河南桐柏围山城地区金矿找矿预测综合信息模型构建与靶区预测

doi:10.13745/j.esf.sf.2023.11.63

地学前缘 ›› 2025, Vol. 32 ›› Issue (2): 357-370.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.11.63

河南桐柏围山城地区金矿找矿预测综合信息模型构建与靶区预测

张晓飞¹^,²(), 唐相伟³^,^*(), 庞振山¹^,², 薛建玲¹^,², 陈辉¹^,², 王珺璐¹^,², 隗含涛¹^,², 雷晓力¹^,²

1.中国地质调查局发展研究中心, 北京 100037
2.自然资源部矿产勘查技术指导中心, 北京 100037
3.河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院, 河南郑州 450000

收稿日期:2023-09-12 修回日期:2023-11-07 出版日期:2025-03-25 发布日期:2025-03-25
通信作者: *唐相伟(1982—),男,硕士,高级工程师,主要从事地质矿产勘查工作。E-mail: 48901860@qq.com
作者简介:张晓飞(1985—),男,博士,高级工程师,主要从事区域地质矿产调查与找矿预测研究工作。E-mail: zhangxiaofei521125@163.com
基金资助:
中国地质调查局地质调查项目(DD20230355);中国地质调查局地质调查项目(DD20230356);中国地质调查局地质调查项目(DD20190570);国家自然科学基金项目(41802222);国家自然科学基金项目(42002102)

Comprehensive information model construction and target area prediction for gold prospecting in the Weishancheng area, Tongbai County, Henan

ZHANG Xiaofei¹^,²(), TANG Xiangwei³^,^*(), PANG Zhenshan¹^,², XUE Jianling¹^,², CHEN Hui¹^,², WANG Junlu¹^,², WEI Hantao¹^,², LEI Xiaoli¹^,²

1. Development and Research Centre, China Geological Survey, Beijing 100037, China
2. Mineral Exploration Technical Guidance Center, Ministry of Natural Resources, Beijing 100037, China
3. Third Institute of Geological and Mineral Exploration, Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Henan Province, Zhengzhou 450000, China

Received:2023-09-12 Revised:2023-11-07 Online:2025-03-25 Published:2025-03-25

摘要/Abstract

摘要：

寻找和发现隐伏矿和深部矿是矿产勘查界的科学前沿和研究热点。大比例尺找矿预测研究直接服务于矿产勘查工作,是实现科学找矿的重要途径。本文以成矿地质体找矿预测理论和方法为指导,以银洞坡金矿为重点研究对象,在系统梳理总结前人研究成果的基础上,构建以成矿地质体、成矿构造与成矿结构面和成矿作用特征标志为主要内容的找矿预测地质模型,以期为区域内金多金属矿大比例尺找矿预测工作提供思路和示范。本文厘定银洞坡金矿为与侵入岩浆地质作用有关的岩浆热液型矿床。成矿地质体为早白垩世中酸性隐伏岩体。成矿构造主要为褶皱成矿构造系统,成矿结构面主要为岩性界面(硅钙面)、褶皱成矿构造系统结构面或可能存在侵入成矿构造系统结构面。成矿作用宏观蚀变特征标志主要为硅化和黄铁绢英岩化,成矿元素形成近程Pb、Zn和Ag矿化,伴生Au矿化,远程Au矿化,伴生Pb、Zn和Ag矿化的分带特征。结合物化探等信息,建立了银洞坡金矿找矿预测综合信息模型,在围山城地区圈定找矿靶区5处,经钻探验证,取得找矿突破。

关键词: 银洞坡金矿, 岩浆热液, 成矿地质体, 找矿预测, 地质模型

Abstract:

The exploration and discovery of hidden and deep ore deposits represent a scientific frontier and a key research focus in the field of mineral exploration. Large-scale prospecting prediction is a critical approach to achieving scientific prospecting and directly supports mineral exploration efforts. Guided by the prospecting prediction theory and methodology of metallogenic geological bodies, this study focuses on the Yindongpo gold deposit as the primary research object. Building on a systematic review of previous research, a geological model for ore-prospecting prediction is constructed, emphasizing metallogenic geological bodies, metallogenic structures, metallogenic structural planes, and metallogenic characteristics. This model aims to provide a framework and demonstration for large-scale gold-polymetallic ore prediction in the region. The Yindongpo gold deposit is identified as a magmatic hydrothermal deposit associated with intrusive magmatic activity. The metallogenic geological body is a medium-acid concealed rock mass formed during the Early Cretaceous. The metallogenic structure is primarily a fold-related metallogenic structural system, while the metallogenic structural planes include lithologic interfaces (e.g., silica-calcium planes), fold-related structural planes, and potentially intrusive-related structural planes. The macro-alteration features of mineralization are dominated by silicification and pyrite-sericitization. Metallogenic elements exhibit near-range Pb, Zn, and Ag mineralization associated with Au, and remote Au mineralization associated with Pb, Zn, and Ag. By integrating geophysical and geochemical exploration data, a comprehensive information model for ore-prospecting prediction was developed. Five prospecting target areas were delineated, and subsequent drilling verification resulted in significant prospecting breakthroughs.

Key words: Yindongpo gold deposit, magmatic hydrothermal system, metallogenic geological body, prospecting prediction, geological model

中图分类号:

P612
P618.51

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ZHANG Xiaofei, TANG Xiangwei, PANG Zhenshan, XUE Jianling, CHEN Hui, WANG Junlu, WEI Hantao, LEI Xiaoli. Comprehensive information model construction and target area prediction for gold prospecting in the Weishancheng area, Tongbai County, Henan[J]. Earth Science Frontiers, 2025, 32(2): 357-370.

图/表 11

图1 河南桐柏地区大地构造位置(a)及地质简图(b)(据文献[14-15]修改) 1—古元古界熊耳岩群;2—中-新元古界宽坪群;3—奥陶系二郎坪群;4—寒武系歪头山组;5—古元古界秦岭岩群;6—中-新元古界龟山岩组;7—泥盆系南湾组;8—桐柏杂岩;9—榴辉岩带;10—八里畈构造混杂岩;11—古生代闪长岩;12—古生代花岗岩;13—中生代花岗岩;14—断裂;15—金、银矿床;F1—栾川断裂;F2—瓦穴子断裂;F3—朱夏断裂;F4—老湾-松扒断裂;F5—桐柏-商城断裂;F6—新城-黄陂断裂。

Fig.1 Geological regional location (a) and geological sketch map (b) of Tongbai area in Henan. Modified after [14-15].

图2 围山城成矿带地质图(a)及银洞坡金矿矿体空间分布图(b-c)(据文献[18]修改) 1—奥陶系二郎坪群(大栗树组);2—寒武系歪头山组;3—古生代闪长岩;4—古生代花岗岩;5—中生代花岗岩;6—歪头山组上部;7—歪头山组中部;8—歪头山组下部;9—歪头山组中部第一岩性段;10—断裂;11—朱庄背斜轴及倾伏向;12—勘探线及编号;13—矿区界线及名称;14—矿点位置及名称;15—矿体及编号;16—标志层。

Fig.2 Geological sketch map of Weishancheng metallogenic belt (a) and ore bodies spatial distribution map of Yindongpo gold deposit(b-c). Modified after [18].

图3 围山城地区剩余重力异常简图(据文献[16])

Fig.3 Schematic diagram of residual gravity anomaly in Weishancheng area. Adapted from [16].

图4 围山城地区化探综合异常剖析图(据文献[16]) 1—第四系;2—寒武系歪头山组;3—奥陶系大栗树组;4—奥陶系张家大庄组;5—奥陶系刘山岩组;6—古生代花岗岩;7—古生代闪长岩;8—化探综合异常;9—矿床位置;10—地球化学单元素异常及编号,元素含量单位为10-6。

Fig.4 Comprehensive geochemical anomaly analysis map of Weishancheng area. Adapted from [16].

图5 银洞坡金矿野外与镜下照片 a—主成矿期含矿石英脉穿插碳质石英片岩;b—脉状矿体与蚀变岩型矿体;c—网脉状矿体;d—方铅矿、闪锌矿等硫化物与含矿石英脉;e—钾化;f—石榴石绿帘石夕卡岩化;g—花岗斑岩;h—碎裂结构;i—固溶体分离结构;Q—石英;Py—黄铁矿;Ccp—黄铜矿;Sp—闪锌矿;Gn—方铅矿。

Fig.5 Field and microscopic photographs of Yindongpo gold deposit

表1 河南桐柏地区早白垩世成岩成矿作用年代学数据

Table 1 Early Cretaceous diagenetic and metallogenic chronology data in Tongbai area, Henan

时代	岩体或矿床名称	测年方法	年龄/Ma	资料来源
成岩时代	铜山岩体	LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄	131	[29]
	梁湾岩体	LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄	130	[30]
		SHRIMP锆石U-Pb年龄	137	[31]
		SHRIMP锆石U-Pb年龄	133	[31]
	天目山岩体	LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄	133~132	[16]
	天目山岩体	LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄	123	[32]
	老湾岩体	LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄	129	[33]
	老湾岩体	SHRIMP 锆石U-Pb	133	[25]
	七尖峰岩体	LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄	139~135	[30]
	银洞坡金矿深部含矿花岗斑岩	LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄	127	[16]
成矿时代	银洞坡金矿	LA-ICP-MS独居石U-Pb年龄	127	[21]
		⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄(蚀变阶段绢云母)	133	[21]
		⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄(多金属硫化物阶段绢云母)	131	[21]
	破山银矿	K-Ar(碳质绢云石英片岩)	104	[34]
	老湾金矿	LA-ICP-MS金红石 U-Pb年龄	128~124	[14]

图6 银洞坡金矿各阶段石英氢氧同位素组成图解(a)和黄铁矿原位硫同位素组成直方图(b)(据文献[17,20,26,41]

Fig.6 Plot of δ D H 2 O and δ18 O H 2 O calculated of quartz at different stages (a) and histogram of sulfur isotopic compositions of pyrite (b) from Yindongpo gold deposit. Data of the Yindongpo gold deposit are from [17,20,26,41].

图7 银洞坡金矿找矿预测综合信息模型 a—银洞坡金矿找矿预测地质模型;b—地球物理模型;c—地球化学模型;d—矿体位置判别的地球化学标志[11,48-49]。1—奥陶系大栗树组;2—寒武系歪头山组;3—古生代花岗岩;4—碳质绢云石英片岩;5—白云母石英片岩;6—白云母斜长变粒岩;7—斜长角闪片岩;8—断裂;9—热液运移方向;10—大气降水。

Fig.7 Comprehensive information model for prospecting prediction of Yindongpo gold deposit

图8 河南桐柏围山城地区找矿预测图

Fig.8 Prospecting prediction map of the Weishancheng area, Tongbai, Henan

表2 河南桐柏围山城地区找矿靶区一览表

Table 2 A list of prospecting target areas for the Weishancheng area, Tongbai, Henan

序号	名称	化探	重力	磁法	激电	验证情况
1	张庄金矿A类找矿靶区	地表异常元素组合以Ag、Au、Zn、Pb和Cu主为;银洞坡深部钻孔(-704 m)Au、Ag、Pb、Zn、Sb、W和Mo异常发育。	位于剩余重力负异常内	位于负磁异常带上,磁异常一般在-50~150 nT之间	地表硅化、褐铁矿化发育,区内北部见大面积激电异常。极化率在0.4%~1.4%之间,电阻率相对低阻一般为400 Ω·m以下	钻孔验证,圈出多层矿体,平均金品位17.6×10^-6,银品位133×10^-6,矿体真厚度0.82~2.33 m
2	郭老庄-栾家冲金矿A类找矿靶区				圈定出5个激电异常,极化率在8%~12%,具明显的低阻高极化率特征	地表圈出1条银矿体和3条铅矿体。钻探控制深部金银矿体1条,矿体厚度0.98~2.69 m,平均金品位4.46×10^-6
3	银洞坡深部金铅锌矿A类找矿靶区(-1 050~-436 m)				深部-800 m出现激电异常,为低阻高极化率特征	钻探验证,提交矿产地1处:累计新增获得工业矿+低品位矿矿石量573万t,金金属量22 520 kg,平均品位3.93×10^-6
4	陈庄银铅锌矿B类找矿靶区				圈定出4个激电异常,具明显的低阻高极化特征。	地表圈出银矿体2条、铅锌矿体4条。矿体厚度0.80~4.38 m,银品位(47.9~497.0)×10^-6,铅+锌品位0.96%~2.77%
5	破山深部银铅锌矿A类找矿靶区					钻探验证,圈出银矿体11个,累计提交潜在银金属量456 t

图9 银洞坡深部找矿靶区钻探验证(据文献[11]修改) a—地质物探综合剖面图(W32),激电测深视极化率(上),视电阻率(下);b—W32勘探线剖面图。

Fig.9 Drilling verification of Yindongpo deep prospecting target area. Modified after [11].

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河南桐柏围山城地区金矿找矿预测综合信息模型构建与靶区预测

Comprehensive information model construction and target area prediction for gold prospecting in the Weishancheng area, Tongbai County, Henan

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