论铜多金属矿区地、物、化综合找矿方法及其有效性

邓秋平,王肖杰,朱 辉,李 康

（新疆维吾尔自治区地质矿产开发局第二地质大队，新疆喀什844000）

随着我国经济的快速发展，我国对矿产资源的需求极为迫切，已有的矿产资源已经远远不能满足发展的需要，严重制约了经济发展。新疆成矿地质条件优越，其资源潜力和找矿远景巨大；但是，随着地质找矿工作的深入开展，其覆盖率占比越来越高，依靠肉眼在地表能发现的矿产已经越来越少。随着资源的逐渐消耗和枯竭，必须转换找矿方式转而向地下深部获取资源；由于深部矿产的隐蔽性，仅仅依靠常规的地质手段进行找矿是远远不够的。必须综合利用地质、物探、化探、遥感等多种手段进行找矿。首先利用物探、化探圈定异常，确定找矿方向及矿种，缩小找矿靶区；然后利用地质填图、地化剖面等手段进行异常查证，争取发现矿体；最后利用槽探、钻探等工程手段进行验证了解。

1 区域地质背景

矿区处于西昆仑山腹地；成矿区属中昆仑成矿省之中昆仑Fe-Cu-Pb-Zn-水晶-白云母-玉石-石棉矿带，以铅、锌、铜、铁、金、银、玉矿为主；大地构造处于西昆仑弧盆系莫什塔拉岛弧，北东部受柯岗断裂控制，南西部受康西瓦断裂控制，次级断裂发育；地层分区处于秦祁昆地层大区西昆仑地层分区之西昆仑中央地层小区，区内地层单一，为长城系赛图拉岩群（ChSt.）。

2 矿区地质特征

2.1 地层

长城系赛图拉岩群（ChSt.）：大面积分布于矿区中部，北西—南东向，为一套中—深成相区域变质岩，变质程度达绿片岩相—低角闪岩相，岩石有绿泥石英片岩、二云石英片麻岩、二云石英片岩、黑云石英片岩；角闪岩相岩石有角闪斜长片岩、黑云角闪石英片麻岩、黑云母斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、二云母石英片岩、斜长角闪片岩和大理岩组成。地层受后期早古生代岩体侵入接触变质具角岩化、矽卡岩化。赛图拉岩群原岩为一套碎屑岩—碳酸盐岩夹火山岩建造。根据岩石组合特征，可将其进一步细分为6个岩性段。

赛图拉岩群含矿性较好，邻区要龙东铅锌矿点、要龙东铁矿点、素仁尼铁矿点及矿区内尤伦踏卡铜多金属矿点、铜铁矿点均产于该地层中，说明该地层具有形成中低温热液矿点的地质条件，是区内重要的铜、铅、锌、铁有利成矿含矿层。

2.2 岩浆岩

矿区侵入岩发育，按其形成时期分为寒武纪、奥陶纪，产状呈岩株产出，出露岩性主要为似斑状石英二长闪长岩（ηδο∈3b）、黑云母二长花岗岩（βηγo3a）、黑云母斜长花岗岩（βoγo3d）。

3 地球物理特征

本次对尤伦踏卡铜多金属矿区开展了1∶1万激电中梯剖面测量，圈定了JD-1激电异常，其空间展布形态与矿体的分布较为吻合，表明利用激电异常找铜多金属矿效果显著。

3.1 岩、矿石物性特征

本次对矿区出露的岩、矿石采集了270个电性参数（见表1）。从表1中可以看出：铜多金属矿具有“高极化中高阻”的特征，电阻率平均值在1090.6～1268.7Ω·m之间，极化率平均值在4.0%以上；其它岩性极化率普遍小于3.0%，围岩中除大理岩和矽卡岩电阻率较高外其余围岩电阻率普遍较低，基本可以确定该矿区的“高极化中高阻”激电异常为铜多金属矿体引起。

表1 矿区岩、矿石物性特征

3.2 激电异常特征

以3.0%为背景值在矿区内圈定了JD-1激电异常（见图1），该异常极化率高值点呈串珠状，整体呈长条形，走向近东西向，两端封闭，长约1339m，宽约50～200m。JD-1异常视极化率达到了3.6%，伴随中高电阻率。在异常东部见有Ⅰ号铜多金属矿体出露（见矿体特征），和地质成果非常吻合。为了验证该异常，在JD-1异常中部、东部共设计了3个钻孔，在钻孔中揭露到0.54～6.25m厚的铜多金属矿体5层。根据露头小四极电性标本测量结合地质成果，可以确定JD-1异常为Ⅰ号铜多金属矿体引起，为矿致异常。

4 地球化学特征

本次对尤伦踏卡铜多金属矿区开展了1∶2.5万土壤测量，圈定了HT-4-甲1、HT-5-乙1主要综合异常2处，其空间展布形态与矿体的分布较为吻合，表明利用土壤测量找铜多金属矿效果显著。

4.1 元素背景分布特征

将12种元素分析结果利用“Geochem Studio一体化系统”软件将原始数据剔除特高值后，求出各元素的平均值，作为各元素的背景平均值（见表2）。从表2中可以看出，与原1∶50万结果相比，矿区除W、Bi略有降低外，其余元素均有提高。核实了原1∶50万化探异常，证明矿区是铜铅锌多金属异常区，同时也说明本次工作所采用的工作方法是有效的。

表2 元素背景平均值

4.2 元素的离散特征

从12种元素变差系数（表3）可以看出：变差系数大于1.0的元素有Cu、Bi、Zn、Ag、Au，表明这5种元素分布极不均匀，元素含量起伏变化大，极易在有利地段形成矿体。

表3 元素变差系数表

4.3 地层地球化学特征

长城系赛图拉岩群（ChSt.）：富集系数大于1.50的元素有Cu、W、Mo、As、Sb、Bi、Zn、Ag、Au九种元素，其富集系数分别为1.53、1.65、1.60、2.92、2.57、2.37、1.66、2.08、1.65，As、Sb和Bi富集程度较高；富集系数接近背景平均值的有Pb、Co两种元素；富集系数小于1.20的元素为Sn，说明这种元素表现为明显的贫化。变差系数大于0.5的元素有Cu、W、Mo、Bi、Pb、Zn、Ag、Au，其变异系数分别为1.35、2.59、0.67、5.06、0.67、0.67、2.61、1.44，说明这8种元素在该地层中含量变化相对较大。

4.4 侵入岩地球化学特征

（1）晚寒武世似斑状石英二长闪长岩（ηδο∈3b）：富集系数大于1.50的元素有As、Sb、Bi、Pb、Sn、Ag六种元素，其富集系数分别为 2.73、2.71、1.69、1.53、1.62、1.69，As和Sb富集程度较高；富集系数接近背景平均值的有Cu、Co两种元素；富集系数小于1.20的元素为Zn、W、Mo、Au，说明这4种元素表现为明显的贫化。变差系数大于0.5的元素有W、Pb、Ag、Au，其变异系数分别为0.89、0.79、0.54、0.64，说明这4种元素在该地层中含量变化相对较大，其它元素含量变化则不明显。

（2）晚奥陶世黑云母二长花岗岩（βηγo3a）：富集系数大于1.50的元素有Sn、W、Au、Bi、Mo、Ag、Sb、As八种元素，其富集系数分别为1.59、1.67、1.72、1.76、1.76、1.80、2.32、3.09，As和Sb富集程度较高；富集系数接近背景平均值的有Cu、Pb、Co三种元素；富集系数小于1.20的元素为Zn，说明这种元素表现为明显的贫化。变差系数大于0.5的元素有Mo、Sn、Au、W、As，其变异系数分别为0.57、0.61、0.78、0.83、1.21，说明这5种元素在该地层中含量变化相对较大，其它元素含量变化则不明显。

（3）晚奥陶世黑云母斜长花岗岩（βoγo3d）：富集系数大于1.50的元素有As、Sb、Ag、Bi、Sn、Mo、Pb七种元素，富集系数分别为2.98、2.54、1.97、1.88、1.62、1.56、1.52，As和Sb富集程度较高；富集系数接近背景平均值的有Cu、Co、W、Au；富集系数小于1.20的元素为Zn，说明这种元素表现为明显的贫化。变差系数大于0.5的元素有Sb、Ag、Bi、Pb、W、Au，其变差系数分别为0.92、2.48、2.73、4.51、0.81、0.69，说明这6种元素在该地层中含量变化相对较大，其它元素含量变化则不明显。

4.5 元素的共生组合特征

对12种元素分析成果进行“R”型聚类分析，12种元素可分成3组，第一组Cu、W、Bi、Au元素组合；第二组Pb、Ag、Mo、Sb元素组合；第三组Zn、As、Co、Sn元素组合。

4.6 元素的致矿系数

确定矿区的可能成矿元素：以Z=10为临界值，Z＞10的元素有Cu、As、Pb、Ag、Au、Bi，结合各元素致矿系数及元素在各地质单元致矿系数之和，大致可确定区内Cu、As、Pb、Ag、Au、Bi元素成矿可能性较大，这与根据富集程度及离散特征确定的可能成矿元素一致。

4.7 化探异常的解释推断与评价

圈定主要综合异常2处（图2），编号为HT-4-甲1、HT-5-乙1。

（1）HT-4-甲1异常：位于矿区最东部，以Cu、Au、Mo、Zn、Ag、Bi、As元素为主，综合表达式为 Cu32-Au122-Au126-Au1210-Mo82-Mo83-Zn61-Ag75-Bi93-Bi98-As203-As2012。异常形状不规则，异常向东未封闭，面积2.13km2。其中Cu异常面积0.28km2，最高值200.52×10-6，平均值57.84×10-6；Au分为3个异常，位于综合异常的北东部、北西部和南部，其中北东部异常面积0.64km2，最高值9.94×10-9，平均值3.19×10-9，北西部异常面积0.21km2，最高值6.82×10-9，平均值3.31×10-9，南部异常面积0.32km2，最高值5.07×10-9，平均值2.75×10-9；Mo分为2个异常，位于综合异常的南部和北部，其中南部异常面积 0.19km2，最高值 10.13×10-6，平均值5.63×10-6，北部异常面积0.28km2，最高值3.33×10-6，平均值2.56×10-6；Zn 异常面积 0.20km2，最高值 731.55×10-6，平均值189.48×10-6；Ag异常面积0.16km2，最高值1×10-6，平均值0.35×10-6；Bi分为2个异常，位于综合异常的北部和南部，其中北部异常面积0.22km2，最高值2.56×10-6，平均值0.91×10-6，南部异常面积0.10km2，最高值2.12×10-6，平均值0.81×10-6；As分为2个异常，位于综合异常的南部和北部，其中南部异常面积0.27km2，最高值39.70×10-6，平均值27.89×10-6，北部异常面积0.14km2，最高值31.69×10-6，平均值22.05×10-6。

该异常元素组分复杂（图3），叠加套合程度较好，强度大。该异常位于晚奥陶世黑云母二长花岗岩（βηγO3a）与长城系赛图拉岩群（ChSt.）的接触带中，界线从异常中部及北部通过。通过对HT-4-甲1异常进行查证，在异常南部发现了JD-1激电异常（见激电异常特征）和Ⅰ号铜多金属矿体（见矿体特征）。HT-4-甲1异常与矿体位置、激电异常位置相吻合，显然是由Ⅰ号铜多金属矿体引起，为矿致异常，进一步工作意义巨大。

（2）HT-5-乙1异常：位于矿区中部，以As、Bi、Cu、W、Pb、Au、Zn、Mo、Ag元素为主，伴生Sb元素，综合表达式为As202-Bi91-Cu31-W51-Pb102-Au121-Zn63-Mo81-Ag71-Sb91。异常形状为不规则长轴状，异常面积1.35km2。其中As异常面积0.53km2，最高值52.61×10-6，平均值23.51×10-6；Bi异常面积0.72km2，最高值50.13×10-6，平均值 6.43×10-6；Cu 异常面积 0.56km2，最高值940.99×10-6，平均值136.63×10-6；W异常面积0.45km2，最高值123.59×10-6，平均值18.19×10-6；Pb异常面积0.26km2，最高值429.70×10-6，平均值156.32×10-6；Au异常面积 0.40km2，最高值 10.00×10-9，平均值 4.17×10-9；Zn 异常面积 0.23km2，最高值 165.56×10-6，平均值11.36×10-6；Mo异常面积0.22km2，最高值14.20×10-6，平均值4.85×10-6；Ag异常面积0.31km2，最高值10×10-6，平均值2.95×10-6；Sb异常面积 0.29km2，最高值16.5×10-6，平均值8.15×10-6。

图2 尤伦踏卡铜多金属矿区综合异常图

该异常元素组分复杂（图3），叠加套合程度较好，强度大，具有明显的浓集中心，显示较好的找矿远景。该异常位于长城系赛图拉岩群（ChSt.）的中，F1正断层从异常中部通过。通过对HT-5-乙1异常进行查证，在异常最北部发现了Ⅱ号铜铁矿体（见矿体特征）。该异常为矿致异常，且与地层及断裂有关，显示较好的找矿远景，进一步工作意义较大。

5 矿体特征

本次对尤伦踏卡铜多金属矿区开展了1∶1万、1∶2000地质草测和槽探、钻探工作，圈定了Ⅰ号铜锌矿体、Ⅱ号铜铁矿体及5层盲矿（化）体，矿体分布于赛图拉岩群（ChSt.）与早古生代中酸性岩体的外接触带上，为矽卡岩型。其中Ⅰ号铜锌矿体的空间展布形态与JD-1激电异常及HT-4-甲1化探综合异常的分布较为吻合，Ⅱ号铜铁矿体的空间展布形态与HT-5-乙1化探综合异常的分布较为吻合，5层盲矿（化）体为钻探验证JD-1激电异常在孔内揭露到的矿体，说明化探、物探、地质综合找矿是非常有效的。

（1）Ⅰ号铜锌矿体：呈北西-南东向似层状展布（见图2），层控特征明显，地表断续出露长830m，整体走向118°。矿体赋存于赛图拉岩群（ChSt.）硅质岩中，硅质岩中矽卡岩发育，含矿岩性为赛图拉岩群（ChSt.）钙铝榴石矽卡岩；矿化类型复杂，为黄铜矿化、黄铁矿化、磁铁矿化、褐铁矿化、黄钾铁钒化、孔雀石化；矿化整体不均匀，南东部富集，北西部贫乏；矿体产状为159°～176°∠43°～62°，底板为硅质岩，顶板为硅质岩和黑云母石英片岩，与围岩呈整合接触关系。夹石为矽卡岩、硅质岩，呈透镜体状、块状、细脉条带状，厚度从0.1～9m不等；

由探槽及钻探控制矿体长180m，斜深148～196m，真厚度1.21～5.30m，Cu平均品位0.59%～3.42%；Zn平均品位1.88%～8.03%；局部伴生Pb平均品位0.22%～1.08%，Au平均品位（0.16～0.51）×10-6，TFe平均品位21.5%。初步求得333+334级铜金属量2574t，铅金属量191t，锌金属量1573t，金金属量45kg。

根据走向、倾向见矿情况对比，地表矿体单一，深部矿体稳定且有变厚的趋势，进一步工作意义很大。

（2）Ⅱ号铜铁矿体：南北向透镜体状（见图2），走向15°，含矿岩系为赛图拉岩群（ChSt.）石榴矽卡岩，矿化类型为黄铁矿化、褐铁矿化、黄铜矿化，矿化均匀富集；矿体产状为105°∠55°，顶板为灰绿色石英阳起绿帘岩，底板为灰色细粒石英岩，矿体与围岩呈整合接触。由探槽控制矿体长9.6m，真厚度2.05m，TFe品位32.60%，Cu品位0.23%，S品位23.24%。

（3）通过钻探验证JD-1激电异常和HT-4-甲1化探异常，在孔内揭露到其他盲矿（化）体5层，视厚0.54～1.68m，Pb品位0.27%～1.66%，Zn品位0.23%～1.25%。Cu品位0.18%。

6 结论

本次对铜多金属矿开展1∶1万激电中梯剖面测量，圈定了JD-1激电异常；开展1∶2.5万土壤测量，圈定了HT-4-甲1、HT-5-乙1主要综合异常2处；开展1∶1万、1∶2000地质草测和槽探、钻探工作，圈定了Ⅰ号铜锌矿体、Ⅱ号铜铁矿体及5层盲矿（化）体，初步求得333+334级铜金属量2574t，铅金属量191t，锌金属量1573t，金金属量45kg。激电异常、化探异常的空间展布形态与矿体的分布较为吻合，说明铜多金属矿区利用地质草测、槽探工程、钻探工程、土壤化探测量、激电物探测量等方法进行综合找矿是非常有效的，在以后的工作中，类似的铜铅锌多金属矿区均可以利用相同的工作手段进行综合找矿，以期有重大的突破。