论文部分内容阅读
摘 要：内蒙古三河铅锌矿床为典型的中温热液脉型矿床，矿体呈脉状、透镜状产出于侏罗系上统塔木兰沟组的火山岩中，其中3号矿脉是该矿床的重要工业矿体之一，呈NNW向展布，显示左旋的运动学特征。通过数值模拟系统，3号矿脉控矿断裂的波峰波谷过渡区为成矿有利部位。矿体厚度等值线与控矿断裂底盘面的叠合，本次研究在矿脉两翼及深部圈出三处成矿远景区。
关键词：三河铅锌矿床;3号矿脉;地质特征;构造控矿规律;成矿预测
三河铅锌矿床位于内蒙古自治区呼伦贝尔得耳布尔镇，内蒙古第六地质矿产勘查开发有限责任公司于2009～2018年间先后对三河矿区进行了补充勘查工作，对采矿权进行资源储量核实工作提出了构造控矿的观点，但并未做深入研究，缺乏对成矿规律与预测的理论研究。本文在详细了解该矿床地质特征的基础上，依据前人的钻探数据，结合数值模拟方法，对三河铅锌矿床成矿规律进行了总结，同时对3号矿脉外围（两翼）及深部进行了成矿预测工作，圈定了成矿远景区，这为今后进一步探矿工作具有指导意义。
1 矿床地质
三河铅锌矿床位于中亚造山带东段的额尔古纳地块（武广等，2014），区内出露地层比较单一，主要为侏罗系上统塔木兰沟组角闪安山岩、安山质火山碎屑岩，此外还有零星分布的白音高老组粗面岩，及第四系全新统现代松散堆积层。构造上，三河矿区隶属于北东向五卡复背斜与三河镇复向斜衔接带的北西侧，上比利亚谷左行平移断层和嘎拉嘎亚沟左行平移断层之间的下比利亚谷断裂与比利亚背斜轴缓“S”形转弯的交切部位。矿区范围内中生代岩浆活动频繁且强烈，主要岩性有石英斑岩、石英粗面斑岩及安山玢岩，其中安山玢岩多呈脉岩形式产出，且对礦脉有破坏作用。前人的锆石U-Pb年代学结果表明这些岩浆岩为中晚侏罗世（167-128Ma）岩浆作用的产物（明珠等，2015;Xu et al.，2018）。赵岩等（2017）对闪锌矿进行Rb-Sr同位素分析，结果显示其等时线年龄为141.6 ± 1.9Ma，说明三河铅锌矿床形成于晚侏罗世，与上述岩浆活动关系密切。
三河铅锌矿床矿石构造主要为：团块状、细脉状、浸染状（稀疏及稠密）和网脉状。依据矿石矿物组合、矿石组构、矿脉穿切关系将矿区铅锌银成矿作用划分为热液及表生氧化两期，其中热液成矿作用可进一步划分为：（I）白色无矿碳酸盐阶段;（II）黄铁矿-石英阶段;（III）多金属硫化物阶段;（IV）黄铁矿-萤石-方解石阶段;（V）无矿方解石阶段，具体特征见于表1。矿区范围内热液蚀变较为发育，主要有硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化和碳酸盐化，其中绿泥石化及硅化与矿化关系密切。
2 3号脉特征
3号矿脉走向335°，倾向南西，倾角58～79°，平均72°。走向延长530m，倾向延深130～240m。矿体呈脉状，地表沿走向方向向两端、深部向北西分枝尖灭，北西沿走向方向有矿化体再现。剖面上在417、415线厚度向下渐小，向深部分枝尖灭，矿体内偶有小夹石存在，复杂程度中等。构造对矿体影响程度小。沿走向厚大矿体见于417～411线间，厚度大且稳定，宽度（垂深）近100m，最大厚度达23.30m;沿倾向厚大矿体从417线的810m标高向南东方向逐渐降低，至411线降至742～655m标高，厚大矿体沿走向明显向南东方向倾伏，并有向下继续延伸趋势。矿体厚度0.96～23.30m，平均8.87m，厚度变化系数65%，属较稳定型。矿体品位：Pb0.55～5.13%、Zn0.52～1.65%、Ag10.33～112.93g/t，平均品位Pb1.87%、Zn0.68%、Ag18.71g/t。3号矿脉在走向变化处，矿体显示膨大的特征，这说明3号矿脉NWW向控矿断裂为左旋的运动学特征
3 3号脉控矿构造特征及矿化富集规律
控矿构造的研究方法，由描述型逐渐向半定量、定量分析方法发展，并在地质构造研究的各方面取得了丰硕成果（晁援，1994;王可勇，2001;徐叶兵，2003）。本次研究重点对三河铅锌矿床3号矿脉控矿断裂面形态及其空间变化趋势和矿体厚度等反应矿化强度的两种指标空间变化趋势进行了计算机数值模拟，分析了主要矿脉构造控矿规律及矿化局部富集规律，在此基础上开展了矿脉深部及外围矿体定位预测，为矿区进一步找矿工作提供了依据。
断裂构造在形成过程中，会受岩石的（韧/脆）性质、次级裂隙等地质因素的影响，会导致断面呈现波形变化（毛先成等，1993）。本文通过对断裂面（控矿断裂底盘面）形态变化及矿体厚度等反映矿化强度的两种指标空间变化进行趋势和剩余分析，进而总结主要矿脉断裂构造控矿规律。
经比对发现控矿断裂底盘面形态一次趋势与实际控矿断裂底盘面形态较为吻合，能够较好的反应控矿断裂底盘面形态空间变化趋势。由图可以看出，断裂底盘面自南东至北西（走向方向）表现出凸-凹-凸相间变化规律，凹起部位宽度约为200-240m，凸陷部位宽度约为120-240m，凸起和凹陷带表现为近直立展布，略具SW向侧伏但侧伏角小（﹤15-20°）。
为探讨矿体厚度空间变化规律，对3号矿体厚度数据进行等值线分析，矿体厚度纵投影等值线图，矿体厚度具有多个高值中心，高值中心形态多呈椭圆状，椭圆长轴微向SW延伸，指示矿体略有向SW侧伏的趋势，但侧伏角较小（﹤15-20°）。矿体厚度自南东至北西（走向方向）表现出低-高-低-高相间变化规律，高值部位呈透镜状，宽度约为240-360m，低值部位宽度约为120-150m。
我们将3号矿体矿体控矿断裂底盘面一次趋势分析剩余（虚线）与矿体厚度等值线进行叠合，发现断裂面的波峰和波谷过渡部位（正负值相间区域）为成矿有利部位，这一规律对后续的矿体深部成矿预测提供重要依据。
4 成矿预测
数值模拟技术是将数学、地质、软件相结合的预测模拟方法，对从矿区不同标高，不同勘查线获得的矿化强度指标数据，进行统计、分类、网格化处理，分析其空间分布规律、富集规律，再与实际地质情况相结合的一种综合性找矿预测方法（白万成等，2011;蔡文艳等，2016;付丽娟，2016）。
本文以矿床地质特征研究为基础，通过控矿断裂运动性质及矿化强度指标空间分布规律分析，总结成矿规律。利用数值模拟的方法对断裂面形态、矿体厚度等数据进行趋势模拟，分析其中的规律、联系及成矿的可能性，结合区域地质背景、矿床地质特征、矿化富集规律，对三河铅锌矿区3号矿体进行成矿远景评价及矿体定位预测，圈定找矿靶区，并进行工程验证，以期为该区探矿增储提供依据（注：在数值模拟过程中，应区分开矿化强度指标趋势值与真实值的差别，趋势值仅表现矿化强度指标的高低变化，与真实值存在部分差异）。
通过拟合分析矿体厚度（图中蓝线）与断裂面形态的嵌套关系，共圈定了3个成矿远景区，具体描述如下：
I-1：位于405-409线，标高700-450m，该区域矿体厚度趋势值2.5～5m，断裂面形态处于波峰波谷过渡区，属二级找矿远景区;
I-2：位于421-423线，标高800m附近，该区域矿体厚度趋势值0～2.5m，断裂面形态处于波峰波谷过渡区，属二级找矿远景区;
I-3：位于405-411线，标高500m以下，该区域矿体厚度趋势值2.5～7.5m，断裂面形态处于波峰部位，属一级找矿远景区。
结论
（1）三河铅锌矿床3号矿脉显示左旋的运动学特征，控矿断裂波峰波谷过渡区为成矿有利部位;
（2）利用数值模拟技术对3号矿脉进行了深部及两翼的系统定性预测工作，圈定I、II、III三处成矿远景区。
关键词：三河铅锌矿床;3号矿脉;地质特征;构造控矿规律;成矿预测
三河铅锌矿床位于内蒙古自治区呼伦贝尔得耳布尔镇，内蒙古第六地质矿产勘查开发有限责任公司于2009～2018年间先后对三河矿区进行了补充勘查工作，对采矿权进行资源储量核实工作提出了构造控矿的观点，但并未做深入研究，缺乏对成矿规律与预测的理论研究。本文在详细了解该矿床地质特征的基础上，依据前人的钻探数据，结合数值模拟方法，对三河铅锌矿床成矿规律进行了总结，同时对3号矿脉外围（两翼）及深部进行了成矿预测工作，圈定了成矿远景区，这为今后进一步探矿工作具有指导意义。
1 矿床地质
三河铅锌矿床位于中亚造山带东段的额尔古纳地块（武广等，2014），区内出露地层比较单一，主要为侏罗系上统塔木兰沟组角闪安山岩、安山质火山碎屑岩，此外还有零星分布的白音高老组粗面岩，及第四系全新统现代松散堆积层。构造上，三河矿区隶属于北东向五卡复背斜与三河镇复向斜衔接带的北西侧，上比利亚谷左行平移断层和嘎拉嘎亚沟左行平移断层之间的下比利亚谷断裂与比利亚背斜轴缓“S”形转弯的交切部位。矿区范围内中生代岩浆活动频繁且强烈，主要岩性有石英斑岩、石英粗面斑岩及安山玢岩，其中安山玢岩多呈脉岩形式产出，且对礦脉有破坏作用。前人的锆石U-Pb年代学结果表明这些岩浆岩为中晚侏罗世（167-128Ma）岩浆作用的产物（明珠等，2015;Xu et al.，2018）。赵岩等（2017）对闪锌矿进行Rb-Sr同位素分析，结果显示其等时线年龄为141.6 ± 1.9Ma，说明三河铅锌矿床形成于晚侏罗世，与上述岩浆活动关系密切。
三河铅锌矿床矿石构造主要为：团块状、细脉状、浸染状（稀疏及稠密）和网脉状。依据矿石矿物组合、矿石组构、矿脉穿切关系将矿区铅锌银成矿作用划分为热液及表生氧化两期，其中热液成矿作用可进一步划分为：（I）白色无矿碳酸盐阶段;（II）黄铁矿-石英阶段;（III）多金属硫化物阶段;（IV）黄铁矿-萤石-方解石阶段;（V）无矿方解石阶段，具体特征见于表1。矿区范围内热液蚀变较为发育，主要有硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化和碳酸盐化，其中绿泥石化及硅化与矿化关系密切。
2 3号脉特征
3号矿脉走向335°，倾向南西，倾角58～79°，平均72°。走向延长530m，倾向延深130～240m。矿体呈脉状，地表沿走向方向向两端、深部向北西分枝尖灭，北西沿走向方向有矿化体再现。剖面上在417、415线厚度向下渐小，向深部分枝尖灭，矿体内偶有小夹石存在，复杂程度中等。构造对矿体影响程度小。沿走向厚大矿体见于417～411线间，厚度大且稳定，宽度（垂深）近100m，最大厚度达23.30m;沿倾向厚大矿体从417线的810m标高向南东方向逐渐降低，至411线降至742～655m标高，厚大矿体沿走向明显向南东方向倾伏，并有向下继续延伸趋势。矿体厚度0.96～23.30m，平均8.87m，厚度变化系数65%，属较稳定型。矿体品位：Pb0.55～5.13%、Zn0.52～1.65%、Ag10.33～112.93g/t，平均品位Pb1.87%、Zn0.68%、Ag18.71g/t。3号矿脉在走向变化处，矿体显示膨大的特征，这说明3号矿脉NWW向控矿断裂为左旋的运动学特征
3 3号脉控矿构造特征及矿化富集规律
控矿构造的研究方法，由描述型逐渐向半定量、定量分析方法发展，并在地质构造研究的各方面取得了丰硕成果（晁援，1994;王可勇，2001;徐叶兵，2003）。本次研究重点对三河铅锌矿床3号矿脉控矿断裂面形态及其空间变化趋势和矿体厚度等反应矿化强度的两种指标空间变化趋势进行了计算机数值模拟，分析了主要矿脉构造控矿规律及矿化局部富集规律，在此基础上开展了矿脉深部及外围矿体定位预测，为矿区进一步找矿工作提供了依据。
断裂构造在形成过程中，会受岩石的（韧/脆）性质、次级裂隙等地质因素的影响，会导致断面呈现波形变化（毛先成等，1993）。本文通过对断裂面（控矿断裂底盘面）形态变化及矿体厚度等反映矿化强度的两种指标空间变化进行趋势和剩余分析，进而总结主要矿脉断裂构造控矿规律。
经比对发现控矿断裂底盘面形态一次趋势与实际控矿断裂底盘面形态较为吻合，能够较好的反应控矿断裂底盘面形态空间变化趋势。由图可以看出，断裂底盘面自南东至北西（走向方向）表现出凸-凹-凸相间变化规律，凹起部位宽度约为200-240m，凸陷部位宽度约为120-240m，凸起和凹陷带表现为近直立展布，略具SW向侧伏但侧伏角小（﹤15-20°）。
为探讨矿体厚度空间变化规律，对3号矿体厚度数据进行等值线分析，矿体厚度纵投影等值线图，矿体厚度具有多个高值中心，高值中心形态多呈椭圆状，椭圆长轴微向SW延伸，指示矿体略有向SW侧伏的趋势，但侧伏角较小（﹤15-20°）。矿体厚度自南东至北西（走向方向）表现出低-高-低-高相间变化规律，高值部位呈透镜状，宽度约为240-360m，低值部位宽度约为120-150m。
我们将3号矿体矿体控矿断裂底盘面一次趋势分析剩余（虚线）与矿体厚度等值线进行叠合，发现断裂面的波峰和波谷过渡部位（正负值相间区域）为成矿有利部位，这一规律对后续的矿体深部成矿预测提供重要依据。
4 成矿预测
数值模拟技术是将数学、地质、软件相结合的预测模拟方法，对从矿区不同标高，不同勘查线获得的矿化强度指标数据，进行统计、分类、网格化处理，分析其空间分布规律、富集规律，再与实际地质情况相结合的一种综合性找矿预测方法（白万成等，2011;蔡文艳等，2016;付丽娟，2016）。
本文以矿床地质特征研究为基础，通过控矿断裂运动性质及矿化强度指标空间分布规律分析，总结成矿规律。利用数值模拟的方法对断裂面形态、矿体厚度等数据进行趋势模拟，分析其中的规律、联系及成矿的可能性，结合区域地质背景、矿床地质特征、矿化富集规律，对三河铅锌矿区3号矿体进行成矿远景评价及矿体定位预测，圈定找矿靶区，并进行工程验证，以期为该区探矿增储提供依据（注：在数值模拟过程中，应区分开矿化强度指标趋势值与真实值的差别，趋势值仅表现矿化强度指标的高低变化，与真实值存在部分差异）。
通过拟合分析矿体厚度（图中蓝线）与断裂面形态的嵌套关系，共圈定了3个成矿远景区，具体描述如下：
I-1：位于405-409线，标高700-450m，该区域矿体厚度趋势值2.5～5m，断裂面形态处于波峰波谷过渡区，属二级找矿远景区;
I-2：位于421-423线，标高800m附近，该区域矿体厚度趋势值0～2.5m，断裂面形态处于波峰波谷过渡区，属二级找矿远景区;
I-3：位于405-411线，标高500m以下，该区域矿体厚度趋势值2.5～7.5m，断裂面形态处于波峰部位，属一级找矿远景区。
结论
（1）三河铅锌矿床3号矿脉显示左旋的运动学特征，控矿断裂波峰波谷过渡区为成矿有利部位;
（2）利用数值模拟技术对3号矿脉进行了深部及两翼的系统定性预测工作，圈定I、II、III三处成矿远景区。