印度尼西亚德雷沃河砂金成矿特征及找矿远景

胡君春，陈志军，叶晋军

（云南省煤炭地质勘查院，云南昆明 650218）

0 引言

当前，中国经济与科技日新月异，矿产资源需求量巨大，急需走出国门探寻稀缺矿产资源。其中探采砂金矿，周期短，见效快。印度尼西亚矿产资源丰富，勘查程度相对低，开采技术相对落后。砂金矿相对易探易采，且储量大。砂金以加里曼丹岛和伊里安岛为主（冯连顺，1997；成功和朱战军，2012；薛卫冲等，2014）。位于伊里安岛内德雷沃河流域范围内砂金储量大，找矿前景好。砂金赋存与河流堆积、侵蚀和搬运作用下形成的河流地貌有着密切的联系。

印度尼西亚伊里安查亚省伊里安岛德雷沃河不同河段已有零星开采砂金，多为当地土著人开采，规模较小。因砂金易开采，当地地质条件研究程度低，快速、简单、准确获取砂金靶区是实现找矿突破的关键。本文重点研究位于德雷沃河上游三级阶地砂金成矿特征及开采现状，根据现状开采和现场采样，砂金品位为5 g/m3，现状开采区东西长为860 m，南北宽达600 m，面积约0.516 km2，储量达16.5 t；系统初步调查分析流域范围内河流地形地貌、水动力条件、砂金成矿特征和开采方式，并预测砂金靶区。

1 德雷沃河概况

德雷沃河（Derewo River）位于印度尼西亚（Indonesia）东部伊里安查亚（Irian Jaya）省内伊里安岛（Pulau Iberian）内，为岛内较大河流之一。德雷沃河河长约310 km，流域面积达450 km2。河源位于查亚峰，河口位于纳比雷县城东郊，在河口处汇入太平洋。流向近东西向，流量100～260 m3/s，洪水期超过400 m3/s，河床坡降为3‰～6‰，河宽20～70 m，局部河宽达120 m（图1）。

在德雷沃河不同河段河流搬运、冲积、洪积、侵蚀和堆积作用差异巨大。上游属山区型河流；中游为山区型河流与平原型河流的过渡河段；下游为平原型河流。不同河段地形地貌、水动力条件和地层岩性差异巨大。上游河床岩性主要为页岩，属高中低山山地地貌；中游为变质岩、板岩，为中山山地地貌；下游主要为砂砾石层、砂层，形成滨海平原和沼泽地貌。因此，不同河段水动力条件差异较大。

2 阶地演变规律和砂金成矿特征

图1 德雷沃河流域概况及位置图

当前已在开采位于德雷沃河上游三级阶地，根据开采现状，总结其阶地演变规律、砂金成矿特征和开采现状（胡君春和叶晋军，2014）。

2.1 阶地演变规律

德雷沃河中游，为河流阶地，属阶地地貌类型。阶地东西长为860 m，南北宽达600 m，面积约0.516 km2。阶地海拔840～988 m，一般海拔为930 m。按其形成时期和形成过程划分为三类和三级。三类阶地分别为基座阶地、侵蚀阶地和堆积阶地；三级阶地分别为Ⅲ级阶地、Ⅱ级阶地和Ⅰ级阶地（图2）。

Ⅲ级阶地为基座阶地。该级阶地形成于T1时期。在T1时期，Ⅲ级阶地位于凸岸，属河流堆积、淤积区；对岸为凹岸，为河流侵蚀、淘刷区。阶地形成经历长期河流侵蚀、搬运、淤积作用，形成时期最早。阶地面总体地势东高西低，北高南低。海拔946～988 m，阶地斜坡坡度29°～43°，阶地斜坡高度为25～29 m，地层岩性以冲洪积物为主，砾石层厚度为2.0～2.6 m，夹砂透镜体，漂石和块石较多，无明显分层规律。

Ⅱ级阶地为侵蚀阶地。河流及洪水长期冲刷、冲蚀，外加一次洪峰作用而形成。该级阶地是在Ⅲ级阶地的基础上于T2时期形成。主要作用是河流侵蚀作用下形成的侵蚀阶地。在T2时期经一次较大洪峰侵蚀和下切作用，紧接河流堆积作用，加之河流改道，河岸呈凹岸和凸岸形态，经长期的堆积作用和洪峰剧烈的冲蚀、冲刷、淘蚀、淘刷作用，单次洪峰的急速下切等复合作用下形成新的河流地貌，即Ⅱ级阶地。该阶地斜坡坡度为25°～39°，阶地高度为22～26 m。地层岩性以冲洪积物为主，无明显分层规律。

Ⅰ级阶地为侵蚀阶地和堆积阶地。该阶地是在Ⅱ级阶地的基础上于T3时期形成。河流地貌清晰，可划分为两个次级阶地。即有侵蚀作用，也有堆积作用。在T3时期，经一次较大洪峰的急速侵蚀和下切作用，河流又一次改道，形成新的河流地貌，即Ⅰ级阶地。地层岩性主要以漂石、砾石、砂和砂土组成，夹有薄层粘土透镜体，分选较差，无层理。阶地高度为17～23 m，阶地坡度较大，阶地面起伏不平，存在多个小台地。

图2 德雷沃河河流阶地现状

2.2 砂金成矿特征

古河床岩性为板岩，风化强弱不一，存在强风化带和弱风化带，基岩面呈起伏状，由北至南基岩下倾（图2）。三级阶地中基岩起伏状明显，对河流产生阻碍作用，富含有机质、粘土矿物，为金的富集和赋存提供有利场所。在阶地形成初期，位于左岸（凸岸），右岸为山峰（凹岸）。受地质构造、地形地貌和岩性控制，加之河流长期淤积、侵蚀、沉积、冲积和洪积作用，河流至少改道3 次，形成当今三级阶地。河流长期冲积作用和洪峰的强烈侵蚀、冲刷和搬运受河床基岩与起伏程度控制，冲、洪积物密度较高，易于砂金的携带与沉积，研究区至少存在3 个不同规模的砂金富集带，砂层与板岩接触带砂金最为富集。

在河流冲积、沉积、侵蚀、堆积、淘刷和淤积等长期复合作用过程中，三级河流阶地地层岩性、物质组成和结构具有河漫滩沉积物的特征。因此，砂矿形态类型为阶地砂金矿。

在河流周期性、间歇性和突发性的作用下，地层岩性无明显分层规律，透镜体较多，矿体连续性差，具备洪积砂金矿特征，为洪积砂金矿。另外，三级阶地规模大，古河床宽，砂金矿物多分布于冲积物下部靠近基岩面处、风化基岩裂隙中、阶地与板岩接触带，具备冲积砂金矿特征，为冲积砂金矿。砂矿成因类型为洪积砂金矿和冲积砂金矿。

据不同矿井采金现状和采样，结合该矿砂金成矿特征和开采情况，按5g/m3品位初步估算该区资源量，含金厚度大于10 m，金储量大于16.5 t，为特大型砂金矿。在矿产资源匮乏和深部探采的今天，该矿资源丰富，经济价值巨大。

2.3 开采现状与砂金富集

2.3.1 开采现状

当前采用平硐贴基岩面掘进，高压水枪开采。在平硐掘进过程中，基岩由南向北为逐渐抬高，由东向西基岩逐渐下倾。平硐掘进至230 m，基岩微下倾，采金4.3 g。其中最大单颗粒金达3.3 g，表面光滑，重量大，还有两颗小金表面光滑。在258.1m 处基岩突然抬升，后又下倾，见黄铁矿0.21m×0.15 m×0.11m，颗粒较大，圆状和球状，呈窝状出现。漂石（0.70 m×0.61m×0.35m）和块石多，砂砾石少。

图3 平硐277 m 处采获狗头金

图4 平硐321 m 处采获狗头金

在平硐277 m 处采获单颗粒金重达53.4 g，长为5.2 cm，表面粗糙，手搓易脱落碎金（图3）。在平硐321 m 处，采获一颗重达30.9 g，长为4.1 cm，扁平状，表面圆滑（图4）。对比两颗金粒表面和形态，差异巨大，推测可能来自不同的岩金矿脉。

西平硐基岩面表面光滑，有曲度，呈起伏形态（图5），基岩低洼处不含金或极少金，黄铁矿和石英砂砾几乎没有，卵石粒径差异巨大，卵砾石分选差，顶板巨石少，底部巨石多，细砂多。西平硐掘进方向近南北，横切德雷沃河古河床。从西平硐可以初步判断该阶地为内叠阶地。

图5 古河床形态与富金关系图

东平硐基岩表面呈锯齿形态（图5），表面粗糙，呈线状分布，东西走向，近水流方向，并有方解石脉充填，石英砂砾多，黄铁矿较多，最大黄铁矿0.21 m×0.15 m×0.11 m；圆度为圆状，球度为球状，砂少卵砾石多，粒径差异小，分选好，巨石多，此现象是本矿区一特征，含金量大。东平硐掘进方向近东西，纵切德雷沃河古河床，由西往东掘进，即从古河流下游往上游掘进，基岩为抬升，初步判断东平硐为古河流的一分叉河流形成的小沟槽，非古河流主河床，东平硐非主要含金层。

对比东、西两平硐和当前砂层和含金量，结合阶地岩性特征和古河流主流水动力条件，分析平硐渗水变锈黄色时间长短，可初步总结矿区含金层与砂砾层关系：黄铁矿多，石英砂砾多，薄层淤泥多，砂泥（浅黄色）较多，基岩面金多。

2.3.2 砂金富集特征及探采方法

砂金分为残坡积砂金、冲积砂金洪积砂金（黄仲权，1992）。

（1） 形态类型为阶地砂金矿，成因类型具备冲积砂金矿和洪积砂金矿的双重特征。

（2） 砂层中见薄层淤泥，含粉细砂，含泥成分高，漂石和巨石少，有树枝或木头夹杂，不含金。

（3） 由于扁平状砾石分布零星，不集中，没有规律可循。判断古河流流向根据基岩软硬不同形成的沟槽走向，结合河流地貌形态与阶地类型判断。河流主流方向富金几率较高。东平硐初步判断为河流分流形成的沟槽，当前有进尺有金，金粒表面圆滑，单颗粒金重量大。河流分流形成的沟槽头有金，沟槽尾无金。

（4） 黄铁矿呈窝状、石英砂砾多，基岩面呈锯齿状形态（图5）（或基岩面粗糙，棱角状分明），渗水变锈黄色时间短（可用小时计算），砂砾石分选好，砂层含泥少，基岩有方解石脉或石英脉等多现象同时出现，可找到富金层。

（5） 基岩起伏形态为锯齿状（图5），分为逆水锯齿状和顺水锯齿状，逆水锯齿状富金，顺水锯齿不富金。

（6） “黄金重体，归槽落洞”（张维武，1989）。基岩弱风化带，基岩面光滑，有曲度，呈凹凸状，金在水流搬运过程中难以停留，不富金。俗称“狗舔板，白瞪眼”。

（7） 基岩强风化带与砂层接触带易于金的富集（龙长林，1996），强风化为泥层。见此现象可把泥层采掘洗净，金则采净。俗称“泥底一层皮，砂金采完”。

（8） 基岩强风化带与弱风化带呈交替状，基岩面起伏形态，且规律性强，利于砂金赋存。可在此接触带四周增开叉硐探采。俗称“地毯式掘进”，达到边采边探边充填边掘进的循环探采目的。

（9） 在平硐贴基岩面掘进过程中，突见基岩下倾幅度大，可能遇到浅滩、深坑或河流主流方向，浅滩、深坑利于砂金赋存，易形成窝状砂金矿脉，应采用平硐（或斜井）加竖井开采；河流主流方向利于砂金搬运和富集，易形成线状砂金矿脉，应增开叉硐呈线状探采，网状布置叉硐，掘进方向与河流主流方向一致，向上、下游两个方向探采。

3 德雷沃河流域及砂金成矿规律

3.1 流域特征

德雷沃河分河源、上游、中游、下游和河口。不同河段河床地形地貌、河流水动力条件和地层岩性差异巨大。

不同河段地形地貌差异巨大。河源地形起伏巨大，多为陡峻山峰，地势险峻，无河流阶地地貌形态，河谷形态为“V”型。原始森林覆盖，河床坡降大，险滩或浅滩多。以河流的侵蚀作用为主，属侵蚀地貌；河床坡降为4‰～6‰，河宽30～40 m。上游河段阶地地貌较少，阶地规模小，两岸地形起伏大，地势险峻，河谷形态以“V”为主，河床坡降大。以河流的侵蚀作用为主，属于侵蚀、堆积地貌；河床坡降为3‰～5‰，河宽20～50 m。中游河段河流阶地地貌较多，两岸不对称阶梯状地形多，水流有急有缓，左、右两岸无较大连续地层，河流弯曲变化大，凹、凸岸明显，无较大平地，多支流汇入主河流，河谷形态有“U”型和“V”型，河床坡降明显。河床坡降为4‰～5‰，河宽30～60 m。以河流的搬运作用和堆积作用为主，属于侵蚀、堆积地貌。下游河床宽，左、右两岸地形平坦，大部分两岸对称，呈现阶梯状平台，地形起伏小，河流弯曲变化大，以牛轭湖、边心滩为主，河谷形态以“U”型和“W”型为主，河床无明显起伏状；以河流的堆积作用为主，属于堆积地貌；河床坡降为3‰～4‰，河宽40～70 m。河口地形无起伏，地势平坦开阔，多见三角洲、江心洲、边心滩和牛轭湖，以河流沉积物形成锥形沉积地貌为主，河口是河流最主要的沉积和堆积场所，以堆积作用为主，为堆积地貌；河床坡降为2‰～3‰，河宽50～70 m，局部河宽达120 m。

不同河段河流水动力条件差异巨大。河源水流速度快，瀑布多，险滩或浅滩多，是溯源侵蚀的主要场所。水流侵蚀下切能力最强，侧蚀能力最弱。水流为紊流，流量90～120 m3/s。上游水流速度快，水流侵蚀下切能力强，侧蚀能力弱；水流为紊流，流量100～150m3/s。中游水流速度变急缓，水流侵蚀下切能力弱，侧蚀能力强，左、右岸侧蚀能力以河流凹岸和凸岸为极值，侧蚀能力不对称；水流为紊流，流量110～180 m3/s。下游水流速度变缓，水流侵蚀下切能力变弱，侧蚀能力变强，河流弯曲程度大；水流为紊流和层流，层流为主，流量130～210m3/s；河口水流速度缓慢，水流无地形约束而散开，水流侵蚀下切能力最弱，侧蚀能力最强，河水水面较宽；水流为层流，流量140～260m3/s。

不同河段地层岩性差异巨大。河源几乎见不到阶地，河流两岸以冲洪积物薄层，以漂石和卵石为主，含少量块石和碎石，呈现混杂状。河床为基岩或砾石。上游阶地地层少。阶地特征不明显，阶地面、阶地陡坎、阶地前缘和阶地后缘难以划分，阶地分级少，阶地地层薄，地层无分层规律，岩性以冲积、洪积物为主，漂石和卵石较多，含少量块石和碎石，砾石混杂，无分选规律；中游两岸无较大连续性地层，多以阶地地层为主，阶地特征明显。阶地地层岩性出现多样化，地层分层规律性差，分选一般，以砾石和中砂为主，地层成层以中砂和粉细砂层为主，局部河段见卵砾石层，偶见漂石、块石和卵石；下游两岸地层以冲洪积物为主，地层分层规律明显，以砾砂、粗砂、细砂层交替出现，分选好，局部有粉细砂透镜体，偶见卵石和圆砾，局部河岸地层中夹泥线，地层厚度大；河口为形成冲积平原，为松散堆积层，地层以砂层为主，岩性为细砂、粗砂和砾砂为主，分选差，为混合态，地层无分层规律。

3.2 砂金成矿规律及开采方法

河流流速减缓处是砂金富集之所：河流内湾处、两河会流处、河谷由宽突变狭处或狭窄边宽处（崔克信，1989）。德雷沃河流域内不同河段因水动力条件、地形地貌和地层岩性的差异，致使河流在搬运、侵蚀、沉积、淘刷、淘蚀、冲积、洪积和淤积等复合作用下，呈现出不同河谷地形地貌，不同河段砂金搬运、运移和赋存呈现出不同的特征，形成的砂金矿位置、成矿特征和金粒特征均不相同，开采方法和开采规模也不相同（图6，表1）。

表1 河流水动力条件与砂金矿特征

图6 砂金矿床预测概略图

4 结论

（1） 三级阶地形成的砂金矿形态类型为阶地砂金矿，成因类型具备洪积砂金矿和冲积砂金矿特征，砂金品位5 g/m3，估算资源储量达16.5 t，为特大型砂金矿。

（2） 已采获重53.4 g 单颗粒金，其表面粗糙，手搓易脱落碎金；已采获重30.9 g 的单颗粒金，呈扁平状，表面圆滑。两颗金粒表面、形态和密度差异大，是研究狗头金成因和砂金成因的样本，推测两颗金粒来自不同岩金矿脉，可作为探采砂金和岩金的一个切入点。

（3） 德雷沃流域内不同河段水动力条件、地形地貌和岩性差异大，砂金富集和成矿规律在不同河段差异大，砂金矿靶区多，储量大，蕴藏巨大经济价值，可整体规划探采。

（4） 对于国外环境和研究程度低的地区，能快速寻找到见效快的砂金，特别适合于地质工作程度低、需在短时间内取得找矿突破的区域开展找矿工作（薛卫冲等，2014）。砂金矿分布受砂金源的控制（陈锡飞，1991）。当前采获最大单颗粒金重达53.4 g，证实距岩金较近，另外，德雷沃河流程为310 km，流程短，为探采砂金和岩金提供有利条件。