蚀变矿物原位地球化学研究-以鄂东南铜山口矿床为例

Geochemical analysis of altered minerals and their exploration applications have been the research focus of the world economic geology. “Mineral geochemical exploration” is becoming a new direction of research and exploration implications of hydrothermal deposit. The Tongshankou Cu (Mo) deposit, which is located in southeastern Hubei Province, is a typical composite skarn + porphyry deposit and has total reserves of 0.5 Mt Cu and 2000 t Mo so far. There are favorable geological conditions for ore prospects, but the prospecting in the Tongshankou area is mainly restricted to the upper part and is confronted with deep prospecting crying out for solutions. This project is planned to investigate the Tongshankou deposit and do a three-dimensional alteration mapping and area sampling at first. Then, combined with the recent achievements of geochemical analysis of altered minerals, we will do in situ LA-ICP-MS geochemical analysis on typical altered minerals (mica, quartz, epidote, chlorite, garnet) and some metallic minerals (pyrite, magnetite etc.) to investigate the spatial variation of trace elements of these minerals, study the regularity of move, enrichment of elements, find prospecting criteria and establish exploration models based on altered minerals. We hope this work will provide efficient guide for the deep exploration of the Tongshankou deposit. Our work will widen the current prospecting ideas and can perhaps fan out from a point to an area and form demonstration effects.

蚀变矿物地球化学及其勘查应用研究在近几年成为国际矿床学研究热点，“矿物地球化学勘查”正在成为热液矿床理论研究和勘查应用新方向之一。位于鄂东南地区的铜山口铜(钼)矿床，是一个典型的斑岩-矽卡岩复合型矿床，目前勘探含有0.5 Mt Cu及2000 t Mo储量。铜山口地区具备很好的成矿地质条件，但以往勘探主要限于浅部，当前正面临着亟待解决的深部找矿问题。本项目拟在详尽的三维蚀变填图和定点采样的基础上，选择铜山口矿床比较典型的蚀变矿物(云母、石英、绿帘石、绿泥石、石榴石)及部分金属矿物(黄铁矿、磁铁矿等)进行LA-ICP-MS原位地球化学分析，得到其微量元素组成在空间上的变化规律，探讨元素迁移富集机制，并结合当前蚀变矿物地球化学勘查方面最新研究成果，提取成矿标志，建立蚀变矿物勘察模型，以期对于铜山口矿床的深部勘察进行有效的指导。本项目可以拓宽目前的找矿思路和视野，有可能以点带面，形成示范效应。

长江中下游成矿带是我国重要的矽卡岩型铜铁矿床的大型矿集区。但是，当前区内仍然面临亟待解决的找矿问题。众多研究已经显示传统的物化探技术在老矿山存在较多客观影响因素制约其深部勘查应用。.在全球面临地表资源逐渐枯竭和“深部勘查”的新形势下，如何指导勘查位于深部的矿体，指明找矿方向并确定矿体位置是进行矿产勘查的“新重点”和“新任务”。热液矿床是自然界最为主要的矿床类型，其以存在广泛的热液蚀变矿物为特征，热液蚀变矿物的物化特征（特别是微量元素特征）对矿体的勘查指示一直备受关注。近十年来，由于短红外光谱（SWIR）测试技术和LA-ICP-MS等单矿物微束微区测试技术的飞速发展，使得准确快速的单矿物高精度元素测试得以实现，蚀变矿物物化特征勘查标志体系研究也随之得以实现。.因此，基于详细的矿床地质特征和成矿规律，利用蚀变矿物物化特征等新的找矿手段对鄂东南矿集区一些矿床进行深部找矿研究已显得迫在眉睫。.本项目围绕“蚀变矿物地球化学勘查”这个主题，瞄准当前国家矿产资源的急需，以鄂东南地区铜山口铜钼矿床（大型）及其所含的蚀变矿物为主要研究对象，进行深入的矿床学、矿物学、地球化学、矿床地球化学和矿产勘查等多学科综合研究，查明典型热液矿床蚀变分带和矿物组合，揭示蚀变矿物的物理性质、结构和地球化学特征并探讨其变化规律，建立蚀变矿物地质-地球化学综合勘查标识体系并应用到找矿勘查实践中，为金属矿产“深部勘查”提供新方法和新思路。.对铜山口矿床进行了详细的矿床期次划分，结合SWIR，在铜山口发现15种蚀变矿物，其中分布比较广泛的绿泥石可以作为找矿勘察的有效指示性矿物。结果发现绿泥石的2250峰位置在成矿热液中心较大（> 2251 nm）且富Fe，远离成矿热液中心会逐渐变小（< 2251 nm）且富Mg。我们的研究结果发现绿泥石短红外光谱特征可以有效地作用于矽卡岩成矿系统找矿中。