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澳大利亞奎河多金屬硫化物礦床

1.地質(zhì)背景

澳大利亞奎河（Que River）多金屬硫化物礦床位于澳大利亞塔斯馬尼亞島西部，地處南緯41° 36ˊ，東經(jīng)145°42′附近（圖11-9）。1970年阿伯福伊爾勘探公司開始在這一地區(qū)進行勘查，1974年發(fā)現(xiàn)了奎河礦床?？拥V床經(jīng)詳細的鉆探、地下勘探之后，于1981年正式開采。目前，該礦山年產(chǎn)30萬t礦石。

開采之前，奎河礦床礦石總儲量410萬t。平均品位：Cu 0.4%、Pb 6.6%、Zn 11.6%、Ag 121×10-6、Au 2.7×10-6。計含銅1.64萬t、鉛27.06萬t、鋅47.56萬t、銀496.1t、金11.07t。

奎河礦床由幾個塊狀至浸染狀硫化物透鏡體組成。透鏡體及其周圍的含礦巖石位于一個500m寬的蝕變暈內(nèi)。熱液蝕變作用使巖石發(fā)生了強烈的蝕變，從而使得巖石類型及原生結(jié)構(gòu)模糊不清。蝕變暈內(nèi)原生巖石類型的識別只得借助于微量元素（Ti、Zr、Y和Nb）分析。

圖11-9 奎河-赫利爾礦區(qū)地質(zhì)圖

（引自阿伯福伊爾資源有限公司，1990）

1—第三紀玄武巖；2—粒玄巖；3—侵入流紋巖；4—上流紋巖巖層；5—奎河頁巖；6—玄武巖、玄武巖質(zhì)安山巖、熔巖、角礫巖；7—火山碎屑巖；8—英安質(zhì)熔巖和角礫巖；9—強蝕變巖；10—安山質(zhì)熔巖；11—云母砂巖、少量酸性火山巖

最下部的地層單元為暗綠色的、局部多孔的玄武巖，它出露于礦區(qū)的東部和南部。玄武巖之上為鈣堿性安山巖質(zhì)熔巖和火山碎屑巖。安山巖經(jīng)區(qū)域蝕變作用，形成一個復(fù)雜的礦物組合，其中包括鈉長石、石英、綠泥石、方解石、絹云母、葡萄石、綠纖石、綠簾石、榍石和單斜輝石。火山碎屑巖亦發(fā)生了蝕變，其礦物成分與安山巖質(zhì)熔巖的礦物成分類似。

多源火山碎屑巖（表生碎屑巖）與安山巖質(zhì)火山碎屑巖互層。這些表生碎屑巖為磨圓的至次磨圓的碎屑，其大小從火山灰到直徑為15cm的碎屑顆粒，分選性差。其巖性亦是多變的，主要包括蝕變安山巖和英安巖質(zhì)熔巖、燧石及塊狀硫化物。表生碎屑巖往往與含礦透鏡體密切相關(guān)。

硫化物礦体位于安山巖頂部附近。在局部，粗粒多源火山碎屑巖覆蓋在礦體之上。多源火山碎屑巖為次磨圓狀至棱角狀的安山巖、英閃巖、塊狀硫化物和杏仁狀玄武巖碎屑，基質(zhì)為鉻云母-鐵白云石-黃鐵礦。

最年輕的巖石為蝕變英安巖質(zhì)熔巖和碎屑巖，它們位于多源碎屑巖單元之上。

在含礦透鏡體周圍，大多數(shù)原生巖石受到了強烈的蝕變，透鏡體之下的巖石被蝕變?yōu)榻佋颇浮⑹?、碳酸鹽、綠泥石，而透鏡體之上的多源火山碎屑巖被蝕變?yōu)榫G色的鉻云母和碳酸鹽，蝕變帶向下一直延伸到含礦透鏡體以下約800m的深處。

奎河礦床包括了5個陡傾斜的含礦透鏡體（PQ、S、PN、N和QR32），這些透鏡體大致沿NNE方向一個800m長的地帶分布。S透鏡体位于最東側(cè)，主要由細脈狀硫化物、少量的浸染狀硫化物和極少量的塊狀硫化物組成，平均厚度5m。PQ透鏡体位于S透鏡體以西100m處，它是最大的塊狀和浸染狀硫化物礦體，長600m，向下延伸200m，平均厚度9m，位于地表以下約75m。PN透鏡體、N透鏡體和QR32透鏡體的平均厚度分別為5m、4m和3m。

2.勘查與發(fā)現(xiàn)

奎河地區(qū)的勘查活動始于20世紀初。1922年，一位名叫T.麥克唐納的勘探人員在Gold山丘打了一個6m深的豎井，該豎井位于見礦之后打的奎河礦區(qū)豎井以北約500m處。并且，他在周圍的小溪中發(fā)現(xiàn)了砂金和部分分解硫化物巖石的漂礫，但未能找到含礦透鏡體。在20世紀50年代和60年代，該地區(qū)一直被認為是有遠景的，一些勘探公司投入了一定量的勘查工作，但都未果。

1970年，阿伯福伊爾（Aberfoyle）資源有限公司依據(jù)加拿大對與酸性火山巖有關(guān)的塊狀硫化物礦床的認識，意識到這類礦床一般具有成群產(chǎn)出的特點。并且，里德火山巖是許多已知礦床（如，羅斯伯里Zn-Pb-Cu礦床，萊爾山Cu-Au礦床等）的容礦巖石，故他們認定該區(qū)是有遠景的。因此，他們設(shè)法取得了在羅斯伯里東北約25km處的羅斯伯里含礦巖系（寒武紀里德火山巖）分布區(qū)的勘查許可證，初步踏勘面積60km2，雖然里德火山巖產(chǎn)出有許多已知礦床，且這些礦床已開采了大半個世紀，但是，由于該地區(qū)植被茂密，地形崎嶇，對火山巖的研究程度還很低。

阿伯福伊爾公司1970年在勘查區(qū)范圍內(nèi)開展了區(qū)域地質(zhì)填圖和區(qū)域水系沉積物測量。1970～1971年，采集了276個水系沉積物樣品，采樣密度為3～5個/km2，在通過-20目篩選后，將細粒礫石和粉砂磨碎，并在熱的高氯酸中浸提，然后用原子吸收光譜（AAS）分析Cu、Pb和Zn。奎河與赫利爾礦床周圍地區(qū)的測量結(jié)果示于圖11-10。

從區(qū)域上來看，在奎河礦床附近出現(xiàn)Cu、Pb和Zn異常，含量分別為45×10-6、300×10-6和340×10-6，而同類巖石樣品中Cu、Pb和Zn的背景值分別為20×10-6、80×10-6和100×10-6。該異常約1km長。

由于本地區(qū)植被茂密、地形惡劣，在很大程度上影響了區(qū)域地質(zhì)和水系地球化學采樣的進度。鑒于這種情況，阿伯福伊爾公司實施了一項關(guān)鍵性的計劃，于1972年在400km2的范圍內(nèi)進行了航磁/電磁綜合測量?？偞艌鰷y量是用巴林杰質(zhì)子磁力儀進行的。電磁測量采用了加拿大進口的McPhar H400EM系統(tǒng)，該系統(tǒng)為雙頻（340和1070Hz），測量虛分量，水平發(fā)射、垂直接收，收發(fā)距130m，整套系統(tǒng)安裝在直升機（Jet Ranger 206B型）上，飛行間距320m。

航空電磁測量發(fā)現(xiàn)了一些異常響應(yīng)，其中奎河異常（圖11-11）最為引人注目。該異常與區(qū)域水系沉積物地化異常幾乎重合，根據(jù)異常的幅值、形狀和低、高頻響應(yīng)之比這三個參數(shù)，將該異常解釋為一個淺的、導電率“中等”的板狀體。

隨后，研究人員根據(jù)地質(zhì)資料和老的找礦資料，將該異常作為重點研究對象。1973年開展了地面異常查證工作，完成了地面電磁測量和土壤地球化學測量。為了準確查證航電異常，在航電異常周圍布設(shè)了一個測網(wǎng)，每條橫向測線長400m，每隔50m一條，基線長600m。地面電磁測量沿測網(wǎng)進行，采用 McPhar 電磁儀。該儀器可采用水平和垂直線圈兩種測量方式，頻率為600和2400Hz。水平線圈測量的收發(fā)距為92m。

水平線圈電磁測量結(jié)果（圖11-12）表明，從7500N線到7250N 線確有一導體存在，在5250E到5300E附近的7450N和7400N線上響應(yīng)最強，沿走向在7250N至7350N線上測得的響應(yīng)顯示為一個不良導體。這些電磁異常顯然是由東面的（S透鏡體）礦化引起的。所有的測線均穿過了西面（P/Q透鏡體）的礦化，但是沒有明顯的響應(yīng)，這一結(jié)果是出乎人們意料的。

土壤地球化學測量采用手動螺旋鉆從A層和C層土壤取樣，網(wǎng)度為50m×50m。經(jīng)過干燥和過篩后得到-80目的粒級組分。用與水系沉積物相同的方法浸提和分析樣品。做出的Pb、Zn異常等值線圖表明，化探異常與電磁導體之間無直接的相關(guān)性。不過，土壤異常明顯起伏說明，C層的數(shù)據(jù)反映了硫化物的賦存狀態(tài)?？磥?，50m×50m的間距對確定狹窄的礦源似乎顯得太大。此后，又加密了采樣間距，選用50m×10m的采樣網(wǎng)。圖11-13示出了C層土壤的Pb等值線。從圖中可明顯地看到幾條線性地球化學特征，其中東側(cè)的異常與電磁導體基本吻合。

圖11-10 1970～1971年奎河-赫利爾礦床周圍地區(qū)區(qū)域水系沉積物測量結(jié)果

（引自阿伯福伊爾資源有限公司，1990）

圖11-11 航空電磁見礦測線（1972年）

（引自阿伯福伊爾資源有限公司，1990）

圖11-12 奎河水平線圈EM測量剖面（2400Hz）

（引自阿伯福伊爾資源有限公司，1990）

圖11-13 奎河C層土壤Pb等值線圖（10-6）

（引自阿伯福伊爾資源有限公司，1990）

這樣一來，地面電磁測量及土壤地球化學測量驗證了航電和區(qū)域水系沉積物異常。與此同時，地質(zhì)填圖工作也發(fā)現(xiàn)了強烈蝕變的火山碎屑巖。綜合各方面的認識，于1974年7月實施了金剛石鉆探項目，共7個孔，第一個孔QR1便打到了11.4m厚的硫化物（S透鏡體），含2.1%Cu，5.1%Pb，7.4%Zn和105×10-6Ag。第二個孔QR2是為了評價西側(cè)的土壤地球化學異常，結(jié)果打到了富含鋅的PQ透鏡體。此后，又實施了圈定礦體的鉆探計劃，共108個孔，總進尺25000m，由此確定出了奎河礦床的總儲量。

3.小結(jié)

在奎河礦床的勘查經(jīng)驗中，有以下幾點認識對找礦工作具有參考和借鑒意義。

（1）根據(jù)區(qū)域地質(zhì)和火山成因塊狀硫化物礦床的知識正確選擇有遠景的靶區(qū)

找礦勘查工作的成敗與否首先取決于勘查區(qū)的選擇。阿伯福伊爾公司最初在里德火山巖地區(qū)取得勘查許可證劃定勘查區(qū)時，做了細致而又深入的研究。他們根據(jù)加拿大與酸性火山巖有關(guān)硫化物礦床的知識，認識到這類礦床具有成群產(chǎn)出的特征，并且在塔斯馬尼亞里德火山巖中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)若干個硫化物礦床。而在奎河—赫利爾地區(qū)，只是由于地形條件差，有植被覆蓋，影響了勘查工作。但從區(qū)域地質(zhì)及這類礦床產(chǎn)出的特征來看，該地區(qū)是具有遠景的。因此，阿伯福伊爾公司將這一地區(qū)選作為勘查區(qū)不失為明智之舉。

（2）在地質(zhì)普查中充分發(fā)揮區(qū)域物化探資料的作用

阿伯福伊爾公司在最初的地質(zhì)普查工作中首先進行了區(qū)域物化探測量，將區(qū)域水系沉積物異常與航空電磁異常綜合起來分析研究，使勘查工作由整個面集中到特定的目標，從而大大縮小了勘查靶區(qū)，提高了針對性。奎河礦床發(fā)現(xiàn)最直接的有效標志莫過于區(qū)域物化探異常標志。

（3）注重地質(zhì)、物化探的密切結(jié)合

從奎河勘查史來看，勘查人員始終注重地質(zhì)與物化探的緊密結(jié)合。通過地質(zhì)填圖，查明了重晶石是一種與多金屬礦床有關(guān)的礦物，而且鉻云母、綠泥石、碳酸鹽蝕變是關(guān)鍵性的蝕變類型。因此，勘查人員在勘查過程中，對這些地質(zhì)特征給予了特別的注意，將其與物化探異常的成因聯(lián)系起來做綜合對比和分析。此外，勘查人員尤其重視物化探異常的結(jié)合，為隨后的鉆探見礦奠定了基礎(chǔ)。

圖11-14 奎河7400N剖面的UTEM響應(yīng)（垂直分量）

（引自阿伯福伊爾資源有限公司，1990）

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