發(fā)現(xiàn)于1981年的菱刈金礦床，位于日本九州南部鹿兒島市北北東約45km處，北薩地區(qū)東北部，是八十年代發(fā)現(xiàn)的世界級金礦床之一。以其規(guī)模大、品位高引起人們的關(guān)注。

1 礦床地質(zhì)特征

; 1.1 地層

礦區(qū)地層由白堊系四萬十超群和第四系火山巖組成。四萬十超群是該區(qū)基底，呈NEE-SWW方向展布，為基底隆起，埋深100～200m，主要巖性為砂巖和頁巖，在礦區(qū)沒有出露。其中未發(fā)現(xiàn)化石。其時(shí)代主要是根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景及巖相推測的。其上不整合覆蓋著第四紀(jì)(更新世及以后的)各種陸相火山巖。更新世火山巖按自下而上的層序可分為五個(gè)組：下菱刈安山巖(0.95～1.78Ma)、黑園山英安巖(1.10～1.25Ma)、中菱刈安山巖(0.78～0.79Ma)、獅子間野英安巖(O.66～O.82Ma)和上菱刈安山巖(0.51～0.58Ma)。在礦區(qū)的西部和西南部覆蓋著更新世的火山碎屑巖和沖積層。

1.2 構(gòu)造

菱刈金礦東鄰鹿兒島地塹的加久騰破火山口，西靠大口破火山口，挾持于兩個(gè)破火山口之間。四萬十超群在鹿兒島地塹中的埋深為海拔一1000米以下、在大口盆地埋深亦在海拔一800米以下；在菱刈地區(qū)則抬升到海拔13O米。重力測量結(jié)果表明在菱刈礦區(qū)存在一個(gè)NE走向的重力高異常，異常面積3(3×1)km2 。該異常同NE-SW 走向的基底隆起相吻合。

1.3 礦床

薩摩半島的金礦床可分為北薩型與南薩型兩種類型，南薩型為硅化蝕變巖型，北薩型為充填石英脈型。菱刈金礦床屬北薩型，為產(chǎn)于中性一弱堿性環(huán)境的淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床。礦物組合為冰長石、石英、方解石、絹云母及金銀礦物，屬典型低溫礦物組合，膠狀結(jié)構(gòu)異常發(fā)育。顯示黑(銀黑)白(石英)相間的沉淀層紋。菱刈金礦床由本礦、山田、山神礦床組成。探獲金儲(chǔ)量250-260噸，其中本礦床金儲(chǔ)量150噸以上，品位8O克/噸；山田礦床金儲(chǔ)量約5O噸，品位在20-25克/噸之間；山神礦床金儲(chǔ)量5O余噸，品位約7O克/噸。

根據(jù)礦脈的特征及產(chǎn)出空間的差異，可分為上部礦和下部礦。上部礦主要為產(chǎn)于更新世安山巖中的富含金銀的石英細(xì)脈，脈幅在0.1～0.5m之間，礦化連續(xù)性差，礦體規(guī)模較??；下 部礦主要產(chǎn)在四萬十超群砂頁巖中，部分賦存在下菱刈安山巖中。走向長300-400m，脈寬一般1～3m，最寬可達(dá)8m。本礦床及山田礦床的主要工業(yè)礦體均產(chǎn)在四萬十超群中主要金屬礦物為銀金礦、黃鐵礦、黃銅礦、硒銀礦、淡紅銀礦、閃鋅礦和方鉛礦等。主要脈石礦物為冰長石、石英、方解石及粘土礦物等，脈系中還發(fā)現(xiàn)有6O～65℃的熱水，說明其正處在熱泉活動(dòng)的消亡期。

2 菱刈金礦的發(fā)現(xiàn)與勘查過程

早在1750年，菱刈就發(fā)現(xiàn)了金礦。此后斷斷續(xù)續(xù)進(jìn)行了勘查和小規(guī)模開采，但僅限于開采海拔230m以上的品位不高的上部礦。1952年，因礦脈情況不理想停止了勘查。該區(qū)在7O年代中期以前未進(jìn)行過基礎(chǔ)性的區(qū)域調(diào)查，但此間住友公司許多地質(zhì)學(xué)家分析了區(qū)域成礦地質(zhì)背景后，認(rèn)為北薩地區(qū)是金礦富集區(qū)。該區(qū)更新世火山巖下還可能存在隱伏的金礦，建議用先進(jìn)的方法進(jìn)行勘查。

1975～1977年間，日本金屬礦業(yè)事業(yè)團(tuán)在北薩一串木野地區(qū)開展區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，選定的工作區(qū)面積為900km2。1975年全區(qū)進(jìn)行了重力測量，1976～1977年進(jìn)行了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(填圖)，查明了主要地質(zhì)構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)該區(qū)基底是四萬十超群，串木野、大口、山之野金礦等產(chǎn)在強(qiáng)烈青磐巖化的北薩老安山巖組成的隆起一背斜構(gòu)造的頂部和翼部。重力測量結(jié)果說明，巳知金礦床分布在一些分散的小范圍的重力高上。這些重力高顯然是由于基底上升或巖鐘侵入造成的。因?yàn)榛讕r石的密度為2．62g／cm3，下菱刈安山巖的密度僅為2．37g／cm3。菱刈地區(qū)重力測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一個(gè)NE走向的重力高。據(jù)此推測基底隆起到海拔100m左右(外圍地區(qū)基底海拔標(biāo)高約為一500～1000m)。重力圖反映了菱刈地區(qū)構(gòu)造格架,這對勘探區(qū)的選定起到了十分重要的指示作用。

在1975年～1977年區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及重力測量的基礎(chǔ)上，1978年在大口一菱刈地區(qū)(重力高地區(qū))開展了旋倫貝格排列區(qū)域電測深和航空電磁測量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)上部、下部為高阻層、中間為低阻層的高一低一高的三層結(jié)構(gòu)。上部高阻層電阻率為100-100On·m，對應(yīng)于未蝕變的上部火山巖。該層在菱刈本礦床上部缺失，在礦區(qū)的北西部和南東部厚度加大中間低阻層電阻率為10～20n·m，對應(yīng)于熱液蝕變的下菱刈安山巖層和獅子間野英安巖層的下部，在蝕變最強(qiáng)烈的礦脈附近，電阻率低達(dá)2～8n·m，而在礦區(qū)南東部，該層的電阻率相對較高。最下部的高阻層電阻率為80～150n·m，對應(yīng)于四萬十超群，在礦脈產(chǎn)出部位，該層深度為130m，而在北部該導(dǎo)層深度降到800m 以下，南東部則急劇變深，似被斷層錯(cuò)斷下降。將物探結(jié)果同區(qū)域地質(zhì)調(diào)查對比可以看出電測深發(fā)現(xiàn)的低阻帶應(yīng)相當(dāng)于礦床上部的熱液蝕變帶，下部高阻層應(yīng)相當(dāng)于基底隆起．其深度基本反映了四萬十超群的頂界高度、與重力測量推斷的結(jié)果基本吻合。

由于低阻體因礦化蝕變體引起(通過對串木野礦床進(jìn)行地質(zhì)地球化學(xué)研究獲得的認(rèn)識)，可以通過測定低阻體的分布圈定蝕變礦化帶的展布。電法測量低阻呈NE—SW 向展布，正好疊加在重力異常之上，說明菱刈地區(qū)既有基底隆起，又發(fā)育礦化蝕變。[NextPage]

前已述及菱刈金礦床礦化類型為石英脈型，其中含有浸染狀黃鐵礦，因此又選用激發(fā)極化法來確定石英脈測試結(jié)果表明用高極化率圈定的異常也呈NE—SW 向展布；在本礦礦床處極化率最高，NE向延伸很快終止．SW 方向延伸約lkm處又有一高極化中心，該中心對應(yīng)的恰是后來發(fā)現(xiàn)的山田礦。由于高極化率是浸染狀硫化物引起的，因此采用激發(fā)極化法有助于正確圈定礦體。

在詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查、物探工作及合理的解釋推斷后，為驗(yàn)證調(diào)查及測量結(jié)果，1980年金屬礦業(yè)事業(yè)團(tuán)在重力異常與低阻異常重疊部位布置了三個(gè)鉆孔驗(yàn)證異常。1980年12月～1981年2月在菱刈舊采礦坑道附近施工的第一個(gè)鉆孔深291 7m處見到0．1 5m厚的含金石英脈．金銀品位分別為290克/噸和167克/噸。出乎意料的是賦礦圍巖為四萬十超群的頁巖。當(dāng)時(shí)在北薩地區(qū)尚不知四萬十超群中有金礦脈。這一新的發(fā)現(xiàn)，拓寬了在區(qū)內(nèi)找金的范圍和思路。

1981年8月-1O月在第一孔以東110m 和以西400m處又各打1孔，發(fā)現(xiàn)了六條礦脈，最寬5.45m，金最高品位220.3克/噸。這標(biāo)志著富金礦的發(fā)現(xiàn) 1981年l1月到1982年4月住友礦業(yè)公司在本礦床8條剖面上進(jìn)行扇形鉆探，剖面間隔100m, 共打18孔, 累計(jì)進(jìn)尺6870.8m，孔孔見礦,

共發(fā)現(xiàn)3條大的金礦脈及許多支礦脈。主礦脈走向NE50度，向北陡傾，寬1～3m，局部超過5m，估計(jì)含金120噸，品位80克/噸。

1982年至1985年，住友礦業(yè)公司在菱刈地區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)的重力測量．積累了基礎(chǔ)資料。在對本礦床開拓的同時(shí)，在本礦床及其外圍開始進(jìn)行地質(zhì)、地球化學(xué)、地球物理綜合調(diào)查，目的是利用現(xiàn)代技術(shù)建立勘查淺成熱液金礦床的模式。1985年底住友礦業(yè)公司總結(jié)已有資料得出如下認(rèn)識：1)該區(qū)火山巖原認(rèn)為屬中新世，經(jīng)K—Ar法測年發(fā)現(xiàn)應(yīng)為更新世；2)含冰長石礦石K—Ar分析證實(shí)金礦化年齡為80～100Ma)；3）重力高和深部電阻率高相當(dāng)于基底(四萬十超群)的局部隆起，而近地表的電阻率低是由熱液蝕變巖(礦化帶附近含蒙皂石和層間粘土礦物)引起的；4)電阻率低帶中的激發(fā)極化異常，與主脈系的分布極為吻合。在這些研究過程中最令人振奮的發(fā)現(xiàn)是同本礦床類似的地球物理組合(電阻率低帶中的激發(fā)極化異常)在本礦主礦床西南1.2km 的山田地區(qū)年輕火山巖下延伸著。 1986年開始驗(yàn)證，最后查明山田地區(qū)有許多含金礦脈。通過對比地質(zhì)條件，估計(jì)在本礦床東南，存在一個(gè)四萬十超群構(gòu)成的隆起。當(dāng)從本礦床的底板平硐鉆進(jìn)水平鉆孔時(shí)，發(fā)現(xiàn)了另一礦脈群，既山神礦床。

3 幾點(diǎn)啟示

菱刈金礦的發(fā)現(xiàn)及勘查過程給我們?nèi)缦聨追矫娴膯⑹荆?/p>

1)老區(qū)找礦要有新思路。菱刈地區(qū)是一個(gè)有二百多年開采歷史的老區(qū)，如果把找礦重點(diǎn)仍放在淺部的低品位細(xì)礦脈上，則不可能有今天的突破。正是在下部有賦存金礦床的可能的信念及思路指導(dǎo)下，才取得如此好的找礦效果的。因此對老礦區(qū)(山)的二輪找礦應(yīng)予以重視，以新的思路為指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)新線索，力爭有新突破。

2)重視基礎(chǔ)地質(zhì)工作，加強(qiáng)綜合研究。新發(fā)現(xiàn)的菱刈金礦是隱伏礦床，地表的細(xì)脈早已采空。地質(zhì)工作者在分析研究區(qū)域地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，在新的找礦思路指導(dǎo)下，開展了1／萬的地質(zhì)測量(編成了1／2萬的地質(zhì)圖)和重力測量工作，將所獲資料進(jìn)行分析整理，查明基底隆起、重力高同已知金礦床的關(guān)系，正確地選擇了預(yù)測靶區(qū)。在找礦難度不斷加大的今天，更應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)地質(zhì)工作，重視綜合研究，深化認(rèn)識，優(yōu)選靶區(qū)、靶位，降低勘探風(fēng)險(xiǎn)。

3)勘查方法、方法組合的選擇要有針對性。菱刈金礦的發(fā)現(xiàn)及勘查中，物探工作起到了至關(guān)重要的作用，方法選擇及組合有效?？蓺w結(jié)為重力測量確定構(gòu)造格架、尋找基底隆起、圈定靶區(qū)，電磁法圈定蝕變帶，激發(fā)極化法尋找礦化體。多種方法手段有序配合，不同方法解決不同問題，針對性強(qiáng)，靶區(qū)布置準(zhǔn)確，據(jù)此施工的21個(gè)鉆孔孔孔見礦，提高了找礦效果，節(jié)約了資金。

4)注意已知礦床的成礦規(guī)律及成礦模式的研究，以點(diǎn)帶面，指導(dǎo)找礦。從菱刈本礦床的發(fā)現(xiàn)及山神、山田礦床發(fā)現(xiàn)可以反映出研究典型礦床、總結(jié)成礦規(guī)律、建立成礦模式的重要性。如通過對串木野金礦床的研究，認(rèn)識到重力高是基底隆起引起，低阻帶是蝕變礦化引起，為本礦床的驗(yàn)證孔布置提供了依據(jù)，通過對本礦床及外圍綜合調(diào)查得出的四點(diǎn)認(rèn)識，導(dǎo)致了山田、山神礦床的發(fā)現(xiàn)