矿床研究论文

矿床研究论文

就矿找矿理论浅析
摘要:在老矿山深部及外围开展就矿找矿,是解决危机矿山资源、增加地质储量的重要途径。
阐述了就矿找矿工作的性质和特点,指出了成矿系列理论、成矿系统理论、矿床模型理论、丛聚理
论、构造等距分布理论、带状分布理论、侧伏理论等是指导就矿找矿的重要理论基础,并举例对就矿
找矿理论的应用进行了分析。
关键词:就矿找矿;危机矿山;成矿预测;预测理论
经过几十年大规模找矿,在中国东部和中部地
区,大部分直接出露地表的矿产和容易识别的矿产
几乎全被发现,新矿床的找矿难度极大。另一方面,
地质勘查资金又严重不足。就当前这种情况而言,
要提高找矿效果,自觉地实行“就矿找矿”具有重要
现实意义。对1970年以来世界发现的65个金矿床
所涉及的勘查理论与方法统计,其有效性顺序为:地
球化学方法、地质填图、就矿找矿、地球物理方法。就
矿找矿即在老矿区深部及外围找矿,在已发现的65
个金矿床中有38个是就矿找矿的结果,占58%。由
此可见,开展就矿找矿,发现新的矿床、矿体,增加储
量,可以延长矿山企业的服务年限,并充分利用己建
矿山企业的生产能力,具有重要意义。
1　就矿找矿工作的性质与特点
就矿找矿工作的核心任务是在已知矿床的深部、
外围开展矿体预测工作,即在一定预测理论指导下,
利用有效的预测方法和技术,预测工业矿化地段或矿
体赋存的空间位置、形态与矿化强度等特征,为勘查
工程验证提供依据。其工作区范围一般在几平方公
里至几十平方公里内。因此,就矿找矿是一项复杂的
科学系统工程,属于大比例尺成矿预测范畴[1]。
就矿找矿具有一定的科学依据。因为从成矿地
质理论上分析,一个矿床的形成是多种地质因素综合
作用的结果。金矿床的存在绝非是一种孤立的地质
现象,而是与其周围地质环境有一定的内在的有机联
系。能够形成该矿床的多种综合地质作用在地壳某
一地区出现,通常在空间上有一定的广度和深度,而
往往不会局限于一个极小的仅仅相当于矿床的空间
范围之内,这就是相似的矿床常常在一个地区内成群
出现、成带分布的原因。因此,在已知矿床,特别是在
大型矿床附近类似的地质环境里,采用新理论、新技
术、整合找矿手段,综合分析并综合预测,在地表和浅
部附加值高的矿产大多已经发现和开采的基础上,注
重寻找中深部隐伏矿体,已成为开拓地质找矿新领域
的必然趋势。
现代地质科学的发展进步为就矿找矿提供了不
竭的思想理论源泉。日臻完善的各种找矿技术方法
的应用,使其可能收到良好的效果。另外,就矿找
矿有一个已知矿为基础,交通、生活一般较新区方
便,更有利于地质勘查工作的组成和实施。就矿找矿
要以一定的勘查找矿理论为指导,从某种意义上讲,
就矿找矿是运用许多地质专家总结出的一系列反映
矿床空间组合的理论,来指导找矿。下文着重就当
前的就矿找矿理论进行分析讨论。
2　就矿找矿理论浅析
2. 1　矿床成矿系列理论
成矿系列的核心是把成矿过程的四维空间作为
一个完整体系来考虑,研究成矿作用在四维空间中的
规律,其从系统论的观点出发,研究一个区域中与一
定成矿事件有关的,在不同演化阶段、不同控矿条件
下形成的各类型矿床之间的相互关系,研究这些矿床
的总的区域地质构造背景及其发展历史,研究各种控
矿因素(构造、沉积、岩浆、变质等)的相互联系和相
互作用。因而将传统矿床学着重对单一类型、单一成
因、单一模式的研究提高到区域的、综合的、历史过程
的研究[2, 3]。
成矿系列是矿床学理论研究与矿产勘查实践之
间的桥梁,具有科学预见性和较高的实用价值;根据
每一个成矿系列所包含的不同类型矿床在空间上或
时间上相伴生的特点和相似地质背景条件下可大致
重复出现的规律,当在一个地区发现某种矿床类型
时,即可根据成矿系列理论寻找属于同一成矿系列的
其它类型矿床;利用两个成矿系列和两个端元矿床之
间的过渡性规律,可能发现过渡类型矿床;利用成矿
系列,可对该区的资源潜力作出全面评价,从而提高
成矿预测的综合预见性;突破单一矿种,如金、铜、铅、
锌即是一个成矿系列,可互为找矿标志。
如与花岗闪长岩有关的铜金矿床,因岩浆侵入就
位的地层和构造条件不同,因而产出多种多样的矿床
类型:围岩为碳酸盐岩时易生成矽卡岩型矿床;在硅
铝质围岩中易形成斑岩型矿床;在含沉积黄铁矿层的
碳酸盐建造中经岩浆-热液叠加改造形成层控-矽
卡岩型矿床。而在超浅成部位,则可形成角砾岩筒型
和热液脉型矿床。当具备适宜的构造时,这类中酸性
岩浆和有关热液有可能喷出地表,生成海相喷流型和
陆相火山岩区的铜金多金属硫化物矿床。上述各类
型矿床在成因上密切相关,在时间上依序发展,在空
间上共(伴)生产出,构成在浅表环境中与中酸性岩
浆-热液活动有关的铜-金(多金属)成矿系列。在
对成矿环境和控矿因素有基本了解的前提下,这个系
列中的各矿床类型(矽卡岩型、斑岩型等)可以互为
找矿标志。就矿种而言,铜、金矿也可以互为找矿标
志。
2. 2　成矿系统理论
成矿系统概念中包括了成矿的地质环境、控矿要
素、成矿作用过程、成矿产物(矿床系列和异常系列)
及矿床形成后的变化与保存等,几乎涵盖了有关成矿
学的基本内容。体现了矿床形成有关的物质、运动、
时间、空间、形成、演化的统一性、整体性和历史
观[4]。
其对矿产勘查的指导作用表现在:成矿系统分析
从事物的联系性和整体性出发,将复杂的成矿作用以
系统思路贯穿起来,将成矿的环境、背景、要素、作用、
过程、产物、异常和演变等作为一个自然作用的整体
加以研究,全面认识成矿动力学机制、成矿形成演变
历史过程和矿床的时空分布规律。以一个成矿系统
所形成的矿床系列(组合)作为找矿的总体目标,预
测和发现新的矿种和矿床类型;以一个成矿系统中所
形成的异常系列(组合)作为找矿的整体目标,有利
于建立起区域找矿的战略眼光,这就增强了找矿工作
的主动权,与“单打一”的找寻单个矿种和矿床类型
相比,更有利于提高找矿命中率。从矿化网络(包括
矿床、矿点和各种异常)入手逐步缩小靶区,强调异
常系列在找矿勘查中的重要作用(矿化网络是进行
区域找矿的总体对象)。由于矿致异常一般比矿体
占有更大的空间,能显示更多的成矿信息,因此常是
有效的找矿标志。充分运用地质成矿理论,全面研究
矿床形成条件和保存条件,区分和筛选这些有关异
常,逐步地缩小找矿靶区,可以达到发现新的矿床目
的。
2. 3　矿床模型理论
矿床模型理论是指通过一批典型矿床研究,获取
或解释各种基础地质、地球化学和地球物理资料,对
复杂的地质环境中矿床形成的全过程,在时间上和空
间上联系起来,形成一个完整的概念,建立一套特定
地质环境中特定类型矿床的识别标志,作为实际勘查
过程的指导原则。
矿床模型理论对就矿找矿的指导意义在于:矿床
模型能为地质类比和矿床地质研究提供思路,给予启
迪,帮助勘查人员把注意力集中在靶区内与矿床有联
系的关键性地质特征上;矿床模型集中归纳了复杂的
地质现象,在具体勘查过程中,使地质人员明白在探
寻矿床的哪个部位,还能使研究人员指明典型矿床研
究工作中缺少哪几部分有关内容;模型提供有关成矿
作用的完整概念,有助于研究整个成矿环境并区分成
矿环境和非成矿环境,发展区域成矿学和矿床学理
论,为成矿预测提供地质理论依据;模型帮助领导人
员增进对勘查项目的了解程度,洞察全局,把握重点,
制定合理的勘查战略和最佳勘查技术方法组合,是提
高勘查效益的决策依据。
2. 4　矿床分布的丛聚性理论
矿床丛聚性理论是指矿床在空间的分布上往往
在一定范围内集中出现,构成矿化集中区或特定的成
矿区域。是指在一个不太大的范围内,某些矿产或矿
产组合物别丰富,形成具有一套固定的标型矿产或矿
床组合,有人称之为“大型矿集区”。国内外这种矿化
集中区实例很多,如胶东半岛的金矿化集中区,东秦
岭Mo、Au矿化集中区,长江中下游铜多金属矿化区
南岭钨、锡矿化集中区等[5]。
成矿区带内已知矿床、矿点的外围或深部是寻找
同类或同一成矿系列的有利部位。许多矿区的勘查
史都表明,矿床往往是成群出现的,在一定的范围内
会集中多个矿床或矿体。例如,在加拿大诺兰达矿区
已发现19个有经济价值的矿床中,有16个位于以霍
恩矿床和奎蒙特矿床为圆心、半径16km的圆内,而8
个矿位于以上述两矿床为圆心、半径为8km的圆内,
最远的两个矿床距圆心34km。
2. 5　构造等距性分布理论
所谓构造等距性分布,是指矿体、矿床、矿田、矿
带等在空间分布上大致以相等的距离有规律地出现,
这种等距性可以表现为直线等距,也可以表现为弧线
等距。成矿作用的等间距分布规律为就矿找矿提供
指导。
成矿带的等距分布是很有特征的,如北半球的6
条巨型纬向构造成矿带,每相邻两条带之间大致保持
相等的距离,间距约为纬度8°左右,在中国境内存在
3条巨型纬向构造成矿带。
在一些矿带、矿田中,同样存在矿床等距性特征,
如海南东方戈枕金矿带,
矿床受控于北东向戈枕断裂带和近等距分布的
东西向构造,尤其在两组构造相交的锐角区出现,致
使矿床具有等距性分布特点,为进一步预测提供了依
据。
2. 6　矿床的带状分布理论
矿床的带状分布是指不同矿种、矿床类型或矿石
物质组成、结构构造、矿物组合等在一定的空间范围
内呈现出有规律的交替变化。矿床带状分布现象普
遍存在,大至全球,小至矿床、矿体甚至微观领域。根
据规模级别,矿床的带状分布可分为全球成矿带、区
域分带、矿区分带和矿体分带[6]。
全球成矿带中最著名的有环太平洋成矿带、特提
斯—喜马拉雅成矿带;区域性成矿带如秦岭地槽褶皱
带等,就矿找矿工作中主要考虑矿床或矿体的分带问
题。
(1)矿床类型的走向分带:如吉林小西南岔斑岩
型铜金矿床,成矿与燕山期中酸性小侵入体有关,矿
床具有明显的分带性,大体可分为3个带:内带,位于
北山段石英闪长岩西侧,Cu、Mo矿化以浸染状为主;
中带,位于北山段石英闪长岩与二叠系角岩“盖层”
或斜长花岗岩接触带, Cu、Au矿化呈细脉浸染状和
复脉状为主;外带,位于南山矿段,Au、Cu矿化以脉
状为主,这种分带特征为区内进一步预测指明了方
向。
(2)矿床类型的垂直分带:在一个矿区(矿带)内
同一矿种不同类型的矿床共存的情况,是就矿找矿的
重要依据,实践证明,无论是对一个成矿区,还是一个
成矿带、一个具体矿山,根据矿床的垂向分带特点,寻
找新的盲矿体有着十分重要的意义[7]。
以在招掖金矿带为例,根据玲珑式石英脉型和焦
家式破碎蚀变岩型金矿,建立了“双段分带”模式,该
模式指出两类金矿是同源、同期、相同地质作用条件
下形成而赋存于不同深度的金矿床类型。二者在垂
向上呈渐变过渡关系,自上而下可分为5种类型,中
间三类为过渡型:缓倾破碎蚀变岩型(焦家式);陡倾
破碎蚀变岩型;细脉密集带型;群脉过渡矿化型;石英
脉矿化类型(玲珑式)。并且在空间分布上,蚀变岩
型一般赋存在0m标高以下,石英脉型一般赋存在
150m标高以上, 0~150m标高是两种矿床类型的过
渡型,可以此标高为参照,在矿带内对矿床的相应矿
化类型进行预测。望儿山金矿床被认为上部是石英
脉型、下部是蚀变岩型垂直分带的典型。蚀变岩型和
石英脉型互为找矿标志,且可指导深部找矿。
近几年来,在郭家岭花岗岩体内发现了界河金
矿,在玲珑花岗岩体内发现了孙家洼金矿,认为是花
岗岩型金矿,其与另外两种类型金矿在成因和赋存空
间上有着密切关系,由此可见,在招掖金矿带金矿类
型变为蚀变岩型—石英脉型—花岗岩型,这不仅为找
矿提供了新思考,可能导致胶东金矿找矿工作再次取
得突破。
小秦岭地区同样存在矿化垂直分带的特征。根
据该地区金矿体形态、矿化类型、矿物组合、围岩蚀变
和矿床地球化学特征,可将小秦岭地区金矿化分做三
段:上段(2 000~1 500m)为多金属硫化物-石英脉
型金矿化,中段(1 500~800m)为黄铁矿-石英脉型
金矿化,下段(800~0m)为少黄铁矿-石英脉型金矿
化。由此作出了如下结论:上部矿化地段(2 000~
1 500m),是指正在勘查和开采的范围,以多金属硫
化物-石英脉型金矿化为主;中、下部矿化地段
(1 500~800m , 800~0m),是预测深部矿化赋存的
可能范围。最近,杨砦峪金矿深部钻孔在标高900m,
发现自然金-黄铁矿-石英脉型金矿化;寺范金矿钻
孔在标高690m处发现金矿脉;大湖峪、竹峪两个矿
山在500m标高处发现盲矿体,属少黄铁矿-石英脉
型金矿化。证实该分带规律的存在,同时也为后续找
矿工作指明了方向。
2. 7　矿体侧伏理论
矿体的侧伏是指矿体随倾斜移动,其最大延伸轴
逐渐偏离倾向线,与矿体走向线(矿体最大延长线)
间出现夹角———侧伏角,此现象称矿体的侧伏,脉状
矿体与透镜状矿体常出现这种现象。矿体侧伏特征
的研究,主要是尖灭再现、尖灭侧现规律的研究,是指
导矿山就矿找矿,进行深部矿体预测的重要准则。
以灵山沟金矿为例。两条主矿脉5号脉和1号
脉具有明显的向东北侧伏现象,并由地表向深部侧伏
角变缓。基于对这一构造控矿规律的认识,对上部矿
体形态、产状,特别是对矿体侧伏角作了系统分析,根
据两个矿脉的侧伏方向和角度,提出了深部探矿工程
布置方案,查明1号、5号矿脉在深部侧伏角变缓处
形成第二富集带,同时在其两翼也发现了新矿体,新
增金属量7. 8t。根据金矿体的侧伏再现规律,有关单
位相继在望儿山矿床的深部,获得了明显的找矿效
果。
3　结　语
经过国内外众多学者的努力探索,在就矿找矿理
论研究方面已取得明显进展,积累了许多成功的范
例,但在勘查工程验证前,对隐伏矿体的确切形态、位
置和矿化强度的认识仍然不清楚,表明隐伏矿体定位
预测研究仍然是项大风险、高难度和复杂的科学系统
工程。如何做好矿山预测工作,找矿理论是基础,找
矿方法技术的突破关键。进行多学科联合、不同找矿
预测理论相互渗透,同时引入新的技术方法和手段,
从四维空间角度进行隐伏矿体定位、定量预测,是今
后就矿找矿工作的主要攻关方向。
[参考文献]
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王建平的学术论文

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