3.12.1.1以地質填圖為主的基礎地質工作是礦區找礦突破的關鍵。
礦區基礎地質工作的程度是制約礦區找礦突破的主導因素。通過礦區近幾年的找礦實踐,在以下兩個方面對成礦規律認識的突破,對勘查工作起到了積極的作用。
對(1)成礦環境的重新認識,為該區找礦奠定了理論基礎。
1)通過區域地質演化分析,認為該區成礦作用與華力西期華北板塊和西伯利亞板塊碰撞造山作用有關,為島弧或陸緣弧造山環境,具有形成典型斑巖礦床的有利條件。首次建立了該區斑巖-淺成低溫熱液成礦系統,按照新的找礦思路開展了接替資源找礦,取得突破性新進展。建立了脈狀和斑巖型礦化類型,以及金、銅、鉬等不同礦化元素的分帶規律。
2)建立了礦區不同礦化類型的找礦標誌,初步研究了礦化蝕變分帶特征,為下壹步找礦奠定了基礎。金礦化與矽化作用密切相關,馬尾絲狀煙灰色應時細脈和網狀脈是主要找礦標誌。伴隨的蝕變包括絹雲母化、綠泥石化、綠簾石化、黃鐵礦化和碳酸鹽化。
(2)礦田構造系統分析是礦田突破的關鍵。
根據礦田構造填圖,建立了礦田北西向和北東向斷裂構造的“菱形格”控礦構造模式,重新圈定了ⅱ號礦帶,提出了“節點控礦”模式和火山破碎機制控礦模式。特別是高精度遙感數據(如ETM、SPOT、QuickBird等。)在識別礦田構造系統中起重要作用。
3.12.1.2化探方法是基巖裸露區找礦的有效標誌。
在礦區開展了65,438+0 ∶ 5萬、65,438+0 ∶ 65,438+0,000巖屑(土壤)地球化學測量和65,438+0 ∶ 2000地球化學剖面測量,在礦區均有明顯的地球化學異常,對1號礦帶的發現起到了很大的作用。發現了ⅱ礦帶的邊緣異常,對重新認識ⅱ礦帶的含礦性起到了指導作用。問題是這種方法只對基巖出露區有壹定的指示作用,而化探方法不適用,或者常規化探方法有局限性,比如ⅱ礦帶的主礦體位於現代風成砂之下。正是因為這個原因,2號礦帶壹直沒有被前人發現,本次找礦也因為這個因素花費了大量的時間勘探主礦體的含礦部位。發展內蒙古風沙覆蓋區的地球化學找礦方法十分必要。
3.12.1.3電法和電磁法對構造體系的建立有壹定的指導作用。
工作區大多位於覆蓋區內,基礎地質工作開展難度大,不僅地表如此,深部也是如此。特別是與成礦有關的成礦地質體——中酸性巖漿巖,多為隱伏巖體,控礦關鍵因素——構造的三維空間分布特征,需要有效的地球物理勘探方法獲取。本次工作進行了高密度電法和EH4連續電導率剖面測量,結果表明物探方法對構造體系的建立有壹定的指導作用。特別是通過EH4和高密度電法測量,認識到ⅱ礦帶的存在,但對具體的含礦部位和隱伏巖體的位置提供的信息很少。這次用物探方法指導找礦效果不明顯,不是因為方法本身,而是因為我們的工作不系統,工作部署也只是表面的,無法宏觀全面地分析礦田的地質問題。
3.12.1.4深部勘探的關鍵是大量的工程控制。
在正確的礦床模型、地球物理深部填圖技術和地球化學深穿透技術的指導下,可以推斷深部可能存在某種礦體。但要確認深部是否有礦體,規模有多大,必須有大量的工程控制,密集的深部鉆探,持續的向下挖掘。特別是類似這個工區,地表露頭少,地質情況不清楚,需要大膽的工程驗證。
3.12.2礦床發現的意義和啟示
3.12.2.1華北板塊北緣第壹個大型獨立隱伏斑巖型金礦床。
華北板塊北部是中國重要的金多金屬成礦帶。長期以來,該區成礦研究的重點和找礦的主要精力都集中在華北板塊北緣(陸塊)。成礦作用主要受前寒武紀結晶基底、區域性深大斷裂帶和中生代火山-巖漿活動控制。顯然,由於該區發現的已形成的金礦床很少,對成礦十分有利的典型島弧(大陸弧)構造——巖漿巖帶並未受到人們的重視。然而,在世界範圍內,與板塊俯沖有關的溝弧盆環境是銅金礦床最重要的成礦背景之壹。也就是說,只要存在與板塊俯沖有關的溝弧盆環境,就會在其中發現典型的斑巖型銅金多金屬礦床。因此,在華北板塊北部這壹典型的溝-弧-盆體系中的島弧構造-巖漿帶,長期沒有發現與其環境相匹配的斑巖礦床,成為地質和礦床學領域的壹個謎。
碧力合金礦是壹個獨立的大型高品位斑巖型金礦床,在華北板塊北緣首次發現,具有典型性和代表性(葛良生等,2009)。從壹個側面證明了長期被忽視的華北板塊北部古生代島弧增生帶不僅是壹個非常重要的成礦地質環境,也是壹個與環境相匹配的礦床類型,而且具有非常突出的特征。從而在壹定程度上解決了這壹領域長期困擾人們的壹個重要科學難題。由於斑巖礦床呈簇狀、帶狀分布,可以肯定的是,隨著找礦勘探的逐步推進和深入,在本區和本區的相似環境中將會發現相似的礦床,這說明礦床的發現過程和類型的確定對本區相似地質環境中相似礦床的尋找和勘探具有重要的示範意義。
3.12.2.2華北板塊北部晚古生代匯聚板塊構造體系的新證據。
陳燕菁等人(2010)指出,礦床是壹種獨特而復雜的地質體,往往是各種地質作用綜合作用的結果,更全面或完整地記錄了地球的演化,避免了壹些簡單地質體只能給出壹些信息的片面性。在各種地質體中,只有礦床是經過大量工程勘探的地質體,其三維形態、內部結構、元素和礦物組成特征及其變化得到了詳細而準確的揭示,使基於礦床研究的地球動力學演化認識更加可靠。礦床是成礦系統的產物,因此成礦系統的形成也具有地球動力學的指導意義。
雖然古亞洲洋自西向東逐漸閉合,但中亞造山帶在古生代以強烈的大陸增生為特征,晚古生代巖漿弧和巖漿-流體成礦系統的廣泛發育是不爭的事實(陳燕菁,2010)。但晚古生代巖漿弧能否延伸到華北克拉通北緣的“內蒙地軸”地區並形成重要礦床,壹般研究較少或不清楚。另壹方面,在承認華北板塊北緣古生代增生過程的前提下,對板塊增生的時限和增生構造單元的空間構型有不同的認識。
陳燕菁等(2010)在總結973項目“華北大陸邊緣造山過程與成礦作用”研究成果時認為,基本可以確定華北古陸北緣發育晚古生代巖漿弧,巖漿弧的空間範圍整體上以“內蒙地軸”為中心,持續時間自西向東增加,吉林東部可能延遲至早三疊世;此外,晚古生代島弧巖漿作用可能有兩個主要時期:早期和晚期。第壹階段發生在泥盆紀-石炭紀,時限為380 ~ 324 Ma。巖石組合由正長巖、二長巖、二長閃長巖和基性巖(輝石和角閃石)組成。巖體主要來源於巖石圈地幔的部分熔融,並混有古地殼物質。堿性巖多分布於內蒙地軸以南,其分布受近東西向深大斷裂制約,與東坪金礦、哈達門溝金礦有關,也與後仙峪硼礦礦體與閃長巖脈接觸帶的蝕變巖有關。金雲母氬-氬坪年齡為(386.53±3.9)Ma(MS-DW = 1.4)(唐浩舒等,2000)。但巖漿活動及相關礦床能否代表活動大陸邊緣巖漿巖的特征尚不確定,因為它們都產於華北板塊。第二階段巖漿活動為晚石炭世-二疊紀,分布廣泛。巖性組合主要為角閃輝長巖、閃長巖、石英閃長巖、花崗閃長巖和花崗巖,巖體侵位年齡為324 ~ 259 Ma。巖石化學以鈣堿性-高鉀鈣堿性、類鋁和二氧化矽含量變化為特征。花崗質巖石壹般具有ⅰ型花崗巖和埃達克巖的特征。大部分石炭紀巖體(如龍華、波羅諾、虎什哈)全巖εNd(t)值較低(-17.1 ~-11.5),鋯石εHf(t)值較低(-38.3 ~-65438)。巖石組合、巖石化學和同位素地球化學特征表明其形成於安第斯山型大陸邊緣,與古亞洲洋板塊向華北陸塊的俯沖有關,並形成了壹批礦床,如內蒙古車戶溝斑巖銅鉬礦床(萬等,2009)、哈達廟斑巖金礦床(陸等,2009)、吉林小西南岔斑巖-矽卡巖型銅金礦床等。其中,車戶溝礦床脈狀黃銅礦的Rb-Sr等時線年齡為(260 14) Ma(萬等,2009),浸染狀輝鉬礦的Re-Os等時線年齡為(258±3)Ma;哈達廟金礦斑巖鋯石LA-ICP-MS鈾鉛年齡為(271.8±3.3)Ma(陸等,2009);小西南岔含礦高鎂閃長巖的SHRIMP鋯石年齡為(257±3)Ma。本文的討論表明,該區確實存在與晚古生代板塊俯沖有關的島弧巖漿成礦事件。
比利河和哈達廟地區的晚古生代花崗巖類位於華北板塊北部的增生帶,而不在華北板塊的北緣(內側)。從其巖石地球化學特征來看,反映了島弧或大陸邊緣弧構造-巖漿環境產物的特征;從時間上看,它們形成於華力西早期末期(272 ~ 254 Ma)。此時,該區正處於早古生代溫都爾廟-西拉木倫增生過程的末期和晚古生代二道井-查幹諾爾增生過程的加速階段。考慮到古亞洲洋自西向東逐漸閉合,晚古生代碧力河-哈達廟地區可能同時受到這兩次增生過程的影響,其巖漿活動可能受南北兩個不同深度的俯沖作用控制,其地球化學特征表現出兼具島弧和陸緣弧特征的巖漿巖的復雜性。壹方面反映了白乃廟島弧可能向東延伸至鑲黃旗,另壹方面代表了北大洋地殼板塊俯沖的存在,從而從礦床學角度為華北板塊北緣與古亞洲洋俯沖有關的匯聚構造體系的建立提供了新的證據。
3.12.2.3對華北北部基礎地質的壹些認識值得進壹步探討。
華北北部的基礎地質工作已有近百年的歷史。對比利河金礦所在的白乃廟-鑲黃旗區域構造演化的認識也進行了深入研究。雖然承認華北板塊北部經歷了從元古代到中元古代的板塊邊緣裂谷、從中元古代到古生代的陸緣增生和中生代的陸內構造活動過程,但這並不意味著人們對地層、構造和巖漿活動特征的認識沒有問題。在前面的討論中,我們已經指出,本區出露的壹套中基性、中酸性火山巖,即所謂的上侏羅統馬尼圖組和白音老老組,長期以來被認為是中生代陸內火山裂谷(斷)盆地的產物。同時認為這些火山裂谷盆地的形成與中生代以來東太平洋板塊向西俯沖的加劇有關。通過區域對比,確定其形成於晚侏羅世。大量紫紅色花崗斑巖(脈)侵入其中,因此也被認為是中生代(燕山期)巖漿活動的產物。這種認識被人們廣泛接受,並寫在區域地質學等經典文獻中。而侵入比利河地區瑪尼圖組和白腰老組的花崗閃長斑巖、花崗斑巖等不同類型花崗巖中輝鉬礦Re-Os和單顆鋯石的U-PBS PIM精確定年結果表明,它們形成於晚古生代早期,時間約為254 ~ 271 Ma。這從側面證明了侵入的火山巖不會晚於這個時間,所以不可能是中生代巖漿作用的產物,更有可能是晚古生代早期島弧火山巖漿作用的結果。這表明華北板塊北緣某些巖石地層單位的時代有待進壹步確定。這對該區地質構造的演化、巖漿活動的規律和性質以及區域構造格局都有很大影響。因為,如果屬於中生代的火山巖實際上是在晚古生代形成的,說明中生代這個地區沒有這麽強烈的火山巖漿作用,這個時期也沒有火山-沈積作用,這就進壹步說明這個地區在這個時期實際上是處於隆升和剝蝕的狀態,並沒有形成所謂的裂谷型火山盆地。NE向構造多為新構造,作為太平洋板塊向西俯沖的遠程效應,未形成明顯的斷陷和隆起。
3.12.2.4國家危機金礦接替資源勘查突破典型示範。
根據全國25種主要金屬礦產415大中型礦山的資源統計,有192個礦山(占46.2%)正面臨不同程度的資源危機。加強礦山深部及外圍接替資源的勘探和找礦,尋找新的接替資源,延長礦山壽命,維護社會穩定,擴大社會就業,是當前許多礦山面臨的緊迫任務。這不僅可以緩解資源短缺,促進礦業的可持續發展,而且有助於礦區和礦業城市勞動者的就業和社會穩定,保護國家資源安全,具有重要的社會和經濟意義(翟玉生,2004)。然而,由於勘探工作沒有及時跟上,許多礦山都不同程度地面臨著嚴重的資源危機。根據《全國危機礦山(黃金礦山)資源潛力調查》(2008年報告),在120個大中型黃金礦山中,有107個存在不同程度的資源危機(包括重度、中度和輕度),占全部調查礦山的89.2%,部分已達到關閉水平。只有9個礦井沒有資源危機,占全部調查礦井的7.5%。
中國東部主要金礦雖然經歷了長期開采,表面上看,大部分資源已瀕臨枯竭,但大部分在深部及周邊仍有很大的找礦潛力。壹些礦山管理部門由於不重視和開展詳細的地質研究和勘探工作,不重視後備資源,不得不關閉。其實是對社會和資源不負責任的表現。另壹方面,壹些礦山正面臨著資源減少的局面。通過組織礦山技術人員,甚至邀請國內壹些專家學者,對礦山資源的勘探進行不同層次的研究和指導,並沒有什麽效果。這個現象要從兩個角度來分析。壹是礦山資源潛力是否經過科學合理的分析評價。只有科學上認為有找礦潛力的礦,才有勘探突破的基礎和前提;二是礦山地質研究和勘探的組織是否科學、適當。礦山地質研究和勘探是壹項實踐性很強的科學工作,純理論的研究可能會得到很多指導,但短時間內無法滿足礦山對資源的迫切需求。因此,如何根據礦山實際情況,制定合理有效的找礦思路和技術方法組合,對於加快危機礦山接替資源找礦突破具有重要意義。
如前所述,內蒙古比利河金礦是壹個嚴重的資源危機礦山,服務年限不足2年。通過這次科研找礦工作,最終實現了接替資源勘查的重大突破,可視為我國黃金礦山接替資源勘查成功的典型。
3.12.2.5探礦勘探模式在類似地區推廣應用前景廣闊。
內蒙古中東部位於西北沙漠戈壁和東南草原的過渡地帶。該地區的地形相對平坦,壹些地區有低矮的沙丘和寬闊的季節性山谷。幹旱少雨,受大風沙塵影響,壹般都不同程度地被風積沙覆蓋。雖然覆蓋層壹般不厚,但巖石露頭相當有限。這種特殊的地質景觀對找礦工作的部署和實施產生了明顯的影響,成為制約該區地質找礦突破的重要問題。
該區以往的找礦實踐表明,傳統的通過測量土壤和水系沈積物進行地球化學異常找礦的思路,即主要根據異常本身的性質和已有的經驗來評價異常,在其他地區可以起到良好的找礦效果,但在該區正面臨挑戰或暴露出弊端。如該區有常見的無金區域地球化學異常,但有金礦體。反之,金異常較好的地區,經過反復工作也未能發現有意義的礦化。造成這種異常現象的主要原因是風成沙、平緩的地貌、不發達的水系等因素對地球化學異常的幹擾。此外,即使采用相同的找礦方法,在不同景觀區的具體應用也存在差異。例如,就地球化學勘探而言,取樣方法、取樣點的布置、取樣介質、深度和樣品處理方法應根據不同地區的特點來設定。因此,區域基礎地質和物化探遠程工作應嚴格按照相應規範進行,而主要服務於找礦實際需要的目的性較強的化探工作,可根據實際情況靈活考慮。
在內蒙古畢力河礦區的科研勘探工作中,部署了不同比例尺的地質、物化探和遙感工作。從手段和方法上看,都是傳統的技術方法,沒有什麽新意。但從每種方法的具體部署和實施、工作內容和解決問題的水平來看,都有明顯的針對性和側重點。遙感地質工作的主要目的是從更大的區域角度基本查明控制礦區和礦床的構造體系。由於露頭較差,人們對人們經常進行的蝕變信息提取並不太重視;地質調查工作主要是查明礦區地質特征和礦化蝕變特征,重點是火山、次火山機構和斑巖體的識別和鑒定,註意地表應時脈、構造破碎帶等可能成為礦化的目標;部署化探工作的主要目的是核實異常的真實性,為下壹步工作提供礦化信息。剖面設置和采樣采用短剖面法,針對構造蝕變帶等。取樣介質盡量以巖屑為主,個別巖屑可以不取樣,但必須排除風成沙的幹擾,使結果更可靠。部署的物探工作主要針對斷層及其含礦性評價,選擇淺部和深部精度互補的物探技術。通過上述工作的有機配合,結合各種方法和手段獲取成果信息的綜合分析評價,壹步步逼近勘探突破的目標,最終達到工作的目的。
3.12.2.6促進區域經濟穩定持續發展,具有重大的經濟效益和社會效益。
碧力河大型斑巖金礦的發現,為區域經濟發展和中國黃金工業做出了新的貢獻。已探明的資源儲量按現有礦山年產6萬噸的生產規模,可延長礦山服務年限130年。擴大礦井生產規模,年生產規模30萬t,服務年限30年,可穩定就業1萬人。按目前價格和80%的資源利用率計算,潛在經濟價值超過40億元。