北秦岭松树沟铬铁矿床三维地质建模及其找矿意义
仇东东等
摘 要：北秦岭松树沟超镁铁质岩体位于商丹缝合带北侧、北秦岭构造带南部边缘，是陕西省出露面积最大的超镁铁质岩体，岩体中赋存了小型铬铁矿床，深部是否具有成矿潜力备受关注。松树沟超镁铁质岩体中岩相呈对称分布，结合钻孔与物探资料，推测岩体呈透镜状产出；岩石地球化学数据显示岩体中部橄榄岩相具有变质橄榄岩或阿尔卑斯橄榄岩特征，边部橄榄岩相具有超镁铁质堆晶岩特征；松树沟与西藏罗布莎纯橄榄岩体中铬铁矿的矿物地球化学特征类似，由此提出松树沟超镁铁质岩体具有形成“豆荚状”和层状铬铁矿体的潜力。基于前期勘探获得的343个钻孔资料，通过3DMine软件建立了矿床的三维地质模型，剖析了矿体分布规律、钻孔控制程度、富矿与贫矿赋存部位等。根据贫矿的富集部位、流动构造、岩浆分异程度、化探异常，预测了2个具有深部找矿潜力的地段，并提出了找矿标志与找矿方法，为本区勘查找矿提供思路。
关键词：铬铁矿；三维地质建模；3DMine软件；矿床成因；找矿标志；成矿预测；北秦岭
中图分类号：P618.33；P618.31 文献标志码：A
0 引 言
北秦岭松树沟地区产出了陕西省出露面积最大的超镁铁质岩体，岩体内赋存了小型铬铁矿床。大量研究证明，松树沟岩体属于新元古代蛇绿岩，形成于洋脊环境[1-3]。岩石地球化学研究证明：松树沟岩体存在一类具有变质橄榄岩或阿尔卑斯橄榄岩特征的岩石，主要为细粒纯橄榄岩和共生的方辉橄榄岩，赋存在岩体中部；另一类具有超镁铁质堆晶岩特征的岩石，主要为中粗粒纯橄榄岩及共生的方辉橄榄岩、透辉橄榄岩和透辉岩，产出在岩体边部[4]。铬铁矿产出状态以条带状构造为主，未发现典型的“豆荚状”铬铁矿，不同类型铬铁矿矿物地球化学数据研究证明，松树沟中粗粒纯橄榄岩与西藏罗布莎堆晶纯橄榄岩成因类似[5]。前期勘探钻孔长度累计约11×104 m，控制了该区大部分浅部的铬铁矿体，岩体下盘和深部是否存在隐伏矿体？如何认识松树沟岩体成矿规律？一直困扰着本地区的地质勘探工作。笔者从三维地质建模入手，在充分收集前人地质、物探、化探、钻探资料基础上，提出松树沟岩体呈透镜状产出，岩体性质类似西藏罗布莎岩体，可能存在“豆荚状”和层状铬铁矿体；根据贫矿的主要富集部位，预测了2个具有深部找矿潜力的地区，为下一步勘查找矿提供思路。
1 地质背景
松树沟铬铁矿床位于商丹缝合带北侧、北秦岭构造带南部边缘，矿床主体产出在松树沟超镁铁质岩体中（图1）。松树沟岩体以构造关系叠置于古元古界秦岭岩群中深变质岩系之上，空间分布上为一独立地质体，延伸与区域构造线方向基本一致，其周边与秦岭岩群中不同构造岩层单位相接触，北侧主体为秦岭岩群界岭大理岩钙硅酸岩斜长角闪片岩组合层，南侧主体为秦岭岩群大河长英质片麻岩。岩体以北的秦岭岩群又以NWW向延展的牌楼沟韧性变形带与中元古代峡河岩群呈构造接触，显示出复杂的构造叠置拼贴关系。岩体以南的商丹断裂北侧出露有新元古代富水镁铁—超镁铁质杂岩体，主要由变辉石岩、细粒暗色辉长岩、中粒变辉长岩、变辉长闪长岩及变角闪石黑云母二长岩等组成，形成于岛弧构造环境。前人曾将其作为松树沟蛇绿岩的组成部分，野外地质、岩相学、岩石地球化学研究表明其不属于蛇绿岩的组成部分[6]。此外，在松树沟蛇绿岩南侧秦岭岩群变质岩层中，残留有为数众多、大小不一的“无根”变质橄榄岩构造岩块或透镜体，而北侧则无，反映了松树沟蛇绿岩在自南而北的逆冲推覆过程中与围岩发生过构造混杂作用，并代表了其运移“轨迹”。
含透辉岩条带纯橄榄岩岩相带分布于岩体中部，占岩体面积的60%～65%，平均宽0.75 km。中部含有少量呈透镜状或脉状分布的中粗粒纯橄榄岩体，规模大小不等，与岩体走向基本一致，与纯橄榄岩呈渐变关系。岩石中分布了较多的透辉石岩细条带，宽1～4 cm，长几十厘米至几米，条带产状与岩体产状及内部面理基本一致，与围岩间界线清楚，出露面积约占此岩相带总面积的占3%～5%。
透辉岩透辉橄榄岩岩相带断续分布于岩体两侧，出露宽度10～50 m，出露约占岩体总面积的5%～10%，主要由透辉岩、透辉橄榄岩和纯橄榄岩组成，呈脉体群带状展布，其产状与岩体产状及内部面理一致，分布较为稳定。
纯橄榄岩方辉橄榄岩（含铬铁矿）岩相带分布于岩体南北边部，宽0.20～0.35 km，出露约占岩体总面积的30%，纯橄榄岩及纯橄榄岩质糜棱岩组成背景岩相，其中含有大量中粗粒纯橄榄岩、方辉橄榄岩及铬铁矿化或铬铁矿体。各类岩石间均呈渐变过渡关系，除背景岩石外，其他各类多呈不连续透镜状、条带状、板状分布于纯橄榄岩中。该岩相带是岩体内最重要的含铬铁矿层位，赋存了本区60%以上的铬铁矿体[7]。
松树沟铬铁矿床主要赋存于超镁铁质岩体边部的中粗粒纯橄榄岩和方辉橄榄岩内，矿区主要划分为7个区段，从东向西依次为洋淇沟区、小松树沟区、大松树沟区、土坳沟区、界岭沟区、梅家沟区、庙堂沟区。各区具有工业意义的矿体共46条，其中梅家沟区经工程验证的6、55、61号矿体未参加储量计算，其他各区截止1971年累计查明的铬矿石储量见表1。
本区铬铁矿石绝大部分为浸染状构造，真正的致密块状矿石尚未见到。矿石的各种构造形态主要由铬尖晶石浸染体的不同密度和不均匀性所体现。为了在矿石类型的划分上能反映工业品级，将矿石中铬尖晶石的浸染密度划分为：①星散状矿染，矿石中铬尖晶石体积分数小于10%；②稀疏浸染，矿石中铬尖晶石体积分数为10%～30%；③中等浸染，矿石中铬尖晶石体积分数为30%～50%；④稠密浸染，矿石中铬尖晶石体积分数为50%～85%；⑤块状矿石，矿石中铬尖晶石体积分数大于85%。
3 矿床成因
松树沟铬铁矿矿床成因认识主要有2种：①松树沟铬铁矿床是产于再次部分熔融的地幔残留体中的“豆荚状”铬铁矿床[6，8-9]；②松树沟铬铁矿床形成机制与层状铬铁矿床相似，形成于松树沟洋盆扩张过程中，是中粗粒纯橄榄岩在热边界层（TBL）冷凝结晶过程中岩浆分异作用的产物[5]。
“豆荚状”铬铁矿床和层状铬铁矿床均可在纯橄榄岩中产出，但产出这2种铬铁矿床纯橄榄岩的成因却存在差别。产出“豆荚状”铬铁矿床纯橄榄岩是由消耗辉石反应生成的橄榄石、残留橄榄石和少量方辉橄榄岩残留体组成，属地幔纯橄榄岩类，矿体为“豆荚状”，矿石多为瘤状、块状，矿体富集是靠上地幔的剪切流动、塑性变形来完成[10-11]，Oman地幔纯橄榄岩和西藏罗布莎地幔纯橄榄岩中产出的“豆荚状”铬铁矿床均属于此种类型[12-14]。产出层状铬铁矿体的纯橄榄岩是堆晶纯橄榄岩，其橄榄石是岩浆冷凝结晶的产物，铬铁矿层是岩浆分异的产物，矿体多为似层状透镜体，矿石均以不同稠密度的浸染状为特征[15]，如罗布莎堆晶纯橄榄岩、南非布什威尔德岩体纯橄榄岩和津巴布韦大岩体纯橄榄岩中产出的铬铁矿床均属于层状铬铁矿床[16-17]。
松树沟细粒纯橄榄岩在成因上与Oman地幔纯橄榄岩和西藏罗布莎地幔纯橄榄岩类似；而中粗粒纯橄榄岩在成因上则与罗布莎堆晶纯橄榄岩类似[5]。目前发现的松树沟铬铁矿床产出于以中粗粒纯橄榄岩为主体的堆晶橄榄岩中，铬铁矿颗粒自形程度较高，矿石包括浸染状、条带状、块状等类型，矿体形态为拉长的透镜体状、条带状等，单个矿体均可见不同程度的浸染状构造，具有层状铬铁矿床的典型特征。松树沟细粒纯橄榄岩中是否存在类似西藏罗布莎地幔纯橄榄岩中的“豆荚状”铬铁矿体，值得进一步勘查研究。
根据大量研究结果，松树沟铬铁矿床成矿模式可总结为：松树沟蛇绿岩可能形成于与消减作用无关的小洋盆环境，岩浆侵入到向斜褶皱的轴部之后，上部和两侧的岩浆向围岩散发热量，温度下降，橄榄石大量结晶，形成了蛇纹石化纯橄榄岩外壳，在区域侧压力作用下产生了片理化。在橄榄石结晶时，部分铬尖晶石同时晶出，晶粥中的铬尖晶石含量较少，在重力作用下堆积形成有一定规模的稀疏浸染状矿体；在岩浆结晶作用晚期，由于橄榄石大量晶出，岩浆酸度增高，斜方辉石开始大量结晶，形成含辉纯橄榄岩、斜方辉橄岩及橄辉岩分异体。由于侧向分异作用，使这些分异体呈带状分布在岩体上下盘外侧及两端；同时，铬尖晶石大量结晶并富集，形成规模较大的稠密浸染状矿体，分布在岩体上下盘纯橄榄岩相与斜方辉橄榄岩相接触带或下沉到岩体底部（图4）。
4 找矿标志
（1）毛、条、体、群的规律在中（粗）粒纯橄榄岩相带表现明显。毛、条、体、群的规律是指同生分异式矿体与母岩之间的接触关系，以矿条状、矿毛状、矿染状逐渐过渡，矿体向外逐渐变为许许多多矿条，再向外为一些更小的矿毛，接着向外则为矿染，与母岩逐渐过渡；而矿体总是成群出现的，矿体与矿体之间以矿化带相联系，因此，找到一个矿体后，往往在其周围可以找到同类型的其他一些矿体。主矿体规模越大，其附近矿毛、矿条（铬铁矿品位大于3%）分布的范围就越宽。矿毛、矿条在垂直方向上常见到尖灭再现的现象，预示深部存在矿体，可作为标志之一。
（2）有利成矿构造部位包括原生流动构造发生紊流和转折部位，岩体在空间上的膨大与拐折部位，岩凹、岩凸和台阶构造前上方，成矿前原生节理发育地段，均有利于矿体的生成。
（3）方辉橄榄岩与中—粗粒纯橄榄岩为有利成矿岩相组合，有成矿潜力的中—粗粒纯橄榄岩中橄榄石颗粒粗大，一般大于0.5 mm，自形程度较差，构成明显的不等粒结构，岩石化学成分上更为基性，MgO含量高，SiO2与MgO含量之比较细粒纯橄榄岩和蛇纹石化纯橄榄岩低。
（4）化探中Cr异常集中区是直接的找矿标志。Cr、Ni异常规模大，强度高，相互套合好，同时还伴有Fe2O3、Co、Mn等元素或化合物异常，也是重要的找矿标志。
5 矿床三维地质建模
本次地质建模的三维软件为3DMine轶件。3DMine软件主要模块的功能包括：矿山地质数据的获取、输入与管理，建立矿床地质模型，实现矿山地质图件编制，运用地质统计学进行品位估值，引入块体模型的概念进行储量估算，进行三维采矿设计等。
根据建模需求，对能控制该矿区矿体空间赋存状态的地质勘探和工程数据进行收集。项目共收集到361个钻孔数据，本次建模选用343个钻孔资料建立地质数据库，分别为定位表（表2）、测斜表（表3）、编录表（表4）和化验分析表（表5），将此数据库导入3DMine软件，生成矿体三维模型图（地表模型、钻孔模型和矿体模型）（图5）。图5中矿化体富集的地段为干沟—界岭沟段和干沟—王家坪—小松树沟段，也是本次深部成矿的预测区（图2、5）。
根据块体模型，可以算出矿体的资源量。由于原始记录中品位数据少，资源量估算过程中将原始编录记录为矿体和矿化体的地质体圈定为矿（化）体，铬铁矿石目估平均品位一般大于3%。 目前铬铁矿的边界品位是5%～8%，19世纪60年代铬铁矿的边界品位为8%，松树沟铬铁矿床富矿少，贫矿多，笔者尝试应用贫矿指标（铬铁矿品位大于3%）来计算资源量，以利于深部成矿预测。通过三维软件可以计算出矿化体体积，矿化体密度赋值为32 g·cm=-3（前人在本区物性研究结果显示矿化纯橄榄岩的密度为3.1～3.3 g·cm=-3），由此计算得到松树沟超基性岩体的资源量约为61691×104 t（铬铁矿石品位大于3%）。
3DMine软件计算的铬铁矿资源量约61691×104 t（铬铁矿品位大于3%，含已知矿体），远大于前人计算的资源量（矿石量约为2236×104 t）。差别的原因是：①本次计算过程中包括了贫矿体、矿化体，即铬铁矿矿石品位大于3%，前人计算的矿石量中铬铁矿矿石品位大于8%；②本次计算包含了所有矿体，前人有部分矿体（如梅家沟区）资源量没有计算；③本次计算应用电脑三维可视化圈定矿体，矿体之间的连接与人工剖面连接存在少量差异。
三维地质建模过程中发现矿化体主要赋存在岩体上部，岩体下部和底部可能存在较大的找矿潜力。因为目前的钻探普遍为斜钻，前人认为岩体向SW倾斜，所以钻孔倾向为NE，结果岩体东北段（岩体下盘）钻孔普遍能穿透岩体，矿化不好（单个钻孔很少碰到铬铁矿矿体），而岩体西南段（岩体上盘）钻孔普遍没有穿透岩体，矿化较好（单个钻孔碰到多个铬铁矿矿体），这与矿化体位于方辉橄榄岩细粒纯橄榄岩之间特征一致[图4（a）]。本研究认为：岩体东北部（岩体下盘）矿化不好的原因可能主要是钻孔方向不合理，如果矿体在斜方辉橄岩纯橄榄岩相的相变部位，岩体北部的钻探方向应该是向SW倾斜，这样单个钻孔可能碰到更多的铬铁矿透镜体[图4（b）]。岩体底部还可能存在较大的富矿体，值得深部钻探验证[图4（b）]。
通过三维地质建模，能清晰地发现矿（化）体富集的部位，也可以获得任意地段资源量，为深部成矿预测发挥了重要作用，如干沟—界岭沟地段赋存了约454×104 t资源量（铬铁矿石品位大于3%，地表以下700 m），干沟—王家坪—小松树沟地段赋存了约53×104 t资源量（铬铁矿矿石品位大于3%，地表以下700 m）。根据贫矿与富矿关系密切、周期性出现的成矿规律，加之目前钻孔没有控制到岩体底部，干沟-界岭沟地段和干沟—王家坪—小松树沟地段自然是下一步主攻的成矿预测区。
三维地质模型中还发现主岩体两侧构造岩相带大体对称，岩体上、下盘是两个相互对应的成矿带，称“边部成矿带”或“上、下部成矿带”。岩体中部范围广，矿点少，矿体小，分布零星，称“中部成矿带”。由此可见，层状铬铁矿找矿目标为岩体的边部成矿带，而“豆荚状”铬铁矿找矿目标为岩体中部岩相带。
6 成矿预测区段
6.1 界岭沟—干沟成矿预测区
界岭沟—干沟成矿预测区位于干沟—黑龙沟—界岭沟之间（图2），存在黑龙洞—陈家湾次生晕异常区、李湾沟—黑龙沟次生晕异常区，面积约32 km2。三维软件计算地表以下700 m深度控制矿化体质量约454×104 t（铬铁矿矿石品位大于3%），其中控制矿石资源量9×104 t（铬铁矿矿石品位大于8%），目前未开采。
本预测区划定依据：①三维地质建模中发现预测区内2处钻孔控制的矿化体规模较大，分别位于岩体上部和下部，目前钻孔没有穿透岩体，深部可能存在较大的矿体；②预测区内化探异常连续性好，强度高，存在已知矿（化）体；③预测区内出露赋矿目标地质体主要为细粒纯橄榄岩相中粗粒纯橄榄岩相方辉辉橄岩相透辉岩相组合，岩体分异性好；④预测区位于松树沟主岩体中段，属于构造转换松弛有利部位，流动构造发育，具有一定的找矿意义。
6.2 干沟—小松树沟成矿预测区
干沟—小松树沟成矿预测区位于干沟—中堂沟—小松树沟之间的岩体上盘（图2），存在干沟次生晕异常区、336—272号矿体次生晕异常区、245号矿体次生晕异常区，面积约2.6 km2。三维软件计算地表以下700 m深度控制矿化体质量约53×104 t（铬铁矿矿石品位大于3%），控制矿石资源量为6×104 t（铬铁矿矿石品位大于8%），目前矿石资源量已经开采利用。
本预测区划定依据：①预测区内出露赋矿目标地质体主要为纯橄榄岩相斜方辉橄岩相中粗粒纯橄榄岩相，岩体分异性好；②预测区内已经勘查出最大的工业矿体，矿体产于岩体中部和下部，钻孔一般没有穿透岩体，深部（地表以下700～1500 m）成矿潜力待探索；③预测区内化探异常圈定的矿化带范围连续性好，强度高，分带异常明显；④预测区位于松树沟主岩体中段，属于构造转换松弛有利部位，流动构造发育；⑤预测区内虽然矿化体位于岩体边部和上盘，但目前钻孔控制未到岩体底部，深部具有一定的找矿意义。
6.3 预测区找矿方法
预测区找矿方法是通过激电测深或可控源音频电磁测深法获取超基性岩体的深度，然后通过大比例尺重磁方法寻找异常体位置，最后应用深部钻探进行验证（预计深度1 500～2 000 m）。
7 结 语
（1）松树沟岩体呈透镜状产出，控制成矿岩相为方辉橄榄岩中粗粒橄榄岩，矿体主要分布在岩体相变的边部和底部，松树沟铬铁矿矿物特征类似西藏罗布莎铬铁矿，可能存在层状铬铁矿（边部岩相）和“豆荚状”铬铁矿（中部岩相）成矿潜力。
（2）根据矿山343个钻孔数据（长度总计约108×104 m），应用3DMine软件建立了矿区三维地质模型，为深边部成矿预测提供了可视化素材，重新核算了松树沟矿床地表以下700 m深度的资源量约616.91×104 t（铬铁矿品位大于3%，含已知矿体）。
（3）根据松树沟铬铁矿床已知工程控制情况以及成矿与找矿模型，提出岩体下盘和深部成矿潜力较大；结合矿区三维地质建模、铬铁矿成矿理论及化探异常分析等控矿因素，提出松树沟矿床2个深部成矿预测区：界岭沟—干沟成矿预测区和干沟—小松树沟成矿预测区。
北京三地曼矿业软件科技有限公司免费提供3DMine软件进行三维地质建模，在此表示衷心感谢！
通过三维地质建模，能清晰地发现矿（化）体富集的部位，也可以获得任意地段资源量，为深部成矿预测发挥了重要作用，如干沟—界岭沟地段赋存了约454×104 t资源量（铬铁矿石品位大于3%，地表以下700 m），干沟—王家坪—小松树沟地段赋存了约53×104 t资源量（铬铁矿矿石品位大于3%，地表以下700 m）。根据贫矿与富矿关系密切、周期性出现的成矿规律，加之目前钻孔没有控制到岩体底部，干沟-界岭沟地段和干沟—王家坪—小松树沟地段自然是下一步主攻的成矿预测区。
三维地质模型中还发现主岩体两侧构造岩相带大体对称，岩体上、下盘是两个相互对应的成矿带，称“边部成矿带”或“上、下部成矿带”。岩体中部范围广，矿点少，矿体小，分布零星，称“中部成矿带”。由此可见，层状铬铁矿找矿目标为岩体的边部成矿带，而“豆荚状”铬铁矿找矿目标为岩体中部岩相带。
6 成矿预测区段
6.1 界岭沟—干沟成矿预测区
界岭沟—干沟成矿预测区位于干沟—黑龙沟—界岭沟之间（图2），存在黑龙洞—陈家湾次生晕异常区、李湾沟—黑龙沟次生晕异常区，面积约32 km2。三维软件计算地表以下700 m深度控制矿化体质量约454×104 t（铬铁矿矿石品位大于3%），其中控制矿石资源量9×104 t（铬铁矿矿石品位大于8%），目前未开采。
本预测区划定依据：①三维地质建模中发现预测区内2处钻孔控制的矿化体规模较大，分别位于岩体上部和下部，目前钻孔没有穿透岩体，深部可能存在较大的矿体；②预测区内化探异常连续性好，强度高，存在已知矿（化）体；③预测区内出露赋矿目标地质体主要为细粒纯橄榄岩相中粗粒纯橄榄岩相方辉辉橄岩相透辉岩相组合，岩体分异性好；④预测区位于松树沟主岩体中段，属于构造转换松弛有利部位，流动构造发育，具有一定的找矿意义。
6.2 干沟—小松树沟成矿预测区
干沟—小松树沟成矿预测区位于干沟—中堂沟—小松树沟之间的岩体上盘（图2），存在干沟次生晕异常区、336—272号矿体次生晕异常区、245号矿体次生晕异常区，面积约2.6 km2。三维软件计算地表以下700 m深度控制矿化体质量约53×104 t（铬铁矿矿石品位大于3%），控制矿石资源量为6×104 t（铬铁矿矿石品位大于8%），目前矿石资源量已经开采利用。
本预测区划定依据：①预测区内出露赋矿目标地质体主要为纯橄榄岩相斜方辉橄岩相中粗粒纯橄榄岩相，岩体分异性好；②预测区内已经勘查出最大的工业矿体，矿体产于岩体中部和下部，钻孔一般没有穿透岩体，深部（地表以下700～1500 m）成矿潜力待探索；③预测区内化探异常圈定的矿化带范围连续性好，强度高，分带异常明显；④预测区位于松树沟主岩体中段，属于构造转换松弛有利部位，流动构造发育；⑤预测区内虽然矿化体位于岩体边部和上盘，但目前钻孔控制未到岩体底部，深部具有一定的找矿意义。
6.3 预测区找矿方法
预测区找矿方法是通过激电测深或可控源音频电磁测深法获取超基性岩体的深度，然后通过大比例尺重磁方法寻找异常体位置，最后应用深部钻探进行验证（预计深度1 500～2 000 m）。
7 结 语
（1）松树沟岩体呈透镜状产出，控制成矿岩相为方辉橄榄岩中粗粒橄榄岩，矿体主要分布在岩体相变的边部和底部，松树沟铬铁矿矿物特征类似西藏罗布莎铬铁矿，可能存在层状铬铁矿（边部岩相）和“豆荚状”铬铁矿（中部岩相）成矿潜力。
（2）根据矿山343个钻孔数据（长度总计约108×104 m），应用3DMine软件建立了矿区三维地质模型，为深边部成矿预测提供了可视化素材，重新核算了松树沟矿床地表以下700 m深度的资源量约616.91×104 t（铬铁矿品位大于3%，含已知矿体）。
（3）根据松树沟铬铁矿床已知工程控制情况以及成矿与找矿模型，提出岩体下盘和深部成矿潜力较大；结合矿区三维地质建模、铬铁矿成矿理论及化探异常分析等控矿因素，提出松树沟矿床2个深部成矿预测区：界岭沟—干沟成矿预测区和干沟—小松树沟成矿预测区。
北京三地曼矿业软件科技有限公司免费提供3DMine软件进行三维地质建模，在此表示衷心感谢！
通过三维地质建模，能清晰地发现矿（化）体富集的部位，也可以获得任意地段资源量，为深部成矿预测发挥了重要作用，如干沟—界岭沟地段赋存了约454×104 t资源量（铬铁矿石品位大于3%，地表以下700 m），干沟—王家坪—小松树沟地段赋存了约53×104 t资源量（铬铁矿矿石品位大于3%，地表以下700 m）。根据贫矿与富矿关系密切、周期性出现的成矿规律，加之目前钻孔没有控制到岩体底部，干沟-界岭沟地段和干沟—王家坪—小松树沟地段自然是下一步主攻的成矿预测区。
三维地质模型中还发现主岩体两侧构造岩相带大体对称，岩体上、下盘是两个相互对应的成矿带，称“边部成矿带”或“上、下部成矿带”。岩体中部范围广，矿点少，矿体小，分布零星，称“中部成矿带”。由此可见，层状铬铁矿找矿目标为岩体的边部成矿带，而“豆荚状”铬铁矿找矿目标为岩体中部岩相带。
6 成矿预测区段
6.1 界岭沟—干沟成矿预测区
界岭沟—干沟成矿预测区位于干沟—黑龙沟—界岭沟之间（图2），存在黑龙洞—陈家湾次生晕异常区、李湾沟—黑龙沟次生晕异常区，面积约32 km2。三维软件计算地表以下700 m深度控制矿化体质量约454×104 t（铬铁矿矿石品位大于3%），其中控制矿石资源量9×104 t（铬铁矿矿石品位大于8%），目前未开采。
本预测区划定依据：①三维地质建模中发现预测区内2处钻孔控制的矿化体规模较大，分别位于岩体上部和下部，目前钻孔没有穿透岩体，深部可能存在较大的矿体；②预测区内化探异常连续性好，强度高，存在已知矿（化）体；③预测区内出露赋矿目标地质体主要为细粒纯橄榄岩相中粗粒纯橄榄岩相方辉辉橄岩相透辉岩相组合，岩体分异性好；④预测区位于松树沟主岩体中段，属于构造转换松弛有利部位，流动构造发育，具有一定的找矿意义。
6.2 干沟—小松树沟成矿预测区
干沟—小松树沟成矿预测区位于干沟—中堂沟—小松树沟之间的岩体上盘（图2），存在干沟次生晕异常区、336—272号矿体次生晕异常区、245号矿体次生晕异常区，面积约2.6 km2。三维软件计算地表以下700 m深度控制矿化体质量约53×104 t（铬铁矿矿石品位大于3%），控制矿石资源量为6×104 t（铬铁矿矿石品位大于8%），目前矿石资源量已经开采利用。
本预测区划定依据：①预测区内出露赋矿目标地质体主要为纯橄榄岩相斜方辉橄岩相中粗粒纯橄榄岩相，岩体分异性好；②预测区内已经勘查出最大的工业矿体，矿体产于岩体中部和下部，钻孔一般没有穿透岩体，深部（地表以下700～1500 m）成矿潜力待探索；③预测区内化探异常圈定的矿化带范围连续性好，强度高，分带异常明显；④预测区位于松树沟主岩体中段，属于构造转换松弛有利部位，流动构造发育；⑤预测区内虽然矿化体位于岩体边部和上盘，但目前钻孔控制未到岩体底部，深部具有一定的找矿意义。
6.3 预测区找矿方法
预测区找矿方法是通过激电测深或可控源音频电磁测深法获取超基性岩体的深度，然后通过大比例尺重磁方法寻找异常体位置，最后应用深部钻探进行验证（预计深度1 500～2 000 m）。
7 结 语
（1）松树沟岩体呈透镜状产出，控制成矿岩相为方辉橄榄岩中粗粒橄榄岩，矿体主要分布在岩体相变的边部和底部，松树沟铬铁矿矿物特征类似西藏罗布莎铬铁矿，可能存在层状铬铁矿（边部岩相）和“豆荚状”铬铁矿（中部岩相）成矿潜力。
（2）根据矿山343个钻孔数据（长度总计约108×104 m），应用3DMine软件建立了矿区三维地质模型，为深边部成矿预测提供了可视化素材，重新核算了松树沟矿床地表以下700 m深度的资源量约616.91×104 t（铬铁矿品位大于3%，含已知矿体）。
（3）根据松树沟铬铁矿床已知工程控制情况以及成矿与找矿模型，提出岩体下盘和深部成矿潜力较大；结合矿区三维地质建模、铬铁矿成矿理论及化探异常分析等控矿因素，提出松树沟矿床2个深部成矿预测区：界岭沟—干沟成矿预测区和干沟—小松树沟成矿预测区。
北京三地曼矿业软件科技有限公司免费提供3DMine软件进行三维地质建模，在此表示衷心感谢！
摘 要：北秦岭松树沟超镁铁质岩体位于商丹缝合带北侧、北秦岭构造带南部边缘，是陕西省出露面积最大的超镁铁质岩体，岩体中赋存了小型铬铁矿床，深部是否具有成矿潜力备受关注。松树沟超镁铁质岩体中岩相呈对称分布，结合钻孔与物探资料，推测岩体呈透镜状产出；岩石地球化学数据显示岩体中部橄榄岩相具有变质橄榄岩或阿尔卑斯橄榄岩特征，边部橄榄岩相具有超镁铁质堆晶岩特征；松树沟与西藏罗布莎纯橄榄岩体中铬铁矿的矿物地球化学特征类似，由此提出松树沟超镁铁质岩体具有形成“豆荚状”和层状铬铁矿体的潜力。基于前期勘探获得的343个钻孔资料，通过3DMine软件建立了矿床的三维地质模型，剖析了矿体分布规律、钻孔控制程度、富矿与贫矿赋存部位等。根据贫矿的富集部位、流动构造、岩浆分异程度、化探异常，预测了2个具有深部找矿潜力的地段，并提出了找矿标志与找矿方法，为本区勘查找矿提供思路。
关键词：铬铁矿；三维地质建模；3DMine软件；矿床成因；找矿标志；成矿预测；北秦岭
中图分类号：P618.33；P618.31 文献标志码：A
0 引 言
北秦岭松树沟地区产出了陕西省出露面积最大的超镁铁质岩体，岩体内赋存了小型铬铁矿床。大量研究证明，松树沟岩体属于新元古代蛇绿岩，形成于洋脊环境[1-3]。岩石地球化学研究证明：松树沟岩体存在一类具有变质橄榄岩或阿尔卑斯橄榄岩特征的岩石，主要为细粒纯橄榄岩和共生的方辉橄榄岩，赋存在岩体中部；另一类具有超镁铁质堆晶岩特征的岩石，主要为中粗粒纯橄榄岩及共生的方辉橄榄岩、透辉橄榄岩和透辉岩，产出在岩体边部[4]。铬铁矿产出状态以条带状构造为主，未发现典型的“豆荚状”铬铁矿，不同类型铬铁矿矿物地球化学数据研究证明，松树沟中粗粒纯橄榄岩与西藏罗布莎堆晶纯橄榄岩成因类似[5]。前期勘探钻孔长度累计约11×104 m，控制了该区大部分浅部的铬铁矿体，岩体下盘和深部是否存在隐伏矿体？如何认识松树沟岩体成矿规律？一直困扰着本地区的地质勘探工作。笔者从三维地质建模入手，在充分收集前人地质、物探、化探、钻探资料基础上，提出松树沟岩体呈透镜状产出，岩体性质类似西藏罗布莎岩体，可能存在“豆荚状”和层状铬铁矿体；根据贫矿的主要富集部位，预测了2个具有深部找矿潜力的地区，为下一步勘查找矿提供思路。
1 地质背景
松树沟铬铁矿床位于商丹缝合带北侧、北秦岭构造带南部边缘，矿床主体产出在松树沟超镁铁质岩体中（图1）。松树沟岩体以构造关系叠置于古元古界秦岭岩群中深变质岩系之上，空间分布上为一独立地质体，延伸与区域构造线方向基本一致，其周边与秦岭岩群中不同构造岩层单位相接触，北侧主体为秦岭岩群界岭大理岩钙硅酸岩斜长角闪片岩组合层，南侧主体为秦岭岩群大河长英质片麻岩。岩体以北的秦岭岩群又以NWW向延展的牌楼沟韧性变形带与中元古代峡河岩群呈构造接触，显示出复杂的构造叠置拼贴关系。岩体以南的商丹断裂北侧出露有新元古代富水镁铁—超镁铁质杂岩体，主要由变辉石岩、细粒暗色辉长岩、中粒变辉长岩、变辉长闪长岩及变角闪石黑云母二长岩等组成，形成于岛弧构造环境。前人曾将其作为松树沟蛇绿岩的组成部分，野外地质、岩相学、岩石地球化学研究表明其不属于蛇绿岩的组成部分[6]。此外，在松树沟蛇绿岩南侧秦岭岩群变质岩层中，残留有为数众多、大小不一的“无根”变质橄榄岩构造岩块或透镜体，而北侧则无，反映了松树沟蛇绿岩在自南而北的逆冲推覆过程中与围岩发生过构造混杂作用，并代表了其运移“轨迹”。
含透辉岩条带纯橄榄岩岩相带分布于岩体中部，占岩体面积的60%～65%，平均宽0.75 km。中部含有少量呈透镜状或脉状分布的中粗粒纯橄榄岩体，规模大小不等，与岩体走向基本一致，与纯橄榄岩呈渐变关系。岩石中分布了较多的透辉石岩细条带，宽1～4 cm，长几十厘米至几米，条带产状与岩体产状及内部面理基本一致，与围岩间界线清楚，出露面积约占此岩相带总面积的占3%～5%。
透辉岩透辉橄榄岩岩相带断续分布于岩体两侧，出露宽度10～50 m，出露约占岩体总面积的5%～10%，主要由透辉岩、透辉橄榄岩和纯橄榄岩组成，呈脉体群带状展布，其产状与岩体产状及内部面理一致，分布较为稳定。
纯橄榄岩方辉橄榄岩（含铬铁矿）岩相带分布于岩体南北边部，宽0.20～0.35 km，出露约占岩体总面积的30%，纯橄榄岩及纯橄榄岩质糜棱岩组成背景岩相，其中含有大量中粗粒纯橄榄岩、方辉橄榄岩及铬铁矿化或铬铁矿体。各类岩石间均呈渐变过渡关系，除背景岩石外，其他各类多呈不连续透镜状、条带状、板状分布于纯橄榄岩中。该岩相带是岩体内最重要的含铬铁矿层位，赋存了本区60%以上的铬铁矿体[7]。
松树沟铬铁矿床主要赋存于超镁铁质岩体边部的中粗粒纯橄榄岩和方辉橄榄岩内，矿区主要划分为7个区段，从东向西依次为洋淇沟区、小松树沟区、大松树沟区、土坳沟区、界岭沟区、梅家沟区、庙堂沟区。各区具有工业意义的矿体共46条，其中梅家沟区经工程验证的6、55、61号矿体未参加储量计算，其他各区截止1971年累计查明的铬矿石储量见表1。
本区铬铁矿石绝大部分为浸染状构造，真正的致密块状矿石尚未见到。矿石的各种构造形态主要由铬尖晶石浸染体的不同密度和不均匀性所体现。为了在矿石类型的划分上能反映工业品级，将矿石中铬尖晶石的浸染密度划分为：①星散状矿染，矿石中铬尖晶石体积分数小于10%；②稀疏浸染，矿石中铬尖晶石体积分数为10%～30%；③中等浸染，矿石中铬尖晶石体积分数为30%～50%；④稠密浸染，矿石中铬尖晶石体积分数为50%～85%；⑤块状矿石，矿石中铬尖晶石体积分数大于85%。
3 矿床成因
松树沟铬铁矿矿床成因认识主要有2种：①松树沟铬铁矿床是产于再次部分熔融的地幔残留体中的“豆荚状”铬铁矿床[6，8-9]；②松树沟铬铁矿床形成机制与层状铬铁矿床相似，形成于松树沟洋盆扩张过程中，是中粗粒纯橄榄岩在热边界层（TBL）冷凝结晶过程中岩浆分异作用的产物[5]。
“豆荚状”铬铁矿床和层状铬铁矿床均可在纯橄榄岩中产出，但产出这2种铬铁矿床纯橄榄岩的成因却存在差别。产出“豆荚状”铬铁矿床纯橄榄岩是由消耗辉石反应生成的橄榄石、残留橄榄石和少量方辉橄榄岩残留体组成，属地幔纯橄榄岩类，矿体为“豆荚状”，矿石多为瘤状、块状，矿体富集是靠上地幔的剪切流动、塑性变形来完成[10-11]，Oman地幔纯橄榄岩和西藏罗布莎地幔纯橄榄岩中产出的“豆荚状”铬铁矿床均属于此种类型[12-14]。产出层状铬铁矿体的纯橄榄岩是堆晶纯橄榄岩，其橄榄石是岩浆冷凝结晶的产物，铬铁矿层是岩浆分异的产物，矿体多为似层状透镜体，矿石均以不同稠密度的浸染状为特征[15]，如罗布莎堆晶纯橄榄岩、南非布什威尔德岩体纯橄榄岩和津巴布韦大岩体纯橄榄岩中产出的铬铁矿床均属于层状铬铁矿床[16-17]。
松树沟细粒纯橄榄岩在成因上与Oman地幔纯橄榄岩和西藏罗布莎地幔纯橄榄岩类似；而中粗粒纯橄榄岩在成因上则与罗布莎堆晶纯橄榄岩类似[5]。目前发现的松树沟铬铁矿床产出于以中粗粒纯橄榄岩为主体的堆晶橄榄岩中，铬铁矿颗粒自形程度较高，矿石包括浸染状、条带状、块状等类型，矿体形态为拉长的透镜体状、条带状等，单个矿体均可见不同程度的浸染状构造，具有层状铬铁矿床的典型特征。松树沟细粒纯橄榄岩中是否存在类似西藏罗布莎地幔纯橄榄岩中的“豆荚状”铬铁矿体，值得进一步勘查研究。
根据大量研究结果，松树沟铬铁矿床成矿模式可总结为：松树沟蛇绿岩可能形成于与消减作用无关的小洋盆环境，岩浆侵入到向斜褶皱的轴部之后，上部和两侧的岩浆向围岩散发热量，温度下降，橄榄石大量结晶，形成了蛇纹石化纯橄榄岩外壳，在区域侧压力作用下产生了片理化。在橄榄石结晶时，部分铬尖晶石同时晶出，晶粥中的铬尖晶石含量较少，在重力作用下堆积形成有一定规模的稀疏浸染状矿体；在岩浆结晶作用晚期，由于橄榄石大量晶出，岩浆酸度增高，斜方辉石开始大量结晶，形成含辉纯橄榄岩、斜方辉橄岩及橄辉岩分异体。由于侧向分异作用，使这些分异体呈带状分布在岩体上下盘外侧及两端；同时，铬尖晶石大量结晶并富集，形成规模较大的稠密浸染状矿体，分布在岩体上下盘纯橄榄岩相与斜方辉橄榄岩相接触带或下沉到岩体底部（图4）。
4 找矿标志
（1）毛、条、体、群的规律在中（粗）粒纯橄榄岩相带表现明显。毛、条、体、群的规律是指同生分异式矿体与母岩之间的接触关系，以矿条状、矿毛状、矿染状逐渐过渡，矿体向外逐渐变为许许多多矿条，再向外为一些更小的矿毛，接着向外则为矿染，与母岩逐渐过渡；而矿体总是成群出现的，矿体与矿体之间以矿化带相联系，因此，找到一个矿体后，往往在其周围可以找到同类型的其他一些矿体。主矿体规模越大，其附近矿毛、矿条（铬铁矿品位大于3%）分布的范围就越宽。矿毛、矿条在垂直方向上常见到尖灭再现的现象，预示深部存在矿体，可作为标志之一。
（2）有利成矿构造部位包括原生流动构造发生紊流和转折部位，岩体在空间上的膨大与拐折部位，岩凹、岩凸和台阶构造前上方，成矿前原生节理发育地段，均有利于矿体的生成。
（3）方辉橄榄岩与中—粗粒纯橄榄岩为有利成矿岩相组合，有成矿潜力的中—粗粒纯橄榄岩中橄榄石颗粒粗大，一般大于0.5 mm，自形程度较差，构成明显的不等粒结构，岩石化学成分上更为基性，MgO含量高，SiO2与MgO含量之比较细粒纯橄榄岩和蛇纹石化纯橄榄岩低。
（4）化探中Cr异常集中区是直接的找矿标志。Cr、Ni异常规模大，强度高，相互套合好，同时还伴有Fe2O3、Co、Mn等元素或化合物异常，也是重要的找矿标志。
5 矿床三维地质建模
本次地质建模的三维软件为3DMine轶件。3DMine软件主要模块的功能包括：矿山地质数据的获取、输入与管理，建立矿床地质模型，实现矿山地质图件编制，运用地质统计学进行品位估值，引入块体模型的概念进行储量估算，进行三维采矿设计等。
根据建模需求，对能控制该矿区矿体空间赋存状态的地质勘探和工程数据进行收集。项目共收集到361个钻孔数据，本次建模选用343个钻孔资料建立地质数据库，分别为定位表（表2）、测斜表（表3）、编录表（表4）和化验分析表（表5），将此数据库导入3DMine软件，生成矿体三维模型图（地表模型、钻孔模型和矿体模型）（图5）。图5中矿化体富集的地段为干沟—界岭沟段和干沟—王家坪—小松树沟段，也是本次深部成矿的预测区（图2、5）。
根据块体模型，可以算出矿体的资源量。由于原始记录中品位数据少，资源量估算过程中将原始编录记录为矿体和矿化体的地质体圈定为矿（化）体，铬铁矿石目估平均品位一般大于3%。 目前铬铁矿的边界品位是5%～8%，19世纪60年代铬铁矿的边界品位为8%，松树沟铬铁矿床富矿少，贫矿多，笔者尝试应用贫矿指标（铬铁矿品位大于3%）来计算资源量，以利于深部成矿预测。通过三维软件可以计算出矿化体体积，矿化体密度赋值为32 g·cm=-3（前人在本区物性研究结果显示矿化纯橄榄岩的密度为3.1～3.3 g·cm=-3），由此计算得到松树沟超基性岩体的资源量约为61691×104 t（铬铁矿石品位大于3%）。
3DMine软件计算的铬铁矿资源量约61691×104 t（铬铁矿品位大于3%，含已知矿体），远大于前人计算的资源量（矿石量约为2236×104 t）。差别的原因是：①本次计算过程中包括了贫矿体、矿化体，即铬铁矿矿石品位大于3%，前人计算的矿石量中铬铁矿矿石品位大于8%；②本次计算包含了所有矿体，前人有部分矿体（如梅家沟区）资源量没有计算；③本次计算应用电脑三维可视化圈定矿体，矿体之间的连接与人工剖面连接存在少量差异。
三维地质建模过程中发现矿化体主要赋存在岩体上部，岩体下部和底部可能存在较大的找矿潜力。因为目前的钻探普遍为斜钻，前人认为岩体向SW倾斜，所以钻孔倾向为NE，结果岩体东北段（岩体下盘）钻孔普遍能穿透岩体，矿化不好（单个钻孔很少碰到铬铁矿矿体），而岩体西南段（岩体上盘）钻孔普遍没有穿透岩体，矿化较好（单个钻孔碰到多个铬铁矿矿体），这与矿化体位于方辉橄榄岩细粒纯橄榄岩之间特征一致[图4（a）]。本研究认为：岩体东北部（岩体下盘）矿化不好的原因可能主要是钻孔方向不合理，如果矿体在斜方辉橄岩纯橄榄岩相的相变部位，岩体北部的钻探方向应该是向SW倾斜，这样单个钻孔可能碰到更多的铬铁矿透镜体[图4（b）]。岩体底部还可能存在较大的富矿体，值得深部钻探验证[图4（b）]。
通过三维地质建模，能清晰地发现矿（化）体富集的部位，也可以获得任意地段资源量，为深部成矿预测发挥了重要作用，如干沟—界岭沟地段赋存了约454×104 t资源量（铬铁矿石品位大于3%，地表以下700 m），干沟—王家坪—小松树沟地段赋存了约53×104 t资源量（铬铁矿矿石品位大于3%，地表以下700 m）。根据贫矿与富矿关系密切、周期性出现的成矿规律，加之目前钻孔没有控制到岩体底部，干沟-界岭沟地段和干沟—王家坪—小松树沟地段自然是下一步主攻的成矿预测区。
三维地质模型中还发现主岩体两侧构造岩相带大体对称，岩体上、下盘是两个相互对应的成矿带，称“边部成矿带”或“上、下部成矿带”。岩体中部范围广，矿点少，矿体小，分布零星，称“中部成矿带”。由此可见，层状铬铁矿找矿目标为岩体的边部成矿带，而“豆荚状”铬铁矿找矿目标为岩体中部岩相带。
6 成矿预测区段
6.1 界岭沟—干沟成矿预测区
界岭沟—干沟成矿预测区位于干沟—黑龙沟—界岭沟之间（图2），存在黑龙洞—陈家湾次生晕异常区、李湾沟—黑龙沟次生晕异常区，面积约32 km2。三维软件计算地表以下700 m深度控制矿化体质量约454×104 t（铬铁矿矿石品位大于3%），其中控制矿石资源量9×104 t（铬铁矿矿石品位大于8%），目前未开采。
本预测区划定依据：①三维地质建模中发现预测区内2处钻孔控制的矿化体规模较大，分别位于岩体上部和下部，目前钻孔没有穿透岩体，深部可能存在较大的矿体；②预测区内化探异常连续性好，强度高，存在已知矿（化）体；③预测区内出露赋矿目标地质体主要为细粒纯橄榄岩相中粗粒纯橄榄岩相方辉辉橄岩相透辉岩相组合，岩体分异性好；④预测区位于松树沟主岩体中段，属于构造转换松弛有利部位，流动构造发育，具有一定的找矿意义。
6.2 干沟—小松树沟成矿预测区
干沟—小松树沟成矿预测区位于干沟—中堂沟—小松树沟之间的岩体上盘（图2），存在干沟次生晕异常区、336—272号矿体次生晕异常区、245号矿体次生晕异常区，面积约2.6 km2。三维软件计算地表以下700 m深度控制矿化体质量约53×104 t（铬铁矿矿石品位大于3%），控制矿石资源量为6×104 t（铬铁矿矿石品位大于8%），目前矿石资源量已经开采利用。
本预测区划定依据：①预测区内出露赋矿目标地质体主要为纯橄榄岩相斜方辉橄岩相中粗粒纯橄榄岩相，岩体分异性好；②预测区内已经勘查出最大的工业矿体，矿体产于岩体中部和下部，钻孔一般没有穿透岩体，深部（地表以下700～1500 m）成矿潜力待探索；③预测区内化探异常圈定的矿化带范围连续性好，强度高，分带异常明显；④预测区位于松树沟主岩体中段，属于构造转换松弛有利部位，流动构造发育；⑤预测区内虽然矿化体位于岩体边部和上盘，但目前钻孔控制未到岩体底部，深部具有一定的找矿意义。
6.3 预测区找矿方法
预测区找矿方法是通过激电测深或可控源音频电磁测深法获取超基性岩体的深度，然后通过大比例尺重磁方法寻找异常体位置，最后应用深部钻探进行验证（预计深度1 500～2 000 m）。
7 结 语
（1）松树沟岩体呈透镜状产出，控制成矿岩相为方辉橄榄岩中粗粒橄榄岩，矿体主要分布在岩体相变的边部和底部，松树沟铬铁矿矿物特征类似西藏罗布莎铬铁矿，可能存在层状铬铁矿（边部岩相）和“豆荚状”铬铁矿（中部岩相）成矿潜力。
（2）根据矿山343个钻孔数据（长度总计约108×104 m），应用3DMine软件建立了矿区三维地质模型，为深边部成矿预测提供了可视化素材，重新核算了松树沟矿床地表以下700 m深度的资源量约616.91×104 t（铬铁矿品位大于3%，含已知矿体）。
（3）根据松树沟铬铁矿床已知工程控制情况以及成矿与找矿模型，提出岩体下盘和深部成矿潜力较大；结合矿区三维地质建模、铬铁矿成矿理论及化探异常分析等控矿因素，提出松树沟矿床2个深部成矿预测区：界岭沟—干沟成矿预测区和干沟—小松树沟成矿预测区。
北京三地曼矿业软件科技有限公司免费提供3DMine软件进行三维地质建模，在此表示衷心感谢！
通过三维地质建模，能清晰地发现矿（化）体富集的部位，也可以获得任意地段资源量，为深部成矿预测发挥了重要作用，如干沟—界岭沟地段赋存了约454×104 t资源量（铬铁矿石品位大于3%，地表以下700 m），干沟—王家坪—小松树沟地段赋存了约53×104 t资源量（铬铁矿矿石品位大于3%，地表以下700 m）。根据贫矿与富矿关系密切、周期性出现的成矿规律，加之目前钻孔没有控制到岩体底部，干沟-界岭沟地段和干沟—王家坪—小松树沟地段自然是下一步主攻的成矿预测区。
三维地质模型中还发现主岩体两侧构造岩相带大体对称，岩体上、下盘是两个相互对应的成矿带，称“边部成矿带”或“上、下部成矿带”。岩体中部范围广，矿点少，矿体小，分布零星，称“中部成矿带”。由此可见，层状铬铁矿找矿目标为岩体的边部成矿带，而“豆荚状”铬铁矿找矿目标为岩体中部岩相带。
6 成矿预测区段
6.1 界岭沟—干沟成矿预测区
界岭沟—干沟成矿预测区位于干沟—黑龙沟—界岭沟之间（图2），存在黑龙洞—陈家湾次生晕异常区、李湾沟—黑龙沟次生晕异常区，面积约32 km2。三维软件计算地表以下700 m深度控制矿化体质量约454×104 t（铬铁矿矿石品位大于3%），其中控制矿石资源量9×104 t（铬铁矿矿石品位大于8%），目前未开采。
本预测区划定依据：①三维地质建模中发现预测区内2处钻孔控制的矿化体规模较大，分别位于岩体上部和下部，目前钻孔没有穿透岩体，深部可能存在较大的矿体；②预测区内化探异常连续性好，强度高，存在已知矿（化）体；③预测区内出露赋矿目标地质体主要为细粒纯橄榄岩相中粗粒纯橄榄岩相方辉辉橄岩相透辉岩相组合，岩体分异性好；④预测区位于松树沟主岩体中段，属于构造转换松弛有利部位，流动构造发育，具有一定的找矿意义。
6.2 干沟—小松树沟成矿预测区
干沟—小松树沟成矿预测区位于干沟—中堂沟—小松树沟之间的岩体上盘（图2），存在干沟次生晕异常区、336—272号矿体次生晕异常区、245号矿体次生晕异常区，面积约2.6 km2。三维软件计算地表以下700 m深度控制矿化体质量约53×104 t（铬铁矿矿石品位大于3%），控制矿石资源量为6×104 t（铬铁矿矿石品位大于8%），目前矿石资源量已经开采利用。
本预测区划定依据：①预测区内出露赋矿目标地质体主要为纯橄榄岩相斜方辉橄岩相中粗粒纯橄榄岩相，岩体分异性好；②预测区内已经勘查出最大的工业矿体，矿体产于岩体中部和下部，钻孔一般没有穿透岩体，深部（地表以下700～1500 m）成矿潜力待探索；③预测区内化探异常圈定的矿化带范围连续性好，强度高，分带异常明显；④预测区位于松树沟主岩体中段，属于构造转换松弛有利部位，流动构造发育；⑤预测区内虽然矿化体位于岩体边部和上盘，但目前钻孔控制未到岩体底部，深部具有一定的找矿意义。
6.3 预测区找矿方法
预测区找矿方法是通过激电测深或可控源音频电磁测深法获取超基性岩体的深度，然后通过大比例尺重磁方法寻找异常体位置，最后应用深部钻探进行验证（预计深度1 500～2 000 m）。
7 结 语
（1）松树沟岩体呈透镜状产出，控制成矿岩相为方辉橄榄岩中粗粒橄榄岩，矿体主要分布在岩体相变的边部和底部，松树沟铬铁矿矿物特征类似西藏罗布莎铬铁矿，可能存在层状铬铁矿（边部岩相）和“豆荚状”铬铁矿（中部岩相）成矿潜力。
（2）根据矿山343个钻孔数据（长度总计约108×104 m），应用3DMine软件建立了矿区三维地质模型，为深边部成矿预测提供了可视化素材，重新核算了松树沟矿床地表以下700 m深度的资源量约616.91×104 t（铬铁矿品位大于3%，含已知矿体）。
（3）根据松树沟铬铁矿床已知工程控制情况以及成矿与找矿模型，提出岩体下盘和深部成矿潜力较大；结合矿区三维地质建模、铬铁矿成矿理论及化探异常分析等控矿因素，提出松树沟矿床2个深部成矿预测区：界岭沟—干沟成矿预测区和干沟—小松树沟成矿预测区。
北京三地曼矿业软件科技有限公司免费提供3DMine软件进行三维地质建模，在此表示衷心感谢！
通过三维地质建模，能清晰地发现矿（化）体富集的部位，也可以获得任意地段资源量，为深部成矿预测发挥了重要作用，如干沟—界岭沟地段赋存了约454×104 t资源量（铬铁矿石品位大于3%，地表以下700 m），干沟—王家坪—小松树沟地段赋存了约53×104 t资源量（铬铁矿矿石品位大于3%，地表以下700 m）。根据贫矿与富矿关系密切、周期性出现的成矿规律，加之目前钻孔没有控制到岩体底部，干沟-界岭沟地段和干沟—王家坪—小松树沟地段自然是下一步主攻的成矿预测区。
三维地质模型中还发现主岩体两侧构造岩相带大体对称，岩体上、下盘是两个相互对应的成矿带，称“边部成矿带”或“上、下部成矿带”。岩体中部范围广，矿点少，矿体小，分布零星，称“中部成矿带”。由此可见，层状铬铁矿找矿目标为岩体的边部成矿带，而“豆荚状”铬铁矿找矿目标为岩体中部岩相带。
6 成矿预测区段
6.1 界岭沟—干沟成矿预测区
界岭沟—干沟成矿预测区位于干沟—黑龙沟—界岭沟之间（图2），存在黑龙洞—陈家湾次生晕异常区、李湾沟—黑龙沟次生晕异常区，面积约32 km2。三维软件计算地表以下700 m深度控制矿化体质量约454×104 t（铬铁矿矿石品位大于3%），其中控制矿石资源量9×104 t（铬铁矿矿石品位大于8%），目前未开采。
本预测区划定依据：①三维地质建模中发现预测区内2处钻孔控制的矿化体规模较大，分别位于岩体上部和下部，目前钻孔没有穿透岩体，深部可能存在较大的矿体；②预测区内化探异常连续性好，强度高，存在已知矿（化）体；③预测区内出露赋矿目标地质体主要为细粒纯橄榄岩相中粗粒纯橄榄岩相方辉辉橄岩相透辉岩相组合，岩体分异性好；④预测区位于松树沟主岩体中段，属于构造转换松弛有利部位，流动构造发育，具有一定的找矿意义。
6.2 干沟—小松树沟成矿预测区
干沟—小松树沟成矿预测区位于干沟—中堂沟—小松树沟之间的岩体上盘（图2），存在干沟次生晕异常区、336—272号矿体次生晕异常区、245号矿体次生晕异常区，面积约2.6 km2。三维软件计算地表以下700 m深度控制矿化体质量约53×104 t（铬铁矿矿石品位大于3%），控制矿石资源量为6×104 t（铬铁矿矿石品位大于8%），目前矿石资源量已经开采利用。
本预测区划定依据：①预测区内出露赋矿目标地质体主要为纯橄榄岩相斜方辉橄岩相中粗粒纯橄榄岩相，岩体分异性好；②预测区内已经勘查出最大的工业矿体，矿体产于岩体中部和下部，钻孔一般没有穿透岩体，深部（地表以下700～1500 m）成矿潜力待探索；③预测区内化探异常圈定的矿化带范围连续性好，强度高，分带异常明显；④预测区位于松树沟主岩体中段，属于构造转换松弛有利部位，流动构造发育；⑤预测区内虽然矿化体位于岩体边部和上盘，但目前钻孔控制未到岩体底部，深部具有一定的找矿意义。
6.3 预测区找矿方法
预测区找矿方法是通过激电测深或可控源音频电磁测深法获取超基性岩体的深度，然后通过大比例尺重磁方法寻找异常体位置，最后应用深部钻探进行验证（预计深度1 500～2 000 m）。
7 结 语
（1）松树沟岩体呈透镜状产出，控制成矿岩相为方辉橄榄岩中粗粒橄榄岩，矿体主要分布在岩体相变的边部和底部，松树沟铬铁矿矿物特征类似西藏罗布莎铬铁矿，可能存在层状铬铁矿（边部岩相）和“豆荚状”铬铁矿（中部岩相）成矿潜力。
（2）根据矿山343个钻孔数据（长度总计约108×104 m），应用3DMine软件建立了矿区三维地质模型，为深边部成矿预测提供了可视化素材，重新核算了松树沟矿床地表以下700 m深度的资源量约616.91×104 t（铬铁矿品位大于3%，含已知矿体）。
（3）根据松树沟铬铁矿床已知工程控制情况以及成矿与找矿模型，提出岩体下盘和深部成矿潜力较大；结合矿区三维地质建模、铬铁矿成矿理论及化探异常分析等控矿因素，提出松树沟矿床2个深部成矿预测区：界岭沟—干沟成矿预测区和干沟—小松树沟成矿预测区。
北京三地曼矿业软件科技有限公司免费提供3DMine软件进行三维地质建模，在此表示衷心感谢！
