吉林汪清杜荒嶺礦區土壤熱釋汞測量對比研究及找礦預測

(1.廣州市地質調查院 廣東 廣州 510000)(2.桂林理工大學廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室 廣西 桂林 541004)

一、引言

汞礦化或汞異常對金礦的勘查有著重要的指示意，汞作為金的重要遠程指示元素在金礦勘查中已被廣泛應用。汞具有較強的穿透力，由地下深部上升的汞蒸氣，沿著構造斷裂和破碎帶上升，從地面以下幾百米甚至幾千米，可以一直到地表，即使疏松覆蓋物較厚，地表土中仍有汞的異常顯示。

根據Hg0和汞化合物熱釋溫度，采用控溫測量土壤中與礦有密切關系的迭加價態汞達到尋找隱伏礦的目的，這就是土壤熱釋汞測量法的基本原理(欒繼深等，1981)。

本文中，作者從已知礦床剖面不同熱釋溫度入手，結合實驗對比研究結果與實際地質情況確定土壤熱釋汞的最佳熱釋溫度，并利用其達到準確的預測未知區隱伏礦體的目的。

二、礦區地質概況

區內被廣泛發育的燕山早期巖體所覆蓋，地層出露面積較小。工作區北部有小面積的二疊系開山屯組砂礫巖、礫巖及板巖出露。礦區南部可見中生界侏羅系上統金溝嶺組出露，巖性為紫-灰黑-黑綠色致密塊狀安山集塊巖、安山角礫巖、中性玻屑—晶屑凝灰巖、安山巖夾凝灰砂巖，底部為安山凝灰礫巖，礫巖成分復雜，渾圓度好，為凝灰質膠結，但該地層也多被第三系土門子組所覆蓋。

工作區位于東西向復興-杜荒子斷裂帶東部。區內構造以東西向為主，并發育有北東東、北東、北北東、北西向四組次級構造。區內成礦主要受東西向主構造帶控制，含金地質體均賦存在該帶內，次級構造與成礦關系不密切。

工作區被大面積出露的燕山早期巖體所覆蓋。巖性組成有花崗閃長巖、花崗斑巖、石英閃長巖、花崗巖等。并有安山巖、閃長斑巖脈穿插。

三、樣品溫度實驗

利用樣品重量和測試時間結果，保持樣品重量為100mg和熱釋時間為90s不變。本次實驗我們對礦區J0測線采集的14個土壤樣品進行溫度實驗，通過不同溫度的實驗數據對比，找出與已知剖面的已知礦體對應對應最好的曲線，從而確定測試溫度。

結合礦區地質資料和土壤熱釋汞熱釋溫度曲線圖,做了160℃、220℃、300℃和650℃四個溫度條件下的樣品測試，其中650℃熱釋汞為全汞(Hg0、Hg1+和Hg2+)。

利用測試溫度實驗數據，結合礦區J0測線已知地質剖面繪制地質-地化剖面(圖1)。從圖中可以看出，四個溫度測出的汞含量大小大致為160℃<220℃<300℃<650℃。不同的溫度對礦體所指示的清晰度不一樣，其中160℃和220℃能大致指示下方礦體，300℃和650℃所測出汞的數據曲線能清晰地指示出下方的礦體。異常呈寬峰形態分布，異常寬度60米，從11到14號測點，正好處于礦體正上方，吻合程度非常好，測點基本控制住了剖面。

四、不同溫度汞異常對比

本次工作在礦區內布設了8條剖面(0線-7線)，勘查網度為200×40米，其中5線、6線從48到56測點進行了加密，點距為20米，共采集土壤樣品322個。為了能夠更加清晰分析不同的測汞溫度對該地區找礦預測的影響，對杜荒嶺礦區的樣品分別進行了300℃和650℃條件下的重復測試，最后對測區兩個不同溫度的異常圖結合地質條件進行對比研究。

利用直方圖解法處理后將數據背景值加2、4、6倍標準差按外、中、內帶繪制出異常平面圖，300℃異常外帶(圖2)為3.8ppb，中帶為5.2ppb，內帶為6.7ppb；650℃異常外帶為5.8ppb，中帶為7ppb，內帶為8.2ppb，其中650℃異常為對比異常。

300℃異常主要集中在中部與南部，此外還有幾個單點異常。其中中部異常規模巨大，橫跨2、3、5、6、7線，起點為2線19號點，終點為7線5號點，異常峰值為16.6ppb，位于3線22號點，異常襯度值為6.91，異常走向東西，長度約為800米，三級分帶明顯。南部異常位于4線5號點與5線5號點之間，三級分帶明顯，異常峰值為14.3ppb，位于4線5號點，異常襯度值為5.96，異常均位于中細粒石英閃長巖內。

650℃異常比較分散，主要由南部和東部兩個大規模異常帶組成，三級分帶明顯，其余基本為單點異常，其中南部異常與300℃異常基本相似，主要區別在于中部，300℃中部異常無論在規模還是連續性都比650℃異常在同位置下體現得更清晰。

為了更好地指導未知區找礦，將地電化學提取主成礦元素Au異常平面圖與之對比。從圖中可以看出，300℃異常與Au異常套和關系非常好，特別是中部異常，其套合面積大且連續性不錯。650℃異常雖然能與Au異常大致套合，但總體清晰度不如300℃異常，由于其高背景值，甚至還漏掉了一些異常。由此可知，在該測區應用汞測量方法找礦過程中，300℃圖異常符合該區的地質找礦條件，這為測區礦床的定位指出了明確的方向。

測線4、5、6線北部區域雖然表面有細脈狀礦化體，但經過鉆探工程驗證后發現見礦效果不理想，由于該區屬于當地木耳地種植區，可能對樣品造成污染出現假異常。綜合各因素，本次找礦的重點放在礦區中部異常帶。根據異常規模、強度、形態變化與地質條件的吻合程度共圈定了4個找礦靶區，按照找礦潛力大小分三個等級，即Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類(圖5)。

Ⅰ類靶區：汞和金異常強度和規模較大，三級濃度分帶明顯，其中3線22號點金異常峰值31.89ppm，襯度值為8.5，處在測區中部，汞和金元素異常套合好，具有極大的找礦潛力。

Ⅱ類靶區：汞和金異常強度和規模中等，三級濃度分帶明顯，處在測區東南部和中南部,汞和金元素異常套合較好，處于找礦有利部位，具有一定找礦潛力。

Ⅲ類靶區：此靶區內汞無明顯汞異常但顯示有金異常，由于此區處于當地木耳種植地范圍內，周圍有工業垃圾，樣品可能受到污染，推測為假異常。

五、結論

(1)已知剖面進行熱釋汞研究表明，每一個溫度條件下所測出的汞含量曲線在礦體上方均大致出現明顯異常，四個溫度測出的汞含量大小為160℃<220℃<300℃<650℃，這是因為溫度越高，樣品釋放的汞越多。

(2)結合地質背景表明，300℃異常從規模和強度都與主成礦元素Au套合關系很好，且異常位置位于本區構造成礦有利部位，得出300℃條件適合該區土壤樣品測試。

(3)通過可行性研究與未知區找礦實踐表明，土壤熱釋汞測量法對于找隱伏金礦是有效的。