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第29 卷 第4 期 2009 年11 月 桂林工学院学报 Journal of Guilin University of Technology Vol�畅 29 No 畅 4 Nov畅 2009 文章编号 1006 - 544X (2009) 04 - 0439 - 06 干旱荒漠区地电化学法寻找隐伏多金属矿 以甘肃白银银硐沟勘查区为例 舒立霞 1, 罗先熔1, 吴满生1, 曹中煌1, 王光洪1, 白智山2, 赵千里 2, 高强祖2 (1畅桂林理工大学 有色及贵金属隐伏矿床勘查教育部工程研究中心, 广西 桂林 541004; 2畅金川集团有限公司, 甘肃 金昌 737104) 摘 要 为了解决干旱荒漠区的深部找矿问题和探索地电化学法在干旱荒漠区寻找隐伏金属矿床的可 行性, 在甘肃白银银硐沟勘查区运用地电提取、 土壤离子电导率等多种找矿方法来找寻隐伏的矿体。 以 9 10 - 6、18 10- 6、36 10- 6三级浓度分带划分,圈出 22 个地电提取 Cu 异常;以 7畅 25 10- 6、14畅 5 10 - 6、 29 10- 6三级浓度分带划分, 圈出 32 个地电提取 Zn 异常; 以 100、 200、 400 μ S/ cm 三级异常 强度分带划分, 圈出 11 个电导率异常。 按照异常的规模、 大小、 强弱、 变化、 吻合程度、 异常出现 的地质部位等因素, 将测区内的综合异常划分为两类 5 个综合异常靶区, 其中Ⅰ类靶区 2 个, Ⅱ类靶 区 3 个。 关键词 干旱荒漠区; 地电化学法; 找矿预测; 白银; 甘肃 中图分类号 P632 文献标志码 A 白银银硐沟勘查区地处黄土高原西北边缘, 海拔 1 275 ~ 3 017 m, 相对高差较大, 山脊和坡谷 较陡, 年平均降水量 244 mm, 蒸发量 1 700 mm, 水分缺乏, 几乎无地表径流, 植被极其稀疏, 属 于干旱荒漠区。 研究区内先后进行过不同程度的 常规物化探工作 19641965 年在区内进行的地 质、 物化探工作, 对区域普查找矿远景没有提出 明确的看法; 1983 年, 白银地区进行1∶ 5万航磁测 量, 在本区获得航磁异常 1 个; 1985 年开展的白 银地区1∶ 5万分散流测量, 发现本区有个别铜、 锌 点异常, 但一直未取得明显的找矿突破。 地电化学因能提取隐伏矿的找矿信息, 已成 为我国找寻隐伏矿的重要手段之一[1 - 2]。 为了解决银硐沟铜锌矿的深部找矿问题, 本 项研究在干旱荒漠区已知矿床开展地电化学测量 法寻找隐伏金属矿床试验的基础上, 总结出一套 在干旱荒漠区寻找深部隐伏金属矿床的有效组合 方法, 并对未知区的深部找矿进行了预测[3 - 8]。 1 矿区地质概况 研究区位于银硐沟铜锌矿床西侧, 大地构造 位置属祁连加里东褶皱带东段。 区域内出露的地 层有中上奥陶统银硐沟组 (02 - 3y)、 下志留统 马营沟组 (S1m)、 第四系中更新统 (Q2)。 区内 构造较简单, 以单斜岩层和断裂为主, 局部发育 有小型褶皱。 断层呈北西向, 延伸方向与区域断 层方向一致。 区内岩浆岩以浅成侵入相和喷出相为主 喷 出相主要为细碧岩, 分布于区内东部中上奥陶 统中; 浅成侵入相主要由岩脉组成。 区内岩脉大 致可分为两种一种为花岗岩脉,肉红色,含大量 钾长石和石英 ;另一种为花岗斑岩脉 ,浅灰色 , 收稿日期 2008 - 12 - 12 基金项目 科技部国际合作重点项目 (编号 2007DFA20910) 作者简介 舒立霞 (1983), 女, 硕士研究生, 地球化学专业, E- mail shulixia_207@sina畅 com。 通讯作者 罗先熔, 博士, 教授, 博导, E- mail luoxianrong@glite畅 edu畅 cn。 含较多石英斑晶。 二者延伸方向均与主要断层方 向一致, 呈北西向, 在奥陶系和志留系中均较发 育, 大体可分为 3 个密集带 测区东南角; 测区 中部; 测区北西角。 本区矿石主要以黄铁矿为主, 黄铜矿次之, 二者产出部位一致, 黄铜矿分布不均匀。 矿体整 体向南西倾斜, 倾角 30 ~ 40 , 矿体的围岩有薄 层状硅质岩、 块状细碧岩和黑色含碳质层。 矿体 与围岩为渐变关系, 在围岩中存在细粒状、 脉状 矿石, 近矿围岩以薄层状硅质岩为主, 其次为细 碧岩和黑色含碳质层。 矿化一般处于层间滑动带 中, 断层面上陡下缓, 往往切割下部细碧岩而与 上部硅质岩顺层。 在矿体和采空区附近其接触关 系因蚀变较强变得很不清晰。 区内与矿化有关的 蚀变主要为绿泥石化和硅化。 2 地电化学法找矿可行性试验 为了检验地电化学法在干旱荒漠区的找矿可 行性, 特选择位于银硐沟勘查区东南部有已知矿 体存在的 11 线进行方法可行性试验研究, 其中, 地电提取测量法的应用前提条件主要包括 良好 的导电条件, 具有一定厚度的土壤, 较好的地质 条件等。 土壤离子电导率测量法在下列情况下应 用往往可以取得良好的找矿效果 矿体位于潜水 面之下、 地下水较稳定, 地表覆盖层较厚, 矿体 埋深中等、 陡倾斜产出, 金属矿物成分复杂, 构 造发育等。 该处具备开展地电化学测量法的条件。 在试验研究中, 沿剖面线每隔 20 m 布设一个 测点, 在每一测点位置挖深 30 ~40 cm、 半径 30 cm 的坑, 将制好的离子接收器 (泡塑电极) 置于 坑中, 倒入配置好的酸性提取液 (浓度为 15%的 稀硝酸) 1 000 mL, 48 h 后从采样坑中取出离子 接收器, 然后取载体物质 (泡塑) 作为电提取样 品进行分析; 与地电提取测量同步, 采集 B 层土 壤样品, 用电导率仪测定土壤离子电导率。 2畅 1 已知矿体异常特征 11 号剖面上 38 ~ 42 点有矿体存在, 该矿体赋 存于中上奥陶统银硐沟组上段 (02 - 3y3) 中, 矿 体向南西倾斜, 围岩主要为硅质岩与细碧岩, 采 用的地电化学法在已知矿体上方均有不同程度的 异常反映 (图 1)。 其中, 地电提取 Cu、 Zn 及土 壤离子电导率 (Con) 的背景值、 异常下限均用概 率格纸法求得, 见表 1。 在该剖面的 40 ~ 44 点, 测出 Cu 异常强度为 (5畅 55 ~ 27畅 6) 10 - 6,高出背景值 2 ~ 9 倍,最高异 常值位于 42 点处,达 27畅 6 10 - 6,异常位于已知矿 体上方。 在该剖面的 38 ~ 43 点, 测出 Zn 异常强度为 (6畅 09 ~ 11畅 1) 10 - 6, 高出背景值 1 ~ 3 倍, 异常 宽度约 100 m, 最高异常值 11畅 1 10 - 6, 位于 39 点处, 该处正是已知矿体的赋存位置, 异常与矿 体的吻合程度完好。 在该剖面的 38 ~ 45 点, 测出 1 个三峰形态分 布的 Con 异常, 异常强度为 175畅 7 ~ 1 485 μ S/ cm, 高出背景值 3 ~ 30 倍, 异常宽度达140 m, 其中 40 图1 白银银硐沟勘查区11 线地质 - 地电化学异常剖面图 Fig畅 1 Section of the geology and Geo- electrochemistry anomalies Line 11 in Yindonggou exploration area Q第四系; S1m 1下志留统马营沟组下段; O 2 -3y 3中 -上 奥陶统银硐沟组上段; 1细碧岩硅质岩互层; 2千枚岩; 3已知矿体; 4推测矿体; 5推测断裂 表1 白银银硐沟勘查区各元素背景、 异常下限值 Table 1 Background and abnormal lower limit of the elements in Yindonggou exploration area 统计样 品数/ 个 最小值最大值背景值 异常 下限值 电提取w(Cu)/ 10 - 6 330ゥ1櫃櫃畅 01186 畅 43u9排 电提取w(Zn)/ 10 - 6 330ゥ2櫃櫃畅 5872 畅85u7墘墘畅 25 土壤离子电导率/ (μ S cm - 1) 332ゥ39亮亮畅 81 622n50墘100 044桂 林 工 学 院 学 报 2009 年 号测点异常值为 1 140 μ S/ cm, 此 Con 异常正是已 知矿体的赋存部位, 清晰地指示了矿体的存在位 置。 2畅 2方法找矿可行性试验研究的结论 对 11 号已知剖面的找矿可行性试验研究结果 表明, 在已知矿体上方测出了清晰的地电提取 Cu、 Zn 异常及土壤离子电导率 Con 异常, 说明利用此 方法在干旱荒漠区寻找隐伏金属矿床是可行的, 效果较好, 值得在类似地区广泛利用。 3 未知区的找矿预测 在已知矿体上验证找矿可行的基础上, 在白 银银硐沟测区利用地电化学法开展了深部找矿预 测评价研究, 根据以往的工作情况及构造走向 (NW 60 ), 圈定了面积为 1畅 5 km2的研究区, 在 该区内共布置了 8 条测线 (4、 6、 8、 10、 11、 12、 13、 14), 其中 4、 6、 8、 10 线线距为 200 m, 10、 11、 12、 13、 14 线线距为 100 m, 点距均为 20 m, 测线走向为 NE 30 。 3畅 1平面异常特征及找矿预测 3畅 1畅 1 地电提取 Cu 平面异常特征 以 9 10 - 6、 18 10 - 6、 36 10- 6三级浓度分带的划分方法, 在 测区共圈出 22 个地电提取 Cu 异常 (图 2)。 根据异常规模及强度大小, 对测区内主要异 常特征描述如下 (1) Cu - 3 号异常位于 4 线上, 异常规模长 220 m、 宽 100 m, 三级浓度分带完 整, 异常最大值出现在 63 号测点上, 达 186畅 4 10 - 6, 衬度为 62。 (2) Cu - 9 号异常位于 4 线的 35 ~ 39 号测点与 6 线的 37 ~ 43 号测点, 异常规模 较大, 长达 420 m, 宽达 120 m。(3) Cu - 10 号 异常分布在 4、 6、 8 线上, 异常规模长 440 m、 宽 320 m, 三级浓度分带完整, 且内中带较发育, 内 带 NE 向延伸 180 m, 异常最高值出现在 6 线的 25 号测点上, 达 106畅 4 10 - 6, 该异常为测区内最大 的 Cu 异常。(4) Cu - 11 号异常位于 6 线上, 异 常规模较大, 长 260 m, 宽 240 m。 (5) Cu - 14、 Cu - 16 号异常位于测区东南角, 异常规模均较 大, 但仅有中带和外带出现。 3畅 1畅 2 地电提取 Zn 平面异常特征 以 7畅 25 10 - 6、14畅 5 10- 6、29 10- 6三级浓度分带的划分方 法,在测区共圈出 32 个地电提取 Zn 异常(图 3)。 图2 白银银硐沟勘查区地电提取 Cu 异常平面图 Fig畅 2 Plan of electro- extraction copper anomalies in Yindonggou exploration area Q第四系; S1m 2下志留统马银沟组上段; S 1m 1马营沟组 下段; O2 - 3y 3中 - 上奥陶统银硐沟组上段; O 2 - 3y 2银硐沟 组中段; 1勘探线及编号; 2Cu 异常编号; 3异常等值线 根据异常规模及强度大小,对测区内主要异常 特征描述如下(1)Zn - 6、Zn - 24、Zn - 25 号异常 规模长 300 m、宽 60 m,仅有中带和外带出现,其中 Zn - 6、Zn - 24 号异常穿越 4 线和 6 线,Zn - 25 号 异常穿越 6 线和 8 线。 (2)Zn - 10、Zn - 22 号异常 规模均较大,长 300 m,平均宽为 80 m,但强度不 大。 (3)Zn - 13 号异常位于 10 线上,异常规模不 大,但三级浓度分带完整,异常最大值出现在 59 号 测点上,达 33畅 6 10 - 6。 (4)Zn - 20 号异常分布在 4 ~ 14 线上,异常规模较大,NW 向延伸近 1 000 m, 三级 浓 度 分 带 完 整, 异 常 最 高 值 出 现 在 8 线 的43号测点上,达72畅 8 10 - 6,衬度为14畅 6,该异 常为测区内最大的 Zn 异常。 144第 4 期 舒立霞等 干旱荒漠区地电化学法寻找隐伏多金属矿 图3 白银银硐沟勘查区地电提取 Zn 异常平面图 Fig畅 3 Plan of electro- extraction zinc anomalies in Yindonggou exploration area 1勘探线及编号; 2Zn 异常编号; 3异常等值线 从图 2、 图 3 可见该勘查区内电提取 Cu、 Zn 异常规模均较大, 但空间吻合程度并不高, 主要 原因在于 (1) 该矿床为海相火山岩型铜矿床[6], 由于 Cu 的熔点较 Zn 高, 岩浆喷出以后, 熔点高 的就地结晶, 而熔点低的在离火山口较远处结晶。 (2) Zn 的亲硫性比 Cu 弱, 在岩浆结晶的早期阶 段, Zn 并不参加到亲硫结晶中去, 最先沉淀的是 Cu。 (3) 在表生作用中, 原生 Cu 矿床被氧化后 形成的化合物很不易溶解, 残留原地形成铁帽, 而 Zn 被氧化后形成的化合物溶解度较大, 容易迁 移[7]。 3畅 1畅 3 土壤离子电导率平面异常特征 以 100、 200、 400 μ S/ cm 三级异常强度分带的划分方法, 在测区共圈出 11 个电导率异常 (图 4)。 根据异常规模及强度大小,对测区内主要异 图4 白银银硐沟勘查区地电提取 Con 异常平面图 Fig畅 4 Plan of soil ionic conductwity anomalies in Yindonggou exploration area 1勘探线及编号; 2电导率异常编号; 3异常等值线 常特征描述如下(1) Con -2 号异常穿越 4、6、8 线,异常规模较大,该异常区内出现了 5 个三带齐 全的浓集中心。 (2)Con - 4 号异常穿越 4、6、8、10、 11 线,异常规模较大, 该异常区出现了 2 个三带齐 全的浓集中心, 其中位于测区东面的浓集中心规 模较大, 长 250 m, 宽 160 m。(3) Con - 6 号异 常分布在 4 ~ 13 线上, 异常规模长达 1 000 m, 三 级浓度分带完整, 且内中带较发育, 异常高值区 规模也较大, NW 向延伸近 600 m, 异常最高值出 现在 13 线的 37 号测点上, 达 1 622 μ S/ cm, 衬度 为 32畅 4, 该异常为测区内最大的 Con 异常。 3畅 1畅 4 综合异常评价与找矿预测 通过对银硐沟 勘查区地电提取异常及土壤离子电导率异常平面 特征的综合分析, 按照异常的规模、 大小、 强弱、 变化、 吻合程度、 异常出现的地质部位及其他一 244桂 林 工 学 院 学 报 2009 年 些地质因素, 将测区内的综合异常划分为两类综 合异常靶区 (图 5)。 图5 白银银硐沟勘查区地电化学法 综合异常平面图 Fig畅 5 Target area map of synthetic anomalies of Geo- electrochemical method in Yindonggou exploration area 1勘探线及编号;2靶区及编号;3已知矿体(黄铁矿、黄铜矿) (1) Ⅰ类异常靶区。 划分标准是 ① 有较强 的地电提取异常、 土壤离子电导率异常存在。 ② 异常具备较完整的内、 中、 外带分布, 异常规模 长达 400 m, 平均宽达 200 m。 ③ 两种方法异常形 态相似, 重合性较好。 根据上述标准, 测区内的 4 线 (部分)、 6 线 (部分)、 11 线 (部分)、 12 线 ( 部分)、 13 线 (部分) 异常分布区域为Ⅰ类异常靶区, 其中, 位 于测区右下角的Ⅰ类异常靶区内有一已知矿体存 在, 这更好地说明了应用地电化学法在干旱荒漠 区寻找隐伏金属矿床是可行且有效的。 在该靶区 内, 异常分布范围大, 其中规模长度均达到 400 m, 平均宽度达 200 m, 异常形态相似, 三级浓度 分带清晰, 吻合性好, 而且在该测区内集中分布 了多个高异常值。 如在 6 线的 25 号点测得地电提 取 Cu 的异常极高值达 106畅 4 10 - 6。 在Ⅰ类异常靶区综合异常规模大、 强度大、 三级浓度分带清晰, 吻合程度好。 该Ⅰ类异常靶 区应该是寻找隐伏金属矿的有利地段, 因此值得 在高值异常集中区进行山地工程揭露, 预计在该 地段将有新的突破。 (2) Ⅱ类异常靶区。 划分标准是 ① 两种方 法异常都存在, 地电提取 Cu 异常强度不大但分布 较集中。 ② 异常具备较完整的中带及外带分布, 异常规模长达 200 m, 平均宽达 100 m。 根据上述标准, 测区内的 4 线 (部分)、 6 线 (部分) 异常分布区域为Ⅱ类异常靶区。 在该类靶 区内, 异常分布范围较大, 其中异常规模长度均 达到 200 m, 平均宽度达 100 m, 异常轴向均呈 NW 向展布, 虽然电提取异常强度不大但分布较集 中, 也有高值异常出现, 推测Ⅱ类异常靶区也是 寻找隐伏金属矿的有利地段, 值得进一步做工作。 3畅 2 剖面异常特征及找矿预测 据上述综合异常平面图可知, 测区内的 4 线 (部 分)、 6 线 ( 部 分)、 11 线 ( 部 分)、 12 线 (部分)、 13 线 (部分) 异常分布区域为Ⅰ类异常 靶区, 其中 11 线有已知矿体存在, 特选择该剖面 为代表, 进行剖面综合异常特征分析。 在该剖面的 38 ~42 号测点之间有一已知矿 体, 在该已知矿体上方, 测出了清晰的地电提取 Cu、 Zn 和土壤离子电导率 Con 异常。 在该剖面的 48 ~ 51 点, 测出 Cu 的异常强度为(4畅 53 ~19畅 5) 10 - 6,高出背景值 2 ~ 7 倍;测出 Zn 异常强度为 (4畅 27 ~ 9畅 77) 10 - 6,高出背景值 1 ~2 倍; 测出 Con 异常强度为 76畅 3 ~ 279 μ S/ cm, 高出背景值 2 ~ 6 倍, 其中电提取 Cu、 Zn 的最大值位于 49 号测 点处, Con 的最大值位于 50 号测点处。 土壤吸附 相态汞测量的目的是为了发现深部的汞迁移通道 隐伏断裂破碎带, 在该测线的 51、 55、 57 号 测点测出土壤吸附相态汞的含量分别为 19畅 37 10 - 9、20畅 38 10- 9、21畅 18 10- 9,均高出背景值 2 倍以上。 地电提取和土壤离子电导率异常是地下 存在矿化或矿体的显示; 高汞量异常是地下存在 隐伏断裂破碎带的显示[8]。 344第 4 期 舒立霞等 干旱荒漠区地电化学法寻找隐伏多金属矿 根据以上的异常描述, 在该剖面的 48 ~ 51 号 测点, 地电提取和土壤离子电导率都存在高值异 常, 且异常的吻合程度较好, 据 Hg 异常可推测此 处隐伏断裂发育, 这些综合异常显示的信息说明 此带具备有利的成矿条件, 推测在该测点范围对 应的地下深部有隐伏矿体存在 (图 1)。 4 结论及建议 (1) 在甘肃白银银硐沟勘查区开展以地电化学 提取法为主的找矿试验研究表明, 利用多种方法 组合在干旱荒漠区寻找隐伏金属矿是可行的, 为 今后在干旱荒漠区寻找类似的矿床提供了一种可 选的新方法组合。 (2) 未知区的找矿预测中发现了 5 个较有利的 成矿靶区, 其中Ⅰ类异常靶区是寻找深部隐伏矿 体的最有利地段。 同时对Ⅱ类异常靶区也应高度 重视, 建议在Ⅰ类异常靶区进行山地工程揭露。 (3) 建议在 11 线的 48 ~ 51 点加大深部探矿力 度, 达到寻找隐伏矿体的目的。 参考文献 [1] 罗先熔.再论地球电化学测量法寻找隐伏矿床 [J].桂 林冶金地质学院学报, 1994, 14 (3) 295 - 301. 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Geo- Electrochemical for Polymetal Ore Deposit Prospecting in Arid Desert Area taking Yindonggou exploration of Baiyin as an example SHU Li- xia1, LUO Xian- rong1, WU Man- sheng1, CAO Zhong- huang1, WANG Guang- hong1, BAI Zhi- shan2, ZHAO Qian- li2, GAO Qiang- zu2 (1畅 Engineering Research Center of Exploration for Hidden Non- Ferrous and Precious Metal Ore Deposits, Minis- try of Education, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China; 2畅 Jinchuan Group Ltd. , Jinchang 737104, China) Abstract To order to search deep hidden deposits in the arid desert area and the feasibility of geoelectrochemi- cal method to find buried metallic deposits, the geo- electrochemical extraction methods are used.Using 9 10 - 6, 18 10- 6 and 36 10 - 6 as the three content belts, twenty- two Cu exceptional areas are found.Using 7畅 25 10 - 6, 14畅 5 10- 6 and 29 10 - 6 as the three content belts, thirty- two Zn exceptional areas are found. Using 100, 200 and 400 μ S/ cm as the three content belts, eleven soil ionic conductivity exceptional areas are found.According to the scale, size, strength, change, match degree and the geological location of the anom- alies, five targeted regions are found in this area, and divided into two types two first- class targeted regions and three second- class targeted regions. Key words arid desert area; geo- electrochemical method; prospecting for ore deposits; Baiyin; Gansu 444桂 林 工 学 院 学 报 2009 年
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