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地質找礦突破口的選擇

隨著我國工農業現代化和城鎮化的快速發展,日益增長的資源需求與資源儲量不足的矛盾日益顯現,許多金屬礦床資源長期處於“高度依賴”狀態,短缺是剛性的。顯然,找礦的新突破是當今地質礦產工作的重要任務。

1)“找礦突破”的本質在於揭示規律。山西省地礦局區域地質調查隊經過幾代地質工作者的艱苦努力,先後完成了山西省東北部1: 20萬和1: 5萬比例尺的區域地質調查,並對區域地質調查資料進行了整合和整理。在此基礎上,根據構造-巖漿活動帶的控巖控礦模式,建立了中生代過渡同熔中酸性淺成侵入巖、次火山巖漿活動帶和區域斷裂構造帶在不同方向上的重疊區,是尋找多金屬礦的重要標誌。在此基礎上,通過物探、化探、遙感等現代新技術、新方法,提取礦致異常信息,圈定找礦靶區和有利找礦區,綜合分析海量數據,為成礦預測提供有益的“礦兆信息”,已成為綜合地質勘查和找礦突破的工作模式。

2)發揮地質成礦理論對地質找礦行為的指導作用,促進找礦突破。原地質礦產部部長朱訓(1982)30多年前發表了《論找礦》壹文,從成礦地質理論和哲學理論兩個方面論述了“找礦”可行性的理論基礎。第壹,根據辯證唯物主義認識論原理,不可能通過壹次找礦實踐就知道任何礦床的全貌,而需要通過實踐-認識-實踐-再認識不斷認識這個過程,從而獲得更全面的認識。比如堡子灣金礦床的評估過程,幾經周折,由不同的地勘單位發現;吊泉礦區於20世紀50年代被評估為銅礦,在開采過程中被發現為具有工業價值的銀金礦體。柴樹嶺金礦是在侯鈺銅鉬礦地質勘探結束40年後發現的。因此,對沒有得到正面或負面評價的找礦線索進行重新探索和重新分析,完全有可能獲得不同於以往的新認識。其次,根據礦床學理論和哲學理論的分析,形成工業礦床需要具備良好的成礦地質條件。然而,在某壹礦床成礦地質條件分布的區域內,通常不僅存在已知礦床的孤立點,而且在其周圍還存在其他成礦地質條件相似的礦床。這為在已知礦山周圍重新找礦提供了理論依據。後來,程(1994)和陳玉川(1994)通過成礦系列和成礦模式的概念對這壹理論進行了新的表述,演化為新的成礦系列理論。它將礦床學單壹成因、單壹類型、單壹模式的傳統研究方法拓展到區域、綜合、四維演化的研究領域,對成礦歷史、礦床分帶、成礦機制等礦床學中的基本問題作出了較為科學的解釋,在更深層次上探討了礦床學與成礦理論的基本地質問題,對提高地質找礦的科學前瞻性具有重要的現實意義。

上述九個預測區的總面積約為7 000 km2。如何優化地質找礦突破將是實現快速找礦突破的重要途徑。根據晉東北成礦地質規律和成礦系列理論的基本原理,以下幾個方面為突破口,加快地質找礦突破。

(1)塔迪火山盆地深部及周邊地區

本區已知以下有利的成礦地質條件。

塔底火山盆地侏羅系火山巖頂部為上侏羅統東靈臺組(J3d,厚100 ~ 150m),下部為中梯級山組(J2t,厚25 ~ 2040m)和九龍山組(J2j,厚15 ~ 572m),選擇火山巖堆積厚度薄的區域,通過物探在火山巖根部帶找到斑巖礦床。

除已知的太那水、吊泉、小巖成礦體外,沿北西向和北東向斷裂重疊部位還有吊泉-小巖、太那水、孫家莊、聶家溝、荀莊、白北堡等壹系列隱伏成礦體。

金、銀、銅、鉛、鋅、鎢、鉍、鉬等重砂礦物的綜合異常和多元素河流沈積物及其他地球化學元素的綜合異常分布在塔迪火山盆地周圍的環形帶中。其中吊泉-小巖、太那水綜合異常為礦致異常。

該區毗鄰河北省賴藝(縣)低溫熱液金礦和矽卡巖型銅、鋅、金礦預測區。

塔迪火山盆地北緣和東緣寒武-奧陶系碳酸鹽巖地層分布廣泛,斷裂發育,有利於熱液交代作用和矽卡巖礦床成礦系列的形成。這些都表明塔迪火山盆地深部及周邊地區具有良好的成礦條件和找礦前景。

(2)陽高-天鎮地區

該區是中國北方銀山次級斷塊與太行次級斷塊之間東西向貫通的金鉛鋅多金屬成礦帶的壹部分,東與河北賴藝、張家口地區的金鉛鋅預測區相連。在地質構造單元上,銀山和太行次級斷塊兩個二級構造單元自北向南縱貫,斷裂構造發育,印支期和燕山期中酸性侵入巖和次火山巖漿活動頻繁,多金屬礦化廣泛。

東西向大同-陽原矽鎂層的基底斷裂及其派生斷裂和* * *軛斷裂貫穿全區,與河北省北部的尚義-赤城、張家口斷裂壹起構成了陰山次級斷塊和太行次級斷塊的分界線。北西向的唐河斷裂(包括王家寶和中莊堡矽鎂層斷裂)與東西向的陽高-天鎮斷裂重疊,是印支期和燕山期巖漿侵入活動頻繁的地區。

與晉東北中南部不同,該區既是東西向和西北向構造-巖漿活動的重疊區,又是印支期和燕山期成礦作用的重疊區,這是其他預測區所不具備的有利因素。

冀東地區也是壹個多金屬礦集區,該礦集區與陽高-天鎮找礦突破處於同壹構造單元。即銀山次級斷塊與太行次級斷塊邊界兩側,大部分金、鉛、鋅礦床受同壹條東西向深大斷裂帶控制。張家口-宣化地區是華北斷塊北緣著名的金礦集中區之壹,現有金礦床(點)100多處,其中小營盤、東坪兩處大型,6處中型,10多處小型。因為這些金礦多分布在宣化-崇禮-赤城的三角地帶,所以被稱為河北省的“金三角”。小營盤金礦是河北省大型應時脈型金礦之壹。截至目前,已發現含金石英脈200余條,圍巖為集寧群深部變質巖,成礦時代與堡子灣金礦屬印支-燕山期。

河北省尚義-豐寧-隆化斷裂與康保-圍場斷裂之間,陰山次級斷塊南緣有蔡家營金鉛鋅礦、牛泉-營房子銀鉛鋅金礦、彭家溝銀礦、火山-次火山小前營銀礦和北岔溝門鉛鋅銀礦。張北銀坊、豐寧、蔡家營大型巖漿熱液鉛鋅礦床中均有巖漿熱液型含銀鉛鋅礦床。斷層交匯處的火山機構是有利的成礦構造,燕山晚期中小型次火山巖與成礦關系明顯。

這些礦集區和典型礦床的區域地質背景、構造單元隸屬關系、成礦時代、成礦規律、構造-巖漿控礦因素及成礦系列組合與陽高-天鎮地區相同。但已知的礦床豐度要遜色很多,說明該區還有很大的找礦空間。

(3)樊氏宜興寨—三臺山、姚郁—淩雲口—中牟溝地區。

宜興寨金礦是晉東北地區唯壹已知的大型金礦床,屬次火山巖漿熱液成因的應時脈型金礦床。它形成於五臺山至恒山泰隆的北西向燕山期構造巖漿活動帶,與茶坊鐵礦、侯鈺銅鉬礦、耿莊金銀礦屬同壹地質構造背景。在空間和時間上,與燕山期酸性-酸性淺成和超淺成次火山巖漿活動晚期的中溫熱液活動密切相關。到目前為止,雖然已有超過壹半的工業儲量被開采,但為了尋找新的突破,有必要對該金礦床的成因類型、成礦系列和成因組合進行進壹步的研究和分析。

1.宜興寨礦區除金銀礦床外,還有大型鉬礦體。

如脈沖7旁邊的莫?1號礦體位於勘探線0、1和3的不同鉆孔中,厚度為17.18 ~ 95.00米,鎢(鉬)含量為0.04% ~ 0.16%(表6-3);ZK19鉆孔W (Mo)含量在241.27 ~ 244.64米範圍內最高為0.3033%;從256.30到260.61 m,w(Mo)含量最高為0.3879%;從275.29到291.59 m,w(Mo)含量最高為0.8150%;w(Mo)含量最大值在303.24~330.80 m之間,為1.1032%;ZK18鉆孔233.57~237.57 m,最高w(Mo)含量為0.28%。249.21 ~ 305.43 m,w(Mo)含量最高為2.1696%。然而,這些鉬礦體在金礦開采範圍內已被完全破壞。

表6-3宜興寨金礦區7號金礦脈Mo?1號礦體的元素

根據國內外典型斑巖銅礦或鉬礦床的地質特征,這些斑巖礦床在全球範圍內似乎與造山帶壹致;這種顯著的關系在太平洋周圍的中、新生代斑巖礦床中最為明顯。在造山帶中,斑巖礦床產於島弧和活動大陸邊緣。

從區域上看,斑巖礦床大多與區域構造有關,受區域深大斷裂構造控制。成礦巖漿的侵位受斷裂構造控制,特別是不同方向斷裂的交匯處。強破碎帶是壹個滲透性很高的地帶,有利於成礦巖體的就位和成礦物質的聚集沈澱,因此是壹個特別重要的控礦構造。

斑巖礦床的基本特征是:①斑巖礦床壹般位於中酸性侵入體中或附近。容礦巖石在空間和成因上都與長應時侵入體有關。雜巖中至少有壹個侵入相是斑巖。②與斑巖礦床有關的侵入體較淺,壹般不超過4 km深,多為1 ~ 2 km。成礦巖體周圍可以是任何壹種巖石(層),但必須是有大量裂隙的圍巖。這些斷裂是控制礦化的重要因素之壹。③礦石類型主要分布在巖體中,在圍巖中多呈細(網狀)脈狀。遠離成礦巖體的大型脈狀礦化相繼出現。④部分斑巖礦床還存在鉛鋅銀衛星礦床或礦化點、中低溫重砂礦物異常和中低溫成礦指示元素地球化學異常,表明礦床水平分帶。它與矽卡巖礦床、隱爆角礫巖礦床和裂隙充填交代礦床有關。⑤原生礦石由含硫化物礦物細脈和浸染體的蝕變巖組成,富含黃鐵礦等硫化物礦物。表生形成的礦物受自然環境條件制約,壹般自上而下分為不同的深(厚)浸帶、氧化礦帶、混合礦帶、次生硫化物富集帶和原生礦帶;⑥與斑巖礦床有關的侵入體及圍巖壹般都有不同程度的熱液充填交代作用引起的熱液蝕變,形成穩定的蝕變礦物組合分帶,即蝕變分帶。⑦斑巖礦床的成礦時代以中、新生代為主。⑧斑巖礦床基於巖漿-熱液成因模式。成礦物質來源於時間和成因相關的侵入體,多期熱液系統發育於成因相關的侵入體內部及其上方的任何壹種圍巖中。這種假設認為,成礦巖漿侵入上地殼,沿圍巖和巖漿房底緣結晶。隨著巖漿中揮發分的過飽和,礦石金屬與其他許多組分強烈分離後進入揮發相,即巖漿在結晶過程中富集了大量的揮發分和高濃度的成礦元素。當增加的流體壓力超過靜壓力和上覆巖石的抗拉強度時,這些巖石就會破裂,從而使熱水氣體和液體迅速流出,進入新的膨脹空間沈澱成礦。這些開放空間包括巖體和圍巖上部的裂縫和隱爆角礫巖系統。

對比這些典型斑巖礦床的地質特征,宜興寨金(鉬)礦床和侯鈺銅鉬礦床除區域地質構造背景不同外,地質特征基本相同。宜興寨金(鉬)礦床賦存於隱伏的成礦巖體之上(見圖4-9),侯鈺銅、鉬、金礦體分別賦存於成礦巖體及其上部圍巖之中。隨著對礦床成因類型認識的深入,對成礦遠景的不同評價將會發生變化。

2.充分認識義興寨金(鉬)礦床水平分帶現象,開展外圍找礦。

根據樊氏應縣宜興寨-三臺嶺地區金銀元素地球化學異常和重砂礦物異常的分布趨勢,宜興寨-三臺嶺地區異常走向為西北;三條嶺-姚郁-渾源沃羊場和苜蓿的異常走向接近南北向;渾源苜蓿-銀洞窪與白銀寺-小木溝之間的異常走向轉向東北。宜興寨(鉬)金礦、三條嶺和姚郁的金礦化、白銀寺和銀東30的鉛、鋅、銀礦化作為壹個整體包含在內,隨著地勢的逐漸升高,分別出現不同礦化元素組合的垂直分帶和由南向北的水平分帶。因此,義興寨金(鉬)礦床成礦系列組合可沿北北西向經應縣三道嶺、姚郁延伸至渾源淩雲口地區。

通過對宜興寨金(鉬)礦床成因和分帶現象的理論分析,在今後的找礦工作中,應重視尋找金、銅、鉬礦床* * *組合。根據國外許多礦床實例,斑巖型鉬礦床有壹個重要特征,就是與斑巖型銅礦床關系密切,且多為* * *相關或伴生,屬於同壹成礦系列的兩個端員。根據礦石中銅和鉬的平均品位和相對含量,Carten(1993)將斑巖礦床分為四種類型:①斑巖銅礦。銅幾乎是唯壹可回收的金屬,鉬的平均品位≤0.02%。②斑巖型銅鉬礦床。作為Cu的主要金屬或粗產品,0.02%≤w(Mo)≤0.05%。③斑巖型鉬銅礦。作為金屬副產物,Cu (Mo) > 0.05%。④斑巖型鉬礦床。銅幾乎不可回收,鎢(鉬)> 0.05%。在評價宜興寨金(鉬)礦床時,所有的地質勘探項目都沒有從金和銅的角度進行系統分析。因此,宜興寨是否會同時存在斑巖型銅鉬礦床和侯鈺銅鉬礦床是否存在斑巖型金礦床,仍然是壹個需要謹慎對待的實踐和理論問題。

在分析義興寨金(鉬)礦床成礦規律和分帶現象的基礎上,建議將三道嶺、姚郁、應縣和渾源淩雲口-中木溝等地區納入綜合地質勘查範圍。

(四)代縣壇上和五臺好地塘地區。

如前所述,在代縣壇上地區出露的淺成侵入體和次火山巖周圍有8個隱爆角礫巖筒,五臺縣蒿地塘地區有7個隱爆角礫巖筒,宜興寨礦區有4個隱爆角礫巖筒,渾源岔口火山斷陷盆地有4個隱爆角礫巖筒。這些隱爆角礫巖筒在小範圍內成簇集中,黃鐵礦蝕變強烈,銅、鉬、鉛、鋅、銀普遍有不同程度的礦化。為了加強深部找礦工作,對於這些隱爆角礫巖筒成簇分布的地區,要以高精度物探為突破口,尋找隱爆角礫巖筒根部的隱伏成礦巖體及相關各類礦床(圖6-4、圖6-5)。

圖6-5安山巖火山根帶斑巖銅礦系統示意圖。

(據周平2010)

它指示了礦化分帶和斑巖銅礦與矽卡巖、層控平臥、脈狀和淺成低溫熱液貴金屬礦床之間的可能關系。

圖6-5是Sinelair(2006)根據智利銅礦床的地質特征建立的成礦模型。這個和樹幹和樹根的關系壹樣的模型,在認識上啟發了我們。在隱爆角礫巖筒特別是多隱爆角礫巖筒集中的地區,利用現代科技手段尋找根部隱伏巖體和與之伴生的各類巖漿熱液多金屬礦床。

圖6-5顯示了與小型次火山斑巖侵入體有關的隱伏斑巖銅礦床的成礦模式,綜合反映了巖漿熱液成礦系統的內涵。與大型熱液系統有關的礦床主要類型和成礦地點有矽卡巖型、交代(層狀臥)鋅、鉛、銀、金礦床、各種賤金屬和貴金屬脈狀礦床和隱爆角礫巖容礦礦床。

假設巖漿侵入位於地殼上部,沿圍巖和巖漿房底緣帶發生結晶。隨著結晶作用引起的巖漿中揮發分的過飽和,礦石金屬和許多其他組分被強烈分離成揮發相。當增加的流體壓力超過靜水壓力或上覆巖石的抗拉強度時,隱爆角礫巖形成,同時熱液流體迅速流出,進入新生成的開闊空間沈澱成礦。雖然這些開放空間包括巖體和圍巖中的裂隙和角礫巖系統,但它們位於相對成礦巖體空間的不同部分。因此,形成了礦床的縱向和橫向分帶。是否存在圖6-5所示的次火山機構和圖5-1所示的晉東北中生代次火山巖漿熱液多金屬礦床成礦模式,將是今後綜合勘探工作中需要在垂向上認真論證的重要問題之壹。

(五)在礦床水平方向上,註意不同成礦地質構造因素和不同成礦階段交叉重疊的區域。

例如,唐河構造-巖漿活動成礦帶不僅是晉東北最大的北西向弧形中生代構造-巖漿活動成礦帶,而且與其他構造-巖漿活動成礦帶有三個重疊部分,應是更有利的成礦部位。壹個節點是北部與近東西向的高相陽-天鎮印支-燕山構造-巖漿活動成礦帶的重疊部分;第二個節點位於唐河構造-巖漿活動成礦帶的中北部,主要容礦巖石為靈丘北部五臺群金剛庫組的磁鐵礦石英巖和雲母石英片巖,位於東西向區域性綠巖型金礦與異常帶的重疊部位。第三節點位於唐河構造-巖漿成礦帶的東南段,冀東北黃岐-五龍溝巨型燕山期構造-巖漿成礦帶的重疊部分。理論上,這些部位應該有利於成礦。