金礦床成礦機制及地球物理深度找礦模型建立

柳玉龍，陳原林

（1.中色地科礦產勘查股份有限責任公司，北京 100012；2.貴州大學資源與環境工程學院，貴州 貴陽 550025）

金礦屬于全球性重要的戰略性礦產資源，對保障國家財富穩定具有不可替代的作用。隨著全球大規模開采金礦，已探明資源不足問題成為制約世界各個國家黃金產業可持續發展的主要障礙，所以金礦床相關話題已經成為社會重點研究內容。由于金礦床成礦規律復雜多樣，社會對金礦床成礦機制分歧較大，所以此次提出金礦床成礦機制及地球物理深度找礦模型建立，為新一輪金礦找礦勘查部署提供理論依據。

1 金礦床成礦機制

金礦床類型主要為石英脈型金礦，其成礦機制主要為區域變質作用和巖漿活動，加速了地殼內流體的循環和熱對流促進Au在熱液中初步富集。

之后地殼發生多次擠壓活動，促使導礦構造與下地殼或深大斷裂貫通，基性巖漿沿斷裂上侵，并攜帶上來大量的成礦物質—Au，形成含Au熱液，隨后的巖漿活動的進一步加劇，促使成礦熱液在構造內循環流動，并淋濾、萃取圍巖中成礦物質，尤其是中基性巖漿巖中的成礦物質，加入到成礦流體體系[2]。

在成礦過程中，斷裂活動的繼承性和熱液活動的脈動性明顯，表現為成礦的多階段性。

各階段含礦流體的性質、成礦物理化學條件及其產物均有明顯的差異。

①早階段初始含礦流體具有高溫(＞360℃)巖漿熱液的特點，溶解有大量SiO2，溶液可能呈弱堿性，其中金和其它成礦元素主要呈穩定的絡合物形式被搬運[1]。在其沿斷裂上升運移的過程中，由于溫度、壓力急劇降低，并有二次沸騰作用發生，使溶液的物理化學平衡發生變化，在溫度為360℃～300℃條件下沉淀出石英、黃鐵礦等，金則呈渾圓的珠滴狀分布于黃鐵礦中。②中期階段，斷裂繼續活動，上升熱液性質隨著天水的混入和溫度、壓力進一步降低而發生顯著變化[3]。H2S在熱液中的溶解度增高，S2-濃度增大，溶液向中性和弱酸性演化，含成礦金屬元素的絡合物發生大量分解，形成石英及多金屬硫化物(黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等)。它們大多沿繼承活動的斷裂、裂隙充填交代，局部生成富礦脈(囊)，該階段的成礦溫度為300℃～208℃，是該礦床主要的成礦階段[4]。③晚階段，熱液中地下水所占比例增大，金屬元素離子濃度顯著降低，在溫度為180℃～150℃，形成碳酸鹽石英組合，含有少量的多金屬硫化物，它們穿切前兩階段的礦脈，此時內生成礦作用已趨于結束。

2 地球物理深度找礦模型建立

2.1 收集資料

在建立地球物理深度找礦模型前，主要側重于調查區已有的地質、物探、化探及礦產資源評價項目和科研工作所取得的資料和成果，包括工作區內地質工作程度、區域地質調查、礦產地質調查和勘查、礦產地質研究工作的內部成果資料、公開出版的專著、發表的論文等資料。結合地球物理深度找礦模型建立需要，補充收集和匯總工作區內礦產資源評價項目工作進展和成果資料，特別是近幾年國家資金、省地勘基金及市場商業性地質勘查項目的最新地質勘查成果，對收集到資料進行整理、分類、分析等預研究，并且對所有資料進行數字化處理。

2.2 地球物理深度測量

運用電磁物探法對勘查區域進行地球物理深度測量，采集數據，實地選擇外界干擾小但磁場變化有一定幅度的地點，建立一條觀測路線，布設觀測點。

磁力儀依次進行往返觀測，同時進行日變觀測，然后分別進行日變改正[5]。

每日野外磁測觀測單元始于校正點，終于校正點；每個磁法觀測點，一般要求連續觀測兩次以上，待重復數據穩定后進行存儲記錄；野外工作遇到居民地、鐵路、井場、高壓輸電線、有磁性的廢礦石等干擾時，采取偏移點位予以回避，把干擾降到最小，并作了相應記錄；磁日變站的觀測時間早于早校正并晚于晚校正時間[5]。下表為電磁物探法采集數據精度統計表。

表1 測量工作精度統計表

在采集的數據轉入空間數據庫之前，根據數字地質調查系統提供的功能，首先對實際材料圖（編稿地質礦產圖）數據的完整性、邏輯一致性（重點進行了拓撲錯誤檢查、線弧一致性檢查、地質體面實體的屬性和參數一致性檢查、地質界線的屬性與參數一致性檢查、產狀類型名稱和符號的一致性檢查等）、空間定位準確度等進行了詳細檢查，無誤后方轉入下一步工作。

2.3 建立數據庫

將所有野外采集的數據以及收集資料，經轉化，都導入到基于MAPGIS平臺上開發的地質數字調查系統DGSInfo。

地圖參數為：投影方式為投影平面直角坐標系；投影類型為高斯－克呂格投影；橢球參數為1980年西安坐標系，1985年國家高程基準；圖形單位為毫米；比例尺：1：25000（原始資料數據庫）、1：50000（地質礦產圖空間數據庫）。

地質礦產圖空間數據庫建庫遵循數字區域地質調查系統數據“流”特點，其數據庫建立流程如下圖所示。

圖1 數據庫建庫流程

2.4 實現地球物理深度找礦模型建立

將數據庫中所有的數據歸類成區域地質背景、區域地球物理場、區域地球化學場特征、礦區地質、物化探異常特征等，并結合礦區成礦規律和成礦成因、成礦地質條件建立找礦模型，如下表所示。

表2 地球物理深度找礦模型

3 結語

此次以區域成礦學和地球物理深度找礦理論為指導，對金礦床成礦機制及地球物理深度找礦模型建立進行了研究，并取得了一定的研究成果。但是金礦床資料豐富，綜合集成、整理難度大，綜合分析的深度和廣度尚不充足。此外，社會勘查資料收集存在困難，金礦床的地球物理深度找礦模型仍有待實踐驗證，所以對該方面還需要進一步深入研究。