甘肃省白银地区找矿靶区逐级圈定与定量预测

【摘要】甘肃省白银厂矿田是我国规模最大、最典型的火山成因块状硫化物矿床产地,其铜铅锌矿产资源的开发与利用对我国国民经济建设具有重要的影响。然而,经过长期的开采,区内资源已开采殆尽,面临着严峻的增储压力。数几十年来,前人在该区进行了大量的地物化遥等工作,积累了大量的研究资料,然而目前对这些资料的开发和合理利用还不够充分,找矿效果也一直没有取得较大的突破。因此开展白银厂矿田深部及其外围找矿,寻找新的接替资源,有着重要的理论和现实意义。“5P”成矿预测与定量评价理论是一种以不同尺度地质异常研究为基础,综合找矿信息,逐级系统进行矿产资源定量评价的理论和方法,随着找矿级别的增高,找矿靶区范围依次变小,靶区级别逐步增高,找矿成功概率则逐渐增大。本文以5P成矿预测与定量评价理论为基础,以研究和定量圈定不同类型、不同尺度的地质异常为基本途径,将直接找矿信息与间接找矿信息研究相结合,通过深入挖掘和综合分析多元找矿信息,系统建立了白银矿田的“5P”综合找矿模型进行成矿预测,并在白银矿田圈定了不同尺度的找矿远景区及矿体远景地段,为白银厂矿田外围及深部找矿工作部署,接替资源勘探目标优化选择提供理论依据。通过以上工作,获得了以下认识：1、通过对北祁连地区1：100万地质、物探和遥感资料的二次开发,提取相应的异常找矿信息,建立了该区的综合信息证据权找矿模型,并定量圈定了铜矿床的成矿可能地段。结果表明,区内铜矿床的含矿地层主要为奥陶系(O)、寒武系(∈)、前寒武长城系(Ch)、志留系(S)和泥盆系上统(D3),以NW-NWW向为主的断裂控制了区内地层和矿产的分布,铜矿床主要分布在距离一、二级断裂15km以及三级断裂6km的范围内,并与基性-超基性岩浆岩关系密切。铜矿床成矿可能地段具有沿区内主要构造带的大断裂分布的特征,主要分布在研究区中带的肃南-祁连-门源-门源一带,同时,在阿克塞-肃北以及南八仙、贵德-循化一带也有零星分布,其展布方向与区域构造线方向及基性-超基性岩的分布特征一致。2、通过对白银地区区域1：20万地质、航磁、化探资料分析和找矿信息提取,发现区内VMS矿床的含矿地层主要为奥陶系中基性火山岩、白银厂组火山杂岩和皋兰群变质火山岩,并主要分布在距离断裂2km的范围内,航磁推断隐伏断裂、隐伏岩体和环状构造对矿床的空间分布也起到了一定的控制作用。结合1：20万水系沉积物化探异常分析,建立了白银地区VMS矿床找矿可行地段综合信息证据权预测模型,确定了白银厂矿田及其小外围、老虎山-猪咀哑巴地区和富强堡-四眼井一带为A级找矿靶区,石青硐-朵家滩地区、二道湾一带和罗家大庄-银硐沟一带为B级找矿靶区,研究区南部的黄崖口、铁背沟、跃水崖地区为C级找矿靶区,并分别对这些远景区进行了找矿可行性分析。3、通过白银矿阳及外围1：5万地质异常找矿信息提取,发现区内矿床的含矿地层卞要为中寒武统白银厂组(∈22)、大井子组(∈23)以及中上寒武统未分地层(∈23+4),含矿岩性主要为石英角斑凝灰岩系和玄武岩-玄武质凝灰岩系,NWW向断裂和背斜构造控制着火山岩及其含矿层和矿化的分布,矿床主要分布在距离断裂和背斜构造轴部2km的范围内。结合区内地球物理测量和1：5万水系沉积物化探异常信息,建立了该区找矿有利地段综合信息找矿模型,并确定了白银厂矿田本区、黑石山-横湾地区以及石青硐-朵家滩地区为A级找矿靶区,黑石川附近的地拉牌地区、占硐沟-阴沟谷峡地区为B级找矿靶区,黑石山东部地区、熊家湾地区和一堵墙南为c级远景区。4、对白银矿田及小外围进行了1：2.5万地质异常找矿信息提取,发现区内矿床主要分布在中寒武统白银厂组上岩组和下岩组(∈22、∈22-1a、∈22-1c、∈21)以及大井子组(∈23b)中,其岩性主要为石英角斑凝灰岩和中-基性火山杂岩层。同时,矿床主要分布在距离NWW、NE向断裂以及背斜构造轴部0.6km的范围内,火山喷发中心对矿床的产出具有决定性的控制作用,距离石英钠长斑岩0.5km的区域内也是成矿的有利部位。区内1：2.5重力浅源异常高值区具有呈NWW向和NE向串珠状分布的特征,中-大型VMS矿床均分布在重力浅源异常的负值区。结合1：2.5万土壤样原生晕化探找矿信息提取,建立该区矿产资源体潜在地段综合信息预测模型,在区内确定了白银厂折-火地区深部、小铁山地区深部以及白银矿田东两区结合部位为A级远景区,沙捞坝-大涝坝-阴沟谷峡地区、放马沟地区以及郝泉沟、白马洼地区为B级找矿远景区。5、在白银矿区小外围宋家趟和小铁山东南地区分别进行了覆盖区黄土吸附态金属离子测量实验,探索该区黄土厚层覆盖区吸附态金属离子测量(蒸发盐晕)对快速找矿评价有实际意义。结果显示该方法在白银厂半干旱环境下的厚层黄土覆盖区具有一定的找矿效果,主要成矿元素Cu、Pb、Zn、Ag的异常明显,并伴生低温元素异常,异常点位处对应的构造岩样品亦具有对应元素异常特征。通过该方法在宋家趟地区确定了多处Cu、Bi异常,在小铁山地区确定了多处Cu、Zn、Sb异常,对矿区小外围找矿具有一定的指示意义。6、在白银矿区及其小外围开展了构造原生晕找矿,采集了10条总长度为18.7km的构造岩原生晕找矿剖面,并分析了样品的微量元素特征。结果表明,构造岩样品的Cu、Pb、Zn、Ag、As等元素含量均大于矿田岩石背景值,说明构造岩中矿化元素得到富集。Ag、Mo、As、Sb中低温元素组合和Cu、Pb、Zn、Mn矿区主要成矿元素组合关系较为密切,与元素的活动性质非常相似。通过该方法在矿区及小外围获得了多处异常,且多数异常的产出位置位于已知矿床的延伸部位,表明构造原生晕地球化学找矿在白银矿区具有较好的效果。7、对折-火矿区近两年施工的四个见矿钻孔(ZK2-1、ZK2-3、ZK10-1、ZK10-2)的空间蚀变、矿石结构构造、地球化学元素分布等规律进行了研究。结果表明,折、火矿区深部主要发育浸染状铜矿化,深部矿体具有雁列侧伏的分布趋势,近矿发育绿泥石化,向外逐渐转变为绢云母化和硅化。钻孔岩芯微量元素分析表明,主要成矿元素具有多个富集中心,Cu、Pb、Zn元素异常与主要成矿带范围一致,并与新揭露矿体的分布相对应,Ag、As、Sb、Hg为矿体前缘晕出现,W.、Sn、Mo、Bi为尾部晕。元素分带计算表明,火焰山2线的钻孔原生晕轴向分带序列为：Ni-Co-As-Cu-Ag-V-Bi-Sb-Pb-Mo-Zn-Cd-Mn。两个钻孔深部Pb异常以及(Pb+Zn)/Cu比值均有加强的趋势,暗示深部有继续发现矿体的可能,建议继续布置深钻(特别是坑内钻),对深部矿体进行控制。8、通过对白银矿田大比例尺重力、高精度磁测数据建库、二次开发与综合分析,结合前人资料,发现酸性火山岩类常在区域上形成重力低,矿体常在区域重力低值区形成局部重力高,埋深大于500m的矿体无重力异常显示,酸性火山岩中的找矿有利位置为磁场强度在0nT左右NWW向和NE向磁性特征线的相交部位中出现的高磁部位。结合白银矿区VMS矿床元素分带研究以及主要控矿要素分析,建立了该区折腰山矿床的地质-地球物理-地球化学综合信息找矿模型。9、通过矿区大比例尺物化探找矿信息提取与成矿规律分析,结合覆盖区黄土吸附态金属离子测量、构造原生晕找矿实验以及野外踏勘发现的多处孔雀石、铜蓝等露头,在区内圈定了折腰山-火焰山老矿区以及小铁山-铜厂沟矿区深部、折腰山-火焰山东部结合部、小铁山-铜厂沟东南部、折腰山-火焰山西部以及折腰山-火焰山北部等五个矿体远景地段,为矿区接替资源找矿提供了资料参考。
【作者】廖时理；
【导师】赵鹏大；
【作者基本信息】中国地质大学，矿产普查与勘探，2014，博士
【关键词】VMS矿床；成矿预测；5P找矿地段；甘肃白银；

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