原生晕找矿法在哈图金矿深部找矿中使用的探讨

俄地里斯·吾亚孜　地里夏提·买买提（西部黄金克拉玛依哈图金矿有限责任公司　克拉玛依　834000新疆大学地质与矿业工程学院　乌鲁木齐　830047）

原生晕找矿法在哈图金矿深部找矿中使用的探讨

俄地里斯·吾亚孜①地里夏提·买买提②
（①西部黄金克拉玛依哈图金矿有限责任公司克拉玛依834000②新疆大学地质与矿业工程学院乌鲁木齐830047）

在哈图金矿深部找矿中，利用现今广泛使用的地球化学方法-原生晕找矿法，通过系统的原生晕找矿采样，运用数学地质方法和手段，确定产生原生晕的元素组合，并建立原生晕模型，在深部钻探、坑探、开拓工程中圈定深部晕体，从而达到深部盲矿体预测和判别已知矿体深部延深部分，且加以工程验证提供可靠的地质依据，从而加大了深部找矿的深度，为矿山长远的发展提供资源保障。

原生晕找矿法深部找矿原生晕分带特征金矿原生晕找矿模式

1　绪论

1.1哈图金矿探矿概况

哈图金矿位于新疆托里县境内，是大型金矿床，1963年地矿局地质三大队1∶5万区调发现齐Ⅰ后，矿区进行了矿点检查，后来地质七大队1976～1990年陆续在该矿区进行不同级别的探矿活动，提交了几份地质报告，储量达到了中型黄金矿山规模，工作主要集中于探明近地表石英脉型矿体。1992～2002年期间，矿山在开采过程中，从未停止探矿活动，依靠坑探和坑内钻探，寻找近地表盲矿体，并提交了地质储量。截止2002年累计探明储量已超过了大型黄金矿山最低储量标准［1］。2002～2012年，探矿工作主要集中于矿区深部400～1 100m，采用深部钻探技术，发现了L27系列，提交很可观的地质储量。虽然最深控制深度1 030m，但在标高325 m以下控制的资源量忽略不计，1 000m以下几乎未控制。

由此看出，哈图勘查深度逐步增加，已经进入了深部找矿阶段，深部找矿是矿产勘查工作一定历史阶段的必然。矿产勘查工作既是一项调查研究科学探索性工程，又是一项经济评价工作［2］。

1.2矿山储量现状

哈图金矿当前的保有储量比较客观，但按照现有的生产规模计算矿山服务年限仅8年，属资源危机（服务年限5～10年）的矿山。

哈图金矿扩大了生产规模，开拓了1 000m竖井。开采深度从2002年的400m增加到2016年的近1 000m，开采深度的不断加深迫使我们寻找深部盲矿体，勘查深度和预测深度更加加深。尽快开展哈图金矿1 000～2 000m空间深部找矿，探索“第二找矿空间”的矿产资源潜力，是一项迫在眉睫的任务。

2　深部找矿理论依据

2.1国内外找矿趋势

在国外的找矿勘探与开发中，其勘探和开采深度日益增加，据不完全统计［3］，国外金属矿资源开采深度超过1 000m的约有80多座。如：目前，世界开采最深的矿床是南非的Western Deep Level金矿，现已开采到4 800m；加拿大肖德贝里（Sudbury）铜镍矿床，现已开采到2 000m，探测最深的矿体位于地下2 430m；加拿大诺兰达（Noranda）矿田的米伦贝齐、科伯特、安西尔等矿床，主矿体深度均在700～1 280m。因此，探采深度差距即为我们深部找矿的良好空间，见图1。

图1　矿产资源的深部潜力

2.2理论依据

根据前沿的成矿理论研究表明，地壳内矿床形成的深度随矿床类型的不同而成矿深度各异，理论和实验岩石学试验认为：与超基性岩类有关的铬铁矿床在地壳中形成大于20～30km；硫化铜镍矿床形成的最大深度达10km；热液成矿系统的垂直延伸可达4～5km或更深；矽卡岩型矿床在4～5km；火山岩型矿床侵位小于2km；热卤水型成矿作用小于2km；沉积成矿作用为地表水体。

韧性剪切带型矿床的成矿深度在2km（浅部带）、3～5km（中浅部带）、5～10km（中部带）、大于10km（深部带）。根据成矿理论，成矿有利空间位于地下5～10km的范围，该空间处于地壳内外动力的复合场和多种成矿要素突变的转折带，适宜大量岩浆矿床、热液矿床、矽卡岩矿床的产出［8］。对于哈图金矿，本人赞同岩浆热液矿床的成因观点，哈图金矿的形成与周围花岗岩体密切相关。

哈图金矿田由压扭性人字形构造控制，主断裂（安齐断裂）北西盘发育次级断裂，近地表未和主断裂明显汇合，判断总体与主断裂构成人字型，矿化区和矿集区分布在次级断裂中，本次原生晕工作也在分支断裂一侧进行。玄武岩是赋矿围岩，根据钻探和坑探资料显示，玄武岩体深部还未揭底，为深部成矿提供了良好的成矿空间。

根据矿床范围内矿体产出特征来看，从地表起矿体尖灭再现、尖灭侧现现象比较明显，总体看来在倾向上具有等距性；主矿体的品位、厚度变化系数指示矿体厚度和组分上变化比较稳定；后期构造对矿体的破坏作用几乎较小，矿体总体往东东北方向侧伏，侧伏角约30°，但L27-8、L27-14、L27-17主脉标高500m以下具有尖灭的趋势。通过深入分析，笔者认为哈图金矿深部找矿潜力较大。深部“第二找矿空间”进行探索，1 000～2 000m空间值得做新一轮探矿工作。

3　原生晕找矿法

原生晕找矿法是利用矿体或其他地质体周围赋存在岩石中的地球化学分散晕进行找矿的地球化学方法［4］。原生晕找矿法为地球化学找矿的最主要方法之一。在目前矿产勘查资源的新形势下，原生晕找矿对发现新的矿产地、深部找矿（难识别矿隐伏矿）、增加矿产储量、为危机矿山找矿、延长矿山服务年限等方面发挥更大的作用，尤其是在找隐伏矿体和盲矿体方面更具优势。

3.1原生晕找矿法采样

3.1.1采样工程及介质

原生晕采样利用现有井下沿脉、穿脉、天井、石门、坑内钻孔等井下工程和地表已施工的钻探工程（钻孔岩芯），无需再施工任何工程。在深部钻孔和坑道采样，加大了原生晕法的找矿深度，提高了找出已知矿体下部盲矿体的可能性。采样介质是矿体、构造破碎带、蚀变带、围岩等。

3.1.2采样方法

测网的选择与勘查阶段的地质任务有关，本次工作采用不规则测网（不按一定网度采样），以特定面积大小为采样单元。每个采样单元内均匀地采8～12个子样，并组合为一个单元样品，其原始重量不小于0.3kg。采样间距：矿体附近0.5～5 m（随矿种和矿体宽度变化），围岩5～10m（按岩性变化而定）［5］。

这种采样方法大幅度减少了样品的采集和分析工作量，降低了勘探成本，能快速而有效地追踪矿区化探异常源，评价其找矿远景，确定找矿靶区和更有效地查明矿区（床）地球化学特征。

3.2元素组合、指示元素组合

根据长春地质学院对齐Ⅰ矿区的各类岩石25种元素进行系统测试［6］，以及统计的与成矿有关区域背景值、矿区背景值、异常平均值、矿体含量平均值及异常衬度值等矿区地球化学特征，可知异常衬度值大于1的主要成矿元素有：Au、As、Sb、Bi、Hg、W、Mo等八种元素。这些元素与成矿关系密切，而且形成的异常显著，可作为指示元素。

哈图金矿的水平分带（由内向外）：W、Mo、Bi、As、Au、Ag、Se-Au、As、Ag、Sb、Hg-sb、Hg、B、Ba；垂直分带（由上向下）：B、Ba、Hg、Sb-Ag、As、Se、Au-Bi、Mo、W，具有明显的水平分带和垂直分带现象，基本符合原生晕分布的普遍规律。

3.3原生晕定量指标及解释

解释推断技术研究中，融进了国外的工作方法，创新了原生晕方法技术。研制了划分浓度带的方法［9］，提出把原生晕分成外带、中带、内带等三个浓度带。确定背景与异常下限应用了正态分布等统计学方法，在处理数据和分析过程中运用数学地质手段和分析方法，对原始数据进行处理加工。

异常强度采用衬度系数、分带指数、变化指数、浓集系数、变化分带指数；异常规模采用元素衬度值、线（面）金属量；异常的含矿性采用元素对比值、浓度梯度和元素的活动性等参数。提出区分分散矿化与有价值的矿化应从异常强度、规模及组分来考虑。以分带指数累乘直比作为定量预测标准，如：（Sb*Pb*Cd*Ag）D/（As*Sn*Mo*W）D作为深部矿体评价的指标，甚至结合黄铁矿的微量元素特征来判别深部盲矿体存在可能。

异常的元素组合多，成矿元素异常的规模大，浓度高，浓度梯度变化明显，具有浓集中心。利用元素比值和几种元素异常相互叠加的部位是最有利于找矿的最佳位置。

3.4建立深部矿体预测模型

使用原生晕方法的关键是建立矿床的岩石地球化学模式，或晕在空间的分布模式。其主要内容有两项，第一是矿体头部晕中的元素组成应与矿体尾部晕中的元素组成有区别；第二是要尽可能区分晕中元素与矿床形成有成因关系的部分和无成因关系，但有空间分布关系的部分。建立模式时，最好用与矿床形成有关的元素，这种在已知区建立的模式才能较好地用于未知区的预测。

3.4.1原生晕轴向分带序列

我国主要类型金矿床的原生晕轴向分带序列研究并列出了63个不同类型、不同规模典型金矿床的原生晕轴向分带序列［7］，见图2。应用典型矿床的轴向分带序列确定矿床的前、尾晕特征，指示元素最接近实际，并且预测盲矿体准确性较高。典型金矿床原生晕轴向分带序列的概率统计，得出了中国金矿床原生晕综合轴向（垂直）分带序列，从上到下是：

（1）前缘晕—分布矿体前缘及上部：As、Hg、F、Sb、（Ba、B）；

（2）近矿晕—分布矿体中部：Pb、Ag、Au、Zn、Cu；

（3）尾晕—分布矿体下部及尾部：W、Bi、Mo、Mn、Ni、Cd、Co、V、Ti［7］、［12］。

图2　元素轴向分带序列［11］

3.4.2原生晕理想模型预测准则

金矿床原生晕轴向地球化学参数叠加结构的理想模型及“转折”预测准则是地球化学参数在连续上升（或下降）时发生“转折”，即由升（降）到降（升），则反映了另一阶段形成矿体前缘晕叠加，指示矿体向下延伸还较大。若在矿体尾部及尾晕出现“转折”反映了深部盲矿前缘晕叠加，则指示深部还有盲矿存在［10］，见图3。

图3　金矿原轴向地球化学参数叠加结构的理想 模型

在矿体周围前缘晕、近矿晕、尾晕分布具有明显的分布规律，同时还存在晕体的叠加情况，正确区分盲矿体的前缘晕和不同成矿阶段所形成的晕体，圈定隐伏矿体形成晕体后结合矿体地质特征，构造展布特征，以便达到最佳效果和建立金矿原生晕找矿模式，见图4。

3.5工程验证

根据原生晕找矿模型的推测盲矿体及已知矿体未知部分，并有效的圈定矿体赋存的空间位置，最后通过工程验证达到找矿目的。由于哈图金矿深部找矿深度较大，因此，在工程验证中建议使用井下钻探工程手段，进一步降低探矿的经济投入。

4　总结

深部找矿是当今矿产勘查的一个难题，是一个巨大的系统工程，一项科学探索性工作。深部找矿工作的影响因素诸多，并且各种找矿方法都有局限性，因此在找矿方法和思维上需要探索和创新。

图4　金矿原生晕找矿模式

上述的找矿方法是笔者通过深入研究在哈图金矿地质特征的基础上推荐使用的找矿方法，但实际工作中必须做到以下几方面结合。

（1）物化探方法相结合：使用原生晕找矿方法同以往物探资料相结合，甚至使用新兴的地下物探手段相结合。

（2）化探方法和数学地质相结合：原生晕找矿方法的同时使用有效的元素比值、相关分析、聚类分析、趋势分析等数学地质方法结合使用。

（3）勘查方法和地质理论相结合：原生晕找矿与勘查理论、地质构造理论、成矿理论、成矿规律、控矿因素、找矿标志相结合。

［1］新疆有色地质勘查局706队.新疆托里县哈图金矿齐Ⅰ金矿深部详查总结报告.2013.

［2］陈毓川.加强深部找矿的几点认识，百度文库.2007.

［3］中国地质科学院矿产资源研究所.国外矿产资源深部找矿勘探的现状与趋势，中国地质调查局网站.2007.

［4］刘崇民.金属矿床原生晕研究进展［J］，地质学报，2006 （80）10.

［5］李艳军.矿产综合勘查技术讲义，中国地质大学，内部资料.2014.

［6］新疆有色地质勘查局706队.新疆托里县哈图金矿齐Ⅰ金矿深部详查总结报告.2013.

［7］李惠，张文华，等.中国主要类型金矿床的原生晕轴向分带序列研究及其应用准则［J］，地质与勘探，1999（35）1.

［8］胡国成.深部及隐伏矿床的地球化学寻找方法综述，中山大学研究生学刊（自然科学、医学版）［J］，2011（32）1.

［9］刘崇民，马生明.我国原生晕研究50年的主要成果［J］，物探化探计算技术，2007年（29）增刊（1）.

［10］李惠，张文华，等.金矿盲矿预测的原生晕轴向“反（向）分带”和地化参数轴向“转折”准则［J］，桂林工学院学报，1999（19）2.

［11］中国地质大学地球科学学院.勘查地球化学讲义ppt讲稿，内部资料.2014.

［12］李惠，禹斌，魏江，赵佳祥，等.构造叠加晕预测金矿盲矿的共性与特性，矿山深部找矿理论与实践［M］，中南大学出版社，2014.

［13］曹新志.关于深部找矿概况介绍，中国地质大学（武汉），内部资料.2014.

收稿：2016-06-20

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.06.013