对地球化学探矿四个问题的思考

对地球化学探矿四个问题的思考 摘 要多年来,地球化学探矿能否区分矿体与矿化异学、地球化学异常模型与实际运用等诸多问题是地化探矿工作中的疑难核心问题,*从多角度分析了地球化学探矿中的四个基本问题,从而为今后地球化学探矿工作打下良好的理论基础。关键词地球化学 探矿 思考一、地化探矿几个问题的分析1.矿床区分和矿化异常,是多年来地球化学探矿工作的首要问题,使用当前世界上各种先进的地球化学测量办法可将金属矿床划归为一种地球化学异常。而寻找金属矿床问题,也就可以归结为寻找这种地球化学异常。用各种地球化学测量方法,可以查明各种地球化学异常。但所发现的异常数却要超过工业矿床数的许多倍,并且由于矿床产出的地质条件和景观地球化学条件的不同,往往会出现小矿异常大或大矿异常小的情况。在个别情况下,那种小(弱)异常还可能被天然的和技术上的干扰所掩盖。这就要求查明由一定规模和产出条件的矿床,在地球化学场中所产生的异常,并从发现的大量异常中,划分出那些与工业矿床有关的少量异常来。这就是地球化学异常评价问题。地球化学异常评价的内容是:(1)定性,即确定异常性质,鉴别矿体异常与非矿异常。非矿异常中,主要是矿化异常,也就是达不到工业要求的矿化所引起的异常。(2)定位,即判断异常与矿体在空间上的关系。(3)定量,即估计矿体的埋深、规模、产状、形态、矿石组分、成因类型等。这三条中,第一条是异常评价的根本问题,对它有两种认识:一种观点是,认为化探能够区分矿体与矿化异常。理由是,元素集中到一定程度才成为矿体,元素组合和含量的变化与矿化应有本质的差异。据称,苏联就解决了异常评价中的这一关键问题。其准则是:a.矿化晕中组分比矿体简单,且异常孤立零散,没有中心,分带不明显。b.组合(累加或累乘)晕指数值的变化曲线在横交矿化走向方向上,不能形成明显的最大值。c.在相似地质条件下,矿化异常规模小。此外,结合构造、岩性、蚀变情况和其他方法,可以有效地鉴别矿体与矿化异常。地球化学障的研究,也可能有助于这种鉴别工作。另一种观点是,元素集中到什么程度就算是矿体,是根据当前采、选、冶的技术水平由人们确定的,今天属于矿化的,将来也可能算做矿体,即认为矿化与矿体没有本质差异,两者的异常不能区分。例如,斑岩铜矿床,平均cu含量达0.2的矿化斑岩体,与含铜矿床的斑岩体0.4,根据地球化学资料基本上无法区别开来。如在理论上区分矿体与矿化异常是不可能的,而我们在实际运用中却硬要区分,那是徒劳。但如能区分,而人们不想法区分,那便是保守,因此这是个非常值得探讨的问题。2.地球化学异常模型与实际运用探寻地球化学异常通过模型设定并在实际中加以运用,是实现这一目标的有效方法。近年来,国内外通过编写例案,建立了一系列矿床地球化学异常模型,这种模型是矿床成因模型的重要组成部分,是成矿的客观表现。它是从大量实际资料中抽取出来的元素地球化学异常共同特点,概括地表达了元素或化合物在不同地区、不同类型金属矿床上,在周围空间上和时间上的变化规律性。它表达了:(1)地球化学异常的几何形态(异常的几何形态,大体上与矿体或矿化带的形态相一致),直观地反映了形成矿体或矿化带或晕的控制因素。(2)组分及其分带性,即对于各种类型矿床原生晕,晕中组分与矿石组分完全一致,并具有明显的垂直和水平的分带性,客观地反映了矿石的成分及矿物的空间分布规律。(3)元素浓度分带特征,即晕中元素浓度随着远离矿体、矿床、矿田乃至矿带,一般呈现逐渐降低的规律,它反映了元素含量梯度的变化,可用来判断矿化中心,以及鉴别富矿化与分散矿化。建立地球化学异常模型,对于地球化学资料的综合分析和总结,都是一种较理想的表达方式。它简单、直观、易于理解又便于利用。由于资料的限制,新建立的模型可能会有不少欠缺,这就有待于今后有了更新的资料时,对原来的结论进行修改,这也是科学推理的正常过程。又由于地质情况的复杂性.不同地区,不同类型矿床.地球化学异常并非完全与模型符合不同地区,相同类型矿床,地球化学异常也往往不符合(重现)。因此.在实际运用中,在未知区所获得的异常.只要某些方面与模型符合、复合,就可大胆提出验证意见。因为完全符合、复合,在目前是不可能的。3.试验测量工作的重要性何为实验测量就是指在一个地区着手进行生产之前,选定最佳采样方法和分析方案是十分必要的。它是通过选择与所要寻找的矿床类型,地质及地球化学景观条件尽量相似的已知矿床进行试验确定的。这就是试验测量。对不同的地球化学测量方法,实验测量的内容也不同。归结起来,其内容大体是了解覆盖物的性质、岩石性质、地质构造特点,选择取样介质,确定取样密度、样品粒级、取样层位:确定样品处理方案:选择指示元素:测定未受矿化影响或影响很小的岩层中的金属含量,确定地球化学区域背景值、局部背景值和异常值;研究地球化学异常特点,各种影响因素,提出找矿标志,确定解释评价地球化学异常资料的准则,等等。试验测量是在以往的资料基础上.借鉴实际经验,有重点地进行。对样品类型、取样介质、指示元素等有效性检验,是实验测量的一个重要部分。4.化探及应用程序基础工作通过近二十年的地球化探矿工作的总结,我认为地球化探工作的工作程序是:取样一加工一分析一整理资料一检查异常一验证异常。从中可以看出,“验证异常”之前的工作,都是基础工作:笔者认为,化探基础工作中,最需加强的应为以下几方面。(1)地球化学理论工作。研究各种地球化学异常的形成机理和影响因素,是最基本的基础工作,它是制定相应地球化学普查方法的依据、这一工作,一方面是积累和总结实际资料,另方面是实验,如进行成矿、成晕的地质和地球化学模拟实验及数学模拟实验。主要研究在各种地质和地球化学作用过程中,元素的迁移方式,集中的环境、条件及存在形式。第三方面是进行温压地球化学研究这些基础工作.能为制定地球化学普查方法、正确确定取样介质、选择合理的分析方法提供理论依据。(2)地质基础工作。主要包括对构造、岩层、蚀变、矿化现象的观察了解,对矿化及成因类型的认识,并加强对岩石学及矿物学的研究。(3)实现编录工作的标准化。(4)分析基础工作。扩大分析元素的范围,今后应争取达到80种增加分析手段,努力研究出高灵敏度、高精确度、高准确度的相态和价态分析以及微区超微量分析方法一建立分析中心,实现基本分析的仪表化和自动化,提高质量。(5)制定严密的取样、加工、分析、资料整理等一整套的质量监控方案。(6)实现资料整理的标准化,建立基础资料。其中应包括:我国各种岩石的区域地球化学背景值,各种介质如水、空气、植物、土壤中元素的平均含量:各种岩浆岩的平均化学成分,各种类型矿床矿物的包裹体温度、成分、盐度、同位素测定数据:主要指示元素的存在形式;成矿、成晕的热力学数据:各种地球化学测量的原始数据图、元素地球化学图、地球化学成矿预测图、景观地球化学图等基本图件;报告书:各种地球化学异常模型和数学模型:典型研究例案及找矿例案等。建立相应的系统。例如组织管理系统,元素的中心测试系统,岩石学和矿物学中心测试系统,地球化学数据处理系统等,是实现、加强基础工作的组织保证。二、对地球化学探矿工作中几个技术补充说明1.层控矿床在地层剖面上的岩性特点是:下部通常是一套碎屑岩,上部是碳酸盐岩石,工业矿体一般存在碳酸岩石的中下部。下部碎屑岩(特别是细碎屑岩)具隔水性,上部碳酸岩石是含水岩层,两套含水性不同的接触带有利于地下水活动,为成矿作用提供水源。2.层控矿床成矿物质来自矿源层,矿源层中可能初步富集了某种成矿元素,但更主要的是分散于矿源层中的物质能否被“解放”出来转入溶液。正如“两次成矿说”所指出的:“物质的玻璃状态(火山玻璃)成混合物状态(如碎屑沉积),各组份之间没有化学平衡关系。这些岩石在扭应力和热力驱动下,容易晶化,在结晶过程中,不易进入晶格的某些金属元素则转入溶液形成矿液,所以在许多情况下,碎屑岩和火山岩通常是层控矿床的矿源层,为成矿作用的*。3.层控矿床工业矿体的形成是异地改造富集的控矿层位可分为矿源层和储矿层两部分。其中:矿源层层位稍低,在许多情况下由碎庸岩和火山岩组成;储矿层稍高,常由破酸盐岩石组成。4.产于厚层状灰岩和厚层状白云岩中的矿体,大都呈不规则脉状,线状,串珠状产出,形态复杂,不易勘探;产于薄层状泥质灰岩和薄层状灰岩接触带(或两种岩性突变带)的矿床,一般顺层发育,形态比较规则,多呈似层状和层间透镜体产出,容易勘探。这种现象可解释为:厚层状灰岩和厚层状白云岩层理不发育,岩性单