陕西铧厂沟金矿床AuⅠ矿体黄铁矿热电性特征及深部找矿预测

胡博心 刘彦兵 韩彪 何键浩 王红亮 徐立为 曹易刚

摘要：铧厂沟金矿床矿体赋存在泥盆系三河口群地层内，严格受构造控制。为了指导深部探矿工作，通过系统采集分析铧厂沟金矿床AuⅠ矿体深部黄铁矿样品，对成矿温度、剥蚀率、黄铁矿热电性、热电性参数进行了研究。结果表明：AuⅠ矿体剥蚀率在现有坑道工程内为19 %～26 %，向深部逐渐升高至30 %以上。黄铁矿热电性导型为P型和N型，热电系数为-201.20～901.20 μV/℃。分析认为，AuⅠ矿体黄铁矿热电系数在910～830 m中段数值高，其热电性导型主要为P型。在深部钻孔采集的样品分析数据显示：黄铁矿热电系数有所增高，热电性导型具有从P型向P-N型转换的特征，表明现阶段AuⅠ矿体仍处于浅部位置，深部存在较大延伸，推测在64勘探线—112勘探线具有较好的找矿潜力。

关键词：黄铁矿；热电性；热电系数；深部找矿；成矿温度；铧厂沟金矿床

中图分类号：TD11 P618.51文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2023）06-0079-06doi：10.11792/hj20230616

引 言

铧厂沟金矿床是秦岭造山带西段的大型金矿床，自发现以来累计探获金金属量20 t以上［1］。前人在科研工作方面主要从矿床特征、成矿时代、流体性质、物质来源、构造控矿特征，以及岩石地球化学等方面进行了论述［2-11］，基本确定了该矿床成因类型为造山型。在找矿预测方面，结合科研成果在铧厂沟金矿床中浅部进行了找矿工作，取得了一系列找矿成果［12-16］。但是，近年来，随着采矿工作开展的不断深入，其主采矿体AuⅠ浅部保有资源量正逐步降低，亟须在该矿体深部开展找矿预测工作。

黄铁矿作为重要的载金矿物，在不同类型的金矿床中普遍存在［17-18］，利用黄铁矿热电性指导找矿是一种有效的方法［19-20］。自20世纪80年代以来，国内学者就开始利用黄铁矿热电性在金矿床中进行找矿应用，并在勘探中取得了显著效果［21-24］。

为进一步指导深部找矿工作，本次分析了铧厂沟金矿床AuⅠ矿体深部黄铁矿热电性特征，为深部找矿靶区的圈定提供了依据。

1 区域地质特征

铧厂沟金矿床位于秦岭造山带之勉略缝合带内（见图1-A）。区域构造走向以东西向为主，铧厂沟金矿床南北两侧受区域深断裂加持［4，25］。区域出露地层自老至新依次为新元古界、震旦系、寒武系、泥盆系和石炭系［3］。区域内侵入岩不发育，仅有少量海西期岩脉［26］。

2 矿区及矿床地质特征

2.1 矿区地质特征

矿区出露地层为新元古界碧口群和泥盆系三河口群（见图1-B），二者为断裂接触关系。其中，碧口群岩性以酸性凝灰岩为主；三河口群作为矿区含矿层，岩性包括粉砂质绢云千枚岩夹石英砂岩、中—厚层结晶灰岩、凝灰质绢云千枚岩［1］。矿区内断裂发育，以近东西向为主，其次为北东向和北西向。矿区内剪切作用强烈，发育多条剪切带，对矿体控制作用明显［12］。其中，AuⅠ矿体主要受三河口群第一岩段第二岩性层内发育的剪切带控制。矿区内未发现侵入岩，但火山活动比较强烈。南部的碧口群发育有少量基性熔岩，三河口群内亦发育细碧角斑岩［27］。

2.2 AuⅠ矿體地质特征

AuⅠ矿体产于泥盆系三河口群第一岩性层第二岩性段底部，赋矿围岩为蚀变碳酸盐岩。矿体走向近东西向，呈舒缓波状展布，后期被北东向、北西向断裂截断（见图2-B）。矿体向北倾斜，倾角50°～75°，呈脉状产出，厚度较薄，一般0.2～1.0 m（见图2-A）。金品位较高，一般3～12 g/t，最高品位38.3 g/t。围岩蚀变类型有黄铁矿化、硅化、碳酸盐化、绢云母化2023年第6期/第44卷  黄金地质黄金地质  黄 金等，蚀变带宽1～2 m。

2.3 矿石类型与特征

AuⅠ矿体矿石类型为石英脉型，矿石构造为稀疏浸染状构造、角砾状构造、块状构造，矿石结构有交代结构、自形—半自形粒状结构等。

金属矿物以黄铁矿为主（见图3），还有少量自然金、黄铜矿等。其中，黄铁矿作为主要的载金矿物，占金属矿物的90 %以上，呈浸染状、团块状分布，以立方体状、自形—半自形晶为主。根据矿物粒度，可将其分为3种类型：粗粒黄铁矿，粒度一般1～3 cm，自形—半自形粒状结构；中粒黄铁矿，粒度0.2～0.8 mm；细粒黄铁矿，粒度多小于0.1 mm。

3 样品采集、测试方法与结果

本次针对铧厂沟金矿床AuⅠ矿体，在910 m、870 m、830 m标高及深部钻孔进行采集黄铁矿样品，共计采集样品42件，单个样品挑选主成矿期黄铁矿单矿物20个，合计测试840个黄铁矿单矿物的热电系数。

采用BHTE-06型热电系数测量仪对黄铁矿单矿物进行热电性测试，主要参数设置：冷端温度30.0 °C，热端温度60.0 ℃，活化温度30.0 °C，结果见表1。

由表1可知：AuⅠ矿体黄铁矿热电系数为-201.20～901.20 μV/℃，平均值为289.40 μV/℃。其中，N型黄铁矿热电系数为-201.20～-9.00 μV/℃，主要集中在-150～-50 μV/℃；P型黄铁矿热电系数为23.80～901.20μV/℃，主要集中在100～500 μV/℃，数值变化比较稳定（见图4）。P型黄铁矿出现频率占95.12 %，N型黄铁矿出现频率占4.88 %。

4 讨 论

4.1 热电系数对成矿温度的判定

黄铁矿形成的温度不同，其热电性导型和热电系数也是不同的［28-29］，但二者之间具有一定的线性关系［20，30］，其关系可用戈尔巴乔夫线性方程（见式（1）、式（2））表示：

t=（704.51-|α|）/1.818  （N型）（1）

t=3（122.22+α）/5.0  （P型）（2）

式中：t为黄铁矿形成温度（℃）；α为黄铁矿热电系数（μV/℃）。

计算得出：AuⅠ矿体黄铁矿形成的温度为87.61 ℃～614.05 ℃。AuⅠ矿体黄铁矿成矿温度直方图见图5。由图5可知：AuⅠ矿体黄铁矿成矿温度主要集中在260 ℃～360 ℃，属中温矿床。AuⅠ矿体黄铁矿热电系数-温度图解见图6。由图6可知：N型黄铁矿的形成温度为276.85 ℃～386.86 ℃，平均值为342.72 ℃；P型黄铁矿的形成温度为87.61 ℃～614.05 ℃，平均值为269.53 ℃。N型黄铁矿成矿温度普遍高于P型黄铁矿成矿温度。

4.2 黄铁矿热电系数空间分布规律

结合AuⅠ矿体黄铁矿热电系数等值线图（见图7），认为AuⅠ矿体热电系数在910～830 m中段数值高，显示黄铁矿的热电性导型以P型为主，在深部钻孔采集的样品数据显示黄铁矿热电系数有明显增高趋势，黄铁矿的热电性导型有从P型向P-N型转换特征，但仅个别样品出现N型黄铁矿特征，表明现阶段AuⅠ矿体仍处于浅部位置，深部存在较大延伸。

4.3 热电性与矿体剥蚀程度的关系

利用AuⅠ矿体黄铁矿热电系数计算出矿体剥蚀率为5.00 %～63.75 %，平均值为24.85 %（见表1）。AuⅠ矿体不同标高剥蚀率见表2。由表2可知：从910 m至830 m标高，AuⅠ矿体的剥蚀率从25.97 %降低至19.25 %，存在明显降低现象。

AuⅠ矿体剥蚀率等值线图见图8。由图8可知：AuⅠ矿体在830 m标高之下剥蚀率逐渐升高，剥蚀率向东深部升高到30 %以上，表明该矿体深部仍有找矿潜力，现阶段只是该矿体叠加部位的浅部地段。

5 找矿预测与工程验证情况

通过对AuⅠ矿体进行黄铁矿热电性的研究并结合对矿体特征的分析，认为在矿体侧伏方向深部800 m标高以下64勘探线—112勘探线P型黄铁矿依然存在，暗示矿体在深部存在一定程度的延伸，结合该矿体的剥蚀率分析，现阶段AuⅠ矿体最深中段矿体剥蚀率仅30 %，深部仍然存在着70 %的未被剥蚀矿体，推测AuⅠ矿体在64勘探线—112勘探线600～800 m标高是下一步找矿的重点靶区。

根据以上认识，铧厂沟金矿床在870 m标高104勘探线施工坑内钻对靶区进行验证。铧厂沟金矿床104勘探线剖面图见图9。由图9可知：钻孔KZK104-1在630 m标高揭露AuⅠ矿体，见矿厚度0.30 m，金品位7.84 g/t；钻孔KZK104-02在460 m标高揭露AuⅠ矿体，见矿厚度0.52 m，金品位1.07 g/t；钻孔KZK104-03在720 m标高揭露AuⅠ矿体，见矿厚度0.34 m，金品位27.4 g/t，整体见矿效果与预测结果一致。

6 结 论

1）根据铧厂沟金矿床AuⅠ矿体黄铁矿热电系数得到成矿温度主要集中在260 ℃～360 ℃，该矿床属于中温矿床。

2）铧厂沟金矿床AuⅠ矿体黄铁矿热电系数整体上从浅部到深部呈减小趋势。其中，P型黄铁矿主要集中在910～830 m标高，向深部具有从P型向P-N型转换的特征，表明现阶段AuⅠ矿体仍处于浅部位置，深部存在較大延伸。

3）AuⅠ矿体剥蚀率显示现阶段工程控制的矿体剥蚀率仅为30 %，表明目前矿体仍为浅部地段。

4）综合AuⅠ矿体特征，结合黄铁矿热电系数与矿体剥蚀率认为，AuⅠ矿体在深部800 m标高以下64勘探线—112勘探线具有较好的找矿潜力。

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Abstract：Huachanggou Gold Deposit is hosted in the strata of the Devonian Sanhekou Group，strictly controlled by tectonics.To guide the deep exploration of the AuⅠ ore body，the deep pyrite samples of the AuⅠ ore body in Huachanggou Gold Deposit are systematically collected and analyzed，and the metallogenic temperature，denudation rate，thermoelectricity，and thermoelectric parameters of pyrite are studied.The results show that the denudation rate of AuⅠ ore body is 19 %-26 % in the existing tunnels，and gradually increases over more than 30 % towards the deep.The thermoelectric conductivity types are mainly P-type and N-type respectively，and the thermoelectric coefficient of pyrite varies from -201.20 μV/℃ to 901.20 μV/℃.The analysis shows that the thermoelectric coefficient of AuⅠ ore body is high in the middle section of 910-830 m，indicating that the thermoelectric conductivity type is mainly P-type.The sample data collected in deep boreholes show that the thermoelectric coefficient of pyrite has an obvious increasing trend.The thermoelectric conductivity type of pyrite has the characteristics of P-N type conversion from P-type，indicating that the AuⅠ ore body is still in the shallow position at this stage，and there is a large extension in the deep.It is speculated that Exploration Line 64-112 has good prospecting potential.

Keywords：pyrite;thermoelectricity;thermoelectric coefficient;deep prospecting;metallogenic temperature;Huachanggou Gold Deposit