異常剖面圖Fig.6 Electric absorption anomaly profile of the exploration line No.9at the 12th middle level in Limazigou mining section of Jinchan gold deposit

3.5 討論

電吸附法研究的是后生地球化學異常，主成礦元素及其伴生元素在礦物中通常是不活潑的，而隱伏礦體在地下深處的后生地球化學作用過程中是相當活潑的。隱伏在地下深處的礦體很容易在各種地質作用下使其成礦元素及伴生元素發(fā)生溶解遷移至淺部及地表[7]。

金蟾金礦井下坑道剖面的巖石樣品分析數據顯示出了較好的電吸附異常曲線，部分異常在賦存已知礦體破碎帶的深部的上方，為已知礦體深部異常反映，找礦潛力較大，包括陽坡十三中段異常區(qū)、南大洼十中段異常帶N10-Ⅱ和N10-Ⅲ、李麻子溝十二中段異常帶L12-Ⅱ。

圖7 金蟾金礦李麻子溝采區(qū)十二中段電吸附異常平面圖Fig.7 Plan map of the electric absorption anomalyat the 12th middle level in Limazigou mining section of Jinchan gold deposit1—蝕變帶 2—控制礦體 3—巷道 4—豎井 5—勘探線及編號 6—采樣點及編號 7—推測異常及編號

4 找礦應用效果

根據本次研究成果提供的異常區(qū)，赤峰金蟾礦業(yè)有限公司結合實際情況對南大洼采區(qū)異常進行了坑內鉆探驗證工作，顯示了良好的找礦效果。李麻子溝采區(qū)深部采礦工程亦證實電吸附深部找礦的有效性。陽坡采區(qū)深部尚未進行工程驗證。

4.1 南大洼采區(qū)

依據電吸附異常特征，南大洼采區(qū)十中段可劃分為4個異常帶，其中異常帶N10-Ⅱ可能是II-5#脈深部礦體的異常反映，尋找隱伏礦體的潛力較大。據此，礦山在14線、18線、20線及26線的異常帶N10-Ⅱ范圍內開展了坑內鉆探驗證工作，其中14線、18線和20線的鉆孔中均見有破碎帶和較強礦化，Au的品位為0.03×10-6～0.99×10-6，為II-5#脈深部延伸延伸，見礦化位置與異常帶N10-Ⅱ基本對應。26勘探線施工的鉆孔NK210-26-2和NK210-26-3見礦，見礦位置為II-5#脈深部延伸，且與異常帶N10-Ⅱ對應(圖8)。NK210-26-2孔深162.2 m，135.5～152.6 m處見碎裂花崗巖，其中139.5～140.5 m處黃鐵礦化好，Au的品位為2.28×10-6，推測為Ⅱ-5#脈，見礦高程450 m。NK210-26-3孔深222 m，93.5～94.1 m處見碎裂花崗巖，黃鐵礦化較好，Au的品位為2.27×10-6，推測為Ⅱ-5#脈上盤支脈，見礦高程490 m；188.3～204.8 m處見碎裂花崗巖，局部黃鐵礦化較好，取樣分析Au的最高品位達0.36×10-6，推測為Ⅱ-5#脈，見礦高程380 m。

圖8 金蟾金礦南大洼采區(qū)找礦效果示意圖Fig.8 Sketch map of prospecting result inNandawa mining section of Jinchan gold deposit

4.2 李麻子溝采區(qū)

根據電吸附異常特征及地質特征，預測李麻子溝采區(qū)十二中段異常帶L12-Ⅱ深部存在盲礦可能性較大，推測是Ⅴ-2#脈的深部礦體的異常反映。目前在11線、9線、7線十三中段到十五中段之間正在開采的Ⅴ-2#脈礦體與上述預測異常位置基本一致，礦體平均厚度為1.2 m，礦體金的平均品位為2.5×10-6，礦體延深過十四中段向下(圖9)，表明電吸附法在該處效果顯著。

5 結論

對金蟾金礦井下穿脈坑道巖石樣品進行電吸附地球化學找礦研究，認為礦脈上方異常峰值顯示較好，電吸附異常對深部礦脈的存在具有指示作用。利用井下坑道穿脈電吸附法，在陽坡采區(qū)、南大洼采區(qū)和李麻子溝采區(qū)進行深部找礦預測，電吸附均具有較好的異常顯示，表明深部存在找礦空間，并在三個采區(qū)分別圈定了找礦潛力較大的異常區(qū)。

金蟾金礦受NE向構造控制明顯，本次選取的陽坡、南大洼和李麻子溝采區(qū)賦礦構造破碎帶連續(xù)性較好，向深部仍有較好延續(xù)，且電吸附異常與構造向深部延伸部位對應關系良好?？拥楞@探工程及采礦工程顯示在南大洼采區(qū)和李麻子溝采區(qū)具有良好找礦應用效果。

試驗結果表明，電吸附法在巖石地球化學找礦中具有一定的應用前景。