地电化学集成技术在云南西邑铅锌矿区的找矿应用
刘攀峰, 文美兰, 张佳莉
桂林理工大学 地球科学学院,广西 桂林 541004
通讯作者: 文美兰(1974-),女,副教授,博士,硕士生导师,主要从事地质、地球化学找矿研究工作。E-mail:meilanwen112@126.com

作者简介: 刘攀峰(1990-),男,桂林理工大学在读硕士研究生,从事矿产普查与勘探研究工作。E-mail:1056763179@qq.com

摘要

以“已知剖面试验研究—建立找矿模型—未知区找矿预测”的研究思路,在云南西邑矿区开展了地电化学集成技术找矿应用研究。通过研究验证了地电化学集成技术在该区寻找类似隐伏铅锌矿的可行性,并结合成矿地质条件,建立了地质—地电化学找矿模型,基于该模型,在研究区董家寨内共圈出1个Ⅰ级预测靶区,2个Ⅱ级预测靶区,1个Ⅲ级预测靶区。

关键词: 地电化学集成技术; 可行性研究; 找矿模型; 找矿预测; 铅锌矿; 云南西邑
中图分类号:P632 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2016)04-0655-06 doi: 10.11720/wtyht.2016.4.03
The application of geo-electrochemical integrated technology to the prospecting in the Xiyi Pb-Zn deposit, Yunnan Province
LIU Pan-Feng, WEN Mei-Lan, ZHANG Jia-Li
Earth Sciences College, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China
Abstract

With the train of thought 'from the test and study along the known profile through the establishment of prospecting model to the prospecting prognosis in unknown area', the authors conducted the prospecting application study of the geo-electrochemical integrated technology. The results obtained have proved the feasibility of applying the geo-electrochemical integrated technology to the prospecting for similar concealed lead-zinc deposits in this area. Combined with ore-forming geological setting, the authors established geo-electrochemical prospecting model. With this model, one Grade I prognostic target area, two Grade II prognostic target areas and one Grade III prognostic target area were delineated in the study area.

Keyword: geo-electrochemical integrated technology; feasibility study; prospecting model; prospecting prediction; lead zinc ore deposit; Xiyi in Yunnan Province

地电化学集成技术是将地球化学、地球电化学和地球物理综合研究的一种找矿方法, 包括地电化学提取测量、土壤离子电导率测量和土壤吸附相态汞测量。经过30多年的发展, 方法的理论基础、成晕机制和野外工作设备都得到不同程度的完善, 多所科研单位的专家学者在不同矿种、不同矿床类型和不同覆盖区开展了地球电化学找矿研究, 并取得良好找矿成果 110

云南西邑铅锌矿区位于云南高原的西部边缘, 海拔1 572~2 418 m, 年平均气温15.6° , 属强烈侵蚀切割中高山地貌区。为进一步查明区内铅、锌等矿产资源, 根据研究区地质特征, 在矿区董家寨矿段开展地电化学集成技术找矿评价研究。笔者结合8线已知剖面试验研究, 建立了一套适合在矿区深部及外围寻找隐伏矿的地质— 地电化学集成技术找矿模型, 并在区内董家寨16、24、32、44、52勘探线的西北段未知区进行找矿预测。

1 研究区地质概况

研究区位于怒江断裂与澜沧江断裂之间, 以柯街断裂为界的保山地块中, 大地构造单元属西藏— 三江造山系保山微陆块[11]。区内出露地层以石炭系和泥盆系为主, 位于研究区中北部; 零星出露三叠系和第四系地层, 第四系由砂砾岩、黏土组成, 分布于研究区东部。区内断裂发育, 以北西向为主, 是控制沉积建造、变质作用、岩浆活动及其有关矿产的主要构造, 而次级派生的倒“ 入” 字型断层则为控矿构造(图1)。根据区域重力、航测资料, 研究区南部的航磁负异常及重力低显示有隐伏花岗岩存在 1213。区内岩浆岩出露少, 仅有少量辉绿岩脉、岩枝侵入, 零散呈南北向分布, 推测其为铅锌矿区的成矿提供了部分矿质来源。

图1 云南省西邑铅锌矿区地质简要

2 方法技术原理

土壤离子电导率测量的理论基础是电化学溶解, 电化学成晕离子在电动力作用、扩散作用、近地表蒸发作用及地下水运动等一系列作用影响下向地表迁移, 形成离子电导率异常[14]

土壤吸附相态汞测量的基本原理是含汞的金属硫化物在表生条件下通过氧化— 还原作用释放出HgO或汞的氯化物, 其随水蒸气、地下水沿断裂向地表运移, 被矿体上方及周围岩石、土壤吸附, 同时可根据HgO和汞化物热释峰温度, 采用控温测量土壤中与矿有密切关系的迭加价态汞[15]

地电化学提取是通过在有效时间内向地下供电, 打破矿体周围的围岩及近地表松散层的离子晕局部离子平衡, 将深部成矿离子“ 逐级” 提取到已埋入地表的元素接收装置中 1618

3 方法试验研究
3.1 试验剖面地质特征

已知8线剖面位于矿区董家寨矿段, 剖面总长2 600 m, 除ZK8-6外, ZK8-1~ZK8-12均见矿, 其圈定主矿体有V2、V3。V2矿体控制走向长680 m, 斜深566 m, 矿体平均厚2.98 m, 铅平均含量1.55%、锌平均含量2.15%, 伴生银含量22.86× 10-6; V3矿体控制走向长、斜深均大于1 000 m, 矿体平均厚6.91 m, 铅平均含量2.77%、锌平均含量2.97%, 伴生银含量38.13× 10-6; 其余矿体规模小, 个别品位低(图2)。

图2 西邑铅锌矿区8号勘探线地质— 地电化学剖面

已知矿体主要赋存于下石炭统香山组碎裂岩化灰岩中, 少数赋存于辉绿岩体内, 矿体呈似层状、大脉状产出, 具分支复合、膨大收缩尖灭再现的特征。围岩蚀变以褐铁矿化、重晶石化、黄铁矿化为主, 有少量角砾岩化, 推断与主成矿期有关 1920。矿石以硫化物矿石为主, 矿石矿物主要有闪锌矿、方铅矿, 偶见黄铁矿、毒砂等, 脉石矿物有方解石、重晶石、石英、长石等。矿石构造以块状、脉状、条带状为主, 少量为角砾状、稀疏浸染状。矿石结构为他形粒状结构、压碎结构、交代结构。

3.2 试验方法及结果

地电化学提取方法主要选用具有极强吸附能力的活化高密聚醚型聚氨脂泡塑、导线、滤纸和碳棒组装成的提取器, 通电放置在有机物影响较小的B层土壤中48 h, 并在15%硝酸作为活化剂的条件下进行提取; 土壤离子电导率和吸附相态汞测量野外采集B层土壤, 采样线距200 m, 点距50 m。提取样品(泡塑)在室内进行晾晒、编号、装袋, 土壤样品室内进行晾晒、过筛(100目)、编号、装袋送桂林矿产地质研究院有色金属桂林矿产地质测试中心分析测试, 各方法测试仪器及方法检出限见表1

表1 地电化学提取元素方法检出限

试验结果表明:地电提取主成矿元素Pb、Zn异常大多集中在剖面的50~53号测点, 与赋存矿体的破碎带分布范围吻合相当完好, 并伴有Ag、As、Sb、Cd指示元素异常; 在隐伏V3主矿体垂直投影上方, Pb、Zn、As、Sb各元素异常尤为凸显, 示矿效果非常明显; 土壤离子与吸附相态汞异常均能较好地反应矿体的赋存位置, 并且局部异常宽度要大于地电提取元素异常; 各方法异常局部甚至全部重叠, 异常重合性好(图2)。

试验结果说明, 利用地电提取测量、土壤离子电导率测量和土壤吸附相态汞测量的地电化学集成技术在该区寻找类似的隐伏铅锌矿是有效、可行的。

4 地质— 地电化学找矿模型

根据在已知剖面上开展的地电化学集成技术找矿试验, 结合矿床成矿地质特征, 建立了云南省保山西邑铅锌隐伏矿地质— 地电化学找矿模型(图3)。

图3 云南西邑铅锌矿区地质— 地电化学找矿模型示意

4.1 地质找矿标志

铁帽、重晶石化、构造破碎带是该区的直接找矿标志。次级层间构造破碎带是该区主要的容矿和含矿构造。区内零星分布的辉绿岩脉虽与成矿关系不密切, 但对该区成矿可能提供了足够的热源。

4.2 地电提取测量标志

西邑铅锌矿区深部铅锌矿体主要产在层间构造破碎带中, 呈脉状、似脉状、层状。应用地电提取测量获得的Pb、Zn、Ag、Cd、Sb、As等成矿元素异常能指示深部隐伏铅锌矿的存在, 并且异常多呈多峰状, 形态清晰, 异常强度大, 整个异常宽度与矿体的赋存位置十分吻合。

4.3 土壤离子电导率测量标志

依据电导率异常形成机制, 结合示范性研究成果, 深部铅锌矿主矿体上方土壤离子电导率异常表现为清晰的“ 兔耳” 状异常形态。

4.4 土壤吸附相态汞测量标志

通过对在研究区内采集的土壤吸附相态汞样品进行测试分析, 获得的吸附相态汞异常为多单峰、梯形形态, 这些吸附相态汞异常不仅可指示其下方存在矿体, 也可指示其下方可能有构造带(或断裂)存在。

5 找矿预测

根据地质— 地电找矿模型, 在西邑铅锌矿区西北侧布设16、24、32、44、52测线, 利用地电化学集成技术开展找矿预测研究, 圈定异常指标吻合度高、地质成矿条件好的异常靶区。

5.1 异常评价

主要对土壤离子电导率异常、土壤吸附相态汞异常及主成矿元素Pb、Zn异常(图4)进行分析, 具体特征如下:

土壤离子电导率异常特征:贯穿16~44线的异常走向西北向, 并向东南方向有延伸趋势, 异常三级分带完整, 是区内规模最大、分布最广的电导率异常, 异常包含异常点33个; 其他异常多为单线甚至单点异常, 分别为位于44线和52线, 异常三级浓度带发育完整。

土壤吸附相态汞异常特征:异常主要集中在测区的西北部, 在测区东南部几乎没有异常发育, 仅见个别单点异常。从单条测线看, 异常点主要分布在32、44测线, 其他异常规模都较小, 但大多异常三级浓度带发育较好。

Pb异常特征:异常整体走向NEE向, 跨越32、44两条测线, 异常规模较大, 呈“ 舌头” 状, 并在测线上都有浓集中心(内带异常)。此外, 32线东南侧异常及16线异常也有一定规模和强度, 单从地电化学找矿的角度考虑, 矿化体存在的可能性较大, 不排除其深部有隐伏矿体(含矿岩体)的可能性。

图4 云南西邑铅锌矿区各方法异常平面及预测靶区

Zn异常特征:与Pb异常类似, 异常主要跨越32、44测线, 呈“ 舌头” 状, 三级异常浓度带发育完整, 16线异常呈串珠状, 走向与勘探线一致, 野外无污染记录, 推断Zn异常由局部矿化或深部隐伏矿引起。

5.2 找矿预测

通过对各类异常分布特征及可靠程度分析, 按照异常空间位置、吻合程度, 结合地质— 地电找矿模型, 共圈定4个找矿靶区(见图4), 并按Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 类三个等级对其进行找矿潜力评价。

Ⅰ 级靶区:位于测区中北侧, 跨越32、44两条测线, 面积约为0.1 km2。主成矿元素Pb、Zn异常规模和强度大, 成矿相关元素异常较明显, 同时分布较大面积的电导率异常及土壤吸附相态汞异常, 多指标异常重合性好, 吻合佳, 可作为下一步工作部署重点。

Ⅱ -1级靶区:位于测区32号测线东北部, 面积约为0.05 km2。主成矿及伴生指示元素规模和强度一般, 但重合程度较高, 且靶区位置出露地层为泥盆系何元寨组, 认为本区有较大的找矿潜力。

Ⅱ -2级靶区:位于测区的南端, 沿16号测线分布, 面积约为0.08 km2。主成矿元素Pb、Zn较发育, 规模较大, 其他伴生指示元素都有一定规模强度, 不排除该区有寻找隐伏矿体的可能。

Ⅲ 级靶区:位于测区北端, 主要分布于52号测线中部, 面积0.04 km2。主成矿元素及伴生指示元素异常强度不高, 吻合程度一般。但考虑到各异常具有一定规模, 大多都是单线异常甚至单点异常, 在尚未了解地质的情况下, 暂时把该区段划分为Ⅲ 类靶区, 推测该区找矿潜力不大。

6 结论

1)通过在云南西邑铅锌矿区开展找矿应用研究, 认为地电化学集成技术在该区寻找类似的隐伏铅锌矿是合理有效的。

2)依据已知剖面示范性研究成果, 结合成矿地质条件建立的地质— 地电找矿模型对在未知区进行找矿预测具有一定的指导意义。

3)建议将地电化学集成技术圈定的异常指标吻合度高、地质成矿条件较好的Ⅰ 类靶区作为下一步工作的重点。

The authors have declared that no competing interests exist.

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