物化探综合找矿方法在沙尔湖铜金矿勘查中的应用

2022-01-22陈晓平吴忠如喻军敏

四川有色金属 2021年4期

陈晓平，吴忠如，喻军敏

（江西有色地质勘查五队，江西九江 332000）

新疆哈密卡拉塔格铜金矿整装勘查区位于新疆哈密南西130km处，是107个国家整装勘查区之一。自20世纪90年代中期土屋斑岩型铜矿被新疆地质矿产勘查开发局第一地质大队发现以来，相继在延东、黄土坡、红石、红海、梅岭发现一系列铜多金属矿床［1-5］。本文叙述的沙尔湖铜金勘查区位于卡拉塔格铜金多金属矿整装勘查区东部，在该区运用地球化学勘查与地球物理勘查相结合的综合找矿方法，取得了良好找矿效果。

1 区域地质背景

勘查区大地构造位置地处于哈萨克斯坦板块与准噶尔板块交接部位，吐哈地块与秋格明塔什-黄山韧性剪切带之间，成矿区划定位于东天山头苏泉-大南湖古生代增生岛弧带北侧的卡拉塔格矿集区内。区域内出露地层为下泥盆统卡拉塔格组、大南湖组，上石炭统脐山组，中二叠统阿尔巴萨依组及下侏罗统三工河组［6］；区内断裂构造发育，构造行迹呈EW、NW、NNW向；岩浆活动强烈，以海西期侵入岩最为发育，岩性主要为花岗岩、花岗斑岩及次火山岩。

2 勘查区地质概况

勘查区出露地层主要有下古生界奥陶系中统荒草坡群卡拉塔格组、上古生界泥盆系下统大南湖组和第四系上更新统新疆群［7］（图1）。其中卡拉塔格组岩性属海相火山岩建造，属钙碱性系列岩石，以富钠为特征。依据岩性组合特征划分为两个岩性段，上段岩性为灰绿色玄武岩、安山岩，大致沿沙尔湖和沙西东一区两勘查区分布，下段岩性为灰绿-灰褐色安山岩、英安岩、凝灰岩、火山角砾岩、沉凝灰岩夹含砾岩屑砂岩，常见绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化、黄铁矿化，并伴有Cu、Pb、Zn、Au等矿化［8-9］。

图1 新疆哈密沙尔湖铜金矿勘查区地质简图

图2 新疆哈密沙尔湖铜金矿勘查区Cu、Pb、Zn综合异常图

3 地球化学特征

3.1 区域地球化学特征

根据区域1/20万化探成果，卡拉塔格矿集区属底坎尔—大南湖地球化学异常带。本区为Cu-Au-Zn等元素的高背景区，其中Cu元素含量起伏明显，分布不太均匀，在黄铁绢英岩中含量达450×11-6；勘查区石英闪长岩中Ag-Mn-Ga-Mo-V-Cu-Sr等元素含量高于克拉克值；二长花岗岩Sc-Cr-V-Yb-Sr-B等元素高于酸性岩中对应元素丰度值，花岗斑岩Li-Sc-Cr-Cu-Zr-Y-Yb高于克拉克值。

3.2 勘查区地球化学特征

依据1:10000高密度岩屑地球化学测量成果，区内岩屑地球化学异常分为Cu、Pb、Zn类，Au、Ag、As、Sb类和Cr-Ni-Co类。

（1）Cu类异常：多呈不规则面状，分布于勘查区西部的花岗斑岩、花岗闪长岩以及英云闪长岩、二长花岗岩的内外接触带上，主要分布于高磁异常降低区的火山岩地层中（H7组合异常）。其次呈带状分布于近东西向（H6组合异常带），与基性—超基性(Cr、Ni、Co异常)岩带吻合。

（2）Au类异常：主要分布于勘查区中南部的中奥陶统卡拉塔格组地层中，多呈北西向（H8组合异常）、北东向（H10组合异常）分布，受构造控制明显。尤其是北西向断裂构造是区内主要的控岩控矿构造，地表往往出现强硅化蚀变褪色带。

（3）Cr、Ni、Co类异常：主要呈带状近东西向（H6组合异常带）展布，受断裂构造控制，反映出基性-超基性岩带的特征。

综上所述，区内各类组合异常特征反映出铜（矿）类异常受侵入岩、火山—次火山岩及断裂构造复合控制，金（矿）类异常受多期次的断裂构造控制。而Cr、Ni、Co类异常则反映出基性—超基性岩带的特征，故推测其断裂深部可能有隐伏的基性岩体存在。

4 地球物理特征

4.1 磁性特征

勘查区具磁性的火山岩、侵入岩如（表1）所示。

表1 岩石磁性参数表

（1）具微磁性的为英安岩、安山质英安岩。它们的感应磁化强度为1～187×10-6×4л·SI，剩余磁化强度为5.7～32×10-3A/m。

（2）二长花岗岩具弱磁性，κ值为305×10-6×4л·SI，Jr值为96×10-3A/m，为英安岩的2～5倍，可在无磁性背景下形成低值异常。

（3）闪长岩具中等磁性，κ值和Jr值均达到二长花岗岩的3倍以上，两者在相邻地段出现，具一定规模可形成可区分的不同异常。

（4）玄武岩和安山岩为本区中强磁性的岩石，κ值达到1000×10-6×4л·SI以上，是英安岩的20倍，可形成相对高值异常。

综上所述，本区存在着各类侵入岩、火山岩的磁异常，依其分布规模，强度大小，构造排列所呈现的不同特征而被识别。

根据勘查区实施1:10000地面高精度磁测成果，第四系地层和泥盆系碎屑岩地层不具磁性，在ΔT⊥等值线平面图上勘查区东南角和北东区呈现负磁背景，具磁性的岩石是各种火山岩和侵入岩，英安岩、安山质英安岩、二长花岗岩具弱磁性；闪长岩类具中等磁性；安山岩和玄武岩具中强磁性。故本区主要各类中酸性、中性、基性火山岩和侵入岩均可在磁测ΔT图上显示得以圈定。与中酸性火山岩相关，经矿化热液活动改造的低值磁异常区，如显示为中低电阻率、高极化率区则为找矿有利地段。由于岩体的分布受构造控制，本区由各类岩体引起的串珠状磁异常的带状分布，显示了控岩构造的磁场特征。

4.2 勘查区布格重力场特征

勘查区内布格重力场总体分布是南西低北东高，西南部最低达-10g·u，而东北部重力最高达20g·u，中部为宽缓的过渡带，只在近东北部重力高时，异常的梯度变大，重力场梯度带呈北西向展布，基本反映了区内北西向控岩和控矿构造特征。

整个测区大体分成北东、南西两个区段。北东区段，重力场成缓坡状，重力值从南西侧的0～1g·u逐步向北东升高到20g·u，直至测区东部出现了重力高。南西区段，以西南角的未封闭的重力低为中心，向北东成半弧形分布三个重力高。

根据本区岩石密度由酸性到基性逐渐变大的特点，北东段的火山岩及次火山岩，由南西侧的中酸性逐渐向北东侧的中基性到基性过渡。而南西段，西南角的重力低推测是隐伏的偏酸性的隐伏岩体引起，而成半弧形分布的三个重力高，则是偏中性的火山岩或次火山岩引起。共划分G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7七个局部重力异常，异常是由中基性岩体、火山岩或铜矿化引起的。

4.3 激电中梯异常特征

测定数据表明（表2），花岗岩，安山岩极化率测定η值均小于8%。英安岩极化率为2.5%，含磁铁矿安山岩为极化率6.7%～21.7%，矿石极化率达28%～64%，矿化岩石的极化率是围岩的2～5倍，可形成明显的视极化率异常。

表2 岩（矿）石电性参数表

黄铜矿石的电阻率最低，矿（化）体电阻率为130～741Ω·m，其次是花岗斑岩和安山玢岩电阻率小于2000Ω·m，英安岩的电阻率在3700～5000Ω·m，安山岩的电阻率在1600Ω·m以上。且视电阻率低值异常区与中高极化率异常相吻合，是矿化体及构造破碎带区域。所以，根据岩矿石的电性参数，确定低视电阻率、中高极化率异常区为成矿有利地段。

激电异常总体显示强度不高，但由于背景值低，低缓异常尚较清晰，勘查区内由西向东共圈出7个中高极化率（ηs）异常（JD3-JD7、JD9-JD10），详见图3。

图3 新疆哈密沙尔湖铜金矿勘查区激电中梯视电阻率等值线图

（1）JD3和JD5可能反映是与铜有关的矿化或蚀变引起的。

（2）JD4异常位于低磁低阻区，推测为具铜矿化的酸性火山岩分布区。

（3）JD6异常带所处部位磁场正负变化剧烈具跳跃级磁异常特点，又位于重力梯度带及重力高值区，异常东面零星出露集块熔岩，北面玄武岩中杏仁体包裹见黄铜矿，有些地段偶见次生富集辉铜矿，北部为Cr、Ni、Co组合异常，重力高与基性岩有关，激电异常和铜锌异常与硫化物有关，低磁与热液蚀变有关，推测该地段为重要找矿远景区。

（4）JD7异常对应Zn元异常，其边缘对应多个Cu元素异常峰值，亦对应中低跳跃级磁力异常和中低电阻率区域，异常整体位于北西向重力梯度带东侧中高重力异常拐变部位。

（5）JD9异常常处于磁场降低区，有Au、Zn、As、Sb等岩屑地球化学异常，为寻找金(锌、铜)矿提供参考，异常需进一步查证。

（6）JD10异常面积和幅度小，找矿意义不大。

5 工程验证

2009～2013年，在物化探勘查圈定的综合异常基础上施工了7条槽探揭露6处含铜黄铁绢云岩化带，主要分布于勘查区南西部、北部。矿化主要赋存在蚀变凝灰岩和角砾凝灰岩中。由于勘查区地处戈壁荒漠，距离城市较远，无法快速获得化验分析数据，因此对槽使用便携式快速分析仪提前分析，依据快速分析结果在探槽中布设基本分析样。此外，对矿化蚀变带及激电中梯异常施工了5个钻孔进行深部验证（表3），在深部发现了黄铜矿、闪锌矿等原生矿体（图4）。此证实了在沙尔湖铜金矿勘查区利用地球物理、地球化学先行，槽探、钻探揭露、验证的综合找矿方法是合理的。