第七讲-地球化学预测方法

1、邓 军 杨立强 王庆飞 82322301djun ,隐伏矿床预测 Searching for Hidden Ore Deposits,中国地质大学 （ 北京）研究生课程,地球化学预测方法,第六讲,概述 原生晕预测方法 深穿透次生异常预测方法 其他地球化学方法,内容提要,概 述,地球化学预测找矿方法的基础,一些已经确定的事实 在形成矿体的同时在围岩中还形成了成矿元素和伴生元素的原生晕 在矿床（体）破坏过程中发育了较晚期的次生晕、水晕、气晕和生物化学晕 化学元素在表生带中的迁移能力既取决于元素的性质，也取决于外部条件,地球化学预测找矿方法步骤,成矿预测,取样,模型构建,数据处理,化探取样的“代表层

2、”,矿床发育的“临界层”（可以部分或全部暴露地表，或隐伏在深部） 对外生矿床来说，此层相当于含矿的沉积岩石建造 内生矿化赋存的“临界层”与盖层或褶皱构造一定深度范围内的断裂发育带有关 地质构造和其它地质体的代表部位 应用找矿方法的代表带 取样或测量参数的代表层 对利用地球化学法和矿物法特别重要，若取样效果差，会直接漏掉埋藏矿 在掩盖区找矿时，要对基岩粘土质风化壳的代表层进行深部地球化学取样,化探取样的“代表层”,在不同阶段和亚阶段进行地质勘探工作的深部代表层 能决定垂直面上的合理研究区段 以用一套最有效的普查方法寻找隐伏矿 进行开采工作的代表层,这决定于开采工作的现代技术手段 总之，通过对隐伏

3、矿床（体）的各类代表层进行综合分析和比较后，就能选出地面和深部找矿工作体系的最佳方案,原生晕预测方法,原生晕的研究阶段,我国自在五十年代开始，谢学锦等专家就进行了原生晕找盲矿试验，几乎与前苏联学者同时，各自发现了热液矿床的原生晕具有明显轴（垂）向分带，即每个矿体都有自己的前缘晕、近矿晕和尾晕，矿体的前缘晕向上延伸达几百米，为预测深部盲矿提供了重要的直接信息，也就是原生晕找盲矿的理论基础。至今，研究和应用原生晕法找盲矿已有几十年了，并取得了好的找盲矿效果。,冶金化探首先开拓了有色金属原生地球化学异常模式,应用原生晕找盲矿，国内、外已研究和应用了几十年，我国地矿、冶金、有色、武警黄金系统都作了大量

4、研究工作，并取得了很多成果，在找盲矿也取得了好的效果。冶金化探在研究和应用原生晕预测有色金属、贵金属盲矿方面也取得了多项成果，并首先开拓了原生地球化学异常模式,研究和出版了中国第一部“典型有色金属矿床地球化学异常模式”专著 ，为我国化探找矿模式化开拓了新路,该成果是国家“六五”期间，冶金部立项，由欧阳宗圻教授为首组织冶金十七个科研院所及大专院校联合研究有色金属矿床地球化学异常模式的成果。该成果1986年国家“六五”地质科技重要成果交流会上交流，并展出彩色模式，受到与会者高度评价，科学出版社特邀出版了专著。,该成果被专家鉴定为：这是我国“有色金属矿床地球化学异常模式”（欧阳宗圻、李惠、刘汉忠等著

5、 科学出版社 北京 1990）研究的第一项重大成果，不但提高了化探找有色金属矿的效果，而且使化探找矿发展为模式化，研究水平达到了国内领先水平，具有广泛应用和推广价值。1986年冶金部评为科技进步三等奖。该成果共15个典型矿床模式，包括金、铅锌、银、铜、钨钼、锡、锑、铌钽等矿种，矿床类型包括热液型铜矿、金矿，矽卡岩型铜钼矿、脉状钨矿、层控铜铅锌矿等。其中有5个是李惠为专题组长完成的。,“金矿盲矿预测的原生晕模型” 中国第一部金矿地球化学异常模式,应用原生晕找盲矿，自五十年代从前苏联引进以来，我国已研究和应用了几十年，冶金化探在找金盲矿方面取得了多项成果，并出版了石英脉和蚀变岩型金矿床地球化学异常

6、模式（李惠，科学出版社 北京 1991）。,原生晕原生叠加晕的发展背景,随着研究的不断深入，特别是八十年代以来，在研究原生晕轴（垂）向分带时，发现有很多“反常、反分带现象”不能解释，严重影响了原生晕方法预测盲矿效果的提高。而据金矿成矿具有多期多阶段叠加的特点，不但可作出合理解释，而且提取出了很好的找盲矿信息。,原生叠加晕的研究,自九十年代开始，以李惠教授为首的化探专家在原生晕理论基础上，拓宽了思路、不断创新，研究了金矿床的原生叠加晕，通过参加国家黄金地质攻关项目（90051-09）、国家攀登计划项目、国家黄金局、冶金部项目，并与矿山找矿相结合，使原生晕法发展为原生叠加晕原法，并总结出了金矿盲矿

7、预测的四种叠加晕理想模型和盲矿预测的五条准则。在国家黄金地质科技攻关项目的成果中，原生叠加晕是重要成果之一，获部级科技进步二等奖,参与研究和出版了“中国主要类型金矿找矿模型”专著该成果是国家重点黄金地质科技攻关项目（90051-09）的主要成果（1994年），由地矿部、冶金、有色、核工业、武警黄金五个系统，30个专题联合攻关项目。1996年正式出版专著“中国主要类型金矿床找矿模型”（邹光华、欧阳宗圻、李 惠等著.北京.地质出版社.l996），1998年获地矿部科技进步二等奖。,原生叠加晕是“中国主要类型金矿 找矿模型”研究成果的主要成果之一,该成果根据不同的成矿地质条件和矿床成因系统地研究和总

8、结了中国主要类型金矿床的地球物理、地球化学找矿模型，为不同类型的金矿床提供了物、化探技术指标和技术参数，李惠的原生叠加晕研究在“中国主要类型金矿找矿模型”成果的地球化学找矿模型中是主要成果之一是大大提高了我国金矿的物化探找金的技术水平。专家鉴定：这是我国第一次系统而全面的研究和总结我国主要类型金矿综合找矿模型的重大成果，研究成果达国际先进水平，建议尽快出版以推动和指导我国金矿的找矿勘查工作。,原生叠加晕是“中国主要类型金矿 找矿模型”研究成果的主要成果之一,开创了“原生叠加晕”新方法第一部专著,1996年又在参加国家攀登计划项目中使原生叠加晕方法更加系统和完善，总结出了金矿盲矿预测的四种叠加晕

9、理想模型和盲矿预测的五条准则。项目首席科学家中国化探元老谢学锦院士及专家委员会专家陈毓川、常印佛、叶天丛竺等给予了很高评价，并支持出版了“大型、特大型金矿盲矿预测的原生叠加晕模型”（李惠主编，冶金工业出版社，1998）,独创了“构造叠加晕”新方法、新技术,1998年以来，又通过参加“九五”国家攻关项目和八个矿山或（危机矿山）找矿的实践中，在研究思路、方法方面又有新的发展，使原生叠加晕法又发展为构造叠加晕法，并制定了一套特殊的在构造中采样的方法和解释方法。,金矿受构造控制，构造活动有脉动性，金矿成矿晕不仅具有时间上的多期、多阶段叠加特点，而且在构造空间上也具有不同形式的叠加结构，据此，研究不同成

10、矿阶段的元素组合、不同成矿阶段形成矿体（晕）的轴向分带及其在空间上的叠加特点，建立典型金矿床的构造叠加晕模式，确定盲矿的预测标志，用模式和标志对深部进行盲矿预测。,构造叠加晕法方法理论基础,构造叠加晕理想模式,通过对十几个典型金矿床构造叠加晕的研究，总结了其共性特点，根据叠加结构建立了四种类型金矿床构造叠加晕理想模式和地球化学参数变化的理想模式。,构造叠加晕对盲矿预测的五条准则,准则一 当金异常强度较低时，前缘晕指示元素As 、Sb 、Hg 、B、F、I 、Ba等出现强异常，尾晕指示元素Bi 、Mo 、Mn、Co 、Ni、 Sn等为弱异常，指示深部有盲矿存在；相反，前缘晕不发育，而尾晕较强，则

11、深部无矿。 。,准则二反分带准则 当计算金矿床原生晕轴（垂）向分带序列时，出现“反向分带”或反常，即典型前缘晕元素As、 Sb 、Hg、B、F、 I、 Ba等出现在分带序列的下部，是指示深部还有盲矿存在或有第二个富集中段，若矿体本身还末尖灭，则指示矿体向下延伸还很大,准则三反转准则 计算金矿体或晕的地球化学参数（比值：前缘晕元素/尾晕元素或其累加、累乘比）时，若其值从上到下有几个标高连续下降或上升，突然反转，即由降转为升、或由升转为降，这种变化指示深部还有盲矿或矿体向下延伸还很大。,准则四前、尾晕共存准则 在有金异常的条件下，既有前缘晕指示元素的强异常，又有尾晕指示元素的强异常存在，即前、尾晕

12、共存，指示深部有盲矿存在；若在矿体中、下部出现前、尾晕共存则指示矿体向下延伸还很大。,准则五金矿床（体）的构造叠加晕轴向下部前缘晕强度增强趋势准则 即从己知矿体前缘头部中部下部尾晕，前缘晕元素异常强度若出现由强弱强的变化趋势，则指示深部还有盲矿存在。,原生晕预测实例,山东乳山三甲金矿 深部第一次预测盲矿的效果,三甲金矿是山东牟乳金矿带内中型石英脉型金矿。 第一次预测及效果 1987年对地表（标高150m）至-26m标高范围内勘探圈定的金矿体进行了研究，在矿体根部出现了前缘晕指示元素Hg、As、Sb强异常与尾晕指示元素Bi、Co强异常叠加共存、地化参数SbBi、(Pb、Zn) (Mo、Bi)从上

13、下也由高低又升高（转折），指示深部（-26m之下）有盲矿存在，1990年深部探矿所见盲矿体与预测靶位相符，找到了第二个金的富集体，获金金属量3吨，盲矿体在-300m又尖灭。,山东乳山三甲金矿 深部第二次预测盲矿的效果,1995年对三甲金矿床-300m之上探明矿体的构造叠加晕又进行了跟踪研究，并对-300m之下进行了预测。研究结果不但完善了三甲金矿的构造叠加晕模式，而且在90年所找到盲矿体的下部又出现了前缘晕叠加于其尾晕之上（前、尾晕共存），地化参数Sb/Bi、（Pb Zn）/(Mo Bi)由降转升（转折），指示深部还有盲矿存在，因此预测-300m之下还有第三个金的富集体。日前，矿山验证已找到了

14、第三个金的富集体，盲矿体已延深到-500m，又获得金金属量4吨。 两次预测该矿山增储共计7吨。延长了矿山寿命。,对山东乳山金青顶金矿深部 三次构造叠加晕的预测效果,金青顶金矿是山东牟乳金矿带内大型石英脉型金矿。 （1）1987年第一次研究预效果： 1987年研究了地表至-400m间矿床的构造叠加晕特点，矿床的前缘晕特征指示元素为As、Sb、Hg ，尾晕指示元素为Bi 、Mo、 Co 、Ni ，近矿指示元素为Au 、Cu、Pb、Zn。并发现深部出现了前、尾晕共存，指示矿体向下延伸还很大，该预测被1990年前对-600m以上的探矿所证实。,1996年第二次花研究预测效果： 1996年对-600m之

15、上的矿体又作了研究，结果在下部又出现了前、尾晕共存，指示矿体向深部还有较大延伸，该预测结果又被1998年的深部（-600m-850m）探矿所证实。 1999年第三次次研究预测结果： 对-850m以上矿体又进行了系统研究和预测：结果指示深部还有盲矿存在，该预测还有待验证。,对山东乳山金青顶金矿深部 三次构造叠加晕的预测效果,乳山金矿初家沟等十二个矿床点深部构造叠加预测效果：经初步验证已探明金金属量13吨，再次证明了构造叠加晕找矿方法的有效性。 摘自中国黄金报2003年3月28日中国黄金协会对2002年黄金科技成果简介。,陕西太白双王金矿床的 构造叠加晕研究及其预测效果,双王金矿是产于隐爆角砾带内

16、的低品位大型金矿床。 通过研究该矿床的构造叠加晕特点，建立了矿床的构造叠加晕模式。根据模式标志，对其深部含矿性进行了预测，提出了四个盲矿靶位。日前，矿山对靶位2进行了验证，见矿效果很好，已获金金属量近7.6吨，预计对四个靶位验证后，可使矿山增储金金属量15吨。,验证见矿孔位,山东新城金矿深部构造叠加晕预测,新城金矿是特大型典型蚀变岩型金矿。研究和建立了该矿床的构造叠加晕模式，对深部共进行了两次盲矿预测，第一次预测（1987年）已被矿山勘探所证实；第二次预测（1998年）预测金金属量大于50吨（待验证）。,深穿透次生异常预测方法,掩伏区地球化学勘查技术演化,Gwendy E.M. Hall，Ge

17、ological Survey of Canada, Ottawa，22 IGES,一、深穿透地球化学的研究现状,“深穿透地球化学”（Deep Penetrating Geochemistry）国际合作项目，19972001年，由加拿大矿业研究组织（CAMIRO）出资，E. M. Cameron主持，参加单位有：加拿大地质调查局、中国地质科学院物化探研究所及全球26家矿业公司和分析公司。主要目的是：了解深部矿体或矿化在地表形成地球化学异常的过程或作用，并对不同技术方法进行比较； 安大略矿产勘查技术计划（OMET project），2001-2004年，项目组成员同上，劳伦森大学矿产勘查中心。

18、澳大利亚景观环境与矿产勘查合作研究中心（CRCLEME），矿床预测发现合作研究中心（pmd CRC）长期致力于覆盖区矿产勘查技术的开发和研究，进行大量的实验和试点研究，研制出多种技术方法。 矿业公司、商业性实验室和部分大学均在开展相关研究。,“深穿透地球化学”国际合作项目,大部分研究报告已在国际勘查地球化学协会的网站上公布：/ Cameron et al. GEEA, 2004, Part 1 “Finding deeply buried deposits using geochemistry”,表1CAMRO深穿透项目所选实验研

19、究区的特征,表2各实验区选用的选择提取技术,表3各实验区选用的其他技术方法,景观环境与矿产勘查合作研究中心（CRCLEME）,A.J. Fabris等对南澳洲库纳摩纳省近10年来，覆盖区化探找矿方法的成功与失败进行了总结，实验区的基本特征： Kalkaroo矿区：Cu-Au主矿化位于110m深的变泥质岩和砂栖泥质岩中。矿区被40-60m的运积物覆盖； Polygonum矿区：4种不同类型的矿化产于不同的层位，均被150m厚的运积所覆盖； Portia矿区：Cu-Au-Mo矿化产于薄层含碳质的变质沉积岩中。上伏残积层厚度在90m以上，往上依次被第三纪、第四纪沉积物。,可能成功的技术方法,Rhc(

20、Rhizomorphic carbonate):结核构造碳酸盐；nc(Nodular carbonate): 结核碳酸盐；不满意；？可能有效；有效,其他地球化学方法,活动态金属离子法,mobile metalion (简称MMI) 是用一种或几种弱的试剂提取活动态的金属离子 实质上是用弱酸或酶煮法提取弱结合的离子 主要分析Cu,Pb,Zn,Cd,Ni,Au,Ag,Pd等 所获得的地球化学异常重现性较好 能探测到地下700m深度的矿体,方法对隐伏矿的定位,MMI方法辨认隐伏金矿化,深穿透地球化学活动态U,Mo测量可清晰发现砂岩型铀矿,深穿透地球化学测量在胜利油田周围发现大规模金异常,地气法(geogas)元素分子形式法(MFE)和离子晕法,氡可以快速地搬运到地表,而搬运的时间不超过氡的半衰期3.8 氡原子可能是由一股缓慢向上、可穿过岩石到达地表的地气流搬运 携带氡