云南个旧高松矿田花岗岩侵位形态复杂度与矿体产出定量评价

芦 磊, 江小均, 刘 潇, 毛 杜, 郑 位

1)昆明理工大学国土资源工程学院地球科学系, 云南昆明 650031;2)云南锡业股份有限公司大屯锡矿, 云南个旧 661000; 3)长沙迪迈数码科技股份有限公司, 湖南长沙 410083

个旧锡多金属矿床作为全球最大的锡矿, 已累计产出锡金属超过260 万吨, 与广西大厂、云南都龙和白牛厂等大型-超大型锡多金属矿床, 构成世界上最大的锡多金属成矿带。其为我国及地方经济的发展做出了巨大贡献, 并且仍有巨大的找矿潜力。个旧锡铜多金属矿床成矿相关的云母Ar-Ar 年龄(77～95 Ma)和锡石U-Pb 年龄(78～84 Ma)获得成矿时代与花岗岩杂岩体获得岩浆侵位锆石U-Pb 年龄(77～86 Ma)大致相同, 认为该矿床与晚白垩世同期花岗岩侵位相关(伍勤生等, 1984; 秦德先等, 2006;程彦博等, 2008; 杨宗喜等, 2008; Cheng and Mao,2010, 2012; 李肖龙等, 2012; Cheng et al., 2013;Wang and Ren, 2019; Zhang et al., 2020), 归纳了多种垂向构造岩相分带结构样式(方维萱等, 2021)。总结了接触带矽卡岩型锡铜矿床的成矿和空间产出规律, 认为花岗岩侵入表面形态呈岩舌、岩枝状伸出形成多层次凹陷、凹盆、凹槽、突起部位是成矿的良好场所, 花岗岩凹陷、NE 向断裂系统和层间滑脱构造等部位是有利的找矿方向(孙绍有和谭木昌,2013; 谭兆波和吴东兴, 2013)。另外, 针对蚀变花岗岩型矿床提出了“两楼一梯+地下室”成矿模式, 矿体产于花岗岩岩体边缘相-过渡相位置, 矿化的产出受花岗岩岩体形态的控制, 老卡岩体顶部及边部为该类型矿化重点找矿靶区(陈守余等, 2011; 沈思联等, 2016)。上述研究表明, 个旧锡铜多金属矿床不同区域花岗岩侵入形态与接触带矽卡岩型、蚀变花岗岩型矿体产出均存在一定联系。

在以往工作中, 通常采用绘制花岗岩等深线、矿体圈定线等方法, 对矿体和花岗岩分布平面、剖面图件进行观察分析, 得出花岗岩形态和矿体产出关系(王锋和李建平, 2016; 刘潇, 2019)。此类方法简便易行, 以定性结论为主, 反映研究人员的主观认识, 可靠性有待通过勘查工程进一步验证。近年来随着隐伏矿床的定量预测技术快速发展, 形成更为客观的研究方法, 如“三联式”5P 地质异常定量方法(赵鹏大, 2002), 深部矿产资源三维预测方法(Mao et al., 2018), “四步式”三维成矿预测方法(袁峰等, 2014, 2018)。本文研究的高松矿田位于个旧矿区的东北部, 夹持于马拉格和老厂矿田之间, 层间氧化锡矿发育, 具有较好的找矿潜力, 但相较于个旧矿区的其他矿田总体研究程度较低, 亟需开展矿体定位及定量预测。近年来在高松矿田也开展过定量预测技术相关工作, 主要采用部分钻孔、层间氧化矿分布图和花岗岩等高线图等矿山资料, 计算有利地层、构造中心对称度、化探、重力等信息的权重, 进行成矿预测综合评价(陈建平等, 2009; 严琼等, 2012)。但对矿山生产勘探资料的收集相对较少,也没有对花岗岩形态和矿体产出关系进行专门的评价。

本文基于三维地质信息和相关性分析技术, 研究花岗岩侵位形态复杂度的评价方法, 探索其与矿体空间分布之间相关关系, 深化矿床成矿规律的认识, 为高松矿田接触带矽卡岩型矿床和蚀变花岗岩型矿床找矿提供依据, 也可为同类型矿床矿体定位预测提供参考。

1 地质背景

1.1 研究区地质概况

个旧锡多金属矿集区位于华南板块西南缘的右江盆岭构造区, 受特提斯和古太平洋构造域造山作用联合控制, 且为特提斯和环太平洋巨型锡多金属成矿带交汇点。区域地层系统广泛分布自元古代到新生代地层, 其中三叠系分布最广泛且出露较全,以碎屑岩-碳酸盐台地-斜坡相为主。个旧矿集区内中三叠统个旧组地层是区内主要赋矿层位, 特别是岩性差异较大地层为主, 即个旧组卡房段-马拉格段碳酸盐岩与玄武岩韵律层(T2g11)和白云岩-灰岩韵律层(T2g13、T2g16、T2g22和T2g23)为主。区域断裂和褶皱构造十分发育, 不同方向大断裂相互交汇, 控制了区域内成矿作用和矿田分布,主要包括南北向小江断裂, 北西向的红河—哀牢山断裂, 北东向的师宗—弥勒断裂、南盘江断裂等,其中个旧矿集区以小江断裂南段—个旧断裂为界,将个旧锡矿区分为成矿强度悬殊的东区、西区两个部分, 个旧东区自北向南分布有马拉格、松树脚、高松、老厂和卡房五大矿田(图1)。区域岩浆活动具有较明显的分异规律, 按时间顺序分为加里东期(酸性岩浆侵入)、海西期(基性-超基性)、印支期(基性-超基性)以及燕山晚期(基性-酸性-碱性岩浆侵入)四个旋回, 其中燕山晚期中-细粒灰白色黑云母花岗岩侵入活动与个旧矿集区成矿关系最为密切。燕山晚期岩体在个旧西区广泛出露地表, 而东区仅在南北两端白沙冲、北炮台和新山地区出露地表, 中部隐伏于三叠系地层以下, 在高松矿田埋深最大,达到2300 m。

图1 个旧矿集区地质简图(据冶金工业部西南冶金地质勘查公司, 1984 修改)Fig. 1 Geological sketch of the Gejiu ore concentration area(modified from Southwest Metallurgical Geological Exploration Company, Ministry of Metallurgical Industry, 1984)

1.2 高松矿田地质特征

高松矿田位于个旧东区的中北部, 分布中三叠统个旧组卡房段(T2g1)和马拉格段(T2g2)碳酸盐岩夹玄武岩地层, 受多期次构造活动影响, 形成近EW向大箐—阿西寨向斜和NE 向五指山复式背斜, 以及NE、EW、NW 和近SN 向4 组主干断层(图2), 芦塘坝、麒阿西等NE 向断裂和个松、麒麟山等EW向断裂与成矿关系密切, 而NW 和近SN 向多为成矿期后断裂。区内发育印支期玄武质火山岩和燕山晚期花岗质岩浆侵入岩, 其中印支期玄武质火山岩主要分布于个松断裂东部麒麟上村附近地表, 而燕山晚期花岗质侵入岩体隐伏于地表以下900～ 2300 m。

图2 高松矿田花岗岩等值线和主干断裂构造分布图Fig. 2 Contour line and main structure distribution map of granite in the Gaosong orefield

区间内, 受向斜和多组方向断裂的联合控制,花岗岩形态为南北高(1800～2000 m), 东西低(＜800 m), 中部脊状突起(1400 m)的“马鞍”状。在此基础上又细分有大箐东、高峰山和阿西寨3 个次级突起, 岩性主要为中细粒等粒黑云母花岗岩,在矿田北西部分布有似斑状黑云母花岗岩。其中大箐东次级突起形态呈脊状, 位于矿田中部五子山背斜的轴部, 高度1200～1400 m; 高峰山次级突起位于矿田南部, 北至大箐东突起, 向南逐步抬升, 以背阴山、炸药库断裂为界与南侧老厂矿田相接, 高度1400～1800 m; 阿西寨次级突起位于高峰山东侧,顶部形态整体较为平缓, 向北东方向逐步降低, 延伸至麒阿西断裂以东, 高度1200～1400 m。

高松矿田主要发育三种类型矿床, 即个旧组地层层间破碎带中充填层间块状硫化物(氧化)矿床、花岗岩接触带矽卡岩型硫化物和氧化物矿床, 内接触带或岩体内部蚀变花岗岩型硫化物矿床(图3)。本次研究主要涉及后两类矿床, 其中矽卡岩型硫化物和氧化物矿床主要矽卡岩矿物为透辉石、方柱石和钙铝榴石等, 矽卡岩型硫化物矿石共生组分复杂,呈现浸染状、网脉状和致密块状构造。受到花岗岩形态的影响, 矿体多呈透镜状、似层状或不规则的囊状, 局部沿花岗岩岩枝或陡坎产出则呈陡倾斜脉状和柱状。一般厚1～10 m, 局部厚达30 m, 矿体厚度变化系数普遍在80%以上。一般长度为200～500 m,倾斜长度100～300 m。矿床Sn、Cu 共生, 平均含Sn 1.3%, 含Cu 0.5%。蚀变花岗岩型硫化物矿床分布于内接触带附近或岩体内部密集交错的黑色电气石细脉带内, 金属矿物如磁黄铁矿、黄铁矿、锡石、黄铜矿呈稠密浸染状, 具云英岩化, 矿体多呈透镜状、似层状或陡倾斜脉状, 一般厚0.1～5 m, 走向长10～100 m, 倾向长10～60 m, 含Sn 0.1%至3.2%不等, 平均 0.8%, 局部含 Cu 0.3%至 0.8%, 平均0.5%。蚀变花岗岩型脉状硫化物矿体与花岗岩顶面大角度(60°～90°)相交, 其产出位置多集中于花岗岩形态变化较大的部位, 如岩舌、岩枝内部。矽卡岩型和蚀变花岗岩型矿体受花岗岩接触交代成矿作用的控制, 成矿期后构造对矿体破坏整体影响不大,大多数矿体形态和花岗岩形态基本一致。因此, 从形态定性角度分析, 上述类型矿体的产出、成因等与花岗岩形态有着密切的关系, 符合岩浆热液矿床的一般特征。

图3 典型矽卡岩型和蚀变花岗岩型硫化矿矿床地质剖面图Fig. 3 Geological profile of typical skarn-type and altered granite-type sulfide ore deposit

2 花岗岩侵位顶面形态与成矿关系

高松矿田燕山晚期花岗质岩浆沿五子山复式背斜核部侵位, 形成了复杂多样的侵入接触构造样式, 对接触带矽卡岩和蚀变花岗岩(云英岩化带)型硫化矿具有重要的控制作用。根据高松矿田现有工程揭露的接触带构造发育形式、剖面形态及其产出特征, 接触带构造样式可概括为四种类型: “平直形”、“山字型”、“多层次凹兜状”侵入接触构造以及复合侵入接触构造。

1)“平直型”侵入接触构造

“平直型”侵入接触构造是花岗岩岩体的边界面(接触面)与碳酸盐岩围岩地层层理面平行或大致平行, 两者呈整合(协调)接触关系。它是岩浆受到机械力的作用, 沿着层理面侵入而成。由于层理面产状平缓而呈“被状”产出, 常在层理面发生变化处有接触带硫化矿富集(图3a)。矿体连续性较好, 厚度1～5 m 相对较薄, Sn、Cu 含量和厚度变化系数一般小于100%, 部分达到勘探类型Ⅱ类, 多为贫矿。此类矿体多分布于阿西寨突起顶部, 顺岩体形态展布, 如50-1、50-3 矿体(平均含Sn 0.25%, Cu 0.89%)。

2)“山字型”侵入接触构造

“山字型”侵入接触构造是花岗岩岩体的边界面(接触面)与碳酸盐岩围岩地层层理面截交, 两者呈不整合(不协调)接触关系。它是岩浆沿着前期有利成矿前构造裂隙带侵入而成。剖面上形成“山字型”接触构造样式, 在“山字型”脊柱及两侧凹陷凹根处, 常形成富厚接触带型硫化矿矿体(图3b左)。矿体往往在凹陷位置上厚度较大, 最大可达30 m, 局部锡铜含量较高形成富矿带, 但矿体规模相对“平直形”较小, 如高峰山突起次级脊柱状岩体旁侧的7-1 矿体(平均含Sn 0.59%, Cu 0.54%)。

3)“多层次凹兜状”侵入接触构造

花岗岩岩体沿断裂破碎带、层间薄弱面、构造扎根等部位多形成岩舌、岩枝状伸出的突起, 局部形成多层次凹陷。在岩株突起周边形成的凹盆、凹槽和突起四周形成的多层次凹陷构造, 以及沿不同岩层界面和层间构造贯入形成的岩枝状、岩舌状等构造部位, 是锡铜多金属矿床成矿和赋存的良好场所(图3b 右), 矿体形态变化较大, 厚度变化系数往往超过120%, 如高峰山突起东坡的6-1-2、6-1-7 矿体(平均含Sn 0.89%, Cu 0.38%)。

4)“复合”侵入接触构造

复合侵入接触构造由花岗岩侵入体与碳酸盐岩围岩灰色、浅灰色中厚层状石灰岩界面、断裂带或裂隙带等构造交切时形成的复合侵入接触构造。在断裂构造与花岗岩相切部位往往是接触带硫化矿富集部位, 受构造和岩体的影响, 矿体形态多变且局部较为厚大, 可达20 余米, 锡铜含量相对较高,如30-24 矿体(Sn)。同时在断裂带中及断裂带与层间破碎带复合部位有顺层缓倾斜氧化矿呈现层脉相交状产出(图3c), 如30-23-7、30-23-4 等矿体(平均含Sn 1.18%, Cu 0.65%)。

四种类型的接触构造中“平直型”矿体明显相对Sn、Cu 含量较低且较薄, 而花岗岩形态最复杂的“复合”型矿体品位略高且厚度最大, 从典型剖面定性分析上说明复杂的花岗岩形态一定程度上有利于矿体的产出。

3 三维地质建模

自2011 年起, 矿山通过与科研院所产学研合作方式, 对高松矿田芦塘坝东矿区开始进行三维矿业软件建模研究, 建立了3.8 km2范围的矿体、花岗岩等模型(睢瑜等, 2011; 曾妍和袁佳, 2013)。之后,矿山地质人员利用生产加密工程, 逐步自行构建了大比例尺的各类地质模型(韦松等, 2018; 芦磊,2020)。本次研究在矿山建模基础上, 整理了采场取样、坑道地质编录、钻探地质编录等资料, 在Dimine三维矿业软件中进一步完善了花岗岩和矿体模型。具体采用技术如下:

(1)MySQL 钻孔数据库构建: 收集高松矿田及邻区历年钻探数据资料并进行整理, 配置MySQL数据库, 建立钻孔定位、测斜、岩性、化验分析等数据表。使用Anaconda (python)平台, 开发数据库配套软件进行钻孔数据逻辑校验、钻孔质量评估、空间范围检索、数据去重等, 共计录入完成1.1 万个钻孔的资料, 形成72 万条数据记录。

(2)坑道地质编录矢量化和三维展图: 首先通过对坑道现场采集纸质地质编录进行扫描、读取与裁剪, 保留编录中坑道三壁展开的素描部分, 进行矢量化精准获取地质界线。其次基于测点坐标在Dimine 软件中进行三维展图, 复原各类地质界线真实空间形态。

(3)Coons 曲面建模: 采用样条曲线贴合地质编录中的界线, 曲线控制点和坑、钻工程实际三维空间控制位置保持一致, 再按照地质认识绘制辅助线,最后采用Dimine 软件双三次Coons 曲面拟合功精准构建花岗岩和矿体的三维地质体曲面模型。

(4)点云模型构建: Coons 曲面的基础上, 按x,y坐标10 m 等间距建立无高程的插值点云, 查询每个插值点最近的3 个曲面顶点构成三角面, 采用空间向量计算其该插值点在三角面上对应的高程, 形成点云模型。

通过上述技术方法, 新建立的的高松矿田花岗岩模型(图4), 长6.5 km, 宽3.8 km, 高差约900 m,曲面面积16.62 km2, 构成Coons 曲面的三角面达到174 万个, 较之前研究成果无论精度还是覆盖范围均有大幅度提升, 且真实还原了井巷工程揭露的地质体弯曲情况, 避免了以往通过样品、控制点等,直线圈定形成线框模型, 造成的形态失真问题, 为形态复杂度三维定量研究提供了数据质量保障。

图4 高松矿田花岗岩三维地质模型Fig. 4 Three-dimensional geological model of granite in the Gaosong orefield

4 花岗岩顶面形态复杂度评价方法

花岗岩顶面形态复杂度评价大多借助于图形学或机器视觉(CV)方法处理。前人主要采用数学形态学等方法分析地质体三维形态, 例如利用膨胀腐蚀、开闭、球形滤波等方法来提取形态特征(毛先成等, 2012)。由于高松矿田花岗岩形态复杂, 在岩舌、岩枝等复杂形态位置上需要拆分岩体的顶、底两面分别处理, 再加之断裂构造使得花岗岩表面变得局部不连续, 造成形态特征求解存在一定困难。因此,本次研究引入场论和统计的方法, 将Coons 曲面模型视为高程相关的标量场, 计算其面积、梯度、散度作为系数评价花岗岩侵入形态复杂度。

4.1 面积系数

花岗岩形变程度决定了其面积大小, 其形态愈加复杂、倾角越大, 则模型的面积越大, 反之其面积越接近水平投影面积。为了评价面积的变化程度,需要先对花岗岩曲面模型按照一定的间距进行分割,可以得到一系列的局部模型, 每一个局部模型的水平投影面积均相同。考虑到接触带矽卡岩硫化物锡矿床勘探类型Ⅲ类的基本勘查网度为(40～50) m×(30～40) m, 结合矿山勘探工程布置情况,兼顾计算机性能和计算时间, 综合确定模型分割间距为50 m×50 m, 水平投影面积为2500 m2。将切割后的模型从Dimine 软件导出, 形成多达409 万条曲面点坐标的记录, 在形态学分析之前需先进行数据清洗预处理, 剔除异常干扰, 保证数据可靠性。依此将面积小于2500 m2的模型边缘部分剔除,并按95%截断法剔除离群数据后, 共计保留4551个拆分模型用于后续计算, 总面积约 15.93 km2,占原模型面积16.62 km2的95.84%, 损失数据量较少(表1)。

表1 数据清洗后按面积统计结果Table 1 Statistical results by area after data cleaning

4.2 梯度系数

可以将花岗岩模型视为关于高程z的一个标量场, 即z(x,y)来进行表示。衡量花岗岩形变程度可以使用高程的梯度Grad(z)来表示:

式中:x,y,z分别为切割后花岗岩模型上的点云坐标,▽为Nabla 算子。

对已经转化为点云的曲面模型数据, 采用南北、东西、北东、北西四个方向的3 阶Sobel 算子(葛小凤和陈亚军, 2015), 进行卷积运算得到梯度矢量场f, 再几何平均后得到梯度系数标量分布, 即:

式中: Mag 为梯度系数标量函数,fi为方向梯度矢量。

4.3 散度系数

受断裂、地层破碎等条件影响, 花岗岩会出现形态的快速变化, 梯度也在不断的改变, 用二阶微分来表示即得到花岗岩顶面的散度div(z)。

采用核为3 的8 领域laplacian 算子, 对花岗岩点云数据进行卷积运算(孙增国和韩崇昭, 2007), 即得到岩体顶面形态的散度系数。

4.4 计算结果和定性分析

由于上述计算结果在数值大小上有较大差异,为方便后续计算, 对其进行Z-Score 标准化。计算结果中, 图5a 面积系数呈现北东方向的两条高面积带(＞3), 分别对应芦塘坝断裂和麒阿西断裂扎根花岗岩的位置, 形成复杂的岩枝和北东向次级凹陷带,而图像中部存在北东向的低值带(＜1.2)则反映了大箐东突起和高峰山突起顶部相对平缓。图5b 梯度计算显示研究区西部, 即大箐东次级突起和高峰山次级突起的顶部和西坡, 梯度值(+3～0)整体高于突起东坡和芦塘坝断裂下盘(0 ～ -4), 存在北东方向2条、北西方向1 条高梯度带(＞1.5), 反映出花岗岩形态垂直于这两组方向上发生了快速变化, 其中北东方向高梯度带局部达到3 以上, 反映芦塘坝断裂明显错动花岗岩, 形成陡坎形态。图5c 显示研究区存在多个高散度系数区域, 反映出断裂构造对岩体形态有明显的控制作用, 具体表现为: 高值位置(＞0)总体呈北东、近东西向分布, 与主干断裂构造分布有一定对应性, 其中研究区内背阴山断裂为一成矿后期构造, 断裂上下盘花岗岩高度差最大达到1300 m, 在散度图像的西侧形成一条明显的东西向高散度线(＞2); 芦塘坝断裂和麒阿西断裂同样存在正断错动岩体的现象, 呈现出北东向的两条高散度线(＞2)。图5d 和图5e 中分别从东西向和南北向视角, 将花岗岩模型和散度值进行剖面套合对比,反映出在大箐东花岗岩突起顶部以及芦塘坝断裂下盘东部凹陷带位置上梯度值较大(-0.3～2), 与其他区域有明显区别(-0.3～0)。大箐东突起已揭露有矽卡岩型和蚀变花岗岩型矿体成群成带产出, 是矿区目前的主力生产基地, 而东部凹陷带的散度系数分布与之相似, 类比推断有一定的成矿可能性。

图5 花岗岩面积系数、梯度系数和散度系数分布Fig. 5 Distribution of area, gradient, and divergence coefficients of granite

5 矿体产出定量评价

矿体产出通过构建矿块模型(BlockModel)进行评价, 取 MySQL 化验分析表中样品厚度的众数1.0 m(占全部样品数量的42%), 作为基本块体尺寸进行构建。再将插值结果以花岗岩顶面模型为界,拆分为上、下两个矿块模型, 对应接触带矽卡岩型矿床和蚀变花岗岩型矿床, 分别使用MySQL 数据库中Sn、Cu 字段对矿块模型进行含量估算。其中矽卡岩型矿床矿块模型, 采用对数克里格三维插值,按球状模型拟合理论变异函数, 块金值C0为0.04,基台值C0+C为0.29, 变程a 为85。蚀变花岗岩型矿块模型由于其样品多取自相互交错的电气石脉、局部黄铁矿化、钾化、萤石化等围岩蚀变强烈的位置上, 分布相对比较零散, 计算实验变异函数结构性不明显, 拟合理论变异函数通过交叉验证误差不能趋近于0, 因此改为采用IDW 方法进行估值。最后以矿体Coons 曲面模型对矿块模型进行形态约束(图6), 并由矿块模型数据导出为带属性点云数据参与后续计算。

图6 高松矿田矿块模型侧视图(按高程配色)Fig. 6 Side view of the Gaosong ore block model(color matching by elevation)

完成上述矿块模型构建后, 矿体范围内每个(x,y)坐标, 均对应有一定块体数量, 乘以体重后即为矿石量Q, 并能够得到对应的品位值C, 通过Q(x,y)和C(x,y)2 个坐标位置相关参数来反映矿体产出情况, 即产出矿体富集, 厚度较大的位置上Q数值相对较大, 反之矿体较薄的位置Q较小, 高品位区域C较大, 反之贫矿区域C较小。

6 花岗岩顶面形态复杂度与矿体产出相关性评价

通过前文定性分析认为, 高松矿田的花岗岩形态与矿体产出有一定联系, 通过计算花岗岩复杂度参数(面积、梯度、散度系数)和矿体产出参数(块体数量、品位)的相关性, 可以定量评价二者关系。Spearman 相关系数不要求数据严格服从正态分布,比较适合于本次工作(金林和李研, 2019)。为反映不同情况下相关性的表现, 本次工作中分别按矿段范围、矿床类型进行了计算, 并取每个坐标位置(x,y)周边的一定范围内相邻区域(x±Δx,y±Δy)的矿块模型中矿体产出参数, 计算其与(x,y)位置上复杂度参数的相关性, 以反映花岗岩侵入体复杂形态对周边成矿的影响情况。通过计算(表2)可得出以下结论:

表2 花岗岩形态面积与矿体产出相关性计算结果分类表Table 2 The classification table of the calculated correlation between granite morphological area and ore body output

1)花岗岩面积系数和Sn 品位、Cu 品位、矿石量均为弱相关(r＜0.3)。Sn 品位相关性略微大于Cu品位。不同矿段花岗岩复杂度和矿石量相关性表现略有不同。其中高峰山矿段相关性稍高, 大箐东矿段其次, 阿西寨矿段基本不相关。

2)接触带矽卡岩型矿床和蚀变花岗岩型矿床的矿石量、Sn 品位与面积相关性基本一致, 即复杂花岗岩也有利于蚀变花岗岩硫化矿形成, 但两种矿床类型Cu 的相关系数表现相反, 一定程度上反映了元素富集的差异性。

3)邻域计算结果表明, 从200 m 周边范围到50 m 周边范围, 相关系数越来越大, 说明距离形态复杂的花岗岩位置越近越有利于成矿, 与通过典型剖面定性分析认识基本一致。

从表3 中可得出以下结论:

表3 花岗岩梯度、散度系数与矿体产出相关性计算结果分类Table 3 The classification table of the calculated correlation between granite morphological divergence and ore body output

1)花岗岩散度系数与矿石量的相关性更高, 基本达到中等相关(r=0.33), 散度作为衡量矿体产出的指标, 效果有可能优于花岗岩顶面面积指标(r=0.23)。

2)花岗岩梯度系数与矿体产出弱负相关, 即高梯度位置并不总是有矿体产出, 甚至可能并不利于成矿。

3)散度系数的邻域计算同样表明了复杂花岗岩形态对成矿的影响, 也存在越近越有利的趋势。

7 结论

1)本文定量分析了高松矿田花岗岩形态复杂度和矿体产出关系, 面积、梯度、散度指标与矿体产出之间的相关系数, 除阿西寨矿段外, 普遍存在有弱至中等水平的正相关性, 即复杂形态有利于矿体的形成, 且距离复杂的位置越近越有利于成矿。认为高松矿田芦塘坝断裂下盘东部凹陷带的散度系数分布与主力生产区大箐东矿段花岗岩突起顶部相似,类比推断有一定的找矿前景, 可以作为高松矿田下一步工作的靶区。

2)不同矿段相关系数对比表明, 对于高峰山矿段复杂的花岗岩形态更有利于成矿, 大箐东其次,而阿西寨最弱。Cu 元素的相关系数在矽卡岩型和蚀变花岗岩型矿床表现相反, 说明元素富集存在一定的差异性。

3)本文充分利用矿山基础地质资料构建矿体、岩体和矿块模型, 提取相关几何参数, 研究其与矿体产出的定量关系, 提出一种基于三维地质模型信息和相关性分析技术的成矿定量评价方法, 在同类型岩浆热液矿床深部和外围隐伏矿预测方面具有一定的地质找矿的指导意义。

致谢:论文撰写过程中得到了昆明理工大学和云南锡业股份有限公司多位老师、领导和同事的帮助,审稿人为本文修改提出了详细且宝贵的意见, 在此一并表示衷心感谢！同时, 由于本人长期在生产坑口从事基层地质技术管理工作, 考虑问题难免存在局限性, 因此文中所提观点或有不足和不妥之处,还请地质前辈和同仁多加批评指正。

Acknowledgements:

This study was supported by Sanjiang Key Laboratory of Ministry of Natural Resources (No.ZRZYBSJSYS2021001), Kunming University of Science and Technology (No. 202202AG050006), and Yunnan Tin Company Limited (No. GF-2021-14).