金矿外围找矿技术分析|《金矿》

　　摘 要：大型金矿山，经过多年规模开采，资源已经面临枯竭。为此，近几年来，在矿区及外围，一直在开展接替资源找矿工作。文章主要对马脑壳金矿进行分析，由于马脑壳金矿地处川西北高原,属于高寒地带，野外可工作时间短，加上矿区地形陡峭，植被覆盖广泛，缺少直接找矿标志，找矿难度大。所以新的找矿技术应用已经是一个重要的话题。
　　关键词：马脑壳金矿；现场X荧光测量；X荧光异常特征
　　中图分类号：TD982 文献标识码：A
　　利用现场X射线荧光技术能够在野外现场对岩石的多种元素实现快速定性、定量的测定工作，在地质学研究、矿产资源评价等分析方面，已有大量成功的应用实例。20世纪80～90年代，现场X射线荧光技术在我国金矿勘查中发挥了重要作用，取得了令人瞩目的找矿效果。以X射线荧光找金矿为例，由于金元素的克拉克值丰度远远小于X射线荧光仪自身探测线，它不能激发金元素的K系特征X射线，只能根据伴生元素作为勘查金矿的指示，而达到寻找金矿床的目的。常规的取样分析获取样品中元素含量数据流程：野外采样一样品运输一样品加工一化学分析。显然，由于获取元素含量的时间过长，从而不能及时的指导野外的地质工作。在很多情况下，传统的方法只针对目标元素进行分析，导致一些重要的伴生元素不易被及时发现。利用现场X荧光技术，能够在野外现场对岩石的多种元素实现快速定性、定量的
　　分析，能够勘查矿的远景去和寻找隐伏矿体，迅速发现异常。
　　1 工程实例
　　马脑壳金矿位于松潘甘孜褶皱系与秦岭褶皱系结合部位的川、甘、陕金三角金成矿带内。矿区位于北西走向的洋布梁推覆断裂带南侧。
　　本文工作区位于矿区外围某地。区内主要构造方向为北西-南东向，由一系列褶皱和逆冲断层组成(图1)。主要的断裂有北西(F1、F2、F3)与北北东向(F7、F8)两组。
　　北西向断裂:F1断层，出露在矿区北部，属洋布梁推覆断裂的前锋断裂，为高角度逆冲断层。上盘为杂谷脑组下段地层，下盘为杂谷脑组上段地层。为区内重要的导矿和容矿构造。
　　F2、F3断层,产于扎尕山组二段地层中，是矿区重要的容矿构造。断层面产状与地层产状基本一致，倾向北北东，倾角30o-40o。由挤压破碎角砾岩组成。热液蚀变发育。在马脑壳矿区，为最主要的含矿构造带。
　　北北东向断裂:F7上马梁城沟断层，为平移性断层(右旋)；F8为左旋平移断层。这些北北东断层切割北西向断裂。
　　勘查区出露的地层为三叠系中统杂谷脑组(Tz1)下段,以及三叠系中统扎尕山组(Tzg)。杂谷脑组下段(Tz1)主要为中-厚层状杂砂岩夹绢云板岩。扎尕山组上段(Tzg3)为粉砂微晶灰岩、钙质绢云板岩和中厚层石英砂岩；中段(Tzg2)为钙质砂质板岩、钙质绢云板岩、变质砂岩夹砂质灰岩,为主要的含矿层位;下段(Tzg1)为钙质粉砂质板岩与钙质绢云板岩互层，夹结晶灰岩透镜体。
　　矿区热液蚀变有:硅化、褐铁矿化、黄铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化；次要的有雄黄或雌黄矿化、辉锑矿化、绿帘石化等,为一套中低温热液蚀变组合。
　　2 现场X荧光方法的勘查原理
　　2.1 X荧光方法的定性与定量测量原理
　　根据莫塞莱定律，元素的特征X射线能量与其原子序数的平方(Z2)成正比。当选用确定的激发源时，所产生的特征X，射线的照射量率与元素的含量成正比。这就是X荧光方法可以对(矿)石成分进行定性与定量测定的物理基础。
　　2.2 现场X荧光测量勘查金矿的地球化学原理
　　按目前的工业标准，金矿体是指金含量高于1×10-6的地质体,其金较地壳中的平均含量高出250倍。在金经数百倍的浓集并成矿的过程中,与金地球化学性质相同的一些元素也同时得以富集，这些元素称之为金的共(伴)生元素，因此金及其密切共(伴)生的元素成为我们找金矿的指示元素。金之所以得以富集成矿，除需矿源外，尚必须有促使金富集的地质作用，这就是构造和蚀变等地质作用。故通过捕获指示元素、构造、蚀变等信息，就可以实现找金矿。采用多元素X荧光测量，可以获得上述找矿信息。
　　3 现场X荧光测量设备与工作方法
　　野外X荧光测量采用成都理工大学研制的IED-2000P型携带式X荧光仪。该仪器采用目前世界上最先进的Si-PIN电制冷半导体探测器，主机是基于工业计算机的1024道数据采集系统。激发源采用活度为1.11×109Bq的点状238Pu。仪器对55Fe5.9keV射线的能量分辨率为185eV，可以同时测量8～15种元素。
　　根据工作区金矿受构造控制的特点，以控制工作区内北西-南东向含矿构造为目的，按大致垂直于构造，布设了12条X荧光测量剖面。按200×20m网格，开展了土壤面积X荧光测量。对异常区，则将测网加密到100×10m。
　　为减少地表腐质层的影响，土壤测量深度选择在B层上进行。根据试验，这个深度约为30～40cm。为此我们在每个测点上挖40cm左右深的坑，对坑底面土壤进行测量。根据前期对马脑壳金矿地球化学模式研究，每点测量元素为As、Cu、Zn、Pb、Fe、Ca、Sr、Ni等8种。其中，As、Cu、Zn元素主要作为金矿的矿化晕元素用于指示金矿的地球化学异常，Fe、Ca则作为分别指示褐铁矿化、碳酸岩化蚀变的信息。
　　4 金矿上方X荧光异常特征剖析
　　为了剖析金矿上方X荧光异常的特征，我们在已知矿体上布设了建模剖面，以掌握矿体与X荧光异常的关联关系。图2为该剖面的X荧光测量成果图。
　　从图2可见,在矿体对应的上方呈现有As、Cu、Zn、Pb等元素的异常，而在矿体边缘，则有由于碳酸岩化蚀变所引起的Ca、Sr元素异常。结合地质理论研究，可以认为这就是勘查区金矿上方的X荧光异常特征，是判别矿与非矿异常的基本依据。
　　5 勘查区X荧光测量成果与综合分析
　　对12条测线的测量结果进行整理后，分别编制了测区As、Cu、Zn、Pb、Sr平面等值图，图3仅展示了其中As的土壤X荧光测量平面等值图。