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点击上方“覆盖区找矿”，关注更精彩！ 熊耳山矿集区干树金矿床深部大型盲矿体的发现及意义 梁新辉1,2 1 河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院 2 河南省金银多金属成矿系列与深部预测重点实验室 矿山增储，矿业公司才有发展后劲！增储往往不是一帆风顺。干树金矿床位于豫西著名的熊耳山矿集区。1989年，河南省地矿局第一地质矿产调查院通过开展填图、槽探、钻探工作，提交了干树金矿床详细普查报告，查明金金属量1.6t。后续勘查始终难以取得突破。近年来，河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院在该地区开展了一系列的科研及深部找矿工作，取得了较好的效果，干树金矿床深部找矿取得重大突破，新发现盲矿体资源量达大型矿床规模。本文对近几年在干树金矿区的深部找矿勘查工作及深部大型盲矿体的发现过程进行了总结分析。深部矿体发现过程可概括为成因理论及流体力学理论分析→浅部矿体形态的成因分析→深部矿体预测→工程验证；总结了控矿断裂带内含多条矿化蚀变带或矿脉时，处于断裂带底板的矿化蚀变带或矿脉找矿潜力远大于其他矿脉的规律，这对区域类似矿床深部找矿具较强的指导和借鉴作用。目前，全国很多矿区或矿集区都在努力实现找矿新突破，然而或因找矿思路不正确，或是采用的勘查技术方法效果差，多数没能及时取得找矿突破。本文成果为这些久攻不下的勘查区提供了一个深部找矿成功案例。干树金矿床位于河南省洛宁县西南，熊耳山北坡，地理坐标：东经111°37'30'，北纬34。14'00'。熊耳山矿集区是豫西著名的黄金生产基地，代表性矿床有祁雨沟角砾岩型金矿床、公峪石英脉型金矿床、上宫蚀变岩型金矿床、瑶沟细脉浸染型金矿床等。1989年，河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院提交“干树凹金矿区详细普查地质报告”，提交金金属量1.6t，后续勘查始终难以突破。近年来，在该地区开展了一系列的科研及深部找矿工作，取得了较好的效果，干树金矿床深部找矿取得重大突破，新发现盲矿体资源量达大型矿床规模。本文对近几年在干树金矿区的深部找矿勘查工作及深部大型盲矿体的发现过程进行了总结分析，以期为该区及类似矿床深部找矿提供指导和参考。研究区位于华北地台南缘，熊耳山隆断区中部(见图1－A)，盖层为中元古界熊耳群火山岩，结晶基底为新太古界太华群混合岩、片麻岩系；影响区域成矿的断裂主要为近东西向的马超营断裂，北东向的七里坪—星星印断裂、焦园狮子庙断裂等；区内岩浆活动发育，出露有燕山期的花山、五丈山、金山庙等重熔型花岗岩体，另外还有一些小型斑岩体及爆破角砾岩体］。该区是中国重要的金银多金属矿产生产基地，成规模的大中型矿床有熊耳山东段的上宫蚀变岩型金矿床，祁雨沟、店房角砾岩型金矿床；西段的沙沟、铁炉坪大型银铅锌矿床等。图1 研究区大地构造位置（A）及区域地质矿产简图（B） 1—安山岩类，2—混合岩、片麻岩类，3—花岗岩类，4—地名，5—新太古界太华群，6—熊耳群马家河组，7—熊耳群鸡蛋坪组，8—熊耳群许山组，9—中生代燕山期花岗岩，10—吉家洼矿脉编号，11—虎沟矿脉编号，12—断裂产状及编号，13—地层界线，14—不整合界线，15—金矿床名称及规模（依次为大、中、小型） 矿区出露地层主要为中元古界长城系熊耳群火山岩类等，地层总体上呈东西向展布(见图1－B)。熊耳群从老到新依次为许山组、鸡蛋坪组、马家河组，相互之间为整合接触，地层倾向190°左右，倾角30°~55°。许山组、马家河组主要是玄武安山岩和安山岩类，鸡蛋坪组由紫红色流纹岩、英安岩夹小杏仁安山岩、粗安岩及火山碎屑岩组成。熊耳群许山组下段与下伏的太华群地层为角度不整合接触。矿区内断裂构造发育，北东向的F1(区域上的上宫—康山断裂)为主要的控矿构造，断裂带宽为数十米至上百米，倾向北西，倾角55°~68°。断裂带内岩石强烈破碎，由碎裂岩、断裂角砾岩、构造透镜体、绢英岩化安山岩、断层泥等组成，断层性质主要表现为扭性、张性、压扭性构造活动的多次叠加改造，断裂内矿化热液活动普遍发育，并有网脉状石英脉、铁白云石脉贯入。此外，区内近南北向的正南沟F5-1、刘秀沟V等断裂内也具有不同程度的金矿化。矿区岩浆活动频繁，中元古代岩浆喷发活动期形成了广泛分布的熊耳群火山岩系，伴随火山活动，也形成了一些浅成相的岩株、岩脉及超浅成次火山相侵入体，喷发岩以中基性安山岩类为主，次为中酸性流纹英安岩等。中生代燕山期岩浆活动多表现为酸性侵入岩，北东端分布花山花岗岩岩基，在洛店一带有花岗斑岩岩脉侵入。燕山期的岩浆活动为本区金、银矿床及多金属矿床的形成提供热动力及热源。干树金矿区内工程揭露发现有角闪石英二长岩、闪长岩等侵入岩分布，而且构造顶底板附近有次火山岩相的玄武安山岩分布。熊耳山地区金矿床受构造控制明显，不同级别的断裂构造控制着金矿床的规模和展布。干树金矿区内矿体主要赋存于F1断裂带内。以往勘查工作中，根据断裂带内构造岩类特征将F1断裂带分为I、Ⅱ、Ⅲ3条矿化蚀变带，I号带为近底板带，Ⅲ号带为近顶板带，Ⅱ号带为中间带（见图2）。矿化蚀变带内主要为构造角砾岩、构造泥砾岩、碎裂岩、糜棱岩等构造岩类，岩石破碎程度高，同时伴随绿泥石化、硅化、铁白云石化、绢云母化、高岭土化、黄铁矿化等蚀变。各矿化蚀变带之间则主要为蚀变安山岩，原岩可见赤铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化等蚀变现象，岩石整体较完整，局部破碎，夹杂构造角砾岩、构造泥砾岩、碎裂岩、糜棱岩等构造岩类。大多数探矿工程能较清晰地划分出3条矿化蚀变带，少数工程揭露的F1断裂带自上而下均为构造岩类，总体破碎程度高，难以划分出这3条矿化蚀变带。浅部矿体（800m标高以上）均分布在3条矿化蚀变带内，矿体产状同矿化蚀变带产状大体一致。各矿化蚀变带之间个别样品能达到边界品位，总体品位低于带内。从走向上看，浅部矿体集中分布于50勘探线—74勘探线，50勘探线以北零星分布几个单工程控制的矿体，走向上矿体连续性差；从倾向上看，除66勘探线以外，各条勘探线上矿体均已封边，倾向上连续性也较差（见图3）。
图2 干树金矿床66勘探线剖面示意图 图3 浅部矿体分布及深部矿体预测示意图 1—见矿探槽，2—无矿探槽，3—见矿钻孔，4—无矿钻孔，5—I号带内矿体位置，6—Ⅱ号带内矿体位置，7—Ⅲ号带内矿体位置，8—找矿预测区 干树金矿区内的矿体受构造控制明显。该区大量研究成果反映了同样的金矿床形成机制，即岩浆侵入过程中的含矿流体沿断裂构造上升，并在断裂内的有利部位沉淀成矿。根据热液矿床的成因理论可知，含矿热液总体是从深部向浅部沿断裂通道流动，同时在一定的范围内也会发生水平方向的流动。应用流体力学理论分析含矿流体在断裂带内的运移，得出以下2点结论：①当断裂带宽度基本不变时，流速变化主要与自身的压力降有关；断裂带宽度的变化影响了含矿流体速度的变化，由宽变窄处，速度变大，由窄变宽处，速度变小，压力降的变化与之相对应。②含矿流体中的成矿物质可看作是微小的质点颗粒，它们在流体介质中的运动方式与流体的运动方式有密切关系。流体的流动方式分为层流和紊流，前者为平缓流动，后者为湍急流动。当含矿流体运动速度增大时，流动状态趋于或成为急紊流，其中所携带的成矿物质不易沉淀；而运动速度减小时，则趋于或成为平缓流，成矿物质容易沉淀富集。根据以上分析，含矿流体的运移方向、运动方式对矿体的分布起着至关重要的作用。根据浅部矿体的形态特征，在800m标高切出的水平断面图清晰地反映出F1断裂带宽度的变化（见图4）：F1断裂带宽度，自北东10勘探线向南西42勘探线平缓增加，42勘探线至66勘探线急剧增加，66勘探线处最宽为104m，26勘探线处最窄仅18m。假设含矿流体沿断裂从深部向浅部流动到达800m标高时，构造带宽度大的地方如66勘探线，流速降低，成矿物质容易沉淀富集成矿；反之，构造带宽度小的地方如26勘探线，不易富集成矿。这也解释了800m标高以上，矿体集中分布于50勘探线—74勘探线。从66勘探线剖面上看（见图2），浅部I号带宽度小于Ⅱ、Ⅲ号带，含矿流体沿断裂从深部向浅部流动时，I号带内成矿物质不易沉淀富集成矿，仅在局部构造膨大部位沉淀成矿；Ⅱ、Ⅲ号带内成矿物质容易沉淀成矿，形成较为连续的矿体。图4 800m标高F1断裂带宽度变化示意图 4.3 深部预测 F1断裂的力学性质主要表现为张性、压性、压扭性构造活动的多次叠加改造。断裂带内大规模的构造透镜体、构造角砾岩显示出张性断裂的特征；断裂带内碎裂岩、片理化带则显示出压性断裂的特征；而断裂顶底板存在的构造泥砾岩（断层泥）属于明显的破矿构造产物，显示出压扭性断裂的特征。根据构造地质学基础理论分析，张性构造形成了矿区规模较大的断裂带，压性构造形成的剪力必然会使前期张性断裂形成一个或几个滑动面，而断裂带的底板附近是最有利的结构面，具有较好的连通性，含矿热液沿断裂从深部向浅部以平流的方式运移，易于沉淀成矿。 与干树金矿床相邻的上宫、虎沟、七里坪金矿床，以及处于区域上F1断裂南西端的康山金矿床内，均存在断裂带内含多条矿化蚀变带或矿脉的类似现象。分析其勘查成果发现，处于断裂带底板的矿化蚀变带或矿脉提交资源储量在该断裂带中占比均较大，而且呈现自下而上占比逐渐减少的趋势（见图5）。例如：同属于F1断裂带内的上宫F1-I—Ⅵ号矿化蚀变带，I—Ⅵ号带提交资源储量占比分别为43.8%、17.5%、10.4%、5.9%、20.9%、1.5%；自下而上除V号带规模较大，出现较多的大透镜状矿体外，I—Ⅵ号带总体呈现占比逐渐减少的趋势。其他如虎沟M19脉组、虎沟南段脉组、七里坪F60脉组、康山8号脉组，最下面靠近底板的矿化蚀变带或矿脉资源储量占比均超过60%，也具有自下而上占比逐渐减少的趋势。 图5 邻近矿床断裂带内各矿脉资源储量分布图 根据以上分析并结合邻近相似矿床数据，干树金矿床处于底板附近I号带应当具有较高的资源储量占比，而实际数据显示干树金矿床浅部I号带的资源储量占比仅有5%，远低于其他2条矿化蚀变带。因此，推测深部I号带内赋存较连续的矿体，考虑到区域成矿与北东端花山花岗岩体关系密切，且北东侧相邻的上宫金矿床矿化强度也较大，在干树金矿床深部划分了向北东侧伏的找矿预测区（见图3）。根据以上分析推断，在找矿预测区中心部位26勘探线、42勘探线实施了2个钻探工程，取得了较好的找矿效果，2个钻孔同时在I号带内见到厚度较大且稳定的工业矿体，证实了深部I号带内赋存较连续矿体的推测。根据第一批钻孔成果展开对深部矿体的系统工程控制，取得了突破性的找矿成果，I号带内单矿体资源储量接近大型矿床规模（见图6）。根据10勘探线—42勘探线第一排钻孔的施工效果来看，钻孔见矿情况不理想，而且F1断裂带宽度明显变窄，10勘探线、34勘探线还出现了构造相对闭合的现象，这也印证了上文提到的构造带宽度由宽到窄的部位含矿流体不易沉淀富集成矿的推论（见图6）。同时，对施工钻孔岩心对比研究发现，有矿部位断裂带顶底板蚀变强度大，影响范围广；无矿部位蚀变明显减弱，反映出含矿流体以紊流方式快速通过，不易使围岩发生蚀变。图6 深部预测与工程验证效果对比图 1—见矿探槽，2—无矿探槽，3—见矿钻孔，4—深部无矿钻孔，5—浅部无矿钻孔，6—I号带内矿体位置，7—Ⅱ号带内矿体位置，8—Ⅲ号带内矿体位置，9—找矿预测区，10—构造相对闭合界面 根据区域金矿床形成机制、热液矿床成因理论及流体力学理论，建立了矿床尺度的含矿流体运移成矿模式（见图7）：深部含矿流体沿断裂通道以层流的方式向上流动，同时发生水平方向的流动，在构造膨大部位沉淀成矿，局部构造较薄弱部位含矿流体层流变紊流形成无矿天窗；在某个构造相对闭合的界面，断裂带宽度变窄，含矿流体由层流变为紊流，含矿物质不易沉淀成矿，局部构造有利部位含矿流体紊流变层流形成透镜状矿体。从矿化蚀变带剖面上看，含矿流体从连通性最好的近底板带（I号带）以层流的方式向上流动，易于在带内沉淀成矿，在某个构造相对闭合的节点，断裂带宽度变窄，含矿流体由层流变为紊流，含矿物质不易沉淀成矿；同时，含矿流体沿各矿化蚀变带之间的裂隙以紊流的方式从近底板带至中间带（Ⅱ号带）、近顶板带（Ⅲ号带），在有利部位紊流变层流，成矿物质沉淀成矿。图7 矿床尺度的含矿流体运移成矿模式图 1—矿体范围，2—矿化蚀变带及编号，3—无矿天窗，4—层流，5—紊流，6—构造相对闭合界面 1）上宫—康山断裂（F1）纵贯熊耳山矿集区，断裂带经过压性、张性、压扭性构造活动的多次叠加改造，物化探资料也显示出深部巨大的找矿潜力，深部找矿也符合国家“三深”战略，F1干树段深部找矿取得重要突破，深部矿体经评价达到大型规模，这对推动F1断裂尚未实现找矿突破地带深部矿体的勘查评价、科学研究及理论方法创新具有重要意义。2）总结了深部矿体发现过程，即：热液矿床的成因理论及流体力学理论分析→浅部矿体形态的成因分析→深部矿体预测→工程验证。通过深部矿床发现过程中理论分析、对比研究认为，断裂带内含多条矿化蚀变带或矿脉时，处于断裂带底板的矿化蚀变带或矿脉找矿潜力远大于其他矿脉，这对区域类似矿床深部找矿具较强的指导和借鉴作用。通过工程验证分析，有矿部位断裂带顶底板蚀变强度大，无矿部位蚀变明显减弱；构造膨大部位易于成矿，构造相对闭合部位不易于成矿。3）建立了矿床尺度的含矿流体运移成矿模式。深部含矿流体沿断裂通道以层流的方式向上流动，在构造膨大部位易于沉淀成矿，在某个构造相对闭合的界面，层流变为紊流，成矿物质不易沉淀成矿。原文来源：黄金. 2019年1月.第40卷第1期。 导读评论和排版整理：《覆盖区找矿》公众号.
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