云南省大马尖山矿区地质特征及深部综合找矿预测

冯 毅 张志鹏 彭宇朝

(1.云南冶金资源股份有限公司；2.云南铜业矿产资源勘查开发有限公司)

大马尖山矿区位于云南省绿春县骑马坝乡，地处成矿有利的构造位置，矿区周围广泛分布各类基性、中性、酸性岩浆岩，为成矿提供了丰富的物质来源，目前矿区外围已发现数十种矿产[1-5]。大马尖山为生产型铜(砷)多金属矿山，已开采30多年，已探明的铜(砷)多金属矿体赋存于断裂破碎带F1中，产状近直立，开采高程为462～1 030 m，高差近600 m[6-8]。该矿山经过多年持续开采，目前矿产资源已面临枯竭[9]。矿山采用探采结合的方式，大量采用坑探及钻探工程逐步探明矿体地质特征，以实现找矿增储的目的。随着矿山深部工程的建设，在已知矿体下部的石英斑岩内外接触带附近发现了具有工业品位的钨钼矿体，这对于实现矿山矿产资源接替、延续矿山服务年限十分有利。目前，矿区地质找矿工作仅停留于地表填图及坑探/钻探工程揭露阶段，勘查手段单一，欠缺物化探异常信息等找矿线索作为技术支撑，未能形成系统的找矿理论模型，目前找矿方向仍不明朗。根据矿区深部钻孔揭露，F1断裂深部及周边成矿潜力较大。本研究在矿区分别进行土壤地球化学测量、高精度磁测、激电中梯测量、音频大地电磁法测量，针对性地查明矿区元素异常以及磁性体、硫化物、石英斑岩的分布情况，结合前人研究成果及工程揭露情况，对矿区外围及深部找矿前景进行探讨。

1 矿区成矿地质背景

大马尖山矿区位于唐古拉—昌都—兰坪—思茅褶皱系东南部的墨江—绿春褶皱带、昔务备—骑马坝—新寨背斜南翼(图1)。矿区地层岩性为一套志留系下统区域浅变质岩，原岩为浅海—海湾相泥质碎屑岩，倾向340°～30°，倾角33°～46°。区域构造以褶皱和断裂为主，岩浆岩种类多且分布广泛，活动具有多旋回性，以燕山晚期侵入活动最为强烈。大量花岗岩的侵入，带入含矿热液沿断裂带、层间虚脱部位充填—交代成矿。主构造线平行或低角度斜交形成3个主要成矿带，呈NW—SE向展布，由南至北分别为半坡金多金属成矿带、大马尖山铜(砷)铅锌成矿带和巴德轰东铁铜矿化带[10-11]。大马尖山矿区位于渣玛河南岸，除第四系(Q)砂质黏土、粉砂及砾石外，主要出露志留系下统(图1)。上部地层(S13)岩性为灰—灰黑色石英粉砂岩与粉砂质板岩互层，夹钙质板岩、灰色石英砂岩；中部地层(S12)为灰—灰绿色长石石英砂岩与灰绿—灰黑色石英砂岩互层，夹少量粉砂质板岩；下部地层(S11)岩性为黄绿色绢云母板岩夹石英砂岩、泥质粉砂岩。

矿区铜(砷)矿体呈透镜状、板状、脉状，产状较陡，一般为 70°～80°，局部近直立。矿体受石英斑岩和断裂控制，一般产于石英斑岩与志留系地层接触带附近或断裂破碎带中，岩性与变长(石)石英砂岩、绢云母板岩有关。钨钼矿体产于石英斑岩中，在石英斑岩与志留系地层或花岗岩的接触带附近富集，矿石呈致密块状，肉眼难辨识，仅在紫外光照射下呈现白色荧光。

图1 大马尖山铜(砷)多金属矿区地质特征

2 矿区地球物理及地球化学特征

2.1 地球物理特征

矿区采自地表、坑道、钻孔岩芯的岩(矿)石样品的物性参数测定结果见表1。由表1可知：矿区岩(矿)石电性差异较大，铜矿石极化率最高，硅化板岩和花岗岩极化率偏高，说明这2类岩石有一定的金属矿物、硫化物富集，其余岩(矿)石极化率均较低，矿与非矿具有明显的极化率差异；铜矿石电阻率最低，砂岩、板岩类中等，其余岩(矿)石电阻率均较高，石英斑岩和花岗岩最高。可见，矿区岩(矿)石的极化率高低与铜矿化和金属矿物、硫化物的富集程度有关；电阻率高低则取决于岩(矿)石的硅化程度，金属矿物、硫化物越富集，极化率越高，电阻率越低、硅化程度越高，电阻率越高。此外，磁铁矿具有较强磁性，褐铁矿化、铜矿化、蚀变岩(矿)石次之，煌斑岩脉、花岗岩表现为弱磁性质，其他岩(矿)石基本无磁性。综合分析可知：矿区岩(矿)石磁性强弱与铁质矿物含量成正比，与硅化程度成反比，即铁质矿物含量越高磁性越强；硅化程度越高，高温“退磁”效果越强，磁性则越弱，从侧面反映了矿区热液活动频发、剧烈。

表1 矿区岩(矿)石样品物性参数

2.2 地球化学特征

分析表2可知：矿区As、Ag、Sn、W、Mo、Cu、Mn、Pb呈较均匀—不均匀分布，有富集成矿的可能，As、Sn、Cu、Mn、Pb、Zn背景值相对较高，说明元素相对富集，可归为主成矿元素；As、Au、Sn、W、Mo、Cu、Mn、Pb、Zn含量极大值较高，从元素组合看，矿区可能存在铜(砷)铅多金属和锡钨钼多金属2类矿床，与矿区发育该2类矿化的地质事实相吻合。

表2 矿区土壤样品元素特征参数

注：Au单位为(×10-9)。

3 异常解译

3.1 土壤地球化学异常

本研究土壤地球化学测量共圈定了3个异常，编号分别为H1、H2、H3。由图2可知：①H1异常位于大马尖山西侧，异常包含Cu、Pb、As、W、Mo、Au、Ag等元素，以Pb、As为主，各元素重合性好，幅值一般，异常中心明显，该异常往西可能仍有延伸，上覆地层为第四系砂砾岩、亚黏土，但在该地段未见矿化且无其余地质体与之对应，加之该段内样品点数少，工作程度较低，异常致因仍需进一步查证；②H2异常位于大马尖山北侧，异常包含Cu、As、W、Mo、Au、Ag等元素，Cu、W异常较显著，各元素异常对应良好，幅值高，异常浓集中心明显，往北仍有显著延伸趋势，与Ⅰ-2#矿体对应，为矿致异常，此外，W、Mo异常显著，表明F1断裂既为容矿构造也为热液通道，下部应存在石英斑岩体；③H3异常位于大马尖山东侧，以Cu、As、W、Mo、Au、Ag、Pb、Sn异常为主，异常规模较大，总体分为W、Mo、Au、As(对应钨钼矿)和Cu、Pb、Zn、As、Ag(对应铜砷多金属矿)2种异常组合，其中W、Sn异常值大于分析上限1 000×10-6；w(Cu)最大为1 634×10-6，w(Pb)最大为5 145×10-6，各元素重合性好，幅值较高，异常内出露石英斑岩及多条次级断裂，该段内赋存的小矿体与异常中心对应较好，属矿致异常。

3.2 磁异常

通过高精度磁测在矿区圈定了ΔT异常M1、M2、M3、M4、M5共5个磁测异常区。由图3可知：①负磁异常位于测区中部横贯东西，形成了NW—SE向异常带，正异常在负异常带南北两侧分布，石英斑岩体基本位于负异常中，正异常位于石英斑岩体的外接触带南侧；②M2异常位于北部石英斑岩南西侧，异常为不规则突变型正异常，ΔT曲线起伏较大，且明显地与Ⅰ-1#矿体对应，地表褐铁矿化强烈，应由Ⅰ#矿化带的褐铁矿引起，说明矿区铜(砷)矿体表现出较弱的正磁异常；③M1、M3、M4、M5异常位于中部石英斑岩体南侧，由西向东依次排布，ΔT场值0值线位置与地层、岩体界线基本吻合，正负异常成对出现，呈云团状，异常均较平缓，ΔT曲线起伏不大，说明磁性体具有一定规模，并具有一定埋深，其中M3异常规模最大，正负场值均较高，矿致特征十分显著，地表见铁帽，下部施工坑道内见磁铁矿体，矿体位于正负异常交界处；④M4异常带内见突变点，正异常场值高且较明显，负异常相对较弱，与M2、M3异常特征多有相同，推断为铜(砷)矿体引起，位于Ⅰ#矿体延长线东侧，推测中间存在构造错动；⑤M1负异常显然与石英斑岩有关，异常未封闭，表明石英斑岩向北西方向应仍有延伸；⑥M5异常为民采老硐堆积物引起，为不具有找矿意义的干扰异常。

图2 矿区土壤地球化学测量单元素异常特征

3.3 激电异常

本研究通过在圈定的磁异常重点地段开展激电测量，探获了IP1、IP22处异常，两者主要位于Ⅰ#矿体延长线东侧，两异常区均表现出低阻高极化电性特征，极化率10%～13%，电阻率集中于157～277 Ω·m，反映出该地段硫化物明显富集，推断矿区次级断裂(Fw)位置如图4所示。结合磁异常解译结果，推断异常是由铜(砷)矿体向东错动所致。

图3 绿大马尖山矿区高精度磁测总场△T异常分布

3.4 音频大地电磁(AMT)异常

分析图5及相关测量资料可知：①矿区F1断裂整体呈NNW走向，其中存大脉状铜(砷)矿体(Ⅰ#矿体)向北至F9断裂旁侧煌斑岩一带，推断南至24#线后与F7断裂逐渐交汇湮灭，F1断裂整体陡倾接近直立，自北向南逐渐变浅，北部最深处可达 200 m，北部下方为花岗岩体，推测19#线以南下方为志留系板岩、石英砂岩地层；②F8、Fw断裂走向NW—SE，至F1断裂相交后向北东扭转，向东错动F1断裂，F8断裂在0#线至11#线一带倾向NE，倾角约80°，北西浅南东深，下方为石英斑岩，Fw断裂规模较小，向东至F6断裂湮灭；③花岗岩体分布于矿区北部较深位置，推断为岩基伸出的1条岩株，西侧界线已由钻孔探明，在F1断裂以西 180～220 m一带，推测向南至19#～20#线一带，东侧界线未探明，岩体东高西低，南高北低；④石英斑岩体分布于花岗岩体上部外围，岩体南高北低，向北斜插至F9断裂、煌斑岩一线，东、南、西缘与板岩、砂岩地层接触，推断F1断裂东西两侧出露岩体的下部应相连，规模大，向东仍有延伸。

图4 大马尖山矿区激电异常特征

图5 大马尖山矿区11#～24#线AMT纵剖面

4 找矿预测

结合本研究物化探异常综合解译成果，在矿区内圈定3处重点找矿靶区(图6)。其中，1#靶区位于石英斑岩向北及北西延伸方向，磁测异常指向北，坑道AMT测量推测岩体的“根部”在该靶区内，岩体内外接触带为锡钨钼矿成矿的良好部位；②2#靶区位于石英斑岩向东延伸方向，下部应为花岗岩体，该区土壤异常较好，推断深部存在石英斑岩体，其内外接触带应存在锡钨钼矿体；③3#靶区位于F1断裂内大脉状铜(砷)矿体南延长线偏东位置，土壤、磁测、激电异常均指向该处，当中存在构造错动，推断F1断裂向偏东方向错移，其内应存在铜(砷)铅锌矿体。

图6 大马尖山矿区找矿靶区分布

通过462坑道内钻孔ZK2-1验证了“石英斑岩和花岗岩界面较4#线、6#线深”的认识，界面埋深较推断结果相差30～50 m，并于石英斑岩上、下接触带上发现了厚60～80 m的钨钼矿层。钻孔ZK7-4、ZK7-5揭露出1#靶区西侧上部为石英斑岩，下部为志留系地层，东侧下部为花岗岩，石英斑岩向东仍有延伸，表明后期钻孔揭露结果与物化探异常解译推断成果吻合度较高。通过钻孔ZK7-2 、ZK7-3、ZK7-5验证了“地表两石英斑岩体下部相连”的推断，往东延伸部分2#靶区为找矿重点区，在ZK7-3钻孔中揭露出40～50 m厚的锡钨矿层。588、726、926坑道工程验证了本研究关于“F1断裂北深南浅”的推断，在3#靶区穿脉中揭露的厚2～6 m的铜(铅锌)多金属矿化体下延至926坑道后逐渐尖灭。

5 结 论

(1)寻找铜铅锌硫化矿的最佳勘查手段为磁测+激电+AMT测深的组合方式。寻找锡钨钼矿最佳勘查组合应为土壤测量+磁测+AMT测量。选用方法时，应按土壤测量、磁测、激电、坑道及试验剖面测试、AMT测深的先后顺序，可分多期次进行，注重各类异常的相互验证。土壤测量、磁测面积宜尽可能大，应包含背景值区域；开展激电测量工作时应有明确的目标区；AMT测深应尽可能包含试验对比剖面；勘探剖面布置应包含已知矿体，如果老矿山存在干扰因素，则需预先制定干扰压制方法和后期数据处理方法。

(2)土壤测量具有良好的指向性，异常具有面状特征，无法反映深度上的信息，也难以具体到某个点或某个地质体。磁异常对岩体、构造的划分具有良好的实测效果，能够指明岩体的分布范围和延伸方向。激电异常能够有效反映金属硫化矿物的分布情况，细化构造划分。AMT测深能够完成矿区由“面”到“体”的物化探勘查格局，提供大量深度信息，有助于实现对地层、构造、岩体的定性解译。