地电化学新方法寻找隐伏金矿研究<br/>——以内蒙古阿巴嘎旗巴润苏德日图金矿区为例

地电化学新方法寻找隐伏金矿研究
——以内蒙古阿巴嘎旗巴润苏德日图金矿区为例

2011-10-18刘秀娟罗先熔郑小明李兆宜李彦伟黄学强

大众科技 2011年5期

关键词：硫化物矿化电导率

刘秀娟罗先熔郑小明李兆宜华二李彦伟黄学强

（1.桂林理工大学隐伏矿床预测研究所，广西桂林 541004；2.中国地质大学，北京 100083）

地电化学新方法寻找隐伏金矿研究
——以内蒙古阿巴嘎旗巴润苏德日图金矿区为例

刘秀娟1罗先熔1郑小明2李兆宜1华二1李彦伟1黄学强1

（1.桂林理工大学隐伏矿床预测研究所，广西桂林 541004；2.中国地质大学，北京 100083）

文章通过在内蒙古阿巴嘎旗巴润苏德日金矿区开展地电化学勘查寻找隐伏金矿研究，确定地电化学勘查在该地区有效。研究圈出土壤吸附相态汞异常、土壤离子电导率异常和地电提取金异常多个，综合各异常及以往工作成果，表明在该地区具有一定的找隐金矿的找矿潜力。

土壤离子电导率；土壤吸附相态汞；地电提取；内蒙巴润

（一）序言

为了解决内蒙古阿巴嘎旗巴润苏德日图金矿区深部找矿问题，在内蒙阿巴嘎旗巴润苏德日图金矿区，开展地电化学新方法寻找隐伏金矿研究工作。实验在巴润地区主要运用土壤离子电导率和、土壤吸附相态汞测量法及地电提取法对该地区进行找矿，按线距100×20米的网度共布设剖面线10条，总计4000米，采土壤样210个，地电提取样210个。对采集的土壤样进行了土壤离子电导率和土壤吸附相态汞的分析，对地电提取样进行了Au元素的分析，共获得土壤离子电导率异常11个、土壤热释汞异常9个、地电提取金异常5个。结合在该地区所做的其他找矿方法的结果，在巴润地区共确定找矿远景区 2个，认定了土壤离子电导率、土壤热释汞方法和地电提取法在本区找矿的有效性。

（二）工作区地质概况

矿区内出露地层主要为泥盆系下统敖包亭浑迪组（D1a）及第四系（Q）地层（见图1）。泥盆系下统敖包亭浑迪组（D1a）地层由泥质粉砂岩、长石石英砂岩夹粉砂质板岩组成，第四系（Q）地层分布广泛，主要为风积、洪积、淤积和坡积等各种成因类型的堆积物。

矿区构造较为发育。地表岩石破碎，地层产状不易辨别，局部表现出的褶皱构造为华力西期以前的紧密线性褶曲，分布于泥盆系下统敖包亭浑迪组地层中。矿区断裂发育，其中NNW断裂最为发育，为含矿构造破碎蚀变带；NE向断裂规模较大，为压扭性，与区域构造形迹方向一致，它控制着后期侵入岩体的分布；NW向断裂规模较小，为张扭性断裂，切割NE、NNW向断裂并使其错位，多为正长斑岩脉、石英脉充填，少数为构造破碎蚀变带及断裂裂隙；EW向断层较发育，为压性特征，局部切割 NE、NNW向断裂并使其错位，多为正长斑岩脉充填。

矿区西北部出露印支期花岗岩（γ51）。区内脉岩十分发育，按其脉岩的岩性特征、分布特点可分为区域性脉岩和派生脉岩两类，前者受后期断裂、裂隙的控制，后者多受岩体原生节理控制，分布于岩体及其边缘接触带附近。矿区岩脉以印支期侵入岩脉为主，主要有花岗斑岩（γπ）、正长斑岩（ξπ），大部分岩脉走向为 EW向侵入于泥盆系下统敖包亭浑迪组（D1a）地层（见图1）。

图1 巴润区域地质图

（三）方法基本原理

1.土壤吸附相态汞测量法

汞为亲硫元素。在一定的条件下，含汞的金属硫化物，能够通过氧化-还原作用释放出Hg0或汞的氯化物，当Hg0和可溶性汞的氯化物在地下温度压力增高的情况下，促使汞随水蒸气、地下水沿断裂向地表运移，特别是气态汞的穿透能力比溶液大得多，Hg0和含汞溶液在迁移途中，易被矿床上方岩石、土壤吸附，形成土壤中汞异常。在氧化还原介质中，土壤中汞气和吸附相态汞保持的平衡状态，二者对矿体的赋存均有指示作用。

根据 Hg0和汞化合物热释温度，采用控温测量土壤中与矿有密切关系的叠加价态汞（Hg0及部分 HgCl）达到寻找隐伏矿的目的。

2.土壤电导率测量法

当隐伏的矿体位于潜水面或岩石之下，在裂隙水发育或土壤饱和水条件下，相当于把一个惰性电导体置于电解液中，从电导体的一端（矿体的底部）流向电位高的一端（矿体的顶部），这样围绕矿体的阴离子必须完全向上迁移，阳离子完全向下迁移，以保持电中性，正是由于这种电化学溶解作用，促使矿体和疏松沉积层中的阴阳离子按一定规律迁移和分布，便形成一个扰乱电场，使得岩石和土壤中原有物理化学参数发生变化，如各种阴阳离子的浓度增大，土壤中离子的电导率也随之增高，可见土壤离子电导率能较好地反映出土壤中所有可溶性离子的浓度，电导率异常应是多种离子成晕作用的总产物，是一个示矿较强的物理化学综合指标。

3.地电提取法

该方法的基础在于矿石的电化学溶解作用以及溶解的离子在电流驱动下向上移动，并在测点处产生积累，通过测定积累随时间的变化就可指示隐伏矿体赋存位置和相对规模。

方法实际是利用一个阴极（阳离子接收器）及一个阳极（阴离子接收器），构成一个成回路（一个点就是一个原电池），长时间向下供电，在人工电场的作用下，使得覆盖层及深部矿体附近处于空隙溶液中及固相形成动态平衡的离子产生两极分化，即阴离子向阳极运移，阳离子向阴极运移，离子在进入阴阳极元素接收器时，每一单元体积内的离子移出必须由相邻体积内的离子移入来补充。因此只要在阳极和阴极周围产生的电极反应物没有达到相应体积，其中离子的运动就不会使成分改变，在电极周围地带运移来的组分逐渐积累，其积累的增加与供电时间及介质中离子的浓度以及离子本身的迁移速度成正比。

（四）有效性实验

在已有工程揭露的矿化蚀变带剖面上（见图2），综合异常——土壤离子电导率和土壤热释汞异常，从图2中可见，B1、B3、B4、B5号蚀变带成带出现，土壤热释汞异常呈宽带状异常形态出现，异常含量较高。在B7出现明显的电导率异常，据此可得出土壤离子电导率法及特让热释汞法在该地区寻找隐伏矿床有效。

图2 3线已知矿化蚀变带上土壤离子电导率、土壤热释汞及地电提取金异常剖面图

（五）未知区域找矿预测研究

在内蒙古阿巴嘎旗巴润苏德日图金矿区利用土壤电导率法和土壤吸附相态汞法进行了找矿预测研究，共布设剖面10条、总计4000米，发现异常多处。

1.异常的平面特征

（1）土壤离子电导率异常的平面特征

根据土壤电导率的异常浓度分布值，确定土壤离子电导率异常共11个，编号为Con-1、Con-2、……Con-11号。按规模划分，异常跨2条测线的有Con-1、Con-2、Con-5、Con-8、Con-10等5个异常，这些异常均出露于下泥盆统敖包亭浑迪组具弱硅化、绿泥石化得粉砂岩为主的地层中（见图3）。

例如Con-8号异常，出露于7线、8线剖面中，最大强度为8线的9号点，含量为21.4μs/cm，异常部位与蚀变矿化带B1、B2（部分）吻合，反映含硫化物较多。

又如Con-10号异常，于9线、10线剖面出现，往东南方向未追索完整，最大强度为10线14号点，含量为32.4μs/cm，峰值位于推测的断裂带上，异常位于一构造破碎带东侧（图3），推测该构造破碎带硫化物矿化较多。

规模较小，只在一条剖面上出现的有 Con-3、Con-4、Con-6、Con-7、Con-9、Con-11 等 6 个异常，其中 Con-3、Con-9、Con-11异常未追索完整。

图3 内蒙古阿巴嘎旗巴润苏德日图金矿区土壤电导率（Con）异常分布图

（2）土壤热释汞异常的平面特征

根据土壤热释汞异常三级浓度分带值确定土壤热释汞共9个，编号为Hg-1、 Hg-2、…… Hg-9（见图4）。

从规模大小来看，走向长度跨越2条测线的有Hg-2、Hg-3、Hg-5、Hg-6、Hg-7、Hg-8号等6个异常。Hg-2、Hg-3、Hg-7、Hg-8等4个异常从形态上看尚未追索完整。

例如Hg-2号异常，长度（走向）规模已确定部分长700米，走向上呈扁豆串珠状，最高含量位于7线8号点上，位于下泥盆统敖包亭浑迪组具弱硅化、绿泥石化得粉砂岩为主的地层中。与已知蚀变矿化带B1、B2上及两侧，反映该汞异常与硫化物的线状地质体有关。类似的有Hg-3、Hg-5号异常。

又如Hg-8号异常，在南端未追索完整，而与粉砂岩为主的地层中构造破碎带较吻合。Hg含量强度大，高峰值达 596（ppb），位于10线14号点之上，应是构造破碎带地段有硫化物矿化存在的反映，建议于10线13号点布设钻孔揭露深度，应见金矿化。类似的有Hg-9号异常。

从Hg-2与Hg-8在走向上的相近邻接的关系看，显示蚀变矿化带一构造破碎带引起之硫化物矿化空间位置上是可能相连接的，即本区土壤热释汞主要反映蚀变带、构造破碎带形成部位及沿蚀变、构造破碎带通道形成的硫化物矿化空间。

图4 内蒙古阿巴嘎旗巴润苏德日图金矿区土壤热释汞（Hg）异常分布图

（3）地电提取金异常平面特征

工作区确定了3个（条）地电提取Au异常（带），编号Au-1-1、Au-1-2、Au-1-3、Au-2、Au-3等5个异常（带）（见图 5）。

图5 内蒙古阿巴嘎旗巴润苏德日金矿区地电提取金异常分布图

在测区 3线、4线地段中，3线 7号点异常最高含量0.711ppb，有已知见金矿化蚀变体的ZK1、ZK3号钻孔，而4线6-7号点，最高Au异常含量为11.43ppb，是本区Au异常最高含量的地段。该异常位于下泥盆统敖包亭浑迪组具弱硅化、绿泥石化得粉砂岩为主的地层中，其西北段与已知矿化蚀变带B1吻合（见图5）。其分枝的南东段与蚀变带B2、B3、B4吻合，延续至测区最南东端（9、10线），与已发现的构造破碎带相扣（图3）。图中显示这两类地质体内有Au的硫化物矿化，而且这两类地质体矿化空间在异常走向上视相连的。类似的有Au-1-1、Au-1-2两个异常。

又如Au-2号异常，只有中带浓度异常含量（8线18号点），异常落于下泥盆统地层，异常于测区东南端（10-9线段）与已发现的构造破碎带吻合，亦说明Au的硫化物矿化与构造破碎带有关。

从已发现的金矿化地段出现地电提取Au异常，而Au异常多与蚀变带、构造破碎带出露地段吻合，说明地电提取Au异常存在与上述两类地质体存在Au的硫化物矿化有关。

（六）未知区域找矿预测

根据本测区土壤离子电导率异常分布特征及土壤热释汞异常特点，测区内确定了两个找矿预测远景区段见图6，编号为Ⅰ、Ⅱ号。其中Ⅰ号找矿预测区：地跨2号剖面至5号剖面，西侧及东侧均有土壤电导率明显控制，有Hg异常出现，3线剖面上已知为蚀变带矿化地段，但4号剖面上为未知蚀变矿化地段，且预测Au矿化较强（可能会有Au矿体），是可揭露之Au矿化较强地段；Ⅱ号找矿预测区：地跨8号剖面至10号剖面之间，向东方向异常显示未追索完整，有 Con、Hg综合异常，Hg、Au等异常分布预示该构造破碎带地段与已知蚀变带密集出露地段矿化空间是连接的（Hg、Au、Pb异常相连分布），可能为除已知蚀变带分布地段以外的有一种矿化地段，应予进一步工作，可能有找矿的潜力。