赣南高山角矿区物化探异常对隐伏矿产的预测作用

2019-10-23刘翠辉李伟贺根文李江东陈琪

四川有色金属 2019年3期

刘翠辉，李伟，贺根文，李江东，陈琪

（江西省地矿局赣南地质调查大队，江西赣州 341000）

随着国民经济的发展，对矿产品的需求量也在与日俱增，迫切需要寻找接替资源，而寻找新的资源的任务落在了危机矿山的攻深探边和强覆盖区的追索找盲的工作上［1］。寻找隐伏矿需要综合多方面找矿信息，在抓住深部关键的地质因素前提上，将地球化学和地球物理异常信息转化为找矿标志，这是提高隐伏矿找矿效率的关键［2］。近年来，随着原生晕法、构造叠加晕法、地电化学法、深穿透地球化学方法、CSAMT等一系列新方法在矿产勘查方面的广泛应用和推广，寻找隐伏矿床工作也变得实际可行［3-5］。

银坑矿田位于南岭成矿带与武夷山成矿带的交汇部位，构造位置独特，岩浆活动频繁，是赣南最重要的金银贵多金属找矿远景区［6］。矿田内发育有破碎带蚀变岩型、层控型、风化堆积型、隐爆角砾岩型等类型矿产，以柳木坑-牛形坝大型破碎蚀变岩型银铅锌多金属矿床规模最大。结合矿田内开展的物化探方法可行性研究成果，土壤地球化学和游离汞气异常对矿区隐伏破碎蚀变岩型矿产的具良好的指示作用［7-9］。因此，区内选择开展了地质-土壤地球化学-汞气-地球物理剖面测量工作，综合分析异常信息，筛选矿致异常，为该区找矿勘查工作提供依据。

1 地质概况

矿区地层较简单，主要出露中侏罗统罗坳组地层，其次为青白口系和南华系地层。罗坳组地层走向北东，与新元古代青白口系地层呈断层接触。岩性组合以湖泊相碎屑沉积为特征，底部为灰白-浅黄色砂砾岩夹薄层状中-细粒砂岩，中上部为杂色泥岩、粉砂质页岩、粉砂岩及中-细粒砂岩呈韵律产出。岩石普遍发育硅化、绢云母化、黄铁矿化等蚀变，地表常形成大面积“铁帽”。

图1 高山角地区地质简图

矿区断裂构造较发育，以北北东向推覆断裂规模最大，其次为北东东向次级断裂。推覆断裂（F5）位于矿区北西侧，走向北北东，倾向北西，倾角50°～80°，出露宽2m～10m，裂面舒缓波状，带内见糜棱岩、构造透镜体及挤压片理。北东东-近东西向次级断裂普遍分布于高山角岩体外围的罗纪地层中，规模较小，地表为褐铁矿化破碎带，是该区的主要的容矿构造。

矿区大面积出露燕山早期高山角岩体，呈岩株状产出，出露面积约为1km2。主要岩性为细粒斑状黑云母花岗闪长岩，细粒似斑状结构，块状构造；斑晶含量30%～50%，以斜长石为主，次为钾长石和石英；基质为细粒花岗结构，粒径0.5mm～1.0mm，主要矿物为钾长石、斜长石、石英、黑云母，黑云母。根据赵正等人研究成果，高山角花岗闪长岩成岩年龄为160Ma，与南岭银坑矿田的贵多金属成矿作用同期［10］。围岩中发育少量花岗闪长斑岩和花岗斑岩脉。

2 物化探异常特征

2.1 地球化学异常

2.1.1 土壤元素特征

区内已完成的1：10000土壤测量7.5km2，共完成1925个土壤样品测试分析，分析元素为Mo、Cu、Pb、Zn、Ag、Au、As、W、Sn。利用SPSS软件对测试数据进行统计分析，分析结果见表1。矿区土壤元素Pb、Au、As分布较广，多集中与高山角岩体外围，而元素Cu和Ag分布较为集中于岩体边部及内接触带；元素Pb、Cu、Ag具有明显的三级浓度异常分带，浓集中心明显；元素Pb、Zn、Ag、As异常主要分布于岩体外接触带北段区域，套合度较好，具有良好的找矿指示作用。

2.1.2 壤中汞气特征

此次工作共进行了南北向（D-D’、E-E’、F-F’）和东西向（G-G’、H-H’、I-I’）共三条地质-土壤-汞气综合剖面测量工作。野外汞气采集使用金丝捕汞管，将钢钎打预定的测点附近的疏松覆盖层内0.5m～0.7m，拔出钢钎后立即将螺纹采样器旋人孔内0.2m～0.35m深处，依次连接好螺纹采样器、除尘过滤器、捕汞管和抽气筒，并抽取最佳体积的气体样品。壤中气汞量测量采用廊坊迪远仪器有限公司的XG-7Z塞曼测汞仪。

表1 高山角地区土壤元素地球化学特征

根据汞气测量数据统计分析得知，具有变化范围大（25ng/m3～931ng/m3）、高极值（峰背比最高可达16.05）和高背景值的特点。从E-E’综合剖面中汞气分布曲线可知见图2，峰值主要集中于剖面中段700m～1500m范围内，依次呈现出5个明显的异常峰值（峰值/背景值大于8）。通过对比实测剖面，5个异常峰值依次对应的地质体分别为：含矿破碎带V2、花岗闪长岩脉、矿化破碎带V3、石英粗砂岩、岩体侵入界线。由此可知，研究区壤中汞气测量指示效果明显，异常地质体（如含矿破碎带、岩脉、岩体侵入不整合界面）的壤中汞气表现出明显的高值，这也说明该方法能有效的应用于该强覆盖区的大比例尺填图工作。

图2 E-E’地质-地球化学综合剖面

2.1.3 岩石原生晕特征

结合研究区已开展的工作，选择ZK1801、ZK1201、ZK0601三个钻孔进行原生晕分析。采样以连续刻线采集方法进行，每5m一个样，每个样品由5～7小块岩石组合而成，对特殊地质体（如断层泥和裂隙充填物）适当加密采样。样品测试分析了Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Ag、Au、W、Sn、Mo共11个元素。

利用SPSS软件对各元素相关性进行分析，分析结果见表2。分析可知：①Cu、Pb、Zn中温元素表现出极强的相关性，三者为共伴生的关系，这与钻孔中出现Pb-Zn-Cu矿脉的地质现象一致，其中Pb、Zn元素为相关性系数接近1，接近完全共生产出；②低温元素Ag、As、Sb之间相关性较好，与中温元素相关性较强，其中，Ag和Sb元素与Cu、Pb、Zn元素具有较强的相关性，这说明Pb、Zn成矿共生有Ag，且Sb可以作为Pb、Zn、Ag的指示元素；③Au与其它元素都为负相关，与中高温元素负相关较强，说明成矿不相关性；④高温元素W、Sn具有较强的相关性，与中低温元素表现为负相关。综合钻孔地质编录资料，钻孔揭露有铅锌铜矿体，伴生有Ag矿化，这与原生晕分析结果一致。

表2 钻孔原生晕各元素相关系数矩阵(N=253)

2.2 地球物理异常

通过对高山角矿区进行了磁法-可控源音频大地电磁测深（CSAMT）工作，完成磁法测量5km和CSAMT测点100个（点/50m）。根据物探异常解译图可知见图3，磁法以正异常为主，集中分布于测线南端（2300m～3500m），最大值为150nT。CSAMT最大勘探反演深度达到-1200m，从视电阻率断面电性图中可知，总体可以分为3个电性层：第一电性层分布于1150m～1800m间的20m～-300m标高及1800m～3500m间的200m～-200m标高的范围内，电阻率值约为20Ω·m～600Ω·m，呈低阻异常特征反应；第二电性层分布于1000m～1800m间的200m～-10m标高范围内，电阻率值约为600Ω·m～4000Ω·m，表现出三个较小的高阻异常浓集中心（图3中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）；第三电性层分于整条测线范围的-200～-1200m标高间，电阻率值约为600Ω·m～1500Ω·m，由浅到深部整体呈增大趋势，呈中阻异常特征反应。

根据区内物性测量结果，铅锌多金属矿石物性具低电阻、高极化、弱磁性或无磁性的特点，高山角花岗闪长岩具中高电阻、低极化、强磁性的特性，侏罗纪地层（细砂岩为主）为低电阻、中高极化、无磁性的物性特征。根据磁法测量结果，在测线1300m～1400m间存在一个明显的磁性异常转换界面，磁性由弱负异常转变为明显的正异常；异常两侧地层都为侏罗系罗坳组，南侧岩石发育更为明显的褐铁矿化，地表则表现出更为明显的黑褐色“铁帽”。结合CSAMT反演结果，在1250m～1800m的100m～-100m标高间存在一个明显的低阻异常浓集中心，与地质实测（含矿）破碎带对应较好。因此，综合推断该低阻异常与银铅锌（铜）矿化关系密切，可能为隐伏矿体分布区，并推测在1300m～1400m间存在规模较大的主断层。综合分析各电性层特征认为：第一电性层为低阻分布区，对应为地表分布广泛的褐铁矿化细砂岩等，推测为褐铁矿化（地表）、黄铁矿化、硅化砂岩分布区；第二电性层中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个高阻异常浓集中心可能为花岗闪长岩、花岗斑岩脉所引起，与槽探工作所揭露出花岗闪长斑岩脉及ZK1801钻孔中所见的花岗斑岩相对应；第三电性层可能为强硅化细砂岩或花岗斑岩等。

3 异常信息综合解译

研究区属南岭中低山区，植被覆盖厚，基岩出露较少，依靠简单的地表填图工作难以发现成矿信息。因此，能否有效地提取矿致异常信息对该区找矿具重要作用。气态汞穿透能力，最容易沿断裂构造破碎通道向上迁移至地表，再被围岩和土壤吸附（粘土、铁锰胶体、有机质等），形成壤中汞气。元素Hg为亲硫元素，常以自然汞和汞化合物的形式存在于Cu、Pb、Zn、Au等的硫化物中，是Cu、Pb、Zn等热液矿产的通用指示元素。结合研究区成矿特点：以破碎蚀变岩型矿产为主，成矿元素以中低温Cu、Pb、Zn、Au、Ag为主，与构造关系密切，壤中汞气在理论上对预测区的找矿有良好的指示作用。根据银坑地区汞气分布特点分析可知，汞气异常具有叠加作用，即含矿破碎带所表现出的汞气异常远远高于非含矿破碎带，这说明壤中汞气异常能有效地指示该类矿产的分布［8］。因此，通过地质-土壤-汞气的剖面测量工作，对异常信息进行综合对比分析，能有效地提取矿致异常。

本文以E-E’综合实测剖面为例，进行地质-土壤-汞气综合解译剖面解译工作见如图2。从图中可看出，壤中汞气异常明显，表现出连续分布的异常峰值，且异常峰值几乎都对应于剖面中特征地质体的分布，包括矿化破碎带、岩脉、岩体侵入界线等。综合对比土壤元素与地质剖面内容得知，土壤中Cu、Pb、Zn、Ag主成矿元素套合度较好，元素Mo、Au次之，元素峰值分布较一致，依次划出4个主峰值区（图中①～④）。结合地质剖面实测内容，①～③峰值区与地表的褐铁矿化破碎带的分布范围相一致；④峰值区分布于高山角岩体范围内，Cu、Mo、Pb、Zn、Ag元素异常明显，套合度极好。对比土壤元素与汞气分布得知：②和③元素异常峰值区与汞气高值异常相吻合；①峰值区汞气异常不明显，这与该剖面前600m汞气整体偏低有关，可能是由该段第四系覆盖物和腐殖质覆盖极厚导致的汞气效果较差；④峰值区不存在明显的汞气异常，地表为半-全风化斑状花岗闪长岩，未见矿化异常信息，土壤元素异常高值可能与高山角岩体本身含较高的成矿元素有关，并非土壤次生富集造成的。由上述分析认为，①～③异常区具有较好的找矿潜力，尤以②和③异常区最具潜力，应进行找矿验证工作。

图3 D-D’地球物理综合解译剖面图

对比矿区最新勘探成果，区内破碎带蚀变岩型银铅锌（铜）矿产主要分布于高山角岩体外围的黄铁娟英岩化砂岩中，与土壤异常元素和汞气异常分布相吻合。根据D-D’剖面磁法和CSAMT解译结果，推测在导线1300m～1400m间存在延深较大的断层，在1250m～1700m区段的100m～-100m标高的低阻异常可能为铅锌铜矿体所引起。通过对矿区北部施工ZK1801验证钻孔，深部揭露2条达工业品位的银铅锌（铜）矿体，矿体空间分布与低阻异常浓集对应较好，与物探异常对应良好。目前，该区施工的钻孔深度较浅，尚未对深部大规模发育的低阻异常进行验证，是该区深部找矿工作的重点。