隐伏矿床预测理论与方法的研究进展

第15卷第1期

2000年2月地球科学进展

ADVANCEINEARTHSCIENCESVol.15 No.1

Feb.,2000

综述与评述

隐伏矿床预测理论与方法的研究进展Ξ

徐兴旺,蔡新平

(中国科学院地质研究所,北京 100029)

摘 要:隐伏矿床预测是当今经济地质学的一个重要前沿课题,地球科学家从不同学科和角度出发

做了大量深入的研究工作,提出了诸如模型理论与方法、构造控岩控矿理论与构造学方法、地球化

学理论与方法、物理学方法、数学地质和岩石矿物学方法等理论与方法,并成功地预测和发现了一

些隐伏矿床。对近20年来隐伏矿床预测理论与方法的研究进展进行了回顾和总结,最后指出大科

学、大协作和工业化将是隐伏矿床预测研究的主要趋势。

关 键 词:隐伏矿床;构造控矿成矿理论;预测理论与方法

中图分类号:P612 文献标识码:A 文章编号:1001—8166(2000)0120076208

经过几千年的寻找、开采和利用,可寻找和发现

的、出露于地表的矿床总数正在不断减少,而人类对

各种矿产资源的需求量却日益增长,隐伏矿床预测

已成为世界各国找矿工作所面临的难题。我国众多

国营矿山、油田都面临着储备资源不足与危机的问

题,寻找和发现新的、隐伏的接替资源是振兴我国矿

业的关键之一。鉴于此,近20年来,国内外许多地球

科学家都投入了极大的兴趣和热情,研究和探讨隐

伏矿床预测的理论与方法,出现了多学科参与、新理

论新方法辈出的百花争艳局面,成功地预测和发现

了一些隐伏矿床。本文就这方面的研究进展作一回

顾与简单总结,旨在引起更多地球科学家对隐伏矿

床预测研究的兴趣,促进隐伏矿床预测理论与方法

研究的深入开展。

1 隐伏矿床预测的模型理论与方法

自艾孟斯(1924)提出围绕花岗岩矿床地热分带

的认识和斯米尔诺夫(1937)提出硫化物矿床氧化带

的矿化分带规律,捷克(1962)提出作为描述一组类

似矿床基本特征的成矿模型(metallogenicmodel)名词以来〔1〕,矿床学家开始研究某个矿床或某一组

类似矿床的(物理、化学和地质的)基本特征,并称之

为矿床模型。模型理论与方法,从其研究的内容看,

有侧重于矿床成因的矿床成因模型和侧重于找矿的

物理—化学—地质模型。

矿床成因模型的研究又可概况为几个方面:单

个矿床的成因模型〔2~6〕、一组类似矿床的成因模

型〔1,7~10〕、成矿系列〔11~17〕和矿床体空间分布与定位

模型〔18~26〕。其中,成矿系列是程裕淇等(1979、1983)

根据我国矿床区域成矿规律提出的概念和理论。根

据已知矿床成因模型,可直接预测该已知矿床深部

和近外围的成矿和找矿靶区。例如,根据岩舌下凹兜

成矿模型预测并发现了老厂矿田双竹矿床〔27〕;根据

长坡矿床的矿体类型与分带模型,推断并发现了大

福楼锡矿床〔28〕;根据云龙锡矿床“三层楼”成矿模

型,推测下层接触带存在矽卡岩型或脉状矿,结果使

云龙矿床从中型规模变为大型规模〔29〕;根据武夷山

地区锡矿床的成矿模型,预测和发现了上湾隐伏锡

矿床〔30〕;根据凹山铁矿“三部八式”的成矿模式,在

南山铁矿深部发现8000万吨凹山式铁矿、在火山

Ξ国家自然科学基金项目“冀西北钾化蚀变岩中裂理构造的交代成因机制与控矿作用”(编号:49802021)和中国科学院“九五”重大项目

“区域成矿预测与危机矿山深部找矿研究”(编号:KZ9512A12404202)资助。

第一作者简介:徐兴旺,男,1966年10月出生,助理研究员,主要从事构造地质、构造与成矿及隐伏矿床预测研究。

收稿日期:1999202202;修改稿:1999204222。基底抬升断块下部预测并发现厚30m的凤凰山式

铁矿,预测和发现新的雍镇矿田〔31〕。某种矿床成因

模型或成因类型的确立,可指导不同地区该类型矿

床的寻找与发现,如我国陆相生油理论的形成和提

出(潘钟祥,1941;孙健初,1943),引发我国一系列陆

相成因大油气田的发现〔32〕。

矿床的物理—化学—地质模型的研究源于前苏

联,从事这项研究的主要是地球物理勘探学家。70

年代中期以来,前苏联的地球物理勘探学者,在乌拉

尔和阿尔泰矿区做了大量工作,先后提出了铁矿床、

内生稀有金属矿床、含铜黄铁矿床、硫化铜镍矿床、

斑岩铜矿床及铅锌矿床的地质、地球物理、地球化学

模型,简称物理—地质模型。20世纪80年代初以

来,我国的地球物理工作者开始探索建立找矿模型

的技术,从早期的地质—磁法模型、地质—电法模

型、地质—地球物理模型、地质—地球化学模型,发

展到现在的地质—地球物理一地球化学综合地学找

矿模型〔33〕。

近年来,蔡新平〔34~41〕在危机矿山增储和找矿实

践过程中提出了矿床结构模型(texturemodelof

mineraldeposit)的概念,强调对矿床体在三维构造

框架中占位规律的研究,并成功地运用于冀东金厂

峪金矿深部找矿和滇西北衙金矿的深部找矿和区域

成矿预测。徐兴旺等〔42〕和蔡新平等〔43〕根据新疆康古

尔金矿和云南墨江金矿的成矿特征和找矿研究,提

出了矿床四维时空结构模型的概念,即把矿床成因

特征与地球物理、地球化学找矿标志有机地结合起

来,从系统和场的角度考察矿床体与诸控矿因素和

特征场因子的时空配置关系。

2 隐伏矿床预测的构造控矿成矿理论

与构造学方法

构造地质学家较早地注意到构造对成矿的控制

作用与贡献,如White于1901年就提出了背斜构造

对石油圈闭的控制作用〔32〕,李四光1921年在论述

新华夏构造时就指出其沉降带(地向斜)内有重要经

济价值的矿床(油气藏)〔44〕。目前,构造控矿成矿理

论主要有构造体系控岩控矿论〔45〕、板块构造成矿

论〔46,47〕、断块构造控矿论〔48〕和地洼活化成矿

论〔49,50〕。构造地质学家已注意到不同级别和规模的

构造对矿带、矿田、矿床和矿体的分级控制作

用〔51~53〕,注意到构造活动对成岩和成矿物质转化的

贡献并提出构造成岩成矿理论〔54~58〕、成矿构造的概

念和研究方法〔59,60〕,对褶皱构造〔38,61〕、断裂构造〔62~67〕、韧性剪切带〔68~74〕、伸展构造〔75,76〕、隐爆角

砾岩筒〔77~85〕、盆地构造〔86〕和旋卷构造〔87〕等构造的

控矿特征进行了系统研究,提出了诸如S与反S构

造〔88〕、“5”形构造〔89〕、“K”字型构造〔90〕、韧性挤压

带〔91〕和反转构造〔92〕等新的控矿构造型式,研究了断

层分带与成矿分带的关系〔93〕。

构造地质学通过构造解析〔94〕、应力场和应变场

分析〔95,96〕、及模拟实验〔97~100〕等方法研究矿床体与

构造的时空配置关系,建立构造控矿型式,根据构造

分布规律预测新的有利成矿靶区和成矿部位。李四

光(1921、1955)根据新华夏构造体系控制中国东部

沉积盆地形成和分布规律,指出新华夏系沉降带内

有油气藏分布与存在〔44〕、是寻找油气藏的有利地

区〔101〕,该认识和预测为后来的油气勘探所证实〔102〕。

刘如琦等(1987)通过构造解析,在辽宁本溪预测并

发现储量较大的铁矿床。蔡新平等(1994)根据褶皱

构造控矿规律在金厂峪金矿床深部预测和发现了

10吨黄金工业储量。最近,蔡新平领导的科研小组

通过对大小兴安岭地区新构造活动特征与剥蚀程度

和成矿构造的分析,在黑河砂金富集区发现和找到

一个中型岩金矿床。

3 隐伏矿床预测的地球化学理论与方法

矿床作为人类活动、生存与发展所需物质元素

的富集体,其形成过程本质上是元素的地球化学过

程,有用元素富集同时伴生着相关元素的相对富集

或贫化,它们在空间分布上常表现出分带的规律

性〔103〕。如金矿床的元素地球化学具有明显的分带

性,李惠将其称为地球化学异常模式〔104〕。矿床地球

化学家就是根据这种规律来预测和寻找隐伏矿床

的,主要的方法有:岩石和土壤地球化学测量法、同

位素地球化学找矿法和地电化学找矿法。

岩石地球化学测量在前苏联开展的较早,据格

里戈良等的报道〔105,106〕,他们总结提出了一个热液

矿床原生晕元素组分分带的综合序列,对元素分带

的指数、累加晕和累乘晕比值等指标进行了定量计

算,运用该方法已成功地发现了数以百计的金属矿

床。邵跃等(1959)和谢学锦等(1959)也较早地开展

了这方面的研究工作。邵跃等〔105〕运用岩石测量方法

在湖北大冶铁矿的尖林山矿段的深部又找到了一个

较大的矽卡岩型铁铜矿体。土壤地球化学测量对于

覆盖区隐伏矿床或风化淋滤型矿床的找矿效果较

好,如钟立志〔107〕采用此方法发现了隐埋的石英脉型

锡矿,澳大利亚一黄金公司采用该方法在卡利翁地77第1期 徐兴旺等:隐伏矿床预测理论与方法的研究进展 区找到了一个红土型金矿(地质储量10.3万吨,含

Au1.86g󰃗t)、继而发现了石英脉型金矿体〔108〕。近

年来,谢学锦〔109〕又提出超低密度地球化学填图法,

对找矿预测将大有帮助。赵利青〔110,111〕在对蚀变带

元素地球化学测量研究基础上,提出了蚀变带元素

地球化学成矿预测法。

Taylor等〔113,114〕开创性地将同位素研究应用于

找矿工作,并认为大气降水在成矿中起主导的地位,

低18O中心即是成矿活动作用中心。张理刚等〔115~117〕

也较早地开展了这方面的研究工作,先后勾画出中

国现代及中生代大气降水氢氧同位素变化等值线图

和划出三大类大气降水热液矿床,提出了缓冲开放

体系两阶段大气降水-岩石交换成矿作用新理论,

提出了三种氧同位素勘查模型。

地电化学测量是地球化学与地球物理相结合的

一种新方法〔118〕,罗先熔〔119,120〕自1982年开始对其

寻找隐伏矿床进行了研究和探索,积累了较丰富的

实践经验,取得了较好的找矿效果。如在广西栗木矿

田采用该方法测出了强度高、背景值大且与矿体位

置吻合较好的异常,涧口—焦巴井异常预测部位经

工程验证,见到了隐伏的锡矿体〔121〕。

4 隐伏矿床预测的物理学方法

目前,用于找矿的物理学方法已不限于传统的

电法、磁法和重力,出现了诸如放射性测量、地震测

量和遥感等新方法,随着科学的进步,还将会有更多

的高科技方法被用于找矿工作,比如用激光穿刺法

来探测隐伏矿床体的位置和物质组成。不同尺度磁

法、电法和重力仍是找矿评价的重要地球物理手

段〔122〕,对于覆盖区含矿构造带、某种隐伏的含矿地

质体或岩石体的确定可取得较好的效果〔123~126〕,如

储量惊人的南澳大利亚奥林匹克坝铜—金—铀(隐

伏)矿床就是根据重、磁异常发现的〔103〕。放射性测

量是近20年迅速发展起来的新方法〔127〕,较成熟和

应用较多的有Α法、Χ能谱法和X射线荧光法。X射

线荧光法是章桦等〔128〕发明和设计的,其对一些含量

较低或肉眼难于识别的矿物、岩石,能进行现场鉴别

和及时提供近似定量的元素含量的数据,徐相

成〔129〕、洪德乐等〔130〕和章桦等〔131〕采用该方法在金矿

找矿中取得了一定的效果。Α法和Χ能谱法对于寻

找与K和U有关的矿化带效果较好〔132~134〕。蔡新平

等(1998)采用Χ能谱法在冀西北后沟金矿田发现两

个新的矿化异常体。苏联哈萨克矿床学家利用Χ能

谱测定法圈定高铀含量的接触变质带,作为寻找斑岩铜矿的标志〔135〕。另外,蒋永一等〔136〕还将放射性测

量应用于油气寻找与勘探研究,他们采用U、Ra、

Th、He、Rn、Po210等放射性核数在辽河油田进行了

测量和研究,结果圈出了新的油气远景区,经验证钻

出两口工业油流井。

地震方法自50年代用于石油勘探以来,已从简

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大比例尺成矿预测的理论和技术方法研究进展

大比例尺成矿预测的理论和技术方法研究进展

2010年第2期 西部探矿工程 109 

・地质与矿业工程・ 

大比例尺成矿预测的理论和技术方法研究进展 

唐维森 ,高 阳 ,杨发海 ,顾汉忠 ,任世聪 

(1.云南省地质工程勘察总公司,云南昆明560000;2.中国地质大学地球科学与资源学院,北京100083) 

摘要:大比例尺成矿预测是成矿预测体系中的最高层次,直接服务于普查找矿,重视方法论和方法 

学。介绍了大比例尺成矿预测的国内外研究现状,概括总结了国内影响力较大的成矿预a'l 论,总结 

了勘查地球物理、勘查地球化学、数学地质方法、遥感技术、G1S技术在大比例尺成矿预测中应用的进 

展情况。大比例尺成矿预测在当前在矿区外围和深部找矿中将发挥重大作用。 

关键词:大比例尺成矿预测;理论;技术方法;进展 

中图分类号:P62文献标识码:A文章编号:1。04~5716(2O10)O2—0109一O5 

大比例尺矿产预测又称为找矿预测或专门性预测, 直接服务于普查找矿,是普查阶段工作重要组成部分。 

大比例尺(1:50000、1:10000或更大)成矿预测一般 

是在有利成矿带或矿区及其外围通过合理的工作方法 研究成矿的地质背景和矿床及矿体空间分布规律,以矿 

床、矿体为主要预测对象(胡惠民,1995)。 

大比例尺成矿预测可进一步划分为两个阶段,一 

是1/5万、1/2.5万比例尺阶段,以在矿田范围内预测 隐伏矿床矿体为主要任务。其成果用于具体指导普查、 

勘探工作,为之选取靶区。大比例尺成矿预测的最后一 个阶段所采用图件的比例尺由1/1万~1/2千。这个 

阶段已跨人矿区普查评价和初勘阶段,是与勘查工作 

同步进行、在保证C、D级储量任务完成的同时完成预 测任务。 

1国内外研究现状 

大比例尺成矿预测主要是寻找隐伏矿。国外对大 比例尺隐伏矿预测进行研究比较深入的国家当属前苏 

联以及美国、加拿大、澳大利亚等国家。前苏联自1958 年以来,在一些重要矿区开展了隐伏矿预测工作。经过 

隐式建模和机器学习算法在西藏巨龙斑岩型铜钼矿床三维成矿预测中的应用研究

隐式建模和机器学习算法在西藏巨龙斑岩型铜钼矿床三维成矿预测中的应用研究

隐式建模和机器学习算法在西藏巨龙斑岩型铜钼矿床三维成矿预测中的应用研究

目录

一、内容概要...............................................2

1. 研究背景和意义..........................................2

1.1 西藏巨龙斑岩型铜钼矿床的重要性.........................3

1.2 成矿预测的研究现状及挑战...............................5

2. 研究目标及内容..........................................6

2.1 研究目标...............................................7

2.2 研究内容...............................................7

3. 相关研究基础............................................8

3.1 隐式建模技术..........................................10

3.2 机器学习算法的应用....................................11

二、研究区域地质概况......................................12

1. 矿区地质背景...........................................13

1.1 地理位置及交通情况....................................13

1.2 地质构造特征..........................................14

1.3 岩石类型及特征........................................15

我国三维成矿预测的研究现状及发展趋势

我国三维成矿预测的研究现状及发展趋势

我国三维成矿预测的研究现状及发展趋势

刘静;陈建平

【摘 要】随着地表矿及浅部矿的减少,寻找隐伏矿和深部矿成为主要找矿方向.面对找矿预测发展的新形势,三维成矿预测逐渐成为近几年矿产资源预测研究的一大热点.归纳和梳理以往相关研究,对三维成矿预测在我国的发展状况进行总结,阐述了三维成矿预测在我国的发展历程,并根据研究现状和特点,对三维成矿预测的未来发展趋势进行论述.

【期刊名称】《地质学刊》

【年(卷),期】2017(041)003

【总页数】7页(P441-447)

【关键词】三维地质建模;三维成矿预测;矿产资源预测;发展趋势

【作 者】刘静;陈建平

【作者单位】中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083;北京市国土资源信息开发研究重点实验室,北京100083;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083;北京市国土资源信息开发研究重点实验室,北京100083

【正文语种】中 文

【中图分类】P612

20世纪80年代以来,寻找隐伏矿和深部矿成为许多国家和地区的主要找矿方向,地质找矿难度日益增大且找矿效果日益降低(陈建平等,2002,2014a)。随着矿产资源勘查深度的逐渐加深,传统的基于二维平面开展的矿产资源预测评价不再适应当代发展的需求,如何更有效地找矿成为国内外关注的焦点问题,为此世界各国一直致力于新的成矿预测方法的研究。随着计算机图形处理技术、三维可视化技术及三维插值技术的迅速发展,利用计算机三维地质建模技术进行三维成矿预测的研究逐渐展开,并成为近年来矿产资源预测领域的一大亮点(陈建平等,2014b)。

目前,国外对三维成矿预测的研究取得了显著成果。加拿大使用多学科数据建立三维地质模型,并基于矿床理论模型建立了一套预测准则,通过对三维模型和预测准则的综合分析,圈定深部靶区,最终发现了加拿大魁北克西部Ansil矿床;Caumon等(2006)采用3种数据驱动模型对加拿大Abitibi省Duparquet地区的金矿采矿潜力进行了三维预测研究;Martinet等(2007)综合多学科数据构建了Noranda矿区的三维地质模型,对深部隐伏矿体进行成矿预测,最后通过钻探验证了预测的准确性;Malehmir等(2009)利用三维反演和正演重力模型构建了瑞典北部Kristineberg金矿区的三维地质模型,揭示该矿区区域地质学的新特征,并对矿区的成矿潜力进行预测和评价,结果表明该区西部具有很高的金矿找矿潜力;Payne等(2015)以GOCAD为平台,利用地质、地球物理及地球化学等资料构建了新西兰Taupo火山区的三维地质模型,对该区热液型金矿的找矿潜力进行预测评价,进一步证实该区具有金矿化的潜力;Nielsen等(2015)基于经过钻探验证的地球物理数据建立了西澳大利亚Marymia Inlier造山型金矿的三维预测模型,结果表明该预测模型可用于深部找矿预测及钻探深度的确定。

国内成矿规律与成矿预测理论简介

国内成矿规律与成矿预测理论简介

第22卷第6期 2008年12月 资源环境与工程 Resources Environment&Engineering Vo1.22.No.6 Dec..2008 

国内成矿规律与成矿预测理论简介 

吴 剑 

(中国地质大学(武汉)资源学院,湖北武汉430074) 

摘要:中国地处太平洋西岸,横跨亚欧大陆,地质构造复杂多样,其成矿规律独具特色。从新中国成立 之后,成矿规律与成矿预测理论研究工作取得了丰硕的成果。随着找矿难度的日益增大,当隐伏矿体和难 发现、难识别矿床成为主要勘查对象后,成矿规律与成矿预测将继续受到重视。 关键词:国内;成矿规律;成矿预测 中图分类号:P612 文献标识码:A 文章编号:1671—1211(2008)06—0577—04 

0引言 

现代成矿预测的重要特色是强调以科学的理论为 

指导,准确快速的确定找矿靶区。在对典型地区、典型 矿床剖析研究的基础上,概括出成矿理论和成矿规律, 用于新地区的成矿预测u 。 

成矿理论研究专家们分别从不同的方向研究成矿 规律,取得了一些突破性的进展。程裕淇等提出的成 矿系列理论是国内广泛运用、已经相当成熟的成矿理 论,得到了广泛的推崇;翟裕生等以成矿系统理论为指 

导研究区域成矿规律,是区域找矿靶区圈定的有力理 

论工具;裴荣富等以金属成矿省等级体制划分的理念 来研究地球化学省与有利构造耦合成矿的规律;於崇 文等从成矿动力学角度研究成矿规律,指导找矿实践; 赵鹏大等从地质异常视角审视地质现象,试图以不同 

于常规的眼光找出被忽视的矿床;曹新志发现在成矿 

预测中不利的预测因素和不利的预测标志的重要性, 以起决定作用的不利因素快速准确地排除伪找矿靶 

区;王世称倡导的综合信息矿产预测理论在开展隐伏 矿或难识别矿资源预测中的优势,对危机矿山预测具 有较大的实用价值。 

1成矿系列理论 

矿床的成矿系列,指在一定的地质发展阶段、一定 的地质构造单元中,统一的地质成矿作用下形成的,在 时间、空间和成因上有密切联系的一组矿床类型。一 

浅谈金矿床深部矿体预测方法及措施

浅谈金矿床深部矿体预测方法及措施

浅谈金矿床深部矿体预测方法及措施

以构造地质研究为基础,选择合理有效途径与方法是正确开展深部矿体定位预测的关键,建立构造控矿模型、矿化空间分带模型和矿体空间定位模型是成矿预测的有效方法途径,确定矿体的含矿间隔、矿体侧伏、矿床剥蚀度和矿体赋矿标高是开展深部成矿预测的基础。

标签:金矿床 矿体预测 方法途径 措施

目前我国现有金矿山系统的地质勘探工作由于勘探技术和成矿理论的限制,找矿工作具有一定的局限性,对矿床浅部的资源前景尚不能完全掌控,因此,目前急需在先进成矿理论和有效找矿技术方法的帮助下扩大矿山储量,延长矿山寿命。

1开展深部成矿预测的定位

工业矿体主要受构造特别是断裂的控制,并定位于特定的构造部位。许多含金断裂均具波状起伏的特征,走向上呈曲线状,横剖上呈“S”状或反“S”形。这类构造无论作逆冲运动(或压扭走滑剪切运动),还是作伸展下滑运动,沿走向或倾向都能产生局部引张扩容构造(或构造虚脱部位)。这些引张构造为吸入矿液及矿质沉淀提供了空间条件,其形状决定矿化体的空间分布。

多数受断裂控制的矿体均具有一定的侧伏,并具有明显的规律性。一条断层往往是多种性质构造活动的复合,正或逆断层常常伴随有左行或右行剪切作用的性质,从而形成左行正断层或右行逆断层矿体的侧伏受断裂两盘相对运动过程中产生的张性空间控制,并具有一致性,张性空间的形成与断裂的性质及运动方式有关。如果正断层上盘相对左行滑落或逆断层上盘相对右行逆冲时,矿体向左侧伏;如果正断层上盘相对右行滑落或逆断层上盘相对左行逆冲时,矿体则向右侧伏。侧伏角取决于构造运动方向与断裂面总体走向的交角,交角大时,侧伏角也相应较大,反之亦然。查明矿体的侧伏方向及侧伏角的大小,对开展深部找具有指导意义。

2开展深部成矿预测的方法途径

2.1构造控矿模型

控制成矿的地质因素主要包括岩浆、构造和岩性(地层)因素,岩浆是矿液的来源和物质基础,但构造提供了矿液运移的通道和沉淀的空间,决定了矿床的空间分布和矿体的产状。构造变形特别是深断裂作用是区域成矿作用的核心,因为岩浆活动、岩石变形变质都是在构造作用驱动下进行的,而成矿作用的发生和发展与构造、岩浆及变质作用等均有密切的联系。构造作用作为地质过程的重要组成部分,不仅为地壳深部或以下的含矿岩浆热液提供上升的通道,也为含矿溶液提供搬运、沉淀、矿化、富集的空间,并在一定程度上影响成矿的物理、化学

地球电化学勘查法寻找不同景观区隐伏金矿的研究

地球电化学勘查法寻找不同景观区隐伏金矿的研究

第21卷第1期 2007年2月 肆 {}I 电 MINERAL RESOURCES AND GEOLOGY V0【.21,NO.1 Feb.,2007 

地球电化学勘查法寻找不同景观区隐伏金矿的研究① 

陈希泉 ,罗先熔 ,刘莉文 ,汤 磊 (1.桂林工学院隐伏矿床预测研究所,广西桂林541004;2.桂林工学院旅游管理学院,广西桂林541004) 摘要:在隐伏矿体的周围产生矿物溶解,即在矿床的周围形成离子晕。在不同景观区的矿床上方进行 地球电化学勘查的方法试验。利用电化学原理提取矿体上方离子,从而证明利用地球电化学勘查法来寻 找隐伏金矿的可行性。 关键词:地球电化学勘查法}找矿研究}隐伏金矿 中图分类号:P632.1 文献标识码:A 文章编号:1001—5663(2007)01—0070—05 

1金属矿床地球电化学成晕机制 

金属矿床周围形成地球电化学晕的机理主要包 括以下几个过程:矿物溶解一离子迁移一离子在地表 的转化一形成离子晕(场)。 矿物溶解主要包括机械溶解、氧化溶解、电化学 溶解、生物溶解等。金属矿体的氧化溶解和电化学溶 解实质上都是一种由于氧化一还原电位差异而导致 的电化学过程。所以深部矿体的矿物溶解主要表现为 电化学溶解L1 ]。 电化学溶解产生的金属离子,在各种自然营力的 作用下向近地表迁移。迁移方式主要有风化过程中元 素的物理和化学释放、离子扩散作用、蒸发作用、毛细 管作用、植物的根系吸收、地下水循环、氧化一还原电 位梯度差引起的离子对流、气载迁移等。前五种机制 是很难将深部几百米的矿体金属元素迁移至地表的, 地下水循环固然是离子迁移的重要因素,但地下水的 对流机制一般造成溶质的横向分布,不能解释矿体上 方的“兔耳”状异常。而且在潜水面很深的极干旱地区 形成的金属元素异常是无法解释的。唯有氧化一还原 电位梯度差引起的离子对流和气载迁移可以解释厚 层覆盖区形成的金属元素异常。 迁移到近地表松散层中的离子呈多种赋存状态, 在外加电场作用下,土壤中元素的各种相态的赋存形 式会互相转变。即,外加电场一方面激活了土壤中金 属元素的赋存状态,使得大量的不可溶相态转化为可 溶相态;另一方面,外加电场可加速离子的迁移速度 和阴阳离子的两极分化,使阴离子向阳极迁移,阳离 子向阴极迁移。因此,大量浓集的离子最终被提取电 极所提取。 由理论推导和实验研究可知,离子电迁移的速度 是很缓慢的,不可能在短的通电时间内将深部矿体或 来自深部的较强的离子晕直接提取到提取电极上,所 能提取的信息是近地表的弱的离子晕。而来自于深部 矿体的离子晕是具有动态性的。根据布朗运动可知, 深部矿体中的离子是不断运动的。当外加人工电场 时,使得大量的络合离子以及其它呈稳定或不太稳定 的元素形式发生解离,解离后的阴离子向阳极迁移, 在阳极上失去电子而被氧化,阳离子向阴极迁移,在 阴极上得到电子而被还原。由于电极周围氧化一还原 反应的发生,使得以电极为中心由近及远、由表及里、 由浅到深地发生离子的迁移和电荷的转移,打破了原 始氧化一还原场的平衡。为了维持新的平衡,每个单 元体积里移出的离子,要由相邻单元体积内的离子移 入来补充。如果地下深部有矿体存在,矿体电化学溶 解产生的金属离子就会源源不断地向上迁移,形成动 态平衡的离子晕。若外加的人工电场保持一定的时 间,则由这样的动态平衡所积累的离子晕就能得到强 化。尽管单个离子的迁移速率较小,迁移距离较短,但 

非常规化探方法在地质勘查中的应用浅析

非常规化探方法在地质勘查中的应用浅析

摘要:随着深部隐伏矿找矿的全面展开,一批非常规的化探方法,如汞气测量、氡气测量、金属活动态测量、轻烃测量等开始应用于地质勘查中,本文简要的介绍了汞气测量、氡气测量、金属活动态测量、轻烃测量等的方法原理和应用实例,并结合自身找矿实践,探讨了应用中存在的问题和建议。

关键词:非常规化探 地质勘查 隐伏矿

随着我国国民经济的持续高速发展,对矿产资源的消耗量不断增长,现有的矿床的资源已经越来越不能满足日益增长的需求;同时,由于矿产勘查程度的逐年提高,露头矿和浅表矿愈来愈少,找矿方向不断向深部空间延伸;现代科学技术的迅猛发展,使找矿工作面临着新理论、新技术和新方法的创新、应用。在这种背景下,隐伏矿体预测理论与方法已经成为当前成矿学和矿产勘查学研究的热点。

岩石、土壤、水系沉积物测量等勘查地球化学的常规方法,经过几十年的实践,已充分证实了其实用性和重要性,随着找矿方法技术的不断发展和提高,一些针对于隐伏矿体勘查的非常规地球化学方法开始应用于矿产勘查,如综合气体测量方法技术(汞气测量、氡气测量、轻烃测量等)、地下纳米级物质测量方法技术、金属活动态测量、应用偏提取技术评价金异常及寻找金掩埋矿体的方法、隐伏矿勘查中某些地电化学方法技术、寻找隐伏矿的水化学方法和水电化学测量方法技术、多子样面型岩石测量方法、区域化探异常推断解释的计算机技术、七种痕量元素现场快速分析方法等,其目的是在隐伏区找大型、特大型甚至巨型矿床时,可以大大降低成本,减少风险。此外,针对特殊覆盖区进行了有关方法研究,如黄土覆盖区、森林沼泽区、玄武岩覆盖、运积物覆盖区区域化探工作方法与异常追踪方法。

1 非常规化探方法及其应用

1.1 汞气测量

汞为亲硫元素,在热液阶段以自然汞和汞化合物的形式存在于Cu、Pb、Zn、Mo、Fe等硫化物中,或伴随挥发性组分扩散、渗滤到岩石、矿物的裂隙或包裹体中,形成汞的原生分散晕。在表生条件下,含汞的金属硫化物能够通过氧化还原作用释放出HgO或汞的氯化物,由于和可溶性汞的卤化物,在地下温度、压力增高的情况下,促使汞随水蒸气、地下水沿裂隙向地表迁移,特别是气态汞的穿透能力比溶液强很多。HgO和含汞溶液在迁移过程中,易被矿床上方围岩、土壤吸附(粘土、铁锰胶体、有机质吸附),同时形成壤中汞气。在一定条件下,壤中汞气和吸附相态汞保持复杂的平衡关系,二者对深部矿体的赋存位置均有一定的指示作用。根据HgO及汞化物的热释峰温度,采用温控热释测量土壤中与矿有关的叠加价态汞(HgO及部分HgCl),来示踪隐伏矿体。20世纪60年代初,原子吸收分析技术应用于汞的测定,标志着超微量汞的分析技术取得了关键性突破。 中国的测汞找矿方法始于1970年,经过近40年的发展目前已趋成熟。近年来越来越多找矿实例已清楚的表明,汞气找矿方法对于寻找贵金属、有色金属隐伏矿都是行之有效的,特别是对于隐伏矿床,汞气化探方法有其独特的找矿效果。如刘树田验证了该方法是寻找隐伏矿体的有效方法之一;王国华利用壤中汞气测量在西天山高寒山区寻找隐伏矿,效果良好;曾志方在湖南青京寨、三德堂金矿应用壤中气汞量测量找金,效果显著。目前,笔者在前人的基础上,已开发出一套纳米汞气测量设备,使汞气测量的野外捕获率和室内释放率均达到85%以上,在赣东北、赣西北、赣西、赣南、广西等地多个矿区开展了找矿工作,都取得了较好的效果。

构造地球化学找矿方法及其应用

70找矿技术Prospecting technology构造地球化学找矿方法及其应用陈航华(广东省有色金属地质局九四〇队,广东 清远 511520)摘 要:在我国新发展形式下,地质矿产勘查技术不断发展创新,尤其是构造地球化学找矿方法,现已经被广泛应用。将化学地球与构造地质理论融会贯通,应用到实际找矿工作中,理论结合实践,解决了以往矿产勘查中的种种困难,使找矿工作更加高效、准确。本文从构造地球化学找矿工作原理着手,阐述利用构造地球化学找矿方法的发展历程和意义。最后,对构造地球化学找矿方法的应用,以具体案例展开详细分析。关键词:构造地球化学;找矿方法;实践应用;预测隐伏矿体中图分类号:P632 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)04-0070-2Structural geochemical prospecting method and its applicationCHEN󰀁Hang-hua(No.940 Branch of Nonferrous Metals Geological Bureau of Guangdong Province,Qingyuan 511520,China)Abstract: Under the new development form of China, the geological and mineral exploration technology has been developing and innovating, especially the tectonic geochemical prospecting method, which has been widely used. The combination of chemical earth and tectonic geology theory is applied to the actual prospecting work. The theory combined with practice solves the difficulties in the past mineral exploration, and makes the prospecting work more efficient and accurate. This paper starts with the principle of tectonic geochemical prospecting, and expounds the development process and significance of using the method of tectonic geochemical prospecting. Finally, the application of tectonic geochemical prospecting method is analyzed in detail with specific cases.Keywords: tectonic geochemistry; prospecting method; practical application; prediction of concealed ore bodies构造地球化学法是一种将地球化学和构造地质相结合的找矿新方法,同时研究地质构造组成和地质化学元素活化迁移及其运动内在规律。此方法的广泛应用,相对于传统地球化学找矿,在很大程度上降低了工作难度,缩减了工作时间。只需在实际找矿工作前做好地质勘查数据的分析,便能精确、快速的定位矿区,避免广工人员增加额外的工作量。1 构造地球化学找矿方法原理及流程1.1 构造地球化学找矿依据人类长期以来对天文的研究显示,地球总是处于自转和公转的运动过程中,因此地质结构也在地球复杂的运动中不断发展演化。从空间上看,构造运动并非绝对平衡,每个区域的构造变形都存在一定差异。通常情况下,强构造变形区域,地球化学异常现象增强,理论上说,成矿几率也随之增大。构造运动推动岩石圈岩块产生机械形变,促使岩石圈物质定向迁移,最后导致地球化学场伴随着构造应力发生改变[1]。由于多旋回构造运动说,在时间上一个巨旋回之内有多旋回发展,构造应力与地球化学场根据构造变形性质与强度不断变化而同步改变。运动保持从原有平衡过渡至另一种平衡,从而形成“构造作用-物质运动-成矿旋回”的演化模式,持续推进岩石圈的发展。由构造运动原理可知,构造性质转变的时间内便是最有利于成矿的时期。在多期构造活动的叠加下岩石更加容易破碎和被渗透,岩石圈内物质得到重组。构造地球化学找矿方法实际上是在构造地球化学系统思想的基础上,通过前期对地质构造运动和地球化学场异常区域的理论数据分析,锁定成矿可能性较大的地区,进行后续实地矿产勘查工作。1.2 构造地球化学找矿方法工作原理概括来说,构造地球化学找矿方法工作原理是根据地球化学的行径,观察分析化学元素在地质构造运动中的变化、分布、移动规律,追踪矿产的踪迹。具体遵循一下原理:(1)定位找矿靶区。利用现代化技术,如TM、ETM+图像来提取地矿线性,收集矿区环形构造和矿化蚀变数据。另外,也可采用Quick-Bird-2高分辨率卫星遥感图像等更加精细的技术对矿区构造的细节进行探测。(2)分析构造应力场。确定找矿工作区域后,需要对构造应力场进行专题研究。采用数学和物理模拟实验,例如地质反演、地岩变形模拟等,针对成矿区域的构造变形进行分析,探索其内在运动规律,预测成矿物质的迁移方向和空间变化。(3)确定构造元素。在已知矿产区域及其构造原理的基础上,通过多方面影响因素分析,可以确定矿床指示元素。再采用一系列数学统计方法,辨析岩石种类,从而确定矿床的元素组成类型。(4)结合实际,综合利用。实际开展找矿工作时,除了提前做好信息采集工作和充足的理论数据分析,也需要结合现场地质情况,灵活应用现代技术方法辅助现场作业人员,完成找矿工作。(5)圈定分析异常。通过对物理和数学原理关系式计算,可以得出与矿质元素相联系的因子得分,即变量,由此圈定构造地球化学异常区域。同时,结合具体蚀变情况,观察构造地球化学异常空间变化分布、变化强度、变化范围大小等,对观察现象进行科学解释并定位预测隐伏矿体。1.3 构造地球化学找矿工作技术流程利用构造地球化学方法找矿工作的技术流程如下:首先根据技术获取的矿区构造特征,选择合适的控矿模式,并绘制构造地球化学特征的精细图。此步操作是利用构造地球收稿日期:2021-02作者简介:陈航华,男,生于1986年,汉族,广西桂平人,本科,工程师,研究方向:地球化学勘查。71找矿技术Prospecting technology化学法找矿的关键,准确的填图有助于后续数据分析及模拟试验的开展。接着,按照构造地球化学异常动态建立数学、物理模型,反复进行模拟试验、地质反演,从而定位最有利的找矿靶区。最后结合实地勘测验证,完成找矿工作。2 构造地球化学找矿的发展意义(1)有效预测地质构造类型。构造地球化学可以通过对地球化学异常带分布和地质元素种类分析,准确预测出矿区内部各种构造类型。(2)明确矿区构造的含矿性。矿区地质构造运动方式千变万化,元素的组合随构造运动而改变。分散富集元素组合,不仅与构造运动生成方式相联系,还与矿山的含矿量息息相关。(3)异常圈定和解释。利用与矿质元素相联系的因子得分(变量)圈定构造地球化学的异常区域。再观测构造地球化学异常带的分布大小、形态,检测其运动强度,研究矿床蚀变特征,解释并定位隐伏矿体。3 构造化学找矿方法及特点(1)利用计算机圈定采样区域。构造地球化学找矿方法对于传统找矿方法是一项重要的技术革新。应用计算机网络进行多元分析确定矿质元素后,使用特定软件绘制矿化因子得分趋势图和地球化学精细填图。形成图形后,能够更形象的展现矿床结构,再对圈定重点采样区域。这样一来,基本可以消除因未知而产生的多余采样工作。(2)采样针对性强。构造地球化学找矿工作的采样,相对于传统方法可控性更强。以往常常采用固定网格定位化学异常带,坐标往往存在一定误差。构造地球化学法找矿,矿区内部构造和样品空间距离可视化,能够更加精确地定位。为保障样品数据充分被利用,可在重要控制地段加密取样。在岩石断裂带周围采用多点组合取样,增强采样的针对性,防止漏采、漏测。4 构造地球化学找矿的实际应用(1)构造地球化学应用研究。①地质构造地球化学研究。从宏观上,划分地质成矿化学区域,以各区域指示元素为基础,勘测元素分布形态。另外结合不同区域的地质特征和构造运动生成条件,进一步的演化试验,归纳出各区域成矿规律。②矿床构造地球化学研究。判断已知矿床的类型、级别和蚀变行迹,从而圈定化学异常区域。分析单变量和变量组数据,结合矿床构造应力场的作用,进行动态计算,定位出新的找矿靶区。③小型及微构造地球化学研究。统筹研究大地构造地球化学的过程,实际上是对若干个小型和微构造地球化学变化过程。从宏观缩小至区域微观角度,探索成矿原因及成矿最佳条件,从而确定找矿方向。从以往的矿产勘查经验中可以得出,岩石压溶影响着矿物质的形成。④构造地球化学找矿方法研究。测量地球化学的氡、汞、氢核酸、氧气、氩气、氮气和甲烷等元素在重要构造变化带的含量,对其中异常数值进行动态分析,绘制变化趋势图。(2)构造地球化学实践应用。下文以云南某矿区为例,研究利用构造地球化学找矿方法定位隐伏矿体的实践应用。①云南某矿山地质构造。云南某矿山地质构造简图如图1所示,矿区在区域构造上位于隐伏深断裂带北东、南北构造带的复合部位。是绝佳的成矿区域,其中最主要的成地层为下石炭系,内部为粉色或米白色晶体夹杂灰岩。矿区内有多处矿山和厂坡的断裂构造,元素具有极强的活性因素,利于成矿。矿体构造研究目标垂直深度约1.3km,矿山斜长约0.72km,厚度不均。分别分布在中层和上层的断裂带处,整体观察矿产走与地层平行。②具体找矿实践。首先根据所探测到矿床的构造地球化学特性,确定研究区域的基本地质类型。探索构造运动过程中,元素分散富集的基本规律,联系矿物质的重组运动,预测隐伏矿体的大致区域。再进一步对矿化变量组合进行利用计算机多元化计算解析,绘制构造地球化学异常图,如图2所示。

激发极化法对深部隐伏矿体预测研究

陈永凌 韩耀宗 王闻文 

(1.成都理工大学地球物理学院,四川成都61 0059;2.劳雷物探仪器售后服务公司,北京1 00000) 

摘要:激发极化法是我国金属矿电法勘探的主要手段。在此以激发极化法在某铜矿区为例,运用激电法中的中梯装置 

和三级装置,对深部隐伏矿体预测,通过实测数据的分析,解释异常成因。 

关键词:激发极化;矿体异常;特点 

DOI:1 0.5969/J.issn.1 671—6596.201 1.50.01 0 

Abstract:Induced polarization method(IP)is a main method for electrical prospecting in our country.We took an example of concealed COpper deposit,which had been discovered and exploited in a Copper Mine.With the application of central gradient array method and three-pole electric sounding method for deep concealed ore prediction,we explained the cause of anomaly by analyzing the measured data. Key words:Induced polarization;Ore body anomaly;Characteristic 

激发极化法是根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找 

金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方 

法,是基于观测断电后激电二次场的衰减电压(直流激 

电)或总场随频率的变化(交流激电),以研究地下岩, 

矿石的激发极化性质。 

I 工作原理及特点 

1.1中间梯度装置 

中间梯度装置主要优点是设置一次供电导线和供电电 

金属矿山隐伏矿的预测浅析

金属矿山隐伏矿的预测浅析

在当前生产矿山资源/储量逐渐下降的前提下,如何加强老矿山、危机矿山的边部和深部的找矿工作,是当代地质工作者面临重要难题。本文通过论述与金属矿床成矿有关的地质因素以及如何加强对隐伏矿预测的几点认识,希望能对以后隐伏矿找矿勘查起到抛砖引玉的作用。

一、简述金属矿山隐伏矿的成矿规律

1、内生金属矿与大地构造的关系

在整个地壳的运动过程中,由于受到不同地质构造的影响,就会形成不同类型的矿床,在我国的南部一些地区,尤其是在与花岗岩相关的一些内生矿中,在地质条件中,形成了与低洼阶段的整体结构模式,在整个空间作用中,贯穿三个不同的性质构造层,这样就会形成各种不同类型的金属矿床。在这些金属矿床的形成中,与整个大地构造是分不开的,在整个地质构造中,会出现相应的矿床花岗岩,而形成金属矿中的一些稀有金属,铅、锌、铀、金、银、锑、汞、砷等金属矿产会产生在这些构成中,形成整体布局与整个构造地形的完整融合,都将有很大的内生作用。

2、区域地质条件的影响

在目前金属矿山隐伏矿的找寻中,要与相应的地质条件相吻合进行全面的勘察与探测,在整个成矿时代,主要集中在中生代和新生代,这两个时期形成的金属矿床约占世界上己探明金属总储量的90%左右。我国除少数铜(金属)矿床形成于古生代的海西期和新生代的喜马拉雅期外,绝大多数金属矿床和金属矿床均为中生代燕山期的产物,这是由于我国东部广大地区的燕山期断裂构造和花岗岩类侵入活动广泛发育所致。在目前我国的金矿分布中,储量还是相对丰富的。

3、金属矿隐伏矿的成矿化学成分研究

在金属矿的成矿化学因素中,其中包含的铜、铅等贵金属元素以及各种氧化钙元素,在进一步分离的过程中,可以采用有效的化学元素,通过硫化钠或者氰化物等形成对金属矿的控制,在整个资源的控制中,形成一定的技术手法,通过对其中的物质成分给与一定的分离措施,在加入三氯化铁、水玻璃等有效的控制,能促进整个化学成分的整体效果,促进金属矿成矿的形成。在一些地质构造中,主要的岩性表现为泥沙质板岩、变石英砂岩与石英岩等,在一些高山河流组矿区域,矿田在于变细碧岩石层中,还有一些存在于高山河组地层之中,是整个构造的重要环节。

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