Question

地质找矿突破口的选择

Answer 1

国民经济持续快速增长并处于新一轮上升的中国，随着工农业现代化和城镇化建设的突飞猛进，日益增大的资源需求与资源保有储量不足的矛盾日渐显现，而且对许多金属矿床资源长期处于“高依存度”的状态，短缺也是刚性的。显然，找矿新突破是当今地矿工作的一项重要任务。

1）“找矿突破”的本质就在于揭示规律。通过山西省地矿局区调队一代接一代地质工作者的辛勤劳动，陆续完成了晋东北地区1： 20万和1： 5万比例尺区域地质调查后，他们又对这些区调和矿调资料进行了整合与梳理。在此基础上，根据构造-岩浆活动带控岩、控矿模式，确立了中生代过渡性地壳同熔型中酸性—酸性浅成—超浅成侵入岩与次火山岩浆活动带和不同方向区域性断裂构造带的交叠区，是寻找多金属矿床的重要标志。在此基础上，通过物探、化探和遥感等现代新技术方法，提取矿致异常信息，圈定找矿靶区和找矿有利地段，综合分析海量数据，提供有益的“示矿信息”，进行成矿预测，已成为当今整装地质勘查与找矿突破的一种工作模式。

2）发挥地质成矿理论对地质找矿行为的指导作用，推动找矿突破。原地矿部朱训（1982）部长30余年前在发表的《论就矿找矿》一文中，从成矿地质理论和哲学理论两个方面论述了“就矿找矿”可行性的理论依据。第一，根据辩证唯物主义认识论原理，对任何一个矿床都不可能通过一次找矿实践就能够认识其全貌，而是要不断通过实践——认识——再实践——再认识这个过程，才能获得比较全面的认识。如对堡子湾金矿床评价的过程就曾经历了不同地勘单位几经辗转后才发现的；刁泉矿区在20世纪50年代作为铜矿床评价，开采过程中才发现为具有工业价值的银金矿体；柴树岭金矿床是在后峪铜钼矿床地质勘探工作结束40 a后找到的等。所以，对未做出肯定或否定评价的找矿线索，进行再探索、再分析，完全有可能获得与以往不同的新认识。第二，根据矿床学理论和哲学理论分析，形成一个有工业价值的矿床，固然需要具有较好的成矿地质条件。但是，在形成一个矿床的成矿地质条件所分布的区域中，通常不仅只有已知矿床这个孤立点，而在其周围还可能有类似成矿地质条件的其他矿床的存在。这就又为在已知矿山周围进行再找矿提供了理论依据。后来，程裕琪（1994）和陈毓川等（1994）对此理论通过成矿系列和成矿模式这一概念又进行了新的表述，演化发展为成矿系列这个矿床学新理论。它将传统矿床学对单一成因、单一类型、单一模式的研究方法扩大到区域的、综合的、四维演化的研究领域，对成矿学中的成矿历史、矿床分带和成矿机制等基本问题做出了更加科学的解释，从更深层次探讨了矿床学基础地质问题和成矿学理论问题，这对提高地质找矿的科学预见性具有重要实用意义。

前述9个预测区总面积约7 000 km²，如何优选地质找矿突破口，将是达到快捷找矿突破的重要途径。根据晋东北地区成矿地质规律和成矿系列理论的基本原则，应将下列地段作为突破口，以加速地质找矿突破工作。

（一）塔地火山盆地深部和周边地区

本地区已知存在下列有利成矿地质条件。

塔地火山盆地侏罗纪火山岩顶部为上侏罗统东岭台组（J₃d，组厚100～150 m）、其下分别为中统髫髻山组（J₂t，厚25～2040 m）和九龙山组（J₂j，厚15～572 m），总厚140～4112 m。选择火山岩堆集厚度较薄的地区，通过物探手段寻找火山岩根部带的斑岩型矿床。

除已知的太那水和刁泉、小彦成矿岩体之外，沿重力、航磁解译北西与北东向断裂交叠部位，尚有刁泉—小彦、太那水、孙家庄、聂家沟、荀庄和白北堡等一系列隐伏成矿岩体的存在。

金、银、铜、铅、锌、钨、铋、钼重砂矿物综合异常和多元素水系沉积物及其他地球化学元素综合异常，围绕塔地火山盆地呈环带状分布。其中刁泉-小彦和太那水综合异常为矿致异常。

该区与河北省涞（源）易（县）低温热液金矿和矽卡岩型铜、锌、金矿预测区相毗邻。

塔地火山盆地北、东缘寒武—奥陶系碳酸盐岩地层分布广泛，断裂发育，利于热液交代和矽卡岩型矿床成矿系列的形成。这一切都表明，塔地火山盆地深部和周边具有良好的成矿条件和找矿前景。

（二）阳高—天镇地区

本区为我国北部阴山次级断块与太行次级断块间东西向贯通性金、铅、锌多金属成矿带的一部分，东部与河北省涞易和张家口地区金、铅、锌矿预测区衔接。在地质构造单元上南北纵跨阴山和太行次级断块两个Ⅱ级构造单元，断裂构造发育，印支期和燕山期浅成、超浅成中酸性—酸性侵入与次火山岩浆活动频繁，多金属矿化普遍。

东西向大同—阳原硅镁层基底断裂及其派生、共轭断裂横贯全区，与河北省北部尚义—赤城和张家口断裂共同构成阴山次级断块和太行次级断块构造单元之边界，北西向唐河断裂（包括王家堡和中庄堡硅镁层断裂）在阳高—天镇间又与东西向断裂交叠，为印支期和燕山期岩浆频繁侵入活动与岩浆热液成矿作用创造了有利条件。

较晋东北地区中南部不同的是，本区不仅是东西向和北西向两组构造-岩浆活动交叠的地段，而且也是印支期与燕山期两次成矿作用叠合的地区，这是其他预测区所不具备的有利因素。

本区东临冀北地区也是一个多金属矿床集中区，而且这个矿床集中区处在与阳高—天镇找矿突破口同一构造单元；即阴山次级断块与太行次级断块边界两侧，多数金、铅、锌矿床受相同的东西向深大断裂带控制。张家口—宣化地区是华北断块北缘著名的金矿床密集区之一，金矿床（点）达百余处，其中包括小营盘和东坪2 个大型矿床、6 个中型矿床、10余处小型金矿床。由于这些金矿多分布在宣化—崇礼—赤城这个三角形区域内，因此被誉为河北省的“金三角”。小营盘金矿床是河北省大型石英脉型金矿床之一，目前已发现有含金石英脉多达200余条，围岩为集宁群深变质岩，成矿时代与堡子湾金矿同属印支期—燕山期。

在河北省尚义-丰宁-隆化大断裂与康保-围场大断裂间，阴山次级断块南缘还有蔡家营沉积变质-岩浆热液叠加改造型金铅锌矿床、花岗岩体内外接触带型牛圈-营房子银铅锌金矿床、彭家沟银矿床和火山-次火山岩型小扣化营银矿床和北岔沟门铅锌银矿床等。在丰宁银房有岩浆热液含银的铅锌矿床和张北蔡家营大型岩浆热液铅锌矿区。断裂交汇部位的火山机构为有利成矿构造部位，燕山晚期中小规模次火山酸性岩体与成矿有明显关联。

这些矿集区和典型矿床的成矿区域地质背景、构造单元隶属、成矿时代、成矿规律、构造-岩浆控矿要素和成矿系列组合等，都与阳高—天镇地区相同。但是，就目前已知的矿床丰度却逊色许多，这就说明这个地区仍有很大找矿空间。

（三）繁峙县义兴寨—应县三条岭、尧峪—浑源县凌云口—中木沟地区

义兴寨金矿是晋东北地区目前已知的唯一的一个大型金矿床，属次火山岩浆热液成因的石英脉型金矿床，形成于五台山-恒山台隆北西向燕山期构造-岩浆活动带中，与茶坊铁矿床、后峪铜钼矿床和耿庄金银矿床等归属同一地质构造背景。在空间和时间上与燕山期中酸性—酸性浅成、超浅成次火山岩浆活动晚期中温热液活动密切相关。至今虽然半数以上工业储量已经动用，但是欲求找矿新突破，还需对该金矿床成因类型、成矿系列与矿床共生组合进行更进一步深入研究分析。

1.义兴寨矿区除金银矿床之外还有规模很大的钼矿体

如7号脉旁的Mo⁃Ⅰ号矿体，在0、1、3勘探线不同钻孔中，矿体厚17.18～95.00 m，含w（Mo）为0.04%～0.16%（表6-3）；在ZK19号钻孔241.27～244.64 m最高含w（Mo）0.3033%；256.30～260.61 m 最高含 w（Mo）为0.3879%；275.29～291.59 m 最高含w（Mo）为0.8150%；303.24～330.80 m 最高含 w（Mo）为1.1032%；在 ZK18 号钻孔233.57～237.57 m，最高含 w（Mo）为0.28%；249.21～305.43 m 最高含 w（Mo）为2.1696%。然而这些钼矿体在对金矿的采掘范围内已遭全部破坏。

表6-3 义兴寨金矿区7号金矿脉Mo⁃号矿体要素

根据国内外典型斑岩型铜矿或钼矿床地质特征来看：这些在全球范围内斑岩型矿床似乎与造山带一致；这种引人注目的关系以环太平洋中、新生代斑岩型矿床最为明显；在造山带中，斑岩型矿床产在岛弧和活动大陆边缘。

在区域上，斑岩型矿床多与区域构造有关，受区域性深大断裂构造控制。成矿岩浆侵位都受断裂构造控制，尤其是在不同方向断裂交切部位，强烈破碎区是渗透性较高的地带，有利成矿岩体侵位和成矿物质聚集沉淀就位，因此是特别重要的控矿构造。

斑岩型矿床的基本特征是：①斑岩型矿床一般位于中酸性侵入体内或其附近。容矿岩石在空间上和成因上与长石英质侵入体有关。杂岩体中至少有一个侵入相是斑岩。②与斑岩型矿床相关的侵入体是浅成的，一般是在不到4 km的深度，大多为1～2 km。成矿岩体周围可以是任何一种岩石（层），但是，一定是发育有大量裂隙的围岩。这些裂隙是控制成矿的重要因素之一。③矿石类型在岩体中多以浸染状为主，在围岩中多呈细（网）脉状。远离成矿岩体陆续出现大脉状矿化。④有的斑岩型矿床的外围还会出现铅、锌、银卫星矿床或矿（化）点，中低温重砂矿物异常和中低温成矿指示元素地球化学异常，显示矿床（化）的水平分带性。与矽卡岩型矿床、隐爆角砾岩型矿床和裂隙充填交代型矿床有一定伴生关系。⑤原生矿石是由含硫化矿物细（网）脉和浸染体的蚀变岩石组成，且富含黄铁矿等多种硫化矿物。表生作用形成的矿石受自然环境条件制约，一般自上而下分不同深（厚）度淋滤带、氧化矿石带、混合矿石带、次生硫化物富集带和原生矿石带；⑥与斑岩型矿床有关的侵入体及周围岩石普遍存在热液充填交代引起的不同程度热液蚀变，并形成稳定蚀变矿物组合分带，即蚀变分带。⑦斑岩型矿床成矿时代以中、新生代为主。⑧斑岩型矿床以岩浆-热液成因模式为基础。成矿物质来自于时间上和成因上有关联的侵入体，多相热液系统发育在与成因有联系的侵入体内部和侵入体之上任何一种围岩中。这种设想认为，成矿岩浆侵位于地壳上部后，并沿围岩和岩浆房的底部边缘发生结晶作用，随着结晶作用在岩浆体内部产生挥发分的过饱和，矿石金属和其他许多组分强烈分离后进入挥发相，也就是岩浆在结晶过程中集中了大量挥发分和高浓度成矿元素。当增大的流体压力超过地静压力和上覆岩石张力强度时，使这些岩石产生破裂裂隙，从而使热水气液快速流出进入新的扩容空间沉淀成矿。这些开放空间包括岩体上部和围岩中的破裂裂隙以及隐爆角砾岩系统。

与这些典型斑岩型矿床地质特征对比，义兴寨金（钼）矿床和后峪铜钼矿床除区域地质构造背景有悖之外，其他矿床地质特征基本雷同。义兴寨金（钼）矿床出现在隐伏成矿岩体上方（见图4-9），而后峪铜、钼、金矿体分别出现在成矿岩体内部以及其上部围岩中。随着对矿床成因类型认识的深化，将会改变对成矿远景评价的不同。

2.全面认识义兴寨金（钼）矿床的水平分带现象，开展外围找矿

从繁峙县义兴寨—应县三条岭—浑源凌云口Au、Ag元素地球化学异常和重砂矿物异常的展布趋势来看：义兴寨—三条岭一带异常区走向呈北西向；三条岭—尧峪—浑源县卧羊场、苜蓿异常走向接近南北向；浑源县苜蓿—银硐窊、白银寺—小木沟间异常走向转向北东向。整体呈一弧形，而将义兴寨（钼）金矿床，三条岭、尧峪金矿化和白银寺、银硐窊铅锌银矿化包纳在一起，随地形标高逐渐升高，分别显现不同矿化元素组合的垂直分带和由南向北的水平分带现象。因此，义兴寨金（钼）矿床成矿系列组合经应县三条岭、尧峪沿北北西方向一直可以延伸至浑源县凌云口一带。

通过对义兴寨金（钼）矿床成因和矿床分带现象的理论分析，在今后找矿工作中要注意金、铜、钼矿床共生组合的寻找。根据国外许多矿床实例来看，斑岩型钼矿床有一个重要特点，即与斑岩型铜矿关系密切，二者多为共生或伴生关系，属同一成矿系列的两个端元。根据矿石中的Cu和Mo的平均品位及相对含量，Carten（1993）将斑岩型矿床划分为4种类型：①斑岩型铜矿床。Cu几乎是唯一可采的金属，Mo平均品位≤0.02%。②斑岩型铜钼矿床。Cu作为主要金属或共生产品，0.02%≤w（Mo）≤0.05%。③斑岩型钼铜矿床。Cu 作为金属副产品，w（Mo）＞0.05%。④斑岩型钼矿床。Cu 几乎不可采，w（Mo）＞0.05%。因为在义兴寨金（钼）矿床进行评价时，没有对所有地质勘探工程全面进行Au、Cu系统分析，所以，义兴寨是否同时会有斑岩型Cu、Mo矿床存在，后峪铜钼矿床中是否会有斑岩型金矿存在，仍是要慎重对待的实际与理论问题。

通过对义兴寨金（钼）矿床成矿规律和矿床分带现象的分析，应将应县三条岭、尧峪至浑源县凌云口—中木沟纳入综合地质整装勘查范围。

（四）代县滩上和五台县蒿地堂地区

前已叙及，代县滩上地区围绕目前已出露的浅成—超浅成侵入体与次火山岩有8个隐爆角砾岩筒、五台县蒿地堂地区有7个隐爆角砾岩筒、义兴寨矿区和浑源岔口火山断陷盆地中各有4个隐爆角砾岩筒。这些隐爆角砾岩筒呈群且集中在一个不大的地区，而且黄铁矿化蚀变强烈，常见不同程度的铜、钼、铅、锌、银等矿化。在加强对深部的找矿工作中，对这些隐爆角砾岩筒呈群集中分布的地段，应将采用高精度物探手段寻找隐爆角砾岩筒根部的隐伏成矿岩体与相关的各种类型矿床作为突破口图6-4和图6-5）。

图6-5 安山质层火山岩根部带斑岩型铜矿系统的示意图

（据周平等，2010）

表示矿化分带，以及斑岩型铜矿与矽卡岩型、层控平伏状型、脉型、浅成低温热液型等贵金属矿床的可能关系

图6-5是Sinelair（2006）根据智利铜矿床地质特征而建立的一种成矿模型。这个如同树干与树根两者关系一样的模型给我们在认识上以启迪，在隐爆角砾岩筒特别是多个隐爆角砾岩筒集中分布的地区，通过现代科技手段寻找根部的隐伏岩体以及与其有关联的各种类型岩浆热液型多金属矿床。

图6-5表示一个与小的次火山斑岩侵入体有关的隐伏斑岩型铜矿床的成矿模型，全面地反映了一个岩浆热液成矿系统的内涵。与较大规模的热液系统有关的矿床主要类型及成矿部位包括：矽卡岩型，交代型（层状平伏）锌、铅、银、金矿，各种贱金属和贵金属脉状矿床和隐爆角砾岩容矿的矿床等。

人们设想，岩浆侵位于地壳上部，并沿围岩和岩浆房的底部边缘带发生结晶作用，随着结晶作用在岩浆内部产生挥发分的过饱和，矿石金属和许多其他组分强烈分离进入挥发相。当增大的流体压力超过地静压力或超过上覆岩石张力强度时，在形成隐爆角砾岩的同时，使热液流体快速流出，进入新产生的开放空间沉淀成矿。虽然这些开放空间包括岩体和围岩中的破裂裂隙和角砾系统，但是，因为这些破裂裂隙和角砾系统位于相对成矿岩体空间不同部位。因此，形成了矿床的垂直与水平分带性。代县滩上、五台县蒿地堂、阳高县堡子湾和浑源县岔口等多个隐爆角砾岩筒（颈）集中出现地区的深部，是否会有如同图6-5所示的次火山机构和图5-1晋东北地区中生代次火山岩浆热液多金属矿床成矿模型的存在，这将是今后整装勘查工作中在垂直方向上需要认真论证的重要问题之一。

（五）在矿床水平方向上，关注不同成矿地质构造因素和不同期次成矿作用交汇叠加的地段

例如唐河构造-岩浆活动成矿带不仅是晋东北地区规模最大的北西向弧形中生代构造-岩浆活动成矿带，而且，还有3处与其他构造-岩浆活动成矿带的交汇叠加部位，这些叠加部位应该是更优越的有利成矿部位。一个结点是在北部与近东西向阳高—天镇印支期—燕山期构造-岩浆活动成矿带的交叠部位；第二个结点位于唐河构造-岩浆活动成矿带中北段，它以灵丘北山五台群金岗库组磁铁石英岩和云母石英片岩为主要容矿岩石，处于东西向区域性绿岩型金矿及异常带的交叠部位；第三个结点位于唐河构造-岩浆活动成矿带南东段，河北省北东向上黄旗—乌龙沟巨大的燕山期构造-岩浆活动成矿带的交叠部位。从理论上讲，这些部位应该是有利于成矿。