澳大利亚奎河多金属硫化物矿床
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发布时间：2023-06-25 08:28
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时间：2024-06-28 12:04
1.地质背景
澳大利亚奎河（Que River）多金属硫化物矿床位于澳大利亚塔斯马尼亚岛西部，地处南纬41° 36ˊ，东经145°42′附近（图11-9）。1970年阿伯福伊尔勘探公司开始在这一地区进行勘查，1974年发现了奎河矿床。奎河矿床经详细的钻探、地下勘探之后，于1981年正式开采。目前，该矿山年产30万t矿石。
开采之前，奎河矿床矿石总储量410万t。平均品位：Cu 0.4%、Pb 6.6%、Zn 11.6%、Ag 121×10-6、Au 2.7×10-6。计含铜1.64万t、铅27.06万t、锌47.56万t、银496.1t、金11.07t。
奎河矿床由几个块状至浸染状硫化物透镜体组成。透镜体及其周围的含矿岩石位于一个500m宽的蚀变晕内。热液蚀变作用使岩石发生了强烈的蚀变，从而使得岩石类型及原生结构模糊不清。蚀变晕内原生岩石类型的识别只得借助于微量元素（Ti、Zr、Y和Nb）分析。
图11-9 奎河-赫利尔矿区地质图
（引自阿伯福伊尔资源有限公司，1990）
1—第三纪玄武岩；2—粒玄岩；3—侵入流纹岩；4—上流纹岩岩层；5—奎河页岩；6—玄武岩、玄武岩质安山岩、熔岩、角砾岩；7—火山碎屑岩；8—英安质熔岩和角砾岩；9—强蚀变岩；10—安山质熔岩；11—云母砂岩、少量酸性火山岩
最下部的地层单元为暗绿色的、局部多孔的玄武岩，它出露于矿区的东部和南部。玄武岩之上为钙碱性安山岩质熔岩和火山碎屑岩。安山岩经区域蚀变作用，形成一个复杂的矿物组合，其中包括钠长石、石英、绿泥石、方解石、绢云母、葡萄石、绿纤石、绿帘石、榍石和单斜辉石。火山碎屑岩亦发生了蚀变，其矿物成分与安山岩质熔岩的矿物成分类似。
多源火山碎屑岩（表生碎屑岩）与安山岩质火山碎屑岩互层。这些表生碎屑岩为磨圆的至次磨圆的碎屑，其大小从火山灰到直径为15cm的碎屑颗粒，分选性差。其岩性亦是多变的，主要包括蚀变安山岩和英安岩质熔岩、燧石及块状硫化物。表生碎屑岩往往与含矿透镜体密切相关。
硫化物矿体位于安山岩顶部附近。在局部，粗粒多源火山碎屑岩覆盖在矿体之上。多源火山碎屑岩为次磨圆状至棱角状的安山岩、英闪岩、块状硫化物和杏仁状玄武岩碎屑，基质为铬云母-铁白云石-黄铁矿。
最年轻的岩石为蚀变英安岩质熔岩和碎屑岩，它们位于多源碎屑岩单元之上。
在含矿透镜体周围，大多数原生岩石受到了强烈的蚀变，透镜体之下的岩石被蚀变为绢云母、石英、碳酸盐、绿泥石，而透镜体之上的多源火山碎屑岩被蚀变为绿色的铬云母和碳酸盐，蚀变带向下一直延伸到含矿透镜体以下约800m的深处。
奎河矿床包括了5个陡倾斜的含矿透镜体（PQ、S、PN、N和QR32），这些透镜体大致沿NNE方向一个800m长的地带分布。S透镜体位于最东侧，主要由细脉状硫化物、少量的浸染状硫化物和极少量的块状硫化物组成，平均厚度5m。PQ透镜体位于S透镜体以西100m处，它是最大的块状和浸染状硫化物矿体，长600m，向下延伸200m，平均厚度9m，位于地表以下约75m。PN透镜体、N透镜体和QR32透镜体的平均厚度分别为5m、4m和3m。
2.勘查与发现
奎河地区的勘查活动始于20世纪初。1922年，一位名叫T.麦克唐纳的勘探人员在Gold山丘打了一个6m深的竖井，该竖井位于见矿之后打的奎河矿区竖井以北约500m处。并且，他在周围的小溪中发现了砂金和部分分解硫化物岩石的漂砾，但未能找到含矿透镜体。在20世纪50年代和60年代，该地区一直被认为是有远景的，一些勘探公司投入了一定量的勘查工作，但都未果。
1970年，阿伯福伊尔（Aberfoyle）资源有限公司依据加拿大对与酸性火山岩有关的块状硫化物矿床的认识，意识到这类矿床一般具有成群产出的特点。并且，里德火山岩是许多已知矿床（如，罗斯伯里Zn-Pb-Cu矿床，莱尔山Cu-Au矿床等）的容矿岩石，故他们认定该区是有远景的。因此，他们设法取得了在罗斯伯里东北约25km处的罗斯伯里含矿岩系（寒武纪里德火山岩）分布区的勘查许可证，初步踏勘面积60km2，虽然里德火山岩产出有许多已知矿床，且这些矿床已开采了大半个世纪，但是，由于该地区植被茂密，地形崎岖，对火山岩的研究程度还很低。
阿伯福伊尔公司1970年在勘查区范围内开展了区域地质填图和区域水系沉积物测量。1970～1971年，采集了276个水系沉积物样品，采样密度为3～5个/km2，在通过-20目筛选后，将细粒砾石和粉砂磨碎，并在热的高氯酸中浸提，然后用原子吸收光谱（AAS）分析Cu、Pb和Zn。奎河与赫利尔矿床周围地区的测量结果示于图11-10。
从区域上来看，在奎河矿床附近出现Cu、Pb和Zn异常，含量分别为45×10-6、300×10-6和340×10-6，而同类岩石样品中Cu、Pb和Zn的背景值分别为20×10-6、80×10-6和100×10-6。该异常约1km长。
由于本地区植被茂密、地形恶劣，在很大程度上影响了区域地质和水系地球化学采样的进度。鉴于这种情况，阿伯福伊尔公司实施了一项关键性的计划，于1972年在400km2的范围内进行了航磁/电磁综合测量。总磁场测量是用巴林杰质子磁力仪进行的。电磁测量采用了加拿大进口的McPhar H400EM系统，该系统为双频（340和1070Hz），测量虚分量，水平发射、垂直接收，收发距130m，整套系统安装在直升机（Jet Ranger 206B型）上，飞行间距320m。
航空电磁测量发现了一些异常响应，其中奎河异常（图11-11）最为引人注目。该异常与区域水系沉积物地化异常几乎重合，根据异常的幅值、形状和低、高频响应之比这三个参数，将该异常解释为一个浅的、导电率“中等”的板状体。
随后，研究人员根据地质资料和老的找矿资料，将该异常作为重点研究对象。1973年开展了地面异常查证工作，完成了地面电磁测量和土壤地球化学测量。为了准确查证航电异常，在航电异常周围布设了一个测网，每条横向测线长400m，每隔50m一条，基线长600m。地面电磁测量沿测网进行，采用 McPhar 电磁仪。该仪器可采用水平和垂直线圈两种测量方式，频率为600和2400Hz。水平线圈测量的收发距为92m。
水平线圈电磁测量结果（图11-12）表明，从7500N线到7250N 线确有一导体存在，在5250E到5300E附近的7450N和7400N线上响应最强，沿走向在7250N至7350N线上测得的响应显示为一个不良导体。这些电磁异常显然是由东面的（S透镜体）矿化引起的。所有的测线均穿过了西面（P/Q透镜体）的矿化，但是没有明显的响应，这一结果是出乎人们意料的。
土壤地球化学测量采用手动螺旋钻从A层和C层土壤取样，网度为50m×50m。经过干燥和过筛后得到-80目的粒级组分。用与水系沉积物相同的方法浸提和分析样品。做出的Pb、Zn异常等值线图表明，化探异常与电磁导体之间无直接的相关性。不过，土壤异常明显起伏说明，C层的数据反映了硫化物的赋存状态。看来，50m×50m的间距对确定狭窄的矿源似乎显得太大。此后，又加密了采样间距，选用50m×10m的采样网。图11-13示出了C层土壤的Pb等值线。从图中可明显地看到几条线性地球化学特征，其中东侧的异常与电磁导体基本吻合。
图11-10 1970～1971年奎河-赫利尔矿床周围地区区域水系沉积物测量结果
（引自阿伯福伊尔资源有限公司，1990）
图11-11 航空电磁见矿测线（1972年）
（引自阿伯福伊尔资源有限公司，1990）
图11-12 奎河水平线圈EM测量剖面（2400Hz）
（引自阿伯福伊尔资源有限公司，1990）
图11-13 奎河C层土壤Pb等值线图（10-6）
（引自阿伯福伊尔资源有限公司，1990）
这样一来，地面电磁测量及土壤地球化学测量验证了航电和区域水系沉积物异常。与此同时，地质填图工作也发现了强烈蚀变的火山碎屑岩。综合各方面的认识，于1974年7月实施了金刚石钻探项目，共7个孔，第一个孔QR1便打到了11.4m厚的硫化物（S透镜体），含2.1%Cu，5.1%Pb，7.4%Zn和105×10-6Ag。第二个孔QR2是为了评价西侧的土壤地球化学异常，结果打到了富含锌的PQ透镜体。此后，又实施了圈定矿体的钻探计划，共108个孔，总进尺25000m，由此确定出了奎河矿床的总储量。
3.小结
在奎河矿床的勘查经验中，有以下几点认识对找矿工作具有参考和借鉴意义。
（1）根据区域地质和火山成因块状硫化物矿床的知识正确选择有远景的靶区
找矿勘查工作的成败与否首先取决于勘查区的选择。阿伯福伊尔公司最初在里德火山岩地区取得勘查许可证划定勘查区时，做了细致而又深入的研究。他们根据加拿大与酸性火山岩有关硫化物矿床的知识，认识到这类矿床具有成群产出的特征，并且在塔斯马尼亚里德火山岩中已经发现若干个硫化物矿床。而在奎河—赫利尔地区，只是由于地形条件差，有植被覆盖，影响了勘查工作。但从区域地质及这类矿床产出的特征来看，该地区是具有远景的。因此，阿伯福伊尔公司将这一地区选作为勘查区不失为明智之举。
（2）在地质普查中充分发挥区域物化探资料的作用
阿伯福伊尔公司在最初的地质普查工作中首先进行了区域物化探测量，将区域水系沉积物异常与航空电磁异常综合起来分析研究，使勘查工作由整个面集中到特定的目标，从而大大缩小了勘查靶区，提高了针对性。奎河矿床发现最直接的有效标志莫过于区域物化探异常标志。
（3）注重地质、物化探的密切结合
从奎河勘查史来看，勘查人员始终注重地质与物化探的紧密结合。通过地质填图，查明了重晶石是一种与多金属矿床有关的矿物，而且铬云母、绿泥石、碳酸盐蚀变是关键性的蚀变类型。因此，勘查人员在勘查过程中，对这些地质特征给予了特别的注意，将其与物化探异常的成因联系起来做综合对比和分析。此外，勘查人员尤其重视物化探异常的结合，为随后的钻探见矿奠定了基础。
图11-14 奎河7400N剖面的UTEM响应（垂直分量）
（引自阿伯福伊尔资源有限公司，1990）
