广西昭平大王顶金矿床深部盲矿预测的构造叠加晕模型

马久菊，李 惠，刘 杰，禹 斌，李永才，张之武，叶 江，司文娟，程宠照

（1.中国冶金地质总局地球物理勘查院，河北 保定 071051；2.中国冶金地质总局矿产资源研究院，北京 100025；3.广西昭平昭金矿业有限公司，广西 昭平 456899）

0 引言

构造叠加晕找盲矿方法是近20年来以李惠为首的团队提出来的。早先，根据热液矿床成矿成晕具有多期多阶段叠加特点提出了原生晕叠加理论，解决了原生晕找盲矿中原生晕轴向分带出现“反常、反分带”的难题，而且将轴向“反分带及前尾晕共存”变为预测深部盲矿的重要标志之一；后又根据热液矿床成矿严格受构造控制，提出了构造叠加晕理论，将原生叠加晕法发展为构造叠加晕找盲矿法［1］。此法已在70多个金矿山深部找矿预测工作中取得显著效果。实践证明，构造叠加晕找盲矿法对热液矿床深部预测是一种直接、有效新方法新技术。

广西昭平大王顶金矿体主要产于花岗斑岩体内、或是斑岩体顶、底部外接触带中，有（花岗斑岩）构造破碎蚀变岩型（黄铁绢英岩型矿石）及含金硫化物石英脉型矿石两类矿体。矿床成因类型属岩浆热液金矿床中的重熔岩浆热液金矿床［2］。广西昭平昭金矿业有限公司为保障矿山持续生产发展，为进一步深部探矿增储，本次研究工作采用“构造叠加晕找盲矿法”进行深部找矿预测。

1 矿床地质特征

1.1 成矿地质特征

广西大王顶金矿位于广西昭平大瑶山区，位于南岭成矿带西段的大瑶山金矿带，构造单元为扬子地块与华南褶皱带衔接部位的大瑶山台隆。

（1）矿区地层［3］。主要出露寒武系下中统小内冲组、寒武系中上统黄洞口组和第四系。

（2）矿区构造［4－5］。主要包含有3个方面：①复式向斜褶皱构造；②NE向断层；③近EW向断层及裂隙。以上矿区地质构造要素与成矿之间存在密切的关系。含金石英脉和含金蚀变带大都产于近EW向断层与裂隙中，其走向有NWW 向、EW 向和NEE向，规模一般偏小。

（3）矿区岩浆岩［4－5］。地表出露的岩体有3处：大王顶岩体、东部的山岭岩体和北部的黄金坡岩体。岩体的空间形态变化较大，岩体剖面形态变化复杂，岩体侵位空间的形态可能是受多种因素控制的。岩体中黄铁矿化、硅化、绢云母化、绿泥石比较发育，而且这些蚀变与金矿化关系密切。

在矿区内可见含矿裂隙切穿花岗斑岩体，并且在含金石脉中还发育有花岗斑岩的角砾，表明至少有部分含矿裂隙的形成是在花岗斑岩体固结以后。

1.2 矿体特征［4－5］

矿体主要是产于大王顶花岗斑岩中，金矿体均呈脉状，即主要为含金石英脉（虽然存在明显的浸染型和细脉浸染型的金矿化，但斑岩体中的金矿体主要还是石英脉型，特别是高品位的富矿体基本都是石英脉型，而且浸染状和细脉浸染状的金矿化基本都是紧密伴随含金石英脉产出的），走向为近EW向，与加里东造山带的走向一致。矿体数量比较多，但规模比较小，目前还未见有规模占绝对主导地位的主矿体。矿体的变化性比较大，不仅表现在矿体的形态和厚度等参数上，更主要的表现在矿体品位的空间变化上。

（1）矿体主要呈脉状。以含金石英脉为主，斑岩型矿化主要发生在岩体的顶部，包括大王顶岩体的顶部和黄金坡岩体的顶部。总体上看，含金石英脉型矿体形态相对规则，而斑岩型矿体形态不规则。

（2）斑岩型矿化主要分布于位于黄金坡岩体的2号矿体群和位于大王顶岩体的3号矿体群。这两个矿体群既有含金石英脉型矿化，也有斑岩型矿化，矿体群中的矿体彼此相隔很近。

（3）脉状矿体主要向 W 或向 NW 倾（280°～350°），倾角主要集中在40°±。位于F1断层上盘和下盘的矿体产状有明显差异，上盘的矿脉主要向W倾，下盘的矿脉主要向NW方向倾。

（4）矿脉的倾向延深大多要大于倾向延长。矿体的厚度普遍不大，但变化较大。

（5）矿体空间产状和形态总体与岩体一致，即矿体的产状与岩体的接触带产状基本一致。

（6）围岩蚀变以硅化、黄铁矿化为主，次为绿泥石化、绢云母化等；硅化和黄铁矿化蚀变与金矿关系最为密切。

综上所述，大王顶金矿的成矿作用受岩体和断裂构造双重控制。

1.3 矿石组成和组构［1］

（1）矿石组成。矿石矿物主要有黄铁矿，次为黄铜矿、自然金；脉石矿物有石英、长石、白云石、方解石、高岭土等。矿石中可见自然金，呈不规则粒状、细脉状及他形粒状；自然金粒径较粗，偶尔肉眼可见明金。

（2）矿石组构。矿石主要结构有变余花岗结构、变余斑状结构、碎裂结构。矿石主要构造有块状构造、星散浸染状构造、网格状细脉构造。极少数矿石中出现糜棱岩的结构、构造。

1.4 成矿阶段［1，4－5］

据矿石中的金属矿物和非金属矿物的相互穿插关系，大王顶金矿成矿作用可分为4个成矿阶段：乳石英－自然金阶段（黄铁石英脉阶段）、烟石英－硫化物－自然金阶段（烟灰色石英脉阶段）、白石英－黄铁矿－自然金阶段（乳白色石英脉阶段）和白石英－碳酸盐阶段（白色方解石－石英脉阶段）。

Ⅰ黄铁石英脉阶段。主要为白色和纯白色石英＋黄铁矿脉，二者产状一般平行于区域的片理，走向通常为近EW向，并被后来的烟灰色石英脉及白色的方解石－石英脉切穿。

Ⅱ烟灰色石英脉阶段。表现为烟灰色的石英脉，石英颗粒细，黄铁矿化并不强烈。

Ⅲ乳白色石英脉阶段。规模通常比较大，可以产在砂岩中，也可以产在花岗斑岩中。

Ⅳ白色方解石－石英脉阶段。脉的规模通常比较小，能切穿前期所有的脉。一般不含金的或含金很低，应为成矿晚期阶段。

金主要在Ⅱ与Ⅲ阶段富集，特别是在Ⅱ与Ⅲ阶段叠加发育的地段金矿化较强；Ⅰ和Ⅳ阶段阶段一般不含金。

2 矿床地球化学特征

2.1 围岩微量元素含量特征

矿体围岩为寒武系第五段砂岩和花岗斑岩，其微量元素特征见表1所述。

（1）不同围岩中浓集克拉克值≥1的元素分别是：砂岩为Bi，As，Au，Pb，Sb，W，Sn，Ba，Ag；花岗斑岩为Bi，As，Sb，Au，Pb，W，Sn，Ba；全体样为Bi，As，Au，Pb，Sb，W，Sn，Ba，Ag；其共同特点是 Bi，As，Au，Sb，Pb，W，Sn，Ba均表现出高于克拉克值。

（2）在两种围岩中普遍含量较高的是Bi，As，Au，Sb，W，Sn，Ba，特别是Bi含量明显偏高。花岗斑岩中的Sb含量相对于砂岩和全体样品含量偏高，但Ag的含量偏低。

（3）砂岩、花岗斑岩作为大王顶矿区的主要围岩，其微量元素含量为该区构造叠加晕异常下限及浓度分带提供了依据。

2.2 矿体中元素组合特征

表2列出了大王顶金矿床矿体（w（Au）≥1×10－6）样的几何平均值和衬值。

以金的衬值＞10，其他各元素的衬值＞2为标准，金矿体的元素组合为：全部矿体 Au，Ag，As，Sb，Cu，Bi，Mo，W；1号脉 Au，Ag，As，Sb，Cu，Pb，Zn，Bi，Mo，Ni，W；2号脉 Au，Ag，As，Sb，Cu，Pb，Bi，Mo，W。共同性元素为Au，Ag，As，Sb，Cu，Bi，Mo，W。

2.3 不同成矿阶段元素组合特征

表3列出了大王顶金矿不同成矿阶段的金及其伴生元素含量的几何平均值、方差及衬值（衬值＝平均含量／区内背景平均值）。

2.3.1 不同成矿阶段的元素组合

以各元素的衬值≥1为标准，得出不同成矿阶段的元素组合（表4）。不同的成矿阶段的元素组合有一定的差异，但它们都有共同的元素组合Au，Ag，As，Sb，Bi，Mo，W。

表1 大王顶金矿床围岩中微量元素含量特征Table 1 Characteristics of trace elements in wall rock of Dawangding gold deposit

表2 大王顶金矿床矿体元素地球化学参数特征表Table 2 Elemental geochemical parameters of ore bodies in Dawangding gold deposit

对比4个阶段的微量元素含量变化：第Ⅰ阶段除Mo高外其他含量都普遍偏低；第Ⅱ阶段Au，Ag，Sb，Cu，Bi，As含量达到了最高，成分更复杂；第Ⅲ阶较第Ⅱ阶段少了Sn，Zn，Ni，但其他元素的含量虽然比第Ⅱ阶段低些，但也较第Ⅰ和第Ⅳ阶段含量高出许多；第Ⅳ阶段的微量元素多出了Mn，含量都较低，且与第Ⅰ阶段相比发现Au和Mo含量降低、Bi和 W含量升高，其他元素含量近似。

2.3.2 不同成矿阶段的特征元素组合

以Mo和W衬值≥3，Bi衬值≥5，Mn衬值≥1、其他元素衬值≥2为标准，不同成矿阶段的特征元素组合是：第Ⅰ阶段为Au，Mo；第Ⅱ阶段为Au，Ag，Sb，Cu，Bi，As，Pb，Mo；第Ⅲ阶段为 Au，Ag，Bi，Sb，W，Cu，As；第Ⅳ阶段为 Au，As，Mn。

不同的成矿阶段的特征元素组合差异较大，它们共同的组合元素是Au；第Ⅰ阶段只有简单的Au，Mo；Ⅱ、Ⅲ阶段成分复杂，多出 Ag，Cu，Pb，Bi，As，Sb等，显示出主成矿阶段成矿元素成分复杂的特点。

表3 大王顶金矿各成矿阶段金及相关元素地球化学指标统计Table 3 Statistics of Au and other accompanying element geochemical parameter inddex of Dawangding gold deposit

表4 大王顶金矿床各成矿阶段金及其相关元素组合Table 4 Association of gold and other accompanying elements for different metallogenic stages in Dawangding gold deposit

表5 大王顶金矿床构造叠加晕浓度分带标准Table 5 Criteria for zoing of structural overpinting halo in Dawangding gold deposit

3 矿体构造叠加晕特征及模式

3.1 金矿体构造叠加晕分带标准

根据大王顶金矿区各元素背景和各元素含量区间，确定的金矿体构造叠加晕浓度分带标准见表5所示。

3.2 金矿体构造叠加晕总体特征

根据大王顶金矿体的构造叠加晕浓度分带标准编制相应的微量元素构造叠加晕图（图1，图2）。大王顶金矿床是多期、多阶段叠加成矿成晕结果；由于叠加作用，使异常非常复杂。根据元素异常与矿体的关系，在识别单个矿体的原生晕轴向分带，即前缘晕、近矿晕、尾晕的基础上，得出了不同阶段形成矿体－晕的叠加特点。

3.2.1 单一次成矿形成矿体原生晕轴向分带

每次成矿形成的矿体都有自已的前缘晕、近矿晕和尾晕。从大王顶金矿体构造叠加晕图（图1，图2）可了解单一次成矿构造原生晕的轴向分带的特点：

（1）在矿体及其周围能出现异常的元素有Au，Ag，As，Sb，Hg，Ba，Bi，Cu，Pb，Zn，Mo，Mn，Co，Ni，Ti，W，Sn，这些元素对金矿都具有不同程度的指示作用；Ti、Mn、Co、Ni、Sn的异常浓度低、零散，对金矿化指示作用不大。

（2）各元素的异常特征为：Au轴向上以金矿体或以金内带为核心，向矿体前缘和尾部逐渐降低；Ag内带异常比金矿体范围略大，总体形状差不多，与金矿体的中心基本吻合；As，Sb，Hg异常强度高，范围大，内带异常稍偏离矿体中心，分布于矿体中、上部及下部，其下部异常是深部盲矿体前缘晕的叠加晕；Cu，Pb异常较强，范围比Au异常小，但浓集中心明显且与矿体浓集中心基本一致，分布于矿体周围；Zn异常较弱，且范围小，基本在矿体范围以内，分布于矿体周围；Bi，Mo异常强度较大，与矿体范围基本一致，分布于矿体的中下部；Ti，Mn，Co，Ni，V，W，Sn异常较弱，且范围小，分布于矿体中下部。

图1 大王顶金矿C—C′纵剖面构造叠加晕图（1）Fig.1 C－C′longitudinal section of stiutural overprinting halo in Dawangding gold deposit（1）

图2 大王顶金矿C—C′纵剖面构造叠加晕图（2）Fig.2 C－C′longitudinal section of strutural overpinting halo in Dawangding gold deposit（2）

（3）原生晕轴向分带特征：Au在轴向上以金矿体或以金内带为核心，向矿体前缘和尾部逐渐降低；Ag与Au异常类似，范围比Au略大与金矿体的中心基本吻合；As，Sb，Hg的强异常带在轴向上有分布于矿体前缘的趋势；Cu，Pb，Zn强异常带分布与Au异常基本一致；Mo，Bi的强异常有分布于矿体尾晕的趋势。

（4）单一次成矿形成原生晕轴向分带序列从上到下为：As，Sb，Hg（前缘）→Ag，Au，Cu，Pb，Zn→Mo，Bi（尾部）。

3.2.2 金矿体构造叠加晕总体特征

（1）金矿成矿具有多期多阶段叠加成矿成晕特点，不同期次成矿形成的矿体－晕在构造空间上有同位－近于同位－部分同位－或只有上部矿尾晕与深部盲矿前缘晕叠加等复杂的叠加结构。

（2）构造叠加晕叠加结构的识别依据。单一期次形成矿体轴向分带，即近矿晕（Au，Ag，Cu，Pb）、前缘晕（As，Sb，Hg）和尾晕（Mo，Bi），指示元素强异常（内带、中带异常）在构造空间上的分布分配特征。

（3）大王顶金矿床各矿脉构造叠加晕的识别：①Au有一个强异常或多个中心（或多个矿体），可能是在构造带中不同的有利空间同一阶段成矿形成的，也可能是不同阶段形成矿体－晕的同位－近于同位叠加，也可能是不同阶段分别形成的矿体－晕，但每个矿体都有自己的近矿晕、前缘晕和尾晕。②相对应矿体或Au强异常多个中心，前缘晕（As，Hg，Sb）和尾晕（Mo，Bi）特征指示元素（内、中带异常）也相对应有多中心；Cu，Pb强异常分布部位指示第Ⅲ阶段多金属硫化物阶段叠加部位；Mn强异常出现部位指示有第Ⅳ阶段叠加。③在每条矿脉构造叠加晕平面图和剖面图上，若出现前、尾晕指示元素强异常共存，指示叠加；其中，若在矿体中下部共存，指示两次成矿只有部分同位叠加，预示矿体延伸很大；在上部矿体尾晕又有前缘晕叠加共存，预示深部有盲矿存在；在已知矿体上部或前缘出现前、尾晕共存指示上部矿已被剥蚀。

3.3 金矿体构造叠加晕模式

大王顶金矿床矿体分布在岩体内及其外接触带附近，金矿成矿受岩体和断裂构造双重控制，具有多期多阶段叠加成矿成晕的特点；根据大王顶金矿床构造叠加晕特点所建立的大王顶金矿床的构造叠加晕模式如图3所示。

图3 大王顶金矿床构造叠加晕纵向剖面模式图Fig.3 Longitudinal section model of structural overprinting halo in Dawangding gold deposit

（1）最佳指示元素组合及特征指示元素组合。①最佳指示元素组合为 Au，Ag，As，Sb，Hg，Cu，Pb，Zn，Bi，Mo。②特征指示元素为前缘晕特征指示元素As，Sb，Hg；近矿特征指示元素 Au，Ag，Cu，Pb，Zn；尾晕特征指示元素Bi，Mo。③单一期次成矿原生晕轴（垂）向分带序列，从上→下为：As，Sb，Hg→Ag，Au，Cu，Pb，Zn→Mo，Bi。

（2）模式特征。模式图中有A，B，C，D，E，F，G，H，I九个矿体组成矿脉带。每个矿体的原生晕都有明显的轴向分带，即都有自已的近矿晕（Au，Ag，Cu，Pb）、前缘晕（As，Sb，Hg）和尾晕（Mo，Bi）。这九个矿体及其原生晕可能是一次成矿形成，也可能是多期多阶段形成的同位－近于同位叠加晕。

①A，C，E矿体为独立矿体及其原生晕，可能是一次成矿形成，也可能是多期多阶段形成的同位－近同位叠加晕。

②C与F，E与Ⅰ矿体－及其原生晕分别处于同一构造线上，可能是一次成矿形成串珠状矿体，也可能是两个主阶段分别形成，由于两个矿体首尾相距较大，没有叠加。

③B－F，D－H两对矿体及其原生晕分别呈串珠状分布，分别展示了上、下两个矿体－晕受同一构造控制，上部矿体的尾晕与下部矿体的前缘晕叠加共存。其形成有3种情况：

a）B－F，D－H 两对矿体为分别是同一次成矿形成串珠状矿体，有总体前缘晕和尾晕，上部矿体又有自已的小尾晕，下部矿体又有自已的小前缘晕，但其强度规模都比总体前、尾晕小。

b）B－F，D－H两对串珠状矿体，可能分别是两次成矿－晕同位叠加，其近矿、前缘晕和尾晕强度都增加了。

c）B－F，D－H两对串珠状矿体，可能是两次成矿分别在上、下两个构造中分别形成两个矿体－晕。

d）不管上述三种情况的哪种情况，上、下两个矿体间都是前、尾晕叠加共存。

④G，I两个矿体，只有头，在构造中发现其前缘晕叠加，指示深部有盲矿存在。

4 盲矿预测标志

4.1 盲矿预测的最佳指示元素组合及其指示意义

（1）盲矿预测的最佳指示元素组合：根据大王顶金矿床的元素组合和各指示元素在矿体及其周围形成异常的强弱及单个阶段形成原生晕的轴向（或垂向）分带特点，总结出了大王顶金矿床的最佳指示元素组合是：Au，Ag，Cu，Pb，Zn，As，Sb，Hg，Bi，Mo。

（2）各指示元素的指示意义：Au是本区形成金矿体的最直接、最重要的指示元素；Ag是重要伴生元素；As，Sb，Hg是金矿的前缘晕特征指示元素，在有Au异常的条件下As，Sb，Hg强异常的出现，指示深部有盲矿存在，指示盲矿深度可达200m；Cu，Pb，Zn强异常反映Ⅱ，Ⅲ阶段叠加，可能形成富矿体；Bi，Mo是尾晕指示元素，Bi，Mo的强异常出现指示矿体的尾部，但当Bi，Mo的强异常与前缘晕指示元素As，Sb，Hg强异常共存时，则指示矿体向下还有较大延伸或深部还有盲矿存在。

4.2 盲矿预测的构造叠加晕标志

（1）在有Au弱异常的条件下，若前缘晕指示元素As，Sb，Hg有强异常出现，而尾晕元素Bi，Mo异常较弱，指示深部有盲矿存在，若再有Cu，Pb，Zn异常，反映有第Ⅱ，Ⅲ阶段叠加，可能矿体较富。相反，尾晕指示元素异常强，而前缘晕指示元素异常弱或无异常，则指示深部无矿。

（2）前、尾晕共存准则：若在矿体尾部出现尾晕元素Bi，Mo强异常的基础上，又出现了As，Sb，Hg等前缘晕指示元素的强异常，即前、尾晕共存，指示深部还有盲矿存在，若在矿体中、下部出现前、尾晕共存，则指示矿体向下延伸很大。

图4 大王顶金矿床As，Sb，Hg构造叠加晕叠合及预测靶位立体图Fig.4 Stereo map of overprinting of As，Sb，Hg structual overprinting halo of Dawangding area

图5 预测靶位立体示意图Fig.5 Sketch of the predicted targets

（3）在构造叠加晕剖面或垂直纵投影图上，前缘晕指示元素As，Sb，Hg晕的异常强度，从矿体前缘→矿体头→矿体中部→矿体尾→尾晕，由强→弱→强，或异常一直很强（中、内带异常），特别是在控制最深的坑道或钻孔的样品中出现强异常，指示深部还有盲矿存在，若在矿体下部或尾部出现强异常，则指示矿体向下延伸还很大。

（4）地球化学参数转折：计算某矿体－晕不同标高的地球化学参数如 As，Sb，Sb／Bi，As／Bi从上→下由低→高→低→最下中段又升高，指示深部有盲矿，或矿体向深部延伸较大。

（5）反分带：计算某矿体－晕不同标高的原生晕轴向分带出现反分带，指示深部有盲矿。

5 深部盲矿预测结果

5.1 有利成矿空间的圈定

（1）大王顶金矿床的控矿构造特点：金矿体分布在岩体内及其外接触带，一般为50m范围内，最大范围200m，控矿断裂构造总体走向110°～130°（NW 向），倾向SW，倾角30°～50°。

（2）三处有利成矿空间：①主岩体侧伏方向，即成扩热液来源方向，侧伏方向的深部是有利成矿空间。本次研究作了 A—A′，B—B′，C—C′，D—D′，E—E′共5条纵向剖面图，展示了岩体和矿体脉群的侧伏特点，指示了深部第一有利成矿空间。②小岩体（控制新编1号、2号矿体的岩体），向SWW方向深部侧伏方向为第二有利成矿空间。③岩体周围200m范围内为第三有利成矿空间。

5.2 预测靶位的确定

预测的有利成矿空间不一定有矿，只有在有利成矿空间上方钻孔或坑道的叠加晕符合大王顶金矿床构造叠加晕预测盲矿标志（特别是有前缘晕叠加时是指示深部有矿的标志）时，才可将有利成矿空间变为预测靶位。根据大王顶金矿床构造叠加晕模式和盲矿预测标志，本次对大王顶金矿床B—B′，C—C′，D—D′，E—E′纵剖面的钻探间隔空间及深部进行盲矿预测，共提出了41个预测靶位，1个有利成矿部位。预测靶位见图4、图5，共预测金金属量4.66t。

［1］李惠，张国义，禹斌，等.金矿区深部盲矿预测的构造叠加晕模型及找矿效果［M］.北京：地质出版社，2006.

［2］冯松青，庞清媛，蒙永励.广西大王顶金矿成矿地质特征与找矿成因浅析［J］.化工矿产地质，2010（1）：19－26.

［3］南宁地质调查所.广西昭平县古袍矿区大王顶矿段金矿详查报告［R］.南宁：中国冶金地质总局中南局南宁地质调查所，2008.

［4］中南大学地球科学与信息物理学院，广西昭平县大王顶金矿.广西昭平县大王顶金矿控矿构造研究［R］.昭平：广西昭平县大王顶金矿，2013.

［5］中南大学地球科学与信息物理学院，湖北三叠矿业投资有限公司.广西昭平县大王顶金矿花岗斑岩体的含矿性与矿体空间变化规律及其对开发的影响［R］.昭平：广西昭平县大王顶金矿，2013.