別建芳，李貞岐，盧守卿，盧聲媛，李建喜

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450001)

墨西哥La Yesca銀錳多金屬礦的發(fā)現(xiàn)，是國內(nèi)地勘公司“走出去”實施境外資源勘查找礦取得的重大成果。礦區(qū)內(nèi)圈定33個規(guī)模不等的以銀錳為主的礦體，共探求銀礦石量1 816 萬t，銀金屬量4 416 t、錳金屬量154 萬t、鋅金屬量19萬t等。礦區(qū)處在墨西哥6大成礦帶之一的塊狀硫化物型Cu-Pb-Zn-Au-Ag成礦帶的北部[1-2]。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)位于墨西哥納亞里特州和哈利斯科州交界的La Yesca地區(qū)，大地構(gòu)造處于環(huán)太平洋成礦帶的科迪勒拉褶皺帶上，是墨西哥最主要的銀成礦帶，該帶形成于白堊紀末期—古近紀拉拉米造山運動,北起北美阿拉斯加，南到南美火地島，貫穿南北美洲，在墨西哥境內(nèi)表現(xiàn)為馬德雷火山巖帶[3-6]。

礦區(qū)地層主要出露新近系Tm組及第四系，Tm組巖性主要為凝灰?guī)r、巖屑晶屑凝灰?guī)r、安山巖和流紋巖、火山集塊巖、火山角礫巖等；第四系主要為砂礫石、亞砂土。區(qū)域構(gòu)造線總體呈北西—南東向，地層走向大致與構(gòu)造線一致。礦化帶主要分布于Tm組英安巖和安山巖中，受區(qū)域構(gòu)造控制，帶內(nèi)巖石破碎，礦化蝕變強烈，硅化、綠泥石化、碳酸鹽化等普遍，褐鐵礦化、錳礦化等強烈[7]。

區(qū)內(nèi)共圈出27條礦化蝕變帶(礦帶)，長度100～2 100 m不等，出露寬度幾米至上百米，北西向或近南北向展布，傾向多北東或南西。礦體賦存在礦帶中，礦區(qū)內(nèi)共圈定33個礦體，呈似層狀、脈狀、透鏡狀等產(chǎn)出，礦體多以含較高的錳礦物質(zhì)為特點，與礦帶或圍巖邊界清晰，少數(shù)礦體與圍巖呈漸變過渡關(guān)系，礦體圍巖主要為英安巖，個別為安山巖。礦體產(chǎn)狀基本與礦帶產(chǎn)狀一致。

2 預(yù)測方法與模型

2.1 元素相關(guān)性分析

對區(qū)內(nèi)礦化帶密集兩個地段的所有鉆孔中礦化體及頂?shù)装迳舷? m取樣，共采集837個樣品，以橫坐標表示銀元素含量對數(shù)值，按比例標出下界、各分組點和上界，再以組距為底邊，畫一系列矩形，以矩形面積表示各組頻率，作出頻率分布直方圖(圖1)。

從圖1可以看出鉆孔內(nèi)樣品銀元素含量屬于對數(shù)正態(tài)分布，其他元素亦屬于對數(shù)正態(tài)分布(直方圖略)，因此適用數(shù)理統(tǒng)計方法。根據(jù)分析結(jié)果計算出異常下限，圈定出銀異常樣品334個，經(jīng)實地對比，異常與礦體基本吻合。以相關(guān)程度(r>0.75)來看，Ag、Pb、Zn、Mn元素高度相關(guān)(表1、圖2)。

圖1 樣品頻率分布

由表1、圖2可見，Ag、Pb、Zn、Mn相關(guān)度要遠高于Cu、Au、Sb。以上元素的共生、伴生關(guān)系表明原生地球化學(xué)異常的主要元素組合為Ag、Mn、Pb、Zn，其次為Sb、Cu、Au、As。Ag、Mn、Pb、Zn為找礦主要指示元素，這些元素能夠比較直接地指示礦體賦存的空間位置。

表1 元素相關(guān)分析矩陣表

圖2 譜系示意

2.2 成礦預(yù)測模型的建立

實際工作中發(fā)現(xiàn)銀、錳、鉛等含量隨著深度的增加有降低的趨勢，厚度向深部亦明顯變薄，但由于礦體分布在標高不同的礦化帶上，礦帶之間有一定距離，加之在深部鉆孔中亦出現(xiàn)有遠高于地表的礦石品位，中深部亦有厚大的礦體，因此，礦體品位及厚度在空間上呈現(xiàn)一定的復(fù)雜性。本次嘗試從礦體高程及厚度、錳含量、銀含量探求一定的關(guān)聯(lián)性，以建立該礦床深部成礦定量預(yù)測的一種方法與模型。

2.2.1 高程與銀含量預(yù)測模型

為研究本區(qū)礦床的品位富集及厚度變化規(guī)律，對所有鉆孔中礦化體及頂?shù)装暹M行了取樣，并記錄下每個樣品的標高位置，以X(樣品銀對應(yīng)的標高)為橫坐標，Y(樣品銀含量)為縱坐標，建立平面直角坐標系，為方便直觀地反映銀含量變化和標高的關(guān)系，對數(shù)據(jù)進行了簡單的處理，按樣品所處的標高不同，以10 m的高差統(tǒng)計出樣品個數(shù)，分別求出平均值，根據(jù)數(shù)據(jù)對(Xi，Yi)作出散點圖(圖3)。

圖3 銀含量與標高散點

從圖3可以看出，銀含量區(qū)段和其所對應(yīng)的標高大體呈線性關(guān)系，銀含量隨標高的降低而減少。錳、鉛、鋅等元素含量亦隨標高的降低而減少(散點圖略)，具備一元線性回歸預(yù)測的基本條件[8]。

預(yù)測模型如下：

Y=a+bX

(1)

(2)

(3)

2.2.2 錳含量與銀含量預(yù)測模型

礦區(qū)內(nèi)銀錳鉛鋅相關(guān)性很好，并且含量大都隨礦體高程的降低而減少，但由于鉛鋅粒度較小,混在錳中不易觀察,而錳多以獨立礦物軟錳礦、黑錳礦、黑鋅錳礦、錳鉛礦、黑鐵錳礦形式存在[9]，表像特征明顯,因此本次主要以錳的變化規(guī)律對銀進行成礦預(yù)測。

以X(錳含量的對數(shù)值)為橫坐標，Y(銀含量的對數(shù)值)為縱坐標，建立平面直角坐標系，為方便直觀地反映銀和錳的關(guān)系，按前述方法對數(shù)據(jù)進行處理，并作出散點圖見圖4。

圖4 銀含量與錳含量(對數(shù))散點

從圖4可以看出，銀和錳大體呈線性關(guān)系，并且銀隨錳含量的增加而增高。統(tǒng)計計算可知，錳和銀相關(guān)系數(shù)0.86，相關(guān)性顯著，由此可建立回歸方程，從而以實測X值(錳含量值)求出Y的估算值(銀的含量預(yù)測值)。預(yù)測模型如下：

Y=β0+β1X

(4)

(5)

(6)

2.2.3 高程與銀礦體厚度預(yù)測模型

為研究礦床厚度在空間的變化規(guī)律，對各工程中主要礦體的高程及見礦厚度進行統(tǒng)計，以X(工程中見礦標高)為橫坐標，Y(工程中礦體厚度)為縱坐標，根據(jù)各個數(shù)據(jù)對(Xi，Yi)作出散點圖(略)，各工程見礦標高與其所對應(yīng)的厚度大體呈線性關(guān)系，銀礦體隨標高的降低而變薄，亦符合一元線性回歸預(yù)測礦體的先決條件。預(yù)測模型如下：

Y=θ0+θ1X

(7)

(8)

(9)

3 預(yù)測檢驗

3.1 預(yù)測結(jié)果

3.1.1 高程與含量預(yù)測結(jié)果

由預(yù)測模型得到計算結(jié)果為：Y=a+bX=180.23+0.36X

上述經(jīng)驗回歸直線可以做出如下解釋:銀含量隨礦體高程的增加而增加,換言之,每當?shù)V體高程減小1 m,銀含量將減少0.36×10-6;當賦礦高程減小500.64 m(180.23÷0.36)時,銀含量趨于零。本次統(tǒng)計異常樣品最低標高為2 152 m(礦區(qū)賦礦最低標高)，以2 152 m為基準點(0 m)，當高程下降278.42 m左右時，即標高在1 873.58 m時，礦體已不再具有工業(yè)意義(180.23-0.36×278.42，小于80×10-6)；當高程下降389.53 m左右時，即標高在1 762.47 m時，已不再是礦體(180.23-0.36×389.53，含量小于40×10-6)。因此預(yù)測主要礦體都賦存在1 762 m標高以上。

按前述方法同樣可以得到錳的預(yù)測模型為：Y=a+bX=11 019+11.82X，意即當?shù)V體高程減小1 m,錳含量將減少11.82×10-6;當賦礦高程減小932.23 m時,錳含量趨于零。

3.1.2 錳含量與銀含量預(yù)測結(jié)果

錳含量與銀含量預(yù)測模型得到計算結(jié)果：Y=β0+β1X=13.25+0.001 65X

上述回歸方程表明：①當?shù)V化體中某一樣品錳的含量為X(×10-6)時，估算銀的平均含量為13.25+0.001 65X(×10-6)；②礦化體中某一樣品錳的含量每增加100×10-6，平均來說銀的含量相應(yīng)就增加0.001 65×100=0.165×10-6。

3.1.3 高程與銀礦體厚度預(yù)測結(jié)果

由高程與銀礦體厚度預(yù)測模型得到計算結(jié)果為：Y=θ0+θ1X=4.36+0.012X

上述結(jié)果可做出如下解釋:銀礦體厚度隨高程的增加而增加，換言之，每當?shù)V體高程減小1 m，銀礦體厚度將減小0.012 m；當賦礦高程減小363 m(4.36÷0.012)時，銀礦體趨于尖滅。目前礦區(qū)主要礦體最低標高為2 152 m，當高程下降363 m左右時，即標高在1 789 m時，礦體可能尖滅。這和高程與含量的預(yù)測結(jié)果(預(yù)測主要礦體都賦存在1 762 m標高以上)基本吻合。

3.1.4 表像特征對礦體的預(yù)測結(jié)果

La Yesca銀錳多金屬礦所有礦體在地表表現(xiàn)為鐵錳含量很高的“鐵帽”，在礦區(qū)南部的礦體中還可見到礦石呈蜂窩狀、豆腐渣狀，鐵錳質(zhì)大量流失，僅保留有石英硅質(zhì)格架。由此看出本區(qū)礦床次生富集特征比較明顯，在礦床形成之初品位較低，風(fēng)化過程中淋濾溶液向下滲流，沿途與圍巖發(fā)生交代作用，有用組分在有利部位富集沉淀下來[10]。后經(jīng)長期的剝蝕及風(fēng)化再淋濾，形成了現(xiàn)在的礦體銀錳等含量在地表較高，向深部有所減少的規(guī)律性變化。

從上述礦體的品位、厚度等變化趨勢規(guī)律分析，本區(qū)礦床雖處在優(yōu)越的地理位置，但受自身的成礦環(huán)境限制，不具備形成超大型銀錳多金屬礦床的條件。

3.2 預(yù)測結(jié)果的可信度檢驗

在施工的探槽和鉆孔內(nèi)，從礦體中隨機抽取20個樣品列表統(tǒng)計(表2)，以檢驗預(yù)測結(jié)果的準確度。

表2 預(yù)測結(jié)果的檢驗

由表2可知，無論根據(jù)高程和錳含量均可大致預(yù)測銀含量。以賦礦高程預(yù)測銀含量最大誤差為68%，最小4%，平均27%；以錳含量預(yù)測銀含量最大誤差為82%，最小4%，平均29%。

4 結(jié) 論

1)墨西哥La Yesca銀錳多金屬礦床主要成礦元素的空間分布特征及富集和貧化趨勢，Ag、Mn、Pb、Zn元素密切相關(guān)，銀、錳含量與標高存在著明顯的線性相關(guān)關(guān)系，經(jīng)對鉆孔中巖礦石取樣分析計算可知，Ag、Mn、Pb、Zn元素密切相關(guān)，這些元素能夠比較直接地指示礦體賦存的空間位置。

2)基于礦床空間高程和錳品位變化規(guī)律對礦體銀元素含量進行了定量預(yù)測，分別建立高程與銀含量預(yù)測模型、錳含量與銀含量預(yù)測模型和高程與銀礦體厚度預(yù)測模型。

3)根據(jù)預(yù)測模型，通過分析計算，銀含量隨礦體高程的減小而減少，預(yù)測主要礦體都賦存在1 762 m標高以上；錳含量亦隨礦體高程的降低而減少，每當高程減小1 m，錳含量將減少11.82×10-6；錳和銀相關(guān)性顯著，礦化體中某一樣品錳的含量每減少100×10-6，平均來說銀的含量相應(yīng)就減少0.165×10-6；銀礦體厚度隨高程的減小而變薄，當標高在1 789 m時，礦體可能尖滅。