地球化学异常特征及找矿潜力研究

1地质特征区域内的地质结构经历了数个时代的演变，裸露地层存在狼牙山组，在太古宙时期，该区域主要经历了火成活动和变质作用，形成了大量的基性、超基性岩石和高级变质岩，到了元古宙时期，该区域内的地壳进一步增厚，形成了陆核和陆架，使得陆地结构更加稳定。下-中三叠由于断流方向为东西方向，表面裸露部分地层，下部因断裂缺失。区域内南北未遏制的段落分别为中断裂和南断裂，经过多次活动形成，该地质区域内的岩浆层裸露量比较少，裸露岩石大都为花岗岩，受岩浆活动影响比较大，具有层理分布特点。矿物质主要集中在断层带之中，且矿化效果较好，金矿、铁矿数量较多，呈现出脉带状分布[1]。本项目主要研究了该区域内的部分位置，研究主要与成矿关系密切的中三叠统闹仓坚沟组，位于整个地质区域的西部偏北位置，走向呈东北向西南走向。该区域内的岩石含量中，石英砂岩、粉砂岩的数量较多，在部分泥岩之中夹杂着因板块运动破碎的细砾岩。在该区域的东部位置和北部位置，存在中三叠统闹仓坚沟组，岩性分为两段，呈带状分布，岩石组分中包含大量微晶灰岩，该地层结构与成矿关系比较密切。在对矿区地质结构进行勘察和测验过程中，共计发现4条蚀变带（简化编号：A、B、C、D），其中包括金矿体数量8条、金矿化体数量6条，断续长度为2.2～8.3km，裸露宽度在220m左右。蚀变带与化学异常区域的结合程度良好。金矿体受蚀变带影响较大，长度在200m左右，厚度约1.5m，平均品位约5.3×10-6。矿区位置存在部分硅化现象，矿物质硅化类型包括黄铁矿、褐铁矿、绢云母等。地区主要开发的矿石物质所在区域为破裂岩和石英脉之中，矿石包括黄铁矿、磁铁矿、铬铁矿等，石英脉产出矿石类型包括方解石、长石等，矿石结构复杂，呈现出星点、条带、脉状[2]。2案例区域地球化学异常特征分析2.1景观地区化学特征结合景观图对该区域进行化学分析，整个矿体山区位于高寒区域，属于中浅切割山区，相对高差在600m左右。区域内沟谷比较开阔，且地形起伏波动比较小，植被发育较少，水源主要来自冰雪融化。采集样本对水系沉积物的化学元素特征进行分析，总结地球化学异常特征。2.2化学异常特征结合相关部门对矿产地质开发阶段的测量结果，在该区域内共计存在四处化学元素异常的情况，区域编号为Fa、Fb、Fc、Fd，化学元素异常主要包括As和Sb两种，其中Fb和Fd两处经过测定后发现为矿质异常。其中，Fa区域属于Sb、As化学异常，Fb区域属于Sb综合异常，Fc区域属于Sb综合异常，Fd区域属于As、Au综合异常。2.2.1Fa区域综合异常该异常区域位于整个矿产研究位置的西侧部分，主要表现为Sb、As元素异常。元素分布形态为椭圆形，面积在3.58km2左右，组分比较直观，主要异常表现为Sb162异常，峰值最高达到10.2×10-6，As251属于伴生异常现象，峰值达到99.8×10-6，两个异常区域衔接良好。浓度分带均属于中外分带，岩石组合为砂砾岩、细晶灰岩，存在两条断裂带，在中间位置通过。综合异常处于两条断裂带的连接位置。其中，Sb162的异常下限数值为1.8，异常点数量为11个；As251异常下限为19.8，异常点数量为15个[3]。2.2.2Fb、Fc区域综合异常Fb和Fc区域综合异常均属于As和Sb异常，Fb异常位于东侧位置，距离矿区位置500m左右，异常形态不规则，面积在9.2km2左右，主要异常为As266异常，峰值达到126×10-6，Sb162属于伴生异常，峰值为5.85×10-6，属于中外浓度分带。岩层厚度中等，存在长石砂岩、砾砂岩，异常区域向断裂发育，属于Au矿体，其出现化学元素异常的主要原因是矿物开采所导致。其中，As266异常下限值为19，异常点数量达到35个，总面积达到6.6km2；Sb162异常下限数值为1.9，异常点数量为24个，总面积达到5.8km2。Fc异常位于矿区东北位置1.8km区域，与Fb同属于一种异常情况，异常分布呈现出不规则变化，且呈面状分布，面积在2.9km2左右，主异常为As268，峰值达到73.8×10-6，Sb异常属于伴生异常，但存在两个子异常，峰值达到3.9×10-6，异常区域存在大量的硅质岩，沿着西北断裂方向分布。其中，As268异常下限为18.9，异常点数数量为13个，总面积在2.3km2左右；Sb异常分为Sb169、Sb170两个子异常，总异常点数为5个，异常下限为1.8，面积在1.1km2左右。2.2.3Fd综合异常Fd区域异常属于Sb、As和Au综合异常，位于区域的东部位置，化学元素异常呈现出不规则形状，总面积达到15km2左右，Sb为主异常，As与Au属于伴生异常。主异常内存在两个子异常，编号分别为Sb176、Sb177，前者位于研究区域之中，后者位于研究区域之外，两者之间的峰值分别为6×10-6、9.8×10-6。Au异常存在两个子异常，编号分别为Au222、Au223，前者位于研究区域之内，后者位于研究区域之外，峰值分别为19.9×10-6、15.2×10-6，As异常峰值为5.5×10-6。异常区域内存在石英砂岩、硅质岩石，在Au子异常区域，发现金矿点，共计存在金矿体数量6个，矿体因断裂地质结构形成，经过调查研究后发现其原因是矿致异常[4]。3验证分析3.1基本原理地球化学异常特征分析是地质勘查的重要手段，主要是通过测量和分析地壳中化学元素的分布规律和异常现象，以寻找矿产资源。在这个过程中，地球化学测量是关键的一环。地球化学测量主要包括采样、实验室分析和数据处理等步骤。采样通常包括岩石、土壤、水体和大气等多种类型，以获取全面的地球化学信息。实验室分析则通过各种化学和物理方法，如光谱分析、质谱分析和色谱分析等，对采集的样品进行定性和定量分析。数据处理主要是对分析结果进行统计分析和解释，以识别地球化学异常并确定其来源。对于异常源的检查，通常需要结合地质、地球物理和遥感等多种方法，以验证地球化学异常的真实性和有效性。例如，如果在某个区域发现了金属元素的地球化学异常，可以通过地质调查，查明该区域的地质条件和构造环境，判断是否有可能存在金属矿床。同时，也可以通过地球物理方法，如重力、磁力和电阻率等，进一步探查该区域的地下结构，确认异常源的位置和深度。验证结果通常是对地球化学异常的解释和评价。如果验证结果表明地球化学异常与矿产资源存在密切关系，那么就可以将其定为矿产找矿目标；如果验证结果表明地球化学异常与矿产资源关系不大，那么就需要重新考虑采样、分析和解释的方法，以提高地球化学异常识别的准确性[5]。3.2验证结果本项目应用化学测量方法对异常源进行检查，通过对异常区域剖面分析、浅探分析，圈出共计4条蚀变带，圈出金矿体数量8条，Au矿化体数量6条。验证结果表明，在Fa综合异常区存在破碎蚀变带，位于地质断裂位置，存在硅化、矿化现象。其中，褐铁矿数量较多，分布较广，呈蜂窝状分布，黄铁矿呈星点状分布，使用槽探技术探明金矿体和矿化体，最高品位达到11.9×10-6，厚度在1.6m左右，属于褐铁矿破碎岩。Fb地表断裂长度在7km左右，宽度在80m左右，存在绿泥石化现象，高岭土化现象十分明显。黄铁矿为星点状分布，使用浅钻技术对金矿体和矿化体进行圈定，Au最高品位在12.3×10-6左右，为褐铁矿化破碎岩+硅化脉。Fc、Fd的验证结果基本与Fa、Fb相同。3.3找矿潜力分析找矿潜力分析中，应疏理指示元素与矿藏之间的关系。金（Au）、锑（Sb）和砷（As）在地球化学中常常被用作找矿的指示元素。由于其在金矿、多金属矿和砷矿等矿床中具有较高的含量，并且在矿化过程中，3种元素均能够形成明显的地球化学异常特征。例如，金（Au）是地球化学勘察中最重要的元素之一。在自然环境中，金主要以极微量的形式存在，但在热液脉和沙金矿床中，金的含量可以达到经济开采的水平。因此，地球化学中的金异常通常是金矿或与金关联的多金属矿床的重要标志。锑（Sb）和砷（As）在许多类型的矿床中也具有较高的含量。例如，在某些金矿、铅锌矿和砷矿中，锑和砷的含量往往较高。因此，锑和砷的地球化学异常也可以作为这些矿床的找矿标志。在实际的地球化学勘察中，Au、Sb和As异常通常是单独存在的，而是以某种特定的组合形式出现。在本项目金矿区中，Au、Sb和As的异常同时出现，并且具有一定的空间关联性，通过对关联性的分析，能够判断矿藏和分布。在本项目研究中，区域内断裂构造发育图明显，存在多活动叠加现象，使得地下金属呈现出活化、迁移的情况。在找矿过程中，则应围绕断裂岩石，寻找金矿，区域内的岩石蚀变、硅化现象明显，且褐铁矿化明显。基于化学测量结果，存在As、Sb、Au异常现状，且重合性良好，表明其存在良好的矿藏潜力，在对异常区域进行查证之后，验证化学测量结果，共计圈出含金构造的蚀变带数量4条，圈定金矿体和金矿化体，Au元素平均含量超过3×10-9，As元素含量超过29×10-6，Sb含量超出3×10-6。部分未经过测定的区域具有较大的找矿潜力，且本文仅通过初步验证，并未进行深部验证，仍存在较大的找矿潜力。4基于地球化学异常特征的找矿潜力分析方法4.1识别异常类型地球化学异常特征分析主要基于异常元素，不同类型的异常伴随着不同的矿藏。对异常类型识别是找矿潜力分析的关键。例如，在找矿潜力分析过程中，金矿的异常元素主要表现为Au、As、Sb等，铜矿的异常主要表现在Cu、Mo、Ag等方面，对异常元素的识别是找矿潜力分析的前提。同时，在异常类型识别中，矿床大多伴生多个元素异常现象，呈现出组合关系，其中包括Au-As-Sb、Cu-Pb-Zn等，技术人员通过组合关系，能够了解矿床的主要类型。在异常类型识别过程中，具有找矿潜力的异常主要表现为线状和面状等，通过异常分布，能够了解矿床的特性。其中，线状异常大都与脉状矿床相关，而面状异常大都与层状矿床有关。4.2分析异常强度地球化学异常强度直接反映了找矿的潜力，元素的异常强度通常反映了矿化程度和矿体规模的大小，异常强度越高，代表矿化可能性越好，矿体规模越大。因此，对异常强度的分析有助于评估矿床的潜在价值。在异常强度分析过程中，通过对异常元素的分布范围，能够判断潜在矿体的规模，通过对异常元素的分布形态分析，能够预测矿床的走向。在异常强度分析过程中，可将其与地区的地球化学背景值比较，高于背景值，表明异常强度，效果明显。4.3分析异常空间分布特征通过对异常的空间分布特征进行分析，能够判断矿床的延伸方向和深部潜力。例如，异常区呈线状分布，代表矿床呈脉状或带状分布；异常区在同一方向逐渐增强，代表矿床在这个方向上有延伸。异常的空间分布通常与地质构造有密切关系。例如，异常沿着断裂、褶皱或接触带等地质构造分布，则表明地质构造控制了矿化的发生和发展，能预测矿床的分布范围。4.4对比历史数据通过比较现在和过去的异常元素含量，相关技术人员能够了解到矿化程度的变化趋势。当某个元素的含量明显增加时，表示矿化程度增强或者新的矿化区域被发现。在深度探测、探查过程中，可将当前的异常数