综合地质-地球物理方法在金矿中的应用.pdf

第 2 9卷第 2期 2 0 1 2年 6月 世 界 核地 质 科 学 Wo d d N u c l e a r G e o s c ie n c e V0 1 2 9 No 2 J u n 2 0 1 2 DOI ： I O 3 9 6 9 0 is s n 1 6 7 2 - 0 6 3 6 2 0 1 2 0 2 0 0 9 综合地质一 地球物理方法 在金矿中的应用 邓华波 ，刘章 月2 ，刘 猛 ，曹锦元 ，郭方晶 ( 1 中国地质大学( 北京 ) ，北 京1 0 0 0 8 3 ； 2 核工业北京地质研究院 ，中核集 团铀资源勘查与评价技术重点实验室 ，北京1 0 0 0 2 9 ) 摘要河北省丰宁县坝州营金矿床赋存于五台期侵位的 “ 变闪长岩”中，该区从太古代到中生代 长期处于构造隆升剥蚀状态 ，发育多期岩浆侵位事件 ，为金矿提供了充分的成矿条件 。根据区域地质背 景及围岩蚀变、矿化等特征 ，推断本矿床属于受构造控制的中一 低温热液石英脉型金矿 。结合矿区地质特 征开展地球物理工作 ，以高密度 电法圈定 了地下矿化体的范 围，辅 以音频大地 电磁测量 ，实现探测相对 深部断裂构造 ，并 以钻探证实 ，取得 了找矿突破 ，达到 了推断控矿构造的走向和找矿前景等 目的。 关键词 坝州营地区 ；石英 脉型金矿 ；地球物理方法 ；找矿前景 中图分类号 P 6 3 1 文献标 志码 A 文章编号l 6 7 2 0 6 3 6 ( 2 0 1 2 ) 0 2 0 1 1 0 - 0 5 App l ic a t io n o f c o mpr e he ns iv e g e o l o g ic a l g e o phy s ic a l m e t ho d in g o l d de po s it D E N G Hu a b o ， L I U Z h a n g y u e ，L I U Me n g ，C A O J in y u a n ，G UO F a n g j in g ( 1 C h i n a U n iv e r s i t y o f G e o s c ie n c e s( B e ij in g ) ，B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h in a ； 2 C NNC Ke y L a b o r a t o r y o f Ur a n iu m Re s o u r c e s E x p l o r a t io n a n d Ev a l u a t io n T e c h n o l o g y ， B e i j in g R e s e a r c h I n s t it u t e o f U r a n iu m G e o l o g y ，B e i j in g 1 0 0 0 2 9，C h in a ) Ab s t r a c t ：B a z h o u y in g g o l d d e p o s it O c c u r s in e p id io r it e wh ic h i n v a d e d in W u t a i p e r io d ，t h is a r e a h a s e x p e r ie n c e d t e c t o n ic u p l iftin g a n d e r o di ng f r o m Ar c h e a n t o Me s o z o ic a n d l o t s o f ma g ma e mp l a c e me n t e v e nt s whi c h pr o v i de d t h e f a v o r a b l e c o n di t io n f o r t he o r e f o r min g p r o c e s s T he g o l d min e r a l iz a t io n is in f e r r e d t o b e l o w mid t e mp e r a t u r e q u a r t z v e in t y p e c o n t r o l l e d b y f a u l t s I n t h is p a p e r g e o p h y s i c a l wo r k s is c h o s e a c c o r d i n g t o t h e g e o l o g ic a l c h a r a c t e r o f t h e o r e d is t ri c t ，t h e r a n g e o f t h e min e r a l iz e d b o d ie s u n d e r g r o u n d a r e d e l in e a t e d b y h ig h d e n s it y e l e c t r ic a l me t h o d a n d t h e d e e p e r p a r t s o f f a u l t s a r e d e t e c t e d b y E H4 a n d t h e n v e ri fi e d b y d r il l in g F in a l l y t h e t r e n d o f t h e o r e c o n t r o l l in g s t r u c t u r e is d e d u c e d a n d b r e a k t h r o u g h p r o s p e c t in g r e s u l t h a v e b e e n o b t a in e d for g o l d d e p o s i t Ke y wo r d s ：B a z h o u y in g a r e a ；q u a rt z v e in t y p e g o l d d e p o s it ；g e o p h y s ic a l me t h o d ；e x p l o r a t io n p r o s p e c t 丰 宁一承德地 区位 于冀北 尚义一赤 城一 平 泉金成 矿带 的东段 ，该 区矿产资 源丰 富 ， 成矿阶段众 多。但越来越多 的资料表 明 ，印 支期一燕 山期( 1 1 9 2 3 5 Ma ) ，特别是燕 山期 是矿产形成的重要时期 1 - 2 o金矿类型 以石英 脉型金矿为主 ，其次 为蚀 变岩型 。此 区金矿 收稿 日期 2 0 1 1 1 0 2 5 ； 修回 日期】2 0 1 2 0 3 0 6 作者简介邓华波 ( 1 9 8 6 一 ) ，男 ，四川南充人 ，硕士研究生 ，研究方向 ：构造地质学 。 E-ma il ：d h b 一1 3 91 6 3 C O B l 1 2 世 界 核 地 质 科 学 第 2 9卷 长石和角闪石 ，少量石英 、黑云母和绿帘石 ， 属 中偏基性侵入岩 ，是本 区金矿的 “ 矿源层 ” 之 一 。 1 2 2 矿体及矿石特征 坝州 营金矿 区 目前 已圈 出 1个 金 矿体 ， 控制长度为 4 0 0 1T I ，最大控制延深 为 3 2 0 m， 平 均厚度为 1 0 9 I n ，属小型规模 。矿体形态 呈脉状 ，厚度变化为 0 8 O 1 3 8 m，属较稳定 型。该矿体主要有益组分为 A u，其他元素暂 不具备工业意义。 矿石结 构 主要有 晶粒 结构 、碎裂 结构 、 压碎充填结构和交代结构 。矿石构 造主要有 条带状构造 、细脉浸染状构造和浸染状构造 。 矿石矿物有黄铁矿 、磁 黄铁 矿、黄铜矿 、辉 铜矿 、闪锌 矿 、方铅 矿 、自然金 、褐铁 矿 、 蓝铜矿 和孔雀石等 。脉石矿物有石英 、钾长 石 、斜 长石 、角 闪石 、 黑 云 母 、绢 云 母 、 白 云母、绿泥石和方解石等。 1 2 3围岩蚀变特征 矿 区主矿体主要赋存于 断层两 侧 的碎裂 岩中，矿区围岩蚀变很普遍。金矿( 化) 脉 的围 岩蚀变 主要有钾 长石化 、硅化 、黄铁 矿化 、 绿泥石化 、黏土化及碳酸盐化等 ，显示 出低 温热 液矿物组合的蚀变特征 。围岩蚀变特征 在金矿脉旁普遍具有分带现象。 1 3 矿 床成 因探 讨 太古宙时期 ，区内发 育强烈 的火 山喷发 和岩浆侵入 ，形成 了 目前 相对富含 A u 、鲰 、 F e等金属元素的基性基底 ，随后伴随着 区内 的区域变质等作用 ，原岩 中的有益组 分进一 步被活化 、富集 ，形成第 1矿源层 。太古代 至 中生 代 区域 长期处 于构 造隆升 剥蚀状 态 ， 并发育多期岩浆事件 ，携带丰富的 A u 、A g等 元 素的 同时进一 步萃取 围岩 中的有用元 素 ， 形成了本区的第 2矿源层_ 6 。 海 西运动晚期 ，火 山活动 主要表现 为花 岗质岩浆 的侵位 ， 随着侵入活动 的结束 ，大 量 的富含 S 、C l 等挥发组分和携带着 A u 、A g 、 F e等 的硫化物矿浆上升侵位 ，以络合物形式 进一步萃取 围岩 中的金属 元素 ，并在天水线 附近进行物质与能量 的交换 ，但 热液运移至 裂 隙、破碎带处 ，由于物理一 化学环境的变化 使大量 的有 益组分沉 淀下来 ，同时与 围岩进 行强烈 的交代作用 ，最终形成 了本 区含金石 英脉型、破碎蚀变岩型金矿。 2综合地质一 地球物理方法 2 1 地 质方 法 2 1 1 构造、岩性特征 发育在太古代变 闪长岩 中的 N W 向断裂 构造是本矿区直接的找矿标志。 2 1 2 含金地质体露头特征 区内金矿 床类 型主要 为灰 色石 英脉 型 、 其次为蚀变岩型 ，它们在地表 的露 头是直接 的标志 。 2 1 3围岩蚀变特征 外层为围岩( 变闪长岩或片麻岩 ) ，向内 岩 石发生 片理化 和破碎 ，产生退 变质 作用 ， 围岩中角 闪石 发生水 化 ，转变为黑云母 ，进 而蚀变为绿泥石 。此时可有结晶好 ( 常为立方 体晶形) 的黄铁矿出现 ，有微弱的金矿化 。在 内带 ，出现绢云母化 、弱硅化 和或有或无 的 钾长石化 ，岩石明显褪色 ，普遍有 黄铁 矿化 和金 矿化 。 2 2 地 球物 理方 法 2 2 1 方 法选 择 依据本 区矿石 中含有 大量硫化物 和石英 脉 ，金矿体多 以脉状 、网脉 状 、细脉浸染状 产于花岗闪长岩中，矿化分带 明显 ，成矿与岩 体关系明显的特点 ，可推导出矿体与 围岩的导 电性差异不大 ，但是存在明显的激电性差异口 。 因此 ，可在矿 区使用 高密度 电法和音频大地 电磁法来进行找矿预测 ，并施钻 以验证。 高密度 电法是一种 在方法技 术上有较 大 进步的电阻率法或激发极化法 ，以岩 ( 矿 ) 石的 导电性差异 和激 电异常效应为基础 。高 密度 电法采用 了多 电极 高 密 度 一 次 性 布 极 ，仪 器按 照 预先设 定 工作方式 自动变换供电电极 与接收电极的位置 ，实现 了数 据 自动采集功 能 ，用于探测深度小于 2 0 0 1 1 1 的浅部精细地 质结构 ，并查 明工作 区内的激 电异常 区域与 矿体 、含矿 围岩位置 的关 系 ；而音频大地 电 磁 法则可弥补高密度电法探测深度较浅 的不 足 ，实现探测深部电性结构特征 、推断相对深 部断裂构造的 目的，并验证音频大地电磁测量 结果所反映的深部信息是否可作为推断高密度 1 l 8 世 界 核 地 质 科 学 第 2 9卷 素 ，根据工艺不 同而分配 到各产 品中 ，锡精 矿中放射性测量结果如表 5所示。 表 5各产品放射性比活度 Ta b l e 5 Th e s p e cifi c r a d io a ct iv it y o f e a ch p r o d u ct s 核素 比活度 ，铂， ( B q k g - ) 产 品 U r h a 由于每一种放射性核素 比活度低于 l 0 0 0 B q k g 才能达到冶金行业产 品标准 H ，所 以 必须进行放 射性去污 。放射性较高 的锡精 矿 可通过 5 H N O ， 处理 降低其放 射性 比活 度 。 酸洗后锡精矿的放射性测量如表 6所示 。 表 6 酸洗锡精矿的放射性去污结果 Ta b l e 6 Th e s p e cif i c r a d io a ct i v it y o f S n co n ce n t r a t io n a f t e r p ick l i n g 核素 比活度 ，a B ( B q k g ) 产 品 瑚U 昭T h Ra 5 HN 0 3 酸洗 由表 6可见 ，经 HN O 洗涤去污 ，锡精矿 中放射性核素水平基本符合标准要求。 4 结 论 ( 1 )通过分析研究表 明 ，某冶炼场尾 渣 中铀 、铌 、钽和锡等元素 回收价值较高 ，铌 、 “ 钽主要 以铌铁矿 、钽铁矿形式存 在 ，锡主要 以锡石存在 ，部分富含铁。 ( 2 )温度 和时间对尾渣 中铀 浸出都有显 著影响。常温下 ，2 的 H 2 S O 浸出 1 0 0 h ，铀 浸 出率 达到 8 0 以上 。 ( 3 )重选 抛尾后 ，铌 、钽 和锡 等富集到 重 矿物中 。铌铁 矿 、钽 铁 矿 磁 性 较 强 可 通 过 弱 磁 选 实 现 回收 ，钽精 矿 品位 达 3 1 以 上 。 ( 4 )通过强磁选除去锡石 中的弱磁性矿 物 ，提高锡精矿品位 ，达到 6 2 以上 。锡 回收 率达到 6 5 以上。 ( 5 )经过 HN O ， 洗涤 ，其锡精矿放射性 比 活度基本达到冶金行业要求。 参考文献 I 全 国有 色金 属标准化技术 委员会 Y S T 3 5 8 1 9 9 4 钽铁矿 、铌 铁精矿化学分 析方法 S 北 京： 中国 标准 出版社 ，1 9 9 5 2 全 国有 色金属标准化 技术委员会 Y S ， I 3 9 4 2 0 0 7 钽精矿 S 北京： 中国标准 出版社 ，2 0 0 7 3 全 国有 色金属标 准化技 术委 员会 Y S r F 3 3 9 2 0 0 2 锡 精 矿 S 北京： 中国标准 出版社 ，2 0 0 3 4 全 国有 色金属标 准化技术委 员会 G B 2 0 6 6 4 2 0 0 6 有 色金 属矿产品 的天然放 射性限值 S 北京： 中 国标准 出版社 ，2 o o 7 ( 上接第 1 1 4