作者按:一段时期以来,多个媒体平台(包括公众号、图书等)先后整理推送了大量国内外金属矿床找矿勘查成功案例。这些案例从理论思维、勘查历史、技术方法、经验总结等角度对矿床的找矿勘查过程进行了详细阐述,无疑对新一轮找矿突破行动具有重要启示意义。但这些案例介绍对背景、过程和成果着墨较多,很多读者读过仍不解渴。基于此,作者结合本人的理解,以作者推送的“金属矿床基本控制条件、基本规律与找矿勘查运用”成果为基础,将定期或不定期以这些案例(也包括作者挑选的其他案例)为基本素材和典型实例,通过对案例中反映的信息,针对有关成矿基本控制、基本规律科学原理分析、思维方法论升华以及如何指导实践运用等,谈一些学习体会,希望帮助感兴趣的同志能从中受到更多具有实际指导意义的启发,在找矿勘查实践中取得更大突破。一方面是为了进一步推介这些案例,另一方面是让其发挥更大作用。如有不当和不妥,敬请留言指正。
第13期 看看新疆维吾尔自治区乌恰县乌拉根铅锌矿的找矿突破
新疆维吾尔自治区乌恰县乌拉根铅锌矿
杨自安 蔡厚安 袁继明
有色金属矿产地质调查中心
乌拉根铅锌矿的发现主要得益于“就矿找矿【现有矿山的深边部勘查是最常见、最有效的探矿增储手段】”理论的应用。
一、任务来源
乌拉根铅锌矿位于乌恰县西265°方向直线距离20km处,北距康苏镇5km。矿区地理坐标:东经75°01′24″~75°03′41″,北纬39°39′45″~39°42′00″,中心点坐标为:东经75°02′30″,北纬39°40′52″,面积约7.51km2。行政区划属克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰县黑孜苇乡管辖。由矿区沿矿山公路北行约3km与喀什市通往吉尔吉斯斯坦的309省道相连,沿309省道东行20km至乌恰县城,由乌恰县继续东行130km至喀什市。喀什市有南疆铁路和航班直达乌鲁木齐市,交通十分便利。乌拉根铅锌矿主攻矿床类型为砂砾岩型铅锌矿床【体会:(1)乌拉根地区地质勘查的主攻矿种是铅锌,主攻矿床类型是砂砾岩层(K1)控制的层控型。(2)但后面还提到有角砾岩、角砾灰岩控矿(E1)】,矿山单位为紫金矿业集团股份有限公司,勘查单位为有色金属矿产地质调查中心,属于第三批国家级整装勘查区新疆乌恰县萨热克地区铜多金属矿整装勘查区。累计投入地勘费用16亿元,投入的主要工作量包括:钻探62000m,硐探12000m,槽探3058m3。
二、找矿思路确定
研究区域成矿地质背景认为,下白垩统是该地区重要的铅锌矿赋矿层位(1),在其西北部有下白垩统出露的地区,先后发现的铅锌矿点主要有江额结尔铅锌矿、炼铁厂铅锌矿、康西铅锌矿等。总结邻区已知矿床的找矿标志和成矿模式,加强类比和综合研究工作(2),合理布置工作量,对异常区布置工程验证(3),进而逐步发现了该矿床。【体会:从(1)到(3)主要控矿因素确定——区域分析对比——优选地区查证,常规的找矿方法与程序,实际上是很有效的。】
通过观察分析及矿床勘查认为,乌拉根铅锌矿床为层控砂砾岩型铅锌矿床(1)。从宏观特征分析:它受控于下白垩统克孜勒苏群(2),同时在区域上吉勒格、康西、加斯、江额结尔等一系列铅锌矿床(点)所产出的地层均为下白垩统克孜勒苏群。区域上,下白垩统克孜勒苏群在乌拉根-吉根地区长达77km的范围内广泛分布(3),区域化探资料显示在该层位具有明显的铅锌异常(4)。乌拉根式砂砾岩型铅锌矿受控于下白垩统克孜勒苏群顶部第五岩性段辫状河三角洲相砂砾岩(5),在后期构造活动叠加(6)的部位为铅锌矿富矿体产出的部位。区域无岩浆岩产出(7)【以上(1)-(7),是对该地区成矿控制因素和特征,系统的但仅是初步的总结,不过很重要】。
从成矿特征分析看,乌拉根式砂砾岩型铅锌矿含矿地层岩相受控于下白垩统克孜勒苏群顶部第五岩性段辫状河三角洲相砂砾岩(透水性良好的含砾砂岩或砾岩(1))。浅色层的成因为区域盆地油田卤水交代蚀变作用(2)的产物。矿体形态整体上具有顺层分布(3)的特征,向深部铅锌矿体变薄,品位变低【(4)对于这一点,需要认真分析:深部变薄,品位变低的原因是什么呢?是赋矿的砂砾岩层变薄了或没有了?或者地层还有,但被压实了,矿液进不去了?还是深部没有发生矿化作用?等等】;但局部矿体是穿层的,尤其是富矿体的形态,这是断裂叠加(5)【注意,这是本文首次提到断裂叠加,实际上要说的是成矿叠加】的结果。乌拉根铅锌矿床的矿石以砂状结构、浸染状结构为主,结晶粒度极细,硫化物沿层理或斜层理的分布是后期热液沿透水性良好的岩石作用的产物。矿床中主要硫化物为闪锌矿、方铅矿、白铁矿和少量黄铁矿,脉石矿物为细粒方解石,成矿期的矿物全部分布于砾岩、含砂砾岩的胶结物中(6)【反映胶结物是由含矿热液结晶形成的】,闪锌矿细粒,浅黄棕色,成矿温度很低;矿化与有机质密切相关。乌拉根矿床中存在大量的角砾状矿石,尤其是北矿带大量的热液状(7)【“热液状”矿石是什么样的矿石呢?热液脉状、透镜体状、破碎蚀变形成?】铅锌矿化(体),为后期构造改造的产物。【体会:以上(1)-(7)是对本矿床主要成矿特征,包括一些找矿标志、矿物组合、矿化规律的非系统性描述,同时还隐含了对成矿作用的分析:如热卤水交代成矿、多期热液叠加成矿等】
三、技术方法选择
在乌拉根铅锌矿区针对铅锌含矿层位及地表矿化带,开展了大比例尺地质填图、物探、化探及钻探工作。
(一)地质填图
除含矿岩系的岩性组合特征外【矿产基础地质工作是查明矿区主要控矿因素及其特征规律的主要手段,十分重要,无可替代】,还可见褐铁矿化、褪色蚀变、天青石化、硅化,少量白铅矿、菱锌矿,偶见黄铁矿,是重要的找矿标志。
(二)地球化学
土壤和岩屑地球化学扫面用于圈定异常区,矿层分布区具有Pb-Zn-Cd-Ag-W-Mo-Sr元素组合异常,各元素浓集中心极为吻合,Pb、Zn异常浓度高、范围大【体会:化探是发现矿化的最直接方法,对于本区这样的矿床而言,有利含矿岩石层位上如果具有标志性元素组合异常出现,基本上可以直接确定必然有矿(化)体存在,可以直接部署勘查工程了】;矿体(1)上方围岩有明显的Pb、Zn、Ag、Cd异常,在含矿层(2)未出露时,异常值是背景值的3~5倍,在含矿层已(3)出露时,异常值是背景值的8倍以上【(1)-(3)描述的现象,几乎是必然的】;金属元素分带从深部至浅部依次为Fe+Zn-Zn+Fe+Pb-Zn+Pb-Pb+Zn-Pb-Sr-Mg+Ca-Ca。
(三)重力和激电
矿床位于东西向和北西向重力梯度带的交汇【是成矿的有利部位?】部位,矿(化)体部位显示低阻、高极化,与围岩有明显差异,异常界线清晰。【体会:这个值得深入研究:(1)如果矿体中有足够量的多金属硫化物,并致重力或激电异常明显,这些方法有意义。(2)物探方法更易于确定具一定规模的含矿构造、含矿层位或特殊的含矿地质体,而不是直接发现矿体。(3)本区发现的物探异常不知道与其他控矿要素,如砂砾岩层、角砾岩、后期叠加的构造等,的吻合性如何?这此方法有没必要上,在什么位置上,针对什么目的,要认真对待】
(四)钻探【矿床勘查的终极手段】
钻探是最直接有效的勘探手段,在前期布置少量工作量验证异常,摸清矿体赋存情况,后期逐渐加密不断提高资源量级别,估算资源储量。
四、勘查发现过程
1951—1962年,前人在该区投入了少量的地质工作,在北矿带和南矿带【很早就发现了】固定了部分矿体并探获了少量的资源量,认为该矿床为低温热液成因【热液成矿观点也提出得很早】。
1996—2000年,有色金属矿产地质调查中心、新疆鑫汇公司对乌拉根铅锌矿区及其外围进行了系统的地质调查,认为乌拉根铅锌矿床为中-新生代热卤水成因【体会:(1)确定了成矿热液的性质——热卤水。(2)但中生代热卤水需慎重,是否可能是第一期成矿的热卤水?(3)因为矿化的岩石还包括后面提到的E1a的角砾岩,因此,成矿作用应形成于E1之后。或者可解释为第二期成矿】,矿床规模可达到大型以上。
2001—2002年,国土资源大调查项目“新疆乌恰地区铅锌多金属矿资源潜力评价”,以新疆鑫汇地质矿业有限责任公司为主,桂林矿产地质研究院参加,对乌拉根矿区进行了地质、物探、化探工作,并投入了少量的深部钻探。勘查证实乌拉根铅锌矿规模巨大【为什么?】,可分为南、北2个矿带【早就发现了,不是本次确定的】,并圈出南矿带东段、北矿带东段、北矿带中段3个矿化集中区段【体会:这似乎是本次勘查的重要成果,但它与规模巨大是什么关系呢?根据后面的讨论,似乎可以确定,除发现三个矿化集中区段外,本次勘查工作证明了含矿层位向深部有较大且稳定的延深,因而推断矿床规模很大】。获得铅锌资源量222×104t(333+3341),预测矿床远景资源量在1000×104t以上。
2004—2007年,新疆地质调查开展国土资源大调查项目“新疆乌恰-阿图什地区铅锌铜矿调查评价”,在乌拉根铅锌矿区针对铅锌含矿层位及地表矿化带,开展了大比例尺地质、物探、化探工作,重点对乌拉根铅锌矿区南、北矿带及乌拉根向斜核部进行了深部钻探验证【体会:显然前期勘查工作为验证向斜核部矿化是否连续提供了依据,而这次勘查工作证明了南北矿带向深部是通过向斜连为一体的,这是一个重要发现。不仅证明了前期的理论推断,同时大幅度增加了资源量】,获得(333+334)级资源量448×104t。
2011—2012年,紫金矿业集团股份有限公司通过实施钻探、坑探、探槽等工程施工【体会:可能是在上述勘查工作基础上的查缺补漏】,估算总资源/储量:(111b+122b+331+332+333)矿石量22230.61×104t,锌金属量5058262t、铅金属量880089t。
2012—2017年,紫金矿业集团股份有限公司通过加密探矿工程,提高了资源/储量级别,但总资源/储量变化不大。【体会:勘查结果表明,对于像本区这样由相对稳定地层层位和岩性控制的矿体,其勘查类型是相对简单的,过分的加密工程似乎没有必要。】
五、矿床基本情况
(一)区域地质背景
乌拉根铅锌矿位于塔里木盆地西部喀什凹陷北缘(图1)。区域出露中元古界至新生界,中元古界长城系阿克苏群(ChAk)黑云母片岩、二云母片岩等构成沉积盆地基底。志留系为一套浅变质含碳碎屑岩建造,包括千枚岩、变质砂岩、大理岩夹石英岩等;其次为泥盆系碳酸盐岩、砂岩和页岩等,石炭系碎屑岩夹碳酸盐岩等,二叠系砾岩、含砾砂泥岩等,三叠系碳酸盐岩仅零星出露;中-新生界以陆相碎屑岩建造为主,夹有少量含煤建造和碳酸盐岩建造。区域深大断裂主要以北东向和北西向为主,少数断裂为近南北向和近东西向;区域岩浆活动不强烈,出露的岩浆岩主要有晚志留世、早泥盆世超镁铁质岩和晚白垩世辉绿辉长岩脉(有色金属矿产地质调查中心,2008,2011a,2011b;刘增仁等,2011)。【体会:区域成矿地质环境——特别是古地理环境研究还有很大空间,例如热卤水形成于何时、何处、何环境、何机理、何规模和何规律等,因为它被认为与成矿有关。】