矿田级资源定位预测模型的建立和预测

2024-05-07 04:25

1. 矿田级资源定位预测模型的建立和预测

前面共确定14个模型矿田单元,优化出三态定位预测变量19个,二态定位预测变量41个。它们是建立资源定位预测模型的基础。
应用特征分析方法分别建立14×19和14×41两个定位预测模型,计算结果分别列于表9-18、9-19、9-20和表9-21。
表9-18 特征分析法14×19模型变量权表


表9-19 特征分析法14×41模型变量权表


表9-20 使用14×19模型算得的50个矿田单元联系度表


表9-21 使用14×41模型算得的50个矿田单元联系度表


两种模型,两种方法获得的模型单元联系度绘制成曲线图9-27、9-28图中表明,各模型单元联系度在14×41模型的两种方法中排序几乎完全一致,而14×19模型的两种方法中排序变化稍大。但就这四种计算结果来说,联系度相对较大的四个模型单元和联系度相对较小的四个模型单元分别相同,且排序几乎一致。

图9-27 14×19模型单元联系度曲线图

这说明,各模型和各方法给出的结果虽有一定差异,但是仍然属于相当满意的结果。同时,排序在前的模型单元多是特大型、大型金矿床产出的单元,且多属焦家式金矿床;而排序在后的模型单元几乎都是小型矿床产出的单元,并且都是石英脉型矿床。可以认为,上述计算结果不但反映出单元资源量的大小,同时对矿床类型也有一定的区分效果。模型单元联系度对于判定预测单元中哪些是“有矿”单元,哪些是“无矿”单元提供了重要依据。
按上述方法,将预测单元联系度首先进行排序,然后绘制成联系度曲线图9-29。
根据图9-29,若以模型单元中联系度的最小值作为“标准”,大于该值的预测单元有22至18个,列于表9-22。
可以看出,四种计算方法所得到的结果有一定差异。若以14×19模型主分量法模型单元最小联系度作为门坎值划分出来的22个“有矿”预测单元为准,与其他三种计算结果相比较,那么14×41模型的两种计算方法各自划分出来的20个单元与之对应很好,它的排序虽有不同但均位于前20个“有矿”单元范围内;唯14×19模型的矢量长度法差异稍大。

图9-28 14×41模型单元联系度曲线图

以14×19模型的主分量法所判定的22个预测单元为“有矿”单元(表9-22)。值得指出的是:旧店、莱山、大柳行三个预测单元是有一定已知储量的单元,但不够作为模型条件。在我们预测结果中该三单元均判定在“有矿”单元内,起到检验作用,这对我们的预测结果的可靠性提供了又一重要依据。
需要说明的是,我们预测为“有矿”的单元并非肯定都能找到金矿床,只能理解为发现金矿床的可能性极大。同时,那些被判为“无矿”的14个预测单元也不能断定“不能”找到金矿床,只能认为发现金矿床的几率极小。
以后,我们把定位预测结果判为有矿的预测单元称为“有矿预测单元”,进而对其资源量的规模级别、资源量大小和它们的资源总量进行预测和评价。

矿田级资源定位预测模型的建立和预测

2. 矿体定位规律与定位预测概念模型

根据丁家山铅锌矿床矿体的空间分布特征和成矿地质条件的分析与归纳,总结出矿体 定位规律。
为开展深边部隐伏矿体立体定量预测,从上述矿体定位规律出发,总结出丁家山铅锌 矿床的隐伏矿体定位预测的概念模型(表3.1)。该模型包括矿田范围内控制矿床矿体分布 的主要控制因素及相关地质体,以及地质体(包括矿化)和控矿因素的建模与分析方法。
表3.1 丁家山铅锌矿床隐伏矿体定位预测概念模型


注:三维建模——指采用 Datamine、Vulcan等3DGM软件建立地质体的三维模型(实体模型、栅格模型等)

3. 主要矿床预测区特征

(一)努日矿床预测区(V A1:Cu,W,Mo)
中国冶金地质总局第二地质勘查院目前在努日矿区(照片7-2,图7-5)内估算普查 金属资源量(333+334)铜、钨矿达到大型规模,钼矿达到中型规模以上。预测努日矿床 预测区铜金属资源总量201.2万t(预测方法依据,详见后)。
纳布(即努日)1:50000水系沉积物异常(福建地质调查院,2006)通过努日矿 区,异常以Cu,W,Mo为主,其次Bi,Ag,伴有微弱Pb,Zn异常。异常总面积26.87km2。Cu异常面积22km2,w(Cu)平均值264×10-6、峰值2000×10-6,衬度4.4。W异常面积14.8km2,w(W)平均值188×10-6、峰值3364×10-6,衬度18.8。Mo异 常面积2.1km2,w(Mo)平均值66.3×10-6、峰值350×10-6,衬度16.6。异常强度 高,规模大,浓集中心明显,梯度变化大,各元素异常套合好,浓集中心基本一致。异常 由努日大型铜钨钼矿引起。问题是:(1)异常总面积26.87km2明显大于矿区面积(约9.0km2),说明矿床外围可能存在新的异常源体;(2)普查阶段由于中矿段岩石破碎,岩溶发育,钻探施工队更换多个都没有取得好的施工效果,个别钻孔只好在溶洞中终孔,未能揭穿整 个矿带,因此我们预测:不仅层矽卡岩型矿床具有进一步找矿潜力,而且努日西地表出露 的热液角砾岩筒型铜矿体,深部有望发现隐伏的斑岩型铜钼矿(即与经典的斑岩型矿床蚀 变分带模式类比:自上往下依次出现青磐岩化-似千枚岩化或热液角砾岩型铜矿体-黄铁 绢英岩化-石英钾长石化)。通过ZK001(900m)钻探验证孔初步验证,取得良好效果(图 7-6、图7-7),ZK001(900m)钻探验证孔累计见矿体厚度92.23m,其中铜矿92.23m,平均品位0.58%;钼矿35.65m,平均品位0.068%;钨矿17.64m,平均品位0.199%;进 一步找矿潜力极大。今后找矿方向: 

图7-4 泽当矿田矿床(体)预测区分布图


照片7-2 努日矿床地貌景观


图7-5 努日层矽卡岩型铜多金属矿床地质略图


图7-6 努日西隐伏斑岩型矿床(体)预测区地质平面图

1)努日矿区南北矿段层矽卡岩型铜钨钼矿体深部继续找斑岩型铜(多金属)矿:南 矿段地表、钻孔中已见到斑岩型铜、钼矿化,局部已形成低品位斑岩型矿体(NZK4102孔),容矿岩石为闪长玢岩、二长花岗岩,北矿段12线钻孔中也见到石英闪长玢(斑)岩型铜、钼矿化,显示了斑岩型矿床成矿的可能性。同时,对矿区含硫化物石英脉及NZK4103孔 进行流体包裹体显微测温:发现努日矿区的成矿流体是以中低温、中低盐度的流体为主,形成于中低压的环境。据流体包裹体的类型、温度、盐度研究表明,努日矿区剥蚀程度较 浅,南北矿段深部(向斑岩型中高温蚀变矿化过渡? )还有一定的找矿空间。
2)努日矿区南矿段北部找矿潜力巨大:一是层状钨铜钼矿体走向上受NWW向Fb1正 断层作用下降,因此矿段东侧深部层状钨铜钼矿体找矿远景比较大;二是努日西侧角砾岩 筒型Ⅷ等三个铜矿体,品位高,属富矿体,可能是大气降水次火山热液(热水)环流活动 结果,三个铜矿体之间的火山角砾岩有明显的青磐岩化、黄铁矿化、硅化等强烈蚀变,其 深部有望发现次火山斑岩型或浅成低温热液型隐伏铜矿体。同时其深部与东侧几层钨铜钼 矿体可能存在内在关系,目前缺乏1000m以上深孔控制,值得进一步探索研究和验证。
3)矿区地表风成沙覆盖区仍具有一定的找矿潜力:南矿段南部和北矿段2个规模大、中高强度的激电异常带已发现厚大铜钨钼矿体,而北矿段3~15线南东侧矿体受大面积 风积砂覆盖,物探激电常强度高、面积大,少量钻孔验证已见矿,因此具有进一步找矿前 景;西北侧铁铜矿点需要进一步检查。

图7-7 努日西隐伏斑岩型矿床(体)预测区钻探验证地质剖面图

(二)明则-程巴矿床预测区(V A2:Mo,Cu)
明则矿床位于雅鲁藏布江缝合带边部,勘查阶段突破传统认识(斑岩矿床位于距缝合 带20km以外),按照模式类比方法成功验证发现中型隐伏斑岩型钼(铜)矿。目前已估 算金属资源量(333+334):钼矿达中型以上,铜矿接近中型,其中钼矿伴生铜、铼。预 测明则-程巴矿床预测区铜金属资源总量40.1万t(图7-8)。

图7-8 明则矿床预测区地质平剖面图(上)及地貌景观照片(下)

罗木屯(即程巴和明则矿段)1:50000水系沉积物异常通过本区,异常的组合元素 有Cu,W,Mo,Sn,Bi,Pb,Sb,Zn,Ag,As,异常总面积5.03km2。Mo异常面积 约3.74km2,w(Mo)平均值3.4×10-6、峰值8.5×10-6,衬度2.2。Cu异常面积1.16km2,w(Cu)平均值368×10-6、峰值950×10-6,衬度5.3。W异常面积2.93km2,w(W)平均值19.2×10-6、峰值41×10-6,衬度3.8。尚有微弱的Pb,Zn,Sn,Ag,As,Sb,Bi异常。各元素异常套合好,浓集中心明显。(该异常西延部分为山南-灌区异常)。异常由程巴中(大)型钼铜(钨)矿引起。
问题是:明则矿区程巴矿段钼矿为隐伏的斑岩型钼(铜)矿体,受NWW向走滑推闭 型转换断裂构造控制,而处在同一NWW向断裂构造带的明则矿区北西地段(即明则矿段),目前尚未进行深孔验证和深入探索,根据地表泥化—钙化、似千枚岩化等构造蚀变特征进 行模式类比(即与经典的斑岩型矿床蚀变分带模式类比:自上往下依次出现泥化—似千枚 岩化—黄铁绢英岩化—石英钾长石化)预测,深部有望发现同类的隐伏斑岩型钼(铜)矿,进一步找矿潜力较大。今后找矿方向:斑岩钼矿控矿的走滑推闭型转换构造——F2逆冲断 裂带,在西区明则一带地表出现层矽卡岩型铜矿化,其深部可能出现程巴矿段所见的隐伏 斑岩钼矿,值得进一步探索验证。事实上,目前的工作结果揭示在冈底斯东段的北部甲玛、驱龙矿区已发现与矽卡岩铜矿共生的斑岩铜矿,存在统一的层矽卡岩-斑岩型成矿系统。

图7-9 明则斑岩型钼矿床地质模式图(据李光明等,2011;范新等,2011)

本次研究表明山南地区的矽卡岩型铜-钼±钨矿床均为浅部矽卡岩,与斑岩型矿化一 起属于统一的岩浆热液成矿系统。在山南地区,目前的工作结果显示该区大部分铜-钼 钨(金)矿床主要为层矽卡岩型,但近年来在明则矿区的层矽卡岩型铜矿之侧下方发现了 斑岩型钼矿的存在,暗示该区的矽卡岩型矿化可能与北部相似,也应存在统一的层矽卡岩-斑岩型铜-钼±钨(金)成矿系统。
根据总结的成矿模式,明则矿区明则矿段还有较大的找矿潜力。明则矿区目前的工作 主要集中在矿区的东南侧,根据典型的斑岩型钼矿矿体的分布特征,如不强调引张构造容 矿的决定性作用则在已控制矿体的北西侧层矽卡岩型铜钨矿化发育地段的深部很可能会发 现与东南段斑岩钼矿对称的披覆状厚大钼矿体(图7-9),因此,明则矿区北西矿段宜以 隐伏斑岩钼矿为找矿主攻目标。
(三)普村-冲木达矿床预测区(V B1:Cu,Au)
地表已有小型民采Cu-Au工业矿床,预测普村-冲木达矿床预测区铜金属资源总量 22.1万t。
冲木达1:50000水系沉积物异常通过本区,异常的组合元素有Cu,Au,As,Bi,Ag,异常总面积6.91km2。Cu异常面积0.16km2,w(Cu)平均值1000×10-6、峰 值1000×10-6,衬度14.3;Au异常面积0.23km2,w(Au)平均值116×10-9、峰值 116×10-9,衬度23.2。各元素异常套合好,浓集中心明显。异常由铜金矿床点引起。冲 木达二长花岗岩体内可见含铜石英脉;普村地段出现斑岩型矿床表层常见的泥化、钙化和 似千枚岩化现象,与明则同一控矿断裂的延伸地带地表仍有铜多金属矿化现象,值得进一 步工作。
(四)车门-普章矿床预测区(V B2:Cu)
通过前期工作,在地表发现一条规模很大的含铜构造破碎蚀变带及土壤综合异常,含 铜构造破碎蚀变带长度大于2km,其中在该带中发现的I号矿体,地表工程控制长度大 于800m,宽1~10m,含铜品位0.34%~4.07%,平均品位1.78%。其南部F4破碎带 中发现一分布面积较大的千枚岩化(绢云母、褐铁矿、硅化)带,呈近东西向分布,并有 多组断裂交会复合,构造蚀变带、岩体长度大于1000m,宽20~40m,由黄铁绢英岩、石英脉、闪长玢岩、破碎蚀变的花岗闪长岩等组成。区内目前已圈出两个铜矿体,共获铜 金属资源量(334)1.5824万t,平均品位1.70%。预测车门-普章矿床预测区铜金属资源 总量81.7万t。
该区出现1:2万土壤测量Cu异常3处。CT-1异常以Cu元素为主,由3个近平行 的长条状异常群组成。异常走向近南北。长500~1200m不等,宽100~300m。3个异 常群w(Cu)的局部异常峰值不高,分别为125(单位为×10-6,下同),135,91;平 均值低,分别为60,81,75。Zn,Bi,Mo元素分布在异常内带,外带有Pb,W,Ag,Au弱异常。Cu,Bi具二级浓度分带,其余具一级浓度分带。异常区出露花岗闪长岩,断 裂F6从异常北缘通过。在F6中见宽达2~10m的铜矿体,为热液充填型成因。矿体走 向与Cu异常走向不一致,与衬度比值异常方向较一致。I号矿体斜跨在异常边缘。从异 常与I号矿体的关系及地形条件分析,该异常可能另有其他矿(化)体存在或因地形变化 引起,值得今后工作中注意。CT-2异常异常呈近东西走向,形态不规则,大致为长圆状。w(Cu)峰值125,平均值为70。组合元素有:Mo,Bi,Zn,Pb,Sn等。异常区分布有 花岗闪长岩、二长花岗斑岩等,近东西向断裂F4通过异常。异常与千枚岩化-黄铁绢英岩 化蚀变体一致,可见,异常主要与黄铁绢英岩蚀变体有关,预测深部可能存在隐伏含铜斑 岩体。
问题是:矿区地质工作程度低,尤其是南部地表断裂带附近出现青磐岩化、似千枚岩 化,预测(即与经典的斑岩型矿床蚀变分带模式类比:自上往下依次出现青磐岩化或泥化-似千枚岩化-黄铁绢英岩化-石英钾长石化)深部有望发现隐伏斑岩型Cu-Mo矿体;地表 Cu多金属元素异常范围较大,有进一步勘查找矿的潜力。
(五)娘姑处矿床预测区(V b3:Au)
目前已知有娘姑处金矿点和1:50000水系沉积物异常,异常的组合元素为Au,Ag,As,Bi,Sb,异常总面积2.97km2。w(Au)异常面积1.80km2,w(Au)平均值120×10-9、峰值750×10-9,衬度34.4。异常面积1.17km2,w(Ag)平均值0.65×10-6、峰 值2.12×10-6,衬度4.3。各元素异常套合好,峰值高,梯度变化大,有明显的浓集 中心。1987年,西藏地矿局六队普查时,异常区内已经发现金矿(化)体7个,估算金 金属资源量(334)2.5 t,但工作程度低,有进一步勘查找矿的潜力。预测娘姑处矿床预 测区铜金属资源量4.6万t。
(六)帕南矿床预测区(V b4:Mo,W)
目前已圈定钼和钼钨矿体各1个,获钼金属资源量(333+334)0.15万t,平均品位 0.066%;WO3 0.2797万t,平均品位0.20%。预测帕南矿床预测区铜金属资源量26.1万t。
出现帕南1 :50000水系沉积物异常,异常的组合元素有W,Mo,Au,Ag ,Bi,Pb,异常总面积7.36km2。W异常面积4.35km2,w(W)平均值87.4×10-6、峰值750×10-6,衬度17.5。Mo异常面积3.57km2,w(Mo)平均值9.6×10-6、峰 值24.4×10-6,衬度6.4。Au异常面积0.90km2,w(Au)平均值24.4×10-9、峰值 15.9×10-9,衬度3.2。尚有Pb,Ag,Sb,Bi异常。各元素异常套合较好,浓集中心较清晰。矿区内已圈定钼钨矿体1个(Ⅰ Mo-W)、钼矿体1个(Ⅱ Mo),两个矿体均为两条剖 面各1个钻孔控制的隐伏矿体,赋矿岩石、围岩均为中粒黑云角闪花岗闪长岩,部分容矿 岩石为钾长(二长)花岗岩,可能是明则式隐伏斑岩型钼矿的表层显示。其中,I Mo-W 矿体呈脉状,分布在矿区7~15线及两侧,由PZK701,PZK1501控制。赋存标高3126~3388m,钻孔控制最低标高3220m。走向长776m,推测倾向延深200m,工程矿体真厚 度3.38~5.92m,从7线到15线矿体厚度变小。推测走向315°,倾向NE,倾角60°~64°。ⅡMo矿体呈脉状,分布在2~7线,由PZK701控制;赋存标高3380~3510m,钻孔控制最低标高3456m。走向长634m,控制倾向延深200m,工程矿体真厚度1.69~5.07m,从2线到7线矿体厚度明显变小。推测产状45°∠60°~65°。科研项目实施阶段,根据地表泥化、似千枚岩化等构造蚀变特征进行模式类比(即与程巴斑岩型钼铜矿类比,表7-2)预测,认为深部有望发现隐伏斑岩型矿体。经ZK701钻孔验证揭露发现含钼(铜、钨)钾长(二长)花岗岩、花岗闪长岩,矿化厚度近200m(图7-10,照片7-3),垂向 蚀变分带明显,显示较大的找矿潜力。
表7-2 帕南矿区与明则(程巴)斑岩型钼(铜)矿模式类比



照片7-3 细脉浸染状钼钨矿石


图7-10 帕南钼钨矿区A-A′ 地质剖面图

主要矿床预测区特征

4. 矿床预测区

矿床是地质作用的产物,是具有经济价值的地质体。矿床预测区是根据相同成矿作用所反映的地、物、化、遥信息来划定边界的。

5.  各脉系深部成矿预测

(一)12号脉系
12号脉系各中段样品(矿石)元素晕组合见表12-4。由上述元素异常曲线图及表12-4可得出如下结论。

表12-4 各矿体各中段元素晕组合(异常倍数)

1.12号脉由160~140m中段为第一矿化富集段,可由Hg异常确定。Hg于160~240m中段逐渐增高,但到330m中段则降低。
2.自330m中段开始,向下为第二成矿富集段。330m中段29线虽然Hg异常较低,但在330m中段23线Hg则显示高异常,所以12号脉可视为串珠状矿体。其总体异常特征说明330m中段表现了明显的前缘晕异常,即As-Sb-Hg组合。如330m12号脉样品92r94、100的Hg异常值为1.28~20.5,As则为1.24~1.38。
3.由Co、Cr元素异常讨论可知,330m中段矿体仍不是尾晕组合,Co异常由160~200~240~330m中段渐弱,说明在330m以下仍有矿化富集段存在。
(二)10号、14号、18号脉系
1.10号脉200m中段Mo显示高异常,为尾晕组合,但又叠加了前缘元素Hg、As高异常,指示深部还有盲矿体存在。如10号脉矿石92r261样品(表12-4)。
2.10号、14号、18号脉亦为串珠状矿体,它们有总体的前缘晕和尾晕元素组合,但每个矿体的上下部又各有独立的前缘晕和尾晕元素组合。
(三)若按150m间距出现一次矿化富集地段推测,庙岭矿区在330~700m中段可出现第3矿化富集段,这样庙岭深部有可能增约1t金储量。

 各脉系深部成矿预测

6. 浅埋矿体的综合勘查模型

(一)地质方面
通过对八方山-二里河铅锌矿床成矿特征的分析及总结,结合凤-太地区铅锌矿床成矿特征、成矿规律、控矿条件、矿集区内众多铅锌矿矿点、异常的分布特征及物化探找矿效果,初步认为凤-太矿集区浅埋铅锌矿的找矿模型为:地质、物探、化探与遥感综合确定找矿远景区→地质填图缩小找矿靶区→Pb、Zn、Au、Ag、Hg、Ba等原生晕分析确定铅锌矿体赋存地段和深部构造→电阻率测深确定矿化体的空间位置→利用坑道或钻孔开展深部工程验证。
通过对柞-山矿集区银铅铜(铁)矿床及物化探异常的系统研究,提出柞-山矿集区银铅多金属矿床的找矿模型为:
1)中泥盆统大西沟组热水沉积岩(千枚岩、碳酸盐岩等)为含矿岩相。
2)具有Ag、Pb、Zn、Cu、As组合化探异常。
3)出现铜-铜银-铅银-铅等的硫化物、重晶石矿化分带。
4)同生断裂及地热异常。
通过对勉-略-宁矿集区金矿床的综合研究,总结出勉-略-宁矿集区金矿勘查选区的找矿模型为:
1)造山过程中所形成的大型、特大型韧性剪切构造带旁侧的次级韧-脆性断裂构造破碎带为金成矿的有利部位,特别是具有多期构造活动特点的断裂挤压破碎带。
2)化探方法对金矿勘查有着明显的效果,首先进行1:5万化探扫面及1:2.5万沟系次生晕扫面工作; 然后对1:2.5万沟系次生晕异常采用地质-岩石地球化学剖面进行检查。
3)对以金为主的多元素组合原生晕异常进行检查,特别是对原生晕异常与构造破碎带吻合较好的部位进行重点检查。
4)在断裂带中如见有硅化、黄(褐)铁矿化、碳酸盐化和绢云母化等矿化蚀变所形成的矿化蚀变带,则对矿化蚀变破碎带进行地表揭露。
5)对地表所揭露的矿体或矿化体采用钻探或坑探进行浅部探索,控制矿体的深部变化或揭露浅部矿体。
6)具有含金背景值高的火山岩基底或超基性-基性岩体可为金成矿提供初始的矿源层,后期侵入的中酸性岩使其发生强烈的改造变质作用,导致其中的成矿物质析出。
7)几组构造交汇部位为成矿的有利部位。
(二)物探方面
对凤-太矿集区八方山-二里河铅锌矿床、铅硐山铅锌矿床、太山庙铜矿等的勘查表明,充电法能有效地圈定铅锌铜矿体的平面展布范围,但由于铅锌矿体以锌为主,铜主要赋存于硅质岩中,矿体与围岩的差异未达到理想的充电条件,因此充电电位异常往往表现为以充电点为中心、沿矿体走向展布方向拉长的椭圆。在工作中可采取“接力式”,即每次充电范围不宜过大,以沿矿体走向不超过800m为宜,根据充电异常特征结合地质成矿条件布设工程验证,见矿后继续充电以追索矿体。
在八方山铅锌矿床东部(二里河段)勘探中,我们在PT8坑、ZK13701孔、ZK14502孔和ZK16101孔进行了4次充电,根据充电异常,结合地质特征布设钻孔验证,达到孔孔见矿的找矿效果,通过工作将八方山铅锌矿床向东扩展1000余米。
其铅锌矿的物探异常特征为:
1)低电阻率、高极化率异常;
2)充电电位异常或自电异常;
3)区域上的高重低磁异常。
柞-山矿集区重要矿区的物探工作结果表明,热液改造型铜矿具有低电阻率、高极化率及中等条带状航磁异常特征,岩体则表现为比较明显的局部升高航磁异常。
勉略宁矿集区典型矿床的物探工作成果显示,构造蚀变岩型金矿具有较强的低电阻率与高极化率异常特征,矿床多位于正、负航磁异常梯度带或南正北负的正、负航磁异常伴生部位或附近。
总之,矿集区物探工作要重视岩矿物性参数空间分布特征,注重各类物性参数的实测、统计、推断、反演,从而实现将地球物理参数转变为具体的找矿标志。
(三)化探方面
秦岭造山带蕴藏着丰富的矿产资源,但是不同地域、不同类型的矿种有着不同的地球化学特征,形成不同的地球化学异常模型。
1.凤-太矿集区
(1)金矿找矿模型
1)水系沉积物异常在金矿上表现为Au-Ag-As元素组合。
2)沟系次生晕异常在金矿上表现为Au-Ag-As-Hg-Sb元素组合,而且往往具有分带特征,即从内到外,从Au、Ag→As、(Ba)→Hg、Sb,或从Au、As→Ag、(Hg、Sb)。其浓度分带也有一定的规律(主要表现在金含量上),即从内到外,金浓度从大于20×10-9→2×10-9→小于2×10-9,往往20×10-9以上的范围反映金矿体的位置,2×10-9以上的范围反映矿化带部位。
3)地球化学参数标志:矿致异常具有平均值较高、离差变化大、变化系数大、衬度值高的特点; 而比值具有Au/Ag大,Ag/Pb、Co/Ni小的特征。
4)有利的地质构造部位是:①大断裂旁侧的次级断裂带,特别是两组断裂的交汇部位,有断裂破碎带或有构造角砾岩存在的地段;②在碳酸盐岩和碎屑岩交替出现的碎屑岩中,特别是斑点状铁白云质千枚岩地段,如片理化、挠曲、揉皱发育地段。
5)蚀变特征:硅化、细粒黄铁矿化、磁黄铁矿化、褐铁矿化及其他硫化物矿化发育地段是金矿的有利找矿标志。
(2)铅锌矿找矿模型
1)水系沉积物异常在铅锌矿上表现为Zn-Pb-Cu-Ag-Au-As-Hg元素组合。
2)沟系次生晕异常在铅锌矿上表现为Zn-Pb-Ag-Cu-Au-As-Hg-(Ba、Mn)多金属组合。
3)矿床原生晕异常元素组合特征为Zn、Pb、Cu、Ag、As、Hg、Sb、Cd、Mn、Ba、Sr、F、Ga、Ge等。
4)元素分带表现为轴向分带比纵向、横向分带清楚,其轴向分带序列为Zn-Hg-As-Sb-Cd(Ga-Ge)-Pb-Ag-Cu。
5)地质上矿床严格受层位和岩性控制,产于古道岭组碳酸盐岩与星红铺组碎屑岩接触界面附近,即一般处于生物礁岩或台地灰岩相向浅海陆棚相转换地带。
6)矿床沉积成矿环境为相对高盐度、缺氧和滞流的良好封闭环境。
2.柞-山矿集区
(1)银铅多金属矿找矿模型
1)矿床处于Cu、Pb、B、Ba、Mn高背景地球化学场中。
2)银矿体表层具Cu、Ag、Pb、Zn、As(Ba)等组合特征。
3)矿化受青石垭组含火山凝灰质细碎屑岩建造控制,产于泥质岩向铁碳酸盐岩过渡部位,即近滨潮坪地带。含矿建造富集Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Mn、B、Ba、Sr等成矿及伴生元素。
4)区域地球化学异常沿含矿建造呈宽带状分布,矿床异常元素组合为Cu、Pb、Zn、Ag、Bi、Sb、Ni、Co、Ba、Na等,浓度梯度变化较大,沿矿体倾向元素轴向分带不明显,而沿矿体走向和垂直矿体走向两个方向上,元素分带明显。沿矿体走向成矿元素表现为Fe-Cu、Ag-Pb、Ag、Zn的分带; 垂直矿体走向从矿体下部到矿体上部,主要成矿元素及伴生元素表现为Fe、Cu、Mn-Cu、Ag、As、Ba-Pb、Zn、Ag、As-Pb、Zn的分带性。
5)沉积成矿环境为静水压力较大、相对闭塞、盐度和碱度较高的环境。具体讲,菱铁矿形成于弱还原环境、偏碱性的介质中; 多金属矿形成于弱还原-还原环境、偏酸性的介质中; 而重晶石形成于氧化环境中。上述环境交替变化,形成该类型矿床互为条带的重晶石-方铅矿矿石以及菱铁矿、黄铁矿、方铅矿空间分带现象。
(2)铜矿找矿模型
1)穆家庄铜矿类型:1:5万水系沉积物测量表明,区域自北而南划分为3个异常带,即柞水曹坪-山阳桐峪寺As-Pb-Zn-Au-(Ag、Cu)异常带、柞水大西沟-山阳桐木沟Fe-Ag-Pb-Cu-Au-As异常带、沿凤镇断裂两侧As-Cu-Au-(Mo)异常带。而穆家庄铜矿床位于中带——柞水大西沟-山阳桐木沟Fe-Ag-Pb-Cu-Au-As异常带内,1:1万沟系次生晕测量表明,矿床异常元素组合为Cu-Ag-As(Au、Sb、Hg)等。该带为区域内主要成矿带,以中泥盆统大西沟组为主要赋矿层位,自西向东有大西沟菱铁矿床、银洞子银铅多金属矿床、韭菜沟金矿床、穆家庄铜矿床、黑沟菱铁多金属矿床、桐木沟锌矿等。矿床成因类型主要为热水沉积-改造型。
①赋矿层位为中泥盆统大西沟组粉砂质千枚岩夹白云质灰岩。
②Cu-As-Au-Ag原生晕异常,且Zn×100/Cu<1。
③出现黑云母化、铁白云石化、硅化等围岩蚀变,地表具有含孔雀石铁帽。
④发育北西西向断裂构造。
2)牛耳川及冷水沟地区铜矿类型:1:5万水系沉积物异常具有Cu-Ag-As-Au组合特征; 1:1万沟系次生晕具有Cu、Ag、Au、As、Mo、Zn多元素组合特征。
①具有Cu、Au、Mo、As组合化探异常,出现异常分带,由内到外依次为Cu、Au或Cu、Mo→Ag、As、Pb、Zn→Hg、Sb、Bi;
②出现钾长石化、青磐岩化、绢英岩化等蚀变;
③断裂构造发育,北西西、北北东向断裂交汇部位是成矿有利地段;
④赋存花岗闪长岩、斜长花岗斑岩、石英闪长岩等中酸性岩体。
3.勉-略-宁矿集区
(1)金矿找矿模型
1)1:5万水系沉积物异常具有Au-Ag-As-Ni-Co-Cu组合特征。
2)1:1万沟系次生晕异常具有Au、Ag、As、Ni、Co、Cu、Zn、Pb多元素组合特征。
3)地球物理特征表现为金矿床处于航磁异常梯度带上。
4)矿床围岩为震旦系断头崖组蚀变白云岩与超基性岩。
(2)铜矿找矿模型
1)1:5万水系沉积物异常具有Cu-Au-Ag-Ca-Ni-As-Zn-Pb-Mo-Sb元素组合特征。
2)1:1万沟系次生晕异常具有Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Cr、Co、Ni、Mo、Sb等多元素组合特征。
3)地球物理特征表现为铜矿床处于航磁异常梯度带偏负异常一侧。
4)矿床围岩为碧口群郭家沟组细碧岩和钠长斑岩。
(四)遥感方面
凤-太矿集区1:5万和1:1万层次的遥感图像解译分析表明,凤-太矿集区铅锌矿有效的遥感找矿标志为:
1)有利的遥感岩性组合条件——灰岩与千枚岩的接触带。
2)有利的遥感构造条件——背斜核部、背斜轴线转折部位和灰岩影像分支部位。
3)有利的遥感蚀变信息——白云岩化等遥感蚀变信息及其周围。
(五)ASD蚀变信息提取
利用便携式近红外光谱矿物分析仪(ASD)进行地面蚀变矿物填图试验研究在国内尚属首次,对于资源评价工作具有十分重要的现实意义。利用ASD矿物蚀变填图可以在平面上和剖面上判断蚀变类型和矿化分带,解释并找出平面和剖面上矿化蚀变中心的指示标志,判断矿化中心,为勘探工程部署提供更充分的地质依据。
陕西省凤县八卦庙金矿外围和山阳县池沟铜钼矿区野外ASD应用试验研究表明,在柴蚂金矿区和池沟铜矿区,富铁绿泥石、富镁绿泥石、白云母和蒙脱石可以作为指示斜长花岗斑岩体存在的特征指标,并能有效地帮助确定矿体(或矿化体)的存在。
通过ASD蚀变矿物填图试验,笔者总结出如下工作程序:地表地质踏勘圈定蚀变矿物填图范围→着重采集有明显蚀变的岩石样品并做详细记录→利用ASD仪器开展样品集中测量记录,每个样品一般测量2 ~3个数据→与标准矿物谱线进行对比,确定蚀变矿物种类及结晶特征,开展数据处理与解译,提取蚀变信息,指导找矿工作。总之,在开展ASD蚀变矿物填图过程中,地质工作贯穿始终。

7. 深部找矿的理论、思路与预测原则

南岭是我国目前最重要的有色金属矿业基地之一。该地区矿业发达但危机矿山也多,研究程度高但多数矿床的勘查工作在20年前就完成,成矿条件好、已发现矿产地点多面广但找矿难度也大。由此,在南岭开展深部找矿势在必行而且已经是时候了。南岭地区开展深部找矿需要研究成矿物质来源、矿床分类、成矿区带划分及其在一定深度(如3000m)的变化情况,需要明确地表的战略性选区与点上的攻深找盲、探边摸底同样重要,需要加快中深钻(1000~3000m深度)钻探及相关测量技术的研究,需要通过对“物质不灭”、“能量守恒”和“时空无限但有序”三原则的把握来评价矿产资源的潜力。
一、南岭地区深部找矿的现实问题
矿产资源是社会和经济发展必不可少的物质基础,是国家安全和工业竞争力的重要保障,特别是我国进入工业化快速发展阶段,对矿产资源的需求成倍增加,保证矿产资源的可持续供应已经成为国家长期的、重要的战略任务。
大型矿山基地不仅在我国矿产资源供应中占有重要地位,也对所在地区的经济、社会稳定有着重要的影响。我国现存的大型金属矿山多是20世纪50~70年代建设的。随着国家经济的快速增长,矿产资源的消耗过快,使得老矿山面临十分严峻的资源形势。一方面由于矿产地质勘查投入不足,可采储量和矿石品位急剧下降,保有资源储量日趋枯竭;另一方面在老矿山及其周围地区一般都经过长期的勘查生产和地质研究,易于发现的地表矿及浅部矿找矿难度大,迫切需要通过成矿预测开展深部找矿工作。能否增加矿山的资源储量,延长矿山的生产年限,已经不仅是一项地质工作,而且成为一项影响到保证矿山企业经济发展、社会安定和国民经济可持续发展的政治任务。为此,国家投入巨资进行资源危机矿山的深部和外围矿产资源勘查工作,这对于解决危机矿山资源接替问题,对于保障资源的可持续供应和资源产业的可持续发展,对促进国民经济发展与国家安全与稳定,对全面建设小康社会和实现现代化建设等都具有十分重要的意义。
在西部大开发的热潮中,无论是国家还是民间,都把地质找矿与矿业开发的热情投到了青藏高原和新疆等西部地区。西部地区固然是我国矿产资源的后备基地,但近年来危机矿山接替项目及其他项目所取得的显著成果,充分说明,中、东部地区仍然是我国矿产资源现实的矿产资源基地。辽宁的红透山铜矿、安徽的铜陵铜多金属矿、广西的大厂锡多金属矿(铜坑锡矿与拉么铜锌矿之间的700~800m深度发现96号矿体)、海南的石碌铁铜矿(ZK1101深705.12m,见铁矿3层,总厚度167m并夹3m厚铜矿体),都取得了深部找矿的突破;湖南南部芙蓉锡矿、江西南部八仙脑钨矿、广西中部昆仑关钼矿及南纬23°以南崇左一带大型铝土矿(具有上亿t的可能性)的发现,都充分说明,我国东部地区的矿产资源并没有“找完”,不但是老矿山并没有彻底“硐老山空”,地表发现新的大型超大型矿床的可能性也并不是“一无所有”。因此,对南岭这样的工作程度比较高、矿业相对发达、地质资料积累丰富、技术力量雄厚的地区,非常有必要开展新一轮的区域找矿战略选区研究,并同时开展以深部评价理论与技术方法为重点的综合性研究工作。
南岭地区是我国有色、稀有金属最富集的地区,尤其以钨、锡、锑、铅锌、铋、铀等资源最为丰富。矿床具有规模大、分布广、共伴生组分多、矿床类型复杂多样等特点。我国的主要大型-超大型钨、锡多金属矿床即位于该地区,如大厂锡矿、柿竹园钨锡多金属矿、骑田岭钨锡矿、大吉山钨矿、西华山钨矿等。全区保有钨矿储量占全国的83%,锡占全国的63%,铅占全国的30%,锌占全国的22%(王登红等,2007b)。钨、锡、锑是我国的优势矿种,在国际上占有举足轻重的地位。由于多年的大力开发,加之近10多年来地质找矿工作的萎缩,已呈现出后备资源严重不足的局面。但是,南岭地区成矿条件优越,具有多层成矿的特点,著名的“五层楼”模式即出于此,深部找矿潜力巨大。最近,在赣南的淘锡坑、湘南的芙蓉矿区实现深部找矿的重大突破充分说明南岭地区的深部仍存在巨大找矿潜力。此外,南岭地区的铅锌、铜、铀、金、银等资源远景可观,最近在凡口铅锌矿深部和外围、闵中裂谷带的峰岩、丁家山、后沟等一批大、中型铅锌矿的发现,显现出该地区将成为我国未来铅、锌、铜等资源的重要接替基地。
南岭不少矿区单个矿体、矿脉或矿层的延深就可达1000m以上,如云南的会泽、广西大厂的100号矿体,说明1000m深度的钻孔还是远远不够的。南岭地区主要矿床的勘探工作基本上在20世纪80年代以前就完成,当时的勘探深度一般在500m左右(比如,作为赣南钨矿的代表之一,岿美山最深的钻孔也只有550m),即使是湖南黄沙坪这样的典型隐伏矿区,也没有千米钻。因此,研究深部找矿的理论、方法和技术,已经势在必行。
二、南岭地区深部找矿的理论问题
涉及深部找矿的成矿理论问题很多,虽然也无外乎矿床类型、成矿区带、矿化分带、成矿时代、成矿物质来源、控矿构造、含矿层位等老生常谈的基本问题,但考虑到深部找矿的需要,对于成矿理论的研究也需要创新。
1.成矿物质来源问题
比如说,以往在利用硫、铅、碳、氧、锶、钕及惰性气体同位素资料方面,往往只是强调成矿物质是幔源、壳源还是地下水、地表水来源即可“到此为止”。但是,现代成矿学的研究已经说明,即使是对同一个矿物而言,如方铅矿,硫和铅的来源完全可以是不同“源区”,硫同位素可能说明硫来自于盆地,铅可能来自于花岗岩。这样,以往看似矛盾的同位素资料,对于地质找矿恰恰是具有启发性的,即:在花岗岩岩体与盆地的接触带,可能是矿体定位的有利部位。
2.矿床分类问题
传统的矿床分类是根据内生、外生、变质和叠生成矿作用的区别,将矿床分为岩浆矿床、伟晶岩矿床、矽卡岩矿床、热液矿床、火山成因矿床、风化矿床、沉积矿床和有机可燃矿床等。但是,许多矿床不是单一成矿作用形成的,有的矿床属于“内生外成”(如热泉型金矿、喷气矿床),有的属于“外生内成”(如洋壳俯冲重熔形成的矿床、油气矿藏),有的属于“此生彼成”(如铬铁矿生于洋中脊而定位于缝合带),等等,情况比较复杂。因此,王登红等(2005)试图在考虑成矿过程的情况下将成矿物质的来源与成矿作用结合起来,提出了将矿床划分为“内生内成、内生外成、外生外成、外生内成”4大类的新方案(图1-9),既强调成矿作用本身,也强调成矿物质来源和成矿元素的聚集过程。这一划分对深部找矿具有重要的现实意义。比如,南岭的石英脉型黑钨矿在以往的分类中属于热液型矿床,在新分类中则归属于“内生内成”的大类,从而开拓了深部找矿的新思路,即石英脉型的黑钨矿最深可以形成于什么样的深度。对于这一理论问题的研究,将为深部找矿提供科学依据。

图1-9 新的矿床分类及其在成矿动力学背景示意图

3.成矿区带问题
成矿区带与构造单元的划分常常不一致,有时候因此而争论不休。实际上,成矿区带与构造单元的不一致不仅仅是一个“个人主观能动性”的不一致问题,因为在很多情况下,成矿区带和构造单元在本质上就是不一致的。因为构造单元体现的是构造作用尤其是大地构造活动的结果,而成矿区带体现的是成矿作用的结果,也就是成矿元素或矿物质富集的结果。比如,对于风化作用形成的矿产资源而言,它的富集除了受制于成矿物质的初始富集程度之外,更多地受到岩石圈表层水圈、大气圈和生物圈特征的制约,而后者在同一时间尺度上对于构造单元的形成还起不到决定性的作用。因此,诸如我国华南风化壳型的锰矿,可以从云南、广西、湖南、广东一直到福建均有分布,在构造上跨越了特提斯-喜马拉雅构造成矿域和环太平洋构造成矿域。内生矿床同样如此,一条深大断裂带可能是区分两大构造单元的最好的界线,但是,断裂带本身往往又是导矿构造、甚至是容矿构造,此时,由深大断裂带制约的成矿区带就应该是跨构造单元的,或者是独立的。这在两大板块缝合带或者陆壳破裂带表现得尤为明显,前者如青藏高原上的铬铁矿成矿带,后者如郯庐断裂带(陈毓川等,2007)。
对于深部找矿而言,在地下成矿区带尚无法划分的情况下,可以“借用”地表的区带,但必须明白地表的成矿区带不等于地下的成矿区带。尤其是东部不同类型盆地分布区,盆地的基底埋藏有多深、性质有没有转变、控制的成矿作用有没有变化,花岗岩岩基的底下有可能出现沉积岩而不是变质岩,盆地的底下有没有深达地幔的构造,都是需要仔细研究的重要科学问题。
三、南岭地区深部找矿的思路与方向问题
近20年来由于西部大开发的需要,国家在新疆和青藏高原都设立有持续的科技攻关项目和973等重大项目,西部地区发现一处新矿产地所产生的“新闻效应”远远高于东部地区,因而南岭地区地质矿产方面工作程度虽然相对高,但近年来几乎成了“被遗忘的角落”。实际上,南岭地区在矿产资源方面的“投入产出比”远不亚于西部,至少环保、生态方面的压力不那么大。有鉴于此,本文认为东部(至少南岭)地区地质找矿应该把握两个方向:面上战略性选区和点上的技术攻关。
面上的战略性选区:深部找矿不只是危机矿山的“攻深找盲”,在部署新区工作时就应该考虑到矿体的埋藏深度和“第二富集带”乃至于“第三富集带”的问题。广东在勘查长坑金矿时,并没有意识到深部还会伴生有一个独立的超大型银矿(王登红等,1998)。由此而漏掉的矿床肯定不在少数。因此,建议今后需要在以往工作的基础上,系统建立1∶20万尺度地质矿产数据库,补充近年来1∶5万地质矿产工作及其他方面的新成果,根据近年来和今后15年内国内外矿业发展的宏观趋势,重新建立南岭地区典型矿床成矿模式,厘定矿床成矿系列,划分Ⅳ~Ⅴ级成矿区带,圈定不同层次矿集区(成熟的、发展的、潜在的),构筑各层次和各具体矿集区各具特色的找矿模型,提出一批远景区,为国家部署矿产普查工作和资源基地规划提供科学依据。
点上的技术攻关:重点是危机矿山的“探边摸底”,但也应该包括新点和老点两个方面。新点是优选出以往未知的地区,对其矿产资源潜力进行评价,而且是一竿子捅到底。评价的思路是从地表的地质-地球化学-地球物理到1000m深度钻探-井中物探-井中化探。老点包括两层含义,①已知矿产地但以往勘查深度不够。大部分“危机矿山”可归属于此列。工作思路是在典型矿床研究的基础上加大勘查深度,重点矿床的探测深度可向3000m的目标进军,并围绕3000m深度钻探技术的创新带动一系列深部找矿技术的革新;②已知矿产地,但矿种可能发生变化。南岭地区矿产资源以多金属共生、伴生为特色,垂直分带和水平分带都极具特色,以此,已知矿“点”的外围和深部很可能发生矿种和矿床类型的变化,找矿勘查技术也需要相应变化。比如,赣南粤北的石英脉型黑钨矿与铀矿之间在空间上和成因上的联系就需要加强研究,查明二者之间的关系,以便于综合评价或者互为找矿依据。
四、南岭地区深部找矿的技术方法问题
深部找矿,无疑离不开钻探。目前,在我国,一方面5000m深度全孔取心的科学超深钻取得空前成功;另一方面,用于固态矿产勘探的钻孔深度仍然普遍在500m以浅的水平。因此,必须加大1000~3000m深度(不妨称之为中深钻)取心钻探技术的研究力度,同时开展配套的综合测量及评价技术的研究,包括各种类型的地球物理、地球化学测量技术和解译技术,以保证在尽量少打深孔(考虑到成本问题)的前提下,获得最多的信息。当然,在目前,或者在中深钻之前,需要在地表开展系统的研究,以保证孔位定得科学、经济而有效。因此,在技术方法方面的创新需要突出两点,即:从传统化探找“晕”到现代化探找“源”,从传统物探直接找矿到现代物探找含矿地质体。物探寻找的含矿地质体包括矿体本身,也包括含矿的地层、含矿的构造、含矿的岩体(如含铀岩体),这对于综合评价“低品位、大吨位”类型的矿床(包括斑岩型铜金矿、卡林型金矿、湘西式的密西西比河谷型铅锌矿)具有非同寻常的现实意义。也就是说,所有的低缓异常乃至于地球化学的负异常都需要重新研究、评价。
五、南岭地区深部资源潜力评价与预测的原则问题
关于矿产资源潜力评价与预测的原则性问题,国内外均有不少的论述和探讨(赵鹏大等,1983;王世称等,2000;陈毓川等,2007)。此处提出,要科学的评价矿产资源的“有无”与“好坏”并预测可开发利用矿体的空间定位,需要把握“物质不灭”、“能量守恒”和“时空无限但有序”3个基本原则。
所谓“物质不灭”,不仅仅是个哲学术语,也是现代矿床学研究新进展的体现。在一定时空范围内,物质只能从一种状态到另外一种状态转变或者从某个部位向另外一个部位转移,而不可能“空穴来风”地从无到有,也不可能无缘无故地“蒸发”掉。因此,利用同位素地球化学、微量元素地球化学、稀土元素地球化学等示踪技术探索成矿物质的来源,找到其“源头”远比仅仅发现“原生晕”或“次生晕”意义重大。
所谓“能量守恒”,是指成矿物质在地球不同层圈中的分布、迁移、富集与贫化,是需要“能量”和“动力”的,包括热液的搬运、热量的传导、构造的驱动等等。
所谓的“时空无限但有序”,是指成矿作用虽然极其复杂、人类认识自然的能力又是非常有限的,但成矿规律本身是客观的,不以人的意志而转移的,因此,总会有办法去认识成矿作用发生的过程,从而找到成矿物质最终富集定位的空间。
成矿物质从初始状态演化到最终状态(目前所见)的整个过程,即是“成矿动力学”的本质,始态可理解为“矿源”,终态即是“矿体”或矿田、含矿地质体等,而过程即是成矿作用发生、发展的全部历史,这一历史(时间)又是离不开特定的空间的。因此,所谓的成矿动力学也就可以理解为:研究成矿物质“不灭”、研究成矿过程中“能量守恒”关系、研究矿体定位所需要的时间尺度和空间格局的配置关系的科学。
中东部地区深部找矿更需要强调上述“三原则”。这是因为地质矿产工作程度较高的地区(如长江中下游、南岭、胶东),一方面不可能像地表化探扫面那样开展深部的“扫面”,地球物理异常又因为多解性和深度问题而有局限性,因此,仅仅满足于找到“异常”或者查明矿体的形态、产状已经远远不够了;另一方面也正因为大量矿山的开采和密集的钻孔资料,有可能根据丰富的勘查与采矿资料,通过“立体填图”的办法,既找到“矿源”又找到矿物质迁移、定位的轨迹,从而预测深部矿体。
关于矿产资源潜力评价的原则性问题目前仍然处于探索阶段,不仅需要从理论上加以总结和研究,更需要在实际中不断修正,使“原则”变成可操作性的“细则”。尤其是要在大比例尺成矿预测中贯彻“三原则”,解决目前危机矿山的资源潜力问题。可以预想,在实际工作中将不可避免地遇到下列问题:①不同矿种的“三原则”如何体现?②不同地区的“三原则”如何体现?③不同时代的“三原则”如何体现?等等。对这些问题的深入研究,将使矿产资源的评价与预测工作进一步向更加科学化和理性化的趋势发展。

深部找矿的理论、思路与预测原则

8. 区域构造成矿规律与预测

白秧坪矿化集中区位于兰坪-思茅盆地北端,作为印度板块与欧亚板块结合带印支板块的残留条带,随着时间演化形成不同性质的套叠构造盆地。印支—燕山期运动使之形成侏罗—白垩纪陆内坳陷盆地,喜马拉雅运动使之转化成自古近纪以来的走滑拉分盆地。由于盆地此时处于拉张环境,其边界和内部通过一些岩石圈断裂和壳断裂与深部相联系,为地壳深部的成矿物质、地幔热流的上升提供了有利条件。
1)本区的两个矿带即是盆地中延绵数百公里的成矿带束的北段之一部分。西矿带北起富川,南至金满,属澜沧江深断裂带东侧金满-富川成矿带的中段;东矿带即河西兰坪成矿带的北段,是维西-乔后深断裂带西侧赋存超大型矿床的重要成矿带。深断裂带之间的次级断裂富隆厂断裂(四十里箐-北莽山断裂)、华昌山断裂与沘江断裂是两矿带的控矿条件。这些大断裂不单与盆地边界深断裂连通导矿,而且作为开放体系提供了适宜成矿贮矿的温度、压力变化的环境。本区控矿大断裂在成矿控矿方面的作用,还表现在它们彼此间成矿的特色不同,虽然都是以热液叠加改造为主,但其矿床矿种是有区别的,除反映近矿赋矿围岩不同外,勾通深部不同的成矿源区也是其原因。
2)华昌山断裂东部的复背斜翼部、沘江断裂和金顶推覆体滑移面下盘(图版 19)都是有利成矿的构造条件。下区五-东至岩矿段矿体在背斜翼部,层间破碎带的蚀变矿化,与金满矿床受向东倒转的金满-连城背斜控制、生于东翼层间破碎带的蚀变矿化十分相似。
3)各多金属矿床、矿体受次级断裂控制,长数十至百余米的矿体通常赋存于压扭、张扭性结构面内,而现在十分看好的吴底厂横断裂则以张性为主。本区这类张性为主的横断层(图版20、26)以其多次活动、力学性质多次转化、旁侧低级别的压性压扭性结构面密集、宽度大为特点(图版27~30),成为重要的储矿条件。次级小断裂与高级别主干构造的复合部位,是形成柱状、节状、囊状富矿体的重要环境。
4)本区容矿岩石均为易破碎的岩性,如中新生代的碎屑岩类以及某些碳酸岩类(图版7),无论是在断块区还是在断褶束地带,构造应力在该构造盆地表壳上部此类岩石中产生有利容矿的破碎效应。以脆性破裂为特征,野外所采集测量的岩组样品大都为无序组构或原生沉积组构。对成矿流体起屏蔽作用的岩石除东矿带三合洞组之上相当厚的泥质砂页岩、炭质页岩外,金顶推覆滑移面的构造岩、华昌山断裂糜棱岩及西侧断层顶板云龙组砂泥质岩石,是良好成矿贮矿屏蔽层。
5)脉型多金属矿的矿石,有机碳均比围岩高数倍至10倍以上。吴底厂横断裂上的矿化、白秧坪1号矿体以及富隆厂1号矿体(图版31、32)都富含炭质,有的整块高品位矿石中炭质占40%以上,并且由于构造带中挤压作用而呈揉皱状。有些矿石中的碳已石墨化。除围岩地层中含炭黑色页岩中的炭质来源外,地幔去气作用也是无机碳的主要来源。这些极富碳质的地方,由于富碳岩石的屏蔽作用和吸附作用,而成为良好的聚矿部位。
以上5条区域构造成矿规律,是构造成矿控矿预测的基本原则。对区域预测提出如下方案:
1)对已知矿床(包括金顶)本部及外围进行深部及外围探查,扩大资源量;
2)对区域内已列排的多金属化探、重砂异常逐次进行查证;
3)注意河西至金顶间尚未见化探异常的“中央”构造带。该带由北向南直到 AS-16,再略偏向南东达金顶,AS-16南北两段无矿段,目前只宜作群众报矿线索了解。
应指出的是中新生代早期盆地中心在后期喜马拉雅运动时期已向东迁移,但作为原有的中心带应该有中央构造线,一般说坳陷中心负压带常是后期岩浆-热液上侵带。关注这一现象具有一定的理论意义和实际意义。
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