物化探综合方法在天井窝钨多金属找矿中的应用

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陈伟, 周新鹏, 贺根文, 李伟. 物化探综合方法在天井窝钨多金属找矿中的应用[J]. 物探与化探, 2017,41(4): 594-604.
CHEN Wei, ZHOU Xing-Peng, HE Gen-Wen, LI Wei. The application of integrated geophysical and geochemical methods to the prospecting in the Tianjingwo tungsten polymetallic ore deposit[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2017,41(4): 594-604.
Doi:10.11720/wtyht.2017.4.02 复制到剪切板

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《物探与化探》编辑部

物化探综合方法在天井窝钨多金属找矿中的应用

陈伟¹, 周新鹏², 贺根文¹, 李伟¹

1.江西省地质矿产勘查开发局赣南地质调查大队,江西赣州 341000

2.山西省地球物理化学勘查院,山西运城 044004

作者简介: 陈伟(1984-),男,江西泰和县人,2011年毕业于成都理工大学矿产普查与勘探专业,主要从事地质矿产勘查与相关科研工作。

收稿日期: 2016-05-18

基金: 国土资源部公益性行业科研专项“南岭东段九龙脑矿田成矿规律与深部找矿示范”(201411050)下属课题“南岭东段九龙脑矿田地质与地球化学测量”(201411050-2)

摘要

为了配合九龙脑矿田深部找矿突破,在天井窝钨多金属矿示范区开展面积与剖面测量相结合的物化探综合勘查技术方法,圈定“一带(古亭灰岩与九龙脑复式岩体东西向接触带)三区(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ异常)”为成矿最有利区段。通过钻探工程验证揭露多层厚度1.62~19.37 m似层状、接触带矽卡岩型钨多金属矿体,初步建立起该区矽卡岩型钨多金属矿体物化探综合找矿模式——“二低三高”,即低重力、低视电阻率,高强度的Δ T异常、高视极化率 η_s异常,并有地球化学W、Sn、Bi、As、Sb、壤中汞气等高异常。区内钨多金属成矿与燕山期岩浆活动关系密切,成矿受地层、岩浆、构造复合控制,因此选区应在反映岩体或隐伏岩体的重力低异常区及断裂构造的壤中汞气异常区。基于以上认识,指出区内南边深部具备地层(古亭灰岩)—构造(F₁、F₂断裂)—岩浆岩(深部隐伏岩突)成矿有利条件的最佳耦合,深部找矿潜力较大。

关键词: 矽卡岩型矿床; 钨多金属矿; 物化探综合方法; 找矿模式; 九龙脑矿田

中图分类号:P6312 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2017)04-0594-11

The application of integrated geophysical and geochemical methods to the prospecting in the Tianjingwo tungsten polymetallic ore deposit

CHEN Wei¹, ZHOU Xing-Peng², HE Gen-Wen¹, LI Wei¹

1.South Jiangxi Geological Surveying Party, Jiangxi Bureau of Geology and Mineral Resources, Ganzhou 341000, China

2. Geophysical-Geochemical Exploration Institute of Shanxi, Yuncheng 044004, China

Abstract

In order to cooperate with deep prospecting in the Jiulongnao orefield, the authors carried out combined profile and area measurement of geophysical-geochemical integrated exploration technique and delineated "one belt (east-west contact zone of Guting limestone and Jiulongnao complex massif) and three areas (Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ anomaly)" as the most favorable metallogenic zone. Drilling verification disclosed multi-layered stratiform and granite contact zone skarn type tungsten polymetallic orebodies 1.62~19.37 m in thickness. Consequently, a geophysical-geochemical comprehensive prospecting model for this area was built up, characterized by "two-lows and three-highs". The two-lows are low gravity and low apparent resistivity, whereas the three-highs refer to high Δ T, high apparent polarization and high amounts of chemical substances (W, Sn, Bi, As, Sb, Hg etc.) in the earth. The tungsten polymetallic mineralization in the area was closely related to magmatic activities in Yanshanian period, and mineralization was controlled jointly by strata, magmatic activity and structure. Therefore, the selection of survey areas must be chosen around granite boby or hidden granite with strong responses to low gravity and fault structure with strong Hg anomaly in soil. Based on the above understanding, it is pointed out that the depth of the southern part of the area has metallogenic potential in that it is equipped with optimum coupling of formation (Guting limestone)-structure (F₁, F₂ fault)-magmatic rock (deep concealed granite) , thus having favorable metallogenetic conditions.

Keyword: skarn deposit; tungsten polymetallic ore; comprehensive geophysical-geochemical methods; ore-prospecting model; Jiulongnao orefield

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0 引言

赣南以石英脉型黑钨矿而享誉国内外, 素有“ 世界钨都” 之称 $\begin{matrix} ^{[12]} \end{matrix}$ , 然而作为我国有色、稀土、稀有及铀矿的传统重要资源基地, 赣南地区不仅矿种种类、组合丰富, 矿床类型也复杂多样, 并且以热液接触交代矽卡岩型最具找矿突破潜力。近半个多世纪, 赣南作为我国大陆花岗岩成矿理论研究和找矿勘查工作的热点地区之一, 在成矿规律、找矿理论研究及找矿勘查方面取得许多丰硕成果, 著名且具原创性的“ 五层楼+地下室” 找矿模型即产于此 $\begin{matrix} ^{[34]} \end{matrix}$ 。然而, 随着区内找矿勘查持续深入, 地质勘查工作程度的提高, 地表露头矿、浅表矿已基本找完, 矿产资源勘查已进入到寻找隐伏、半隐伏和难以识别矿床的“ 攻深找盲” 或“ 第二富集带” 找矿阶段, 中深部“ 第二空间” 找矿已势在必行, 因此选择一套适合区内的深部资源勘查技术方法显得尤为重要, 其合理应用将直接影响和决定勘查活动的质量和效果。笔者在天井窝示范区矽卡岩型钨多金属矿成矿地质条件分析基础上, 运用物化探综合方法圈定物化探综合异常, 确定成矿最有利区段, 初步建立该区物化探综合找矿模式, 为区内深部找矿勘查指明方向。

1 地质概况

1.1 区域成矿背景

九龙脑矿田位于南岭成矿带东段诸广山成矿带南部赣南崇(义)— (大)余— (上)犹矿集区, 大地构造上属于钦杭结合带东南侧的华夏板块, 横跨罗霄、武夷两块体交接带部位。该区经历了华夏古陆壳于新元古代裂解, 加里东运动闭合, 印支期完成由海到陆的转变, 燕山期以来, 再度强烈“ 活化” 的演变历史 $\begin{matrix} ^{[56]} \end{matrix}$ 。区内出露地层以新元古界— 下古生界褶皱基底为主, 震旦系为火山物质、泥沙质所构成的复理石建造; 寒武系则以泥砂质岩石为主体, 下部含炭, 上部夹透镜状碳酸盐岩层; 奥陶系更为复杂, 主要为笔石页岩建造, 间夹多层砂质、砾质碳酸盐岩层。泥盆系、石炭系、二叠系褶皱盖层沉积地层角度不整合于基底地层之上, 岩性从磨拉石建造开始, 以浅海碳酸盐建造为主, 至陆相沼泽泥砂质含煤建造结束。

侏罗系、白垩系、古近系地层多为红色碎屑岩系的断陷盆地沉积。岩浆活动具有多期、多次特点, 以加里东期、燕山期最强烈, 加里东期早期阶段以中基性至酸性海底火山喷发为主, 晚期阶段表现为强烈的混合岩化和酸性岩浆侵入; 燕山早期以酸性岩浆侵入活动最为强烈, 且与区内钨锡多金属成矿关系最为密切, 间有少量基性岩浆侵入; 海西— 印支期岩浆活动微弱, 仅少有中酸性岩株出露。区内构造变形强烈, 褶皱断裂发育, 长期多阶段构造演化导致不同方向构造彼此交汇、叠加改造, 形成以北东向、东西向构造为主, 叠加北北东、北西和近南北向构造的复杂多样构造组合形式。燕山期形成的北东向构造及其配套低次序断裂构造与燕山期再次“ 活化” 的东西向构造为区内最主要的控岩控矿构造, 两者复合交接部位是该区燕山期成矿岩体侵位以及钨锡多金属矿床定位的最有利构造场所。

九龙脑复式岩体呈岩基状出露于矿田中南部, 受区域性北东与东西向构造复合控制, 呈北北东向展布, 往北、南方向隐伏。该岩体为燕山早期侵入中酸性岩体, 多阶段活动明显, 从早到晚依次可划分出马子塘、园洞、石溪、竹篙岭4个不同期次岩体。岩体为重熔型“ S” 型花岗岩, 演化程度较高, 富含W、Sn、Pb、Ag等成矿元素, 是矿田内钨、锡、铅锌矿的成矿母岩 $\begin{matrix} ^{[711]} \end{matrix}$ 。区内已知矿床较多, 矿化复杂, 类型多样, 表现为以九龙脑复式岩体为矿化中心, 由内到外由高温元素组合到中低温元素组合, 发育以钨锡为主, 金银铜铅锌及铀、铌钽共生分带的矿化格局, 矿床类型以石英脉型为主, 次为矽卡岩型、破碎蚀变岩型、云英岩型, 且以矽卡岩型、破碎蚀变岩型最具找矿潜力。(图1)

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	图1 九龙脑矿田地质矿产简图

1.2 矿区地质特征

天井窝示范区位于九龙脑复式岩体南西边接触带处, 区内第四系浮土覆盖较广, 出露地层简单, 主要为震旦系和奥陶系变质岩系, 二者呈断层接触。震旦系老虎塘组分布于示范区南部, 主要岩性为粉砂质板岩、变余石英细砂岩, 局部夹凝灰岩, 上部为硅质岩。奥陶系古亭灰岩主要分布于石下— 南山— 惊冲一带, 与九龙脑复式岩体呈侵入接触, 其上部为粉砂质板岩、变余长石石英砂岩、板岩、含炭质硅质板岩等, 下部为古亭组灰岩或不纯灰岩。地层多以单斜岩层产出, 走向多为北西西或北北西向, 倾向南西, 倾角30° ~50° 。受岩浆侵入接触热变质作用, 部分变质砂板岩角岩化(角岩), 灰岩大理岩化(大理岩), 局部地段灰岩或钙质砂岩与花岗岩接触部位, 已交代形成以石榴子石为主的矽卡岩类岩石。区内断裂发育, 形式复杂, 活动时间较长, 既有控矿储矿断裂又有成矿后破坏性断裂, 规模较大者有北北东、北北西和北东东3组, 其中北东东组断裂内见矽卡岩矿化, 推测可能为沟通深部成矿母岩与古亭灰岩重要桥梁, 与矽卡岩型钨多金属成矿关系密切。岩体出露面积较大, 分布于示范区北部, 属九龙脑复式岩体的多期次侵入体, 出露九龙脑复式岩体主体马子塘岩体粗中粒斑状黑云母花岗岩、补体细粒斑状黑云母花岗岩。区内碳酸盐地层、断裂构造发育、岩浆活动强烈, 为热液接触交代型矽卡岩型钨多金属矿的形成提供有利成矿地质条件(图2)。

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	图2 天井窝钨多金属矿示范区地质简图

区内南部及东部地表浅部勘查发现多个矽卡岩矿(化)体, 风化呈黑土状, 偶尔残留半风化的矽卡岩, 一类呈似层状产于古亭灰岩内, 近东西向延伸, 另一类产于古亭组灰岩与九龙脑复式体的接触带处, 延伸方向随接触带产状变化而变化。矽卡岩主要非金属矿物为石榴子石、符山石、透闪石、绿帘石、矽线石等, 少量金属矿物有白钨矿、锡石、黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿。荧光灯照射见细小星点状或浸染状白钨矿化。矽卡岩型钨锡矿石中WO₃含量为0.016%~1.65%, 平均0.465%; Sn为0.012%~0.680%, 平均0.229%。矿床成因类型属岩浆期后高— 中温热液接触交代矽卡岩型矿床。

2 物化探工作条件

2.1 岩(矿)石物理特征

2.1.1 岩(矿)石磁性特征

磁参数测定结果表明(表1):地表岩矿石标本中矽卡岩磁性最强, 花岗岩、灰岩、板岩基本无磁性或弱磁性; 钻孔深部岩矿石标本矽卡岩、含矿矽卡岩具有一定磁性, 因地层(板岩、角岩)含有黄铁矿, 部分受岩浆热作用影响变为磁黄铁矿也具有一定磁性, 导致区内磁异常解释具有多解性, 但含矿矽卡岩的磁异常反应可作为寻找隐伏矽卡岩型钨锡多金属矿体的充分条件。

表1 天井窝示范区地表岩(矿)石磁参数统计

2.1.2 岩(矿)石密度特征

区内岩矿石中密度最小的为花岗岩, 大理岩相对中等, 板岩、角岩相对较大; 密度最大的为含矿矽卡岩, 次之矽卡岩。因此花岗岩是引起重力低的主要地质因素。利用重力低异常可圈定与成矿有关的隐伏花岗岩体, 局部重力高异常可能是矽卡岩型钨锡多金属矿体密度大的响应特征(表2)。

2.1.3 岩(矿)石电性特征

受区内地层含黄铁矿化影响, 除花岗岩外, 各类岩矿石均具有一定的极化率, 含矿矽卡岩相比较含黄铁矿化大理岩、板岩、角岩极化率更高; 电阻率特征方面以花岗岩电阻率最高, 大理岩次之, 板岩、角岩中等, (含矿)矽卡岩电阻率最低(表2)。区内矽卡岩矿(化)体与围岩虽具有一定的电性特征差异, 但差异不是十分显著, 获取的电性异常也具有多解性。

表2 天井窝示范区钻孔岩心岩(矿)石物性参数统计

天井窝示范区内各类岩矿石综合物性特征对比研究表明:区内各类岩矿石之间具备一定的物性差异, 运用重、磁、电地球物理方法在寻找隐伏、半隐伏的接触交代矽卡岩钨锡矿体, 圈定与成矿有关的隐伏花岗岩体是可行的。但值得注意的是, 因受区内地层含黄铁矿化及岩浆活动影响, 导致地球物理异常解释具有多解性, 因此在解释过程中需考虑多方法地球物理异常的重复性, 同时结合成矿地质条件与地球化学异常进行综合解释。

2.2 地球化学特征

2.2.1 岩石地球化学特征

与1987於崇文等《南岭地区区域地球化学》^[12]不同时代地层元素背景值相比较:九龙脑矿田地层W、Sn、Ag、Pb、Mo、Bi、Li、Be相对较富集(富集系数> 1), Ni、Co表现为亏损(富集系数< 1), 表明区内地层为硅铝质为主的陆壳, 其中W、Sn、Ag、Pb含量高出南岭地区1~10倍, 为一个W、Sn、Ag、Pb高背景值区。九龙脑复式岩体不同时期岩体中W、Sn、Bi、Pb、Ag、Mo、Li、Be含量普遍高于维氏值数倍, 特别是W、Sn无论是在中性岩还是酸性岩中, 其含量均高于维氏值多倍且呈不稳定状态分析, 为区域的特征元素。区内地层、岩浆岩都显示出显著含矿性, 为区内钨锡多金属矿的成矿、成晕提供了丰富的物质来源。

2.2.2 土壤地球化学特征

对天井窝示范区土壤样品元素测试分析结果进行统计分析, 得到区内元素分布特征(表3):全区大部分元素的平均含量较高, 是中国东部平原土壤化学元素含量的1~10倍, 其中W、Sn、Bi、As、Sb等处于高背景分布区, 特别是W相对浓集系数高达40倍。各元素的变异系数在0.52~1.98, 且大部分元素大于1, 变异系数最大的是W, 其次是Bi、Sn、As, 表明W、Sn、Bi等分散、富集的程度较高, 更易成矿。将土壤元素原始数据集的变异系数(C_V1)和经过平均值± 3倍方差剔除极高值后的数据变异系数(C_V2)进行对比^[13](表4), W、Sn、Bi相对离散程度相当平稳, 高含量数据较多, 富集成矿性较好, 表明W、Sn在局部富集成矿的可能性极大。

综上所述, 区内各元素丰度较高、变异系数较大、离散程度较小的元素主要为W、Sn、Bi、As, 其中W、Sn、Bi富集成矿的可能性较大^[15]。根据区内成矿地质条件、矿床类型、元素变化特征等, 确定W、Sn为区内的主要成矿元素。

表3 天井窝示范区土壤地球化学测量元素含量统计

表4 天井窝示范区土壤元素剔除离散值前、后的数据变异系数对比

2.2.3 壤中汞气地球化学特征

目前, 尽管人们对土壤中汞气异常的形成机制问题尚不清楚, 汞气来源存在不同观点及争论, 但深部来源的汞气沿断裂构造带这个通道向上运移并在土壤中形成汞异常是不争的事实^[16]。国内外大量的研究和找矿实践证明, 凡是在有隐伏断裂构造带或矿(化)体发育的部位, 其上方土壤中均存在明显的汞气地球化学异常 $\begin{matrix} ^{[1719]} \end{matrix}$ 。因此, 土壤汞气地球化学测量作为一种深穿透地球化学勘查技术, 为覆盖区寻找隐伏构造带及矿(化)体起到重要作用。区内壤中汞气测量检验了其在九龙脑矿田的有效性, 实测剖面中汞气异常与断裂构造吻合较好(图3), 对区内具有一定规模的隐伏断裂构造或含矿异性结构面具有间接探测作用。

3 综合物化探测量方法

为了在天井窝钨多金属矿内寻找隐伏似层状、接触带式矽卡岩型钨锡多金属矿体, 在示范区开展地质、物探、化探多方法多手段综合探测。综合探测以浅表似层状、接触带式东西向展布矽卡岩钨锡矿(化)体为直接探测对象, 采用面积与剖面测量相结合, 综合物性研究先行的原则, 在开展区内重、磁扫面圈定成矿有利异常基础上, 选择Ⅰ 号综合异常区布设南北向TJW01地— 物— 化综合精测剖面(图2), 精测剖面长3 km。选用的工作方法有:① 综合物性测定:采集地表和部分钻孔中新鲜的岩矿石标本测定密度、磁化率、电阻率、极化率物性参数, 开展岩矿石物性综合对比研究; ② 面积性测量:重力、高精度磁测扫面; ③ 剖面测量:实测地质剖面、土壤地球化学测量、壤中汞气测量, 重力、高精度磁测量, 激电中梯、激电测深、音频大地电磁测深(AMT)。综合物化探工作:综合物性、磁法、重力、激电、音频大地电磁测深(AMT)均严格按照相应规范(程)要求 $\begin{matrix} ^{[2023]} \end{matrix}$ 开展野外数据采集和测试分析, 数据真实、质量可靠。

4 物化探综合异常特征

4.1 地质— 地球化学剖面异常特征

从天井窝示范区TJW01地质— 地球化学联合剖面(图3)可以看出:1 800~1 980点浅表对应含(矿)矽卡岩破碎带, 土壤W、Sn、Mo、As、Sb在矿体上均有明显的反映, 壤中汞气异常表现相对低且宽缓; 2 280~2 300点存在弱W、Mo、Bi异常, 与浅表似层状矽卡岩矿(化)体相对应; 2 380~2 440点存在宽广的W、Sn、Bi、Cu、Zn、Be、As、Sb、Hg多元素组合异常, 汞气异常与各元素异常之间重叠性较好, 峰值较大, 特别是W、Sn、Bi、As、Sb异常更为显著, W最高峰值达698× 10^-6, Sn含量大于100× 10^-6, 经地表槽探查证, 异常处发现厚大的似层状矽卡岩钨锡矿(化)体; 2 500~2 580点地质剖面上, 位于古亭灰岩与九龙脑复式岩体的接触带内见有风化呈黑土状或半风化矽卡岩分布, 其上方土壤元素W、Sn、Bi、Pb、Be、As、Sb异常显著, 且以W、Sn、Bi、As异常为主, 汞气异常强烈, 呈尖峰状, 其中W最高峰值达820× 10^-6, Sn 含量大于100× 10^-6, Hg含量达330× 10^-6。除此之外, 剖面上200~220点、740~760点汞气异常强烈, 与剖面断裂构造相对应; 1 080~1 180 点土壤元素W、Sn、Bi、Cu、As、Sb组合异常及W、As异常强烈, 推测可能存在似层状矽卡岩矿(化)体; 1 580~1 660点存在土壤W、Sn、Bi、Cu、Pb、Zn、Ag、Be、As、Sb、Hg多元素组合异常, 且W、Sn、Cu、Pb、Ag峰值较大、重叠性好, W最高峰值达540× 10^-6, Sn含量大于100× 10^-6, Cu 含量达476.5× 10^-6, Pb含量达301.7× 10^-6, 推测与浅部似层状矽卡岩钨锡多金属矿(化)体相对应; 2 720~2 760点土壤元素W、Sn、Mo、Bi异常组合可能与九龙脑复式岩体内古亭灰岩残留体形成的矽卡岩型钨锡多金属矿(化)体有关。上述地质— 地球化学元素异常对应关系表明:区内与浅表矽卡岩钨锡矿(化)体对应较好的异常元素有W、Sn、Bi、As、Sb且各元素之间重叠性较好, 特别是W、Sn异常, 峰值大, 形态好, 与区内主成矿元素富集成矿相吻合。因此, 土壤W、Sn异常可以直接用于区内寻找矽卡岩型钨锡矿(化)体。

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	图3 天井窝钨多金属矿示范区TJW01地质— 地球化学联合剖面

示范区主要成矿元素为W、Sn、Bi, 伴生元素为Cu、Pb、Zn、Be, 次要元素为Au、Ag、As、Sb。地质— 地球化学剖面上元素水平分带和垂向分带表现明显, 由北(近花岗岩体)向南(远花岗岩体), 水平元素分带依次为W、Sn、Mo、Bi、Be→ Cu、Pb、Zn→ Au、As、Sb; 自上而下为As、Sb、Hg→ Au、Ag→ Cu、Pb、Zn→ Mo、Bi、Be→ W、Sn。因此, TJW01地质— 地球化学联合剖面北部异常强度大的W、Sn、Bi组合异常指示出露地表或浅部矽卡岩型钨锡矿(化)体, 南部低温As、Sb元素组合异常可能指示隐伏或相对较深矽卡岩钨锡矿(化)体, 740~1 040点深部可能存在与成矿有关的隐伏花岗岩体。

4.2 地质— 地球物理剖面异常特征

从天井窝示范区精测TJW01地质— 物探联合剖面(图4)可以看出:布格重力异常曲线总体趋势表现为北低南高, 反映了地层与花岗岩起伏变化的特征。2 740~3 100点与已知出露的花岗岩体分布区相对应; 740~1 940点、260~740点重力低异常推断为深部隐伏花岗岩体, 其中740~1 940点低重力异常与地球化学异常相吻合, 指示深部隐伏花岗岩体的存在; 2 500~2 580点重力异常梯级带对应剖面上的接触带矽卡岩型钨锡矿(化)体。因此, 根据重力异常梯级带可大致推断接触带(含矿)矽卡岩可能赋存的部位, 局部重力低异常可推断深部隐伏花岗岩体。

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	图4 天井窝钨多金属矿示范区TJW01地质— 物探联合剖面

高精度磁测剖面100~580点、2 300~3 100点分别为花岗岩和变质岩地层, 磁性相对较平缓, 表现为弱磁— 无磁; 580~740点、1 580~1 660点、1 800~1 980点、2 500~2 580点局部高磁异常或高磁异常梯级带分别与剖面上规模较大的硅化破碎带、土壤多元素组合异常相对应, 其中740~2 100点之间存在磁性不均匀, 推测可能由地层含黄铁矿化和隐伏似层状矽卡岩钨锡矿(化)体综合引起。

激电中梯剖面极化率相对较高, 以3%划分极化率异常, 2 500~3 100点高阻、低极化异常对应花岗岩出露区; 2 100~2 260点相对低阻、高极化异常为接触带矽卡岩型钨锡矿体响应特征; 580~740点高阻、高极化异常, 1 800~1 980点低阻、高极化异常分别为硅化破碎带、含(矿)矽卡岩破碎带响应特征; 100~1 700点为低阻、高极化异常, 极化率异常幅值高, 最大超过10%, 结合区内成矿地质条件分析, 高极化率异常可能是由南边深部隐伏矽卡岩型钨锡矿体、隐伏岩体及地层含黄铁矿化综合引起。剖面激电测深断面异常与中梯异常吻合性较好, 进一步检验了综合异常的有效性。

音频大地电磁测深(AMT)剖面反映深部存在大面积高电阻异常体, 推断为深部隐伏花岗岩体响应特征; 540~1 000点、1 620~1 940点、2 300~2 600点3个相对低阻带分别对应剖面硅化破碎带及(含矿)矽卡岩。

综上所述, 区内(含矿)矽卡岩和花岗岩综合物性特征明显, 地球物理异常分别为低阻、高极化、高磁、相对高密度异常和高阻、低极化、低磁、低密度异常特征, 重力异常能够较好地反映深部隐伏岩体, 音频大地电磁测深(AMT)、激电测深提供深部地质结构信息, 重力异常梯级带、高精度磁异常、激电中梯异常(高极化低电阻)与(含矿)矽卡岩关系密切。然而由于区内地层富集一定规模的硫化物, 导致单一地球物理提供的信息往往具有多解性, 因此区内应开展重、磁、电多地球物理方法与深穿透地球化学法的综合探测^[24]。

5 深部找矿预测

5.1 成矿有利区段

天井窝示范区各类综合异常信息均指示区内南边深部具备地层(古亭灰岩)— 构造(F₁、F₂断裂)— 岩浆岩(深部隐伏岩突)成矿有利条件的最佳组合, 深部成矿潜力较大, 据此圈定出“ 一带三区(Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 异常)” 成矿最有利区段(图5)。

“ 一带” :指古亭组灰岩与北部九龙脑复式岩体接触带, 精测TJW01综合剖面上该接触带上方存在土壤W、Sn、Bi、Pb、Be、As、Sb、Hg多元素组合异常, 以W、Sn、Bi、As、Hg异常最为显著, 布格重力垂向一阶导数图上(图5a)位于相对重力高或重力异常梯阶带位置, 化极磁力垂向一阶导数图上(图5b)该接触带表现为串珠状相对高磁异常, 推断接触带可能形成高重高磁的热液接触交代矽卡岩型钨锡多金属矿(化)体。

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	图5 天井窝钨多金属矿示范区布格重力异常和化极磁力异常垂向一阶导数对比

“ 三区” :Ⅰ 号异常位于示范区中部, 精测TJW01综合剖上该位置存在多处土壤、汞气多元素组合异常, 面上有高重力、弱磁异常, 局部重力低异常。根据综合物性对比研究, 推断重力高可能是变质岩地层与(含矿)矽卡岩综合引起, 重力低指示深部隐伏花岗岩体, 重力低异常的中心位置为隐伏花岗岩岩突所处位置, 与地球化学推断位置相一致; 弱磁可能因成矿深度较深、(含矿)矽卡岩规模较小或深部隐伏花岗岩综合导致, 局部串珠状高磁异常带为F2深大断裂响应特征。因此, Ⅰ 号异常F2深大断裂以北, 深部存在与成矿有关的隐伏岩体, 以及有利灰岩地层和断裂构造, 为成矿最有利区。Ⅱ 号异常位于Ⅰ 号异常北东部, 异常特征为高重力、高磁异常, 局部为低重力、弱磁异常, 重力高推断可能是变质岩地层与(含矿)矽卡岩综合引起, 重力低异常指示深部隐伏岩体存在, 局部高重力、高磁异常叠合部位可能存在(含矿)矽卡岩。地表填图在下碰田脑和上碰田脑一带已发现(含矿)矽卡岩, 因此该异常在下一步地质找矿工作中应引起重视。Ⅲ 号异常位于Ⅰ 号异常西南部, 异常特征为高重力、弱磁异常, 局部重力低, 指示深部存在隐伏花岗岩体, 异常北部古亭灰岩区为成矿有利区。

5.2 勘查效果

以精测TJW01地质— 地球物理— 地球化学综合剖面为载体, 剖面重力数据为反演数据, 岩体平面推断成果、音频大地电磁测深(AMT)、实测地质剖面为约束条件, 进行TJW01综合剖面2.5D重磁剖面反演, 反演解释推断剖面古亭灰岩与九龙脑复式岩体接触带及其附近存在一定规模(含矿)矽卡岩(图6)。

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	图6 天井窝钨多金属矿示范区精测TJW01反演推断剖面

根据物化探异常信息综合反映, 结合区内成矿地质条件, 择优选择TJW01线接触带南侧依次布置ZK801、ZK1131、ZK1101进行深部钻探工程验证(图7)。经钻探验证:ZK801钻孔中3.30~73.42 m为矽卡岩, 见似层状钨锡矿体2层, 厚度分别为13.57 m、11.84 m, 钨(WO₃)平均含量分别为0.115%、0.108%, 锡平均含量分别为0.139%、0.071%, 钨锡矿体总厚度达20多米。ZK1131钻孔中见似层状及接触式黄铁矿化、黄铜矿化、钨矿化矽卡岩4层, 总厚度达44.94 m, 其中似层状钨矿体2层, 接触带钨矿体1层, 由浅到深似层状钨矿体厚度分别为 5.87 m、11.99 m, 钨(WO₃)平均含量分别为 0.127%、0.287%, 接触带钨矿体厚度为1.62 m, 钨(WO₃)平均含量0.410%。ZK1101钻孔中见多层矽卡岩化大理岩、长英质角岩、钨锡矿化矽卡岩, 总厚度达57.09 m, 其中似层状钨锡矿体1层, 钨矿体1层, 接触带钨矿体1层, 由浅到深似层状钨锡矿体厚度分别为1.43 m、6.95 m, 钨(WO₃)平均含量分别为0.152%、0.187%, 锡平均含量分别为0.239%, 接触带钨矿体厚度为2.09 m, 钨(WO₃)平均含量为0.235%。钻探验证结果与地球物理、地球化学异常信息相吻合, 说明物化探综合法找矿效果较好, 同时指示九龙脑复式岩体向南侧伏, 矽卡岩型钨锡矿(化)体往南边深部有变大、变富的趋势, 深部找矿潜力较大。

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	图7 天井窝钨多金属矿示范区TJW01线综合剖面

6 物化探综合找矿模式

从本次工作成果和区内地质成矿规律看出, 在区内开展以综合物性对比研究先行, 剖面与面积性测量相结合的地球物理、地球化学综合方法寻找矽卡型钨锡多金属矿床具备一定前提条件, 是可行、有效的, 归纳总结区内地球物理化学综合找矿模式为“ 二低三高” (图8)。

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	图8 天井窝矽卡岩型钨多金属矿找矿模式综合剖面

“ 二低” 是重力、视电阻率相对低。天井窝矽卡岩型钨锡多金属矿成矿与岩浆作用密切相关, 因此在选区上, 必须选择在反映岩体或隐伏岩体的重力低异常区; 视电阻率低异常地段则往往是构造破碎带或矽卡岩带发育地段。

“ 三高” 是指有较高强度的Δ T磁异常、视极化率η _s异常及W、Sn、Bi、As、Sb、壤中汞气等异常带。岩浆侵入时, 与碳酸盐岩相互间进行物质交换形成矽卡岩, 携带W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn等多种成矿元素在有利的构造部位聚积形成矿体或蚀变矿化带。因此在构造蚀变带上可以形成和观测到Δ T磁异常、η _s激电异常和地球化学W、Sn、Bi、As、Sb及壤中汞气等异常, 且各类异常套合较好。构造越有利, 矿化蚀变活动越强, 各异常的强度也就越高。在验证异常时, 一定要选择异常明显且套合较好的地段布置工程。

7 结语

赣南地区土壤比较发育, 基岩出露较少, 过去多采用化探水系沉积物测量方法缩小找矿靶区, 地质填图、土壤测量和矿点检查确定成矿有利地段, 槽探、坑探和钻探验证的找矿方法, 这种方法在该区寻找浅部矿产工作中取得了较好的应用效果, 但对寻找深部隐伏矿所获取的深部找矿信息偏少。基于区内地质条件以及天井窝钨多金属矿示范区综合物化探深部找矿实践, 认为高精度磁法、激电中梯、激电测深、土壤测量(直接对矿(化)体或矿化带的探寻)+重力、音频大地电磁测深(对与成矿有关的隐伏成矿花岗岩体的探寻)+壤中汞气(对断裂构造或含矿构造的探寻)的面积与剖面测量相结合的地质、地球物理、地球化学综合勘查方法, 对区内深部找矿勘查是行之有效的, 适合的。特别强调, 深部找矿实践应在充分研究工作区成矿地质条件的前提下, 综合运用各类物化探方法, 真正做到地质、地球物理、地球化学之间互为借鉴、互为补充、联合解译。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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许建祥, 曾载淋, 王登红, 等. 赣南钨矿新类型及“五层楼+地下室”找矿模型[J]. 地质学报, 2008, 82(7): 880-887.

The Gannan area (southern Jiangxi province) is famous for tungsten, hence nicknamed the tungsten capital of the world, especially quartz vein type tungsten deposits, which are easily recognized and mined. After 20 years’ explortation here, a new type of tungsten deposit, Baxiannao type brecciatied alterated zone――quartz vein type composite tungsten deposit has been recognized. The paper studies ore forming features of this kind in detail, and proposes a new model――Five Floors+Basement for this kind of deposit, which is expected to give more help to next new round exploration for tungsten polymetals deposits in this area and also provides important guidance for exploration in large or medium scale tungsten deposits such as Lao'anli and Jinyin’an.

赣南具“世界钨都”之称，特别是易识别、易选的石英脉型钨矿床闻名遐尔。近20年来，在开采开发石英脉型钨矿的同时，人们也发现了一种新的钨矿类型，即八仙脑式的破碎蚀变岩带石英脉复合型钨矿。本文通过对八仙脑钨矿成矿特征的研究，提出了“五层楼＋地下室”的找矿新模型，以期对该区的新一轮钨多金属矿找矿有所启迪与帮助。该模型已经对老庵里、金银庵等大、中型钨矿的勘探起了重要的指导作用。

2006

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曾载淋, 田幽军. 赣南地区钨矿找矿史回顾及新一轮钨矿找矿思考[J]. 资源调查与环境, 2006, 27(2): 94-102.

江西南部是驰名中外的黑钨矿富集区,不但黑钨矿储量之丰、品位之富、矿床之密集享誉世界,而且钨矿找矿理论与方法也为世界一流水平.本文首先简要回顾赣南钨矿勘查历史,概括第一轮钨矿找矿三大重要理论成果:一是标志带深部找矿;二是"数大脉"的就矿找矿;三是"探边摸底"发现岩体型钨矿;其次近年来在继承和发展上述理论成果基础上,取得的新增资源量与新发现矿产地,以及矿化新类型等重大进展.藉此,反映以往理论成果在新一轮钨矿找矿中的作用,证明赣南新一轮找钨矿的巨大潜力,并提出今后钨矿找矿方向和找矿方法,即三大主要思路:一是集中在"五大"钨矿找矿远景区,借助有利的找矿线索,运用"五层楼"+"地下室"模式向老矿区外围、深部拓展找矿空间;二是不断开拓思路、扩大视野,通过"破碎蚀变岩型"等新类型钨矿找矿的突破,开辟新的找矿远景区或靶区;三是经过进一步探索,争取形成一套适用于该区钨矿找矿的快速评价方法,包括地球化学模型、模式类比等.

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王登红, 陈毓川, 陈郑辉, 等. 南岭地区矿产资源形势分析和找矿方向研究[J]. 地质学报, 2007, 81(7): 882-890.

Even lots of geological work have been taken out before the new century, less and less money has been invested in the Nanling region, South China, during the past two decades, resulted in the quickly decrease of inferred mineral resources. Recently, with the new discover of some W-Sn deposits in Nanling, such as the Furong tin deposit in South Hunan and the Baxiannao tungsten deposit in south Jiangxi, more and more attention has been paid to this important metallogenic belt in China. That means, in China, even western China is still the most attractive area for investment of mineral resources, Nanling is also an ideal region for further prospecting and might be one of the most possible regions to find new deposits recently. So, it is suggested that, research works and innovation are urgently needed for prospecting in a new area or for a existed mine, especially the studies on the regional metallogeny of the whole region, the minerogenetic series, the mineralization system, the source and some elements such as W and Sn and the mechanism of their unusual enrichment, the relationship between conventional and unconventional dominant mineral resources.

南岭地区地质工作程度较高,但近20年来地质找矿与科研工作投入不足,导致南岭地区一些优势矿产储量消耗过快,影响到矿业的可持续发展。近年来,南岭地区芙蓉锡矿等一批新矿产地和八仙脑式破碎带蚀变岩型钨矿等一批新矿床类型的发现,充分说明,只要认真开展成矿预测研究,配合地质找矿实践,在南岭地区取得找矿突破的可能性并不亚于西部地区。因此,目前迫切需要加强对南岭地区成矿规律的深入研究,尤其是加强矿床成矿系列、成矿体系、成矿物质来源及其超常规富集成矿机制、大型超大型矿床与矿集区、常规优势矿产与非优势矿产之间相关关系等方面的创新性研究与探索,为危机矿山“探边摸底”和新矿产地的发现提供理论指导和科学依据。

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杨明桂, 黄永泉, 王维甫, 等. 江西省燕山期陆内活化造山与岩浆成矿作用[J]. 江西地质, 2015, 16(1): 9-20.

本文主要取材于新编《中国矿产地质志·江西卷》,重点讨论燕山期在陆壳硬化条件下陆内活化造山、构造变形、构造体系、花岗岩序列、岩浆成矿系列等方面的主要特征。探讨燕山运动的发生、发展与核幔式扩展规律以及区域成岩成矿动力学机制与地应力场序次转换过程。

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The age of tungsten mineralization and petrogenesis of its metallogenetic granitoids, and tectonic environment of the Jiulongnao tungsten orefield in southern Jiangxi Province are studied based on the field investigations and analysis on major-, trace-, and rare earth elements and dating. The Jiulongnao granite is characterized by high silica, alkali, metaluminous to weakly peraluminous, low Ca, Mg, and K 2 O/Na 2 O>1. It also has relatively high LILE (Rb, K), but low LILE (Ba, Sr), and high HFSE (Th, U, Ce, Y, Sm, Nd, Ta, Hf), low HFSE (Nb, P). In addition, Jiulongnao granite shows strong negative Eu anomalies ( δ Eu=0.07-0.10) and high ratios of 10 000Ga/Al (2.76-2.93). Geochemical features of Jiulongnao granite indicate that it belongs to the A-type. The SHRIMP U-Pb dating of zircon from Jiulongnao granite yields an age of (155.8±1.2) Ma. Re-Os isotopic dating of molybdenite from the Hongshuizhai greisentype tungsten deposit by ICP-MS yields a weighted mean age of (156.3±1.3) Ma, which is consistent with diagenetic age of Jiulongnao granite. Combined with chronological data of Chongyi-Dayu-Shangyou tungsten-tin polymetallic ore concentration area, we conclude that the age of both diagenesis and mineralization of this area are mainly concentrated in 150 to 160 Ma, which is corresponding to the time of the second regional large-scale mineralization in the Mesozoic and these mineralization occurred at the same geodynamic background that is Jurassic intraplate extensional environment during the large-scale extension period of lithosphere.

通过赣南大余县九龙脑岩体及与之有密切成因关系的洪水寨云英岩型钨矿野外地质调查和系统的岩石化学、微量元素、稀土元素和成岩成矿时代研究，结合区域成岩成矿时代的最新研究成果，探讨了赣南地区钨矿的成岩成矿时代及构造环境。结果表明：九龙脑花岗岩体在化学成分上具有高Si、富碱、准铝质到弱过铝质、贫Ca、贫Mg、铁镁比值大、K 2 O/Na 2 O>1的特征；微量元素以富含Rb、K，亏损Ba、Sr等大离子亲石元素（LILE）和富含Th、U、Ce、Y、Sm、Nd、Ta、Hf，亏损Nb、P等高场强元素（HFSE）为主要特征，具强烈的Eu负异常（ δ Eu=0.07～0.10）和较高的10 000Ga/Al特征比值（2.76~2.93），所有这些均显示铝质A型花岗岩的特征。利用锆石SHRIMP U-Pb法，获得九龙脑岩体的成岩年龄为（155.8±1.2）Ma（ n =12，MSWD=0.6）；利用辉钼矿Re-Os法，获得洪水寨云英岩型钨矿的成矿年龄为（156.3±1.3）Ma（ n =7，MSWD=1.5），成岩成矿年龄基本一致。结合崇(义)-(大)余-(上)犹钨锡矿集区已有的年代学资料，指出本区的成岩成矿年龄主要集中在150～160 Ma，属于华南中生代第二次大规模成矿作用，形成于中生代岩石圈伸展时期的侏罗纪板内拉张环境的地球动力学背景。

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摘　要：通过对赣南九龙脑矿田东南部洪水寨云英岩型钨矿、九龙脑内带石英脉型钨矿和樟东坑外带石英脉型钨矿等3个不同类型钨矿的辉钼矿Re-Os同位素测年，结果显示其成矿年龄集中在150～160Ma之间，属于华南中生代第二次大规模成矿作用的产物。3个矿床的成矿年龄分别为（156．3±1.3）Ma（MSWD=1，5）、（151．5±1．1）Ma（MSWD：1．12）和（151．3±1．7）Ma（MSWD=0．35），与九龙脑岩体SHRIMP锆石U—Pb年龄（155．8±1．2Ma）存在最小4Ma的时差。成矿年龄由岩体内部向外接触带呈现变年轻的趋势，反映了3个矿床为同一岩浆-流体体系作用的产物，成矿流体以九龙脑岩体为中心向外逃逸，并呈现脉动式成矿的特点。

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... 与1987於崇文等《南岭地区区域地球化学》^[12]不同时代地层元素背景值相比较:九龙脑矿田地层W、Sn、Ag、Pb、Mo、Bi、Li、Be相对较富集(富集系数#cod#x0003E ...

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... 3倍方差剔除极高值后的数据变异系数(C_V2)进行对比^[13](表4),W、Sn、Bi相对离散程度相当平稳,高含量数据较多,富集成矿性较好,表明W、Sn在局部富集成矿的可能性极大 ...

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The preliminary study of the geochemical characteristics of the Liangjiagou ore district was based on the 1:10 000 geochemical soil survey. The study of element distribution features and element anomaly characteristics shows that the study area might be a potential area for Ag, Pb, Mo and W. Combining the element anomalies association features and geochemical-geological genesis of the ore district with the ore-search prospect, the authors consider that Binglenggou, Weizigou and Qiaogou should be regarded as the ore exploration targets.

在1：1万土壤地球化学测量的基础上，对梁家沟矿区的地球化学特征进行了初步分析，对元素的分布特征及单元素异常特征进行了研究，发现Ag、Pb、Mo、W为矿区具有一定潜力的找矿指标。结合矿区内异常元素组合特征、地球化学—地质成因和找矿远景分析，圈定矿区内冰冷沟、苇子沟和乔沟为找矿靶区。

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... 综上所述,区内各元素丰度较高、变异系数较大、离散程度较小的元素主要为W、Sn、Bi、As,其中W、Sn、Bi富集成矿的可能性较大^[15] ...

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摘　要：多年来地球化学方法主要用于圈定出露及亚出露矿化四周的地表次生次分散晕和分散流找矿或圈定盲矿上方地表的原生晕找矿，取得极大效果，但对被厚层运积物或厚层成矿后沉积岩或火山岩埋藏的矿体，由于地表次生异常与原生晕皆被掩敝而显得无能为力。８０年代以来发展了一些新的能有效探索被厚达数百米运积层及成矿后沉积岩或火山岩埋藏的矿体的“深穿透”地球化学方法，包括澳大利亚的ＭＭＩ方法，加拿大与美国的酶提取方法，前苏联的

... 目前,尽管人们对土壤中汞气异常的形成机制问题尚不清楚,汞气来源存在不同观点及争论,但深部来源的汞气沿断裂构造带这个通道向上运移并在土壤中形成汞异常是不争的事实^[16] ...

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The author puts forward a new view on the technology and application of the geochemical mercury survey which has been usedboth in China and abroad for years.This opinion points out the developing orientation of the mercury survey technology.It is held that mercury vapor comes mainly from structural faulted zones,that mercury anomalies are not necessarily in direct connection with various types of orebodies (except for mercury orebodies),and that mercury anomalies produced by orebodies are insignificant compared with mercury anomalies produced by barren structural faulted zones.It is also considered that mercury survey can be used in all geologic fieds related to structural faults.

对多年来国内外测汞方法应用提出了新的看法,为测汞方法指出发展方向.认为汞气主要来源于构造断裂带,汞异常与各种类型矿体(汞矿体除外)并不一定有直接联系,矿体产生的汞异常只占无矿构造断裂带产生的汞异常的极少部分.认为测汞能够应用于地质工作中所有与构造断裂有关的领域.

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地球化学勘查是利用元素在地壳中的分布、分配和迁移的规律来解决找矿间题的方法,测汞方法的提出和发展也是围绕着矿产勘查而发展的,包括各种固体矿产及油气。数十年来人们深信汞与成矿活动关系密切,但是,在近3'0年来的应用中发现,录异常分布极为广泛并且与成矿活动没有必然关系。汞应当有更为广泛更为重要的来源。有一种假设提出,汞可能来源于上地慢,上地慢中的汞在高温高压下沿深大断裂向上迁移,一种新的地学理论——“深部气圈理论”支持了这个假设。

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在应用激电法进行普、详查时,往往需要投入激电测深工作.结合固定点源测深法与常规电测深法(对称四极测深、温纳测深)在某铅锌矿区的对比应用研究成果,归纳分析了3种不同电测深法的各自应用效果,认为在确定矿体的中心埋深、几何形态、赋存状态等方面固定点源测深法优于常规电测深法.

1988

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孙文珂. 有关地质—地球物理—地区化学模型的几个技术问题[J]. 物探与化探, 1988, 12(5): 321.

In order to adapt itself to the increasingly difficult situation in a newround of ore prospecting, especially to meet the requirements for detecting oredeposits which are located at depth or difficult to recognize, the geophysicaland geochemical prospecting should be armed with some new strategic thou-ght. In determining a reconnaissance target, one should exactly know its chara-cteristics. Therefore, a geological-geophysical-geocheical model of target oughtto be established to guide the whole reconnaissance and prospecting work.

Bureau of Geophysical and Geochemical Exploration, Ministry of Geology and Mineral Resources

为了适应新一轮矿产普查中找矿难度大的需要,特别是找深部矿及难识辨矿的需要,物探化探找矿要有一些新的战略思想。在确定普查目标物时要精确了解它的特点,为此,要建立目标物的地质-地球物理-地球化学的模型,并用它指导整个普查找矿工作。模型基本有两类,即一类是“具体模型”,一类是“概括模型”。建立模型的核心问题是要真正抓住目标物的地质、地球物理、地球化学的特点,关键是真正搞清并掌握目的物的控矿因素,仔细分析它们的特征标志。模型的应用能否取得效果,决定于所选定的模型是否反映了当地的实际情况。

... 然而由于区内地层富集一定规模的硫化物,导致单一地球物理提供的信息往往具有多解性,因此区内应开展重、磁、电多地球物理方法与深穿透地球化学法的综合探测^[24] ...