锑矿地电化学异常特征、成晕机制及找矿预测（罗先熔,王桂琴,杜建波,胡云沪《地质与勘探》2002.2）.pdf

第38卷 第2期 2002年3月 地质与勘探 GEOLOGY AND PROSPECTING Vol. 38 No. 2 March ,2002 技术 方法 [收稿日期]2001 - 09 - 27 ;[修订日期]2001 - 12 - 01 ;[责任编辑]余大良。 [基金项目]高等学校骨干教师资助课题部分研究成果。 [第一作者简介]罗先熔1953年- ,男,1978年毕业于昆明工学院,教授,获硕士学位,主要从事地球化学工作。 锑矿地电化学异常特征、 成晕机制及找矿预测 罗先熔,王桂琴,杜建波,胡云沪 桂林工学院隐伏矿床预测研究所,桂林 541004 [摘 要]锑矿的地电化学Pb、Zn、As、Sb异常同步垂直出现在隐伏锑矿上,异常值的高低排列顺序 是As〉Sb〉Zn〉Pb ,呈明显的电化学性异常标志。锑矿的电化学溶解试验结果表明,锑矿不但能产生电化 学溶解,而且电化学溶解能力较强。找矿预测在云南木利、 贵州半坡都取的了较好的效果。 [关键词]锑矿 地电化学 异常特征 成晕机制 找矿预测 云南贵州 [中图分类号]P618. 66 [文献标识码]A [文章编号]0495 - 5331200202 - 0059 - 04 为了解锑矿的地电异常特征,探讨锑矿地电化 学成晕机制,我们分别在云南的木利锑矿和贵州的 半坡锑矿开展了地电化学测量的找矿研究。在此基 础上,在两矿区的深部及外围开展了找矿预测工作, 从而取得了很好的理论成果和找矿效果。 1 云南木利锑矿地电异常特征 1. 1 矿区地质概况 云南木利锑矿位于华南加里东褶皱系西部,滇 东南弧形旋扭构造中的马关 西畴 富宁弧形褶皱 断裂的东段。矿区出露地层主要是泥盆系,含矿岩 系为坡脚组中段 D 1p 2 。岩性为硅化泥质生物碎 屑灰岩夹薄层硅化页岩 遂石岩,硅化作用普遍, 愈往深部和愈离开背斜核部,硅化愈弱,特别是在背 斜倒转翼变化更快。矿体主要分布在硅化较强的岩 石中。矿区由北往南平行排列分布着一组背斜构 造,即电站背斜、 西洋江背斜、 坝恩背斜。木利锑矿 以矿物成份简单,矿石组份单一为特征,金属矿物主 要为锑的硫化物辉锑矿及氧化物锑赭石、 黄锑华 等 , 脉石矿物主要是石英,矿石组份除锑外,其它有 益组份甚微。 木利锑矿区总的地形是西高东低,属中等切割 山区,气候为中亚热带气候,雨量充沛,温差较大,地 下水排泄条件良好,因此,物理化学作用均较强烈。 矿区地表大部分为第四系残坡积物所覆盖,土壤层 发育完整,厚1～10 m。这些较为有利的景观地球 化学特征为开展地电化学找矿研究创造了部分有利 条件。 1. 2 地电化学异常特征 在木利锑矿主矿体赋存地段,选择了18号剖面 开展了地电化学测量的找矿研究。18号剖面长500 m ,矿体产于坡脚组中段 D 1p 2 地层中,呈两个埋深 不同的缓倾斜矿体产出。按20 m等距布置25个测 点,供电电源采用发电机发电,供电电压220V ,供 电电流2A ,供电36 h ,取样分析得到清晰的Pb、Zn、 As、Sb等离子异常图 1 。 Pb异常位于剖面的3～5点和7～10号点之 间,异常强度为1010 - 6～45 10 - 6 ,异常是背景 5 10 - 6的 2～9倍。Zn异常位于剖面的4～5点 和7～13号点之间,异常强度为1010 - 6～50 10 - 6 ,是背景强度 5 10 - 6 的2～10倍。As异常 位于剖面的5～7点和8～10号点之间,异常强度为 2010 - 6～100 10 - 6 ,异常是背景 10 10 - 6 的2 ～10倍。Sb异常位于剖面的4～7点和9～13号点 之间,异常强度为2010 - 6～80 10 - 6 ,异常是背 景 10 10 - 6 的2～8倍。Pb、Zn、As、Sb等离子异 常出现的地段正是埋深50～100余m的锑矿赋存 部位。 值得提出的是由于在木利矿区主含矿层上覆有 D 1p 3 页岩 “屏蔽” 层 地球化学障,造成在该剖 面上无法测出次生晕异常,而采用地电化学法长时 间向地下不间断供电,促使要提取的示矿元素穿过 “屏蔽” 层迁移到地表阴极接收中,解决了用常规方 法不能解决的问题。 95 2 贵州半坡锑矿地电异常特征 2. 1 矿区地质概况 独山半坡锑矿位于江南古陆西缘南端,环江古 陆Ag、Sb、Pb、Zn、Au等多金属成矿带南部,川黔经 向构造带与新华夏系构造带的复合部位。矿区地层 单一,以泥盆系为主,呈南北分布倾向西。矿区构造 以NW向展布的张性断裂为主,褶皱构造不发育。 围岩蚀变较简单,以硅化为主。 矿区内锑矿的含矿层位主要是中下泥盆统。锑 矿体主要分布在下泥盆统丹林群石英砂岩、 中泥盆 统独山组、 龙洞水组宋家桥段灰岩与砂岩断裂带和 层间破碎带内。在中泥盆统独山组和龙洞水组的其 它位层内亦有锑矿化。该锑矿的矿物成份简单,矿 石成份单一,主要金属矿物是辉锑矿,次为黄铁矿、 锑华及锑赭石。半坡锑矿区属山区气候,植被发育, 地表为第四系残坡积物覆盖,厚达几米 十几米,多 为黄褐色碎石砂土,粘性砂土。 2. 2 地电化学异常特征成果 在半坡锑矿主矿体赋存地段,选择了35号剖面 开展了地电化学测量的找矿研究。35号剖面地表 为厚十几米的残坡积物覆盖,矿体隐伏深度50～ 200 m。测量剖面长300 m。按20 m等距布置16 个测点。供电电源采用发电机发电,供电电压 220V ,供电电流2A ,供电36 h ,取样分析得到清晰 的Pb、Zn、As、Sb等离子异常图 2 。 Pb异常位于剖面的10～15号点之间,异常强 度为1010 - 6～45 10 - 6 ,异常是背景 5 10 - 6 的2～9倍。Zn异常位于剖面的9～15号点之间, 异常强度为1010 - 6～50 10 - 6 ,异常是背景 5 10 - 6的 2～10倍。As异常位于剖面的10～15号 点之间,异常强度为2010 - 6～100 10 - 6 ,异常是 背景 10 10 - 6的 2～10倍。Sb异常位于剖面的4 ～7号点之间,异常强度为2010 - 6～80 10 - 6 , 异常是背景 10 10 - 6 的2～8倍。Pb、Zn、As、Sb 等离子异常出现的地段正是埋深50～100余米的锑 矿赋存部位。 3 锑矿地电化学异常标志 通过对云南木利锑矿、 贵州半坡锑矿地电化学 异常特征的综合分析,可清楚地看出,在空间上地电 化学异常与隐伏锑矿体对应关系十分清楚,并且在 异常的发育特点上具有以下明显的标志 06 地质与勘探 2002年 1 地电化学Pb、Zn、As、Sb异常同步出现在隐 伏锑矿上,异常值的高低排列顺序是AsSbZn Pb ,呈明显的电化学性异常标志。 2 地电化学Pb、Zn、As、Sb异常均呈多峰形态 出现,异常强度的变化不大,一般出现在1010 - 6 ～10010 - 6之间 ,异常的最大值不会超过背景值 的10倍。 3 地电化学Pb、Zn、As、Sb异常是垂直出现在 锑矿体的上方,异常出现的宽度与矿体规模大小成 正比。 4 锑矿的电化学溶解能力 锑矿能否产生电化学溶解其电化学溶解能力 有多大能否形成电化学异常为解决这一成晕机 制问题,在云南木利、 贵州半坡锑矿分别采集6块锑 矿标本,在实验室按两套同样试验装置做了木利锑 矿和半坡锑矿电化学溶解及成晕机制的模拟试验。 将两块同样大小长8 cm、 宽6 cm、 厚4 cm的锑矿 标本,分别放在两个2000 ml的烧杯中,分别加入 500 ml去离子水,采用碳棒作阴、 阳极,通入200 V、 300 mA电流图3 ,当电流接通后,浸在水中的标 本即为一个电解池,电流通过阳极从溶液进入标本 A端,而从B端流出进入溶液,A端相当于电解池阴 极,B端为阳极。锑矿标本在人工电场的作用下,很 快产生了电化学溶解,电解出的Sb2 离子不断进入 到溶液中,随电解时间的加长,溶液中的Sb2 离子 含量是在逐渐增高表1 ,说明锑矿不但能产生电 化学溶解,而且电化学溶解能力较强。 表1 锑矿标本的电化学溶解测试数据表 矿 区云 南 木 利贵 州 半 坡 电解时间/ h612182424303661218243036 溶液Sb2 含量/ 10 - 64.687.6410.7 14 162229 3. 8 7. 2 9. 6 131723 在模拟试验中,可清楚观测到锑矿体产生电化 学溶解的宏观现象,当电解到18 h ,在阴极附近标本 的A端,可明显地看到生成的浅灰色絮状沉淀物 Sb2 ,在阳极附近标本的B端,可明显地看到 生成的浅黄色状沉淀物 S2 -。随着电解时间的 增长,在阴极附近标本A端的浅灰色絮状沉淀物 Sb2 和阳极附近标本的B端的浅黄色状沉淀 物 S2 -,也越增越多。这一宏观现象进一步阐 明了锑矿标本在电解池内确实产生了强烈的电化学 溶解作用。 在实验室所做的锑矿电化学溶解的试验结果, 充分说明在自然电场或人工电场的作用下,能使锑 矿产生电化学溶解,所电离的金属Sb2 及其它一些 阳离子在外电场的作用下,可源源不断进入到所设 置的 “元素接收器” 中积累起来,通过测试 “元素接收 器” 中积累量,达到指示寻找隐伏锑矿的目的。 5 找矿预测 5. 1 云南木利坝恩测区 测区位于云南木利矿区南部,区内出露地层为 泥盆系砂页岩,大部分地区被厚层残坡积物所覆盖。 测区为一背斜构造,背斜轴向NW - NWW ,两翼均 向西南倾斜,为一向SW倒转的背斜。根据地质情 况分析,推测该背斜的含矿层位埋深达300 m左右。 为评价该背斜是否为含矿背斜,通过背斜核部布置 了一条长400余米的剖面,开展地电化学测量找矿 的研究工作。 在400余米长的剖面上,按等距布置20个测 点,通220V、2A的电流,供32 h电以后,提取分析 Pb、Zn、As、Sb 4个元素,结果在剖面5～11号测点, 即坝恩背斜核部位置,测出了Pb、Zn、As、Sb4个元 素的地电异常图4 ,其中Pb异常的强度为10 10 - 6～48 10 - 6 ,Zn异常强度为1010 - 6～67 10 - 6 ,As异常强度为2010 - 6～88 10 - 6 ,Sb异常 强度为2010 - 6～76 10 - 6。4 个元素地电异常 强度,均与已知木利锑矿地电异常强度极为相似,异 常宽度达到150余米。根据地质情况综合分析,推 测在剖面的5～11号测点之间,即地电异常出露的 中心部位深部,是寻找木利式锑矿的有利部位。 5. 2 贵州半坡梅子湾测区 该测区位于半坡锑矿北部,区内出露地层为中 泥盆统独山组、 邦寨组、 龙洞水组和下泥盆统舒家坪 组、 丹林群。为查明梅子湾测区深部是否有隐伏锑 矿存在,在测区0. 9km2范围内开展了地电化学测 量的找矿预测研究,结果在梅子湾测区内发现了强 大的地电化学Sb异常图 5 。 16 第2期 罗先熔等锑矿地电化学异常特征、 成晕机制及找矿预测 地电化学Sb异常呈南北向展布,长达1000余 米,平均宽250 m ,强度为2010 - 6～96 10 - 6 ,异 常高出背景值近5倍。异常的内、 中、 外三带清楚, 其中内带的平均宽度100 m ,在内带范围内还存在 热释汞异常、 构造地球化学多元素异常。根据地质 情况综合分析,推测在地电化学Sb异常内带深部有 可能找到隐伏锑矿。经贵州勘查局施工钻孔验证, 在200余m见到隐伏锑矿。 [参考文献] [1] 罗先熔.地电化学勘查及深部找矿[M].北京冶金工业出版 社,19966 . [2] 解 润.云南木利锑矿床地质特征及成矿条件分析[J ].西南矿 产地质,19914 12～18. [3] 罗先熔.应用多种化探新方法寻找隐伏锑矿[J ].桂林工学院学 报,19971 41～47. THE GEOELECTROCHEMICAL ANOMALY FEATURE MECHANISN AND FINDED ORE EXTRAPOLATE FOR STIBIUM DEPOSIT LUO Xian - rong ,WANG Gui - qin ,DU Jian - bo ,HU Yun - hu Research Institute of Hidden Ore Deposit Prediction , Guilin Institute of Technology , Guilin 541004 Abstract The geoelectro - chemical anomaly feature of Pb、Zn、As、Sb is prominent appeared where the anomaly value As〉Sb〉Zn〉Pb and the verti2 cal appearance display on the hidden stibium deposits. Geoelectro - chemical dissoluting tests indicated that the stibium deposits can produce electro2 chemical dissoluted , and the electrochemical dissoluted ability is very strong. The results of the geoelectro - anomaly of metallogenic prospective are found very well in the Stibium deposits like Muli of Yunnan province and Banpo of Guizhou province. Key words stibium deposits , geoelectrochemitry , anomaly feature , genetic mechanism , deposit prospecting , Yunna and Guizhou 26 地质与勘探 2002年