白云母矿物在造山型金矿勘探中的应用：以中国西北部天山南麓五尊布拉克金矿为例

《The Journal of Frailty & Aging》：Application of white mica minerals to exploration of orogenic gold deposit: A case study of Wuzunbulake gold deposit, South Tianshan (NW China)

本研究针对南天山造山带Wuzunbulake金矿床，通过显微观测和短波红外(SWIR)光谱分析，揭示了白云母类矿物（黑云母、白云母等）的分布规律及光谱特征与成矿元素相关性，建立了基于SWIR光谱参数的矿化指示标志，为造山带金矿勘探提供了新方法。

　　
Wuzunbulake金矿床的SWIR光谱学与岩石学综合研究解读

研究背景与科学价值
南天山造山带东段Kumishi地区发现的Wuzunbulake金矿床，属于典型造山型金矿床的代表性案例。该矿床发育完整的围岩蚀变带，为研究蚀变矿物与成矿过程的时空关系提供了理想场所。传统地质研究多依赖肉眼观察和实验室显微分析，难以实现大范围连续探测。本研究创新性地将短波红外光谱（SWIR）技术引入造山型金矿勘探，通过建立矿物光谱特征与成矿要素的关联模型，为区域找矿提供新方法。

区域地质特征
研究区位于华北板块与塔里木板块的构造接触带，处于古亚洲洋闭合形成的复合造山带核心部位。构造演化显示该区域经历了多期次俯冲-碰撞-逆冲作用，形成现今的脆-塑性剪切带系统。前人研究已确认该区存在多个金矿化集中区，但蚀变矿物的空间分布规律及其与成矿过程的关联尚未明确。

研究方法体系
采用"三位一体"研究方法：1）地质填图结合钻孔控制，建立三维空间地球化学模型；2）显微岩相学与电子探针联用，揭示矿物结构-成分演化规律；3）SWIR光谱定量分析，建立矿物特征与光谱参数的数学模型。重点突破传统蚀变矿物研究的局限性，将光谱响应与矿物晶体结构、元素组成变化相结合。

蚀变矿物谱学特征
SWIR光谱分析发现14种蚀变矿物，其中白云母组矿物（包括黑云母、白云母、阳起石等）占主导地位。研究揭示：
1. 近矿带（距离矿体<50m）发育粗粒鳞片状黑云母，其2200nm处吸收特征值（Pos2200）显著低于区域变质成因的白云母。
2. 远矿带（>200m）白云母呈现细粒定向排列特征，Pos2200值普遍高于近矿带样品，其中阳起石（phengite）的Pos2200值可达2220nm以上。
3. 元素组成相关性分析表明，白云母中Al??/Al??比值与SWIR特征存在负相关，而Si/Fe+Mg比值呈现显著正相关。这为通过光谱数据反演矿物化学成分提供了依据。

空间分带规律
研究建立"光谱-矿物-构造"三维关联模型：
- 线状构造带（Line0/07/31/47）显示SWIR特征参数呈梯度变化。近矿带IC值（干涉色强度）集中在7-10级，对应低Pos2200值（≤2216.5nm）；远矿带IC值升高至12级，伴随Pos2200值突破2216.5nm阈值。
- 构造控制明显，剪切带内发育的蚀变矿物光谱特征与围岩存在显著差异。例如，剪切带核心部位的黑云母呈现特征性的宽吸收峰（2200nm处吸光度下降40%以上）。
- 成矿元素空间分布与SWIR特征存在耦合关系。金矿化集中区SWIR光谱显示特征性"双谷"结构，与区域变质带光谱存在明显分界。

技术方法创新
1. 首次提出"双阈值法"鉴别热液成因与变质成因白云母：
- 热液白云母：Pos2200≤2216.5nm（区域变质标准值）
- 变质白云母：Pos2200＞2216.5nm
2. 开发SWIR光谱参数与构造-岩相演化定量模型：
- 建立IC值与构造应力强度的回归方程（R2=0.87）
- 提出SWIR特征参数的"四象限"判别系统（综合应用Pos2200、IC值、光谱斜率等参数）

地质找矿应用
研究形成"三位一体"勘探技术体系：
1. 遥感层析成像：通过SWIR光谱特征反演蚀变带三维结构
2. 钻孔光谱扫描：建立矿化参数空间分布模型（精度达85%）
3. 矿物地球化学数据库：收录200余种蚀变矿物SWIR光谱特征

区域找矿潜力
研究揭示南天山造山带金矿床的普遍光谱特征：
- 成矿带光谱呈现"低吸收-高干涉色"特征组合
- 时空演化规律：矿化中心→光谱特征异常区→围岩稳定区
- 成矿预测模型准确率达82%，较传统方法提升37%

技术验证与推广
1. 实验室验证：通过XRD、ICP-MS等手段确认SWIR特征与矿物成因的对应关系（误差<5%）
2. 野外适用性测试：在Kumishi地区完成30km2范围调查，圈定3处新矿化线索
3. 软件平台开发：建立SWIR光谱智能识别系统（识别准确率91.2%）

研究局限性及改进方向
1. 现有光谱参数对低品位矿（>1g/t）的敏感性不足
2. 未充分研究流体包裹体与光谱特征的耦合关系
3. 需要扩大区域验证样本量（当前样本量约1.2万件）

结论与展望
本研究成功构建"构造-蚀变-矿化"的SWIR光谱响应模型，首次实现造山型金矿床的蚀变矿物空间分带定量化。建议后续研究：
1. 开发便携式SWIR光谱仪，实现野外实时检测
2. 结合热红外成像技术，建立多光谱融合找矿系统
3. 研究深部构造对蚀变矿物SWIR特征的影响规律

该成果已应用于新疆某矿业公司的找矿实践，在2处新靶区发现工业矿化线索，验证了技术体系的可行性。后续研究将重点突破深部探测和复杂地质条件下的识别精度问题。