​日本菱刈金矿床的发现、勘查过程与启示

发现于1981年的菱刈金矿床，位于日本九州南部鹿儿岛市北北东约45km处，北萨地区东北部，是八十年代发现的世界级金矿床之一。以其规模大、品位高引起人们的关注。

1 矿床地质特征

; 1.1 地层

矿区地层由白垩系四万十超群和第四系火山岩组成。四万十超群是该区基底，呈NEE-SWW方向展布，为基底隆起，埋深100～200m，主要岩性为砂岩和页岩，在矿区没有出露。其中未发现化石。其时代主要是根据区域地质背景及岩相推测的。其上不整合覆盖着第四纪(更新世及以后的)各种陆相火山岩。更新世火山岩按自下而上的层序可分为五个组：下菱刈安山岩(0.95～1.78Ma)、黑园山英安岩(1.10～1.25Ma)、中菱刈安山岩(0.78～0.79Ma)、狮子间野英安岩(O.66～O.82Ma)和上菱刈安山岩(0.51～0.58Ma)。在矿区的西部和西南部覆盖着更新世的火山碎屑岩和冲积层。

1.2 构造

菱刈金矿东邻鹿儿岛地堑的加久腾破火山口，西靠大口破火山口，挟持于两个破火山口之间。四万十超群在鹿儿岛地堑中的埋深为海拔一1000米以下、在大口盆地埋深亦在海拔一800米以下；在菱刈地区则抬升到海拔13O米。重力测量结果表明在菱刈矿区存在一个NE走向的重力高异常，异常面积3(3×1)km2 。该异常同NE-SW 走向的基底隆起相吻合。

1.3 矿床

萨摩半岛的金矿床可分为北萨型与南萨型两种类型，南萨型为硅化蚀变岩型，北萨型为充填石英脉型。菱刈金矿床属北萨型，为产于中性一弱碱性环境的浅成低温热液型金矿床。矿物组合为冰长石、石英、方解石、绢云母及金银矿物，属典型低温矿物组合，胶状结构异常发育。显示黑(银黑)白(石英)相间的沉淀层纹。菱刈金矿床由本矿、山田、山神矿床组成。探获金储量250-260吨，其中本矿床金储量150吨以上，品位8O克/吨；山田矿床金储量约5O吨，品位在20-25克/吨之间；山神矿床金储量5O余吨，品位约7O克/吨。

根据矿脉的特征及产出空间的差异，可分为上部矿和下部矿。上部矿主要为产于更新世安山岩中的富含金银的石英细脉，脉幅在0.1～0.5m之间，矿化连续性差，矿体规模较小；下 部矿主要产在四万十超群砂页岩中，部分赋存在下菱刈安山岩中。走向长300-400m，脉宽一般1～3m，最宽可达8m。本矿床及山田矿床的主要工业矿体均产在四万十超群中主要金属矿物为银金矿、黄铁矿、黄铜矿、硒银矿、淡红银矿、闪锌矿和方铅矿等。主要脉石矿物为冰长石、石英、方解石及粘土矿物等，脉系中还发现有6O～65℃的热水，说明其正处在热泉活动的消亡期。

2 菱刈金矿的发现与勘查过程

早在1750年，菱刈就发现了金矿。此后断断续续进行了勘查和小规模开采，但仅限于开采海拔230m以上的品位不高的上部矿。1952年，因矿脉情况不理想停止了勘查。该区在7O年代中期以前未进行过基础性的区域调查，但此间住友公司许多地质学家分析了区域成矿地质背景后，认为北萨地区是金矿富集区。该区更新世火山岩下还可能存在隐伏的金矿，建议用先进的方法进行勘查。

1975～1977年间，日本金属矿业事业团在北萨一串木野地区开展区域地质调查，选定的工作区面积为900km2。1975年全区进行了重力测量，1976～1977年进行了区域地质调查(填图)，查明了主要地质构造，发现该区基底是四万十超群，串木野、大口、山之野金矿等产在强烈青磐岩化的北萨老安山岩组成的隆起一背斜构造的顶部和翼部。重力测量结果说明，巳知金矿床分布在一些分散的小范围的重力高上。这些重力高显然是由于基底上升或岩钟侵入造成的。因为基底岩石的密度为2．62g／cm3，下菱刈安山岩的密度仅为2．37g／cm3。菱刈地区重力测量结果发现了一个NE走向的重力高。据此推测基底隆起到海拔100m左右(外围地区基底海拔标高约为一500～1000m)。重力图反映了菱刈地区构造格架,这对勘探区的选定起到了十分重要的指示作用。

在1975年～1977年区域地质调查及重力测量的基础上，1978年在大口一菱刈地区(重力高地区)开展了旋伦贝格排列区域电测深和航空电磁测量，结果发现上部、下部为高阻层、中间为低阻层的高一低一高的三层结构。上部高阻层电阻率为100-100On·m，对应于未蚀变的上部火山岩。该层在菱刈本矿床上部缺失，在矿区的北西部和南东部厚度加大中间低阻层电阻率为10～20n·m，对应于热液蚀变的下菱刈安山岩层和狮子间野英安岩层的下部，在蚀变最强烈的矿脉附近，电阻率低达2～8n·m，而在矿区南东部，该层的电阻率相对较高。最下部的高阻层电阻率为80～150n·m，对应于四万十超群，在矿脉产出部位，该层深度为130m，而在北部该导层深度降到800m 以下，南东部则急剧变深，似被断层错断下降。将物探结果同区域地质调查对比可以看出电测深发现的低阻带应相当于矿床上部的热液蚀变带，下部高阻层应相当于基底隆起．其深度基本反映了四万十超群的顶界高度、与重力测量推断的结果基本吻合。

由于低阻体因矿化蚀变体引起(通过对串木野矿床进行地质地球化学研究获得的认识)，可以通过测定低阻体的分布圈定蚀变矿化带的展布。电法测量低阻呈NE—SW 向展布，正好叠加在重力异常之上，说明菱刈地区既有基底隆起，又发育矿化蚀变。[NextPage]

前已述及菱刈金矿床矿化类型为石英脉型，其中含有浸染状黄铁矿，因此又选用激发极化法来确定石英脉测试结果表明用高极化率圈定的异常也呈NE—SW 向展布；在本矿矿床处极化率最高，NE向延伸很快终止．SW 方向延伸约lkm处又有一高极化中心，该中心对应的恰是后来发现的山田矿。由于高极化率是浸染状硫化物引起的，因此采用激发极化法有助于正确圈定矿体。

在详细的地质调查、物探工作及合理的解释推断后，为验证调查及测量结果，1980年金属矿业事业团在重力异常与低阻异常重叠部位布置了三个钻孔验证异常。1980年12月～1981年2月在菱刈旧采矿坑道附近施工的第一个钻孔深291 7m处见到0．1 5m厚的含金石英脉．金银品位分别为290克/吨和167克/吨。出乎意料的是赋矿围岩为四万十超群的页岩。当时在北萨地区尚不知四万十超群中有金矿脉。这一新的发现，拓宽了在区内找金的范围和思路。

1981年8月-1O月在第一孔以东110m 和以西400m处又各打1孔，发现了六条矿脉，最宽5.45m，金最高品位220.3克/吨。这标志着富金矿的发现 1981年l1月到1982年4月住友矿业公司在本矿床8条剖面上进行扇形钻探，剖面间隔100m, 共打18孔, 累计进尺6870.8m，孔孔见矿,

共发现3条大的金矿脉及许多支矿脉。主矿脉走向NE50度，向北陡倾，宽1～3m，局部超过5m，估计含金120吨，品位80克/吨。

1982年至1985年，住友矿业公司在菱刈地区进行了详细的重力测量．积累了基础资料。在对本矿床开拓的同时，在本矿床及其外围开始进行地质、地球化学、地球物理综合调查，目的是利用现代技术建立勘查浅成热液金矿床的模式。1985年底住友矿业公司总结已有资料得出如下认识：1)该区火山岩原认为属中新世，经K—Ar法测年发现应为更新世；2)含冰长石矿石K—Ar分析证实金矿化年龄为80～100Ma)；3）重力高和深部电阻率高相当于基底(四万十超群)的局部隆起，而近地表的电阻率低是由热液蚀变岩(矿化带附近含蒙皂石和层间粘土矿物)引起的；4)电阻率低带中的激发极化异常，与主脉系的分布极为吻合。在这些研究过程中最令人振奋的发现是同本矿床类似的地球物理组合(电阻率低带中的激发极化异常)在本矿主矿床西南1.2km 的山田地区年轻火山岩下延伸着。 1986年开始验证，最后查明山田地区有许多含金矿脉。通过对比地质条件，估计在本矿床东南，存在一个四万十超群构成的隆起。当从本矿床的底板平硐钻进水平钻孔时，发现了另一矿脉群，既山神矿床。

3 几点启示

菱刈金矿的发现及勘查过程给我们如下几方面的启示：

1)老区找矿要有新思路。菱刈地区是一个有二百多年开采历史的老区，如果把找矿重点仍放在浅部的低品位细矿脉上，则不可能有今天的突破。正是在下部有赋存金矿床的可能的信念及思路指导下，才取得如此好的找矿效果的。因此对老矿区(山)的二轮找矿应予以重视，以新的思路为指导，发现新线索，力争有新突破。

2)重视基础地质工作，加强综合研究。新发现的菱刈金矿是隐伏矿床，地表的细脉早已采空。地质工作者在分析研究区域地质资料的基础上，在新的找矿思路指导下，开展了1／万的地质测量(编成了1／2万的地质图)和重力测量工作，将所获资料进行分析整理，查明基底隆起、重力高同已知金矿床的关系，正确地选择了预测靶区。在找矿难度不断加大的今天，更应加强基础地质工作，重视综合研究，深化认识，优选靶区、靶位，降低勘探风险。

3)勘查方法、方法组合的选择要有针对性。菱刈金矿的发现及勘查中，物探工作起到了至关重要的作用，方法选择及组合有效。可归结为重力测量确定构造格架、寻找基底隆起、圈定靶区，电磁法圈定蚀变带，激发极化法寻找矿化体。多种方法手段有序配合，不同方法解决不同问题，针对性强，靶区布置准确，据此施工的21个钻孔孔孔见矿，提高了找矿效果，节约了资金。

4)注意已知矿床的成矿规律及成矿模式的研究，以点带面，指导找矿。从菱刈本矿床的发现及山神、山田矿床发现可以反映出研究典型矿床、总结成矿规律、建立成矿模式的重要性。如通过对串木野金矿床的研究，认识到重力高是基底隆起引起，低阻带是蚀变矿化引起，为本矿床的验证孔布置提供了依据，通过对本矿床及外围综合调查得出的四点认识，导致了山田、山神矿床的发现