張 恒

（甘肅煤田地質(zhì)局一四九隊，甘肅 蘭州 730020）

甘肅地區(qū)作為現(xiàn)階段發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源存儲規(guī)模最大的礦區(qū)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種類型的礦產(chǎn)[1]?？紤]到地質(zhì)構造對礦床的控礦作用，對該區(qū)域進行深入的找礦研究是十分重要的[2]。與其他類型的資源相比，礦產(chǎn)一般多為不可再生資源，而面對快速發(fā)展的社會，加快對資源的開發(fā)速度，加大開采力度已經(jīng)成為了必要條件[3]。

為此，本文提出甘肅地區(qū)礦床發(fā)育過程中地質(zhì)特征及找礦標志分析研究。通過對研究地區(qū)的與礦床構成相關的地質(zhì)特征進行詳細研究，指出了具有實際找礦價值的可利用標志。通過本文的研究，以期為提高甘肅地區(qū)礦產(chǎn)資源的開發(fā)效率提供幫助。

1 甘肅地區(qū)地質(zhì)特征分析

1.1 礦體特征

甘肅礦區(qū)內(nèi)的礦化作用主要位于下志留統(tǒng)梅子埡組，由于地層運動以及周圍巖體的擠壓作用，該地質(zhì)構造表現(xiàn)出明顯的韌性特征，并以剪切帶的形態(tài)存在。由于礦床的形成以及出現(xiàn)礦化反應的出現(xiàn)都需要外部元素的催化，因此在礦床周圍通常可見黃鐵化、硅化和綠泥石化的特征，并與礦床密切相關。根據(jù)地礦局對甘肅地區(qū)礦山地質(zhì)的勘查結果可以看出，現(xiàn)階段已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的主要礦區(qū)共分為12個，其中5個為成型礦體，7個表現(xiàn)出明顯的礦化體特征，3個相對較大的礦體表現(xiàn)出了相似的特征，其具體分為以下幾點。首先，礦體在地表有明顯的出露跡象，并且范圍較大，高度一般在660m～750m之間。其次，以單工程礦體為研究對象，具體參數(shù)如表1所示。

表1 甘肅地區(qū)礦體特征

如表1所示，礦體的產(chǎn)出形態(tài)以似層狀為主，這是因為礦床在發(fā)育過程中受順層片控制，出現(xiàn)理化帶發(fā)展趨勢，在高硬度石英脈的壓力作用下，礦體底部出現(xiàn)裂變，并受地層中其他元素的影響，出現(xiàn)強烈的炭化作用，最終導致順層發(fā)生不同規(guī)模的破碎。

1.2 礦產(chǎn)資源總體特征

（1）礦種多，探明儲量豐富，潛在價值較高

截至1994年底，甘肅省已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)148種(含亞種)，約占全國已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)的163種的90%，發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地2500多處，是全國礦產(chǎn)資源較豐富的省份之一。

甘肅省礦產(chǎn)保有儲量占全國總保有儲量超過50%以上的礦產(chǎn)有鎳、鉑族、鑄型粘土等8種；占全國總保有儲量20%～50%之間的礦產(chǎn)有鈹、硒、鈷、鎂、水泥黃土等8種；在5%～20%之間的礦產(chǎn)有鉻、金、蹄、重晶石、銅、鉛、鋅、銻、銀、鈮鉭、綠柱石、伴生硫、螢石、冶金用石英巖等14種。

從人均占有量與全國比較來看，甘肅省高于全國人均占有量的礦產(chǎn)有石油、鉻、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鎢、銻、金、銀、鉑族、伴生硫、重晶石、冶金白云巖、冶金硅質(zhì)原料、耐火粘土等20余種。其中，鎳、鉻、銅、鉛、鋅、銻和鉑族等有色及稀貴金屬礦產(chǎn)人均占有量比全國人均占有量高3～31倍。

（2）共(伴)生礦產(chǎn)或組分復雜的綜合礦床多

這一特征大大地提高了甘肅省礦床的經(jīng)濟價值，但也相應加大了開采和選冶的難度。據(jù)統(tǒng)計，幾乎所有大、中型金屬礦床和部分非金屬礦床均系共伴生有多種有益組分。如金川銅鎳礦床中伴生鉑、鈀、鋨、銥、釕、銠、鈷、金、銀、硒、碲、鉻、硫等13種有益元素，其中鉑族和鈷的保有儲量分別占全國保有總量的57.64%和29.56%。有些礦床共伴生組分的經(jīng)濟價值已接近或超過主礦的價值。

（3）有色金屬礦產(chǎn)探明礦種較齊全、品位富、易選冶

全國探明儲量的有色金屬礦產(chǎn)13種，除鋁外，甘肅都擁有探明儲量。就礦石品位而言，鎳、銅、鉛、鋅等以富礦為主。如鎳平均品位達1.07%；銅礦床含銅＞1%的富礦占總儲量的70%以上；鉛鋅礦石鉛+鋅品位大多在7-8%，某些重要礦床(如廠壩)品位大于8%的原生硫化礦石占全礦的90%以上，選冶回收率高，開發(fā)利用條件優(yōu)越。這是甘肅的一大優(yōu)勢。

1.3 蝕變特征

上文中已經(jīng)提到，蝕變巖類型的礦石是甘肅地區(qū)的主要礦體產(chǎn)出類型，因此，本文就蝕變特征進行了相關研究。在研究區(qū)內(nèi)，礦床主要存在于韌性的剪切內(nèi)，這也促使該構造的發(fā)育更加明顯，并攜帶有明顯的蝕變特征，在某種意義上，可以稱之為蝕變帶，出現(xiàn)的蝕變類型以礦產(chǎn)載體為主，這種多樣化、大范圍的蝕變現(xiàn)象也表明在礦床發(fā)育過程中有大規(guī)模流體活動出現(xiàn)。為了對流體活動與蝕變現(xiàn)象之間的關系作出更加詳細的分析，分別對上述幾種主要的蝕變類型發(fā)育情況進行研究。

首先是黑云母化蝕變，作為礦床最主要的載體，黑云母在甘肅礦區(qū)出現(xiàn)的頻率較高，并且密度較大，在礦床所在韌性剪切帶兩側，可以觀察到大面積分布，寬度最大可到800m，最小也在400m以上。由于受到周圍其他類型蝕變作用的影響，黑云母化帶的內(nèi)部結構相對穩(wěn)定，斑狀變晶結構明顯，也有部分礦體的變晶結構出現(xiàn)了不同程度的演化，呈現(xiàn)為鱗片結構。而造成這種演變的主要因素就是變質(zhì)相所處位置的壓力作用大小，中高壓巖相以及中壓巖相均是主要成因。通過觀察黑云母變斑晶的結構特征，可以發(fā)現(xiàn)在區(qū)域變質(zhì)作用發(fā)生的后期，出現(xiàn)了強烈的熱液作用，并且這種作用在不同時期逐次發(fā)生，最后產(chǎn)生疊加，對成礦作用產(chǎn)生影響。其次就是硅化蝕變，與黑云母化蝕變相比，硅化蝕變的作用范圍更加廣泛，以沿韌性剪切帶為中心，在其周圍出現(xiàn)的脈狀、透鏡狀石英脈中，硅化蝕變的規(guī)模相對較大，且由于礦床發(fā)育后期硅化物受到了熱液的沖擊，導致先期形成的產(chǎn)物被充填，并提高了硅化巖體的硬度，出現(xiàn)的變形類型主要為脆性形變。礦床形成的范圍更大，還有就是綠泥石化蝕變，該類蝕變作用主要作用于含礦石英脈邊緣，因此總體發(fā)育相對較弱，熱液作用下的礦體出現(xiàn)糖粒狀伴生。最后就是碳酸鹽化蝕變，該類蝕變的發(fā)生主要受熱液活動影響，熱液中的碳酸類物質(zhì)與圍巖中石英發(fā)生反應，出現(xiàn)交代蝕變，但這種蝕變達到一定規(guī)模后，逐漸形成碳酸鹽脈，因此其分布面積較小。與礦化的關系也較弱。

圖1 礦床礦化蝕變圖

2 礦床地質(zhì)地球化學特征

在地質(zhì)構造特征對甘肅地區(qū)礦床地質(zhì)特征進行分析后，本文從礦床地質(zhì)化學構成的角度分析了其主要特征。

2.1 礦床地層含量豐度

為了提高對礦床地質(zhì)地球化學特征分析結果的可靠性，本文以礦區(qū)地層礦石剖面采樣數(shù)據(jù)作為分析的基礎，獲取了礦產(chǎn)資源分布數(shù)據(jù)，其結果如表表2所示。

表2 甘肅礦區(qū)礦產(chǎn)資源分布數(shù)據(jù)

從表2中不難看出，按照礦產(chǎn)資源在甘肅整體礦區(qū)的占比分布數(shù)據(jù)可知，甘肅礦區(qū)內(nèi)的主要資源主要由由金、銀、鉛、銅、鎘、錳、鎳等構成。通過觀察其活躍狀態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果發(fā)現(xiàn)，處于賦存狀態(tài)下礦產(chǎn)資源具有較大的活躍性，考慮到甘肅礦區(qū)的資源通常是以非獨立的形式存在，因此元素之間的關聯(lián)性相對較高，以氧化物、氫氧化物與硫化物組合形式是礦產(chǎn)資源存在的主要形式。不僅如此礦產(chǎn)資源在豐度值也表現(xiàn)出了顯著特征，與其他地區(qū)的礦產(chǎn)豐度值相比，礦產(chǎn)元素在賦存量上具有較高的沉積層地質(zhì)屬性，表現(xiàn)為沉積層元素含量偏高。為了進一步提高對礦區(qū)資源豐度值的分析精度，本文計算了礦區(qū)內(nèi)不同礦產(chǎn)成礦元素的濃度，以富集系數(shù)作為最終的評價結果。定義礦產(chǎn)元素濃度的劃分標準為富集系數(shù)=3，以此為基礎，得到甘肅地區(qū)礦內(nèi)，金、銀、鎘礦產(chǎn)資源的礦富集系數(shù)大于3，鎳、錳、鋅資源的富集系數(shù)介于1.5-3.0之間，銅、鎢礦產(chǎn)資源的礦富集系數(shù)小于1.5。由此可以得出結論，甘肅礦區(qū)內(nèi)，礦產(chǎn)資源的活躍豐度整體相對較高，從地球化學特征的角度分析，其具有明顯的地層稀土元素屬性，在對稀土元素含量檢測結果中，其發(fā)育使其主要是內(nèi)寒武系，這種高含量的稀土元素在一定程度上提高了礦床資源的發(fā)育，因此單位面積內(nèi)的礦產(chǎn)的賦存量相對較高，且不存在明顯的波動。值得關注的時，礦區(qū)內(nèi)的輕稀土元素和重稀土元素均未出現(xiàn)虧損線性。結合礦產(chǎn)資源分布統(tǒng)計表以及上文對礦區(qū)地質(zhì)構造特特征的分析結果不難看出，礦區(qū)內(nèi)沙礫及碎屑物質(zhì)中是礦床發(fā)育的主要形態(tài)。因此，可以將其作為勘查礦產(chǎn)資源是否存在、含量是否豐富的標志。

2.2 礦區(qū)元素地球化學分帶特征

由于礦床發(fā)育環(huán)境的變化以及周圍地質(zhì)構造的變遷，礦產(chǎn)資源表現(xiàn)出了明顯的地球分異化特征，以此為此基礎，也以為礦區(qū)內(nèi)的找礦工作提供新的思路。為了準確分析礦區(qū)內(nèi)地球化學分帶的特性，本文以礦產(chǎn)資源分布基礎為研究背景，結合上文得到的礦區(qū)地層礦產(chǎn)元素賦存量統(tǒng)計結果，對礦區(qū)勘查數(shù)據(jù)表現(xiàn)出特征進行分析。在分析前，首先按照礦區(qū)的不同類型及局部元素的富集狀態(tài)，將礦產(chǎn)原賦存區(qū)域進行劃分，劃分的界限為礦區(qū)內(nèi)存在的斷裂帶構造。在文章的第1部分已經(jīng)的得到了礦產(chǎn)資源分布走向，以背斜、巖漿近端為聚集中心的近區(qū)域內(nèi)，礦床發(fā)育明顯，特別是在偏東部地區(qū)，礦產(chǎn)資源賦存的特征表象最為明顯，相比之下，偏西部位置上的地球化學分布特征偏弱，目前已經(jīng)明確該區(qū)域存在一定規(guī)模的礦群，但對于具體位置的確定，仍需要進一步勘查。東南向具有最典型的礦區(qū)，對應的地球化學標志分布也最明顯，具有強分異性組合礦產(chǎn)元素。本文以礦產(chǎn)資源的基本特性分析了以組合形態(tài)存在的礦產(chǎn)元素表現(xiàn)出的特征屬性，得出的結論為巖漿熱礦化學組合內(nèi)礦產(chǎn)元素含量是決定礦床發(fā)育的主要因素。在東南向上，礦區(qū)地球化學分布帶表現(xiàn)出了明顯的中低溫度區(qū)域屬性，地球化學帶礦床特征受斷裂帶內(nèi)元素的主導作用，對礦區(qū)起到了明顯的改造作用，因此沉積礦產(chǎn)的賦存量更高，可以將其作為礦區(qū)找礦工作開展的依據(jù)。

2.3 地球化學異常分布特征

礦區(qū)地球化學異常分布特征受多因素影響，以此為基礎，直接對其進行分析的難度較大，且難以實現(xiàn)全面分析，到考慮到礦區(qū)內(nèi)水系沉積物中的元素含量是影響結果的一種綜合體現(xiàn)，因此本文以水系水系沉積物的檢測結果為分析依據(jù)，開展關于甘肅礦區(qū)礦床地球化學異常分布特征的研究?，F(xiàn)階段，礦區(qū)內(nèi)已經(jīng)圈定的地球化學異常特征的面積為116.32km2，約占礦區(qū)總面積的14.65%，整體造型呈現(xiàn)出近橢圓構造。其中。銅元素的化學異常面積約為13.96km2，對應的襯度為3.5～4.5，同時由于銅元素表現(xiàn)出了較高的活躍程度，因此其在礦區(qū)內(nèi)組分水平相對較高，以組合礦礦形式存在的銅礦資源受環(huán)境因素的氧化作用，外觀上表現(xiàn)為紅褐色或深紅色。為了提高對礦區(qū)地質(zhì)的采集結果，應用種物探設備對礦區(qū)地質(zhì)進行勘查，最終得到礦區(qū)在地球化學異常分布上存在一定共性。首先，地球化學異常的分布存在一定的連續(xù)性，并且連續(xù)規(guī)模表現(xiàn)出明顯的波動性，以組合礦形式存在的礦產(chǎn)異常特征分布不規(guī)律，子在面積上也表現(xiàn)出不統(tǒng)一的屬性，覆蓋范圍最大可以達到50km2，最小僅為15.5km2。其次，受到礦區(qū)內(nèi)磁場力影響，地球化學異常信息的存在形式相對復雜。

3 找礦標志分析

通過上文對甘肅礦區(qū)特征的分析，分析了該區(qū)域的找礦標志，具體如下：

（1）將地層層位作為找礦標志，上文已經(jīng)分析，甘肅地區(qū)礦床的主要位于下志留統(tǒng)梅子埡組，因此，可以通過該特征開展找礦工作；

（2）將斷層破碎帶作為找礦標志，在礦床附近，擴容作用會產(chǎn)生節(jié)理、片理、劈理、石英脈裂隙，可以利用這一特征開展找礦工作。

4 結語

甘肅地區(qū)作為重要的礦產(chǎn)資源儲藏區(qū)域，對其礦產(chǎn)分布進行深入研究是十分具有實際價值的?？紤]到礦產(chǎn)的形成原因以及其與地質(zhì)構造之間的密切關系，本文提出甘肅地區(qū)礦床發(fā)育過程中地質(zhì)特征及找礦標志分析研究，結合研究區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構造組成以及其與控礦因素之間的聯(lián)系，對可利用的找礦標志進行分析。通過本文的研究，以期為甘肅地區(qū)的找礦工作帶來一定幫助。