铜、金多金属矿成矿预测理论与方法

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铜 、 多金属矿成 矿预 测理论 与方法 金
芏 志
（ 辽宁省第四地质 大队， 辽宁 阜新 １ ３０ ） ２ ０ ０ 摘 要： 成矿预测是在成矿规律研 究的基础 上 ， 用适合本地 区地质特征 的成矿理论和假说 ， 运 采用合理有效的途径和方 法， 对预测 区 的成矿远景作 出预测评价 。 出找矿 方向和找矿靶 区， 指 并在 实践 中不断验证检 查， 不断提 高预 测水平 。 关键词 ： 矿 ； 测； 景 ； 区 成 预 远 靶
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ｍｉ ｅａ ｉ ｔ ｎ ｏ ｅ ａ ｔ ｓ ｎ ｈ ｎ ｒｌ ａｉｎ ｕ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ￣ｕ ｄ ｉｎ， Ｕｓｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｒ ａ ｅ ｌｇｃ ｌ ｅ ｔ ｒ ｔ ｅ ｎ ｒｌ ａ ｉ ｆｒ ｃ ｓ ｉ ｔ ｅ ｍｉ ｅ ａｉ ｔ ｒ ｌ ｒ ｓ ａ ｃ ｚ ｏ ｉ ｚ ｏ ｎａ ｏ ｔ ｉｇ ｕ ｔ ｈ ｓ ｅ ｇ ｏｏ ｉａ ｆａｕ ｅ ｈ ｓ ａ ｍｅａｌ ｇ ｎｃ ｈ ｏ ｙ ｎ ｔ ｅ ｙ ｏｈ ｓｓ ． Ｕｓ ｓ ｈ ｅ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ｆ ｃｉｅ ａ ｎ ｔ ｅ ｔｌ ｅ ｉ ｔｅ ｒ ａ ｄ ｈ ｈ ｐ ｔ ｅ ｉ ｏ ｅ ｔ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｅ ｅ ｔ ｗ ｙ ａ ｄ ｈ ｍｅ ｏ ｔ ｆｒ ｃ ｓ ｔ ａ ｅ ａ ｅ ｔｅ ｖ ｈ ｔ ｄ ｏ ｏ ｅ ａ ｔ ｈ ｔ ｔ ｒ ａ ｈ ｍｉ ｅ ａｉａｉｎ ｈ ｎｒ ｚｔ ｌ ｏ
２ 成 矿 预 测 理 论
成矿预测 工作是 一项复杂 的系统工 程 ， 是地质学 、 岩石学 、 矿床 学、 区域成矿学 、 矿床勘探学 、 勘探地球物理学 、 勘探地球化学 、 遥感 地 质学 等专业知识 的集合 ， 具有极 强的探索性 、 综合性和实践性。 ２１ ．成矿规律研究是成矿预测 的基础 。成矿规律研究 主要是基 础 地质研究 和矿床学研究 。为 了查 明矿 床形 成规律 ， 就要 进行成矿 分 析 ， 明成矿作用时 、 、 查 空 物三者的 内在联系 ； 分析成矿条件 ， 确定 预测准则 ； 究矿 化信 息 ， 研 确定 预测标 志 ； 编制成 矿规律 图和 预测 图， 建立成矿模型 。 ２１１ ．． 成矿分析 的主要 内容。成矿分析 的主要 内容就是深 入研 究 与成矿作用有关 的各种地质规律 。 （） １成矿地质背景分析。 包括工作区所在 的大地构造位置 、 区域 地 层岩石 、 矿化类 型及 其发育特征 、 区域地球 化学场 和地球物理 场 图 １不 同类型地质异常与矿床 预测区逐步 圈定的“ Ｐ 地段 ５” 特征及其 与矿化 的关 系等 。 ２ 成矿物质来源分析。 （） 一个地区有无充 （ 赵 鹏 大 。９ ９ 据 １９ ） 足的矿 质来 源是成矿 的重要条件之一 。 基底地层各种元素的丰度与 后生成矿关 系密切 ， 是重要的初始矿源层 ， 成矿物质的重要来源 。 素分析 。一定成分和类型的岩浆活动专属一定类型的矿化。如与幔 是 般认 为 中基性 火 山岩基 底区是金 、 、 、 等矿 的重要成矿 区， 源分异 型花 岗岩类有关 的金矿化 ， 钼 铁 汞 主要 以偏碱性的花岗闪长岩类 为 同时还有铅 、 、 的产 出； 锌 锰 粉砂一 泥质基底 区是锑 、 和非石英 脉型 主 ， 锡 与铁 、 铜等 矿化共 生 ， 如长 江 中下 游的有关 金矿 床及伴 生金属 壳 一般 被重熔 的地层含 钨矿 的产 出区， 同时有铜 、 、 、 、 、 锰 铅 锌 铁 汞等产 出 ； 砂质基底是石英 矿 ； 源重熔 型的再生原地 半原地花 岗岩类 ， 脉 型钨矿的产出区。 ３ 矿床类型和矿床共生组合 规律研究 。 （） 矿床类 金丰度偏 高 ，在混合岩化和花 岗岩化过程 中导致金 的局部 富集 ， 如 型的研究和划分是矿床特征共性 的总结 ， 在成矿预测 中有重要 指导 胶 东招掖金矿带 的玲珑 、 家岭 花岗岩体 。（ ） 郭 ３ 地层 、 岩相古地理 因 岩相古地理对一些有色 作 用。矿床类 型划分应 以主要 成矿作用和不 同矿质来源 为主要依 素分析 。地层是层控矿床 的主要预测准则 ； 据 。分析不 同矿种和类型之间共生组合或互 相排 斥的规律 ， 成矿 金 属也有一定 的控制作用 ，如甘肃西成铅锌矿 田的厂坝一 在 李家沟矿 预测 中 ， 以利用共 生矿床之 间的成生联系 ， 可 划分成矿 系列 ， 而可 床就产 于碳酸盐岩 向碎屑岩相变 的相变带旁侧 的次级洼地 中。（ ） 从 ４ 以由此及彼 ， 互为标志 ， 对未知矿床进行预测 。 以成矿系列理论 作指 区域地球化学 因素分析 。通过 区域地球化学研究 ， 查明不同地质体 导 ， 以大大提高预测能力。（ ） 可 ４ 成矿物理化学条件研究 。随着 同位 元 素丰度变化 、 元素空 间分布和共生组合规 律 ， 而划分不 同的地 从 数地质学 、 矿物包裹体成分 和温度的测定 ， 成矿实验 的广泛开展 ， 球化学 区和成矿省（ ） 在地球化学省内成矿 元素异常高 的浓集 中 对 域 。 成 矿过程 中成矿 物质 的淬 曲 、 活化 、 迁移 、 聚集 的了解进一步深 化 。 心 又是矿 田矿床 的有利分 区。 对各种 矿化类型形 成时的温度 、压 力 、 度 、 液的浓度 、 、 深 矿 酸碱 度 、 ２１ ．＿ ３矿化 信息研究 和预测标志 的确定 。矿化信息是指 示矿化 氧化 还原电位 、 氧逸度 、 硫逸度 、 成矿 物质可能 的迁 移形式 、 成矿元 存在 的各种显示和标志 。 各种矿化信息矿化的联 系是重要 的预测标 素 问共 生组合 、 相平衡 条件等定量参数 的测定 ， 并分析其 空间变化 志 。 梯度 ， 不仅 对深入分析矿床 成因机制 、 而且对查 明和解释矿 化局部 ２２ ．成矿 预测理论 。 富集的规律 ， 提供 了依据 。 ２２１ ．．相似类 比预测理论 。其主要 内容是 ： 在一定 的地质条件下 ２１ ．２控矿 因素分析和预测准则的确定。（ ） ． １ 构造因素分析 。背 产 出一定类 型的矿床 ， 相似地质 条件下赋存有相 似的矿床 ， 矿 同类 斜轴部 、 背斜倾 伏端 、 转背斜 的倒转 翼 、 倒 倒转 背斜 的弯 曲转 折部 床之间可以进行类 比， 将与 已知矿床 的地质背景相似 的地 区（ ） 段 认 位、 开阔 向斜 中的次级背斜等 ； 同级别 、 次断裂符合交叉 部位 、 为是成矿远景区或圈定为找矿靶 区。 不 期 应用 的假设前提 ：１在 相似 的 （） 断裂走 向倾 向变化部位 、 断裂局部拉 张部位 、 成矿前或成 矿期 断裂 地 质环境下 ， 应该有相 似的成矿系列或矿 床产出 ；２在 相 同的（ （） 足 裂隙多次活 动部 位等 ； 大型侵入体顶 部穹隆部位 、 小侵人 体 内外 接 够 大 ） 地区范围内应 有相 同或相似 的矿产资源量 。 触带 、 火山机构 的某 一特定部位等 ； 同构造形式 、 同期次构造交 不 不 该理 论对 预测和 寻找 同一类 型 、 同一尺度 的矿床 （ ） 体 十分 有 叉复合部位 、 有利岩层 与断裂 、 侵入体交切部位 等。（ ） ２ 岩浆活动 因 效 ， 同一 矿种 的其他类型有一定 的局限性 ， 对 尤其是对那些难 识别
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矿、 新类 型矿床 的预测和寻找有一定 的局限性。 统计分析法、 模型法 、 综合方法。 ２ ．地质异常预测理论 。与成矿有关 的条件 ， ．２ ２ 都表现为地质演 ３２１ 比法 。是通过类 比分析预测对象 （ ． 类 ． 区域 的和矿产地 ） 与 化过程 中的地质异常事件 ， 在地壳范围内应是 一种 特殊 的地质异 常 已经研究了的已知对象之间成矿条件的相似性 ， 来进行成矿预测 的 空间， 这类异 常称之为“ 致矿地质异常” 因此 ， 明地质异常是成矿 种方法。 。 查 实际上是一种经验性 的方法 ， 或者是归纳综合 的方法 。 类 预测 的基础 、 找矿 的前提 、 选择靶区的依据。 系统地应用地质异常理 比分析的内容包括矿床类型 、 控矿 因素 、 成矿地质环境等。 具体分 要 论及相应 的方法 ， 使不 同层次的成矿预测 研究 有机地结合成 一个 整 析预测 区所处 的大地构造位置 、 岩相古地理特征 、 地层 、 构造 、 岩浆 体， 圈定“ Ｐ 地段 ， ： 矿可能 地段 ； ５” 即 成 找矿 可行地段 ； 矿有利地 活动 、 找 蚀变特征 、 物化探异 常特征 、 遥感影像 特征等 ， 与已知 的矿化 段； 潜在资源地段 ； 远景矿体地段 。 Ｉ 图 表明了不 同类型地质异常与 集 中区或矿床有 多大 的相似性。 成矿预测 区圈定的“Ｐ 地段 之间的相互关系 。由此可见 ， ５” 随着异 常 ３２ ．２统计分析法 。是 以数学为工具解决 成矿预测 中各种 问题 ． 成矿 信息 的不断增加 ， 找矿 区范 围逐 步缩小 ， 找矿 成功概率逐步增 的一种方法。 一般是从地质问题出发一将 其转化为数学问题一通 过 大。 解释数学问题达到解决地质问题的 目的。 统计分析必须 以地质为基 ２２３ ．．成矿 系列理论及成矿 系统 理论 。成矿系列 的概念是 中国 础 ， 确定地质变量 的选择 、 取值 和变换 ， 建立 数学模型 、 对数学分 析 地质学家程裕琦 、 陈毓川等首次提 出来 的 ， 出成 矿系列是有两个 结果进行地质解释 ， 指 从而解决成矿预测中的地 质问题 。凡能建立 矿 或者更多 的矿床类 型组 成 ，并且分别含有相 同或 者不 同的有用 组 床数学模型 、 进行成矿概率估计 、 开展定量类 比、 出找矿统计决 策 作 分， 产生于一定的地质环境 ， 受相 同的地质作用影响 ， 在区域发展史 的数学模型均可用于矿床统计预测。 统计 预测方法有三个主要方面 上彼此之 间存在着某种 内在 的联 系， 并构成一个成矿系列。 表 １ 。 ２． ． ４矿床成 因模 式理论 。一个 典型的 、 ２ 有代 表性的矿床模式 ， 表 １统计预测的 目的和方法（ 据赵鹏大等 ） 是在 大量矿床进行综合研究 的基础上 ， 对某一类型矿床或矿体成矿 ———■ 丽一 … ’ 预预 珏一 的大地构造环境 、 成矿 的地质背景 、 成矿机制 、 控矿 因素和矿床的时 空分布规律的总结和综合 ，是对地质历史时期成矿 的高度概括 ； 然 后采用 图解 、 文字或者表格 的形式将复杂 的成矿要素 、 过程及 矿床 的地质特 征进行表达 。因此 ， 矿床成矿模式是在成矿理论 的基础上 估计 地质标 志 的找矿 意义 及 信 息量计 算 、秩 相关 分析 、变 易序列 法 、 总结某一类 型矿床特征 ， 以指导同类型矿床 的成矿预测 。 用 ３ 最优 数值 区间 因 子分析 、趋 势及剩 余分析 、 ２． ． ５综合信息成矿预测理论 。综合信息成矿 预测 以成矿模式 ２ 逐 步划归 及判 别分析 、对应 分 析 。 为基础 ， 以计算机技术 为开发工具 ， 以各 种数学模型及地理 信息系 统（ Ｉ ） Ｇ Ｓ 为手段 ， 以各种测试分析技术 为前 提 ， 全面分析地质 、 物探 、 ３ ．模 型法 。建立不 同的成矿模型 ， ．３ ２ 通过地质和统计分析 的方 化探 、 遥感信息资料 、 综合信息特征 ， 通过直接 找矿信息 和间接找矿 法 ， 对所建立的模 型进行判别解释 ， 确定模 型的有效性 ， 从而增强矿 信息 的关 联 ， 充分挖 掘所蕴含 的成矿信息 ， 进而实现矿 产资源立体 床勘查的预见性 。模型法从本质上讲也是类 比法的组成部分 。 化预测 ， 提高矿产预测的科 学性 、 有效性 。 综合信息预测侧重于定位 深入研究矿床成 因机制是成矿预测的重要 方法 之一 ， 从根本上 预测 ， 因此能够提供优先勘探靶 区 ， 以便于及时开展靶区查证工作 ， 决定 了预测方 向。所 以， 矿床成 因机制模 型的建立对指导 区域成 矿 尤其是综 合信息矿产预测在开展 隐伏矿或难识别矿产 资源预测 中 预测 ， 进行更广泛的类 比分析 ， 发挥 了重要作用 。 而矿床空间定位模 的优势 ， 把成矿预测工作从 定性推 向定量 。 型或称矿床产状模型 的建立对指导矿床预测则是十分重要 的。 ３ 成 矿 预 测 方 法 深入研究典 型矿床 、 建立成矿模 型 ， 提高成矿预 测理论和 预 对 ３１ ．成矿预测分类。目前尚无 统一 的分类 ， 根据预测的 目的任务 测水平具有重要意义 ， 也是充分发挥 了地质理论的指导作用 。 和要求 ， 大致把成矿预测分为三类 。 ３２ ．４综合方法。 ． 是指上述常用方法的不同组合。 每种方法都 有 ３１ ．． １资源 总量预测 和资源潜力估 价 。资源总量预测是对矿 产 其局 限性 ， 选用有效的综合 方法是非常重要的。 本文利用 了有 关专家 、 者的大量成果 资料 ， 学 在此 谨 向他们 致 资源进行 战略性预测评 价。 这种矿产资源应该具有经济价值或具有 潜在经济价值 ， 可以是 已经发现的或尚未发现 的。 这是一种纲要性 、 以崇高 的敬意和衷 心的感谢 ！ 摸底性的预测工作 ， 它要统观全局 而略去细节 ， 工作侧重点在 于区 参 考 文 献 域矿产资源总量 （ 潜力 ） 预测评价和各种 经济 技术条件下可利用 资 【 １ 】国土资源部矿产 资源储量 司．固体矿产地质勘 查规 范的新 变革 源量的估计 ， 而对远景 区的空间部位并不要求具体指 出。 【】 京 ： Ｍ． 北 地质 出版 社 ，０ ３ ２０． ３１ ．． ２区域成矿远景预测。区域成矿远景预测是 中小 比例尺（ ： ［ 邵厥年 ， １ ２ ］ 严铁雄 ， 宾德智 ， ．ＢＴ ３０ — ０ ２ 固体矿 产地质勘查 等 Ｇ ／１９ ８ ２ ０ ５ ０万 １５万 ） ： 的成矿预测 ， 是运用成矿理论总结 区域成 矿规律 ， 对 规范总则【】 ｓ． 北京 ： 中国标准 出版社 ，０ ２ ２０． 区域内各类矿产资源 的成矿远景作出评价 ， 并预测资源量 。要在成 【 国土 资源部储量 司． 资源储量计算 方法汇编【 ． 京： ３ 】 矿产 Ｍ１ 北 地质 出 ２０． 矿预测图上分级 圈出矿带和成矿预测区 ， 为开展 １５万或更大 比例 版 社 ．０ ０ ： ｆ 钱 大都 ， ４ ］ 严铁雄 ， 书乐， Ｇ ，１７ ６ １９ 固体矿 产资源 ／ 李 等．ＢＴ ７ ６ — ９ ９ ＇ 储 尺的找矿工作 提供依据 。 区域成矿远景预测 的关键是选好远景 区 ，应该沿 已知成矿带 量分类［ ． ｓ 北京 ： 】 中国标准 出版社 ，９ ９ １９． （ ）含矿带 （ ） 区 、 区 或远景区开展工作 ， 要统观全局 ， 反复推敲 ， 既重 【 西北冶金地质勘探 公 司， ５ 】 甘肃 冶金 地质勘探公 司． 属矿产找矿 金 下 ｆ ． 印 刷 ，９ １ Ｚ 内部 １８ ． 视 已有资料的利用 ， 又不受其束缚 ； 既重视同类型新 矿床的预测 ， 勘 探 工 作 方 法 （ ） １ 又 矿产预测的理论 与方法【］ ｚ． 武汉地 质学院参考教材 ，９ ５ １８ ． 注意新类型微信息的发现 。山东几个破碎带蚀变岩型金矿的发现 ， 『１ ６范永香． 【】 ７梅友松． 成矿规律若干问题研 究［． Ｊ 地质 与勘探 ，０ ５ ５ ：一 ４ ］ ２ ０ （ ）３ ｌ． 就是按此路子获得成功的例子 。 ３１ 矿 区局部预测 。矿 区局部 预测 取得成功 的关键是解决工 『１ 齐， ．． ３ ８袁见 朱上庆， 翟裕 生． 矿床 学［ ］ Ｍ． 北京 ： 地质 出版社 ，９ ９ １７ ． ９王明志 ， 李闫华 ， 鄢云飞 ， 若干成矿预 测理论研 究综述Ｉ． 等． Ｊ 资源 Ｊ 业 矿体的空 间定位 ， 因此 ， 加强矿 田、 矿床构造研究 、 矿床分带规律 ［］