地球化學(xué)異常特征及找礦潛力研究

1地質(zhì)特征區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了數(shù)個時代的演變，裸露地層存在狼牙山組，在太古宙時期，該區(qū)域主要經(jīng)歷了火成活動和變質(zhì)作用，形成了大量的基性、超基性巖石和高級變質(zhì)巖，到了元古宙時期，該區(qū)域內(nèi)的地殼進(jìn)一步增厚，形成了陸核和陸架，使得陸地結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。下-中三疊由于斷流方向為東西方向，表面裸露部分地層，下部因斷裂缺失。區(qū)域內(nèi)南北未遏制的段落分別為中斷裂和南斷裂，經(jīng)過多次活動形成，該地質(zhì)區(qū)域內(nèi)的巖漿層裸露量比較少，裸露巖石大都為花崗巖，受巖漿活動影響比較大，具有層理分布特點(diǎn)。礦物質(zhì)主要集中在斷層帶之中，且礦化效果較好，金礦、鐵礦數(shù)量較多，呈現(xiàn)出脈帶狀分布[1]。本項目主要研究了該區(qū)域內(nèi)的部分位置，研究主要與成礦關(guān)系密切的中三疊統(tǒng)鬧倉堅溝組，位于整個地質(zhì)區(qū)域的西部偏北位置，走向呈東北向西南走向。該區(qū)域內(nèi)的巖石含量中，石英砂巖、粉砂巖的數(shù)量較多，在部分泥巖之中夾雜著因板塊運(yùn)動破碎的細(xì)礫巖。在該區(qū)域的東部位置和北部位置，存在中三疊統(tǒng)鬧倉堅溝組，巖性分為兩段，呈帶狀分布，巖石組分中包含大量微晶灰?guī)r，該地層結(jié)構(gòu)與成礦關(guān)系比較密切。在對礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘察和測驗過程中，共計發(fā)現(xiàn)4條蝕變帶（簡化編號：A、B、C、D），其中包括金礦體數(shù)量8條、金礦化體數(shù)量6條，斷續(xù)長度為2.2～8.3km，裸露寬度在220m左右。蝕變帶與化學(xué)異常區(qū)域的結(jié)合程度良好。金礦體受蝕變帶影響較大，長度在200m左右，厚度約1.5m，平均品位約5.3×10-6。礦區(qū)位置存在部分硅化現(xiàn)象，礦物質(zhì)硅化類型包括黃鐵礦、褐鐵礦、絹云母等。地區(qū)主要開發(fā)的礦石物質(zhì)所在區(qū)域為破裂巖和石英脈之中，礦石包括黃鐵礦、磁鐵礦、鉻鐵礦等，石英脈產(chǎn)出礦石類型包括方解石、長石等，礦石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，呈現(xiàn)出星點(diǎn)、條帶、脈狀[2]。2案例區(qū)域地球化學(xué)異常特征分析2.1景觀地區(qū)化學(xué)特征結(jié)合景觀圖對該區(qū)域進(jìn)行化學(xué)分析，整個礦體山區(qū)位于高寒區(qū)域，屬于中淺切割山區(qū)，相對高差在600m左右。區(qū)域內(nèi)溝谷比較開闊，且地形起伏波動比較小，植被發(fā)育較少，水源主要來自冰雪融化。采集樣本對水系沉積物的化學(xué)元素特征進(jìn)行分析，總結(jié)地球化學(xué)異常特征。2.2化學(xué)異常特征結(jié)合相關(guān)部門對礦產(chǎn)地質(zhì)開發(fā)階段的測量結(jié)果，在該區(qū)域內(nèi)共計存在四處化學(xué)元素異常的情況，區(qū)域編號為Fa、Fb、Fc、Fd，化學(xué)元素異常主要包括As和Sb兩種，其中Fb和Fd兩處經(jīng)過測定后發(fā)現(xiàn)為礦質(zhì)異常。其中，F(xiàn)a區(qū)域?qū)儆赟b、As化學(xué)異常，F(xiàn)b區(qū)域?qū)儆赟b綜合異常，F(xiàn)c區(qū)域?qū)儆赟b綜合異常，F(xiàn)d區(qū)域?qū)儆贏s、Au綜合異常。2.2.1Fa區(qū)域綜合異常該異常區(qū)域位于整個礦產(chǎn)研究位置的西側(cè)部分，主要表現(xiàn)為Sb、As元素異常。元素分布形態(tài)為橢圓形，面積在3.58km2左右，組分比較直觀，主要異常表現(xiàn)為Sb162異常，峰值最高達(dá)到10.2×10-6，As251屬于伴生異?，F(xiàn)象，峰值達(dá)到99.8×10-6，兩個異常區(qū)域銜接良好。濃度分帶均屬于中外分帶，巖石組合為砂礫巖、細(xì)晶灰?guī)r，存在兩條斷裂帶，在中間位置通過。綜合異常處于兩條斷裂帶的連接位置。其中，Sb162的異常下限數(shù)值為1.8，異常點(diǎn)數(shù)量為11個；As251異常下限為19.8，異常點(diǎn)數(shù)量為15個[3]。2.2.2Fb、Fc區(qū)域綜合異常Fb和Fc區(qū)域綜合異常均屬于As和Sb異常，F(xiàn)b異常位于東側(cè)位置，距離礦區(qū)位置500m左右，異常形態(tài)不規(guī)則，面積在9.2km2左右，主要異常為As266異常，峰值達(dá)到126×10-6，Sb162屬于伴生異常，峰值為5.85×10-6，屬于中外濃度分帶。巖層厚度中等，存在長石砂巖、礫砂巖，異常區(qū)域向斷裂發(fā)育，屬于Au礦體，其出現(xiàn)化學(xué)元素異常的主要原因是礦物開采所導(dǎo)致。其中，As266異常下限值為19，異常點(diǎn)數(shù)量達(dá)到35個，總面積達(dá)到6.6km2；Sb162異常下限數(shù)值為1.9，異常點(diǎn)數(shù)量為24個，總面積達(dá)到5.8km2。Fc異常位于礦區(qū)東北位置1.8km區(qū)域，與Fb同屬于一種異常情況，異常分布呈現(xiàn)出不規(guī)則變化，且呈面狀分布，面積在2.9km2左右，主異常為As268，峰值達(dá)到73.8×10-6，Sb異常屬于伴生異常，但存在兩個子異常，峰值達(dá)到3.9×10-6，異常區(qū)域存在大量的硅質(zhì)巖，沿著西北斷裂方向分布。其中，As268異常下限為18.9，異常點(diǎn)數(shù)數(shù)量為13個，總面積在2.3km2左右；Sb異常分為Sb169、Sb170兩個子異常，總異常點(diǎn)數(shù)為5個，異常下限為1.8，面積在1.1km2左右。2.2.3Fd綜合異常Fd區(qū)域異常屬于Sb、As和Au綜合異常，位于區(qū)域的東部位置，化學(xué)元素異常呈現(xiàn)出不規(guī)則形狀，總面積達(dá)到15km2左右，Sb為主異常，As與Au屬于伴生異常。主異常內(nèi)存在兩個子異常，編號分別為Sb176、Sb177，前者位于研究區(qū)域之中，后者位于研究區(qū)域之外，兩者之間的峰值分別為6×10-6、9.8×10-6。Au異常存在兩個子異常，編號分別為Au222、Au223，前者位于研究區(qū)域之內(nèi)，后者位于研究區(qū)域之外，峰值分別為19.9×10-6、15.2×10-6，As異常峰值為5.5×10-6。異常區(qū)域內(nèi)存在石英砂巖、硅質(zhì)巖石，在Au子異常區(qū)域，發(fā)現(xiàn)金礦點(diǎn)，共計存在金礦體數(shù)量6個，礦體因斷裂地質(zhì)結(jié)構(gòu)形成，經(jīng)過調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)其原因是礦致異常[4]。3驗證分析3.1基本原理地球化學(xué)異常特征分析是地質(zhì)勘查的重要手段，主要是通過測量和分析地殼中化學(xué)元素的分布規(guī)律和異?，F(xiàn)象，以尋找礦產(chǎn)資源。在這個過程中，地球化學(xué)測量是關(guān)鍵的一環(huán)。地球化學(xué)測量主要包括采樣、實驗室分析和數(shù)據(jù)處理等步驟。采樣通常包括巖石、土壤、水體和大氣等多種類型，以獲取全面的地球化學(xué)信息。實驗室分析則通過各種化學(xué)和物理方法，如光譜分析、質(zhì)譜分析和色譜分析等，對采集的樣品進(jìn)行定性和定量分析。數(shù)據(jù)處理主要是對分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析和解釋，以識別地球化學(xué)異常并確定其來源。對于異常源的檢查，通常需要結(jié)合地質(zhì)、地球物理和遙感等多種方法，以驗證地球化學(xué)異常的真實性和有效性。例如，如果在某個區(qū)域發(fā)現(xiàn)了金屬元素的地球化學(xué)異常，可以通過地質(zhì)調(diào)查，查明該區(qū)域的地質(zhì)條件和構(gòu)造環(huán)境，判斷是否有可能存在金屬礦床。同時，也可以通過地球物理方法，如重力、磁力和電阻率等，進(jìn)一步探查該區(qū)域的地下結(jié)構(gòu)，確認(rèn)異常源的位置和深度。驗證結(jié)果通常是對地球化學(xué)異常的解釋和評價。如果驗證結(jié)果表明地球化學(xué)異常與礦產(chǎn)資源存在密切關(guān)系，那么就可以將其定為礦產(chǎn)找礦目標(biāo)；如果驗證結(jié)果表明地球化學(xué)異常與礦產(chǎn)資源關(guān)系不大，那么就需要重新考慮采樣、分析和解釋的方法，以提高地球化學(xué)異常識別的準(zhǔn)確性[5]。3.2驗證結(jié)果本項目應(yīng)用化學(xué)測量方法對異常源進(jìn)行檢查，通過對異常區(qū)域剖面分析、淺探分析，圈出共計4條蝕變帶，圈出金礦體數(shù)量8條，Au礦化體數(shù)量6條。驗證結(jié)果表明，在Fa綜合異常區(qū)存在破碎蝕變帶，位于地質(zhì)斷裂位置，存在硅化、礦化現(xiàn)象。其中，褐鐵礦數(shù)量較多，分布較廣，呈蜂窩狀分布，黃鐵礦呈星點(diǎn)狀分布，使用槽探技術(shù)探明金礦體和礦化體，最高品位達(dá)到11.9×10-6，厚度在1.6m左右，屬于褐鐵礦破碎巖。Fb地表斷裂長度在7km左右，寬度在80m左右，存在綠泥石化現(xiàn)象，高嶺土化現(xiàn)象十分明顯。黃鐵礦為星點(diǎn)狀分布，使用淺鉆技術(shù)對金礦體和礦化體進(jìn)行圈定，Au最高品位在12.3×10-6左右，為褐鐵礦化破碎巖+硅化脈。Fc、Fd的驗證結(jié)果基本與Fa、Fb相同。3.3找礦潛力分析找礦潛力分析中，應(yīng)疏理指示元素與礦藏之間的關(guān)系。金（Au）、銻（Sb）和砷（As）在地球化學(xué)中常常被用作找礦的指示元素。由于其在金礦、多金屬礦和砷礦等礦床中具有較高的含量，并且在礦化過程中，3種元素均能夠形成明顯的地球化學(xué)異常特征。例如，金（Au）是地球化學(xué)勘察中最重要的元素之一。在自然環(huán)境中，金主要以極微量的形式存在，但在熱液脈和沙金礦床中，金的含量可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)開采的水平。因此，地球化學(xué)中的金異常通常是金礦或與金關(guān)聯(lián)的多金屬礦床的重要標(biāo)志。銻（Sb）和砷（As）在許多類型的礦床中也具有較高的含量。例如，在某些金礦、鉛鋅礦和砷礦中，銻和砷的含量往往較高。因此，銻和砷的地球化學(xué)異常也可以作為這些礦床的找礦標(biāo)志。在實際的地球化學(xué)勘察中，Au、Sb和As異常通常是單獨(dú)存在的，而是以某種特定的組合形式出現(xiàn)。在本項目金礦區(qū)中，Au、Sb和As的異常同時出現(xiàn)，并且具有一定的空間關(guān)聯(lián)性，通過對關(guān)聯(lián)性的分析，能夠判斷礦藏和分布。在本項目研究中，區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育圖明顯，存在多活動疊加現(xiàn)象，使得地下金屬呈現(xiàn)出活化、遷移的情況。在找礦過程中，則應(yīng)圍繞斷裂巖石，尋找金礦，區(qū)域內(nèi)的巖石蝕變、硅化現(xiàn)象明顯，且褐鐵礦化明顯?；诨瘜W(xué)測量結(jié)果，存在As、Sb、Au異?，F(xiàn)狀，且重合性良好，表明其存在良好的礦藏潛力，在對異常區(qū)域進(jìn)行查證之后，驗證化學(xué)測量結(jié)果，共計圈出含金構(gòu)造的蝕變帶數(shù)量4條，圈定金礦體和金礦化體，Au元素平均含量超過3×10-9，As元素含量超過29×10-6，Sb含量超出3×10-6。部分未經(jīng)過測定的區(qū)域具有較大的找礦潛力，且本文僅通過初步驗證，并未進(jìn)行深部驗證，仍存在較大的找礦潛力。4基于地球化學(xué)異常特征的找礦潛力分析方法4.1識別異常類型地球化學(xué)異常特征分析主要基于異常元素，不同類型的異常伴隨著不同的礦藏。對異常類型識別是找礦潛力分析的關(guān)鍵。例如，在找礦潛力分析過程中，金礦的異常元素主要表現(xiàn)為Au、As、Sb等，銅礦的異常主要表現(xiàn)在Cu、Mo、Ag等方面，對異常元素的識別是找礦潛力分析的前提。同時，在異常類型識別中，礦床大多伴生多個元素異?，F(xiàn)象，呈現(xiàn)出組合關(guān)系，其中包括Au-As-Sb、Cu-Pb-Zn等，技術(shù)人員通過組合關(guān)系，能夠了解礦床的主要類型。在異常類型識別過程中，具有找礦潛力的異常主要表現(xiàn)為線狀和面狀等，通過異常分布，能夠了解礦床的特性。其中，線狀異常大都與脈狀礦床相關(guān)，而面狀異常大都與層狀礦床有關(guān)。4.2分析異常強(qiáng)度地球化學(xué)異常強(qiáng)度直接反映了找礦的潛力，元素的異常強(qiáng)度通常反映了礦化程度和礦體規(guī)模的大小，異常強(qiáng)度越高，代表礦化可能性越好，礦體規(guī)模越大。因此，對異常強(qiáng)度的分析有助于評估礦床的潛在價值。在異常強(qiáng)度分析過程中，通過對異常元素的分布范圍，能夠判斷潛在礦體的規(guī)模，通過對異常元素的分布形態(tài)分析，能夠預(yù)測礦床的走向。在異常強(qiáng)度分析過程中，可將其與地區(qū)的地球化學(xué)背景值比較，高于背景值，表明異常強(qiáng)度，效果明顯。4.3分析異?？臻g分布特征通過對異常的空間分布特征進(jìn)行分析，能夠判斷礦床的延伸方向和深部潛力。例如，異常區(qū)呈線狀分布，代表礦床呈脈狀或帶狀分布；異常區(qū)在同一方向逐漸增強(qiáng)，代表礦床在這個方向上有延伸。異常的空間分布通常與地質(zhì)構(gòu)造有密切關(guān)系。例如，異常沿著斷裂、褶皺或接觸帶等地質(zhì)構(gòu)造分布，則表明地質(zhì)構(gòu)造控制了礦化的發(fā)生和發(fā)展，能預(yù)測礦床的分布范圍。4.4對比歷史數(shù)據(jù)通過比較現(xiàn)在和過去的異常元素含量，相關(guān)技術(shù)人員能夠了解到礦化程度的變化趨勢。當(dāng)某個元素的含量明顯增加時，表示礦化程度增強(qiáng)或者新的礦化區(qū)域被發(fā)現(xiàn)。在深度探測、探查過程中，可將當(dāng)前的異常數(shù)