澳大利亚北部省EL2298矿权区矿床模型及找矿前景

贺胜辉，张跃坤，荣惠锋，樊敬亮

（1.云南省有色地质勘查院，云南昆明 650216；2.中国石油渤海钻探工程公司第二录井分公司，河北任丘 062552；3.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏南京 210007）

澳大利亚北部省EL2298矿权区矿床模型及找矿前景

贺胜辉1，张跃坤2，荣惠锋1，樊敬亮3

（1.云南省有色地质勘查院，云南昆明 650216；2.中国石油渤海钻探工程公司第二录井分公司，河北任丘 062552；3.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏南京 210007）

通过系统收集和分析有关澳大利亚北部省EL2298矿权区的地质、化探、钻探等资料，获得了该矿权区的地层、构造等成矿地质条件.以成矿地质条件的综合研究为基础，确定了矿权区的矿床模型是砂页岩型铜矿床，目的矿种是铜矿，矿质来源是古—中元古代盆地中的含铜地层,并选择了地质测量、激电中梯、激电测深、探槽和钻探等勘查工作方法手段.澳大利亚北部省EL2298矿权区成矿地质条件好，找矿信息丰富，在EL2298矿权区具有发现砂页岩型铜矿床的理论和现实的可能性.

矿床模型；砂页岩型铜矿床；找矿前景；澳大利亚北部省

0 引言

当前，我国经济与社会的发展需要大量的矿产资源保证，而一些矿产资源国内保障程度的不断下降将危及国家安全.解决办法是加大国内矿产勘查开发的同时，充分利用国外资源，形成相对稳定、可持续的国内矿产资源保障体系.澳大利亚不仅拥有丰富的矿产资源，而且拥有完善的法律体系等在内的优良的投资环境，是进行国外矿产资源风险勘查的目的国之一［1-2］.

在国外进行矿产勘查存在着巨大的风险与不确定性，因此，在充分利用已有的有关矿权区的区域地质、周边矿点等资料的同时，要特别重视成矿模型的研究工作，以便降低找矿风险.如果得出的成矿模型错误，会引起勘查思路、工作方法手段不当，导致找矿效果不佳，浪费人力物力和财力.为此，要有效地减少这种风险与不确定性，有赖于新思路、新概念、新技术的发展.其中，20世纪70年代发展起来的矿床模型研究，无疑是综合各方面知识指导矿产勘查的重要发展方向.因为矿床模型的建立，不拘泥于理论研究，而是侧重于应用实效，是经验和技术的综合，结果取得了巨大的成功［1，3-4］.

作者利用公开的地质资料、野外踏勘成果确定澳大利亚北部省EL2298矿权区的矿床模型、目的矿种和勘查方法，说明建立矿床模型的重要性，供同行借鉴参考.

1 矿权区地理位置

EL2298矿权区面积约150 km2，位于澳大利亚北部省艾丽斯斯普林斯以北约225 km处，距澳大利亚北大门达尔文深水港约1100 km.矿权区周围有多条公路穿过，为今后矿石的运输提供了保障.

在矿权区以北50～60 km有两处已开采的Home of Bullion、Prospect D铜矿.铜矿床均位于阿伦塔地块中（图1）.矿体产自于阿伦塔地块形成前、早—中元古代盆地中基性火山岩浅变质形成的绿泥石片岩中.片岩产状几乎直立.2011年，Benger Cleaver公司公布了Home of Bullion铜矿的铜资源量为30×104t，品位13%（最高15%）.而Prospect D铜矿是一个中型铜矿床，矿带长度1600 m，矿体真厚度约9 m❶❶澳大利亚北部省Woodgreen地区地质调查报告.2007..

2 矿权区地质特征

2.1 区域构造背景

EL2298矿权区位于澳大利亚北部省阿伦塔地块、乔治纳盆地的交界处（图1）❶❶澳大利亚北部省Woodgreen地区地质调查报告.2007..阿伦塔地块是由古—中元古代Strangways造山运动而形成的隆起区，乔治纳盆地是由新元古代开始的Petermann造山运动而形成的新元古代—古生代沉积盆地.

2.2 地层特征

EL2298矿权区的地层特征可分为两部分：南部阿伦塔地块上的地层和北部乔治纳盆地的地层.阿伦塔地块地层由古—中元古代的花岗岩、片麻岩、石英岩、变质砂岩、片岩、角闪岩等岩浆岩、变质岩组成，矿权区的阿伦塔地块上已发现铜矿化点.乔治纳盆地的地层见表1，岩性主要是新元古界砂岩、粉砂岩和泥岩.目前已在Central Mount Stuart组的Tops段的上部发现了铜矿化点和铜矿层（图1、2）.

2.3 构造特征

受古—中元古代Strangways造山运动的影响，阿伦塔地块内发育NW、NWW、近E-W向断裂.NW向断裂前期为剪性断裂，后期具逆冲性质.NWW断裂为剪性断裂，而近EW向断裂则具张性性质.断裂中普遍发育糜棱岩、角砾岩，且为石英脉所充填.

图1 EL2298矿权区大地构造及铜矿化点分布图Fig.1 Tectonics and copper occurrences in the exploration license No.2298

乔治纳盆地是澳大利亚北部省最大的新元古代—古生代盆地，与阿伦塔地块以NW向断裂相接.该断裂倾向西南，倾角近于直立，由Strangways造山运动时期形成.总体上看，乔治纳盆地的基底为古—中元古代拉张盆地，后期经历了浅变质和挤压褶皱隆起作用.盆地内存在4期构造运动：古—中元古代Strangways造山运动、新元古代乔治纳盆地初始沉积阶段的Petermann造山运动、中寒武统Tomahawk层沉积时期乔治纳盆地的局部隆起、晚志留世—石炭纪的Alice Springs造山运动.乔治纳盆地以南倾的单斜构造为主（图2）❶❶澳大利亚北部省Woodgreen地区地质调查报告.2007..

3 矿权区矿床模型探讨

综合EL2298矿权区地质特征、野外踏勘成果，矿权区的矿床模型是砂页岩型铜矿床［1，5-8］，目的矿种是铜矿.矿床特点如下.

（1）根据区域构造背景，砂页岩型铜矿床大都形成在长期隆起剥蚀区边缘，而矿权区正好位于古—中元古代形成的阿伦塔地块隆起区和晚元古代开始形成的乔治纳盆地的交界处.

（2）Tops段以下地层的红色砂岩、泥岩建造，Tops段上部的灰绿色含铜泥岩与红色砂岩、粉砂岩、泥岩建造，加上Tops段下部的白云岩、石膏，形成了砂页岩型铜矿床中典型的“红—黑—红”岩性组合，表明成铜期处于温暖干燥的气候条件.

图2 EL2298矿权区地质图Fig.2 Geological map of the exploration license No.2298

（3）具有明显的层控性，含铜地层只存在于Central Mount Stuart组的Tops段上部.

（4）矿石矿物组成主要是黄铜矿，少量为辉铜矿.

阿伦塔地块、乔治纳盆地所在的澳大利亚北部省在古—中元古代时，为一含拉张裂谷的巨型盆地，发育了一套古—中元古界含铜镍硫化物基性岩浆岩的裂谷沉积地层，经中元古代晚期的区域变质和隆起,进一步改造富集,形成了类似矿权区以北50～60 km处Home of Bullion和Prospect D赋存在绿泥石片岩中陡倾或直立的层状铜矿床.

受古—中元古代末Strangways造山运动的影响，古—中元古代巨型盆地发生了强烈的挤压作用，形成了盆山构造格局，并导致古—中元古界地层近于直立.隆起区（如阿伦塔地块）上富含铜金属的古—中元古界地层（如Home of Bullion、Prospect D铜矿），为新元古代盆地（如乔治纳盆地）的含铜地层提供了矿质来源.隆起区在强烈的剥蚀作用下，含铜物质在盆地中沉积下来，形成了矿源层（Tops段以下地层），并导致了产状平缓的晚古生界地层与产状几乎直立、古—中元古界地层的角度不整合接触（图3）.

当矿源层成岩作用时，来自地下卤水或热液把铜从矿源层或古—中元古代盆地中的含铜地层及矿床中萃取出来，铜经搬运穿过氧化层，然后通过还原作用沉淀在缺氧沉积物中（Tops段上部的灰绿色含铜泥岩），Tops段下部的石膏是常见的还原剂［1，9］.

图3 EL2298矿权区区域地质演化示意图Fig.3 Sketch of regional geological evolution in the exploration license No.2298

4 矿权区找矿前景分析

EL2298矿权区北部的新元古代乔治纳盆地是继承性、不整合地发育于古—中元古代盆地之上的陆相-浅海相盆地（表1）.该盆地地层产状平缓，几乎未经过任何变质作用，仅后期局部隆起造成基底地层出露.矿权区南部古—中元古界地层仅出露于乔治纳盆地的边部和阿伦塔地块，产状几乎直立.矿权区新元古代铜矿床模型为砂页岩型铜矿床，矿质部分来源于古—中元古代隆起区的，如Home of Bullion、Prospect D铜矿的含铜地层及矿床中，更大部分应来源于基底古—中元古代盆地中的含铜地层及矿床中.古—中元古界地层（Home of Bullion、Prospect D铜矿所在地层）为乔治纳盆地提供了铜矿物质来源，形成了一个环新元古代盆地的铜矿成矿带.矿权区位于该成矿带南部，为保存完好的新元古代残留盆地.因此，在矿权区具有发现砂页岩型铜矿床的可能性.

在矿权区野外踏勘时发现：（1）地表见数量可观的老坑、老槽及铜矿化点；（2）澳大利亚Kennecott公司早年在Mount Skinner地区施工过7个探槽，总长度9.5 km，其中探槽C发现了4.5 m厚的铜矿化体，铜的平均含量0.86%，容矿岩石是红棕色长石砂岩中的粉砂岩夹层，地表可视的矿化宽度一般在5～10 m；（2）地表有规模巨大的孔雀石矿化带出露，出露长度约22 km，宽数米不等，分布连续，层位稳定.孔雀石矿化带主要沿2个方向展布，一是沿主构造线方向分布于矿权区的西北部，二是呈环带状分布于Mount Skinner地区、盆地边缘Central Mount Stuart组Tops段中.孔雀石不均匀地在地表出露，应为硫化物矿石的氧化带，局部地方发生膨大加厚（图2）.

北部省矿产和水资源管理部门为了追索矿层，在矿权区内施工了3个钻孔（Mount Skinne 2～4）（图2）. 3个钻孔均打到了Central Mount Stuart组Tops段灰绿色泥岩、砂岩、粉砂岩（见表2）.3个钻孔铜矿层厚度2.3～4.5 m，深度50～170 m，铜含量0.85%～0.96%.

综上所述，自Mount Skinner铜矿远景区被圈定以来，虽然进行了几十年的地质勘查工作，但一直都是按矿权区以北的Home of Bullion铜矿床和Prospect D铜矿床的模型（沉积改造型矿床模型）找矿，导致成矿模型不明确，找矿思路、工作布置方法选择、技术手段的运用都存在问题，使找矿无根本性的突破.

表1 乔治纳盆地地层简表Table 1 Stratigraphy Georgina basin

表2 EL2298矿权区Central Mount Stuart组岩性表Table 2 Lithology of Central Mount Stuart Formation in the exploration license No.2298

5 矿权区找矿工作方法

在EL2298矿权区找矿的工作原则是：利用化探、物探、槽探、钻探等手段，对已发现的数条孔雀石矿化带进行深部验证、控制和追索，并力争发现深部矿体；要考虑乔治纳盆地地层南倾的事实，以减少钻探工作量.

根据上述原则，在矿权区北部，按孔雀石矿化带走向、位置划分出4个重点工作区，面积约40 km2（图2）.这样布置不仅能提高找矿的成功率，而且能减小钻孔深度.在4个重点工作区开展1∶1万地质测量、激电中梯（短导线）测量，全面控制地表矿化（体）规模.对优选出的矿化、异常区适当布设激电测深剖面测量和探槽工程，大致查明矿体的形态、产状等地质特征.在已圈出的矿体或矿化带上，根据矿床类型和勘查类别，按合理的网度布设钻孔，追索和控制深部矿体的规模［10-13］.

6 结论

（1）澳大利亚北部省EL2298矿权区成矿条件好，找矿信息丰富.因此，在矿权区寻找砂页岩型铜矿极具理论和现实的可能性，是值得投资的低风险找矿勘查区，找矿前景良好.

（2）矿权区铜矿床的成矿年代是晚元古代，矿床模型为砂页岩型铜矿床.矿质来源于两部分：①来源于古—中元古代隆起区的含铜地层中；②更大部分应来源于基底古—中元古代盆地的含铜地层中.

（3）在国外进行地质勘查工作时，在充分利用已有区域地质、周围矿点资料的同时，要特别重视成矿模型的研究，在此基础上确定目的矿种、勘查工作方法，从而降低找矿风险.如果对成矿模型研究不重视，会引起勘查思路、工作方法手段不当，导致找矿效果不佳.

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［1］施俊法，唐金荣，周平，等.世界找矿模型与矿产勘查［M］.北京：地质出版社,2010:145—151.

［2］樊敬亮，丁存根，沈华光，等.滨海砂矿重砂样品淘洗次数探讨［J］.矿产勘查,2011,2（4）:428—433．

［3］曲亚财.辽宁省杨家杖子钼矿田成矿模式与找矿标志［J］.地质与资源,2012,21（6）:522—526．

［4］邓军.桂东大瑶山地区铜金多金属矿床成矿系列及成矿模式［J］.地质与资源,2012,21（6）:552—556．

［5］吴海枝，韩润生，吴鹏，等.滇中郝家河砂岩型铜矿床成矿作用过程的流体包裹体证据［J］.矿物岩石,2011,31（1）:27—35．

［6］曾威，孙丰月，张雪梅，等.新疆西昆仑特格里曼苏砂岩型铜矿地质特征及成因探讨［J］.地质找矿论丛,2012,27（3）:284—290．

［7］刘伯崇.甘肃玉门-肃南地区砂岩型铜矿赋矿地层特征及其归属［J］.西北地质,2011,44（1）:28—38．

［8］韩润生，邹海俊，吴鹏，等.楚雄盆地砂岩型铜矿床构造-流体耦合成矿模型［J］.地质学报,2010,84（10）:1438—1447．

［9］高泽培，任运华，徐自斌.云南省东川矿区白沙包铜矿地质特征及找矿方向［J］.矿产与地质,2012,26（4）:312—318．

［10］吕玉增，葛为中，彭苏萍.多极距中梯观测与反演研究［J］.物探与化探,2013,37（1）:92—97．

［11］李华，王永华，艾斯卡乐，等.西南山区矿调中的地球物理综合找矿技术［J］.物探与化探,2012,36（2）:523—528．

［12］任立国，赵朋，马玉来，等.辽宁抚顺地区矿床成矿系列划分与成矿远景区圈定［J］.地质与资源,2012,21（2）:216—222．

［13］葛为中，吕玉增，丁云河.梯度电测深剖面法及其应用［J］.物探与化探,2011,35（2）:206—211．

MINERAL DEPOSIT MODEL AND PROSPECTING POTENTIAL OF THE EXPLORATION LICENSE No.2298 IN NORTHERN TERRITORY OF AUSTRALIA

HE Sheng-hui1,ZHANG Yue-kun2,RONG Hui-feng1,FAN Jing-liang3
（1.Yunnan Institute of Nonferrous Geological Exploration,Kunmin 650216,China;2.No.2 Geological Logging Branch of CNPC Bohai Drilling Engineering Co.,Ltd.,Renqiu 062552,Hebei Province,China;3.East China Bureau of Nonferrous Geological Exploration,Nanjing 210007,China）

Based on the geological,geochemical and drilling data about the exploration license No.2298 in Northern Territory of Australia,the ore-forming geological conditions such as strata and structure are obtained.According to comprehensive research of the geological conditions,the mineral deposit model for EL2298 is sandstone-shale-type of copper deposit,with objective mineral of copper.The exploration should include geological survey,IP intermediate gradient, IP sounding,trenching and drilling.The geological characteristics of deposit suggest good ore-forming geological conditions and prospecting potential for EL2298.It is theoretically and practically possible to find sandstone-shale-type of copper depositinEL2298.

mineral deposit model;sandstone-shale-type copper deposit;prospecting potential;Northern Territory of Australia

1671-1947（2014）05-0500-06

P611

A

2013－04－16；

2013-05-03.编辑：李兰英．

贺胜辉（1969—），男，高级工程师，从事矿产普查与勘探工作，通信地址云南省昆明市昙小路1号，E-mail//308464445@qq.com