蔣艷明

（遼寧省冶金地質(zhì)勘查局地質(zhì)勘查研究院，遼寧 鞍山 114038）

0 引言

成礦熱液在沿構(gòu)造帶上升、滲透和充填的過程中，由于溫壓等物理化學(xué)條件、成礦溶液的成分和性質(zhì)、圍巖成分的不斷變化，導(dǎo)致不同元素在成礦時間上存在先后關(guān)系，空間分布上出現(xiàn)分帶特征［1］。原生暈分帶性理論以及分帶序列特征的研究是圈定找礦靶區(qū)、評價已有礦體深部地球化學(xué)特征、分析礦區(qū)成礦潛力的理想方法［2］。近年來，國外采用正負異常結(jié)構(gòu)研究原生暈的分帶特征，我國對有色金屬礦床分帶研究的文獻也常有見及，且在尋找隱伏礦體的方法中，利用分帶性理論評價深部成礦前景取得了一定的效果。本文以黑龍江三道灣子金礦［3－9］為例，計算出軸向分帶序列和分帶性指數(shù)，以對礦體深部成礦潛力進行評價。

1 礦床地質(zhì)－地球化學(xué)特征

三道灣子金礦位于小興安嶺的西北部，出露地層主要為上侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組（J3t）、下白堊統(tǒng)光華組（K1gn）及第四系（Q）。塔木蘭溝組出露巖石有粗安質(zhì)火山角礫巖和粗面安山巖，富含金的石英脈在該組地層的NW向斷裂破碎帶中發(fā)育；光華組出露巖石主要有凝灰?guī)r、火山角礫巖、流紋巖和英安巖等；第四系主要分布在法別拉河及其支流河谷中，堆積物包括砂、礫石及亞黏土。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以NW向斷裂為主，含金石英脈和礦化蝕變帶主要分布于斷裂中（圖1）。區(qū)內(nèi)NW向構(gòu)造為導(dǎo)礦和容礦構(gòu)造，NE向構(gòu)造為控礦構(gòu)造。石英脈兩側(cè)可見硅化角礫巖，其中有硅質(zhì)細脈穿插。區(qū)內(nèi)出露的侵入巖主要為中粒二長花崗巖，發(fā)育礦物包括鉀長石、斜長石、石英和黑云母。區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育在安山巖中，主要為流紋斑巖和輝綠玢巖。

金礦體的總體走向為NW向，傾向NE（15°～80°），傾角45°～77°，平面上呈曲線狀延展，產(chǎn)狀變化較大，深部金礦體有向NW側(cè)伏的特點。目前共圈定3條礦脈帶40個金礦體（其中有21條盲礦體），其中的Ⅰ2，Ⅰ3，Ⅲ1，Ⅲ2，Ⅲ6，Ⅲ7為主要礦體。主要礦體多呈脈狀，長度70～212m，厚度1.25～6.06m，控制延深60～180m；小礦體則呈透鏡狀，礦體規(guī)模小于主要礦體。礦石以石英脈型礦石為主，有少量的蝕變火山巖型和蝕變火山碎屑巖型礦石，根據(jù)礦石的貧富程度分為工業(yè)品位礦石和低品位礦石，工業(yè)品位礦石主要產(chǎn)于石英脈中，而低品位礦石則產(chǎn)于石英脈的邊部或蝕變的火山（碎屑）巖中；礦石屬低硫石英脈型，礦石礦物的特點是硫化物少（＜5%）、金銀碲化物多見。圍巖蝕變類型有硅化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化、螢石化等，金礦化與硅化的關(guān)系密切［3－4］。

圖1 研究區(qū)礦帶構(gòu)造略圖Fig.1 Structural sketch of the study area

礦區(qū)巖石的Au，Ag元素在石英脈和硅化粗安巖中質(zhì)量分數(shù)最高，在上侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組中含量偏高；As，Sb元素則在上侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組、下白堊統(tǒng)光華組中明顯偏高。本區(qū)Au元素分布極不均勻，最高值與最低值相差達3 000倍，富集成礦的可能性大；Ag元素的平均值略高于克拉克值，其極值比近300倍，同樣具有富集的可能；As元素的平均值是克拉克值的10倍以上，其極值比近300倍，變異系數(shù)較大，對找金具有重要指示意義；Sb元素變異系數(shù)較大，其極值比近2 000倍，成礦可能性較大，同時對金具有指示意義。

2 原生暈軸向分帶特征

熱液礦床的原生暈具有明顯的分帶性，其中含礦溶液在運動方向上顯示出的軸向分帶尤其重要，分帶序列的建立對于評價隱伏礦體的規(guī)模、埋藏深度以及剝蝕水平有指導(dǎo)性意義，在很大程度上加大了地球化學(xué)找礦的深度。

對三道灣子金礦區(qū)采用分帶指數(shù)法研究原生暈的分帶特征。首先計算出不同標高工程中各樣品的元素線金屬量值并對其進行標準化，標準化后的某元素線金屬量與所在截面標準化后的各元素線金屬量的比值作為分帶指數(shù)，再將所研究元素根據(jù)其分帶指數(shù)最大值所在的截面位置由淺至深的順序排列，并初步確定出分帶序列。本文以Ⅰ號礦脈帶的原生暈剖面為例介紹應(yīng)用的具體過程。

表1 樣品的元素線金屬量Table 1 Element linear productivity of samples

表2 標準化各元素線金屬量Table 2 Normalized linear productivity of each element

表3 各元素的分帶指數(shù)Table 3 Zoning index of each element

（1）選取剖面中的成礦及指示元素Au，Ag，Cu，Pb，Zn，W，Mo，As，Sb，Bi，Te和 Hg，由于孤立地研究各指示元素含量不足以全面提供找礦信息，特計算出各元素線金屬量作為統(tǒng)計量，以期更好地反映參與形成原生暈物質(zhì)的量，按照下列公式計算出線金屬量（表1）。

式中，Ci為樣品中元素的質(zhì)量分數(shù)；CA為元素的異常下限；Li為樣品所代表的長度。

（2）標準化線金屬量。為使不同元素間的金屬量具有可比性，將第一步計算得到的金屬量值進行標準化，對不同截面元素線金屬量乘以相應(yīng)系數(shù)，調(diào)整至相同數(shù)量級進行標準化（表2）。

（3）計算分帶指數(shù)。為對比不同元素在不同標高線金屬量的大小并排序，以每個截面為單元，計算出各元素線金屬量的和，將某元素的線金屬量與其的比值作為分帶指數(shù)（表3），可大大減小原始資料的偶然誤差。根據(jù)各元素分帶指數(shù)的大小確定其所屬截面，然后由上至下將各截面元素順序排列，得到初步分帶序列：（Sb，Mo）→As→（W，Pb，Bi）→（Au，Zn，Te，Ag，Hg，Cu）。

（4）計算分帶指數(shù)在垂直方向上的變化度（G），確定同一截面上各元素的富集程度及順序，以排列出最終的分帶序列［3］。變化度（G）所反映的富集程度具有矢量的性質(zhì)，為不同標高元素富集程度的矢量和，本區(qū)最后得出的分帶序列為：

與經(jīng)典分帶序列相比，該金礦主成礦元素Au，Ag和主礦化劑元素Te相對在下部富集，而Mo和Pb相對富集于上部，這是受該地區(qū)特殊的成礦熱液系統(tǒng)所影響。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，礦石中僅可見極其微量的黃鐵礦和黃銅礦，未見其他類型的硫化物，表明該成礦系統(tǒng)貧硫。通過研究礦石礦物，確認主成礦元素Au和Ag主要呈碲化物形式存在，Au，Ag與Te呈顯著的正相關(guān)。

元素在成礦系統(tǒng)中沉淀順序主要取決于熱液系統(tǒng)的物理化學(xué)條件和元素的地球化學(xué)親合性。在本礦區(qū)富碲貧硫的特定成礦系統(tǒng)中，大離子半徑的Te元素優(yōu)先與大離子半徑的Au元素形成穩(wěn)定的碲化物沉淀，然后與Ag形成相應(yīng)的碲化物沉淀，因此Au和Ag在礦體的下部相對發(fā)育。在該貧硫的熱液體系中，由于Mo，Pb和Zn等元素親硫性相對較弱，導(dǎo)致其沉淀較晚而在礦體上部相對富集。

3 礦床深部成礦評價

3.1 確定分帶性指數(shù)

根據(jù)確定的軸向分帶序列可以看出，Mo，As和Sb富集于礦體上部，可作為礦體前緣的指示元素；而Zn和Cu富集于礦體下部，可作為礦體的尾暈指示元素。為使異常分帶特征更加明顯，選取多個元素質(zhì)量分數(shù)乘積的比值作為分帶性指數(shù)來判斷礦體的剝蝕水平。選取 Mo·Sb／Zn·Au，Mo·As·Sb／Zn·Au·Cu，Mo·As·Sb／Zn·Cu，Mo·As·Sb／Zn·Pb·Cu和As·Sb／Au·Zu作為分帶性指數(shù)對礦體深部進行評價（表4）。

3.2 礦體深部成礦評價

礦區(qū)Ⅲ號礦帶分帶性指數(shù)特征（圖2）表明，As和Sb元素主要富集于成礦元素Au和Ag的上部，而Cu和Zn元素主要富集于成礦元素Au和Ag的下部，分帶特征呈單調(diào)規(guī)律排列，沒有出現(xiàn)礦暈的相互疊加特征，證明研究區(qū)礦脈形成于同一期含礦熱液，與礦石礦物特征的研究結(jié)果吻合。Ⅲ號礦帶富礦段出現(xiàn)在標高80m處，深部已出現(xiàn)尾暈元素異常，且沒有新的礦暈與其疊加，表明其深部成礦潛力較差。

表4 Ⅰ號礦帶分帶性指數(shù)計算結(jié)果Table 4 Calculation of zoning index of ore zoneⅠ

圖2 Ⅲ號礦帶分帶性指數(shù)分布特征Fig.2 Characteristics of zoning index distribution of ore zoneⅢ

與礦區(qū)Ⅲ號礦帶相比，Ⅰ號礦帶的分帶性指數(shù)大于已知礦體標高160m處的分帶性指數(shù)值，小于200m處的分帶性指數(shù)值，其值與Ⅲ號礦帶180m處的分帶性指數(shù)值相當(dāng)，表明Ⅰ號礦帶剝蝕程度與Ⅲ號礦帶標高180m處剝蝕程度相當(dāng)，且前緣元素在地表富集現(xiàn)象明顯，而尾暈元素則沒有明顯富集特征，指示該礦脈深部仍有成礦潛力，對比Ⅲ號礦帶富礦段出現(xiàn)在標高80m的位置，Ⅰ號礦帶富礦段距地表的深度應(yīng)為100m左右。

4 結(jié)論

（1）研究區(qū)分帶序列為 Mo→Sb→As→Pb→W→Bi→Hg→Ag→Zn→Te→Au→Cu。Mo，As和Sb可作為礦體前緣指示元素，而Zn和Cu可作為礦體的尾暈指示元素。

（2）分帶性指數(shù)特征表明，Ⅲ號礦帶深部成礦的可能性較小，Ⅰ號礦帶深部成礦潛力較大，富礦段應(yīng)在距地表100m左右。

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