吉林南部森林覆盖区化探金异常评价方法.pdf

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书书书 第 3 4卷第 5期物 探 与 化 探V o l . 3 4 , N o . 5 2 0 1 0年 1 0月G E O P H Y S I C A L&G E O C H E M I C A LE X P L O R A T I O NO c t . , 2 0 1 0 吉林南部森林覆盖区化探金异常评价方法 刘德君1, 刘崇民2 ( 1 . 吉林省勘查地球物理研究院, 吉林 长春 1 3 0 0 1 2 ;2 . 中国地质科学院 地球物理地球化学勘查 研究所, 河北 廊坊 0 6 5 0 0 0 ) 摘 要夹皮沟成矿带位于吉林南部森林覆盖区, 是全国闻名的金成矿带。研究证明在这类景观区内采用岩屑测 量、 汞量测量、 地电化学测量和脉岩测量方法找金是有效的。研究发现夹皮沟成矿带金矿的指示元素组合是 前缘 元素 H g 、 A s 、 S b 、 F ( T l 、 S e 、 T e ) , 成矿元素 A u 、 A g 、 C u 、 P b , 尾部元素 M o 、 M n 、 C o 、 N i 、 Z n 。这种元素方法组合和异常模 型, 对评价异常、 发现深部盲金矿体有一定的意义。 关键词 吉林南部; 森林覆盖区; 金矿勘查; 指示元素组合; 地球化学异常评价 中图分类号P 6 3 2 文献标识码A 文章编号 1 0 0 0- 8 9 1 8 ( 2 0 1 0 ) 0 5- 0 5 8 3- 0 4 吉林南部存在一个金矿化带, 夹皮沟大型金矿 田位于其中。几十年来, 地质工作者在该成矿区带 针对覆盖区一直开展勘查及其方法技术研究[ 1 ], 发 现了许多找矿远景区, 如新立屯、 半截沟、 三道溜河、 马家店等金矿化点和金异常区, 这些矿床和矿点的 发现为该区寻找新的金矿增大了信心。根据该区的 景观特点, 在开展勘查的同时, 从地质地球化学方面 做了许多探索性的找矿方法研究, 包括汞量测量、 地 电化学测量、 脉岩测量、 岩屑测量及已知矿的地球化 学模型研究, 但由于工作时期不同, 研究的单位不 同, 研究成果比较零散。以夹皮沟金矿带及其外围 找矿勘查方法研究与找矿指标为基础, 结合相关矿 床的研究成果, 并对不同时期的工作进行系统的整 理, 对研究吉林南部矿床的成矿地球化学元素分布 规律, 建立找矿标志, 以及金多元素异常找矿远景评 价和寻找新的金矿将具有重要意义。 1 汞量测量 汞量测量是寻找金矿床和追踪断裂带的有效方 法之一, 尤其在森林覆盖区找金矿更能发挥它的优 势。1 9 4 6年, 前苏联的地球化学家 A . A萨乌科夫 在“ 汞的地球化学” 一书中预言, 汞可作为找深部隐 伏矿的指示元素[ 2 ]。随后国内外进行了大量的研 究, 应用汞量测量取得了很多成果, 我国于 1 9 8 1年 召开了全国汞量测量推广会, 出版了地球化学汞量 测量的专著和论文集[ 3 ], 促成了汞量测量工作规范 的颁布与执行, 汞量测量从理论和方法都提高到一 个新的水平。在覆盖区, 汞量测量方法用于找矿主 要采用壤中气汞量测量和土壤汞量测量。 1 . 1 壤中气汞量异常 在覆盖厚的地区, 当其他方法效果不好的情况 下, 壤中气汞测量可以发挥相当大的作用, 汞的气体 分散晕具有近于垂直迁移的特性, 能穿透上覆各种 类型的盖层到达地表。在厚层运积物覆盖区, 壤中 汞气异常可作为指示标志, 用于圈定隐伏含矿带和 含矿构造[ 2 ]。 1 9 9 4年, 吉林省第二地质调查所与中国地科院 物化探所在夹皮沟金矿南部的三道溜河金异常区, 曾进行过覆盖区查证金异常的研究。该区金异常和 金矿化处在前震旦系角闪斜长片麻岩和黑云角闪岩 中, 伴随着北东向的断裂构造。利用壤中气汞测量 在覆盖区追踪构造断裂, 圈定出的 2处汞异常反映 了金矿的含矿构造 一组位于近北西南东的夹皮 沟区域构造断裂, 另一组由主断裂派生的次级北 东南西向断裂。三道溜河金异常区显然与其次级 的断裂构造有关。第二地质调查所对异常进行了揭 露, 发现了含金矿化的断裂构造, 岩石分析金含量达 到了工业品位以上。以上说明汞气异常反映了含金 异常带[ 4 ], 壤中气汞测量是吉林南部森林覆盖区找 寻盲矿、 掩埋矿和隐伏含矿断层的快速有效的方法。 1 . 2 土壤汞量异常 一般在厚度不大的残坡积物分布区, 土壤汞量 测量具有很好的找矿效果, 并在许多金矿区和金异 常区取得了成功。在夹皮沟外围三道溜河金异常 收稿日期 2 0 1 0- 0 4- 2 9 物 探 与 化 探3 4卷 区, 曾利用土壤汞量测量在区内发现了 2条较明显 的与壤中气汞一致的汞异常带, 总体呈 N N E向展 布, 宽 4 0~ 8 0m , 并与土壤和岩石的金异常对应, 显 示土壤汞和金异常与此蚀变破碎带有关。在汞异常 带内, 观察到岩石具有较强的硅化、 铁染或褐铁矿化 现象, 证明汞异常是蚀变带的反映, 也证明该方法适 用于吉林南部景观区的金矿勘查[ 4 ]。 1 . 3 汞的原生异常 我国在 1 9 8 0年以后的 2 0多年中, 对金矿和铜 矿、 锡钨矿、 铀矿、 汞矿、 锑矿、 铅锌矿、 铁矿等各类金 属矿床开展了大规模的全面试验研究, 在此基础上 总结了汞在金属矿床的异常分布规律[ 3 , 5 ] 低温热 液矿床汞异常呈似同心环状分布; 中高温金属矿床 汞异常呈帽状位于矿体上部。在平面上, 其异常形 态随剥蚀程度不同而异, 当剥蚀较少时, 汞异常呈空 心环状, 当剥蚀中等时, 汞异常呈空心半环状或不规 则状分布; 当受到强烈剥蚀时, 其周围基本无汞异常 出现。如夹皮沟三道岔金矿 H g ( A s 、 S b 、 F 、 B a ) 为远 程指示元素, 与金异常套合时指示盲矿部位[ 6 - 7 ]。 通过大量金矿床和多金属矿床汞原生异常研 究, 认为汞在各类矿床原生分带序列中的位置, 无论 是在轴向分带中, 或是在横向分带中, 均处于相对远 离矿体的部位, 对矿体具有远程指示意义。 2 地电化学测量 在夹皮沟外围的三道溜河金矿区进行了以金为 指标的电提取以及土壤水溶相、 有机相态元素提取 等地电化学方法对比试验研究[ 8 ]。 电提取金含量范围( 2 . 5~ 2 8 . 2 ) 1 0 - 9, 土壤 金水溶相含量范围( 0 . 2~ 1 . 5 ) 1 0 - 9, 土壤金有机 相含量范围( 0 . 5~ 9 . 4 ) 1 0 - 9。 电提取金和土壤有机相态金异常, 在槽探揭示 的金矿体( 宽度 2m左右, 走向北东) 延展部位均有 明显的峰值显示, 而土壤水溶相分析没有发现金异 常。电提取金异常值为 2 8 . 2 1 0 - 9, 出现在矿体正 上部位。土壤有机相态金异常范围较宽, 宽度约 2 0 m 。电提取金和土壤有机相态金异常与同期现场测 定的壤中气汞异常部分交叠。壤中气汞异常宽度约 3 0m , 基本反映了矿化蚀变带的宽度。由此可见, 电 提取金和土壤有机相态金异常对覆盖层条件下的金 矿体位置具有良好的指示作用。 3 岩石碎屑测量 虽然吉林南部森林区不利于常规方法使用, 但 这些地区由于属于低山丘陵, 除山脊局部可见到基 岩, 坡积区土壤并不厚, 覆盖区透过腐殖层( 5 0~ 1 0 0c m ) , 一般可见到岩石碎屑物。这种岩屑物质 尽管经过一定搬运, 但搬运距离不大, 即其异常相对 矿化的位移不大, 因而用其作为采样介质开展金异 常查证, 追踪金的浓集地段是可能的。 1 9 9 0年吉林省第二地质调查所与地球物理地 球化学勘查研究所在吉林夹皮沟金矿带的东南部外 围的三道溜河地区, 对发现的 1 ∶5万水系沉积物金 异常开展岩屑地球化学测量, 采样网度 4 0 0m 5 0 m , 面积 1 0k m 2, 发现了多元素组合金异常。随后, 在金的高浓集中心地段, 施工探槽发现了 3个金矿 化蚀变带, 其中 1号金异常的强度高, 浓集中心明 显, 最高含量接近工业品位, 构成一个寻找隐伏金矿 化的有利地段。钻探验证结果, 在孔深6 7m处见到 隐伏金矿化体, 从而表明了岩屑测量是吉林南部森 林覆盖区找寻金矿的有效方法[ 8 ]。 4 构造脉岩测量 许多金矿床后期脉岩发育, 并与成矿作用有一 定的关系。脉岩在其上侵过程中切穿矿体或矿化带 可将深部矿化信息携至地表。在脉岩发育矿区, 脉 岩测量不失为寻找深部矿、 评价矿化类型的一种有 效的地球化学勘查手段[ 9 - 1 0 ]。1 9 6 5年, X M阿 布杜拉也夫从地质上研究脉岩与成矿的关系, 提出 了利用脉岩鉴别矿化的地质标志[ 9 ]。我国在这方 面也有许多地球化学成果, 如浙江省遂昌治岭头金 矿在 1 9 9 0年出现了储量危机, 由于该矿床被侏罗系 火山岩地层覆盖, 一般的找矿方法难以奏效; 采用了 以渗滤晕为主的岩脉和构造裂隙接触带测量( 石英 脉、 断层物质、 褐铁矿团块) , 在深部发现新的金矿 体。夹皮沟金矿的脉岩测量( 表 1 ) 也证实了这一方 法的效果。 夹皮沟成矿带内几个具有较大规模的 A u矿 床, 不同程度地发育有晚期脉岩, 有些脉岩还与矿脉 共生。显然, 脉岩的侵入在 A u矿的成矿作用中起 到了举足轻重的作用, 表 1中列举了三道岔、 四道 岔、 板庙子 A u 矿床 4种脉岩的微量元素的含量, 表 中数据显示, A u 和大部分元素( A g 、 C u 、 M o 、 W) 大大 高于区域背景值, 也高于地层和岩浆岩中平均含量。 具体特征如下。 ( 1 ) 正长斑岩 在三道岔和四道岔的矿区, A u 、 A g 分别高出地层和岩浆岩含量 1个数量级, P b 、 Z n 、 M o 、 W也较高, 这无疑是晚期中酸性岩浆作用的元 素组合。 ( 2 ) 闪长玢岩 在三道岔矿区, A u 含量达到 2 3 0 485 5期刘德君等 吉林南部森林覆盖区化探金异常评价方法 表 1 夹皮沟地区各地层、 岩浆岩、 脉岩中元素质量分数 名称A uA gC uP bZ nC oA sH gF 地 层 鞍山群三道沟组上段( 2 0 )51 05 155 7 . 51 5 . 32 . 60 . 1 21 1 7 鞍山群三道沟组下段( 2 3 )47 03 31 1 . 24 0 . 41 3 . 70 . 50 . 0 49 8 . 8 鞍山群杨加店组上段( 2 4 )48 06 3 . 59 . 35 1 . 71 8 . 62 . 40 . 0 31 3 2 鞍山群杨家店组下段( 3 6 )48 06 0 . 89 . 85 1 . 41 6 . 90 . 50 . 0 41 8 4 鞍山群四道拉子河组( 3 5 )37 04 9 . 48 . 95 3 . 11 60 . 50 . 0 31 1 0 岩 体 华力西期玄武岩( 1 3 )68 06 35 02 010 . 0 21 4 7 鞍山群杨家店组下段( 3 6 )48 06 0 . 89 . 85 1 . 41 6 . 90 . 50 . 0 41 8 4 鞍山群四道拉子河组 3 537 04 9 . 48 . 95 3 . 11 60 . 50 . 0 31 1 0 华力西期玄武岩( 1 3 )68 06 35 02 010 . 0 21 4 7 燕山期花岗岩( 1 )46 01 53 03 01 05 . 60 . 1 34 2 华力西期黑云花岗岩( 1 3 )38 03 91 15 31 0 . 80 . 50 . 0 31 5 2 前震旦纪混合花岗岩( 3 2 )46 03 8 . 81 6 . 53 6 . 31 4 . 20 . 50 . 0 41 5 0 岩 脉 三道岔正长斑岩脉( 3 )7 34 2 01 3 3 . 31 0 6 . 77 3 . 31 0 四道岔正长斑岩脉( 9 )3 22 6 04 2 . 21 3 . 93 01 0 三道岔闪长玢岩脉( 3 )2 3 09 03 8 . 31 1 . 74 6 . 73 0 板庙子辉绿岩脉( 9 )5 0 02 5 05 6 . 31 03 01 7 . 2 区域背景值( 3 1 9 )2 . 46 93 21 2 . 14 51 2 . 50 . 70 . 0 31 1 2 注 据文献[ 7 ] 整理; 元素质量分数 A u 、 A g 为 1 0 - 9, 其他为 1 0- 6 1 0 - 9, A g 、 C u 、 N i 、 C o 略高于背景值。这种元素组 合更进一步说明基性岩浆作用的结果。 ( 3 ) 辉绿岩脉 在板庙子 A u 矿床以 A u 、 A g 、 C u 、 T i 高为特征。特别是 A u 高出 2个数量级。 三道溜河 A u异常区霏细岩脉和闪长岩脉是较 晚期的一组脉岩, 两类岩石中金和其他元素都出现 了较高的含量。A u 分别达到 1 3 . 8 1 0 - 9和 1 8 . 9 1 0 - 9, 比区内岩石高出 4倍之多。 以上可知, 酸性脉岩含 A u高, 伴随有较高含量 的 C u 、 P b 、 Z n 、 M o 、 W 一套多元素组合; 而基性脉岩 A u 更高, 但元素组合简单, 主要是 C u 、 N i 、 V 。由此 可见, 无论是酸性脉岩, 还是基性脉岩, A u都是富集 的, 而且据元素组合可断定金矿化脉岩属性。所以, 脉岩的大量侵入, 在该区是有利于 A u富集的, 也是 一种找金矿标志。 因此, 吉林南部找矿中, 如果有基岩和工程揭露 地段, 在勘查中专门采集脉岩并分析其微量元素进 行地球化学找矿勘查, 对寻找深部矿体是有意义的。 5 地球化学找矿指标 金矿床异常元素分带性, 微观上是矿物和组分 空间分布的延续, 因此, 研究这种元素的空间分布, 总结地质地球化学找矿标志, 对认识异常发现新的 矿床具有重要的指导作用。夹皮沟金矿是该区最大 的矿床, 地球化学工作者曾做过相关的研究, 并提出 了该矿的地球化学指标[ 6 ]。 该矿地层及岩性是老牛沟组变质岩( 斜长角闪 岩夹混合岩化片麻岩) , 矿床处于韧脆性断裂带及 其与北西向弧性挤压带交切部位的片理化带内。岩 浆岩为吕梁期钾质花岗岩, 中基性脉岩。蚀变特征 为石英脉、 蚀变破碎带、 硅化绢云母化、 黄铁矿化、 碳 酸盐化、 钾化。 矿床前缘出现 A u 、 A g 、 C u 、 Pb元素弱异常, 伴 强 H g 、 A s 、 S b 、 F异常。 矿体部位出现强 A u 、 A g 、 C u 、 P b异常, 伴 A s 、 S b 、 H g 、 F 、 M n 、 M o 、 C o 、 N i 弱异常。 矿体尾部出现 A u 、 A g 、 C u 、 P b弱异常, 伴 M o 、 M n 、 C o 、 N i 、 Z n 强异常。 在残坡积覆盖区盲矿隐伏矿地段, 地表发育 A u 、 A g 、 C u 、 P b 、 A s 、 F 、 H g 。 6 结论 在吉林南部的森林覆盖区, 金异常或金矿化点 查证工作主要以发现隐伏金矿为目标。在土壤发育 的坡积区和运积物覆盖区, 可采用汞量测量圈定隐 伏含矿构造破碎带, 也可以利用电提取方法和土壤 有机相态偏提取方法与汞气测量方法结合, 作为该 地区或同类地区直接寻找金矿的有效组合手段。在 岩石出露区或有工程揭露的区域, 采用岩屑测量发 现矿化的赋存地段, 脉岩测量和构造裂隙测量可发 现深部盲金矿体。异常解释可以依据夹皮沟金矿地 球化学模型进行, 与矿床密切共生的元素为 A u 、 A g 、 C u 、 P b ; 矿床前缘元素 H g 、 A s 、 S b 、 F异常; 矿床尾部 元素 M o 、 M n 、 C o 、 N i 、 Z n 。 585 物 探 与 化 探3 4卷 参考文献 [ 1 ] 王恩德. 吉林南部台区金矿成矿规律及其找矿方向[ J ] . 吉林 地质科技情报, 1 9 8 5 , ( 9 ) . [ 2 ] A . A萨乌科夫. 汞的地球化学. 谢学锦 译[ M] . 北京, 科学出 版社, 1 9 5 5 . [ 3 ] 伍宗华, 金仰芬, 古平等. 汞的勘查地球化学[ M] . 北京 地质 出版社, 1 9 9 4 . [ 4 ] 刘崇民, 刘占元, 邹长毅, 等. 森林覆盖区金异常的快速评价 [ C ] / / 第六届全国勘查地球化学学术讨论会论文选编. 北京 地质出版社, 1 9 9 8 . [ 5 ] 李惠. 大型、 特大型金矿盲矿预测的原生叠加晕模型[ M] . 北 京 冶金出版社[ A ] , 1 9 9 8 . [ 6 ] 王文平. 吉林夹皮沟三道沟金矿床找矿模型[ G ] / / 中国主要 类型金矿床找矿模型论文集. 北京 地质出版社, 1 9 9 6 . [ 7 ] 朱太天. 夹皮沟地区金矿地球化学异常模式及三道岔金矿床 的深部预测[ R ] . 长春 吉林省冶金研究院, 1 9 8 7 . [ 8 ] 刘崇民, 刘占元. 吉林桦甸三道溜河马家店一带金矿地球化 学勘查[ R ] . 廊坊 中国地质科学院 地球物理地球化学勘查研 究所, 1 9 9 9 . [ 9 ] 阿布杜拉耶夫 XM. 岩脉与矿化[ M ] . 北京 中国工业出版社, 1 9 6 5 . [ 1 0 ]刘崇民. 金属矿床原生晕研究进展[ J ] . 地质学报, 2 0 0 6 , 8 0 ( 1 0 ) . T H EA P P R A I S A LO FG E O C H E MI C A LG O L DA N O MA L I E S I NT H EF O R E S T  C O V E R I N GA R E AO FS O U T H E R NJ I L I NP R O V I N C E L I UD e  j u n 1,L I UC h o n g  m i n2 ( 1 . J i l i nA c a d e m y o f G e o p h y s i c a l E x p l o r a t i o n ,C h a n g c h u n 1 3 0 0 1 2 , C h i n a ; 2 .I n s t i t u t e o f G e o p h y s i c a l a n dG e o c h e m i c a l E x p l o r a t i o n , C A G S ,L a n g f a n g 0 6 5 0 0 0 ,C h i n a ) A b s t r a c t L o c a t e di nt h e f o r e s t  c o v e r i n g a r e a o f s o u t h e r nJ i l i nP r o v i n c e ,t h e J i a p i g o um e t a l l o g e n i c b e l t i s a f a m o u s g o l do r e  f o r m i n g b e l t i nC h i n a . S t u d i e s s h o wt h a t l i t h i c s u r v e y ,m e r c u r i m e t r y ,g e o e l e c t r i c a l m e a s u r e m e n t a n dd i k e s u r v e y a r e e f f e c t i v e i ns e a r c hf o r g o l dd e  p o s i t s i ns u c ha l a n d s c a p e a r e a .I t i s a l s o f o u n dt h a t ,i nt h i s m e t a l l o g e n i c b e l t ,t h e f r o n t a l e l e m e n t s a r e H g ,A s ,S b ,F ( T l ,S e ,T e ) , t h eo r e  f o r m i n ge l e m e n t s a r eA u ,A g ,C u ,P b ,a n dt h er e a r e l e m e n t s a r e M o ,M n ,C o ,N i ,Z n .T h e e l e m e n t c o m b i n a t i o na n dt h e e  v a l u a t i o nm o d e l a r eo f s o m es i g n i f i c a n c ei na n o m a l ya p p r a i s a l a n dd i s c o v e r yo f b l i n do r eb o d i e s i nt h ed e p t h . K e yw o r d s s o u t h e r nJ i l i n ; f o r e s t  c o v e r i n g a r e a ; g o l do r e e x p l o r a t i o n ; c o m b i n a t i o no f i n d i c a t o r e l e m e n t s ; g e o c h e m i c a l a n o m a l y a p p r a i s  a l 作者简介 刘德君 ( 1 9 5 5- ) , 男, 吉林桦甸市人, 吉林省勘查地球物理研究院高级工程师 櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎櫎 。 上接 5 7 2页 A b s t r a c t I n n e r M o n g o l i ah a s c o m p l e xg r a v i t ya n o m a l i e s .T h eD a H i n g g a nM o u n t a i ni nt h e e a s t o f I n n e r M o n g o l i a i s a m i r r o r  i m a g e a  n o m a l ya r e a .T h e r e e x i s t l o wg r a v i t y o f r o c kb o d y ,h i g hg r a v i t y o f S u n g l i a o P l a i n ,m o u n t a i nr o o t a n da n t i  r o o t ,a n dt h e A R E Mm o d e l i s t e n a b l e .T h eY i n s h a nm o u n t a i nc h a i ni nt h em i d d l eo f I n n e r M o n g o l i ai s am o u n t a i na n o m a l ya r e a .T h e r ee x i s t s h i g hg r a v i t yo f r o c k b o d y ,b u t m o u n t a i nr o o t e f f e c t o nt h eg e n t l eM o h os u r f a c ei s n o n e x i s t e n t ,a n dt h eP r a t t m o d e l i s t e n a b l e .L o w  g r a v i t ya n o m a l yo f t h e D a d o n gM o u n t a i no c c u r s i nt h em i d d l eo f t h em o u n t a i na n o m a l ya r e a .C o m p a r a t i v es t u d i e s s u g g e s t t h a t t h el o w  g r a v i t ya n o m a l yo f t h e D a d o n gM o u n t a i ni s n e i t h e r a m o u n t a i na n o m a l y n o r a m i r r o r  i m a g e a n o m a l y ,b u t a r o c kb o d y a n o m a l y .T h e i s o s t a t i c c o m p e n s a t i o no c  c u r s i nt h e l o w e r b o u n d a r y o f t h e i n t r a c r u s t a l g r a n i t i c l a y e r .I t c a nb e s a i dt h a t ,i na d d i t i o nt o t h e m o u n t a i na n o m a l y a n dm i r r o r - i m a g e a n o m a l y ,t h e r ei s a l s oag r a n i t ea n o m a l y . K e yw o r d s g r a v i t ya n o m a l y ; g r a n i t eb o d y ; M o h os u r f a c e ; A R E Mm o d e l ;P r a t t m o d e l 作者简介 赵文涛( 1 9 6 1- ) , 男, 教授级高级工程师, 中国地质大学( 北京) 地球物理与信息技术学院在读博士, 主要从事金属 矿产地球物理勘探方面的研究。 685
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