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摘 要:随着采矿业的发展,易于发掘的浅表矿产已经十分稀少,我国矿资源储量已很难满足国家发展对矿物资源的需求。这就使得地质勘探和深部找矿技术的地位十分凸显。从地质钻探的角度考虑,有很多种方法可以用于地質勘查。只是在对比后可以发现各技术特点鲜明的同时也都具有一些瑕疵,这就使得综合利用十分必要。本文旨在对金矿的地质勘察及找矿方向做了介绍希望可以为同行提供有益的理论支持。
关键词:地质勘查;找矿技术;钻探
中图分类号:F407文献标识码: A
1、我国地质勘查的基础因素
在现阶段的成矿理论,世界上有很多刚刚研究的新成果,这些新成果极大的丰富了人们对成矿理论的研究,不断出现新的矿床成因理论给人们带来了巨大的经济利益,如矿床成矿系列理论、深部流体(成矿)作用理论、块体理论矿床成矿系列、地质力学理论、成矿系统理论、地质异常理论等,它们的出现及丰富对深部找矿突破有指导性作用。 找矿工作进入找不到、乱找、难找的局面,这就是没有运用成矿理论进行深部找矿的结果。 因此,成矿理论是制约深部找矿的基础性因素。
1.1 深部流体(成矿)
在最近十年来的作用理论表明地壳流体研究的成果中,地壳深处存在着大规模的流体活动。 有流体活动特别是有大规模流体活动的地方就有可能形成矿床。对那些与流体运动密切相关的,如 Zn、Cu、Hg、Au、Ag 等矿床来说尤为如此。 可以说,在地壳深部特别是地壳深部较浅处 3~5 km 范围内,在一定的构造岩性条件下存在着发生矿化富集形成矿体应是不可避免的现象,这就为地质人员从已知矿田、矿带、矿床开展深部探矿工作提供了基础性理论依据。
1.2 矿床成矿系列理论
矿床成矿系列是指在一定的地质历史时期,在一定的地质构造单元,与一定的地质成矿作用有关,在不同地质构造部位形成的不同矿种、不同类型并具有成因联系的矿床自然组合。 属于这种组合的矿床在不同层次上发生相互联系。 按层次可将成矿系列分为成矿系列组合、成矿系列类型、成矿系列、成矿亚系列、矿床式和矿床共六个序次。 成矿系列的概念,采用成矿分析理论基础,对促进成矿预测起到了很好的作用。
2、成矿地质背景
该区位于华北地台北缘内蒙地轴和燕山台褶带两个Ⅱ级构造单元中。尚义—赤城深大断裂横隔于内蒙地轴与燕山台褶带之间,由其派生的一系列构造体系与太古宇桑干群变质岩以及海西期、燕山期形成的岩浆岩三位一体,构成该区金矿床的三大控矿因素。
2.1 矿源层特征
区内广泛分布的地层主要为太古宇桑干群古老变质岩系,该套地层分为 5 个岩组,依据由老至新关系依次为: 西葛峪组、水地庄组、化家营组、涧沟河组、艾家沟组。各岩组中有益元素 Au 的含量见表 1。从表1可以看出,桑干群化家营岩组和涧沟河岩组的岩性中有益元素 Au 的含量较高。结合实际情况了解,该区绝大多数金矿床( 点) 产于该二岩组的界面上。因而认为,上述两个岩组为区内金矿的潜在矿源层。
图 1 河北“金三角”地区金矿地质略图
1—第四系沉积物; 2—侏罗系上统凝灰质砾岩、砂岩、角砾岩; 3—长城系砂岩、粉砂岩、白云岩; 4—新太古界红旗营子群变粒岩;5—太古宇桑干群艾家沟组麻粒岩; 6—太古宇水地庄组片麻岩; 7—太古宇涧沟河组变粒岩; 8—燕山期花岗岩; 9—海西期角闪二长岩; 10—海西期辉石角闪二长岩; 11—海西期石英二长岩; 12—海西期角闪二长花岗岩; 13—正长岩; 14—元古宙辉石岩;15—元古宙花岗片麻岩; 16—太古宙花岗片麻岩; 17—太古宙变质云英闪长岩; 18—二长岩边缘混合岩带; 19—断裂带; 20—小—大型金矿床
表 1 河北“金三角”地区太古宇桑干群变质岩系各岩组金含量特征
2.2 控矿构造特征
( 1) 褶皱构造: 太古宇地层在元古宙之前经历了两次大的构造运动,第一次构造运动大约发生于28 亿年前,形成了区域性规模的大型平卧倒转褶皱,在褶皱翼部形成一系列层间滑动带。第二次褶皱发生于太古宙末期25 亿年前左右,形成轴面直立的褶皱叠加在第一次平卧倒转褶皱之上。第一次褶皱翼部形成的层间滑动带,被以后的构造活动所利用。
( 2) 断裂构造: 该区断裂构造特别发育,各种类型、规模的断裂构造,对金矿的生成起着不同的控制作用。尚义—赤城深断裂形成于元古宙末期,为该区一级控岩、控矿构造,并派生出一系列北西向次级断裂构造,其沟通碱性二长杂岩体与变质岩地体形成导矿构造,该组构造非常发育,规模大,活动次数多,如: 水晶屯—张全庄断裂、罗家营—韩家沟断裂、杨木洼—干沟断裂等。这些断裂带中亦可形成蚀变岩型金矿,如大营盘、杨木洼等金矿。
2.3 岩浆岩特征
该区在地质历史上曾经历多次强烈的岩浆活动,自太古宙、元古宙以至海西期、燕山期均有表现,不同时期的岩浆活动对形成金矿床的作用不同,各时代岩浆岩体特征及含金性见表 2。
表 2 河北“金三角”地区侵入岩体岩性及金含量特征
从表 2 中可以看出,水泉沟—大南山碱性二长杂岩体,金的丰度值较高,其与金的关系密切。碱性二长杂岩体位于尚义—赤城深断裂南侧,东西延长53 km,南北宽 5 ~ 9 km,出露面积约 260 km2,侵位于太古宇桑干群涧沟河岩组中。据航磁及重力物探测量资料显示,异常形态呈现出明显向南弧性突出的负异常,显示了岩体深部向南侧伏趋势。由于碱性二长杂岩体侵入次数多,结晶时间长,热源充沛,交代作用强烈,一般在岩体边缘部位形成混染带或钾化蚀变带,该带控制着碱性二长杂岩体内接触带蚀变岩型金矿床。
3、找矿方向
通过上述对河北宣化、崇礼、赤城一带金矿集中区成矿背景及成矿机制的分析了解,该区域内形成金矿条件十分优越,在加强已有矿点勘查程度的基础上进行新矿点的寻找,希望很大,通过研究拟定如下找矿方向,以资参考。
3.1 二长杂岩体南侧变质岩中找矿
( 1) 寻找“小营盘”式金矿: 它的找矿标志是缓倾斜层间滑脱断层和与之相伴生的石英脉,寻找部位是桑干群涧沟河岩组与化家营岩组的交界面附近,重点地带应放在水晶屯—四台咀长城南北两侧。近几年通过对老矿山外围找矿,已获得了不少该类型矿床的找矿信息,其找矿效果有待今后地质勘查工作进一步突破。找矿靶区见图 5。
( 2) 对北西向导矿构造进行评价。该构造是沟通碱性二长杂岩体与变质岩地体的导矿构造,近几年在罗家营—韩家沟断裂带中,发现了一些破碎带蚀变岩型矿化点,这类矿床的特点是品位低、规模大,是寻找“大营盘”式金矿的有利部位。找矿靶区见图 5。
图 2河北“金三角”找矿靶区示意图
1—第四系沉积物; 2—侏罗系上统凝灰质砾岩、砂岩、角砾岩; 3—长城系砂岩、粉砂岩、白云岩; 4—新太古界红旗营子群变粒岩; 5—太古宇桑干群艾家沟组麻粒岩; 6—太古宇水地庄组片麻岩; 7—太古宇涧沟河组变粒岩; 8—燕山期花岗岩; 9—海西期角闪二长岩; 10—海西期辉石角闪二长岩; 11—海西期石英二长岩; 12—海西期角闪二长花岗岩; 13—正长岩; 14—元古宙花岗片麻岩; 15—太古宙花岗片麻岩; 16—太古宙变质云英闪长岩; 17—二长岩边缘混合岩带; 18—断裂带; 19—小—大型金矿床; 20—“小营盘”式金矿找矿靶区; 21—“大营盘”式金矿找矿靶区; 22—“东坪”式金矿找矿靶区; 23—“黄土梁”式金矿找矿靶区
3.2 二长杂岩体内接触带中找矿
( 1) 寻找“东坪”式金矿: 位置在岩体西部崇礼县境内,其特点是赋存于碱性二长杂岩体内接触带中的钾化蚀变带中的张剪节理裂隙中。找矿靶区见图2。
( 2) 寻找“黄土梁”式金矿: 位置在岩体东部赤城县境内,其特点是赋存于碱性二长杂岩体内接触带中的钾化蚀变带中的次级压性断层裂隙中,这几年在黄土梁外围找矿工作中获得了较好的找矿效果。找矿靶区见图2。
3.3 探索深部找矿
河北“金三角”一带已探明金矿体经长期开发、利用,浅部矿体已近于枯竭,日后应加强深部找矿的探索,在以往采掘面之下探寻新矿体,扩大已知矿体规模,解决矿山资源危机问题,为国家提供可利用资源,促进地方经济发展。
4、结束语
在国家的经济发展中,矿产的开发工作占有国民经济中重要的经济比例。推动地质勘察与找矿技术的发展, 促进地质行业的进一步发展, 加快经济建设工作步伐。在地质勘察工作中,不仅需要勘察设备实现实际的地质勘察工作,同时也需要运用勘察技术作为工作保障。通过对于地质情况的科学勘测,是实现矿产的开采工作保障,在地质勘探技术与深部地质钻探找矿技术的研究,不仅能够对于矿产开采有所研究,同时能够克服当前技术中的技术缺陷,通过技术更新,取得更大经济效益。
参考文献
[1] 宋瑞先,魏明辉,王金锁.张家口地质·矿产[R].河北省地矿局第三地质大队,2012.
[2]郝国杰.冀西北崇礼—赤城地区金矿的控矿因素及找矿方向[J].黄金地质科技,1992,( 2) : 9-13.
[3]张振兵,韩冰.浅淡某矿区地质特征及找矿方向[J].中国新技术新产品,2011(1).
[4]江思宏,聂凤军.河北小营盘与东坪金矿地质地球化学特征对比及矿床成因探讨[J]. 黄金地质,1998,( 4) : 12-24.
关键词:地质勘查;找矿技术;钻探
中图分类号:F407文献标识码: A
1、我国地质勘查的基础因素
在现阶段的成矿理论,世界上有很多刚刚研究的新成果,这些新成果极大的丰富了人们对成矿理论的研究,不断出现新的矿床成因理论给人们带来了巨大的经济利益,如矿床成矿系列理论、深部流体(成矿)作用理论、块体理论矿床成矿系列、地质力学理论、成矿系统理论、地质异常理论等,它们的出现及丰富对深部找矿突破有指导性作用。 找矿工作进入找不到、乱找、难找的局面,这就是没有运用成矿理论进行深部找矿的结果。 因此,成矿理论是制约深部找矿的基础性因素。
1.1 深部流体(成矿)
在最近十年来的作用理论表明地壳流体研究的成果中,地壳深处存在着大规模的流体活动。 有流体活动特别是有大规模流体活动的地方就有可能形成矿床。对那些与流体运动密切相关的,如 Zn、Cu、Hg、Au、Ag 等矿床来说尤为如此。 可以说,在地壳深部特别是地壳深部较浅处 3~5 km 范围内,在一定的构造岩性条件下存在着发生矿化富集形成矿体应是不可避免的现象,这就为地质人员从已知矿田、矿带、矿床开展深部探矿工作提供了基础性理论依据。
1.2 矿床成矿系列理论
矿床成矿系列是指在一定的地质历史时期,在一定的地质构造单元,与一定的地质成矿作用有关,在不同地质构造部位形成的不同矿种、不同类型并具有成因联系的矿床自然组合。 属于这种组合的矿床在不同层次上发生相互联系。 按层次可将成矿系列分为成矿系列组合、成矿系列类型、成矿系列、成矿亚系列、矿床式和矿床共六个序次。 成矿系列的概念,采用成矿分析理论基础,对促进成矿预测起到了很好的作用。
2、成矿地质背景
该区位于华北地台北缘内蒙地轴和燕山台褶带两个Ⅱ级构造单元中。尚义—赤城深大断裂横隔于内蒙地轴与燕山台褶带之间,由其派生的一系列构造体系与太古宇桑干群变质岩以及海西期、燕山期形成的岩浆岩三位一体,构成该区金矿床的三大控矿因素。
2.1 矿源层特征
区内广泛分布的地层主要为太古宇桑干群古老变质岩系,该套地层分为 5 个岩组,依据由老至新关系依次为: 西葛峪组、水地庄组、化家营组、涧沟河组、艾家沟组。各岩组中有益元素 Au 的含量见表 1。从表1可以看出,桑干群化家营岩组和涧沟河岩组的岩性中有益元素 Au 的含量较高。结合实际情况了解,该区绝大多数金矿床( 点) 产于该二岩组的界面上。因而认为,上述两个岩组为区内金矿的潜在矿源层。
图 1 河北“金三角”地区金矿地质略图
1—第四系沉积物; 2—侏罗系上统凝灰质砾岩、砂岩、角砾岩; 3—长城系砂岩、粉砂岩、白云岩; 4—新太古界红旗营子群变粒岩;5—太古宇桑干群艾家沟组麻粒岩; 6—太古宇水地庄组片麻岩; 7—太古宇涧沟河组变粒岩; 8—燕山期花岗岩; 9—海西期角闪二长岩; 10—海西期辉石角闪二长岩; 11—海西期石英二长岩; 12—海西期角闪二长花岗岩; 13—正长岩; 14—元古宙辉石岩;15—元古宙花岗片麻岩; 16—太古宙花岗片麻岩; 17—太古宙变质云英闪长岩; 18—二长岩边缘混合岩带; 19—断裂带; 20—小—大型金矿床
表 1 河北“金三角”地区太古宇桑干群变质岩系各岩组金含量特征
2.2 控矿构造特征
( 1) 褶皱构造: 太古宇地层在元古宙之前经历了两次大的构造运动,第一次构造运动大约发生于28 亿年前,形成了区域性规模的大型平卧倒转褶皱,在褶皱翼部形成一系列层间滑动带。第二次褶皱发生于太古宙末期25 亿年前左右,形成轴面直立的褶皱叠加在第一次平卧倒转褶皱之上。第一次褶皱翼部形成的层间滑动带,被以后的构造活动所利用。
( 2) 断裂构造: 该区断裂构造特别发育,各种类型、规模的断裂构造,对金矿的生成起着不同的控制作用。尚义—赤城深断裂形成于元古宙末期,为该区一级控岩、控矿构造,并派生出一系列北西向次级断裂构造,其沟通碱性二长杂岩体与变质岩地体形成导矿构造,该组构造非常发育,规模大,活动次数多,如: 水晶屯—张全庄断裂、罗家营—韩家沟断裂、杨木洼—干沟断裂等。这些断裂带中亦可形成蚀变岩型金矿,如大营盘、杨木洼等金矿。
2.3 岩浆岩特征
该区在地质历史上曾经历多次强烈的岩浆活动,自太古宙、元古宙以至海西期、燕山期均有表现,不同时期的岩浆活动对形成金矿床的作用不同,各时代岩浆岩体特征及含金性见表 2。
表 2 河北“金三角”地区侵入岩体岩性及金含量特征
从表 2 中可以看出,水泉沟—大南山碱性二长杂岩体,金的丰度值较高,其与金的关系密切。碱性二长杂岩体位于尚义—赤城深断裂南侧,东西延长53 km,南北宽 5 ~ 9 km,出露面积约 260 km2,侵位于太古宇桑干群涧沟河岩组中。据航磁及重力物探测量资料显示,异常形态呈现出明显向南弧性突出的负异常,显示了岩体深部向南侧伏趋势。由于碱性二长杂岩体侵入次数多,结晶时间长,热源充沛,交代作用强烈,一般在岩体边缘部位形成混染带或钾化蚀变带,该带控制着碱性二长杂岩体内接触带蚀变岩型金矿床。
3、找矿方向
通过上述对河北宣化、崇礼、赤城一带金矿集中区成矿背景及成矿机制的分析了解,该区域内形成金矿条件十分优越,在加强已有矿点勘查程度的基础上进行新矿点的寻找,希望很大,通过研究拟定如下找矿方向,以资参考。
3.1 二长杂岩体南侧变质岩中找矿
( 1) 寻找“小营盘”式金矿: 它的找矿标志是缓倾斜层间滑脱断层和与之相伴生的石英脉,寻找部位是桑干群涧沟河岩组与化家营岩组的交界面附近,重点地带应放在水晶屯—四台咀长城南北两侧。近几年通过对老矿山外围找矿,已获得了不少该类型矿床的找矿信息,其找矿效果有待今后地质勘查工作进一步突破。找矿靶区见图 5。
( 2) 对北西向导矿构造进行评价。该构造是沟通碱性二长杂岩体与变质岩地体的导矿构造,近几年在罗家营—韩家沟断裂带中,发现了一些破碎带蚀变岩型矿化点,这类矿床的特点是品位低、规模大,是寻找“大营盘”式金矿的有利部位。找矿靶区见图 5。
图 2河北“金三角”找矿靶区示意图
1—第四系沉积物; 2—侏罗系上统凝灰质砾岩、砂岩、角砾岩; 3—长城系砂岩、粉砂岩、白云岩; 4—新太古界红旗营子群变粒岩; 5—太古宇桑干群艾家沟组麻粒岩; 6—太古宇水地庄组片麻岩; 7—太古宇涧沟河组变粒岩; 8—燕山期花岗岩; 9—海西期角闪二长岩; 10—海西期辉石角闪二长岩; 11—海西期石英二长岩; 12—海西期角闪二长花岗岩; 13—正长岩; 14—元古宙花岗片麻岩; 15—太古宙花岗片麻岩; 16—太古宙变质云英闪长岩; 17—二长岩边缘混合岩带; 18—断裂带; 19—小—大型金矿床; 20—“小营盘”式金矿找矿靶区; 21—“大营盘”式金矿找矿靶区; 22—“东坪”式金矿找矿靶区; 23—“黄土梁”式金矿找矿靶区
3.2 二长杂岩体内接触带中找矿
( 1) 寻找“东坪”式金矿: 位置在岩体西部崇礼县境内,其特点是赋存于碱性二长杂岩体内接触带中的钾化蚀变带中的张剪节理裂隙中。找矿靶区见图2。
( 2) 寻找“黄土梁”式金矿: 位置在岩体东部赤城县境内,其特点是赋存于碱性二长杂岩体内接触带中的钾化蚀变带中的次级压性断层裂隙中,这几年在黄土梁外围找矿工作中获得了较好的找矿效果。找矿靶区见图2。
3.3 探索深部找矿
河北“金三角”一带已探明金矿体经长期开发、利用,浅部矿体已近于枯竭,日后应加强深部找矿的探索,在以往采掘面之下探寻新矿体,扩大已知矿体规模,解决矿山资源危机问题,为国家提供可利用资源,促进地方经济发展。
4、结束语
在国家的经济发展中,矿产的开发工作占有国民经济中重要的经济比例。推动地质勘察与找矿技术的发展, 促进地质行业的进一步发展, 加快经济建设工作步伐。在地质勘察工作中,不仅需要勘察设备实现实际的地质勘察工作,同时也需要运用勘察技术作为工作保障。通过对于地质情况的科学勘测,是实现矿产的开采工作保障,在地质勘探技术与深部地质钻探找矿技术的研究,不仅能够对于矿产开采有所研究,同时能够克服当前技术中的技术缺陷,通过技术更新,取得更大经济效益。
参考文献
[1] 宋瑞先,魏明辉,王金锁.张家口地质·矿产[R].河北省地矿局第三地质大队,2012.
[2]郝国杰.冀西北崇礼—赤城地区金矿的控矿因素及找矿方向[J].黄金地质科技,1992,( 2) : 9-13.
[3]张振兵,韩冰.浅淡某矿区地质特征及找矿方向[J].中国新技术新产品,2011(1).
[4]江思宏,聂凤军.河北小营盘与东坪金矿地质地球化学特征对比及矿床成因探讨[J]. 黄金地质,1998,( 4) : 12-24.