辽宁阜新排山楼金矿床深穿透地球化学找矿方法的应用研究.pdf
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1、 年第 期 第 卷黄金 黄 金 地 质 辽宁阜新排山楼金矿床深穿透地球化学找矿方法的应用研究收稿日期:;修回日期:基金项目:国家重点研发计划项目()作者简介:张凯伦(),男,硕士,从事地球化学研究工作;:张凯伦,温守钦,汪徽,张赛杰,(东北大学资源与土木工程学院;深部金属矿山安全开采教育部重点实验室)摘要:排山楼金矿床位于辽宁阜新,是目前中国发现最大的受韧性剪切带控制的糜棱岩型金矿床之一。矿体赋存于太古宇建平群蚀变糜棱岩破碎带内,矿石蚀变强烈,品位偏低。目前,该矿床经多年开采已步入危机矿山行列,迫切需要开展接替资源勘查工作,增加矿石储量,延长服务年限。应用深穿透地球化学找矿方法对排山楼金矿床进
2、行成矿预测研究,主要包括有机烃类气体测量、吸附相态汞测量和氡气测量地球化学方法。通过布设 条剖面,采集土壤地球化学样品 件,每件样品分析测试吸附相态汞及 种有机烃类气体组分,并对 勘探线开展氡气测量研究。研究结果表明,甲烷、乙烷、丙烯、正丁烷和吸附相态汞剖面异常与矿体均有较好的空间对应关系,甲烷、乙烷在矿体上方呈单峰式剖面异常;丙烯、正丁烷和吸附相态汞为多峰式异常。最后,通过对烃、汞剖面异常特征的综合对比分析,圈定出 处成矿靶区。关键词:排山楼金矿床;深穿透地球化学;有机烃类气体测量;吸附相态汞测量;氡气测量中图分类号:文献标志码:开放科学(资源服务)标识码():文章编号:():引言矿产资源是
3、人类生存和发展的物质基础,其稳定供给是社会经济发展的前提保障。中国幅员辽阔、成矿地质条件优越、矿产丰富,却依然面临着日益严峻的资源紧缺问题。目前,解决矿业资源危机问题主要从 个方向入手:一是增加基础地质工作投入,发现新的矿产地、建设新矿山;二是加大危机矿山的地质勘查力度,增加后备资源储量,延长服务年限 。地球化学找矿方法作为地质找矿中一种不可或缺的方法手段,在危机矿山接替资源勘查中发挥着不可替代的作用。为满足危机矿山的勘查需要,在原生晕、次生晕、水系沉积物等传统勘查地球化学方法 应用基础之上,化探工作者开展了多种新方法、新技术的找矿效果应用研究,并且取得了显著的成效。深穿透地球化学找矿方法 (
4、)为诸多有效的新地球化学找矿方法之一,这种勘查地球化学理论与方法主要由生物地球化学测量、地下水地球化学测量、地下气体地球化学测量等非传统地球化学找矿方法组成 。本文研究对象排山楼金矿床是一座危机矿山,位于辽宁阜新,由阜新蒙古族自治县新民镇和国华镇共同管辖。由于基础地质工作投入不足、地质勘探与科研性资料共享较差等原因,排山楼金矿床主矿脉的平行脉、分支脉多未得到控制,并且矿区边部及深部矿体勘探工作极度欠缺,从而极大限制了寻找接替资源。本文主要采用深穿透地球化学找矿方法对排山楼金矿床进行找矿研究工作,深穿透地球化学找矿方法包括有机烃类气体测量、吸附相态汞测量和氡气测量。运用测量所得异常空间分布规律和
5、矿体所在剖面异常特征研究成果,对矿区边部及深部进行成矿预测研究,圈定成矿靶区,为探矿工程布置提供指导,也为同类型金矿床勘查的地球化学方法选择提供参考依据。地质背景排山楼金矿床大地构造位置位于华北板块北缘的北镇凸起西缘,与阜新锦州中生代断陷盆地相邻 。区域内地质结构复杂,断裂发育,岩浆活动频繁而剧烈,大部分岩石遭受变质变形作用改造。区域出露地层主要有太古界建平群(见图 ),主要有大营子组和瓦子峪组,岩性包括黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩等,由于经历了麻粒岩相和角闪岩相的区域变质作用,岩体一般呈透镜状、条带状和不规则状,是金矿初始矿源层;元古界地层与大营子组呈角度不整合接触,主要有高于庄组、大
6、红峪组和团山子组,岩性以陆相 浅海相沉积碎屑为主;中生界地层主要有白垩系阜新组和孙家湾组,是一套 黄 金 地 质黄金含煤的沼泽相、湖泊相沉积建造;新生界地层主要为第四系全新统与上更新统,与下部新生代以前地层呈不整合接触。断陷盆地湖相沉积建造 侏罗纪二长花岗岩 片麻状侵入岩与绿岩建造 建平群 逆断裂 正断裂图 排山楼金矿床区域地质略图区域内岩浆活动频繁,侵入岩广泛发育,出露面积较大,大致可分为 期,分别为鞍山期(新太古代)、燕辽期(古元古代)、华力西期和燕山期 。岩性以酸性为主,中性次之,多为辉长岩和花岗岩。区域内构造以韧性剪切带为主,主要有东西向、北东向、北东东向 组韧性剪切带,褶皱、脆性断裂
7、次之。矿产以金矿为主,主要分布于燕山期侵入体和太古宇地层接触带附近的变质杂岩中,受东西向韧性剪切带控制,大致可分为石英脉型和蚀变岩型 种金矿床。矿床地质矿体赋存于建平群蚀变糜棱岩构造破碎带内,总体呈弧形带状展布。矿体受东西向上排山楼侯其营子大型韧性剪切带控制,呈似层状和透镜状产出(见图 ),与围岩呈渐变过渡关系,无明显界线。矿化范围广,产状稳定,连续性好,矿化均匀,但品位偏低。矿化带形成后,遭受 逆冲推覆断裂破坏,表现为扇形逆冲推覆特征,断距由西向东逐渐增大,具体表现为含矿带顶板白云质糜棱岩和含矿带重复出现且平行分布。以 逆冲推覆断裂为界,矿体可大致分为 个矿体群,分别是位于 逆冲推覆断裂下盘
8、以 矿体为核心的矿体群和位于 逆冲推覆断裂上盘以 、矿体为核心的矿体群。黑云斜长片麻岩 黑云斜长质初糜棱岩 黑云斜长质糜棱岩 角闪斜长质糜棱岩 角闪斜长质初糜棱岩 钙质糜棱岩 石英闪长岩脉 煌斑岩 流纹岩 花岗斑岩 玄武玢岩 细粒花岗岩 花岗质超糜棱岩 似斑状黑云母花岗岩 地质界线 矿体 内蚀变带 中蚀变带 外蚀变带 压扭性断裂图 排山楼金矿区地质图矿石可分为原生矿石和氧化矿石 种类型,且以原生矿石为主。依据矿物成分特点,原生矿石又分为蚀变黑云斜长质糜棱岩型和蚀变长英质糜棱岩型种自然类型,二者结构和构造相似,成分差别较大 。矿石结构以半自形结构、他形粒状结构为主,偶见压碎结构、碎裂结构、交代残
9、留结构、假象结 年第 期 第 卷黄 金 地 质 构、镶边结构、包含结构、乳滴状结构等。矿石构造以细脉浸染状构造为主,条带状构造、条纹状构造次之。矿石的化学成分除 外,其他组分含量都较低,不同类型矿石化学成分有一定差别,相对而言,蚀变黑云斜长糜棱岩型矿石略富 、贫 ,蚀变长英质糜棱岩型矿石略富 、贫 。种类型原生矿石所含矿物基本一致,以自然金和黄铁矿为主,黄铜矿、磁铁矿、钛铁矿、磁黄铁矿次之,方铅矿、闪锌矿、毒砂、白铁矿、辉铜矿等少量。矿区围岩蚀变种类繁多,矿床蚀变晕面积巨大,具有明显的分带性,主要有面型绿泥石化、铁白云石化和黄铁矿 绢云母化 种蚀变带 。深穿透地球化学找矿方法 方法原理金的成矿
10、作用离不开有机物参与 ,在使用有机烃类气体寻找有色、贵金属矿床时,气体地球化学指标通常选择性质稳定的链烷烃同系物,主要有甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷等低分子量链烷烃类组分,以及乙烯、丙烯等个别烯烃类组分。它们物理性质相似,沸点极低、蒸气压极高,并具有很强的挥发性和穿透能力,可以通过粒间孔隙和微裂隙等通道向上运移至地表,部分被土壤以碳酸包裹相或吸附相等形式固定下来,形成有机烃类气体地球化学异常。汞为亲硫元素,金属成矿时汞多以自然汞和汞化合物的形式赋存于 、等硫化物中,该类硫化物易通过氧化还原作用释放出 和 的卤化物,矿产勘查中通过热释法测量土壤中与矿化有关的 和 的卤化物,并通过汞的地球化学
11、特征展开地段含矿性的应用评价工作 。氡()在地壳中含量甚微,密度比空气大,却有明显的向上迁移能力。其纵向运移能力远大于横向运移能力,正是这种性质决定了岩石中的氡气及其子体可以通过扩散、对流、抽吸等作用沿构造裂隙向地表运移。在近地表岩石、土壤裂隙、孔隙中形成放射性气晕。金属矿产的形成和赋存与地质构造关系密切,构造为成矿流体提供了运移通道和赋存场所。氡气测量方法可以通过对土壤中放射性气晕的测定准确的定位构造,从而为矿床位置的确定提供理论依据 。工作步骤)研究剖面:通过研究矿区地质特征及矿体空间分布规律,设计了 勘探线、勘探线剖面。)野外工作:在剖面所在地表测线采集土壤地球化学样品,采样点距为 ,地
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