吉林汪清杜荒岭矿区土壤热释汞测量对比研究及找矿预测

(1.广州市地质调查院 广东 广州 510000)(2.桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室 广西 桂林 541004)

一、引言

汞矿化或汞异常对金矿的勘查有着重要的指示意，汞作为金的重要远程指示元素在金矿勘查中已被广泛应用。汞具有较强的穿透力，由地下深部上升的汞蒸气，沿着构造断裂和破碎带上升，从地面以下几百米甚至几千米，可以一直到地表，即使疏松覆盖物较厚，地表土中仍有汞的异常显示。

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迭加价态汞达到寻找隐伏矿的目的，这就是土壤热释汞测量法的基本原理(栾继深等，1981)。

本文中，作者从已知矿床剖面不同热释温度入手，结合实验对比研究结果与实际地质情况确定土壤热释汞的最佳热释温度，并利用其达到准确的预测未知区隐伏矿体的目的。

二、矿区地质概况

区内被广泛发育的燕山早期岩体所覆盖，地层出露面积较小。工作区北部有小面积的二叠系开山屯组砂砾岩、砾岩及板岩出露。矿区南部可见中生界侏罗系上统金沟岭组出露，岩性为紫-灰黑-黑绿色致密块状安山集块岩、安山角砾岩、中性玻屑—晶屑凝灰岩、安山岩夹凝灰砂岩，底部为安山凝灰砾岩，砾岩成分复杂，浑圆度好，为凝灰质胶结，但该地层也多被第三系土门子组所覆盖。

工作区位于东西向复兴-杜荒子断裂带东部。区内构造以东西向为主，并发育有北东东、北东、北北东、北西向四组次级构造。区内成矿主要受东西向主构造带控制，含金地质体均赋存在该带内，次级构造与成矿关系不密切。

工作区被大面积出露的燕山早期岩体所覆盖。岩性组成有花岗闪长岩、花岗斑岩、石英闪长岩、花岗岩等。并有安山岩、闪长斑岩脉穿插。

三、样品温度实验

利用样品重量和测试时间结果，保持样品重量为100mg和热释时间为90s不变。本次实验我们对矿区J0测线采集的14个土壤样品进行温度实验，通过不同温度的实验数据对比，找出与已知剖面的已知矿体对应对应最好的曲线，从而确定测试温度。

结合矿区地质资料和土壤热释汞热释温度曲线图,做了160℃、220℃、300℃和650℃四个温度条件下的样品测试，其中650℃热释汞为全汞(Hg0、Hg1+和Hg2+)。

利用测试温度实验数据，结合矿区J0测线已知地质剖面绘制地质-地化剖面(图1)。从图中可以看出，四个温度测出的汞含量大小大致为160℃<220℃<300℃<650℃。不同的温度对矿体所指示的清晰度不一样，其中160℃和220℃能大致指示下方矿体，300℃和650℃所测出汞的数据曲线能清晰地指示出下方的矿体。异常呈宽峰形态分布，异常宽度60米，从11到14号测点，正好处于矿体正上方，吻合程度非常好，测点基本控制住了剖面。

四、不同温度汞异常对比

本次工作在矿区内布设了8条剖面(0线-7线)，勘查网度为200×40米，其中5线、6线从48到56测点进行了加密，点距为20米，共采集土壤样品322个。为了能够更加清晰分析不同的测汞温度对该地区找矿预测的影响，对杜荒岭矿区的样品分别进行了300℃和650℃条件下的重复测试，最后对测区两个不同温度的异常图结合地质条件进行对比研究。

利用直方图解法处理后将数据背景值加2、4、6倍标准差按外、中、内带绘制出异常平面图，300℃异常外带(图2)为3.8ppb，中带为5.2ppb，内带为6.7ppb；650℃异常外带为5.8ppb，中带为7ppb，内带为8.2ppb，其中650℃异常为对比异常。

300℃异常主要集中在中部与南部，此外还有几个单点异常。其中中部异常规模巨大，横跨2、3、5、6、7线，起点为2线19号点，终点为7线5号点，异常峰值为16.6ppb，位于3线22号点，异常衬度值为6.91，异常走向东西，长度约为800米，三级分带明显。南部异常位于4线5号点与5线5号点之间，三级分带明显，异常峰值为14.3ppb，位于4线5号点，异常衬度值为5.96，异常均位于中细粒石英闪长岩内。

650℃异常比较分散，主要由南部和东部两个大规模异常带组成，三级分带明显，其余基本为单点异常，其中南部异常与300℃异常基本相似，主要区别在于中部，300℃中部异常无论在规模还是连续性都比650℃异常在同位置下体现得更清晰。

为了更好地指导未知区找矿，将地电化学提取主成矿元素Au异常平面图与之对比。从图中可以看出，300℃异常与Au异常套和关系非常好，特别是中部异常，其套合面积大且连续性不错。650℃异常虽然能与Au异常大致套合，但总体清晰度不如300℃异常，由于其高背景值，甚至还漏掉了一些异常。由此可知，在该测区应用汞测量方法找矿过程中，300℃图异常符合该区的地质找矿条件，这为测区矿床的定位指出了明确的方向。

测线4、5、6线北部区域虽然表面有细脉状矿化体，但经过钻探工程验证后发现见矿效果不理想，由于该区属于当地木耳地种植区，可能对样品造成污染出现假异常。综合各因素，本次找矿的重点放在矿区中部异常带。根据异常规模、强度、形态变化与地质条件的吻合程度共圈定了4个找矿靶区，按照找矿潜力大小分三个等级，即Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类(图5)。

Ⅰ类靶区：汞和金异常强度和规模较大，三级浓度分带明显，其中3线22号点金异常峰值31.89ppm，衬度值为8.5，处在测区中部，汞和金元素异常套合好，具有极大的找矿潜力。

Ⅱ类靶区：汞和金异常强度和规模中等，三级浓度分带明显，处在测区东南部和中南部,汞和金元素异常套合较好，处于找矿有利部位，具有一定找矿潜力。

Ⅲ类靶区：此靶区内汞无明显汞异常但显示有金异常，由于此区处于当地木耳种植地范围内，周围有工业垃圾，样品可能受到污染，推测为假异常。

五、结论

(1)已知剖面进行热释汞研究表明，每一个温度条件下所测出的汞含量曲线在矿体上方均大致出现明显异常，四个温度测出的汞含量大小为160℃<220℃<300℃<650℃，这是因为温度越高，样品释放的汞越多。

(2)结合地质背景表明，300℃异常从规模和强度都与主成矿元素Au套合关系很好，且异常位置位于本区构造成矿有利部位，得出300℃条件适合该区土壤样品测试。

(3)通过可行性研究与未知区找矿实践表明，土壤热释汞测量法对于找隐伏金矿是有效的。