青海中南沟金属矿区深部及外围找矿前景

赵庆韬，丁 晖

(青海省第一地质矿产勘查院，青海 西宁 810600)

0 前 言

青海中南沟深部及外围的矿藏存储量较大，分布较高，金属矿的分布与地质层的构造之间具有密切的正相关性，研究青海中南沟金属矿区的成矿地质条件、矿床成因，结合成矿因素的相关性分析，进行深部和外围找矿规律分析，提高对中南沟金属矿区的物探开发效率[1]。本文首先分析了中南沟金属矿区的地质层构造结构和成矿特征分布，从中南沟金属矿区成矿元素的多样特征分析出发，分析青海中南沟金属矿区成矿特征，构建深部成矿区域的断面形成约束曲面，分析青海中南沟金属矿区分布和外围的断裂层构造分布规律，分析了青海中南沟金属矿区深部及外围找矿前景，确定青海中南沟金属矿区深部及外围成矿带的基本成矿条件和特性，从而指导中南沟金属矿区的深部找矿和外围找矿。

1 青海中南沟金属矿区地质背景

青海中南沟金属矿地层主要是前震旦纪北祁连山群浅变质岩系，金属矿区含有大量的有色金属矿藏，以走向330(°)～345(°)SW倾形成一组构成中南沟金属矿断裂带。中南沟金属矿区的斑岩铜矿、石英脉型金矿以及浸染型金矿等成矿模式较多，金属矿区深部开采达到地下5 000 m的深度。在大深度的采矿作业中，结合区域成矿和找矿理论，进行金属矿区的相关沉积矿产结构分析，指导矿产的勘查。青海中南沟金属矿区内岩浆和地质层的构造复杂，结合地质层重构和地理物探方法进行金属矿区深部找矿前景分析，总结青海中南沟金属矿的成矿规律，采用相应的找矿手段和地质重建方法进行青海中南沟金属矿区的成矿背景分析[2]。为了拓展青海中南沟金属矿区的找矿空间，进行中南沟深部找矿分析，建立中南沟深部和外围找矿的成矿带规则特征分布结构模型，采用成矿区的地质层重构方法进行成矿规律性分析，为中南沟矿区的深部找矿和外围找矿提供理论参考。已有的对青海中南沟金属矿区的矿藏量估计仅限于已开采的矿区及外围，对深部大面积覆盖区域的藏矿规模和外围藏矿的成分比例还需要进一步通过对地质构造分析进行判断。

2 青海中南沟金属矿区成矿特征分析

构建深部成矿区域的断面形成约束曲面，根据青海中南沟金属矿区地质界面的不连续性分布特征，进行找矿前景预测，层位因受断层影响，种子点分布不均，层位和断层之间通过空间拓扑构造，给定初始待插值点为n+1个，相交多边形信息延伸至网格边上，网格内形成断面约束，根据金属矿区深部成矿区域的断面特征点进行插值补偿，求出网格内部的断层矢量裁剪边，根据层控方法分析多层成矿规律[3]，采用矢量裁剪方法进行成矿地质层的网格封闭约束曲面构造，分析网格区域的种子点定位信息，当种子点在相邻网格中，将层位的构造解释点数据按X，Y方向投影，进行地质层重建，上述方法实现原理如图1所示。

图1 金属矿区成矿区域地质层重建原理

根据图1所示的地质层重建结构，在中南沟金属矿区深部及外围的整个工区，分析整合界面至石炭系黄龙组的矿床类型，得知在中南沟金属矿区的矿山深部和外围，存在容矿、控矿层位，在大面积浅覆盖区，成矿区域受层间断裂、滑动和裂隙控制的影响，可以分析成矿带的基本成矿规律，典型矿床有火山岩、矽卡岩型(接触—层控式)矿床等，通过矿床共生、复合的“多位一体”的成矿规律分析[4-5]，对中南沟金属矿区进行成矿系统分析，综合相关的矿藏探测技术，分析矿藏分布的结构和矿产成分，根据矿床分布的特征认识资源的储量，确定金属矿的分布范围。根据北祁连成矿区带的资料，确定有力的金属矿形成的III级成矿区带，根据成矿的资质背景，进行成矿区带的综合开发和利用，寻找矿化线索，确定铜矿资源的产出规模和资源储量。

3 中南沟金属矿区深部及外围找矿的关键技术

在分析青海中南沟金属矿区成矿特征，构建深部成矿区域的断面形成约束曲面的基础上，采用网格线遍历方法分析层面的拓扑关系，按照地质层的拓扑关系确定地质层曲面结构，在进行层位面插值前输入各断层和层为的离散点数据，将离散点数据导入到网格区域中，采用区域层位约束控制方法进行断面约束控制，在断层区域中选择矢量裁剪边进行插值拟合，确定中南沟金属矿区的种子剖面数据，在种子点分布不均匀的情况下，输入金属矿区地质层的原始数据，得到含有多个断层点特征量的交叉特征点[6]，根据中南沟金属矿区复杂地质构造条件，得到地质层的整体层面平滑矢量α(θ)，在断层区域内，利用种子数据构建复杂地质构造条件下的栅格节点，记为αt(θ)，即：

αt(θ)=THα(θ)

(1)

对矿床区域分布网格节点上有n个断层点θ0，层面延断层方向的偏角为△θ，各断层之间插值种子点矢量变为：

α(θ0+△θ)=[1,exp(-jφ1),……,

exp(-j(M-1)φ1)]T

(2)

在控矿的区域层控规律约束下，在中南沟金属矿的矿集区，主要容矿层位的特征分布描述式为：

σnUnUnH

(3)

经过人工设置工区网格大小，在三维空间中进行金属矿的断面约束层面构造，生成层位面网格节点数据，采用不规则三角网拟合方法进行中南沟金属矿区深部及外围找矿区域的网格分割，在网格线上靠断面连线上实现地质层的三维重构，构造解释离散点数据模型表示为：

(4)

用Kriging插值方法得到青海中南沟金属矿区深部矿床的地质层的解释散点数据，在连续区域约束进化下，得到散点数据在层位和断层相交点描述为：

A(θ)=[α0(θ),α1(θ),……,αp(θ)]

(5)

S(t)=[s0(t),s1(t),……,sp(t)]T

(6)

其中s0(t)为断面连线与层位面中金属矿存储量的望值，s1(t),s2(t),……,sp(t)是矿床的平均品位分布序列，A(θ)是矿床规模划分标准矩阵，根据对中南沟成矿地质层勘测数据，在III级的成矿区带内，得到青海中南沟周边矿床的可以记为：

x(t)=A(θ)S(t)+n(t)

(7)

对区域成矿的各断层和层位的离散数据采用矢量裁剪的方法求取交点，拟合形成断层曲面，得到金属矿区深部断层种子点的分布区域：

y(t)=THx(t)

(8)

构造金属矿区深部及外围解释离散点数据的种子点贫乏区域，得到矿区断层面的采样矩阵为：

Ry=E[y(t)yH(t)]

(9)

通过上述矿区成矿区域预测和外围找矿分布检测，从而描述金属矿藏分布密度，确定青海中南沟金属矿区深部及外围成矿带的基本成矿规律，为进行金属矿区的深部和外围找矿提供数据支撑。

4 中南沟金属矿的分带规律及找矿前景分析

根据青海中南沟金属矿区的地质层面重构结构，进行中南沟金属矿的分带规律分析，在前期进行青海中南沟金属矿综合性调查和评价的基础上，分析青海中南沟金属矿的成矿特征，在复杂地质构架体系下，得到中南沟金属矿的分带规律特征。根据分带规律特征分析得知，中南沟金属矿的深部矿藏分布主要以“辉铂矿—黄铜矿—镜铁矿”的形式呈带状分布，在成矿区的多重逆掩断层的复杂地层构造下，进行金属矿区的地质层分布重构，得到重构图如图2所示。

图2 金属矿区的地质层分布重构

根据图2所示的中南沟金属矿区的地质层面边界分布曲面进行成矿元素分析，得到分析结果如图3所示。

分析矿区地质层重构结果得知，中南沟金属矿区深部及外围藏矿分布为中心的对称分带为主，矿藏分布具有浸染状、网脉状、细脉状等多重性特征，形成与偏碱性和弱碱性相结合的矿床组合，外围矿床通过喷流沉积形成矿系统和深部岩浆流体，外部还分布有层控铅锌铜矿、铜、铅、锌等多重矿床，属于外部接触带中的矿床，根据上述分析进行中南沟金属矿区深部和外围找矿前景判断。

图3 中南沟金属矿区深部及外围找矿成矿元素分析

5 结 语

本文研究青海中南沟金属矿区深部及外围找矿前景，结合地质层构造特性，从中南沟金属矿区成矿元素的多样特征分析出发，分析青海中南沟金属矿区成矿特征，采用区域层位约束控制方法进行断面约束控制，在断层区域中选择矢量裁剪边进行插值拟合，确定青海中南沟金属矿区深部及外围成矿带的基本成矿规律，进行金属矿区的地质层分布重构，为中南沟金属矿的深部及外围找矿确定方向。

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