物化探找矿方法

物化探方法在寻找隐伏矿体中的应用地球化学找矿法

又称化探，以地球化学和矿床学理论为依据，以成矿元素及伴生元素分布为主要研究对象。第一部分地球化学勘查方法

异常、介质、方法、关系

异常成因介质类型异常类型地球化学找矿方法

原生异常

基岩、裂隙构造原生晕

岩石地球化学测量法

矿

残破积层次生晕

土壤地球化学测量体

体水系沉积物分散流水系沉积物测量法

次生异常地表水、地下水水晕水地球化学测量法

植物生物晕生物地球化学测量法

岩石、土壤、大气气晕气体地球化学测量法背景上限（异常下限）的确定（一）长剖面法：按一定的地质剖面，等距离采集样品（土壤或岩石），分析成矿元素及伴生元素，编制综合剖面图。利用综合剖面图，对比元素含量变化和地质观察结果。

在远离矿体样品中，根据元素含量变化，平行横坐标做一条平均含量线，该线值即为背景值；

根据元素含量的波动范围，在波动范围的上限，平行横坐标做直线，该线即为背景上限（或异常下限）如图：该方法以地质观察为基础，简便易行。多在矿区及矿区外围进行原生晕及土壤找矿时使用长剖面法。（二）数理统计法

区域性地球化学工作（面积性水系，土壤工作）

岩石、矿石中常量元素大多服从正态分布；而微量元素大多服从对数正态分布。1.地区背景值与背景上限的确定

若服从正态分布，其样品含量的算术平局值可作为背景值Co其中，x—各样品某元素的含量；N—样品数；

当样品数较多时，可根据含量分组，以各含量组中值（x）与各组样品数（频数f）来计算含量平均值。即

如在一个铜矿区甲地段采集了100个土壤样品，分析测试后整理为：

含量（10-6）356810152025样品数891110302552再将样品含量划分间隔组，统计各组样品数（频数），计算有关数据。含量区间（10-6）组中值（x）x2频数（f）f*xf*x20~52.56.251742.5106.255~107.556.2551382.52868.7510~1512.5153.825312.53845.015~2017.5306.3587.51531.520~2522.5506.3245.01012.6可计算出：∑f=100；∑f*x=870；∑f*x2=9363.2∵背景值∴背景上限Ca确定有：

Ca=2×Co=2×9=18×10-6

或Ca=Co+2σ整理改写上式为：Ca=Co+2σ=9+2×4.3=9+8.6=17.6×10-62.有异常地区的背景及异常下限的确定背景值：如某铜矿区乙地段采集了1000个样品，分析测试后整理为：含量（10-6）3568101520253040506080100200样品数3050301502001203525602010080502030

首先划分间隔组，划分时在能将Xo（组中含量值）、f1、f2、f3前提下，i应取最小值。含量间隔（10-6）0~33~66~99~1212~15…样品数3080150200120…含量间隔（10-6）0~33~66~99~1212~15…样品数3080150200120…从表可知：i=3×10-6时，X0=9×10-6，

f1=150,f2=200,f3=120异常下限Ca=2×Co=2×10.1=20×10-6

或Ca=Co+2σ=10+7.6=17.6×10-61、原生晕岩石内形成成矿元素含量增高的地球化学异常地段。故样品采集的对象是岩石。渗透是成晕元素迁移的主要形式。特点控制迁移的因素是元素性质、溶液压力、温度、浓度构造和岩性条件

1.1原生晕的基本特征

（组分、含量、形态、规模、分带性）

指示元素反映矿体存在或矿化特点的元素组分

间接指示元素伴生元素组合研究含量变化的规律研究异常强度

线状和狭带状形态透镜状和似层状不规则状

含量元素的活动性构造、岩性条件溶液浓度矿体埋深影响规模因素

规模分带各种指示元素围绕矿体自近及远呈规律性分布

水平分带

含量分带元素比值有规律的变化沉淀分带元素活性差别引起的分带

垂直分带脉动分带成矿作用多阶段形成

综合分带（Ba-Sb.As.Hg-Cd-Ag)-(Pb-Zn-Au-Cu-Bi-Ni)-(Co-Mo-U-Sn-Be-W)（原生晕的规模分带，可以判断原生晕的侵蚀程度）分带性

1.2岩石地球化学在找矿中的应用寻找深埋藏的盲矿体评价矽卡岩的含矿性推断盲矿体的矿石类型评价断裂构造的含矿性指导工程布置追踪矿体评价侵入体的含矿性2、次生晕矿体及原生晕表生破坏，在其附近上覆土壤中，成矿元素含量增高的异常地段。

扩散是成晕元素迁移的主要形式。特点受元素活性、土壤厚度、PH值、粒度等制约2.1基本特征主要的成矿元素也往往是主要的指示元素指示元素的含量多以B、C层富集剖面上异常形成上宽下窄的喇叭状与矿体的空间关系，主要受地形、矿体产状、土壤厚度控制2.2土壤地球化学作用在找矿工作中的应用应用矿种包括：有色金属Cu.Pb.Zn.As.Sb.Hg.W.Sn.Mo.Co.Ni等贵金属Au.Ag黑色金属Cr.Mn.V

以及非金属等矿种方法应用

a.面积性找矿

b.剖面工作

c.配合地质研究工作总之土壤工作首先要在矿区(矿体）上进行深度、粒度试验，确定最佳富集层位和最佳富集粒度，其次应在水系沉积物异常中进行

分散流

矿体原生晕或次生晕在表生作用下有用的组分迁移在附近水系沉积物中，有关元素含量增高，形成分散流异常或水系沉积物异常.3.1分散流特征a.指示元素与矿石组分有关，与原生晕、次生晕指示元素类似.b.元素含量与原生晕、次生晕对比，含量低.变化幅度小.c.规模与矿体的空间关系在汇水盆地内，形成分散流连续水系沉积物测量只能发现分散流异常，不能直接追索矿体.3.2水系沉积物地球化学测量在找矿中的应用应用矿种包括:有色金属Cu、Pb、Zn、Ni、Mo、Hg、Sb等贵金属Au、AgP等非金属矿产.区域找矿应用：了解区域成矿远景和近一步找矿方向矿床外围找矿：在矿床外围寻找远景区、圈定矿化带，扩大矿床的远景

第二部分地球物理勘查方法

1总述基本特点—研究地球物理场或物理现象，属间接找矿方法

1.1特点：

a.将地质问题转化为物探问题（带进地质因素）

b.异常具多解性，关键是区分矿异常与非矿异常

c.应用条件、范围、要求比较严格。

1.2前提

a.物性异常；

b.矿体具有一定规模和适宜深度；1.3方法应用的有利条件

a平坦地形最好

b矿体形态（越规则越好）

c具相当（或一定规模），矿物成分稳定

d干扰因素少（电缆、游散电流、施工区散线）

e地质资料详细1.4方法的选择

a注意研究矿体产出部位、矿石类型如：块状硫化物—充电法浸染状—激发极化法

b研究矿体的形状和产状(决定测网、测线、观测极距等因素)c研究物性参数（岩、矿石具代表性、新鲜、一定量块数）

d研究矿体覆盖厚度及分布2地球物理勘查方法分述一重力勘探法（一）概念：是利用各种岩（矿）石的密度差异、引起的重力变化来查明地质构造和矿产分布的一种物探方法。重法与磁法、放射性法同属于天然场法。但重力异常强度小，地形、高差等干扰因素影响十分突出。（二）引起重力异常的原因（一般应具备的条件）基本条件:a必须有密度不均匀体存在

b密度不均匀体沿水平方向有密度变化（有一定构造形态）

c研究对象与围岩要有一定的密度差，或有一定规模

d探测对象埋藏不能过深

e研究对象所产生的异常可以从干扰物中分辨出来

（三）岩（矿）石的密度（密度单位克/立方厘米）一般情况下：岩浆岩、变质岩密度﹥沉积岩密度沉积岩中灰岩、白云岩﹥沙页岩

1.沉积岩的密度取决于：（1）岩石的孔隙度（孔隙度增大、密度降低）（2）岩石年龄（岩石越老、埋藏越深、密度越大）2.岩浆岩的密度取决于：（1）化学成分基性﹥中性﹥酸性（2）产状侵入岩﹥喷出岩3.变质岩的密度取决于：（1）变质程度（变质程度加深、密度增大）（2）成份（随基性程度加大，面密度增大）4.矿物的密度除石油.煤.岩盐以外，各种矿物密度﹥岩石密度金属矿物﹥非金属矿物密度（四）资料整理室内工作：地形改正、中间层改上、高度改正、正常场改正（维度改正）最后成布格重力异常图。（五）成果解释

1、深部地质因素解释地壳与上地幔（莫霍面）为一个明显的密度分界面。上地幔密度﹥地壳地壳硅镁层﹥硅铝层密度2.浅部地质因素解释（1）台区结晶基底上覆沉积盖层形成界面基底岩石与盖层岩石密度不同形成了剩余密度分界面，反映结晶基底的起伏。如华北地台山东—河北—环渤海一带重力剖面重力异常起伏与基底的起伏一致，从而进一步解释了一些沉积盆地与油气构造的分布与规模

（2）确定沉积岩内部构造和岩相变化1如华北地台奥陶系灰岩与上覆C-P系煤系界面四川盆地三叠系海相灰岩与上覆J-K砂页岩界面都有明显的密度界面。2沉积岩层中褶皱与断裂引起的重力异常背斜——重力高（岩丘表现为重力低）断裂——等值线密集带（重力异常梯度带）（六）重力勘探的应用1预测成矿远景区—划分成矿区带，研究矿床分布规律2组合磁法寻找Fe矿、Cr矿3组合地震方法，圈定和寻找沉积构造盆地。油气藏等。二、磁法勘探（一）概念

1、基本磁场：由地核内电流的对流形成；

2、外部磁场：叠加在基本磁场之上的短期磁变化；短期变化日变化磁暴

3、磁异常：地磁场与基本磁场之间的差别（二）岩（矿）石的磁性1、岩浆岩：有较高的磁性2、沉积岩：磁性很弱，多可以认为无磁性3、变质岩：磁性介于岩浆岩与沉积岩之间（正变质岩﹥负变质岩）（三）地磁异常的基本特征1、各类火山岩（火山岩区）异常曲线2、沉积岩区的磁场3、变质岩区磁场（四）磁法勘探应具备的三个基本条件1、所推测的地质体与围岩间有足够大的磁性差；2、磁性体的体积与深度比值足够大3、干扰体的磁场足够小（五）、磁法勘探的应用1、面积性工作，可以划分地质界线、指导地质填图

2、直接寻找磁铁矿床和间接寻找多金属矿床

多金属矿床—主要利用与磁性矿物有共生关系这一条件，如矽卡岩型、热液脉状矿体3、分析确定构造类型与规模（1）当有磁性岩层时，可以发现和确定背、向斜;(2)断裂与破碎带由于受应力作用磁性降低，磁场多呈低值带，但有磁性脉体贯入时，则出现高值带。4、估计地质体（磁性）的埋深一般情况：埋藏浅—异常强度大、范围窄埋藏深—强度减小，范围变宽。三、电法勘探

以岩（矿）只之间的电性差异为依据，来查明构造与矿产

的分布。

电阻率法

直流电法（自然电场法或自然电位法）电法激发极化法交流电法理论与仪器较复杂不常用（一）电阻率法（电阻率单位欧姆·米）向地下供电，由于电流对地下良导体和不良导体产生作用不同，地表电场发生畸变，一次来确定相关地质体（矿体）的存在。1、岩石的电阻率（统计值）岩浆岩102~105欧姆·米沉积岩10~102欧姆·米

变质岩介于两者之间2、影响岩（矿）石电阻率的因素（1）矿物成分及结构（结构指矿物的排列方式）（2）岩（矿）石的孔隙度、温度及空隙中水溶液的矿化度等

一般情况：金属硫化物矿床（斑岩型除外）及断裂破碎带与围岩相比，都呈低阻。

3、方法

（1）电剖面法

目的：探测同一深度范围内，地质体（矿体）沿剖面

方向分布的情况

A联合剖面法（联剖）

a设无穷远极，每个点观测两次（装置笨、效率低）

b对寻找低阻、陡倾斜的矿体效果好；

c适用矿区内寻找矿体（1/2千~1/万）垂直矿体走向布置

d极距AO的选择应与矿体埋深有关，一般要求Ao﹥3HABCOMN无穷远极﹥5Aoe.联剖ρs曲线特点

一般测得两条曲线ρsA和ρsB

(ρsA曲线绕矿体旋转180°得到ρsB）

1直立矿体曲线特点对称“8字型”的明显岐离带交点左枝ρsA﹥ρsB

右枝ρsB﹤ρsA称为正交点或矿交点2倾斜矿体曲线特点

（1）有交点，但交点位置在矿体的顶部附近，并稍移向倾斜一侧

（2）曲线不对称，矿脉的倾斜一侧ρsA和ρsB值相对另一侧下降，曲线变换确定“正交点”下部是否存在矿体，还需进行不同极距（Ao)的观测与对比。如果不同极距所获得的两条曲线交点位移很大，交点的个数也有变化时，则认为该交点不可靠。B、电测深法（电阻率法中的一种）作用：用以研究地下介质（矿体、地质体）电阻率沿垂向变化的方法。它以可能用来划分垂向分布的水平的或倾角不大的岩层为前提。a、基本应用

Ⅰ、（金属矿区）估计具有一定水平延伸矿体的顶部埋深及产状；

Ⅱ、查明与成矿有关的地质构造；

Ⅲ、（水文工程地质方面）解决含水层埋深与厚度，及划分咸淡水分界面等。Ⅰ、均匀情况（地下介质均匀）

Ⅱ、二层情况

※当AB＜h1时，为左枝情况，ρs

=ρ1为一条直线或者说当你知道有两层时，还出现一条直线时，说明极距＜第一层的厚度。b、几种简单的曲线类型

Ⅲ、三层情况（四种类型）※总结上述曲线类型，需要说明的是极距AB应足够长，才能形成右枝两层断面的曲线，否则将是一条直线。c、野外工作Ⅰ、测线的选择—尽可能垂直探测对象的走向方向；Ⅱ、供电极距（AB）的选择（1）如想可靠地反映第一层电阻率时（ρ1），AB距应＜

h1，（也就是说想要探求近水平矿体顶板埋深时）（2）如需探测一定深度时，要有足够大的AB距，（探测深度：理论上为AB/2）

※极距的大小应依据地质条件和探测对象而定。Ⅲ、观测极距的选择（M、N）（与理论曲线比较）MN不宜过长，一般应≤AB/3；但是为了提高观测粒度和节省电源，也不能过小，所以现在规定MN≥AB/30,也就是说不小于AB的1/30D、曲线的定性解释（见图）（二）激发极化法

1、概念：向地下人工充电，观测次生极化的电位差。

2、基本知识（1）方法机理①向地下供电时产生一次电位差△U1，（也称一次场）；断电时产生二次电位差△U2，（是一种缓慢衰变的残余