作者简介: 姚铁(1963-),男,1986年毕业于长春地质学院,获学士学位,地质高级工程师,主要从事矿产勘查工作。E-mail:yaotie168@163.com
低密度化探普查在西天山伊什基里克山东部发现了一个巨大的金地球化学块体,通过对金异常查证、评价发现了博故图小型金矿床。结合勘查区地质特征,开展了地质、物探、化探综合勘查工作,圈定了多处化探异常和激电异常,查明了含矿构造带的特征,通过槽探、钻探验证,发现了40多条金矿体,金资源量达大型,取得了较好的找矿效果。
Low density geochemical survey in Yishenjilike mountain area led to the discovery of a huge gold geochemical block, and the verification and evaluation of gold anomalies led to the discovery of the Bogutu gold deposit. In combination with the geological characteristics of the prospecting area, the authors carried out a series of geological-geophysical-geochemical exploration work, delineated quite a few geochemical and IP anomalies, and detected the characteristics of ore-bearing structural belt. Through trenching and drilling verification, the authors found more than 40 gold orebodies, thus achieving good ore-prospecting results
西天山最重要的成矿带是“ 亚洲金腰带” [1, 2]。境外中亚邻区产有众多大型— 超大型世界级金、铜矿床(穆龙套、库姆托尔等), 令世界关注。“ 亚洲金腰带” 向东延伸进入我国新疆西天山, 日渐被国内矿业界所认同[1, 2, 3]。20世纪90年代初开展的甚低密度化探扫面在伊什基里克山博故图地区发现了一个巨大的金地球化学块体, 认为该区有找超大型金矿的前景。查证、评价化探异常后发现了博故图小型金矿床, 探获金资源量仅2.9 t, 与地球化学块体规模很不相称。为了进一步扩大金资源量, 2010年以来, 特克斯千汇矿业有限公司以地表金矿体为中心, 借鉴成功的综合物化探找金经验[4, 5, 6], 开展了地质、物化探综合找矿工作, 采用高精度磁法测量、大功率激电中梯测量、偶极— 偶极测量和激电测深方法, 查明了勘查区的地球物理特征, 圈定出多个激电异常, 并布设探槽和钻孔进行验证, 发现了40多条金矿体, 金资源量提高到大型, 找矿成果显著。实践表明, 地质、物化探综合勘查工作使该区找矿取得突破性进展, 对金资源量提升起到了重要作用。
博故图金矿位于哈萨克斯坦— 伊犁亚板块的伊什基里克石炭— 二叠纪裂谷带中[7, 8], 该裂谷是西天山地区重要的金多金属成矿带[9]。矿带呈近EW向带状展布, 近裂谷带中心发育金(锡、铁)矿, 外侧为铜、铅锌矿带[8]。地层区划属中天山地层区伊宁地层小区。出露地层主要为下石炭统大哈拉军山组(C1d)、阿克沙克组(C1a)地层[8, 9]。大哈拉军山组为一套以浅海相酸性火山岩为主的中、酸性火山岩建造, 属多韵律火山喷发物, 是矿区内重要的赋矿层位(图1), 其岩性主要为岩屑晶屑凝灰岩、流纹质角砾凝灰岩、流纹岩。
矿区大地构造属于西天山造山带伊宁地块[12], 在早石炭世处于板块俯冲碰撞阶段, 随后进入大陆边缘岛弧环境[13], 晚石炭世末期造山运动(因尼古拉运动)完成了洋陆转换, 早二叠世进入陆内发展阶段。早石炭世发生的鄯善运动[9]形成伊什基里克背斜, 核部由大哈拉军山组上段组成, 两翼为阿克沙克组, 褶皱轴向近东西, 轴面产状170° ~195° ∠77° ~85° , 枢纽波状起伏, 与区域性东西向构造线一致。在该背斜核部, 近东西向韧— 脆性剪切带和北西向、北东向次级断裂构造极为发育。北西向断裂是东西向断裂的次级断裂, 表现为破碎硅化蚀变带, 严格控制了矿区内侵入岩及次火山岩的产出。
区域上出露华力西中晚期二长花岗岩、花岗闪长岩、花岗斑岩、石英二长斑岩、石英二长闪长岩侵入以及印支晚期钾长花岗岩、辉绿(玢)岩岩脉, 并有石英钠长斑岩发育。石英钠长斑岩均产于北西向次级断裂中, 呈斑状结构, 致密块状构造, 由于后期热液活动, 岩石中石英细脉、网脉发育, 黄铁矿化强烈。黄铁矿呈细脉状、浸染状分布, 细脉状黄铁矿由烟灰色、黑色细粒黄铁矿集合体组成, 与石英细网脉共生, 与岩体中金矿化密切相关; 浸染状分布的黄铁矿多呈立方体自形晶, 粒度较大, 金矿化较弱。矿石矿物成分简单, 主要金属矿物为自然金、黄铁矿, 其次为银金矿、褐铁矿、毒砂及少量的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、臭葱石; 非金属矿物主要为石英、长石、高岭土等。金矿石中金品位与黄铁矿含量呈正相关关系。矿化蚀变以黏土化、绿泥石化、硅化为主, 矿床为浅成低温热液型金矿。
伊什基里克裂谷带上目前已发现乔拉克、昭苏等多处浅成低温热液型、斑岩型金、铜、铅锌多金属矿床, 是西天山重要的多金属成矿带, 具备浅成低温热液型— 斑岩型成矿体系特征, 有超大型金矿找矿前景[14, 15]。
在勘查区开展1∶ 1万土壤地球化学勘查, 按100 m(线距)× 50 m(点距)布设测网, 样品采自45 cm深度以下, 为B、C层残坡积物质。同时利用多点组合法采集新鲜岩石样, 研究不同岩石间的含矿性。
土壤样品自然晾干后过套筛, 截取-20目粒级样品, 分析Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Mo、W、Bi等10种元素。元素分析方法为:Au采用石墨炉原子吸收法, Ag、Cu、Pb、Zn采用原子吸收法, As、Sb、Bi采用原子荧光法, W、Mo采用质谱法。用标样、重复样和空白样监控分析质量, 各元素检出限(表1)及标准样准确度、精确度(表2)符合规范, 说明分析质量可靠。
![]() | 表1 元素检出限 |
区域化探结果显示, 相对于全疆地层而言, 博故图矿区下石炭统火山岩地层Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Sb、Mo等亲硫元素普遍高, 属强分异型, 为Au、Cu的矿源, 是有利的成矿层。
![]() | 表2 GSD、GSS标样总平均合格率统计 |
由土壤测量结果(表3)可见, Au、Ag、As 、Sb、Mo有较高的浓集克拉克值和变异系数, 说明这组元素有较强富集和明显的后期成矿作用叠加, Au是主要的成矿元素。Pb、Zn、W、Cu有较高的浓集克拉克值, 但变异系数小, 说明后期Pb、Zn、W、Cu成矿作用不明显, 元素分布比较均匀。
![]() | 表3 博故图矿区土壤测量元素特征值统计 |
由岩石样分析结果统计(表4)可见, Au、Ag、As、Sb、Pb、W、Mo具有相同的富集特点, 在石英钠长斑岩和大哈拉军山组晶屑凝灰岩中都属富集, 但以石英钠长斑岩中富集最为显著。
采用R型聚类分析将10种元素分为三组(图2):第一组为Au、As、Sb、W, 相关系数为0.88, 反映热液成矿作用过程; 第二组为Cu、Zn、Ag、Pb、Mo, 相关系数为0.56, 反映中— 低温热液型硫化物伴生的Au矿化特征; 第三组为Co, 属于铁族元素, 可能反映火山活动晚期的基性脉岩活动, 与前两组元素没有相关性。
![]() | 表4 博故图矿区不同岩石中元素的浓集特征值 |
在矿区圈出了9个化探异常(图3), 都位于区域性东西向断裂带的附近及北侧, 略呈东西走向, 串珠状、面状分布。Ht-1异常呈倒“ V” 字形态, 异常形态明显受东西向主干断裂和北西向次级断裂控制, 异常内发现了Ⅰ 1、Ⅰ 3等矿体, 说明异常是矿体的反映。Ht-2异常分布于Ⅱ 号矿区, 呈北西向展布, 与北西向含黄铁矿化构造破碎带对应好。Ht-9异常分布于Ⅳ 号矿区, 异常面积小, 呈近东西向, 与含金矿黄铁矿化构造破碎对应很好。Ht-5、Ht-6、Ht-7、Ht-8异常分布于Ⅲ 号矿区, 在地表已发现了金矿体, 说明是矿致异常。Ht-4异常分布于勘查区中部, 呈面状展布, 异常面积大、强度高, Au、As、Ag元素组合套合好, 异常位于东西向主断裂的旁侧, 受东西向、北西向两组断裂控制。Ht-3异常呈北西向带状分布, 异常中心As含量高达 14 171× 10-6, 推测西北方向有断裂构造存在, 异常与断裂构造关系密切。
矿区岩(矿)石物性测量结果见表5, 区内岩(矿)石物性有明显差异, 具备物探工作条件。
表中显示, 含矿蚀变的石英钠长斑岩极化率均值可达0.95%, 较其他不含矿岩石的极化率要高。火山角砾岩的电阻率较高, 均值可达 11 494 Ω · m, 其他岩石均呈中阻特征。而火山角砾岩的磁化率也最高, 达32.25× 10-5SI(κ ), 石英钠长斑岩的磁化率较低, 均值为6.98 × 10-5SI(κ )。晶屑凝灰岩的磁化率在不同矿区有高有低, 规律不明显。
![]() | 表5 矿区岩(矿)石物性测量统计 |
高精度磁法测量采用GSM-19T磁力仪, 工作网度80 m× 40 m, 测线方位45° , 重复检查观测均方误差2.7 nT。图4是矿区高精度磁测异常及断裂构造推断, 矿区内剩余磁异常西高东低, 具明显的线性排列特征。根据磁异常分布特征对矿区断裂构造作了解释推断; F3是与伊什基里克基底断裂平行的区域性东西向断裂构造; F6、F7呈北西向展布, 是F3的次级构造, 与Ⅰ 1、Ⅰ 2号金矿体对应; F5、F9、F10、F12、F13是新发现的隐伏断裂, 对找矿工作有重要的指导意义, 尤其是F5, 与主成矿断裂(F6、F7)平行展布, 推测是东西向主断裂的次级断裂, 与主成矿断裂(F6、F7)具有相似的应力作用特征。
为进一步查明地表矿化的范围和延伸, 拓宽找矿空间, 开展了面积性激电勘查工作。工作前在地表矿化发育地段做了偶极— 偶极测量、激电中梯测量的方法对比试验, 确定采用激电中梯装置。中梯测量装置AB=1 200 m, MN=40 m; 发射机供电周期为8 s, 接收机测量叠加次数2次, 积分宽度40 ms, 延时100 ms。重复检查观测视电阻率均方相对误差4.56%, 视极化率均方误差0.33%。测网布置与高精度磁测相同。
勘查区内共圈定出激电异常8个(图5), 视极化率异常幅值为2%~3%, 对应的视电阻率值300~500 Ω · m。激电异常IP-2呈北西向弧形展布, 异常面积大、极值高, 异常中心区出露金矿体Ⅰ 1、Ⅰ 3。20号勘探线以东, 异常中心与矿体Ⅰ 1、Ⅰ 2及Ⅰ 3的东段对应较好, 向南异常尚未封闭, 强度也较高, 推测深部有极化体存在。20线以西, 激电异常似有分叉现象, Ⅰ 1矿体地表出露好, 但激电异常强度降低, 推测矿体的向下延伸有限, 较20线以南地区矿体延伸要浅。与高极化异常对应, 视电阻率(图6)表现为低— 中阻。
IP-3异常面积大、幅值高, 异常北部明显呈北西向线状展布, 异常南部有折向东的趋势, 具多个异常中心, 与磁法推断的两条北西向断裂构造吻合较好。异常区出露火山碎屑岩, 并无炭质岩石干扰, 南部有钾长花岗岩出露, 并见多条构造破碎, 推测异常可能与隐伏的极化体有关, 是良好的找矿远景区。
异常IP-2、IP-3之间出现较弱的激电异常, 呈北西走向, 表现为高极化、中低阻特征, 推测是由规模较小的含矿化蚀变构造破碎带引起。
垂直激电异常走向的激电测深成果见图7。结果显示, 激电异常IP-2是由多条近于直立的断裂构造破碎带组成, 主要构造带分布于测线南部320~840点之间。测线北部1 200~1 360点之间也有近似直立的断裂构造带存在, 极化体埋深较大。
经过勘查区激电异常、磁异常特征研究分析后, 勘查思路作了相应调整, 即充分利用槽探、钻探工程验证高极化体, 以期发现金矿体。在20勘探线上, 先按80 m间距布设钻孔, 后加密到40 m间距(见图6、图7)。结果在每个钻孔都见到了金矿体, 既控制了主矿体Ⅰ 的延深, 又发现了Ⅰ 1-1~Ⅰ 1-6等隐伏矿体。ZK2002见金矿体, 水平厚度16.2 m, 金平均含量3.17× 10-6; ZK2005见金矿体, 水平厚度9.44 m, 平均含量2.42× 10-6; ZK2009见矿深度为地面以下400 m处, 水平厚度 3.33 m, 平均含量4.19× 10-6, 矿体尚未封闭。发现矿体的同时, 各钻孔也都发现了金矿化体(含量大于0.2× 10-6)。ZK2005见金矿化体, 穿矿厚度为78 m。
对地表无矿化显示的激电异常布设ZK2032、ZK2031、ZK2033进行验证, 其中ZK2032在113.5~114.5 m处发现了金含量40× 10-6的金矿体(Ⅰ 5), 证明该激电异常由金矿体引起。但ZK2031没有见到矿体, 推测是矿体产状较陡所致, 由测深剖面也可以清楚地看到。
在化探异常Ht-6、Ht-7、Ht-8内布设探槽进行揭露, 发现了18条金矿(化)体, 最高含量达12.7× 10-6, 证明异常是由金矿(化)体引起, 是矿致异常。Ht-8异常中Mo含量最高值达105× 10-6, 推测下部有斑岩体存在, 有望发现斑岩型金矿。ZK306003发现金矿体, 水平厚度3m, 平均含量0.82× 10-6, 最高含量为1.27× 10-6。
博故图金矿形成于伊犁亚板块石炭— 二叠纪裂谷带中, 受东西向基底大断裂控制, 古生界下石炭统大哈拉军山组为一套火山碎屑岩系, 为金矿源层[1]。矿区断裂构造— 热液活动具有脉动性, 造成热液成矿作用的多阶段性和叠加。下石炭世火山活动后期次火山岩活动强烈, 热液活动和大气降水的共同作用加速了大哈拉军山组中金的活化与迁移。含矿溶液上升到有利的构造部位, 由于环境改变, 矿液成分发生重新组合, 金析出, 沉淀成矿。成矿的方式包括扩散交代— 渗透交代— 充填作用, 矿石的构造分别为浸染状构造— 细脉状构造(细脉浸染状构造)— 大脉状构造[21]。黄铁矿化、硅化、绿泥石化、高岭土化、碳酸盐化等蚀变为一套典型的浅成低温热液矿物组合, 初步确定博故图金矿为浅成低温热液型金矿床。
地层标志:下石炭统大哈拉军山组火山岩地层富含Au、Ag、As、Sb等, 矿区内各金矿(化)点均产于该套地层中, 因此该地层可作为找金的地层标志。
构造标志:近东西向断裂构造及其次级北西向断裂构造是区内的控矿与容矿构造, 岩石破碎或呈糜棱岩化。
地球化学标志:有Au、Ag、As、Sb、Cu、Mo异常出现。
围岩蚀变标志:围岩蚀变有硅化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、高岭土化、碳酸盐化等。黄铁矿化、硅化与金矿化关系密切, 蚀变越强, 金矿化越好。
脉岩标志:在北西向构造破碎带中, 往往有石英钠长斑岩岩脉存在, 石英钠长斑岩发育黄铁绢英岩化, 并见烟灰色石英细脉。构造带内还有辉绿岩脉, 也与金矿化有关。产于构造破碎带中的石英钠长斑岩、辉绿岩是找金矿的脉岩标志。
地球物理标志:有明显的激电异常出现, 有较高的极化率, 电阻率为低— 中阻特征; 高精度磁法测量推测有断裂构造存在。
“ 亚洲金腰带” 内金矿床大致可以划分为两大成矿系统, 即斑岩金(铜)成矿系统(包括斑岩型、矽卡岩型和浅成低温热液型金矿床)和造山型金成矿系统(成矿作用与俯冲、碰撞造山过程中大型脆韧性变形带及其中岩浆侵入活动有关)[1, 2]。据此, 根据金矿预测方法[22], 对博故图金矿区的成矿潜力作了预测, 预测的目标包括垂直方向和水平方向两度空间的找矿, 同时着眼于浅成低温热液矿— 斑岩型金矿成矿体系的研究[23], 期望在Ⅲ 区发现斑岩型金矿。预测结果认为, 博故图地区仍有良好的找矿前景, 金矿资源量有望大幅度提高。
首先, Ⅰ 号矿区的Ⅰ 1、Ⅰ 3矿体在走向和倾斜方向尚未完全控制, 有继续延伸的可能。
其次, Ⅰ 号矿区东部与化探异常Ht-4对应的地段新发现了激电异常IP-3, 其异常面积大、幅值高, 高精度磁法测量又解译出多条北西向断裂构造与之对应, 呈北西向展布。激电异常北西见一Au、As异常(Ht-3), 前缘元素As最高值达14 171× 10-6。在激电异常边部钻探验证发现两条低品位金矿体(Ⅱ 号矿区), 推测激电异常IP-3对应于多条北西向构造破碎带, 可能隐伏多条金盲矿(化)体。
第三, Ⅲ 号矿区Mo异常值高达100× 10-6, 预测该区下部有酸性岩体存在, 有良好的斑岩型金钼矿找矿前景。
在博故图金矿区, 对应于金矿(化)体, 化探、激电、高磁测量有较好的异常显示, 矿体表现为高极化、中— 低阻, 钻探验证激电异常发现多条隐伏金矿体, 说明物化探综合勘查方法在该区找金是有效的。
Ⅰ 号矿区在1.1 km2范围内发现了13条金矿体, 蕴藏的金资源量已达大型, 其成矿作用不是孤立的, 毗邻地区应是开展地物化综合找矿的最佳区域。激电测量在Ⅱ 号矿区发现了面积大、幅值高的激电异常, 高精度磁测量解译出多条北西向断裂构造, 地表发现钾长花岗岩体存在, 说明Ⅱ 号矿区具有和Ⅰ 号矿区相似的构造应力场特征, 是否存在相似的成矿作用需要对IP-3激电异常、化探异常进行解剖, 对地质、物化探信息进行综合研究, 争取在找矿空间、矿床类型上有所突破, 使金资源量有望显著提高。
The authors have declared that no competing interests exist.
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