岩屑地球化学测量方法在找矿中的应用.pdf

岩屑地球化学测量方法在找矿 中的应用 白音查干银 金 多金属矿为例 范红科 西北有色地质研究院， 陕西 西安7 1 0 0 5 4 以内蒙古 摘 要 内蒙古中东部半干旱荒漠草原景观区选择 B层 一 5 ～ 4 0目粗粒级的风化岩屑样品可以有效地排除风成砂的干扰， 突出 成矿及指示元素的地球化学异常特征。以内蒙古西乌珠穆沁旗白音查干银 金 多金属矿床的发现为例， 介绍该景观条件下开展 岩屑地球化学测量的方法技术以及应用效果。在半干旱荒漠草原景观区开展岩屑地球化学测量可以快速、 准确地圈定出矿化蚀 变带的范围 ， 提 高找矿效果， 是行之有效的找矿方法。 关键词 半干旱荒漠草原景观 区； 岩屑地球化学测量 ； 找矿效果； 白音查干银 金 多金属矿 ； 内蒙古 中图分类号 P 6 1 8 ． 5 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 5 2 5 1 8 2 0 1 0 0 1 0 0 3 2 0 4 白音查干银 金 多金属矿化区位于内蒙古 自治 区西乌珠穆沁旗白音高勒苏木，东距西乌珠穆沁旗 政府所在地 9 0 k m， 南距锡林浩特市 1 1 0 k m。 该区的 地质调查工作始于 2 0世纪 5 0年代 ，曾先后开展过 1 1 0 0万和 1 2 0万 区域地质调查以及 以寻找铬铁矿 为主的地质找矿工作 ； 1 9 9 3年完成 了 1 2 0万区域地 球化学测量工作 ， 圈l叶 J 了多处金 、 银 、 砷 、 锑 、 汞地球 化学异常； 2 0 0 2年对该 区的成矿地质条件和矿化分 布规律进行初步调查研究 ，但 由于地质调查研究 作不够深入 、找矿方法不合理 ，使得找矿效 不理 想 ； 2 0 0 6年西 北 有 色 地 质 研 究 院 在 该 区 进行 了 1 1 万岩屑地球化学测量工作 ， 获得 1 个近 E W 向展 布的 A g 、 A u 、 c u 、 P b 、 z n以及 A s 、 s b 、 B i 等多元 素综 合异常群。经地质、 物探和深部探矿工程控制， 目 前 已圈定多条银 金 多金属矿化体 ， 银矿化体远景规 模可达 中一大型， 取得了重大 的找矿突破 ， 是内蒙古 中东部半干旱荒漠草原景观区开展岩屑地球化学测 量找矿应用的成功实例 。 1 区域地质背景 白音查干银多金属矿化区位于华北地 台北缘二 连浩特一 贺根山晚古生代构造一岩浆岩带 内，其北 部为华北陆台与西伯利亚板块的碰撞对接带二 连浩特一贺根 山深大断裂带 图 1 。地层分布广泛 ， 断裂发育 ， 岩浆活动强 烈 ， 矿产资源丰富 ， 是 内蒙古 中东部地 区重要的多金属成矿带。 区内出露地层主要有下二叠统大石寨组 P d 变质粉砂岩 、粉砂质板岩和蚀变安山质凝灰岩 以及 哲斯组 P ,z 变质粉砂质板岩 、 生物碎屑岩 ； 上侏罗统 z因 。 圈 回s 图 1 白音查干矿区位置以及 区域地质略图 I一华北陆台北 缘过渡带； I I 一古生代兴蒙造山带； H I 一西伯利 亚板块 南缘过渡带； 1 ． 断裂带； 2 ．古板块缝合线； 3 ． 国界；4 ． 金属矿床及编号； 5 ．矿 区位置 1 朝不愣铁一锌一铋多金属矿床； 2 沙麦 钨矿； 3 奥尤特铜 矿； 4 ／ i x 坝梁铜金 矿床 ； 5 巴尔哲铌一钇一锆矿床； 6 孟恩陶勒盖 银一铅一锌矿床； 7 布敦化铜矿床； 8 浩步高铅锌铜锡 矿床； 9 白音淖尔铅一锌矿床； 1 0 大井锡铜铅锌银矿床； 1 1 黄 岗锡一铁矿床； 1 2 毛登锡铜矿床； 1 3 拜 仁大坝银矿 玛尼 吐组 J 仇n 玄武岩 、 安 山质 晶屑凝灰岩以及 白 音高老组 J s b 凝灰质流纹岩 ； 下 白垩统大磨拐河组 K d 砾岩 、 泥岩夹煤层以及第四系 Q 松散堆积物 和冲洪积物 。银多金属矿化体赋存于下二叠统大石 寨组火 山一沉积岩地层中 ，与蚀变安山质凝灰岩关 系密切 。 区内断裂以 N E、 N E E向为主 ，而白音查干银多 金属矿床则位于这 2 组断裂带的交会部位。 岩浆岩以华力西晚期黑云母花岗闪长岩 、 辉长岩 以及燕山早期 中粒斑状花岗岩 ； 为主， 收稿 日期 2 0 0 9 0 7 2 4 ； 修订 日期 2 0 0 9 1 0 2 7 ， 作者简介 范红科 1 9 7 2 一 ， 男， 甘肃泾川人 ， 高级工程师， 主要从事矿床地质、 地球化学勘查及研究工作． E m a i h f h k 9 2 9 t o m ． e o m 呈岩株或岩脉分布于工作区的东南部 。岩浆岩多期 次 、频繁地活动 ，促使地层 中的成矿物质活化 、 迁 移 ， 并在适 当环境或构造有利地段富集成矿 。 区域矿产资源丰富 ， 已发现银 、 铜、 金 、 铅 、 锌 、 锡 等贵金属矿产和有色金属矿产。 近年来又发现煤、 萤 石等非金属矿产。 董全卅学杖各 2 0 1 0年 2月 较为普遍 。当风成砂大量混入到采样介质 中时 ， 样 品中各元素 的浓度 因稀释而明显减 弱 ， 异常强度相 应降低 ， 异常规模也大大缩小。因此 ， 在该景观区开 展岩屑地球化学测 量 ，应尽可能排 除风成砂 的干 扰 ， 突出成矿及指示元 素地球 化学异常特征 ， 提 高 找矿效果 。 2 景观地球化学特征 3 岩屑地球化学测量方法 研究 区地处 内蒙古中东部 ， 靠近 中蒙边界 ， 属典 型的半干旱荒漠草原景观区。 地势总体平缓 ， 地形起 伏小 ， 切割不 明显 ， 水系不发育 ， 沟谷多为干沟 ， 相对 高差一般在- 1 0 0 m。气候属典型 的中温带半干旱大 陆性气候 ， 夏季干旱少雨 ， 冬季寒冷 ， 气温低 ， 年平均 气温 2 ～ 4℃， 年降雨量在 1 5 0 ～ 3 5 0 mm之 间， 年蒸发 量 为 1 5 0 0 ～ 2 5 0 0 m m、 远远大于降雨量。区内以物 理风化为主， 化学风化作用相对较弱 ； 表层物质中化 学元素的迁移以机械迁移为主 ， 化学迁移次之。 土壤 垂直剖 面上发育 A层 、 B层 和 C D层 ， B层局部 有 缺失。A层为风成砂和粉砂土 ， 上部丛生矮禾草 、 矮 灌木等草原植被 ， 植物根 系发育 ， 富含有机质 ， 颜色 较暗 ； B层为粉砂质黏土 ，颜色为黄褐色或棕褐色 ； C D层为风化岩屑或基岩层。 区内降雨相对较少 ， 元 素淋滤作用较弱 ， 土壤剖面上岩渍层发育。由于风蚀 和风搬运作用强烈 ，地表疏散堆积物 中风成砂分布 岩屑地球化学测量成败的关键在于确定采样介 质 的层位和样 品中成矿及指示元素的富集粒级。为 了寻找适 合该景观 区岩 屑地 球化学测量 的方法技 术 ， 在开展工作之前 ， 选择了区内已知的银 、 金 、 铅 、 锌 、 铜矿 化 体进行采样与加工方案的实验对 比。 分 别采集 已知矿 化 体 A层 、 B层和 C D层岩屑样 品，按一 5 ～ 2 0目、 一 2 0 ～ 4 0目、 一 4 0 ～ 1 0 0目和一 1 0 0 目4种粒级段进行采样层位和富集粒级的实验对 比 研究 表 1 ， 确定 了化探岩屑测量的采样对象。经分 析对 比， 有以下认识。 1 B层 、 C D层各个粒级段的样 品中主成矿元 素 C u 、 P h 、 z n 、 A g及相关伴 生元素 A s 、 S b 、 B i 、 M o 、 w 的含量 明显高于 A层 ， 异常峰值明显且变化幅度大 ， 仅 Mn元素含量 A层高于 B层和 C D层 。但采集 C D层岩屑样品采样深度相对较大 、工作效率相对 较低 ，因此在该 景观区采集岩屑样品应选 B层 ； 若 表 1 白音查干矿区实验样 品不 同层位各粒级元素平均含量对比 1 0 B层有缺失 ， 则选 C D层上部的风化岩屑 ， 采样间距 为 4 0 m， 采样深度一般为 0 ． 2 ～ 0 ． 6 m。 2 A层中成矿元素 C u 、 P b 、 z n 、 A g 及相关伴生 元素 A s 、 s b 、 B i 、 Mo 、 w 的含量 多在一 5 ～ 2 O目和一 1 0 0 目的粒级 段富集 ； B层 中这些 元素则大 多富集在一 5 - 2 0目和一 2 0 ～ 4 0目粒级段 ； Mn元 素含量不论在 A层还是 B层均在一 1 0 0目细粒级段富集 。A层富含 腐殖质 ，同时考虑到 B层一 4 0目的细粒样 品中风成 砂对样品含量的影响，一般不适合在该景观条件下 开展岩屑地球化学测量工作。 因此 ， 确定 B层一 5 ～ 4 0目中粗粒级段 的岩屑样 品作为本次普 详 查工作 的采样对象 ， 采样应穿过 腐殖质层， 深度一般在 0 ．2 ～ 0 ．6 m之间。 3 ． 1 工作 方 法 根据对 比实验成果 ，本次 1 1万化探岩屑测量 按照 1 0 0 r n 4 0 m的正规 网度布设采样点。 野外一般 用 G P S卫星定位仪定点。岩屑样品加工采用野外初 加工与室内加工整理相结合 的方法 。在野外对 目估 粒度为一 5 ～ 4 0目的岩屑样品进行初选 ， 室内由专人 负责将采集的样品过筛截取一 5 一 4 0目粒级， 筛后样 第 1 8 卷 第 1 期 3 3 品重量控制在 2 0 0 g 。将加工好 的样 品正样装箱 ， 送 化验室细磨至一 2 0 0目进行分析测试 。 3 ． 2 分析 测试 岩屑样品的分析测试 由获得国家计量认证资格 的有色金属西北矿产地质测试 中心承担完成 。分析 兀素有 A g 、 A u 、 P b 、 z n 、 C u 、 A s 、 S b 、 B i 、 Mo 、 Mn 、 W 等 。 P b 、 Z n 、 C u 、 Mo 、 W、 S n 、 Mn等元素用 I C P A E S 等离 子光谱 或 I C P - MS 等离子质谱 测定 ； A s 、 S b 、 B i 用 A F S 原子荧光 测定 ； 而 A u 、 A g则用 F A A 无火焰 原子吸收光谱 测定。 样品测试采用一级标样 、密码样及重采样进行 分析质量监控 。 样品分析质量合格率在 9 5 ％以上 ， 样 品分析测试报 出率为 1 0 0 ％。 3 ． 3 地球化学异常特征 根据前人 1 2 0万区域化探测量成果 和已有地 质资料选 区， 2 0 0 6年完成 1 1万岩 屑地球化学测量 1 7 ． 6 2 k m 。获得 1个 近 E W 向展 布的 A g 、 A u 、 c u 、 P b 、 z n及 A s 、 s b 、 B i 多 元 素综 合 异 常 群 图 2 ， 长 1 ． 7 k m， 宽约 1 k m， 面积 1 ． 7 k m 。该异常区 舷 、 A u 、 C u 、 P b 、 z n异常形态规整 ， 梯度变化大 ， 浓集 中心清 晰 ， 与前缘晕 A s 、 S b 、 B i 异常套合好 ， 各元 素的含量 高 ； 而尾晕 W、 Mo 、 Mn等元素异常强度相对较弱 ， 分 布零散 ，以低浓度沿 N E向断层破碎带呈 串珠状展 布。异常主要位于下二叠统大石寨组泥质粉砂岩和 粉砂质板岩和蚀变安山质凝灰岩地层 中，异常浓集 中心地带 为近 E W 向与 N E向 2组构造 的交会部 位。 多期次构造一岩浆热液的叠加、 改造作用为成矿 元素的矿化富集创造了条件。 各元素异 常 的平均含 量 舷 为 1 2 x 1 0 ～， A u为 3 1 0 一， P h为 9 5 8 x 1 0 ～， C u为 2 9 6 1 0 ～， Z n为 7 9 8 x 1 0 一， A s 为 8 2 7 x 1 0 ～， S b为 3 0 4 x 1 0 ～， B i 为 4 1 0 ～ ， Mo为 2 1 0 ～， Mn为 5 3 2 1 0 一， W 为 3 ． 5 2 x 1 0 ； 各 元素 异 常衬 值 由高 到低 的顺 序 s b为 5 4 8 ． 3 0 ， A s 为 1 6 3 ． 5 7 ， A g为 1 3 1 ． 4 9， P b为 5 9 ． 6 2 ， c u为 3 O ． 1 3 ， z n为 2 5 ． 6 9， B i 为 2 6 ． 8 6 ， A u为 2 ． 7 2， Mo为 2 ． 5 4 ， w 为 2 ． 3 7， Mn为 1 ． 0 5 。由此可见 ，各元素异常强 度 大， 具有较 高的平均值和异 常衬值 ， 是找矿最有 利异 常。 3 ． 4 异常的解释与推断 根据各元素异常组合特征 ，该区主要成矿元素 应为 A g 、 A u 、 P b 、 Z n ； 前缘晕发育， 尾晕较弱， 矿体剥 蚀较浅 ， 深部可能有隐伏矿体存在 ， 应作为重点勘查 区开展找矿评价。 4 异常查证 依据化探综合异常的展布及特征，经进一步野 外地质调查和钻 、 坑探工程验证 ， 在异常区内已发现 多条银矿 化 体 ， 呈 N E、 近 E W 向展布。A g 含量在 ‘ 颤 Zn 00 曰 毋 9u Au s 茜 B 嘏 幢醉 ‘ 10- 11 i2 1 0 ’ M 0 x1 0“ w 同 Q l 严 0 。 门 囝 。 0 O 1 0 0 1 r f l 圜 囡 z 囝 。 国 。 回 s 图 2白音查干矿 区 1 1 万化探岩屑测量异常剖析图 Q 一 第四系砂质粘土、 风成砂； 1 ．下白垩统大磨拐河组砂砾岩； 2 ．上侏罗统白音高老组晶屑流纹岩、 岩屑流纹岩； 3 ． 上侏罗 统玛尼土组晶屑岩屑流纹岩、 安山岩及安 山玄武岩；4 ．下 二叠统大石寨组变质粉砂岩； 5 ． 异常范围 3 4 2 4 9 x 1 0 -6 5 5 2 x 1 0 -6之 间 ， A u含量 在 0 ． 2 x l O - 6 _ 0 ． 5 1 0 -6之 间 ， P b含量 在 0 ．4 6 ％～ 5 ． 4 ％之 间 ， Z n含量 在 2 ． 8 7 x 1 0 -6 - 4 ． 4 5 x l 0 -6之间， 银矿化体远景规模可达中一 大型。矿区共圈定 4 个矿化富集段， 其特征如下 。 1 I 号矿化富集段位于矿区西部 ， A g 含量一般 为 1 5 0 x l O 6 0 0 x l O ， P b含量一般为 1 ． 0 ％一 3 ． 0 ％， Z n 含量一般为 2 ． 0 ％～ 5 ．0 ％。矿体走 向 8 5 o , 倾 向 s ， 倾角 5 5 ～ 6 5 呈脉状分布于蚀变碎裂岩带中 ， 赋矿岩性为 变质粉砂岩 、 变质角砾岩 、 硅质泥岩等。 2 Ⅱ号矿化富集段位于矿 区中部偏北 ， 鲰 含 量一般为 2 0 0 x l O - 5 0 0 x l O ， Z n含量一般为 1 ． 0 ％～ 5 ． 0 ％。 赋矿岩性主要为硅化碎裂岩， 与 N E向断层破 碎带关系密切。 3 Ⅲ号矿化富集段分布于矿区中部偏南 ， A g 含 量一般为 l O O x l O -6 - 4 0 0 x 1 0 ， P b含量一般为 1 ． 0 ％～ 2 ．0 ％， Z n 含量一般为 1 ．0 ％ ～ 7 ．0 ％。 矿体走向约4 5 。 ， 倾 向 s E ， 倾角 6 5 ～ 7 5 。 。赋矿岩性主要为硅化碎裂岩。 4 I V 号矿化富集段分布于矿 区东南部 ， 银含量 一 般 为 l O O x l O - 4 0 0 x l O ，锌 含量 一般 为 1 ． 0 ％～ 4 ． O ％。矿体走 向 7 5 ～ 8 5 。 ，倾 向 N W，倾角一般 5 5 ～ 6 5 o ， 呈脉状 、 长透镜状展布 ， 赋矿岩性为粉砂质碎裂 岩、 凝灰岩质碎裂岩、 安山质碎裂岩等。 5 结论 1 白音查干银多金属矿的发现与评价 ， 充分证 实了岩屑地球化学测量在内蒙古 中东部半干旱荒漠 草原景观区开展 区域地质找矿的有效性。只要采样 部位正确 ， 找矿方法技术手段合理有效 ， 便可达到事 半功倍的效果 。 彗全卅一 杖 叠I 。 臻 2 0 1 0年 2 A ∞ | 2 半 干旱荒漠草原景观区开展岩屑地球化学 测量选择 B层一 5 ～ 4 0目粗粒级段 的风化岩屑样 品 可以有效地排除风成砂的干扰 ，突出成矿及指示元 素的地球化学异常特征 ， 提高找矿效果 。 3 1 1 万岩屑地球化学测量扫面和精测剖面测 量与原生晕 的测量效果一样 ， 可 以快速 、 有效 地对 1 5万化探异常进行检查 ， 指出含矿层位和含矿地质 体的规模及范围， 配合地表工程揭露， 可对浅部矿体 达到近似定量评价的效果 。 4 依据岩屑地球化学测量的异常特征 ， 可以快 速 、 准确 、 有 地圈定出矿化蚀变带的范围 ， 结合相 关地质 、物探资料可为进一步勘查评价及钻探工程 设计提供依据。 参考文献 [ 1 ] 任天祥， 伍宗华 ， 羌荣生． 区域化探异常筛选与查证的方 法技术 [ M] ． 北京 地 质出版社 ， 1 9 8 9 ． [ 2 ]黄薰德 ， 吴郁彦． 地球化学找矿[ M] ． 北京 地质出版社 ， 1 9 85． [ 3 ] 任天祥 ， 赵云 ， 张华， 等． 内蒙干旱荒漠区域化探工作方法 初步研究[ J 3 ． 物探与化探， 1 9 8 4 ， 8 5 2 8 2 2 9 6 ． [ 4 ] 伍宗华， 古平． 隐伏矿床的地球化学勘查[ M] ． 北京 地质 出版社 ， 2 0 0 0 ． [ 5 ] 金浚， 丁汝福， 陈伟民． 森林沼泽景观元素存在形式及化 探方法研究[ J ] ． 地 质与勘探 ， 2 0 0 2 ， 3 8 4 5 0 5 5 ． [ 6 ] 任天祥， 赵云． 内蒙中西部干旱、 半干旱区区域化探扫面 方法技术研究[ G] ． 第三届勘查地球化学学术讨论会论文 选编． 北京 冶金工业出版社， 1 9 8 8 ． [ 7 ]孔凡吉 ， 张青， 曹金虎． 内蒙古二连浩特一东乌珠穆沁旗 半干旱荒漠草原 区区域化探方法实验 [ J ] ． 地质找矿论 丛 ， 2 0 0 4 ， 1 9 4 2 6 1 2 6 9 ． Th e App l i c a t i o n o f De br i s Ge o c he mi c a l M e s u r e m e nt M e t h o ds i n Pr o s p e c t i ng T a k i n g I n n e r Mo n g o l i a Ba i y i n c h a g a n Ag Au Mu l t i - me t a l Or e a s a n E x a mp l e F ’AN Ho n g k e N o r t h w e s t I n s t i t u t e o fN o n f e r r o u s G e o l o g y ， X i ’ a n 7 1 0 0 5 4 ， S h a a n x i ， C h i n a Abs t r a c t I n t h e s e mi a r i d d e s e r t a n d g r a s s l a nd l a n ds c a p e a r e a i n I n n e r Mo n g o l i a， g e o c h e mi c a l de b ris s u r v e y s a m p l i n g t e s t s s h o w t h a t t h e t h i c k g r a i n s i z e - 5 - 4 0 m e s h o f w e a t h e r i n g d e b ri s s a mp l e s f r o m B l a y e r o f s o i l c a n e l - f e c t i v e l y r e mo v e t h e i n t e r f e r e n c e o f e o l i a n s a n d， a n d i t a l s o c a n s t a n d o u t t he g e o c h e mi c a l a no ma l o u s c h a r a c t e r i s - t i c s o f m i n e r a l i z a t i o n a n d i n d i c a t i n g e l e me n t s ． T a k e t h e d i c o v e r o f B a i y i n c h a g a n A g A u p o l y me t a l l i c o r e d e p o s i t f o r e x a mp l e， we a n a l y z e t h e me t h o d s， t e c hn o l o g i e s o f g e o c h e mi c a l d e br i s s u r v e y a n d i t s e x p l o r a t i o n a pp l i c a t i o n． i t i s d e mo n s t r a t e d t h a t g e o c h e mi c a l d e b ris e x p l o r a t i o n me t h o d i s a g o o d p r o s p e c t i n g me t h o d， a s i t c a n q u i c k l y ， a c c u r a t e l y e n c l o s e t h e r a n g e o f t h e mi n e r a l i z a t i o n a l t e r a t i o n z o ne， a n d i mpr o v i n g t h e pr o s p e c t i ng e f f e c t ． Ke y wo r d s S e mi a r i d d e s e r t a n d g r a s s l a n d a r e a ； Ge o c h e mi c a l d e b r i s s u rve y ； P r o s p e c t i n g e f f e c t ； B a i y i n c h a g a n Ag A u p o l y me t a l l i c o r e d e p o s i t ； I n n e r Mo n g o l i a 第 1 8 卷 第 1 期 3 5