铜铅锌资源潜力预测

如题所述

一、预测方法

冈底斯成矿带及邻区已发现的铜、铁、铅、锌、金、银、锑、铬、锂、钛铁矿、铯和盐类等主要(优势)矿产,其中铜、铅、锌矿是最重要的内生金属矿产。大调查工作开展以来,找矿成果显著,获得了新的突破。为查明该地区的多金属成矿前景,需要对其成矿潜力进行评价,这对地质勘查工作部署具有较重要的意义。

目前,比较成熟的资源量估计方法主要有基于矿床模型和地球化学数据两大类型,前者如德尔菲法,后者如丰度估计法。目前虽然发现的矿床、矿点很多,但经过地质勘探工作的矿床却很少,获得的资源量可靠程度较低,限制了矿床模型方法的使用。鉴于冈底斯成矿带工作区已有较完整的地球化学数据资料,因此本次研究采用地球化学方法对该成矿带进行资源量预测。

近年来,对基于地球化学资料进行成矿资源潜力评价的方法做了大量工作,主要方法有地球化学块体法(谢学锦,1980)和丰度估计法(Celenk,et al.,1978)。后来的研究者在此基础上对其做了多种形式的研究和改进,如王学求(2003)提出的“成矿可利用金属”的概念与估算方法。与丰度估计法类似的有面金属量法(索洛沃夫,1957),二者的原理均是利用次生晕和分散流资料对矿体进行定量评价:以晕的扩散模式为依据,在使用分析结果并结合地质资料圈定次生分散晕的条件下,研究某一水平截面(或平行于斜坡的截面)上所含的成矿元素的金属量与同一水平上的矿体中的金属量之间的对应关系,并以此进行资源估算。鉴于地球化学块体法主要适用于低密度地球化学数据条件下估计大规模地质块体(小比例尺)总体资源潜力,不是针对单个小的预测区的资源量估计方法。本文采用丰度估计法对研究区铜铅锌矿的资源潜力进行评价。

丰度估计法是美国地质学家Mekelver(1960)提出的,他首先提出地壳元素的丰度与矿产资源存在近乎线性的关系的结论。1978年.Clenk等在此基础上提出了一套丰度估算的经验公式:

西藏冈底斯成矿带及邻区铜铁多金属矿成矿规律与成矿预测

其中,

式中:QH为分散流取样介质计算的预测金属储量或资源量(单位一般为t);α<1为呈非工业品位金属量可能份额的校正系数或表外矿在总量中所占的比例系数,我们的估算按照a=0.5;K为次生富集系数;ΔS为预测区面积;Cx为采样点的实际成矿元素含量;Cφ为地区性地球化学背景值;H为预测深度(m);P为面金属量(m2×%);1/40为在岩石密度以2.5t/m3计的条件下得到的换算常数。

二、地球化学分区和背景值的确定

由于西藏冈底斯成矿带及邻区面积较大(达30万km2以上),跨越南羌塘地块、班公湖-怒江结合带、冈底斯构造岩浆带、雅鲁藏布结合带和北喜马拉雅褶冲带等多个重要的地质构造单元,而且地球化学测量的时代、区块大小和比例尺也不一致,加之元素地球化学分布的不均匀性,需要对研究区进行地球化学分区,分别确定地球化学背景值。我们根据研究区地质构造分区特点、地球化学分区特征和水系沉积物测量比例尺的不同,将这一大区域分为班戈-申扎、比如-丁青、日喀则-谢通门、当雄-嘉黎、拉萨-墨竹工卡、拉轨岗日-康马、措美-隆子7个地球化学区,各区的主要成矿元素地球化学背景值采用在迭代剔除3倍方差以外的离群数据后,再进行统计分析,得到各区的均值和均方差,以均值加两倍方差作为各地球化学分区主要成矿元素的地球化学背景值,其结果见表5-8。从该表可以看出,雅鲁藏布江缝合带以南的北喜马拉雅褶冲带四个主要成矿元素的地球化学背景值中,Cu显著高于冈底斯构造-岩浆带(成矿带)各分区。后者的班戈-申扎分区,四种元素背景值均最低。

表5-8 冈底斯成矿带及邻区各地球化学分区名称和主要成矿元素背景值

三、预测区的确定和预测相关参数的确定

进行资源潜力预测的一个关键问题是要确定待评价预测区的位置和范围,依据前面所建立的MRAS资源评价系统的定位预测成果与论述可以看出,该定位预测结果与地质分析吻合很好,采用该成果确定预测区的范围是可靠的。故预测区的范围仍参照第四节成矿远景区确定的原则,以成矿有利度大于0.6以上的区域作为预测评价区,少数预测区根据地球化学和实际地质矿产情况进行了调整,部分预测区依据成矿有利度(>0.5或0.7)的范围进行了修正。得到的两类矿种预测评价区如下:

斑岩型铜矿预测区:依据成矿有利度大于0.6等值线范围共圈定斑岩型铜矿预测区39处,其中32处位于冈底斯成矿带。另外根据成矿有利度大于0.5成矿的区域分别增加了岗达和亚贵拉北2 处预测评价区,对吹败子和汤不拉两个成矿远景区范围和位置根据地球化学异常情况进行了局部调整。

铅锌矿床的预测区:矽卡岩型和热液型铅锌矿床是冈底斯成矿带及邻区最主要的铅锌矿床类型,由于丰度估计不考虑矿床类型,我们对矽卡岩型和热液型铅锌矿床的预测评价区根据定位预测计算结果进行了合并处理,依据矽卡岩型和热液型铅锌矿床成矿有利度大于0.6等值线合并结果,共确定了57处铅锌矿预测评价区。其中10处位于北冈底斯班戈-同德构造岩浆岩带,12处位于中冈底斯弧背断隆带,27处位于南冈底斯带,8处位于北喜马拉雅带。

利用丰度法进行资源量预测时,需要确定公式的相关参数。

次生富集系数K为水系沉积物或土壤中成矿元素的含量与岩石中该元素含量的比值,对资源量预测的影响较大,它说明成矿元素从岩石演变成为土壤或水系沉积物过程中富集(K >1)或贫化(K<1)的程度,K值大小受气候、地形地貌、剥蚀程度、元素地球化学行为等多种因素的影响,一般情况下K值在0.5~2.0,容易在氧化带富集或被有机物吸附的元素K值常常大于1,如U;易于分散的元素K值小于1,如K、Na。Cu、Pb、Zn等成矿元素在土壤中的富集系数大于水系沉积物。Cu、Pb、Zn在土壤中的次生富集系数在1.46~1.59,而在水系沉积物中仅为0.89~1.01。在矿体剥蚀至根部时,K值接近于1。本次在工作区内未能收集到全区岩石的成矿元素平均含量值,不能直接确定元素的次生富集系数。冈底斯带与藏东西南三江北段地质、地形和气候条件相似,本次预测利用了西南三江地区北段的次生富集系数间接确定研究区的K值。即Cu、Pb、Zn的K值分别为1.01、0.97、0.99,接近于1(表5-9)。

表5-9 三江北段主要成矿元素次生富集系数计算结果

预测区中成矿元素的含量根据预测区所圈定区域的实际含量值的加权平均值计算得出。计算中对异常特高值进行了处理。处理原则是利用预测区域成矿元素的平均含量加上8倍标准方差,作为异常高值的下限值,高于异常高值下限的样品值全部以异常高值下限替代,以替代后的含量参加计算预测区的成矿元素含量加权平均值。按预测区成矿元素的平均含量加上8倍标准方差确定Cu、Pb、Zn的异常高值下限分别为:465×10-6、400×10-6、480×10-6

四、资源潜力预测结果

在对铜铅锌矿床预测区和资源量预测相关参数确定后,以丰度估计法为基础,采用中国地质科学院矿产资源研究所开发的MRAS资源评价系统对研究区的斑岩型铜矿和铅锌矿床的资源量进行综合计算。计算结果见表5-10。计算过程中取α=0.5,次生富集系数K值铜为1.01,铅为0.97,锌为0.99,预测深度为1000m。预测区面积由MAPGIS系统直接读出,然后根据比例尺换算为实际面积,预测区的地球化学平均值低于所在地球化学分区的地球化学背景值或没有地球化学数据时,则预测资源量为零。39处斑岩型铜矿预测区中,有27处得出预测资源量;57处铅锌矿预测区中,有29处得出预测资源量。

需要说明的是,资源量预测时采用的地球化学数据为分散流测量数据,属次生晕,而非原生晕数据。一般情况下,水系沉积物异常的范围远大于原生晕的范围,可能会导致预测区范围非正常扩大,影响资源量预测结果。作者等在预测过程中注意到了这一问题,办法是在确定预测区范围时主要依据多元信息定位预测成果确定。该成果综合考虑了地、物、化、遥等多个方面的控矿因素,对预测评价范围作出了较好的限定,加上预测区范围仅限于成矿有利度大于0.6的范围,其面积小于分散流异常的面积,不会造成预测区范围非正常放大。另一方面,我们选择部分分散流异常的数据与成矿有利度大于0.6的范围所包括的数据分别按照丰度估计法进行资源量计算,其结果差异不大,误差在10%以内,有时按照单个分散流异常数据计算的资源量甚至小于按照成矿有利度大于0.6范围的计算结果。这是因为,随着预测区范围的扩大,地球化学异常外带的低含量数据会被带入计算,从而降低预测区的地球化学平均值,造成资源量计算结果相差不大、甚至降低。因此,本次资源量预测时直接利用分散流数据进行计算是可行的。

表5-10 冈底斯成矿带及邻区主要预测区铜铅锌资源量预测结果

续表

1.铜资源量预测成果

对冈底斯成矿带及邻区铜矿资源量的估计,主要依据斑岩型铜矿模型及其预测区范围确定。这一方面是因为斑岩型铜矿是研究区最重要的铜矿床类型,其资源量占区内已控制资源量的绝大部分;另一方面,尽管矽卡岩型铜矿床也是研究区重要的铜矿床类型,但其通常与斑岩铜矿相伴生,区域成矿定位预测计算结果也表明矽卡岩型矿床有利度高值区域常与斑岩型矿床的高值区域重合,斑岩型矿床有利远景区域一般已包含了大部分矽卡岩型矿床的有利区域。再则,丰度估计法主要依据地球化学数据,该方法不考虑矿床类型。因此,不再计算矽卡岩型铜矿的成矿远景。

表5-10列出了19个铜资源量预测区的预测结果。从该表可以看出,冈底斯成矿带及邻区的潜在铜资源景超过13482.97×104t,每个预测区的预测铜资源量均超过100×104t;找矿前景巨大;除洛麦南外,预测资源量全部分布在冈底斯成矿带中且与已知地质矿产分布情况吻合,表明这个成矿带拥有最丰富的铜资源潜力。

所有预测区中,以驱龙-甲马-拉抗俄预测区的预测资源量最高,达4048.43×104t,约占全区预测资源总量的30%。现有的矿产勘查成果已控制铜资源量超过1000×104t,共(伴)生铅锌钼银资源量也均达到大型规模,是各预测区中已控制铜资源量最大的地区。其中,驱龙斑岩铜矿已控制的铜资源达到1036×104t,为西藏已发现的最大规模的铜矿;甲马铜多金属矿经近年进一步勘查,铜资源也已超过大型规模下限(大于400×104t),不仅成为各预测区已发现的最大规模的矽卡岩型铜矿,而且矿区深部及外围还具有非常好的斑岩型铜矿找矿前景;拉抗俄斑岩铜矿的控制资源量也有20×104t。资源量估计结果表明该预测区仍有很大的找矿潜力。

另两个勘查程度较高地区为洞嘎-雄村和白容-冲江预测区。前者预测铜资源量为387.61×104t,雄村铜金矿即已控制铜资源量为312.0×104t;后一预测区资源量为1113.72×104t。已发现的白容、冲江、厅宫、总训4个斑岩型铜矿的控制铜资源量为208.08×104t。总体上,以斑岩型铜矿为主的预测区预测资源量与已控制资源量能较好地吻合,而且勘查程度越高,吻合程度越好,说明资源量估计结果是较为可靠的。由此推测,部分预测资源量与已控制资源量有较大差异的斑岩型铜矿预测区仍有很大的找矿前景,如甲马、白容-冲江、崩布弄、汤不拉、松多雄、吹败子、松多握、达布等预测区。

2.铅锌资源量预测成果

对冈底斯成矿带及邻区铅锌矿资源量的估计,主要依据矽卡岩型和热液型铅锌矿成矿模型及预测区范围确定,资源量估算结果参见表5-10。从表5-10 可以看出,该区域潜在铅锌资源量合计44640.48×104t,其中铅大于24364.62×104t,锌大于20275.86×104t。除洛麦南、当才马北外,预测资源量主要分布在冈底斯成矿带内且与已知矿产分布情况吻合,说明冈底斯不仅拥有丰富的铜资源潜力,还拥有丰富的铅锌资源潜力。其中,南冈底斯亚带预测铅锌资源量大于19116.17×104t,矿床类型以矽卡岩和热液型为主,部分为斑岩型矿床的伴生矿,中冈底斯带预测铅锌资源量大于21331.14×104t,矿床类型主要为矽卡岩型,其次为热液型。

目前,纳入资源潜力预测的区域已控制铅+锌资源量估计在1800×104t,仅占预测资源量的5%左右,二者差异很大,分析其原因可能有以下几点:

(1)丰度估计法对资源量的估计主要计算预测区存在的超过背景值基础上的过量金属或异常金属总量,揭示金属元素潜在的成矿能力,但不能全面表达预测区金属元素的实际成矿情况,是否富集成矿与地质条件、后期保存等多种因素有关。

(2)本次进行预测资源量估计时,各预测区均按照1000m 深度进行计算,没有考虑各个预测区之间存在的差异。

(3)与斑岩型铜矿相似,部分预测区矿床类型主要为斑岩型铜矿和其他矿床类型矿种,成矿以铜或铜金、锑金为主,铅锌只作为伴生元素存在,不是主要成矿元素。丰度估计法未能对此加以区分。

(4)铅锌矿的实际勘查程度非常低。对铅锌矿的勘查绝大多数是2000年地质大调查工作开展后才开始的,到目前大多数矿床的勘查程度仅为预查或普查,详查的很少,达到勘探程度的几乎没有,而且探矿深度也远没有达到1000m 深度范围,因而已控制资源量非常少。

对比预测区预测资源量与已控制铅锌资源量可以发现,已控制资源量主要集中于预测资源量最大的几个预测区内,如龙马拉-蒙亚阿、亚贵拉-沙让、则学等,已控制资源量大小与预测资源量大小的变化趋势是一致的,说明资源量预测成果具有一定可信度。预测资源量与预测区已控制铅锌资源量的巨大差异暗示着冈底斯成矿带及邻区有极大的铅锌找矿潜力。

从单个预测区看,预测资源量比较大的区(Pb+Zn>500×104t)有洛麦南、甲岗-格布、则学、恰功,麦热-仁钦则、觉悟铜矿南、马里勇-尤卡朗、崩布弄,拉屋、蒙亚阿、亚贵拉-沙让-洞中松多、帮浦-松多雄、夏玛-弄如日、拉抗俄-驱龙-甲马、则当-吉松等17处,这些预测区应为今后铅锌找矿的重点区域。

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