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紫金山矿田位于我国东南沿海的中生代火山活动带,成矿作用与燕山晚期的花岗闪长岩体侵入和火山一次火山活动有密切的关系。目前矿田内发现的矿床类型有斑岩型铜钼矿床、高硫(化)型铜金矿床、低硫(化)型银铜(金)及一系列过渡型铜矿床,斑岩-浅成低温热液成矿序列在同一个矿田内发育之全非常罕见。紫金山铜金矿床是矿田内发现唯-具有规模的高硫型矿床,以超过200万吨铜资源量和300吨金资源量成为矿田内最具有经济价值的矿床。
针对当前紫金山矿床深部找矿遇到的问题,本文系统地进行了矿床钻孔岩石地球化学测量工作,分析了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、Sn、W、Mo、F、Co、Ni、V、Ti、Mn、Ba、Be、Ga共21种成矿元素;研究了成矿元素的分带规律,用格里戈良分带指数法建立了成矿元素的垂向、轴向和纵向分带序列。用相关分析、聚类分析和因子分析方法确定了元素的共生组合,用回归分析方法建立了成矿元素的线性回归方程和矿体剥蚀水平评价指标。获得的主要认识有如下几点:
1.矿床垂向分带序列(从上至下)为:Ga-V-Ni-Pb1-Mo-Ti-Bi-Au-Sb-As-Sn-Co-Ag2-Hg-F-Cu-Zn-W-Be-Mn-Ba-Ag1-Pb2该序列反映了矿床不同深度的元素分布特征,与矿物分带规律一致,但与正常的分带序列有一定的差异,表现为某些高、低温元素出现反向分带的现象,铜矿体底部具有Pb、Zn、Ag元素富集;轴向分带序列(从头部向尾部)为:Bi-Au-Ag-Hg-Ga-Zn2-Mo-Sb-Sn-As-Ti-Co-Ni-W1-V-Cu-Pb-F-Be-Mn-Zn-W2,Bi-Au-Ag-Hg为铜矿体头晕元素组合,Sb-Sn-As-Cu为铜矿体晕元素组合,W为铜矿体尾晕元素;纵向分带序列(从NW向SE)为:Zn-Pb-Ga-Mn-Au-Bi-W-As-Be-Ag-Sb-Hg-Cu-Ni-V-Sn-FTi-Ba-Co-Mo,该序列反映了从火山机构向外具有高温到低温元素组合的分带规律,反映了成矿热液以火山机构为中心向外围的裂隙渗透作用。
2.金矿化带中成矿元素Au与其他成矿元素间的相关性极弱,反映了浅部氧化作用对矿床原生晕结构的破坏。铜矿化带中Cu与Au、Ag、As、Sb、Bi、Sn等低温热液元素有较强的相关性,反映了铜矿的低温热液成矿的特征。
3.Au在金矿化带中的回归方程显示与成矿元素较弱的相关性,而铜矿化带中的Au、Cu则与Ag、Mo、Bi、As等热液成矿成晕元素正相关,反映了铜矿化带中Cu、Au富集成因是一致的。
4.21个元素可以分成八个具有不同成因意义的地质因子。其中Au、Cu、Ag同处于一个主因子而且方差贡献最大,反映了上述三个元素具有相同的富集成因,不同剖面上因子的方差贡献略有差别,由Au、Cu、Ag组成的主成矿因子在4线和3线贡献率最高,7线向NW减弱,反映了矿化从7线开始减弱的趋势。成矿因子正值得分与矿体空间分布相吻合。3线的成矿因子正值得分空间分布范围最大,表明了3线矿化情况最好,向深部逐渐变小,直至尖灭,说明了深部矿化有利度较差。
5.建立了矿体剥蚀评价指标:IAu=(Au×Ag×Bi)/(Sn×Cu×W),ICu=(As×Sb×Bi)/(W×Sn)评价矿体剥蚀水平:(1)金矿体上部(地表)IAu>7,ICu<1;(2)金矿体上部累乘指数IAu>5;(3)金矿体中部IAu>1,ICu>1;(4)金矿体下部,铜矿体前部IAu<1,ICu>2;(5)铜矿体中部和中下部IAu<1,0.1<ICu<1;(6)铜矿体尾部IAu<1,ICu<0.1。用上述指标对矿床0m以下进行评价认为,矿床深部总体上不具有高硫型矿床找矿前景,仅3线和7线矿体往深部有一定的延伸。
6.对紫金山矿床成矿流体演化与蚀变、成矿及成晕的地球化学过程的进一步研究表明,矿床在高温岩浆热液期形成了从斑岩体中心向边缘Cu、Mo(Au)-Pb、Zn、Ag、Mn的斑岩型矿化的原生晕分带结构,次火山热液期形成的高硫型矿化叠加了斑岩型矿化的原生晕结构,形成紫金山矿床的叠加原生晕结构。对比国内典型的斑岩型矿床原生晕分带结构,认为紫金山矿床深部Pb+Zn+Mn(+Ag)的元素组合与典型斑岩矿床边缘带元素组合一致。
7.结合深部成矿地质条件和原生晕测量结果综合分析,认为高硫型矿化在0m标高之下趋于尖灭,深部向斑岩型矿化转变而不具有高硫型矿床的找矿前景,而当前工程控制的深度仍为斑岩型矿化的边缘,深部具有较好的斑岩型矿床的找矿前景。