湖南茶陵壟上鎢錫多金屬礦成礦規律及成礦預測

朱貌賢，朱浩鋒，黃 韜

（湖南省地質礦產勘查開發局四一六隊，湖南 株洲 412000）

1 成礦要素

依據“三位一體”成礦理論，區內礦床為巖漿熱液礦床，因為圍巖性質的差異可形成矽卡巖型和脈狀鎢錫礦床。基于典型礦床的控礦關鍵因素的研究，研究區內的成礦要素主要包括以下三要素：巖漿巖：成礦地質體研究顯示印支期和燕山期巖體是整裝勘查區內的成礦地質體，其中印支期巖體與碳酸鹽巖地層接觸部位形成矽卡巖型礦化（體），燕山期成礦巖體呈隱伏產狀，成礦流體沿斷裂上升，形成石英脈型礦體，圍巖以印支期花崗巖和燕山早期花崗巖為主，在地層覆蓋區發育大量熱液硅化石英脈，目前研究顯示礦化較差。有利的圍巖地層：沉積建造分析顯示區內古生界含有灰巖、泥灰巖等有利的碳酸鹽巖建造，其為形成矽卡巖型礦化提供了有利的圍巖條件。地塹系及其次級構造：前期研究顯示整裝勘查區內礦床分布受北東向茶漢地塹系控制；礦床構造為接觸帶、斷裂及楔狀斷裂系，茶陵幅多為石英脈、硅化帶所充填的斷裂構造。

2 成礦規律

2.1 區域礦產分布特征

區內未發現成型礦床，僅在東北角與寧岡幅相接處有壟上-合江口鎢錫礦床。

2.2 壟上鎢錫多金屬礦典型礦床特征

區內東北角與寧岡幅相接處有壟上-合江口鎢錫礦床，以該礦床為例闡述典型礦床特征如下：

2.2.1 成礦地質體研究

壟上鎢錫多金屬礦出露的巖體為印支期和燕山期花崗巖，其中，中粒黑云母花崗巖和細粒黑云母花崗巖，其中可見長石定向排列現象，細粒黑云母花崗巖少部分出露并可見其超覆于碳酸鹽巖地層之上，造成矽卡巖化，印支期花崗巖為矽卡巖型礦化的主要成礦地質體，且其為石英脈型礦化的圍巖。

兩期花崗巖均以高硅、高鋁及高堿為特征，但是印支期巖體鎂、磷含量較燕山期高，二者均富集Rb、K、U、Th 和REE 等元素，虧損Ta、Ti、P、Sr、Ba、Nb 等元素，均以明顯的負Eu 異常為特征，但是印支期花崗巖的稀土總量較燕山期稀土總量高。

2.2.2 礦床控礦構造研究

壟上錫多金屬礦斷裂構造發育，統計表明斷層走向以NEE為主，一般陡傾，傾角70°～ 80°，礦床斷裂構造控礦特征明顯，在 NEE 向斷層與近南北向接觸帶疊加的部位往往形成疊加富化的順層矽卡巖型礦體，接觸帶構造可能為印支期花崗巖侵入時形成，并可能存在初始礦化（如在壟上錫多金屬礦露采坑見到的石榴子石矽卡巖、綠簾石矽卡巖中輝鉬礦化等），在燕山期區域伸展背景下，NEE 向斷裂發育，深部成礦流體沿斷裂上升，在其疊加早期接觸帶的部位成為理想的賦礦場所。觀察顯示燕山期成礦斷層中充填有石英脈、紫色螢石脈、方解石脈，其中有浸染狀白鎢礦，不同脈體有相互穿插關系，反映成礦流體的多期活動，在斷層中沿斷層頂底面普遍發育斷層泥，是斷層巖經過多期碾磨的結果，斷層巖特征及其充填脈體特征反映了構造-流體的多期耦合作用。

圖1 印支期含鉀長石巨晶黑云母花崗巖中的原生流動構造，長石定向排列

圖2 細粒黑云母花崗巖超覆于碳酸鹽巖地層之上，后者受交代形成層狀矽卡巖

2.2.3 成礦作用研究

壟上錫多金屬礦位于錫田巖體西部，泥盆系中統棋梓橋組灰巖地層與印支期巖體接觸帶附近，發育矽卡巖型礦、石英脈型礦以及疊加型礦化，存在印支期和燕山期兩期成礦作用。

（1）矽卡巖型礦體分布特征及成礦作用：為層狀矽卡巖型礦體，在接觸帶分布于巖體的凹部，在遠離巖體與圍巖接觸帶的礦體產狀與地層產狀一致。層狀矽卡巖在有后期斷裂-熱液蝕變疊加時，其礦化富集程度高。矽卡巖型礦化礦石是成礦的主要指示，識別出黃鐵礦黃銅礦石榴子石矽卡巖型、黃鐵礦綠泥石矽卡巖型、含黃鐵礦磁鐵礦閃鋅礦矽卡巖型、含黃銅礦黃鐵礦磁鐵礦矽卡巖型礦石，各類礦石中多含星點浸染狀白鎢礦。

（2）石英脈型礦化：為石英脈帶型鎢錫礦化，脈帶寬1m～2m，單脈寬幾厘米到20cm，走向為近東西向，向南傾，傾角為70°左右，且穿切二云母花崗巖。脈型礦多沿裂隙分布。石英脈旁側多發育云英巖化，石英脈附近發育螢石脈。

（3）疊加型礦化：鎢錫多金屬礦層狀矽卡巖礦化如發生斷裂及熱液蝕變疊加時形成疊加型富集礦化，在二者交匯處形成富礦包。如253 中段發生綠簾石脈或螢石方解石脈疊加時，礦化均加強，并出現白鎢礦。

3 成礦預測

這里所說的預測區相當于“全國礦產潛力評價”的“最小預測區”。圈定方法主要按照“全國礦產潛力評價”的方法，并結合專家法略作調整，主要內容如下。

預測區的圈定采用了綜合信息地質單元法，主要是利用預測要素疊加法的方法。在圈定預測區時，要根據要素的實際情況，根據它們之間的相互關系進行組合，從而圈定出最小預測區。在MRAS 軟件中，該方法是通過建模器來實現的。由于在劃定預測區域時需要的元素已轉換為表面文件格式，因此在建模器中，除了輸入塊和輸出塊外，核心是表面文件的疊加分析塊，主要包括三個主要的疊加分析方法，即交集分析、合并分析和減法分析。將所有最小預測區域描繪方法與這三種基本覆蓋方法結合起來，最終描繪出最小預測區域。按照不同的礦產類型，分別圈定最小預測區。

熱液型礦床：利用“（（鎢礦床∪錫礦床）∩（NE 向斷層緩沖區）∩鎢元素異常區”的方案。

在使用建模器圈定預測區的基礎上，結合含礦巖體或賦礦地層和水系異常邊界范圍進行適當合并、拆分，并進行優選，初步圈定最小預測區。矽卡巖型礦預測模型區選擇壟上鎢錫礦區作為模型單元，該礦床為中型礦床。對評價工作區初選最小預測區進行優選的工作。利用MRAS 軟件提供的功能，通過特征分析法進行優選。矽卡巖型/石英脈型礦床：A 級預測區1 個，B 級預測區1 個，C 級預測區1，共計3 個。

4 資源量預測

體積法是在預測遠景區圈定、預測區優選和模型區建立的基礎上進行，該方法將預測工作區域中模型區域每單位體積的估計平均鎢、錫、鉛和鋅資源外推到預測區域的體積范圍內，以估計預測區域中的資源量。

4.1 計算公式及參數確定

（1）含礦率計算。首先確定模型區，根據模型區詳細勘探資料，求出含礦率。我們知道，資源量：Q=k·D·V （式1）

其中，k—含礦率。D—礦石體重。V—含礦地質體體積。所以，模型區含礦率可以根據下式確定。

模型區資源量Q 模型區和礦石體重D 模型區可以從地質勘探報告中獲得。而模型區含礦地質體體積。

其中，S 模型區—模型區面積。h1—勘探控制深度。h2—礦體埋藏深度。由式2、式3 確定的k 即是模型區控制深度內的含礦率。

（2）求預測區內含礦地質體的體積。證明預測區域是否具有與模型區域相似的地質礦化條件，確保它們基本相似后，計算預測區域內的含礦地質體的體積。

其中，S 預測區—預測區面積。h3—礦體預測深度。h2—礦體埋藏深度。

（3）確定計算參數。根據模型區參數值和預測區與模型區的相似程度，對預測區各參數進行賦值；這些參數包括含礦率k 預測區、礦石體重D 預測區、礦體埋深及預測深度。（4）根據式6-5 計算預測區資源量

4.2 資源量計算

（1）面積的圈定。描繪預測單位（最小預測面積）的方法可以大致分為網格單位法和具有綜合信息的地質單位法。兩種方法都有優點和缺點，網格法在計算機上工作簡單且方便，但沒有地質意義，也不便于預測變量。通過施加評估元素來識別地質對象的方法具有明確的含義，并且便于選擇變量，但是很難確定場地的邊界。本次鎢錫鉛鋅預測中采用的是綜合信息地質單元法進行最小預測區的圈定。

（2）延深參數的確定。各最小預測區的延深參數的確定是按不同預測工作區的實際情況分別來確定，通常，對最小預測區域內含礦地質體的地質特征、礦化變化、礦化類型，地球物理和地球化學勘探異常進行綜合研究，并比較典型礦床的特征。

（3）礦石體重的確定。各預測區礦石品位和體重值均采用相關預測區中礦床勘查報告中提供的平均數值。模型區內礦石的體重值每立方米2.8 噸。

（4）含礦系數的確定。各預測工作區中含礦系數（體含礦率）按以下方法確定取值壟上鎢錫礦0.005214：

（5）相似系數的確定。確定相似系數的原則：首先，比較模型區域和預測區域中所有預測元素的總體相似系數；其次，比較量化參數的相似系數。至于場模型的相似系數，有必要采用綜合的方法來確定。關于相似系數校正方法，主要有兩種方法：①使用數學地質方法，例如特征分析和確定礦化證據的可能性。②取決于專家確定的模型區域與預測區域之間的相似程度。

本次相似系數的確定主要是利用項目辦提供的MRAS 軟件功能，通過數學地質的方法計算得單元得分，最終確定結果。

（6）模型區資源量的估算。模型區一般采用MRAS 或GEODAS 軟件所圈定的平面范圍，之后根據實際情況進行必要的人工校正所確定下來的最小預測區。主要通過對不同類型礦床圈定含礦地質體的方法來加以校正。

（7）最小預測區的資源量計算。鎢、錫、鉛和鋅的資源以礦石量表示，最小預測區域中的資源量為最小預測區域中的礦石量。計算公式：預測礦石量=最小預測區含礦層體積×礦石體重×（平均）含礦系數。

①預測工作區資源量計算：預測工作區資源量等于各最小預測區資源量之和。②預測區資源量的確定及修正：預測區域中的資源數量由公式6-5 確定。由于地質體復雜性的不同，模型區和預報區的地質條件不能完全一致。為了進一步減少此錯誤，我們對預測區域中的資源數量進行了以下更正：

式中，F 為有利因子（即模型區與預測區的成礦特征或區域成礦模式的相似程度）。其值是對最小預測區成礦概率值進行標準化來獲得，而最小預測區成礦概率值是通過MRAS2.0 軟件對預測區進行優選時確定。

5 結束語

該地區鎢錫多金屬礦床的成因類型主要表現為石英脈和矽卡巖類型。本區鎢錫多金屬礦成因類型主要為石英脈型和矽卡巖型。