熊耳山西青岗坪金矿床综合找矿方法及矿床潜力评价

常嘉毅，梁新辉，刘燕青，张争辉，张怡静，田海涛，毛 宁

(1.河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院，河南 洛阳 471023；2.河南省金银多金属成矿系列与深部预测重点实验室，河南 洛阳 471023)

熊耳山西青岗坪金矿床位于豫西洛宁县境内(东经111°29′00″～111°32′00″；北纬34°08′00″～34°10′00″)，2007年提交的《河南省洛宁县西青岗坪金矿详查报告》查明金资源量905.1 kg。随后相继在矿区开展了岩石、土壤地球化学测量、EH4系统和双频激电测深、可控源音频大地电磁测深等工作，后期根据物化探异常及地质推断布设了钻探工程进行验证。本文通过验证效果对各种找矿方法在类似矿床的适用性进行评价，并根据现有资料集成成果对矿床潜力进行分析评价。

1 区域地质背景

西青岗坪金矿床位于华北板块南缘，华熊台隆熊耳山隆断区中部。结晶基底为太古宇太华群片麻岩系，盖层为中元古界熊耳群火山岩、中元古界官道口群碳酸盐岩；区域断裂带主要为近东西向的马超营断裂、北东向的康山—七里坪断裂、焦园—陶村断裂等。区域主要矿床都分布在这些断裂带上，马超营断裂带上分布着元岭、前河、小南沟等构造蚀变岩型金矿床；焦园—陶村断裂分布着藿香洼、公峪等构造蚀变岩型金矿床、祁雨沟爆破角砾岩型金矿、雷门沟斑岩型钼矿床；康山—七里坪断裂以及次级断裂上分布着康山、上宫、干树、虎沟、七里坪、小池沟等构造蚀变岩型金矿床(图1)[1-3,13]。区域岩浆活动发育，出露燕山期的花山、五丈山、金山庙等重熔型花岗岩体，另外还有一些小型斑岩体及爆破角砾岩体，大量研究表明区域金、多金属矿床形成与燕山期岩浆侵入活动密不可分[4-6]。

SBF—三宝断裂；MF—马超断裂；LF—栾川断裂；SDF—商丹断裂；1—古近系—第四系；2—新元古界栾川群；3—中元古界官道口群火山岩；4—中元古界熊耳群；5—太古宇太华群片麻岩；6—正长岩；7—混合花岗岩；8—闪长岩；9—燕山期花岗岩；10—地层界线；11—不整合面；12—断层；13—背斜；14—倒转背斜；15—金矿；16—银矿；17—钼矿图1 熊耳山地区区域地质图Fig.1 Regional geological map of Xiong′ershan area

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质

西青岗坪金矿床处于康山—七里坪金成矿带的中部，矿区出露地层主要为中元古界熊耳群许山组、鸡蛋坪组、马家河组及零星分布的第四系。熊耳群许山组分布在矿区西北部，与下伏太古宇太华群地层呈角度不整合接触，其岩性主要为杏仁状安山岩、流纹岩；鸡蛋坪组分布在矿区东南部，北东向延伸，为一套中基性、中酸性及火山碎屑岩的岩石组合，岩性以流纹岩、英安岩为主；马家河组分布在矿区东南角，呈东西向延伸，岩性以安山岩为主，夹玄武安山岩及粗面岩。

矿区位于花山—龙脖背斜南翼，断裂构造发育，按走向分为北东向(F1)、近南北向(F6)和近东西向(F7)三组，各组断裂构造带内发育不同程度的金属矿化。其中最主要的是北东向的F1断裂，北东至巧女寨、南西至白石龙沟，全长4 500 m，宽20～100 m，沿走向具膨胀狭缩呈舒缓波状特征，多见分枝复合，总体走向北东45°，倾向北西，倾角65°左右，时有陡缓变化。断裂带内有不同的构造岩石组成，如碎裂岩、角砾岩、糜棱岩及碎裂岩化安山岩，局部发育断层泥。该断裂为区域上康山—七里坪断裂的一部分，具多期活动的特点，其力学性质以压、扭性为主，兼有张性，受热液蚀变作用，伴随各种蚀变现象的发生，主要为硅化、钾化、青盘岩化等。

2.2 矿体地质

区内已发现不同规模、不同矿化程度的含金构造蚀变带10余条，其中赋存于F1、F6、F7断裂内的含金构造蚀变带规模较大。矿体赋存在含金构造蚀变带内，以矿区主矿体F1-1为例介绍矿体的大致特征：F1-1矿体产于F1含金构造蚀变带靠近下盘部位，近矿围岩为构造角砾岩、碎裂岩、碎裂岩化安山岩等构造岩类。矿体长度约175 m，控制垂深约290 m。矿体形态呈薄板状，产状为320°～330°∠60°～72°，厚度1.30～2.00 m，金品位1.01×10-6～14.22×10-6，平均3.01×10-6。顶底板近矿0.4～1.5 m范围具蚀变现象，围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、黄铁绢英岩化、碳酸盐化等矿体与围岩界线较为清晰，局部呈过渡关系。

矿石结构主要为他形晶粒状结构、压碎结构、交代残余结构等，矿石构造以角砾状、块状构造、浸染状构造为主。矿石金属硫化矿物以黄铁矿、闪锌矿为主，次为方铅矿、黄铜矿、黝铜矿等；氧化矿物主要为褐铁矿、赤铁矿；金矿物主要为自然金，次为银金矿及碲金矿；银矿物有碲银矿、碲金银矿及自然银、辉银矿等。脉石矿物主要为石英、绢云母、绿泥石、钾长石、铁白云等。

2.3 矿床成因

矿床形成机制同熊耳山地区其它构造蚀变岩型金矿床一致，上地幔和深部地壳中的大量的金等成矿元素，随基性火山喷发和海相沉积作用分布于太华群及熊耳群地层中，后经与多期构造热事件有关的区域变质、岩浆活动，金等成矿物质发生活化、迁移、再分配，并局部富集，经燕山期重熔花岗岩浆活动形成岩浆期后热液或成矿流体，在有利的储矿构造空间(引张空间)充填沉淀富集成矿，属于中—低温岩浆期后热液作用形成的构造蚀变岩型金矿床[7-9]。成矿时代研究主要集中在燕山中晚期，也存在一些分歧，将矿床成矿时代扩展至印支期[4-6]。

3 综合找矿方法及效果评价

矿区详查阶段在浅部圈出金矿体5个，其中F1矿脉3个、F6矿脉1个、F7矿脉1个。后期开展的工作有以下几项：1)全矿区开展了土壤地球化学扫面，并沿F1、F6、F7矿脉开展了土壤和岩石地球化学剖面测量；2)沿F1、F6、F7矿脉开展了EH4测量以及双频激电测深工作；3)在矿区北东端与干树矿区接壤部位开展了可控源音频大地电磁法测量；4)根据物化探异常并结合矿体延伸情况进行了工程验证。

3.1 地球化学勘查及效果评价

通过地球化学勘查工作，在区内圈定综合地球化学异常24个，呈带状、长条状沿F1、F6、F7矿脉分布，其中3个主要的综合异常为7-甲3Au-Pb-Zn-Co-Sb(F1矿脉102线附近)、18-乙3Zn-Pb-Co-Ni-Sb-Au(F1矿脉132线附近)、21-乙1Zn-Pb-Ag-Co-Ni-Sb(F1矿脉150线附近)，见图2。

7-甲3Au-Pb-Zn-Co-Sb(F1矿脉102线附近)异常区F1矿脉整体产状为330°∠65°，见有硅化、铁白云石化、褐铁矿化、绢云母化、黏土岩化、局部黄铁矿化，夹安山岩透镜体，围岩为安山岩。岩石剖面测量Au含量最高可达0.9×10-6，为明显的矿致异常。18-乙3Zn-Pb-Co-Ni-Sb-Au(F1矿脉132线附近)异常区分布在F1、F6、F7交汇部位，多条次级断裂交汇成网格状，主构造带F1倾向西北，倾角74°，见有硅化、铁白云化、褐铁矿化等，异常元素组合反映以Pb、Zn和Au、Sb成矿为主，具有一定的强度和规模。21-乙1Zn-Pb-Ag-Co-Ni-Sb(F1矿脉150线附近)异常区异常沿F1矿脉分布，延伸长度大于1 300 m至区外。F1矿脉在此段产状310°∠60°～70°，见有硅化、铁白云石化、局部铜矿化、赤铁矿化、钾化。异常元素以Pb、Zn为主，强度较高，规模较大，为矿致异常[10]。

7-甲3Au-Pb-Zn-Co-Sb异常区本身位于102线已知矿体附近，后期在102线根据已知钻孔向深部追索2个钻孔，矿体品位分别达到2.00×10-6、1.65×10-6。反映出土壤、岩石地球化学异常与矿(化)体分布扣合较好；18-乙3Zn-Pb-Co-Ni-Sb-Au异常区处于三条矿脉交汇部位，在132线附近施工ZK01、ZK02、ZK03三个百米以内的浅孔，以验证矿脉地表至浅部的含矿情况，施工结果显示最高金品位仅达到0.13×10-6，验证效果较差，后期132线深部施工了一个850 m的钻孔，最高金品位也仅达到0.19×10-6。较为遗憾的是，作为以Pb、Zn为主的异常区，未对钻孔样品进行Pb、Zn的检测分析，从岩心特征观察，局部可见少量的方铅矿等硫化物的存在；21-乙1Zn-Pb-Ag-Co-Ni-Sb异常区范围最大，但限于地形未进行工程验证。验证工程反映出矿区地球化学测量的大致效果，岩石剖面测量上的极值点可以反映出附近有矿(化)体的存在，土壤地球化学圈定的异常区也具有参考价值，总体来看矿区开展地球化学勘查工作对于缩小找矿范围、圈定找矿靶区具有非常重要的作用。

3.2 EH4测量以及双频激电测深效果评价

矿区EH4测量以及双频激电测深采用的仪器为中南大学研制生产的SQ-3C双频激电仪，通过计算机程序(劳雷公司提供的软件包)对反映矿体信息的视幅频率(Fs)进行反演和正演，对矿区矿脉及矿体的分布进行分析预测，视电阻率断面图及平面图显示出本区电阻率与断裂构造发育和地质推测基本相吻合，推测的构造蚀变带宽于实际，在平面上圈出9个激电异常带[11]，具体位置见图2。

1—第四系；2—中元古界熊耳群马家河组；3—中元古界熊耳群鸡蛋坪组；4—中元古界熊耳群许山组；5—地层界线；6—矿脉位置及编号；7—地层产状；8—断裂带产状；9—勘探线位置及编号；10—已知矿体位置；11—水系沉积物异常；12—甲级土壤异常；13—乙级土壤异常；14—EH4激电异常带；15—可控源音频大地电磁法测线；16—详查阶段施工钻孔；17—后期验证见矿钻孔及编号；18—后期验证未见矿钻孔及编号图2 矿区综合找矿方法成果图Fig.2 Achievement map of comprehensive prospecting method in mining area

后期施工的ZK01、ZK02、ZK04、ZK05、ZK07对圈定的部分激电异常带进行了验证，图3为132线上圈定的激电异常及验证效果。如图3所示，根据电阻率反演的断裂构造推测位置与验证钻孔的地质情况基本相吻合，推测断裂带宽度及规模大于实际钻孔揭露的地质情况：钻孔揭露的F1断裂带顶板位置与电阻率反演结果近乎一致，钻孔揭露的F1断裂带底板位置则明显窄于电阻率反演结果；由于132线处于多条断裂交汇部位，次一级的断裂发育，电阻率反演结果显示F1、F7基本相接，造成钻孔揭露的F7断裂带位置与电阻率反演结果有一定的出入。

1—物探推测断裂带位置；2—激电异常带；3—验证钻孔位置及编号；4—钻孔分层位置；5—构造角(泥)砾岩；6—碎裂岩；7—安山岩；8—钻孔揭露断裂带位置及编号图3 第132勘探线工程验证效果图Fig.3 Verification effect drawing of 132 exploration line project

剖面上圈出的两个激电异常带验证效果显示，ZK01、ZK02两个钻孔最高金品位仅为0.13×10-6，未发现有意义的矿(化)体。矿区及区域上类似矿床的已知矿体表明，矿体产状与赋矿断裂带产状基本一致，而该剖面的激电异常带则呈现一个近似竖直的形态，同时浅部异常带近地表区域与构造角(泥)砾岩高度重合，构造角(泥)砾岩含水性强，因此该激电异常可能为水溶液形成产生高极化异常。

总体来看，EH4测量以及双频激电测深工作对确定断裂蚀变带的位置、产状、延伸情况具有较好的效果，而由于受含水层影响，在厚大断裂带内探测硫化物型金属矿床效果一般。

3.3 可控源音频大地电磁法测量效果评价

在矿区北东端与干树矿区接壤部位开展了可控源音频大地电磁法测量，测量测线方向垂直于矿脉走向，测点用天宝GEOXM2008手持GPS定位，点距40 m，仪器采用Ⅴ8多功能电法仪，电极距为40 m，最低工作频率为0.125 Hz。供电测量时间为3 s，供电极距AB极的距离长为2～3 km，观测单频点平均观测时间一般不少于60 s，数据处理由V8多功能电法仪相配套的MTSoft2D软件包进行。

后期施工部分钻孔视电阻率反演预测成果进行了验证，图4为98线上的验证效果。反演的视电阻率为中等梯级带，反演电阻率断面上显示，在+1 000～+1 400 m标高、160～400 m测距范围为一高阻区，在+1 000～+1 200 m标高、600～680 m测距范围为一中阻区，推测该范围内成矿条件差，矿化程度低，中间相对低阻带即预测的F1通过地带；+650～+950 m标高、80～560 m测距范围为一个低阻圈闭合梯级带，推测该范围有较好的成矿条件。验证孔施工效果显示，+950 m标高以上F1通过位置与物探反演基本一致，而深部钻孔最高金品位仅为0.17×10-6，并未揭露到有意义的矿(化)体，+650～+950 m标高的低阻圈闭合梯级带也难以解释，总体来看可控源音频大地电磁法测量对指导矿床找矿效果较差。

1—物探推测断裂带位置；2—验证钻孔位置；3—钻孔揭露断裂带位置图4 第98勘探线工程验证效果图Fig.4 Verification effect drawing of 98 exploration line project

4 矿床潜力评价

1)物化探工作圈定的异常进行了部分的工程验证，总体效果一般，但是物化探工作为矿区进一步勘查提供了找矿信息。实际上，化探工作圈出的7-甲3Au-Pb-Zn-Co-Sb(F1矿脉102线附近)异常地表本身有矿体露头的存在，钻探工程揭露其向深部的延深情况也较好(图5)。因此，一旦根据物化探异常找出地表矿露头，其深部的找矿潜力较大，F6、F7矿脉已知矿体的深部即为重点找矿方向。

2)化探工作在区内圈出多个以铅、锌为主的异常区，局部还有地表老硐揭露到铅锌矿体，说明矿区具备一定寻找铅锌矿床的条件。另外在ZK1024中采取的钻孔原生晕样品显示，在F1断裂顶板围岩中出现多处Pb、Zn、Cu异常，局部含量达到工业品位(图5)，同样反映出矿区形成铅锌多金属矿床的潜力。

3)F1作为区域性大断裂，经压性、张性、压扭性构造活动的多次叠加改造，近期施工的2 000 m钻孔也证实F1构造垂向延深至少1 800 m[11]。西青岗坪北东侧的干树金矿在F1深部探获盲矿体规模已达大型规模[12]，西青岗坪金矿同干树金矿F1规模、产状、构造岩特征相似，物化探验证钻孔显示西青岗坪金矿F1围岩蚀变与干树金矿类似，具有找矿意义的蚀变特征[13-15]，因此矿区F1断裂带深部仍具很大的找矿潜力。

1—断裂带位置及编号；2—钻孔位置及编号；3—坑道位置及编号；4—矿体；5—Pb地球化学原生晕曲线；6—Zn地球化学原生晕曲线；7—Cu地球化学原生晕曲线图5 第102线地质、地球化学综合剖面图Fig.5 Comprehensive geological and geochemical profile of line 102

5 结论

1)矿区开展了岩石、土壤地球化学测量、EH4及双频激电测深、可控源音频大地电磁法测量等综合找矿方法，验证工程效果显示，地球化学勘查对于缩小找矿范围、圈定找矿靶区具有非常重要的作用；EH4及双频激电测深对确定断裂带位置、延伸情况具有较好的效果，探测硫化物型金属矿床效果一般；可控源音频大地电磁法测量对指导矿床找矿效果较差。

2)邻区找矿成果对比显示，西青岗坪金矿F1断裂带深部仍具很大的找矿潜力；F6、F7矿脉地表已知矿体向深部仍具找矿潜力；地表及钻孔地球化学工作显示矿区具有形成铅锌多金属矿床的潜力。