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當(dāng)前位置:首頁 > 新聞信息- 礦床的預(yù)測找礦和深部勘探
- 錄入時間: 2012/7/14
我國隨著礦產(chǎn)資源短缺和礦產(chǎn)資源開發(fā)利用保證程度的持續(xù)下降、開發(fā)深部資源和尋找替代品的呼聲越來越高。開發(fā)深部資源的直接對象是隱(盲)礦床,難識別礦床和已知礦床的超度延深部位,它是礦床學(xué)研究的熱門課題和礦產(chǎn)勘查的新內(nèi)容。我國自建國以來對礦山已做了五十余年的勘查和開發(fā),對上述三類對象有不少新認識,積累了勘查這類礦床的經(jīng)驗,特別是危機礦山接替資源找礦項目(以下簡稱“危機礦山項目”)的實施,“隱(盲)礦床的預(yù)測找礦和深部勘探”理論和方法的研究列為攻克的關(guān)鍵技術(shù)課題。本文是在礦山經(jīng)多年開發(fā)和“危機礦山項目”實施過程中積累的資料綜合而屬成的。不妥之處,敬講讀者指教。
一、概述隨著礦產(chǎn)勘查程度的逐年提高,地表露頭礦和淺部礦a愈來愈少;隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,對礦產(chǎn)資源的消耗量迅速增長,過去探明礦床的資源/儲量滿足不了日益增長的需求;隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,找礦工作面臨著新理論,新技術(shù)和新方法的創(chuàng)新、應(yīng)用,為隱(盲)礦床,已知礦的超度延深和難識別礦床的勘查提供了理論依據(jù)和技術(shù)方法。當(dāng)今世界各國已將隱(盲)礦床、已知礦床的超度延深部分和難識別礦床做為勘查的重點,提出了“推進深部找礦、緩解儲量危機”(涂光熾,2005)、“深部找礦“(翟裕生等,2005)”、盲礦預(yù)測”(鄧爾斯,1994)、“深部找礦成礦構(gòu)造研究問題”(葉天竺,2006)等專門論述。開展“隱伏礦及低品位礦等找的預(yù)測評價方法和勘查技術(shù)方法研究(美國地質(zhì)調(diào)查局,1975)。上世紀70~80年代,原蘇聯(lián)土爾蓋和魯?shù)聝?nèi)依阿爾泰應(yīng)用成礦預(yù)測理論和綜合性立體地質(zhì)方法,在深部成功地找到了斯捷普諾依、塔洛夫斯克、魯布佐夫斯克和扎哈羅夫斯克四個隱伏的多金屬礦床,成為當(dāng)時尋找隱(盲)礦床的成功實例。眾所周知,上世紀80年代末發(fā)現(xiàn)了“埃盧臘鉛鋅礦床和奧林匹克壩銅鈾金礦床,都稱是尋找隱伏礦床新紀元的開始(胡惠民,1995)。我國對隱伏礦床預(yù)測的探索工作早在上世紀的50年代已開始,甘肅小鐵山隱伏大型黃鐵礦型多金屬礦床的預(yù)測成功(1956)即是典型的一例(曾自強,見《地質(zhì)科技通報》8期)。當(dāng)時找礦經(jīng)驗缺乏、手段不多、可資借鑒的參考資料也很少,物化探方法正處于萌芽和試驗階段,因此,主要依據(jù)地質(zhì)構(gòu)造和成礦理論的分析類比研究,在已知礦床外圍進行預(yù)測,后經(jīng)驗證發(fā)現(xiàn)了小鐵山隱伏的大型鉛鋅礦床。60年代初期,江西和廣東的石英脈型鎢礦進行綜合研究,總結(jié)出“五層樓”模式的空間分布規(guī)律,運用模式找尋同類隱伏鎢礦取得了顯著效果。1962年我國地質(zhì)部制定了《綜合地質(zhì)普查勘探方法暫行工作條例》,要求在地質(zhì)觀察研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)不同地質(zhì)礦產(chǎn)特征、自然地理條件及地球物理、地球化學(xué)特點,合理地、有效地使用物探、化探和探礦工程手段,進行資料的綜合研究,更充分地發(fā)揮它們的作用和更深入地認識地質(zhì)體,從而達到多快好省地勘查礦床的目的。應(yīng)用綜合方法進行普查預(yù)測,在廣東大寶山、河北淶源、湖北大廣山、銅錄山等地試點,獲取尋找隱伏礦的多項成果。上世紀60年代中期云南個舊錫礦,根據(jù)花崗巖突起控礦的認識,采用大面積電測深方法,并結(jié)合化探構(gòu)造原生暈和巖石變質(zhì)變形特征研究,探索隱伏花崗巖突起的位置,導(dǎo)至大型錫銅礦床隱伏礦體的發(fā)現(xiàn)。上世紀60年代中后期到70年代,李四光教授倡導(dǎo)的地質(zhì)力學(xué)理論總結(jié)了構(gòu)造體系控礦、多級控礦、結(jié)構(gòu)面控礦、復(fù)合控礦及空間等距性等研究成果。江西大余木梓園隱伏鎢錫礦床、河南盧氏夜長坪隱伏鎢鉬礦床的成功預(yù)測都是隱(盲)礦床預(yù)測勘查的典型實例。
1985年地礦部太原普查會議上根據(jù)第一輪區(qū)劃成果提出:“我國東部大部分地區(qū)和西部交通條件較好的地區(qū),……今后主要面臨向深部進行尋找隱伏、半隱伏和難以識別的礦”,“地質(zhì)研究程度較高的地區(qū),……找礦工作主要轉(zhuǎn)入找隱伏礦、半隱伏礦、難以認識的礦、新類型礦及探索新的找礦領(lǐng)域”。太原會議所制定的新一輪固體礦產(chǎn)普查工作方針、政策,為固體礦產(chǎn)普查勘探指明了方向。新一輪固體礦產(chǎn)普查勘探的方針,也為尋找隱(盲)礦床和深部勘查指明了方向,礦產(chǎn)勘查進入深部礦產(chǎn)勘查的新階段和找礦的新內(nèi)容,具有深遠的歷史意義。“七五”期間國家科委組織了“中國東部隱伏礦預(yù)測”的專門性科研攻關(guān)課題,在長江中下游地區(qū)的銅陵獅子山礦田、九江城門山-瑞昌武山礦田、大冶鐵山東礦田等地開展成礦預(yù)測,總結(jié)南嶺地區(qū)的芒場礦田、大廠礦田、銀巖礦田的勘查隱(盲)礦床的經(jīng)驗、贛南的許多鎢錫礦田的發(fā)現(xiàn)都是按照成礦模式類比(該項目成果之一)理論預(yù)測成功的。上世紀90年代末,在新疆阿舍勒開展三維立體預(yù)測(朱裕生,馮京等,1999)。本世紀初,國家設(shè)置了“危機礦山接替資源找礦項目”,從此為隱(盲)礦床的勘查和已知礦床超度延深的深部礦體勘查提供了保障條件。該項目根據(jù)危機礦山接替資源勘查成果總結(jié)深部礦床有特定的延深規(guī)律,主要是:1、已知礦床的多臺階控礦、分段富集的規(guī)律(圖1);2、已知礦床的共生異體超度延深的普遍規(guī)律(圖2、3);3、已知礦床的側(cè)伏富集規(guī)律(圖4);4、已知礦床的旁側(cè)有利成礦環(huán)境成礦富礦體富集規(guī)律(圖5);5、新類型礦床與已知礦床的同體共生和同生異體的富集規(guī)律(圖6);7、深部礦床(體)受主控礦成礦地質(zhì)條件控礦因素和地質(zhì)找礦標志信息提取途徑(圖7);8、超深隱伏礦床(體)延伸特征(圖8)等。這些新發(fā)現(xiàn),新規(guī)律和新思路,已經(jīng)成為指導(dǎo)隱(盲)礦床預(yù)測和深部礦床(體)勘查的理論,開拓了我國隱(盲)礦床和礦床深部勘查的新紀元。
二、隱(盲)礦床的分類
隱(盲)礦床在地表沒有出露,自身的特征、控礦因素和找礦標志不能直接觀察到。根據(jù)當(dāng)前的成礦地質(zhì)理論、地質(zhì)觀察的技術(shù)手段和已知礦床的勘查模型(或找礦模型)綜合研究是提高隱(盲)礦床勘查效益的科學(xué)基礎(chǔ)。就目前的技術(shù)方法而論,對隱(盲)礦床按其自然特征對預(yù)測、勘查難度的影響做出分類,有望獲取隱(盲)礦床勘查的成功和勘查效益的提高。隱(盲)礦床埋藏的深度是影響隱(盲)礦床預(yù)測方法選擇、預(yù)測和增加勘查難度的事實,當(dāng)前還不是關(guān)鍵因素。通過已知礦床,已知成礦模式和已知找礦模型的綜合分析研究,有可能概括隱(盲)礦床的某些特征,而對隱(盲)礦床作出分類,可能提高隱(盲)礦床預(yù)測的準確度和降低其勘查難度。對于隱(盲)礦床的分類,眾多學(xué)者做過研究,歸納起來有以下幾方面:
1、按礦床出露的實際情況進行分類,劃分出覆蓋礦床,掩埋礦床、掩覆礦床、隱藏伏或盲礦四類(ПА、舍赫特曼等,1989);
2、按成因類型劃分:①盲礦床;②淋濾礦床;③分帶礦床;④削蝕礦床;⑤被隱蔽礦體(彼德斯,1979);
3、按埋藏方式進行分類,劃分出:①盲礦體;②覆蓋盲礦床;③埋藏礦體;④埋藏盲礦體(施三川,1988);
4、按礦床的原始特征分類,劃分為:①隱伏礦床;②覆蓋礦床(再進一步劃分為沉積
覆蓋礦床、斷裂掩埋礦床、淋濾覆蓋礦床三個亞類);③半隱伏礦床(劉家遠,2002);
5、根據(jù)隱伏礦床形成機制和埋藏情況分類,劃分出:①準隱伏礦床;②半隱伏礦床;③覆蓋礦床;④隱蔽礦床;⑤盲礦床(梅燕雄,1995)。以上列舉的幾種典型分類的共同點是以礦床埋藏的實際事實進行分類,較直觀,但對隱(盲)礦床的預(yù)測勘查和深部找礦來說,提供有效的成礦信息甚少,出現(xiàn)難以預(yù)測和有效勘查深部和隱(盲)礦床。例如,礦床成因分類中,列出的巖漿型銅鎳礦床,斑巖型銅鉬礦床,矽卡巖型錫銅礦床,海相火山巖型塊狀硫化物礦床和沉積型磷礦等,礦床類型已提供了極為豐富的成礦信息,勘查礦床的標志極為明確。當(dāng)代的礦產(chǎn)勘查和礦山開采積累的礦床資料極為豐富,都已建立了數(shù)據(jù)庫和成礦模式、找礦模型,甚至建立了數(shù)字化找礦模式。在這種條件下,有可能應(yīng)用隱(盲)礦床的成礦標志和成礦信息進行分類。近代成礦學(xué)研究認為,成礦有利空間在地下5-10km的深度范圍內(nèi)地殼的這個空間正好是地殼內(nèi)力和地球外力作用的地球化學(xué)條件的復(fù)合場,多種成礦作用在這里發(fā)生突變和藕合,使成礦物理化學(xué)條件轉(zhuǎn)折,驅(qū)動成礦元素的富集(有些元素分散),促使大量的巖漿型礦床、熱液型礦床的形成,或驅(qū)動成礦流體遷移,是大量成礦元素富集和礦床(體)集中分布的有利梯段,有些礦體有可能垂直延伸達4-5km(裴榮富等,1999)或更深。現(xiàn)在地表出露的礦集區(qū),可能是這一梯段出露在地表的某一部分,其余部分仍然深埋地下,出露部分是我們已經(jīng)勘查的已知礦床和礦產(chǎn)預(yù)測的目的物,未出露部分是我們所指的隱(盲)礦床。目前我們勘查總體深度在0-600m之間,尚未勘查的深埋而未出露部分稱第二勘查深度,這個深度大體在地表以下600m至2500m左右(按當(dāng)前的勘查技術(shù)定為2500m為下限。嚴鐵雄提出1500米深,2007.8.9,地勘導(dǎo)報)。我們所指的隱(盲)礦床,大體在地表100m以下,而主要是指第二勘查深度的礦床。這部分礦床的勘查分類與地表出露礦床的勘查分類有較大區(qū)別。我們可以這樣認為,露頭礦與隱(盲)礦床最大的區(qū)別是隱(盲)礦床失去找礦信息,也可以認為隱(盲)礦床的直接找礦信息較難辯認,但成礦理論推斷認為:
1、當(dāng)代成礦學(xué)的研究無論在區(qū)域上還是各類、各礦種的典型礦床都已建立了一系列的區(qū)域成礦模式、典型礦床成礦模式和找礦模型(地質(zhì)的、物探的、化探的、遙感和綜合的)從中觀察到隱(盲)礦床物質(zhì)來源和形成的成礦地質(zhì)環(huán)境不同,他們賦存的地質(zhì)條件、礦床自身的特征和四維空間的分布規(guī)律不盡相同。已有的礦床成礦模式和礦床找礦模型提供的多元成礦信息和找礦信息可知:A一些礦床(產(chǎn))的基本特征和成礦規(guī)律基本上是確定的,如Cu-Ni-、Cu-Ni、Fe-Ti-V、P(巖漿型)等巖漿型礦床與超鎂鐵質(zhì)或鎂鐵質(zhì)巖漿侵入作用形成的侵入巖類有成因聯(lián)系;B有些礦床(產(chǎn))的分布規(guī)律比較確切,如花崗巖型稀土、稀有金屬礦床、偉晶巖型稀有金屬礦床、斑巖型Cu-Mo礦床(包括含金、鎢、鉬、鉛鋅等斑巖型礦床)和賦存在巖漿侵入體接觸帶中的矽卡巖型礦床和脈狀礦床等;C有些礦床(產(chǎn))明顯受特定地質(zhì)-巖相-巖性的控制或賦存在火山巖噴發(fā)旋回的特定巖性中,或變質(zhì)巖的特定變質(zhì)相的變質(zhì)巖中,如我國沉積型錳礦、鋁土礦、煤礦(煤系地層)、磷礦、鉛鋅礦、鞍山式鐵礦(變質(zhì)巖和特定變質(zhì)相)、寧鄉(xiāng)式鐵礦(沉積型)、砂巖型和硅質(zhì)泥巖型鈾礦等;D有些礦床(產(chǎn))的成礦作用和空間分布較復(fù)雜,成礦學(xué)研究對這些礦床的成礦特征至今還是不確定的,它們的賦存規(guī)律有很大的不確定的,至今仍處于探索過程中。前三中賦存方式的礦床(A、B、C)在出露情況下,四維空間的分布規(guī)律在礦床成因分類中可以掌握和找礦信息可以推斷了解;在隱伏(或處于覆蓋的“盲”“埋”時)狀態(tài)下,同樣以礦床成因類型為基礎(chǔ)推斷其四維分布的規(guī)律,從已知礦床類型著手、順藤摸瓜,判斷隱(盲)礦床的空間位置。在這方面國內(nèi)外已有很多成功的例子。D類礦床在出露情況下的四維空間規(guī)律較難判定,在隱伏情況下,四維空間的分布規(guī)律更難推測,但按當(dāng)前已知礦床礦集區(qū)提供的宏觀信息,還是有可能對它提出空間位置分布的輪廓性認識。
2、隱(盲)礦床在埋藏深度相當(dāng)?shù)那闆r下,礦床類型不同,其礦床類型和礦石礦物的共生組合特征各不相同,空間分布規(guī)律也不同,這些共生組合的規(guī)律直接影響到隱(盲)礦床的預(yù)測評價方法選擇和勘查難度,如我國華北陸塊的煤、鋁、粘土礦(局部尚有鐵)賦存在中上奧陶世與石炭紀中世的不整合面上,一旦將其不整合面的巖相古地理條件做了探索,上述三種礦產(chǎn)的空間分布規(guī)律得以認識,對這些礦產(chǎn)的隱伏礦床預(yù)測遠景區(qū)的圈定和礦產(chǎn)勘查提供了科學(xué)依據(jù)。又如硅鐵建造型鐵金礦床,一旦發(fā)現(xiàn)了變質(zhì)型鐵礦(屬鞍山式),金礦床也就可以預(yù)測和勘查,極大地降低了隱(盲)礦床的預(yù)測和找礦難度,提高了找礦效益。
3、隱(盲)礦床當(dāng)埋藏深度即使相同時,隱(盲)礦床周圍地質(zhì)體(或介質(zhì))的物理、化學(xué)性質(zhì)差異很大、導(dǎo)致預(yù)測和選擇的找礦方法及采用的技術(shù)手段根本不同,例如當(dāng)?shù)V體重、磁、電等物性與圍巖或介質(zhì)有很大差異或金屬礦產(chǎn)的物性與圍巖(或介質(zhì))無任任差異的前提下,隱(盲)礦床預(yù)測方法及勘查難度必然很不相同。前者很容易以綜合物探方法加以追索和圈定;后者預(yù)測和找礦的難度很大,其難度視其化學(xué)性質(zhì)與圍巖或介質(zhì)之間的差異大小而定。
從上可知,隱(盲)礦床預(yù)側(cè)和勘查的具體情況差別懸殊,其難度各不相同??傮w來說,難度很大,只有在當(dāng)代成礦學(xué)理論指異下,應(yīng)用新理論、新技術(shù),新方法才有可能突破隱(盲)礦床預(yù)測評價和勘查工作中的關(guān)鍵技術(shù)問題,方可收效。礦床的成因類型、礦床(產(chǎn))空間分布規(guī)律、礦床和各類礦床中礦石礦物的共生組合分布規(guī)律的理論認識,以及掌握了礦床賦存的地質(zhì)標志才能為隱(盲)礦床(產(chǎn))的預(yù)測和勘查提供科學(xué)依據(jù)。據(jù)此確定了隱(盲)礦床(產(chǎn))的分類原則:
1、隱(盲)礦床(產(chǎn))的可能成因類型和和推斷的四維空間分布規(guī)律;
2、隱(盲)礦床(產(chǎn))共生產(chǎn)出規(guī)律及礦石礦物的共生組合特征;
3、隱(盲)礦床(產(chǎn))與賦礦圍巖地質(zhì)體、介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)之差異和隱含的以簡接找礦標志為主的物性,化學(xué)性質(zhì)的差異;
4、隱(盲)礦床的埋藏條件,即隱伏礦床的賦礦地質(zhì)體出露地表和盲礦床掩埋物的物理、化學(xué)性質(zhì)或覆蓋物的特征等。
根據(jù)上述原則:將隱(盲)礦床分為四大類11亞類(表1):
Ⅰ-成礦標志顯著的隱(盲)礦床
主要與基性-超基性巖漿侵入作用有關(guān)的隱(盲)礦床(圖9);
Ⅱ-地質(zhì)空間分布確定的隱(盲)礦床
Ⅱ-1,與中-中酸性巖漿侵入作用有關(guān)的隱(盲)礦術(shù)(圖10);
Ⅱ-2,受特定地層層位(或地質(zhì)界面)控制的隱(盲)礦床(圖11,12,13);
Ⅱ-3,在特種地質(zhì)環(huán)境中形成的隱(盲)礦床(圖14);
Ⅱ -4,已知礦床超度延伸的隱(盲)礦床(圖2、8)。
Ⅲ-成礦標志簡接的隱(盲)礦床
Ⅲ-1,與酸性巖漿侵入作用有成因聯(lián)系的隱(盲)礦床(圖15);
Ⅲ-2,受控特定火山巖類、火山機構(gòu)的隱(盲)礦床(圖16、17);
Ⅲ-3,與海相火山噴發(fā)作用有關(guān)的隱(盲)礦床(圖18);
Ⅳ-成礦理論推斷的隱(盲)礦床
Ⅳ-1,復(fù)合成因的隱(盲)礦床
Ⅳ-2,成因類型不明(熱水、熱鹵水)的隱(盲)礦床;
Ⅳ-3,有確定的物質(zhì)來源推斷的隱(盲)礦床(圖19)。
Ⅳ-4,礦床成礦系列和區(qū)域成礦對稱分帶理論推斷的隱(盲)礦床。
上述分類,繼任了礦床成礦作用的類別、反映了隱(盲)礦床自身的特征、展示了隱(盲)礦床預(yù)測和勘查評價的難易程度,拓寬了預(yù)測和勘查思路。
三、深部礦床勘查問題
隱(盲)礦床是深部勘探的主要對象。上述的分類主要是從隱(盲)礦床勘查為基本出發(fā)點,考慮到礦床(體)在深部受控條件各異,礦床(體)的復(fù)變化是多樣的,但變化的基本規(guī)律是有可能掌握的。
表1 隱(盲)礦床分類及勘查工作關(guān)系表
類
成礦標志顯著的隱(盲)礦床(Ⅰ)
地質(zhì)空間確定的隱(盲)礦床(Ⅱ)
成礦示蹤信息簡接的隱(盲)礦床(Ⅲ)
成礦理論推斷的隱(盲)礦床(Ⅳ)
亞類
與基性-超基性巖類侵入作用有關(guān)(盲)礦床(Ⅰ)
與中酸性巖漿侵入作用有關(guān)的隱(盲)礦床(Ⅱ-1)
受特定地層層位(或界面)控制的隱(盲)礦床(Ⅱ-2)
在特種地質(zhì)環(huán)境中形成的隱盲礦床(Ⅱ-3)
已知礦床超度延深的隱(盲)礦床(Ⅱ-4)
與酸性巖漿侵入作用有成因聯(lián)系的隱(盲)礦床(Ⅲ-1)
受控特定火山巖類、火山機構(gòu)控制的隱盲礦床(Ⅲ-2)
與海相火山噴發(fā)作用有關(guān)的隱(盲)礦床
復(fù)合成因的隱(盲)礦床(Ⅳ-1)
成因類型不明的(熱水、熱鹵水)隱(盲)礦床(Ⅳ-2)
有確定物質(zhì)來源的隱(盲)礦床(Ⅳ-3)
礦床成礦系列和區(qū)域成礦對稱分帶理論推斷的隱(盲)礦床(Ⅳ-4)
空間分布規(guī)律
礦床賦存在超鎂鐵質(zhì)、鎂鐵質(zhì)巖體的巖相中
礦體賦存在中-中酸性巖類侵入體的頂部或接觸帶
礦體受沉積巖相或地層界面或構(gòu)造控制
干涸鹽湖類控制的鹽湖類礦床、河流控制的砂礦型礦床,或巖溶型礦床
已知礦床超度延深或共生異體、或共生同體、或新類型礦床
礦床賦存在酸性巖漿侵入體頂部、接觸帶或附近的圍巖中
礦體與火山機構(gòu),角礫巖筒有關(guān)
與海相火山巖層和海底火山機構(gòu)有關(guān)的礦床
與成礦作用疊加改造有關(guān)的礦床
與熱水(或熱鹵水)成礦作用有關(guān)的礦床
受巖相古地理控制而成礦物質(zhì)來源充裕的礦床
區(qū)域成礦的對稱分帶
共伴生元素及可能出現(xiàn)的礦床類型組合
Cu-Ni、Cr-、Fe-Ti-V,石棉、P、金剛石等巖漿型礦床
Cu-Mo-Au、Mo-W、Au等斑巖型、矽卡巖型礦床
Cu-Co、Al、煤、Mn、P、高嶺土、粘土、U、Fe、Au等沉積型、熱液型、砂巖型礦床
K鹽、Na鹽、Mg鹽、Li鹽、石膏、Au、W、Sn、金紅石等鹽湖型、砂礦型
各種類型礦床
Fe-Cu,Pb-Zn-Ag、Fe、Au、W-Sn-Mo-Bi、Li-Be-Nb-Ta、玉石等矽卡巖型礦床
螢石、明礬石、Cu-Au、Fe、Mo、Pb-Zn-Ag等火山熱液型、玢巖型、次火山巖型、角礫巖筒型礦床
Cu-Zn、Pb-Zn、Ag、Fe等海相火山巖型礦床
Ni-Mo-U-Y、Pb-Zn-(Ag)、Sb-Au、Hg-Sb-(Au)等復(fù)合成因礦床
Au、Pb-Zn-Ag等低溫?zé)嵋旱V床
Cu、Cu-Ag、Au、U等砂巖型礦床
各種類型礦床
礦體與賦存圍巖之間的物理、化學(xué)性質(zhì)的差異程
物、理化學(xué)性質(zhì)差異大
物理、化學(xué)性質(zhì)有差異,含礦巖體與圍巖介質(zhì)之間的差異大
地層與礦體之間的物理、化學(xué)性質(zhì)有較大差異
礦體與圍巖的差異不很大,但地層層位有明顯的差異
礦床類型不同,差異各一,與已知礦床類型相同者按已知礦床確定其異同
礦體與圍巖之間的物性,化學(xué)性質(zhì)差異明顯
差異顯著,但地質(zhì)產(chǎn)狀特殊
礦體與圍巖差異大
礦體與圍巖之間的差異甚小
礦體與圍巖有差異
礦體與圍巖差異不大
礦床類型不同,差異各一,同一礦床類型、差異不大
找礦預(yù)測和勘查方法
地質(zhì)研究,確定成礦地質(zhì)環(huán)境,重磁、電和遙感方法
成礦地質(zhì)背景研究,掌握巖漿-構(gòu)造帶的空間分布規(guī)律用磁、電、化探方法
研究巖相古地理和構(gòu)造特征,編制構(gòu)造巖相圖,化探方法較適用
古地理、地貌分析及現(xiàn)代沉巖相研究、物、化探方法、遙感方法
礦床及礦田構(gòu)造研究,化探原生暈及井中磁、電測量
構(gòu)造-巖漿帶研究、物、化探重磁結(jié)合方法和化探方法
火山-構(gòu)造研究,闡明火山機構(gòu)分布規(guī)律,化探和物探結(jié)合方法
構(gòu)造研究,地層研究和物化探結(jié)合的方法
地層研究和化探方法為主、物探方法輔助
成礦規(guī)律研究,構(gòu)造熱點定位、應(yīng)用綜合方法
古地理和現(xiàn)代地貌研究,物化遙多元信息方法
成礦區(qū)帶研究和多元信息對比分析
典型礦床實例
喀拉通克Ⅱ號巖體、東天山圖拉爾根,河北承德磷、鐵盲礦
山西支家地鉛鋅銀礦床、山東金嶺鐵礦、安徽銅嶺姚家?guī)X銅礦
山西晉中鋁土礦、煤,前蘇聯(lián)庫爾斯克巨型富鐵礦
羅布泊鉀鹽、江西樟樹和江蘇金壇鈉鹽等
膠東河西金礦、遼寧紅透山銅鋅礦、弓長嶺鐵礦;個舊錫銅礦(玄武巖層下新礦體)、銅陵、銅山Cu-Fe礦(共生異體)
澳大利亞塔斯曼尼亞島錫石硫化物礦床、福建管查鉛鋅礦床,安徽銅陵獅子山銅礦
安徽馬鞍山和尚橋鐵礦、羅河鐵礦、大鮑莊鐵礦、河南祁雨溝金礦等
葡萄牙內(nèi)維斯-科爾沃塊狀硫化物礦床、新疆阿舍勒銅鋅礦床
貴州貓貓廠、澳大利亞庫恩加拉鈾礦床
加拿大派恩帕因特鉛鋅礦床;陜西山陽西坡嶺汞(銻)礦
澳大利亞奧林匹克壩Cu-Au-U礦床、滇北的砂巖型銅礦
新疆準噶爾盆地南北緣的Cu-Ni-()礦床,華北陸塊南北緣的鉬礦床
對深部礦床的理解各有差異,按成礦理論和個別資料(超深鉆和個別超深開采礦床)認為“成礦有利空間在地下5-10Km的深度范圍(翟裕生,2004)內(nèi)賦存了各類與巖漿一熱液成因有關(guān)的礦床,由此提出了大型熱液成礦作用的垂直延伸可達4-5km(裴榮富等,1999)。而俄羅斯科拉半島的超深鉆證實,在地下十公里深時,仍存在天水(葉天竺,2006),說明地下十公里處,仍存在成礦流體。地殼內(nèi)成礦地質(zhì)作用的深度、隨礦床類型的不同而成礦深度各異,據(jù)理論和實驗巖石學(xué)試驗認為:與超基性巖類有關(guān)的鉻鐵礦床在地殼中形成大于20~30km、硫化銅鎳礦床形成的最大深度達10km;高溫?zé)嵋旱V床侵位深度約7-8km;矽卡巖型礦床在4-5km;火山巖型礦床侵位小于2km;熱鹵水型成礦作用小于2km;沉積成礦作用為地表水體;韌性剪切帶型礦床的成礦深度在2(淺部帶)~3-5(中淺部帶)~5-10(中部帶)~大于10km(深部帶),由此認為成礦作用主要發(fā)生在淺部及中淺部,一般不超過3-5km(葉天竺,2006)。
關(guān)于礦床成礦深度礦床學(xué)家研究后共同認為礦床類型不同,形成的深度差異很大(圖20),中國現(xiàn)有金屬礦山的采礦深度一般在300~500m左右,個別可達1000m左右(如銅陵獅子山)。由此認為深部勘查系指地表以下500m的礦床,考慮到采礦新技術(shù)的應(yīng)用,深度可達2000m(葉天竺,2006)。由此認為礦床深部勘查是指地表以下600~2500m之間的礦床。
綜上所述,深部勘查的對象是隱(盲)礦床和已知地表礦床的超度延伸部分。對隱(盲)礦床的勘查來說,捕捉它的示蹤信息是勘查成功的關(guān)鍵。應(yīng)用現(xiàn)代的成礦理論和勘查技術(shù)方法,隱(盲)礦床的示蹤信息有可能捕捉,并綜合成為勘查決策的科學(xué)依據(jù),大體分為以下幾種情況:
1、地表礦床超度延伸部分的勘查示蹤信息
這類礦床可以依據(jù)已知礦床的成礦模式和找礦模型進行勘查;主要運用成礦理論,成礦作用的深度判斷(圖20)和已知礦床的成礦信息,用深部勘查工程(物探的、化探的和鉆探的)控制和發(fā)現(xiàn)新礦體(含新類型礦床),圖1,2,8是成功的實例。
2、應(yīng)用地質(zhì)類比和多元信息集成方法捕獲成礦信息,開展深部勘查(圖 19,20)。湖北大冶雞冠咀銅(鐵)礦,深埋在地下250m處,地表是一片平原(農(nóng)田)、但航磁、重力、激電、自電都有異常、疊合較好,各種方法的理論計算結(jié)果都出現(xiàn)異常,而且互相疊合。占孔驗證結(jié)果都見礦(圖19),證實多元信息集成方法是有效的。遙感成礦信息必需專門處理,它是尋找隱(盲)礦床,難識別礦床的有效途徑之一。
3、運用當(dāng)代成礦理論,研究成礦規(guī)律、闡明地成礦地質(zhì)作用特征、進行隱(盲)礦床研究,為深部地礦床勘查建立地質(zhì)基礎(chǔ),成礦地質(zhì)作用研究的內(nèi)容包括:
①沉積成礦地質(zhì)作用:著重研究含礦地層深部延伸、隱伏夾層、水深、鹽度、水溫、氧化還原環(huán)境、酸堿度;沉積巖相、古地理、盆地類型、盆內(nèi)及盆緣構(gòu)造、分析同沉積構(gòu)造。
②火山成礦地質(zhì)作用:著重研究火山地層特殊夾層、次火山巖體、噴發(fā)沉積的物理化學(xué)環(huán)境;火山噴發(fā)旋回、火山巖相、火山機構(gòu)、火山構(gòu)造。
③侵入成礦地質(zhì)作用:著重研究巖體延伸及隱伏巖體埋深、形態(tài)、產(chǎn)狀、侵位構(gòu)造、脈巖帶、侵入角礫巖、隱爆角礫巖、接觸帶、圍巖構(gòu)造、捕擄體、巖漿作用影響范圍。
④變質(zhì)成礦地質(zhì)作用:著重研究原巖建造、變質(zhì)相、成巖年齡、熱事件年齡、多期變形構(gòu)造、變質(zhì)前原始構(gòu)造環(huán)境。
4、成礦蝕變作用的觀察研究
成礦蝕變及其蝕變礦物類型組合是隱(育)礦床的外圍標志,地球化學(xué)障礙識別的證據(jù),有可能判定成礦元素富集的空間位置。
成礦蝕變是成礦流體運移留下的地質(zhì)紀錄,按當(dāng)代巖石學(xué)和礦物學(xué)研究,成礦流體及其形成的礦化蝕變作用有以下不同礦物組合:
1、沉積流體成礦作用:巖性成份、顏色、特種礦物沉積巖(膏鹽建造等)
2、熱液流體成礦作用:
①強堿性環(huán)境:花崗巖類的鉀長石化、酸性火山巖、沸石化、碳酸鹽類、鐵白云石化、白云巖化、碳酸鹽化。
②強酸性環(huán)境:花崗質(zhì)巖類的次生石英巖化、高嶺石化、蛋白石化;酸性火山巖:葉臘
石化、明礬石化和基性巖類的黑云母化。
③中性環(huán)境:絹云母化、硅化、綠泥石化、鈉長石化、綠簾石化、伊利石化、水云母化。
④強氧化環(huán)境:赤鐵礦化。
⑤還原環(huán)境:黃鐵礦化等等。
礦床賦存在兩種不同性質(zhì)的流體轉(zhuǎn)換界面上,特別在強酸、強堿、高溫高壓、強氧化環(huán)境下溶解遷移;在低壓低溫、中性環(huán)境下沉淀,成礦元素在不同介面上富集成礦,稱為“異相”定位是推斷隱(盲)礦床的地質(zhì)理論依據(jù)。
5、成礦地質(zhì)理論,特別是成礦系列理論捕捉隱(育)礦床的示蹤信息。
礦床成礦系列理論自1992年開始應(yīng)用到礦產(chǎn)預(yù)測進行未知礦床(未知類型)的預(yù)測以后,已取得了成效,統(tǒng)稱為“缺位”預(yù)測(朱裕生,1993)。
隱(盲)礦床勘查對象主要是大型,超大型礦床,在這方面我們已有成功的經(jīng)驗,如滇東南麒麟廠深部隱伏的Pb、Zn礦床;大廠深部的100號礦體;安徽銅陵的獅子山隱伏礦床(圖15),山東臨沂銅井450m以下的新礦層(Au、Fe、Cu、圖13)等,應(yīng)用成礦預(yù)測理論,又在山東濟寧發(fā)現(xiàn)了深達1600m、礦厚85m的鐵礦層,推斷為大型鐵礦床(航磁異常查證),遼寧弓長嶺深部礦體等。根據(jù)成礦理論和多元信息預(yù)測了青海拉水峽深部Cu~Ni礦床(圖21、22)、四川尤黑木低緩磁異常的超大型鐵礦床、四川會東通安磁異的致礦(鐵)預(yù)測區(qū)粵西桂東巨型金異常預(yù)測區(qū)、川滇黔巨型Cu、Cr、Ni、Co、、稀有、稀土異常預(yù)測區(qū)等。
總之,隱(育)礦床和深部找礦是一個巨大的系統(tǒng)工程,在近代的礦產(chǎn)勘查中成為全世界的主攻目標。我國已經(jīng)行動起來,已經(jīng)著于總結(jié)經(jīng)驗,納入礦產(chǎn)勘查規(guī)劃,進行科技攻關(guān),有計劃投入專項資金,現(xiàn)已初步取得成效。只要堅持下去,選中目標,有可能取得巨大的地質(zhì)找礦效果
