澳大利亚“世纪”铅锌矿床
1.地质背景
阳握创晶耐胞导“世纪”特大型Pb-Z电必早攻空面武查继她n-Ag矿床是1990年来自由CRA勘探有限公司发现的，位于芒特艾萨铅锌银铜矿山北北西约250km处。已探明地质储量1.18亿t，平均品位Zn 10.2%、Pb 1.5%和Ag 36×10-6，含锌1203.6万t、铅177万t、银4248t。
世纪矿床位于芒特艾萨内围层内，与芒特艾萨、希尔顿360问答等矿床一样，赋存于麦克纳马拉（McNamara）群细粒碎屑沉积岩（含少量火山岩）之中。麦克纳马拉群下部为富含蒸发盐沉积的碳酸盐岩。大多数已知的铅锌矿化产于麦克纳马拉群下部，而只有世纪矿床赋存于富含硅质碎屑的麦克纳马拉群上部。
世纪矿床产于朗希尔组的上部，郎希尔组是麦克纳马拉群中最年轻的单元，由1800～2200m厚的页岩、粉砂岩、凝灰质沉积岩、砂岩和少量的白云岩组成。矿床靠近一条NW向区域大断层，即特尔米特山（Termite Range）断层（图12-2）。
图12-2 世纪矿床地表地质图
（引自G.Thomas等，1992）
乔治娜盆地的寒武系灰岩和白云岩构成了芒特艾萨内围层的西缘，在世纪矿区内，这些碳酸盐岩不整合地截断了矿化。
世纪矿床基本上派掉护朝精合被年轻的元古宇沉积岩和上寒武矛责探倍占普支画设杆概统灰岩覆盖，只有极少的矿化露头，且矿化露头在地表显示微弱，没有典型的铁帽，大概是矿石中硫化铁含量偏低所位剂停绍艺班致。矿体埋深一般为100两参兴因底损某～300m，呈平伏状产于断块之中。断层将矿体切割成南（较小）和北（较大）两块。一条等线练妈井区域大断层（特尔米特山断层）与矿床的东北边界相邻。矿区内发育了数条较小的断层，即马格津山（Magzine Hill）、潘河字多拉斯（Pandoras）和尼基斯（Nikkis）断层，这些断层构成了主矿体的边界（图12-2）。
2.勘查与发现
本地区的贱金属勘查活动始于19世纪80年代。一位名叫F.H.汉恩的找矿人1887年在现“银王”脉型矿床的地方苗呀船源超境州开威吃找到了铅锌银矿脉；极稳单题此后，又在该区发现了43条矿脉。1899年该区已发展为伯克敦（Burketon）矿田。1897年开始开采铅和银，采矿活动持续到20世纪60年代，共产铅6174t，银5.4t。
图12-3 世纪矿床附近早期布设的物化探线和钻孔线
小批怕民（引自G.Thomas等，1992）
图中的黑色区域为世纪矿床
银王矿脉原始租地的一个边角木桩距世纪矿床的露头仅1600m，而另一个露头距早期找矿人的宿营地也只有200m。这两处露头的矿化特征很不明显，大概是缺乏硫化铁，故在地质图上被填上了倾角符号。
20世纪50年代末以来，械应导植先听该地区开始颁发勘查许可证（ATP），获ATP的公司可圈定租地进行勘查。到1987年CRA勘探公司获得ATP之前，该足经胡亚印吸沙地区被其他公司先后9次获得ATP并从事勘查活动。遗憾的是，虽然他们的租地均已将世纪矿床圈在其内，但都未发现这个“巨人”。他们的工作重点放在元古宙岩石中的贱热当银后态确肉何金属或前寒武纪基底岩层中的磷酸盐矿化上。
1987年之前，许多公司在此地进行过不同程度的勘查活动，布设了多条物化探剖面甚至钻探剖面，但都是无功而返。图12-3为1987年以前在该区所开展的物化探陆严光全低距测集（土壤）和钻探剖面分布示意图。从图中可见，许多剖面靠近了世纪矿床，但实际上没有德一条剖面穿过矿床。
1985～1986年，CRA公司就芒特艾萨内围层的贱金属勘查采取了务实的策略。一方面，他们对该区贱金属矿化的区域性控矿因素作了系统研究；另一方面，他们广泛收集了整个地区已知矿床和矿点、以往的选区及相关的技术资料，对着站易层流严对此这些资料进行了综合评估。通过并检手款烈后征象这两方面的分析与研究认为，朗希尔组的岩石与芒特艾萨等铅锌矿床的岩石是相似的，属于同一类型和同一时代（元古宙，距今约16亿年），且朗希尔的贱金属矿点成群出现，表明该区是值得进一步评估的目标。另外，从控矿构造因素来看，与区域大断层（特尔米特山断层）相邻的穹隆构造是成矿有利的地区。
基于上述认识，CRA公司于1987年在该区取得了探区租地的勘查许可证（ATP）。由于探区租地年份距1887年银王矿脉发现刚好一个世纪，故该探区以“世纪”命名。
随后，CRA公司布设了两条20km长的区域性重力和磁测剖面，剖面穿过了NW向特尔米特山断裂和寒武纪灰岩构成的圆型构造，沿剖面还作了土壤采样。
测量结果显示，重磁剖面没有发现明显的异常特征，而NE向剖面的土壤采样在剖面西南端探测到（400～1000）×10-6的锌异常，长达1600m，异常位于元古宙和寒武纪岩石之上，同时还发现了高达（n×100）×10-6的铅异常。
图12-4 原始土壤采样剖面及100m间距网格化土壤采样得到的锌异常模式
（引自G.Thomas等，1992）
为追踪上述异常，随后又布置了几条土壤采样剖面和间距为100m的网格化土壤采样工作。图12-4为100m网格化土壤采样及先前土壤剖面测量得到的锌异常模式，图12-5示出了为追踪土壤采样剖面而测制的SIROTEM电磁剖面。
从图12-4可见，土壤异常与矿体的轮廓大体上相对应，但石灰岩层也产生了大量的异常。不过，先期所做的土壤剖面反映出了主矿体露头部分产生的异常响应。露头的岩石碎屑亦显示出（n×1000）×10-6的锌异常和30×10-6的银异常。
为评价土壤异常，优选钻孔靶位，在主要的异常区上方作了SIROTEM电磁测量，以确定灰岩覆盖层下是否存在良导体。测量并未反映出有大的良导体的异常特征，只是在测网西南部一条测线的端部发现了一个弱异常（图12-5）。后来的调查表明，该异常与矿无关，是由小断层内的弱矿化引起的。主矿体为非良导体，不能被SIROTEM探测出。
图12-5 20850测线的SIROTEM测量曲线
（引自G.Thomas等，1992）
在开展电磁测量的同时，也曾计划做激发极化测量。但由于承包商的延误，使这一计划被迫取消。事后的结果表明，这一失误导致该矿床发现时间被延迟，因为在矿床发现之后的1991年，在矿床上方进行了激电测量方法试验，试验结果表明矿体能产生较明显的极化率和电阻率异常（图12-6）。矿化反映出10～25ms的良好IP响应以及100～325Ω·m的视电阻率异常。
由于土壤异常未能得到电磁法的验证，当时勘查人员处于进退两难的境地。但他们对如此显著的化探异常并未失去信心，只是一时不知如何或在何处布钻验证。1989年，他们将注意力暂时转移到该矿田的另一个靶区，即世纪探区以南8km处的一个矿脉（沃森矿脉）之上。在该矿脉周围作了土壤采样，结果得到了与世纪探区土壤异常极其相似的异常，只是规模要小得多。1989年底打了一个浅孔验证异常，发现了富锌矿化，在数米矿段上锌含量高达10%以上。这一发现激发了勘查人员用钻孔验证世纪探区大片土壤异常的信心，但由于当时正值雨季，不得不将世纪异常的验证工作推迟到1990年。
图12-6 世纪矿床测线47700mE的IP拟剖面，50m偶极-偶极排列
（引自G.Thomas等，1992）
1990年4月，开始对世纪探区的土壤异常进行钻孔验证。最初打了3个钻孔。第一个钻孔LH4见到了27m厚的矿层，含6.3%Zn。第二个钻孔LH5位于LH4以北200m处，正好处于南北两矿体之间的“夹缝”地带，只是打到了矿化。第三个钻孔LH6位于LH4以南100m，结果也见到了富矿层。经测试分析，确认该矿层具有重要意义。于是在6月再打9孔，其中8孔见矿，由此肯定了矿化的性质和远景。此后又打了78个200m间距的扩边孔，并做了有关的物探测量（地面激电、钻孔激电/电阻率、电阻率测井、自电测井、自然伽马和中子测井以及地震反射测量等），据此圈定了矿床的分布范围，填绘出了容矿岩石的边界及控矿构造等。
3.小结
澳大利亚政府地质机构对芒特艾萨内围层的基础地质研究工作很重视，投入了大量人力、物力。早在20世纪50年代，原澳大利亚矿产资源局（BMR，现为澳大利亚地球科学局）和昆士兰州地质调查局（GSQ）就对芒特艾萨内围层进行了系统的1：25万比例尺的地质填图；1969～1980年进行了第二阶段的1：10万比例尺的地质填图；1983～1989年进行第三阶段填图，主要在十几个重点地区进行，大部分是1：25万比例尺，小部分为1：5万比例尺。同时，从1983年起，BMR调整了研究计划，于1990年完成，包括详细构造和沉积学研究，以帮助解释元古宙的构造史和成矿作用。从20世纪70年代开始，BMR对该区侵入岩的同位素年龄（锆石U-Pb和Rb-Sr）和地球化学（主要元素和痕量元素）进行了研究。另外，从1953年开始直到90年代，为研究该区构造、已知矿化特征和发现隐伏矿床，在该区开展了广泛的物探工作。
这些基础性的调查研究理清了芒特艾萨内围层的地质格架，地层、构造、侵入岩特征以及矿床的分布状况，为在该区找矿打下了扎实的基础。该区自1923年发现芒特艾萨矿床以来，于20世纪40年代发现希尔顿（Hilton）矿床，50年代发现麦克阿瑟河矿床，70年代发现莱迪洛雷塔（Lady Loretta）矿床，80年代发现杜格尔德河（Dugald River）矿床，90年代发现“世纪”、坎宁顿（Cannington）矿床等。通过对比研究查明了矿床的成矿环境，表明了朗希尔矿田具有发现类似层状锌、铅矿床的潜力，为“世纪”矿床的发现奠定了基础。
100多年来，在“世纪”矿床周围的勘查活动从未停止过，几经上下和反复，9次被勘查公司租用和放弃，但是最终还是发现了大矿。这说明这种“勘查程度高”的地区，尤其是大型的矿化集中区仍有发现矿床的潜力。“世纪”和坎宁顿巨型矿床的发现就是最好的例证。
在“世纪”矿床勘查中，土壤地球化学异常最初揭示了发现钻孔的位置。虽然地表磁测和电磁测量未能为地球化学异常提供可验证的钻孔位置，但自矿床发现后，地球物理技术在帮助确定矿化界线、岩性界线和进行构造填图中起了很大作用。使用的地球物理方法有：重力、地面和航空磁测、地面和航空点磁法、激发极化法、电阻率法、地球物理测井和反射地震法等。尤其是激发极化法和电阻率法，它们帮助测定和填绘，覆盖层之下至少150m深处的矿化延伸情况。当钻探进入到该区北部较深矿带时，基本上是由该区一个良好的激发极化异常来指向的。同时，地球物理测井技术对地下各种岩层和矿化岩石进行圈定也起到了积极作用，特别是根据岩石的密度值、天然伽马射线强度、中子流强度和电阻率大小来区分各类岩石。
地面物探方法系统
地面物探方法在找矿方面可起三方面的作用：第一是直接找矿，这是指待找的矿物本身能引起物探异常，例如磁铁矿能引起磁异常，铬铁矿能引起重力异常，黄铁矿能引起各种电法异常等。第二是间接找矿，这是待找的矿物不能引起当时的仪器能可靠地观测到的物探异常，但矿体中的其他矿物能引起物探异常，例如矿体中含有少量磁铁矿或磁黄铁矿能引起弱磁异常，矿体中含大量金属硫化物，因密度比围岩大，能引起重力异常，而黄铁矿又能引起电法异常。第三是地质填图蚂老，即矿体本身不能引起可靠地观测到的物探异常，物探方法只能用于地质填图裤物贺，解决找矿过程中的地质问题，主要是圈出矿体可能赋存的空间。
地面物探方法上述三方面的作用，可将其归纳为找矿作用和填图作用两方面。在50～60年代，以找浅表矿为主，物探方法（以各种电法为代表）在找矿方面取得了很大成绩，以后随着找矿深度的胡派增加，物探的作用逐渐转为以填图为主，现在，随着老方法（重、磁法）观测仪器精度提高，新方法（电法）发明，能测出深部矿体引起的重、磁、电等弱异常，物探的找矿作用又有起色，即物探同时能起找矿作用和填图作用。物探起填图作用时，物探在找矿时是综合找矿方法的具体方法之一，不属于本节所述的方法系统。
顺便在这里指出，物探的找矿作用以间接找矿为主。因此，根据物探异常特点，一般不能确定或估计所找的矿体是富矿体或贫矿体。例如，良导性低电阻异常主要是由黄铁矿所引起，只当矿石中待找的铜矿、铝、锌矿等含量与黄铁矿的含量正相关时，找到了致密块状硫化物才意味着找到了富矿体。许多很好的电法异常，钻探只见强烈的黄铁矿化，而不见矿体，其原因也在于此。为了具体说明物探的作用，下面举一个磁法和一个重力法找矿的例子。电法是找有色金属矿的主要方法，具体例子在以后有关章节中均有叙述，为避免重复，此处不叙述。
例1内蒙古大井锡多金属矿区[18]
大井矿区为第四系黄土覆盖，基岩岩石为二叠系林西组以砂岩为主的地层。该层可划分为4个岩性段，由老至新为：暗色细碎屑岩段；含磷岩段；泥灰岩段；杂色细碎屑岩段。大井已知锡多金属矿床主要赋存在二、三岩性段，严格受构造控制。区内断裂构造十分发育，矿体主要充填在北西向硅质—碳酸盐胶结的构造角砾岩或破碎带中，并受北东向成矿构造带控制，沿倾向按一定间隔成群成带出现。
矿石中主要金属矿物为黄铁矿、毒砂、黄铜矿、锡石、方铅矿，其次为白铁矿、磁黄铁矿、黝铜矿等。矿体的磁化率为1633.6×10-6SI，近矿矿化围岩的磁化率为678.6×10-6SI，矿化杂砂岩的磁化率为226.2×10-6SI，其他围岩的磁化率则在（113.1～150.8）×10-6SI。矿体及矿化围岩的磁化率高出正常围岩的1～10倍。区内磁性最强的岩石是蚀变安山岩（6.28×10-2SI）和蚀变玄武岩（2.89×10-2SI）。矿床成因类型为与次火山岩有关的中低温热液裂隙充填型。
图5—1是简化后的大井矿区物探化探异常平面图。从图看出，已知的及根据物探异常新发现的矿床均位于局部重力高中的北东向航磁局部异常中，而矿带则位于局部航磁异常带显示有局部北西走向的地段。磁异常的这个特点与矿区的地质构造特点一致，揭示了矿化的分布范围。
地面高精度磁测圈出了北西向展布的长轴状异常。异常呈明显的叠加特征，高值部分可圈出多条与总体走向一致且相互平行的局部高值异常带。钻探在这些带上均见到了密集的工业矿体群。图5—2是一条精测剖面（北东向），实测曲线上的局部高值异常对应浅部的密集工业矿体群，而滤波后的背景异常则反映了深部矿化的分布范围（见图中磁异常断面图）。
图5—1大井矿区物探、化探异常平面图（据汪懋忠）
1—高精度航磁局部异常（nT）;2—局部重力高异常；3—激电异常；4—分散流异常
例2葡萄牙内维斯—科尔沃超大型多金属硫化矿床[26]
葡萄牙南部的内维斯—科尔沃是一超大型隐伏多金属硫化矿床，到80年代末，已获得硫化物储量超过12.5×108t，其中2×108t为致密硫化物，5000×104t为网状脉（薄层矿体未计算在内）。内维斯矿体最大，长1700m，宽800m，厚50m。矿床中的矿石品位及储量见表5—1。
表5—1内维斯—科尔沃矿石储量元素（1989年）
（根据X.Leca）
图5—2大井矿床高精度磁测综合剖面图（据汪懋忠）
1—矿体；2—△T断面等值线（nT）
根据钻探，此处矿体的围岩为一套火山-沉积岩系，由下至上为：喷出火山岩单元，基性和酸性岩交替出现，包括大量的酸性火山作用，形成矿化幕，导致大多数矿床的形成。沉积单元，上部为绿色和紫色片岩，上覆有非常稳定的层凝灰岩层；含有机物沉积单元，它预示着上覆的库尔木杂砂岩复理层的出现。
图5—3a是以100×100m测网作的重力法所得布格异常，改正所用中间层密度为/m3。内维斯异常为4～6g.u.初步研究，认为该异常系硫化物多金属矿体引起，矿体顶部位于约80m深度上，重心在150m深度上。1973年施工N1钻孔，进尺244m，未见矿体，但在150m时见到密度由/m3至/m3的碳质和富含硫化物的片岩。
根据钻孔见到的地质情况，根据地质所作的关于地下地质构造的推断模型及所测定的密度资料，作了重力异常正演，正演结果与实测结果不符合，以后又经过多年的综合物探和化探及其他处的钻探工作，综合研究结果，提出了一个能把不同学科所得结果协调一致起来的模型。认为内维斯深部还是有矿，建议在第一孔50m远的地方再打一个深400m的
图5—3a阿尔加莱地区布格异常图（据X.Leca）
（密度/cm3，等值线距1g·u。实线为1970～1971年SFM以100×100m测网测量的地区，虚线为1973～1975年SMS-SMMPP-SEREM财团以250×125m测网测量的地区。1970～1971年测区在本图中只显示了一部分）直孔。N2孔于1977年4月1日施工，1977年5月15日打到了致密硫化物，见矿深度为350.2m至403.3m。图5—3b是剖面图。N2钻孔资料投影到钻孔N1剖面上。
图5—3b钻孔N2资料在钻孔N1平面上的投影（据X.Leca）
1—库尔木杂砂岩；2—火山-沉积岩系的未分片岩；3—层凝灰岩；4—淡紫—蓝色片岩；5—黑色片岩；6—断裂和角砾岩；7—致密硫化物；8—酸性凝灰岩；9—正常地质界面
图5—4中乌拉尔一个含铜黄铁矿床上的重力测量结果及密度剖面（密度的单位103kg/m3）
1—矿体引起的△g（计算的）曲线；2—去掉背景后的△g曲线；3—根据所有密度介面计算的△g总和曲线；4—钻孔
图5—5用/m3密度改正的布格异常（据D.E.Leaman）
矿山附近的异常干扰是明显的，等值线间距为10g·u
这个例子表明，高密度矿体的围岩也有密度偏高的，形成矿体重力的干扰。这种现象在许多地方都见到。例如图5—4是中乌拉尔一个含铜黄铁矿床上的重力异常及密度剖面，定量计算表明，矿体引起的异常约为4g·u，而矿体四周矿化围岩引起的重力异常达8g·u[53]。在澳大利亚昆士州芒特艾萨（Mt.Isa）巨型Cu-Ag-Pb-Zn矿床上，在南部铜矿化带上，获得极值超过20g·u、外形光滑的局部重力异常（图5—5），异常分布范围与已控制的矿化范围一致。但定量计算表明，埋深在地下700m左右的矿体在地表只能引起4g·u左右的重力异常，异常的主体部分是由含黄铁矿的粉砂岩（矿体的直接围岩）及含硅白云岩所引起[54]。澳大利亚奥林匹克坝超大型铜铀金矿是验证重、磁异常而意外地发现的[27]，磁异常与矿体无关，可能是深部磁性体引起，重力异常则主要是含矿的赤铁角砾岩所引起，这种岩石中赤铁矿含量达30%～40%。在我国新疆阿舍勒铜矿[28]及小热泉子铜矿[16]上的重力异常，也有类似情况，值得注意。
