地球化学找矿模式

1、斑岩型及矽卡岩型铜矿床斑岩型及矽卡岩型铜矿床地质地质- -地球化学找矿模型的构建地球化学找矿模型的构建以江西城门山铜矿床为例以江西城门山铜矿床为例 一、建模基本思路一、建模基本思路1 1 总体思路总体思路以前人工作（文献资料和数据）为基础；以前人工作（文献资料和数据）为基础；以现代成矿、成晕理论为指导；以现代成矿、成晕理论为指导；围绕成矿地质条件，分析控制成矿地质因素；围绕成矿地质条件，分析控制成矿地质因素；通过对比研究，表达地质因素为地球化学找矿通过对比研究，表达地质因素为地球化学找矿标志：标志：成矿模式成矿模式地质找矿模型地质找矿模型地球化学找矿模型地球化学找矿模型2 2 关于复合型铜矿床

2、关于复合型铜矿床（1 1）矿床学有关矽卡岩型、斑岩型矿床概念；）矿床学有关矽卡岩型、斑岩型矿床概念；（2 2）城门山铜矿床矽卡岩型与斑岩型矿体形）城门山铜矿床矽卡岩型与斑岩型矿体形成于同一岩浆活动，是同一成矿演化过程，只是成成于同一岩浆活动，是同一成矿演化过程，只是成矿期次、成矿控制因素和围岩条件等不同；矿期次、成矿控制因素和围岩条件等不同；（3 3）从勘查目的出发，为便于探讨矿床地球）从勘查目的出发，为便于探讨矿床地球化学异常特征、建立地球化学找矿模型，以独立矿化学异常特征、建立地球化学找矿模型，以独立矿床进行研究。床进行研究。二、成矿特征与成矿模式研究二、成矿特征与成矿模式研究 城门山城门

3、山“多位一体多位一体”（矽卡岩型、斑岩型、似（矽卡岩型、斑岩型、似层状块状硫化物型）铜多金属矿床位于扬子陆块北层状块状硫化物型）铜多金属矿床位于扬子陆块北东缘、长江中下游成矿带之九瑞矿集区（图东缘、长江中下游成矿带之九瑞矿集区（图1 1）。）。1 1 成矿地质特征：成矿地质特征： 燕山期中酸性小岩体侵入在中燕山期中酸性小岩体侵入在中- -古生代的碳酸古生代的碳酸盐岩地层中；盐岩地层中； 北西向构造北西向构造- -岩浆带。岩浆带。图图1 1 长江中下游成矿带矿集区分布示意图长江中下游成矿带矿集区分布示意图花岗闪长斑岩与灰岩的接触带形成矽卡型铜花岗闪长斑岩与灰岩的接触带形成矽卡型铜多金属矿体；多金

4、属矿体；石英斑岩花岗闪长斑岩的岩体中形成斑岩型石英斑岩花岗闪长斑岩的岩体中形成斑岩型铜钼矿体；铜钼矿体；中石炭统黄龙组灰岩与上泥盆统五通组砂岩中石炭统黄龙组灰岩与上泥盆统五通组砂岩层面上形成了似层状块状硫化物型矿体（图层面上形成了似层状块状硫化物型矿体（图2 2）；）；整体特征：整体特征：“ ”“ ”型（油条烧饼型）特型（油条烧饼型）特大型铜多金属矿床。大型铜多金属矿床。T1d下三叠大冶组下三叠大冶组P1q下二叠栖霞组下二叠栖霞组Qp 石英斑岩石英斑岩SiLs硅化灰岩硅化灰岩P1m下二叠茅口组下二叠茅口组D3w上泥盆五通组上泥盆五通组gdp 花岗闪长斑岩花岗闪长斑岩SK矽卡岩矽卡岩P2长兴龙潭

5、组长兴龙潭组S3s上志留纱帽组上志留纱帽组Fel褐铁矿褐铁矿Bf构造角砾岩构造角砾岩城门山层状硫化物喷气构造城门山层状硫化物喷气构造城门山层状硫化物中胶城门山层状硫化物中胶状黄铁矿状黄铁矿( (反射光反射光5050）城门山层状硫化物中胶状城门山层状硫化物中胶状黄铁矿残留黄铁矿残留( (反射光反射光5050）城门山层状硫化物中球城门山层状硫化物中球状黄铁矿残留状黄铁矿残留( (反射光反射光5050）城门山层状硫化物中球城门山层状硫化物中球状黄铁矿残留状黄铁矿残留( (反射光反射光5050）SrRbBaTh TaNbCe Zr HfSmTi Y YbSc Cr1E-41E-30.010.1110S

6、ample/MORB层状矿体胶黄铁矿矿石层状矿体胶黄铁矿矿石SrRbBaTh TaNbCe Zr HfSmTi Y YbSc Cr1E-41E-30.010.1110Sample/MORB矽卡岩矿石矽卡岩矿石微量元素特征微量元素特征La Ce Pr NdSmEuGdTb DyHo Er TmYb Lu1E-30.010.1110矽卡岩中黄铁矿矽卡岩中黄铁矿 WS-14 WS-18-1 WS-18-2 WS-1 WS-7脉状矿体脉状矿体黄铁矿黄铁矿La Ce Pr NdSmEuGdTb DyHo Er TmYb Lu1E-30.010.1110 WS-34-1 WS-34-2 E12-1-7-1

7、 E12-1-8 E12-1-7-2胶黄铁矿石胶黄铁矿石REE特征特征ss封山洞: Re-Os 1442 Ma武山Re-Os 146.42.6 Ma城门山Re-Os: 1372 Ma;1422 Ma成矿年龄成矿年龄 ( (据李进文等、吴良士等据李进文等、吴良士等) )与岩浆活动有关的成矿作用与岩浆活动有关的成矿作用Two-stage model of MSD in South China 斑岩铜钼矿斑岩铜钼矿矽卡岩铜矽卡岩铜矿矿似层状含似层状含铜黄铁矿铜黄铁矿1 1 围绕中酸性斑岩体围绕中酸性斑岩体铜多金属矿床形成必不可少的条件，也是重要铜多金属矿床形成必不可少的条件，也是重要的找矿标志之一；

8、岩体呈岩株状产出，平面上呈不的找矿标志之一；岩体呈岩株状产出，平面上呈不规则的椭圆形，剖面上呈筒状；浅成超浅成侵位；规则的椭圆形，剖面上呈筒状；浅成超浅成侵位；岩体规模岩体规模0.50.51.0Km1.0Km2 2；岩石类型以花岗闪长斑岩；岩石类型以花岗闪长斑岩对铜成矿最为有利。对铜成矿最为有利。 三、地质找矿模型三、地质找矿模型 2 2 中酸性侵入小岩体接触带附近中酸性侵入小岩体接触带附近围岩为碳酸盐类岩石围岩为碳酸盐类岩石( (下二叠统茅口组与上二下二叠统茅口组与上二叠统长兴组、上二叠统长兴组与下三叠大冶组等不叠统长兴组、上二叠统长兴组与下三叠大冶组等不同岩性差异面同岩性差异面) )，在接

9、触带及岩体内围岩捕虏体形，在接触带及岩体内围岩捕虏体形成矽卡岩型矿体；成矽卡岩型矿体；围岩为碎屑岩时注意寻找斑岩型矿床及围岩中围岩为碎屑岩时注意寻找斑岩型矿床及围岩中细脉侵染型及脉状型矿体；细脉侵染型及脉状型矿体；五通组碎屑岩与黄龙组碳酸盐岩之层间界面是五通组碎屑岩与黄龙组碳酸盐岩之层间界面是似层状含铜块状硫化物矿体赋存的重要层位似层状含铜块状硫化物矿体赋存的重要层位 3 3 围岩矽卡岩化、硅化及大理岩化围岩矽卡岩化、硅化及大理岩化找矿重要标志之一。找矿重要标志之一。矽卡岩化形成早于金属矿化，两者关系最突出的矽卡岩化形成早于金属矿化，两者关系最突出的特征是矿化叠加在矽卡岩体上，矽卡岩体基本上就

10、是特征是矿化叠加在矽卡岩体上，矽卡岩体基本上就是矿体；矿体；成矿阶段的蚀变主要是硅化，共同组成了成矿作成矿阶段的蚀变主要是硅化，共同组成了成矿作用中最为重要的石英硫化物阶段；用中最为重要的石英硫化物阶段；大理岩化分布范围较大，利用大理岩化可预测隐大理岩化分布范围较大，利用大理岩化可预测隐伏岩体。伏岩体。 4 4 铁帽铁帽硫化物矿床的直接找矿标志，虽然原生矿物在表硫化物矿床的直接找矿标志，虽然原生矿物在表生氧化作用下发生了强烈的变化，但仍可找到原生硫生氧化作用下发生了强烈的变化，但仍可找到原生硫化物的残留及铜等次生矿物，铁帽中化物的残留及铜等次生矿物，铁帽中CuCu、PbPb、ZnZn、AuAu

11、等元素含量较高，利用铁帽残留原生矿物、次生矿物等元素含量较高，利用铁帽残留原生矿物、次生矿物及元素组合来判断原生矿床种类。及元素组合来判断原生矿床种类。5 5 铜草（海洲香糯）铜草（海洲香糯）铜矿床（矿化）重要的植物标志，尤其在含硅质铜矿床（矿化）重要的植物标志，尤其在含硅质岩或燧石结核碎石的残坡积层中常见，以成片生长和岩或燧石结核碎石的残坡积层中常见，以成片生长和紫色牙刷形花序为特征而被发现和识别。紫色牙刷形花序为特征而被发现和识别。1 岩石原生晕地球化学标志岩石原生晕地球化学标志 成矿指示元素：从岩石原生晕测量结果表明，成矿指示元素：从岩石原生晕测量结果表明，在成矿成晕过程中，矿床及其周围

12、具有在成矿成晕过程中，矿床及其周围具有CuCu、PbPb、ZnZn、AuAu、AgAg、MoMo、W W、SnSn、BiBi、AsAs、MnMn、CoCo、NiNi、HgHg、F F等元素的原生晕异常，这些元素可以作为寻找该类等元素的原生晕异常，这些元素可以作为寻找该类矿床的指示元素矿床的指示元素; ;其中最主要的指示元素为其中最主要的指示元素为CuCu、PbPb、ZnZn、AuAu、AgAg、MoMo，它们代表了矿床主要成矿元素和，它们代表了矿床主要成矿元素和伴生元素组合特征。伴生元素组合特征。AgMoCuMnZnPb城门山矿区基岩风化面元素地球化学图城门山矿区基岩风化面元素地球化学图CuP

13、bZnAgMoMn2 2 原生晕分带原生晕分带 铜矿体：铜矿体：PbPb、ZnZn、AsAs、MnMn（HgHg）为前缘晕；）为前缘晕；CuCu、AuAu、AgAg为矿中晕；为矿中晕；MoMo、W W、SnSn为矿尾晕；为矿尾晕； 钼矿体：钼矿体：MoMo、W W（SnSn）元素以深部斑岩体为中心，）元素以深部斑岩体为中心，往上往外，元素的组合为往上往外，元素的组合为CuCu、AuAu、AgPbAgPb、ZnZn、AsAs、MnMn（HgHg）；）； 赋存于五通组和黄龙组不整合面上的块状含铜黄铁赋存于五通组和黄龙组不整合面上的块状含铜黄铁矿：以花岗闪长斑岩体位中心，矿：以花岗闪长斑岩体位中心，

14、CuCu、AuAu元素向东西两元素向东西两侧对称分布为：侧对称分布为：AgAg、AuAu（CuCu）PbPb、ZnZn、AsAs（HgHg）元）元素组合。素组合。+14米中段-106米中段-226米中段-346米中段0.2%0.05%0.01%-46米中段-166米中段-286米中段-406米中段城门山铜矿各水平中段城门山铜矿各水平中段CuCu元素地质地球化学元素地质地球化学图图+14米中段-46米中段-106米中段-166米中段-226米中段-286米中段-346米中段-406米中段0.04%0.01%0.002%城门山铜矿各水平中段城门山铜矿各水平中段MoMo元素地质地球化学图元素地质地球

15、化学图从上到下不同中段从上到下不同中段CuCu、MoMo元素异常地球化学图元素异常地球化学图上，结合前人钻孔原生晕资料分析：上，结合前人钻孔原生晕资料分析：（1 1）矿床上部）矿床上部ZnZn、PbPb、AgAg、CuCu等元素异常发等元素异常发育，异常宽度大，含量高；育，异常宽度大，含量高；（2 2）而在矿床的下部）而在矿床的下部MoMo元素异常相对较大，元素异常相对较大，强度高，强度高，ZnZn、PbPb、AgAg、CuCu等元素异常厚度较小，含等元素异常厚度较小，含量低，甚至无异常存在。量低，甚至无异常存在。三维空间坐标系三维空间坐标系三维地形三维地形三维地质体三维地质体三维图层三维图层

16、 CuCu元素三维空间分布形态元素三维空间分布形态 Cu Cu元素的高含量元素的高含量( (0.20.2) )主要分布在浅主要分布在浅部，形成部，形成“铜帽铜帽” MoMo元素三维空间分布形态元素三维空间分布形态 Mo Mo元素的高含量元素的高含量( (0.040.04) )主要分主要分布在深部，形成布在深部，形成“钼核钼核”4 4 基于岩石原生晕的找矿地球化学模型基于岩石原生晕的找矿地球化学模型 矿床和矿体异常的元素组合分带特征，是评价矿床和矿体异常的元素组合分带特征，是评价和预测矿床（矿体）剥蚀程度、矿化类型的重要地和预测矿床（矿体）剥蚀程度、矿化类型的重要地球化学标志，因而是构建矿床球化

17、学标志，因而是构建矿床找矿地球化学模型找矿地球化学模型的的重要因素。重要因素。 由于成矿地质条件直接约束矿床成因，因此不由于成矿地质条件直接约束矿床成因，因此不同成矿地质条件下形成的矿床异常元素组分分带规同成矿地质条件下形成的矿床异常元素组分分带规律性和发育程度将表现出明显差异律性和发育程度将表现出明显差异这是成矿地这是成矿地质条件能够用地球化学评价指标表达的实质质条件能够用地球化学评价指标表达的实质。找矿地球化学模型：找矿地球化学模型： （1 1）城门山铜矿明显受岩体、接触带构造控）城门山铜矿明显受岩体、接触带构造控制，形成以矿体为中心的分带，制，形成以矿体为中心的分带， （2 2）AsAs、HgHg、MnMn、ZnZn、PbPb异常分布于矿体前异常分布于矿体前缘，构