綜合地質-地球物理方法在金礦中的應用.pdf

第 2 9卷第 2期 2 0 1 2年 6月 世 界 核地 質 科 學 Wo d d N u c l e a r G e o s c ie n c e V0 1 2 9 No 2 J u n 2 0 1 2 DOI ： I O 3 9 6 9 0 is s n 1 6 7 2 - 0 6 3 6 2 0 1 2 0 2 0 0 9 綜合地質一 地球物理方法 在金礦中的應用 鄧華波 ，劉章 月2 ，劉 猛 ，曹錦元 ，郭方晶 ( 1 中國地質大學( 北京 ) ，北 京1 0 0 0 8 3 ； 2 核工業(yè)北京地質研究院 ，中核集 團鈾資源勘查與評價技術重點實驗室 ，北京1 0 0 0 2 9 ) 摘要河北省豐寧縣壩州營金礦床賦存于五臺期侵位的 “ 變閃長巖”中，該區(qū)從太古代到中生代 長期處于構造隆升剝蝕狀態(tài) ，發(fā)育多期巖漿侵位事件 ，為金礦提供了充分的成礦條件 。根據(jù)區(qū)域地質背 景及圍巖蝕變、礦化等特征 ，推斷本礦床屬于受構造控制的中一 低溫熱液石英脈型金礦 。結合礦區(qū)地質特 征開展地球物理工作 ，以高密度 電法圈定 了地下礦化體的范 圍，輔 以音頻大地 電磁測量 ，實現(xiàn)探測相對 深部斷裂構造 ，并 以鉆探證實 ，取得 了找礦突破 ，達到 了推斷控礦構造的走向和找礦前景等 目的。 關鍵詞 壩州營地區(qū) ；石英 脈型金礦 ；地球物理方法 ；找礦前景 中圖分類號 P 6 3 1 文獻標 志碼 A 文章編號l 6 7 2 0 6 3 6 ( 2 0 1 2 ) 0 2 0 1 1 0 - 0 5 App l ic a t io n o f c o mpr e he ns iv e g e o l o g ic a l g e o phy s ic a l m e t ho d in g o l d de po s it D E N G Hu a b o ， L I U Z h a n g y u e ，L I U Me n g ，C A O J in y u a n ，G UO F a n g j in g ( 1 C h i n a U n iv e r s i t y o f G e o s c ie n c e s( B e ij in g ) ，B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h in a ； 2 C NNC Ke y L a b o r a t o r y o f Ur a n iu m Re s o u r c e s E x p l o r a t io n a n d Ev a l u a t io n T e c h n o l o g y ， B e i j in g R e s e a r c h I n s t it u t e o f U r a n iu m G e o l o g y ，B e i j in g 1 0 0 0 2 9，C h in a ) Ab s t r a c t ：B a z h o u y in g g o l d d e p o s it O c c u r s in e p id io r it e wh ic h i n v a d e d in W u t a i p e r io d ，t h is a r e a h a s e x p e r ie n c e d t e c t o n ic u p l iftin g a n d e r o di ng f r o m Ar c h e a n t o Me s o z o ic a n d l o t s o f ma g ma e mp l a c e me n t e v e nt s whi c h pr o v i de d t h e f a v o r a b l e c o n di t io n f o r t he o r e f o r min g p r o c e s s T he g o l d min e r a l iz a t io n is in f e r r e d t o b e l o w mid t e mp e r a t u r e q u a r t z v e in t y p e c o n t r o l l e d b y f a u l t s I n t h is p a p e r g e o p h y s i c a l wo r k s is c h o s e a c c o r d i n g t o t h e g e o l o g ic a l c h a r a c t e r o f t h e o r e d is t ri c t ，t h e r a n g e o f t h e min e r a l iz e d b o d ie s u n d e r g r o u n d a r e d e l in e a t e d b y h ig h d e n s it y e l e c t r ic a l me t h o d a n d t h e d e e p e r p a r t s o f f a u l t s a r e d e t e c t e d b y E H4 a n d t h e n v e ri fi e d b y d r il l in g F in a l l y t h e t r e n d o f t h e o r e c o n t r o l l in g s t r u c t u r e is d e d u c e d a n d b r e a k t h r o u g h p r o s p e c t in g r e s u l t h a v e b e e n o b t a in e d for g o l d d e p o s i t Ke y wo r d s ：B a z h o u y in g a r e a ；q u a rt z v e in t y p e g o l d d e p o s it ；g e o p h y s ic a l me t h o d ；e x p l o r a t io n p r o s p e c t 豐 寧一承德地 區(qū)位 于冀北 尚義一赤 城一 平 泉金成 礦帶 的東段 ，該 區(qū)礦產(chǎn)資 源豐 富 ， 成礦階段眾 多。但越來越多 的資料表 明 ，印 支期一燕 山期( 1 1 9 2 3 5 Ma ) ，特別是燕 山期 是礦產(chǎn)形成的重要時期 1 - 2 o金礦類型 以石英 脈型金礦為主 ，其次 為蝕 變巖型 。此 區(qū)金礦 收稿 日期 2 0 1 1 1 0 2 5 ； 修回 日期】2 0 1 2 0 3 0 6 作者簡介鄧華波 ( 1 9 8 6 一 ) ，男 ，四川南充人 ，碩士研究生 ，研究方向 ：構造地質學 。 E-ma il ：d h b 一1 3 91 6 3 C O B l 1 2 世 界 核 地 質 科 學 第 2 9卷 長石和角閃石 ，少量石英 、黑云母和綠簾石 ， 屬 中偏基性侵入巖 ，是本 區(qū)金礦的 “ 礦源層 ” 之 一 。 1 2 2 礦體及礦石特征 壩州 營金礦 區(qū) 目前 已圈 出 1個 金 礦體 ， 控制長度為 4 0 0 1T I ，最大控制延深 為 3 2 0 m， 平 均厚度為 1 0 9 I n ，屬小型規(guī)模 。礦體形態(tài) 呈脈狀 ，厚度變化為 0 8 O 1 3 8 m，屬較穩(wěn)定 型。該礦體主要有益組分為 A u，其他元素暫 不具備工業(yè)意義。 礦石結 構 主要有 晶粒 結構 、碎裂 結構 、 壓碎充填結構和交代結構 。礦石構 造主要有 條帶狀構造 、細脈浸染狀構造和浸染狀構造 。 礦石礦物有黃鐵礦 、磁 黃鐵 礦、黃銅礦 、輝 銅礦 、閃鋅 礦 、方鉛 礦 、自然金 、褐鐵 礦 、 藍銅礦 和孔雀石等 。脈石礦物有石英 、鉀長 石 、斜 長石 、角 閃石 、 黑 云 母 、絹 云 母 、 白 云母、綠泥石和方解石等。 1 2 3圍巖蝕變特征 礦 區(qū)主礦體主要賦存于 斷層兩 側 的碎裂 巖中，礦區(qū)圍巖蝕變很普遍。金礦( 化) 脈 的圍 巖蝕變 主要有鉀 長石化 、硅化 、黃鐵 礦化 、 綠泥石化 、黏土化及碳酸鹽化等 ，顯示 出低 溫熱 液礦物組合的蝕變特征 。圍巖蝕變特征 在金礦脈旁普遍具有分帶現(xiàn)象。 1 3 礦 床成 因探 討 太古宙時期 ，區(qū)內發(fā) 育強烈 的火 山噴發(fā) 和巖漿侵入 ，形成 了 目前 相對富含 A u 、鯫 、 F e等金屬元素的基性基底 ，隨后伴隨著 區(qū)內 的區(qū)域變質等作用 ，原巖 中的有益組 分進一 步被活化 、富集 ，形成第 1礦源層 。太古代 至 中生 代 區(qū)域 長期處 于構 造隆升 剝蝕狀 態(tài) ， 并發(fā)育多期巖漿事件 ，攜帶豐富的 A u 、A g等 元 素的 同時進一 步萃取 圍巖 中的有用元 素 ， 形成了本區(qū)的第 2礦源層_ 6 。 海 西運動晚期 ，火 山活動 主要表現(xiàn) 為花 崗質巖漿 的侵位 ， 隨著侵入活動 的結束 ，大 量 的富含 S 、C l 等揮發(fā)組分和攜帶著 A u 、A g 、 F e等 的硫化物礦漿上升侵位 ，以絡合物形式 進一步萃取 圍巖 中的金屬 元素 ，并在天水線 附近進行物質與能量 的交換 ，但 熱液運移至 裂 隙、破碎帶處 ，由于物理一 化學環(huán)境的變化 使大量 的有 益組分沉 淀下來 ，同時與 圍巖進 行強烈 的交代作用 ，最終形成 了本 區(qū)含金石 英脈型、破碎蝕變巖型金礦。 2綜合地質一 地球物理方法 2 1 地 質方 法 2 1 1 構造、巖性特征 發(fā)育在太古代變 閃長巖 中的 N W 向斷裂 構造是本礦區(qū)直接的找礦標志。 2 1 2 含金地質體露頭特征 區(qū)內金礦 床類 型主要 為灰 色石 英脈 型 、 其次為蝕變巖型 ，它們在地表 的露 頭是直接 的標志 。 2 1 3圍巖蝕變特征 外層為圍巖( 變閃長巖或片麻巖 ) ，向內 巖 石發(fā)生 片理化 和破碎 ，產(chǎn)生退 變質 作用 ， 圍巖中角 閃石 發(fā)生水 化 ，轉變?yōu)楹谠颇?，進 而蝕變?yōu)榫G泥石 。此時可有結晶好 ( 常為立方 體晶形) 的黃鐵礦出現(xiàn) ，有微弱的金礦化 。在 內帶 ，出現(xiàn)絹云母化 、弱硅化 和或有或無 的 鉀長石化 ，巖石明顯褪色 ，普遍有 黃鐵 礦化 和金 礦化 。 2 2 地 球物 理方 法 2 2 1 方 法選 擇 依據(jù)本 區(qū)礦石 中含有 大量硫化物 和石英 脈 ，金礦體多 以脈狀 、網(wǎng)脈 狀 、細脈浸染狀 產(chǎn)于花崗閃長巖中，礦化分帶 明顯 ，成礦與巖 體關系明顯的特點 ，可推導出礦體與 圍巖的導 電性差異不大 ，但是存在明顯的激電性差異口 。 因此 ，可在礦 區(qū)使用 高密度 電法和音頻大地 電磁法來進行找礦預測 ，并施鉆 以驗證。 高密度 電法是一種 在方法技 術上有較 大 進步的電阻率法或激發(fā)極化法 ，以巖 ( 礦 ) 石的 導電性差異 和激 電異常效應為基礎 。高 密度 電法采用 了多 電極 高 密 度 一 次 性 布 極 ，儀 器按 照 預先設 定 工作方式 自動變換供電電極 與接收電極的位置 ，實現(xiàn) 了數(shù) 據(jù) 自動采集功 能 ，用于探測深度小于 2 0 0 1 1 1 的淺部精細地 質結構 ，并查 明工作 區(qū)內的激 電異常 區(qū)域與 礦體 、含礦 圍巖位置 的關 系 ；而音頻大地 電 磁 法則可彌補高密度電法探測深度較淺 的不 足 ，實現(xiàn)探測深部電性結構特征 、推斷相對深 部斷裂構造的 目的，并驗證音頻大地電磁測量 結果所反映的深部信息是否可作為推斷高密度 1 l 8 世 界 核 地 質 科 學 第 2 9卷 素 ，根據(jù)工藝不 同而分配 到各產(chǎn) 品中 ，錫精 礦中放射性測量結果如表 5所示。 表 5各產(chǎn)品放射性比活度 Ta b l e 5 Th e s p e cifi c r a d io a ct iv it y o f e a ch p r o d u ct s 核素 比活度 ，鉑， ( B q k g - ) 產(chǎn) 品 U r h a 由于每一種放射性核素 比活度低于 l 0 0 0 B q k g 才能達到冶金行業(yè)產(chǎn) 品標準 H ，所 以 必須進行放 射性去污 。放射性較高 的錫精 礦 可通過 5 H N O ， 處理 降低其放 射性 比活 度 。 酸洗后錫精礦的放射性測量如表 6所示 。 表 6 酸洗錫精礦的放射性去污結果 Ta b l e 6 Th e s p e cif i c r a d io a ct i v it y o f S n co n ce n t r a t io n a f t e r p ick l i n g 核素 比活度 ，a B ( B q k g ) 產(chǎn) 品 瑚U 昭T h Ra 5 HN 0 3 酸洗 由表 6可見 ，經(jīng) HN O 洗滌去污 ，錫精礦 中放射性核素水平基本符合標準要求。 4 結 論 ( 1 )通過分析研究表 明 ，某冶煉場尾 渣 中鈾 、鈮 、鉭和錫等元素 回收價值較高 ，鈮 、 “ 鉭主要 以鈮鐵礦 、鉭鐵礦形式存 在 ，錫主要 以錫石存在 ，部分富含鐵。 ( 2 )溫度 和時間對尾渣 中鈾 浸出都有顯 著影響。常溫下 ，2 的 H 2 S O 浸出 1 0 0 h ，鈾 浸 出率 達到 8 0 以上 。 ( 3 )重選 拋尾后 ，鈮 、鉭 和錫 等富集到 重 礦物中 。鈮鐵 礦 、鉭 鐵 礦 磁 性 較 強 可 通 過 弱 磁 選 實 現(xiàn) 回收 ，鉭精 礦 品位 達 3 1 以 上 。 ( 4 )通過強磁選除去錫石 中的弱磁性礦 物 ，提高錫精礦品位 ，達到 6 2 以上 。錫 回收 率達到 6 5 以上。 ( 5 )經(jīng)過 HN O ， 洗滌 ，其錫精礦放射性 比 活度基本達到冶金行業(yè)要求。 參考文獻 I 全 國有 色金 屬標準化技術 委員會 Y S T 3 5 8 1 9 9 4 鉭鐵礦 、鈮 鐵精礦化學分 析方法 S 北 京： 中國 標準 出版社 ，1 9 9 5 2 全 國有 色金屬標準化 技術委員會 Y S ， I 3 9 4 2 0 0 7 鉭精礦 S 北京： 中國標準 出版社 ，2 0 0 7 3 全 國有 色金屬標 準化技 術委 員會 Y S r F 3 3 9 2 0 0 2 錫 精 礦 S 北京： 中國標準 出版社 ，2 0 0 3 4 全 國有 色金屬標 準化技術委 員會 G B 2 0 6 6 4 2 0 0 6 有 色金 屬礦產(chǎn)品 的天然放 射性限值 S 北京： 中 國標準 出版社 ，2 o o 7 ( 上接第 1 1 4