电吸附法在岩石地球化学找矿中的试验及初步效果——以内蒙古赤峰金蟾金矿为例

赵立克，周奇明，张江波，施玉娇，种松树，谭 杰，田柯楠，王建超，陈青云

(1.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西 桂林 541004；2.赤峰金蟾矿业有限公司，内蒙古 赤峰 025582)

0 引言

勘查地球化学在地质勘查找矿中有着不可替代的重要作用。近年来，随着勘查找矿工作的不断深入，出露地表和埋藏浅部的矿产资源越来越少，寻找深埋藏的隐伏矿床已成为当下及今后地质勘查找矿的重要方向。而电吸附法就是一种针对寻找隐伏矿的新技术新方法，该方法属地球化学找矿活动态组分提取法的一种，经过多年的实践与发展，该方法已成为寻找深部隐伏矿床的重要手段之一[1-4]。

电吸附法是通过室内物理化学方法来发现后生地球化学异常的找矿方法。后生异常组分多为活动态，但活动态组分不仅存在于后生异常中，也存在于同生异常，即原生晕异常和次生晕异常中，所以在寻找露头矿和浅埋藏矿时，电吸附法和常规化探方法效果一样。电吸附法已在国内多个矿山进行实践应用，如河北后沟金矿、云南北衙金矿、山东麻湾金矿等，均表明常规化探无法显示的深部矿致异常电吸附法往往能较好的显示，从而指导深部找矿[5-9]。然而，在以往的找矿应用中，测试的对象都是地表的土壤样品；另一方面，随着找矿深度不断增加，仅从地表很难捕获深埋隐伏矿的地球化学异常信息，能否利用电吸附法提取坑道岩石异常信息的有关试验，成为了扩大电吸附法应用范围的关键。

金蟾金矿位于内蒙古赤峰市喀喇沁旗大水清村，是华北克拉通北缘一个较为典型的蚀变岩-石英脉型金矿床。矿山始建于1992年，目前矿山采选能力500 t/d，近年来矿山资源消耗殆尽，新探明储量严重不足，保有储量连年下降，已成为危机矿山[8]。该矿区已有不少单位和学者进行了工作和研究[10-17]，但多集中在矿区地质调查、岩石地球化学、矿物学及矿床成因等方面，虽也有物化探方面的研究工作，但都是传统的地表物化探工作，且都未能成功预测隐伏矿体。电吸附法在该矿区深部坑道岩石地球化学找矿中的试验，不仅能完善电吸附方法，拓宽其应用领域，同时对该金矿寻找后备资源亦有帮助。

1 矿区地质概况

金蟾金矿位于华北克拉通北缘，北部为兴蒙造山带，矿区处在EW向赤峰—开源大断裂、NNE向红山—八里罕断裂、锦山—美林断裂构造的交汇部位，矿区内岩浆活动剧烈，构造发育，矿体赋存于NE向的次级断裂构造中。

1.1 地层

矿区主要出露晚太古代建平群变质岩、元古界明安山群以及第四系沉积物(图1)。太古代建平群变质岩系(Ar)主要出露于矿区北东部的松树沟一带。主要岩性有黑云斜长片麻岩夹角闪斜长片岩、大理岩，恢复原岩应以深成侵入体为主，含部分表壳岩石。岩石的同位素年龄在2800～2500 Ma，属于晚太古界[18]。元古界明安山群(Pt)在矿区内出露较少，只在矿区孙家沟以北小面积分布。矿区出露的是明安山群的下岩组上段，岩性主要为千枚状二长云英片岩、石英片岩夹大理岩[14]。第四系(Q)主要为一套风成黄土，在矿区内呈现南北横贯的特征，出露面积较大。

1.2 构造

矿区各种断裂构造极其发育， 安家营子似斑状二长花岗岩形成之后，岩体内形成一系列类平行或斜列的NNE向断裂及少量NE向、NW向断裂。NNE向断裂：由数十条走向一致的断层首尾相连或平行侧列产出，断裂长数十米至数千米不等，为成矿期主要含矿断裂。断裂总体走向NE35°，倾向SE，倾角55°～75°，超过80%的单条断裂平面上呈反“S”形，断裂面呈舒缓波状且较为平整，显示其为右行剪切运动产物。NW向断裂：在矿田内不发育，走向NW50°，倾向NE，倾角55°～80°，该组断裂结构面平整光滑，规模较小，长数米至数十米，宽0.1～0.2 m，常被细的岩脉充填，或者在与NNE向断裂带交汇处形成NNE向断裂的分枝。NE向断裂：仅在雁池沟、头道沟两处发育，总体走向NE40°～50°，倾向SE，倾角50°～65°，一般为流纹斑岩、石英斑岩充填。

图1 金蟾金矿区地质图Fig.1 Geological map of Jinchan gold mining area

1.3 岩浆岩

矿区岩浆活动强烈，且以中生代造山期花岗岩类为主，出露岩体主要为安家营子花岗岩，后期发育石英斑岩、花岗斑岩、霏细斑岩和流纹斑岩等，其中以流纹斑岩最为发育。通过野外观察发现，流纹斑岩明显晚于安家营子岩体。

安家营子岩体呈以长轴方向为NW60°侵位于区域喀喇沁花岗岩体中，与其呈侵入接触关系，为金蟾金矿的主要赋矿围岩。该岩体平面形态为椭圆形，出露面积约74 km2。岩体具分相特征，中心相为粗粒似斑状二长花岗岩，边缘相为石英二长岩。安家营子岩体中发育大量的暗色闪长岩包体，这些包体大小不一，粒径为几厘米至几十厘米，形态为浑圆状—椭圆状，与围岩接触界限清楚，呈灰色—灰黑色，细粒等粒状结构，块状构造，观察发现包体中含有花岗岩的成分及钾长石巨晶，暗示演化过程中可能存在不同岩浆熔体的混合。

流纹斑岩呈脉岩产出，NE向展布，主要分布于安家营子岩体的中心部位，是该矿田内最为发育的脉岩类型。大多数流纹斑岩脉与金矿脉、矿化蚀变带平行分布，往往构成矿体的上、下盘，局部可见其侵入到矿化蚀变带中，两者的产状基本一致。

1.4 矿化蚀变特征

矿区矿物组合金属矿物以黄铁矿为主，次为黄铜矿，少量方铅矿、闪锌矿和金矿物；非金属矿物主要为长石和石英，次为绿泥石、黑云母、绢云母，少量绿帘石。本区金的粒度很小，肉眼无法直接辨认，而黄铁矿是主要的载金矿物，故以黄铁矿的结晶习性及在矿石中的分布关系来划分矿石的结构和构造。据此，矿石结构主要有两种：自形—半自形细粒结构、半自形—他形细粒结构。构造有三种：浸染状构造、斑杂状构造和条带状构造。矿石自然类型简单，据矿物成分、结构构造和矿物组合特征，矿石自然类型为蚀变岩类型；按矿石结构、构造划分，有浸染状矿石、斑杂状矿石和条带状矿石三种类型。矿床内没有氧化矿石，总体上为原生矿石。

区内的蚀变种类较多，主要有8种，即硅化、绿泥石化、黄铁矿化、绢云母化、高岭土化、绿帘石化、碳酸盐化和钾化。蚀变严格受NNE向构造破碎带的控制，均为线型蚀变，其分布与断裂破碎带完全吻合。蚀变带的规模、蚀变种类和蚀变强度均与构造破碎带的规模、岩石破碎强度和微裂隙的发育程度成正相关的关系。即构造破碎带愈宽、岩石破碎愈强、微裂隙愈发育，则蚀变带愈宽，蚀变种类愈全，蚀变愈强，矿化愈好。

2 样品采集与分析测试

坑道电吸附剖面测量根据实际需要共选取了6条穿脉，包括阳坡采区七中段46线穿脉、阳坡采区十三中50线穿脉、南大洼采区十中段14、18、22线穿脉、李麻子沟采区十二中段9线穿脉。其中阳坡采区七中段46线穿脉较长且矿脉数量较多，作为试验性剖面研究，其他穿脉剖面均布设在采区最底部中段，用以探究深部矿脉存在的位置和可能性，为矿山深部探矿提供依据。

本次共采集样品260件，布设采样间距为20 m，重点地段采样间距加密到5～10 m，全部为井下坑道中的岩石样品。样品磨碎至200目，在实验室进行预处理：称取样品10 g放入特制电吸附容器中，加入助溶剂，完全浸润样品并沉淀，溶液透明后备用；加入吸附介质，每个样品的吸附介质重量相同；插入电极并使之固定，接通电源，采用10 V的直流电源，通电使其充分反应，使检测元素吸附到吸附介质上；取出吸附介质送检。

本次样品测试分析在中国有色桂林矿产地质研究院有色金属桂林矿产地质测试中心完成，分析测试Au、Ag、Cu、Pb、Zn五种元素，检测仪器为美国Thermoi CAP Q电感耦合等离子体质谱仪。

3 分析数据及异常特征

3.1 分析数据

对260件样品测试结果采用频率分布曲线法分析异常下限(表1)，以此为依据划分异常区，并结合矿床地质特征，指导深部找矿。

表1 分析数据统计Table 1 Statistical table of analysis data

3.2 阳坡采区异常特征

阳坡采区七中段46勘探线穿脉巷道存在Ⅰ#脉、Ⅲ#、Ⅳ#脉、Ⅴ#脉和88#脉等多条矿脉，由46勘探线异常曲线(图2)可见，在该中段坑道内已知矿脉及其南东侧，Au、Ag、Cu、Pb、Zn元素均显示了高值异常，这是因为矿脉产状为NE走向，SE倾向，坑道内已知矿脉南东的高值异常正是下部中段即深部矿脉的异常反映，电吸附异常与已知矿脉对应关系较好。因此，认为电吸附法在金蟾金矿井下坑道穿脉中是有效的。

图2 金蟾金矿阳坡采区七中段46勘探线电吸附异常剖面图Fig.2 Electric absorption anomaly profile ofthe exploration line No.46 at the seventh middle level inYangpo mining section of Jinchan gold deposit

阳坡采区十三中段为该采区最深处中段，在50勘探线穿脉的电吸附异常曲线(图3a)显示，在2～5号采样点存在一个Au、Ag元素峰值异常区，该异常区(Y13-Ⅰ)位于Ⅱ#矿脉的南东侧(图3b)，推测为Ⅱ#脉深部矿脉异常反映，深部有矿脉的存在的潜力较大，为一处有利找矿靶区。

3.3 南大洼采区异常特征

从南大洼采区十中段穿脉电吸附异常曲线剖面图(图4)看，14勘探线可分为34～40号采样点、15～25号采样点和1～10号采样点三处异常区；18勘探线可划分26～35号采样点和8～18号采样点两个异常区；22勘探线可划分为70～80号采样点、48～61号采样点、30～41号采样点和10～25号采样点四处异常区。

从南大洼采区十中段平面图(图5)来看，14、18、22勘探线整体可划分为4个异常带，其中异常带N10-Ⅰ位于22线70～80号采样点和18线26～35号采样点；异常带N10-Ⅱ位于22线48～61号采样点、18线8～18号采样点和14线的34～40号采样点；异常带N10-Ⅲ位于22线的30～41号采样点和14线的15～25号采样点；异常带N10-Ⅳ位于22线10～25号采样点和14线的1～10号采样点。这4处异常带具有寻找隐伏矿的潜力。

图3 金蟾金矿阳坡采区十三中段50勘探线电吸附异常剖面图(a)与电吸附异常区平面图(b)Fig.3 Electric absorption anomaly profile of the exploration line No.50 at the 13th middle level inYangpo mining section of Jinchan gold deposit (a) and plan map of the electric absorption anomaly (b)1—巷道 2—竖井 3—地表勘探线及编号 4—采样点及编号 5—异常区及编号

南大洼采区Ⅱ-5#脉是该采区的主要矿脉，也是规模最大矿脉。在十中段该矿脉处的破碎带宽0.3～3 m，破碎带发育连续，带内为碎裂蚀变花岗岩，矿化蚀变发育黄铁矿化、硅化，局部发育石英和黄铁矿脉。从破碎带规模来看，向下延伸趋势较好，深部有矿脉存在的可能。穿脉电吸附异常特征显示，异常带N10-Ⅱ可能为Ⅱ-5#脉深部矿脉异常反映。南大洼采

图4 金蟾金矿南大洼采区十中段14/18/22勘探线电吸附异常剖面图

区Ⅵ#脉也是该采区重要矿脉之一，在十中段该矿脉的破碎带宽0.1～0.35 m，破碎带较上部中段规模变窄变差，见有硅化和黄铁矿化，有含矿细脉线产出，从破碎带规模上看，向下延伸呈减弱趋势，深部亦可能存在矿脉，但规模可能较小，深部找矿前景较Ⅱ-5#脉差。穿脉物电吸附异常特征显示，异常带N10-Ⅲ可能为Ⅵ#脉深部矿脉异常反映。因此，与异常带N10-Ⅲ相比，异常带N10-Ⅱ找矿潜力较大。

3.4 李麻子沟采区异常特征

由金蟾金矿李麻子沟采区十二中段9勘探线电吸附异常曲线(图6)及平面图(图7)可见，9勘探线可划分为3个异常带，其中异常带L12-Ⅰ位于28～33号采样点，异常带L12-Ⅱ位于18～24号采样点，异常带L12-Ⅲ位于6～14号采样点。这3处异常具有寻找深部盲矿的潜力。

李麻子沟采区主矿脉Ⅴ-2#脉在十二中段破碎带宽1.5～4 m，规模连续稳定，矿化蚀变发育硅化和黄铁矿化，该中段有矿山采矿工程，矿脉发育较好。从破碎带规模看，破碎带向下延伸趋势好，深部存在盲矿可能性大。穿脉电吸附异常特征显示，异常带L12-Ⅱ为Ⅴ-2#脉深部矿脉异常反映，找矿潜力较大。

图5 金蟾金矿南大洼采区十中段电吸附异常平面图

图6 金蟾金矿李麻子沟采区十二中段9勘探线电吸附异常剖面图Fig.6 Electric absorption anomaly profile of the exploration line No.9at the 12th middle level in Limazigou mining section of Jinchan gold deposit

3.5 讨论

电吸附法研究的是后生地球化学异常，主成矿元素及其伴生元素在矿物中通常是不活泼的，而隐伏矿体在地下深处的后生地球化学作用过程中是相当活泼的。隐伏在地下深处的矿体很容易在各种地质作用下使其成矿元素及伴生元素发生溶解迁移至浅部及地表[7]。

金蟾金矿井下坑道剖面的岩石样品分析数据显示出了较好的电吸附异常曲线，部分异常在赋存已知矿体破碎带的深部的上方，为已知矿体深部异常反映，找矿潜力较大，包括阳坡十三中段异常区、南大洼十中段异常带N10-Ⅱ和N10-Ⅲ、李麻子沟十二中段异常带L12-Ⅱ。

图7 金蟾金矿李麻子沟采区十二中段电吸附异常平面图Fig.7 Plan map of the electric absorption anomalyat the 12th middle level in Limazigou mining section of Jinchan gold deposit1—蚀变带 2—控制矿体 3—巷道 4—竖井 5—勘探线及编号 6—采样点及编号 7—推测异常及编号

4 找矿应用效果

根据本次研究成果提供的异常区，赤峰金蟾矿业有限公司结合实际情况对南大洼采区异常进行了坑内钻探验证工作，显示了良好的找矿效果。李麻子沟采区深部采矿工程亦证实电吸附深部找矿的有效性。阳坡采区深部尚未进行工程验证。

4.1 南大洼采区

依据电吸附异常特征，南大洼采区十中段可划分为4个异常带，其中异常带N10-Ⅱ可能是II-5#脉深部矿体的异常反映，寻找隐伏矿体的潜力较大。据此，矿山在14线、18线、20线及26线的异常带N10-Ⅱ范围内开展了坑内钻探验证工作，其中14线、18线和20线的钻孔中均见有破碎带和较强矿化，Au的品位为0.03×10-6～0.99×10-6，为II-5#脉深部延伸延伸，见矿化位置与异常带N10-Ⅱ基本对应。26勘探线施工的钻孔NK210-26-2和NK210-26-3见矿，见矿位置为II-5#脉深部延伸，且与异常带N10-Ⅱ对应(图8)。NK210-26-2孔深162.2 m，135.5～152.6 m处见碎裂花岗岩，其中139.5～140.5 m处黄铁矿化好，Au的品位为2.28×10-6，推测为Ⅱ-5#脉，见矿高程450 m。NK210-26-3孔深222 m，93.5～94.1 m处见碎裂花岗岩，黄铁矿化较好，Au的品位为2.27×10-6，推测为Ⅱ-5#脉上盘支脉，见矿高程490 m；188.3～204.8 m处见碎裂花岗岩，局部黄铁矿化较好，取样分析Au的最高品位达0.36×10-6，推测为Ⅱ-5#脉，见矿高程380 m。

图8 金蟾金矿南大洼采区找矿效果示意图Fig.8 Sketch map of prospecting result inNandawa mining section of Jinchan gold deposit

4.2 李麻子沟采区

根据电吸附异常特征及地质特征，预测李麻子沟采区十二中段异常带L12-Ⅱ深部存在盲矿可能性较大，推测是Ⅴ-2#脉的深部矿体的异常反映。目前在11线、9线、7线十三中段到十五中段之间正在开采的Ⅴ-2#脉矿体与上述预测异常位置基本一致，矿体平均厚度为1.2 m，矿体金的平均品位为2.5×10-6，矿体延深过十四中段向下(图9)，表明电吸附法在该处效果显著。

5 结论

对金蟾金矿井下穿脉坑道岩石样品进行电吸附地球化学找矿研究，认为矿脉上方异常峰值显示较好，电吸附异常对深部矿脉的存在具有指示作用。利用井下坑道穿脉电吸附法，在阳坡采区、南大洼采区和李麻子沟采区进行深部找矿预测，电吸附均具有较好的异常显示，表明深部存在找矿空间，并在三个采区分别圈定了找矿潜力较大的异常区。

金蟾金矿受NE向构造控制明显，本次选取的阳坡、南大洼和李麻子沟采区赋矿构造破碎带连续性较好，向深部仍有较好延续，且电吸附异常与构造向深部延伸部位对应关系良好。坑道钻探工程及采矿工程显示在南大洼采区和李麻子沟采区具有良好找矿应用效果。

试验结果表明，电吸附法在岩石地球化学找矿中具有一定的应用前景。