典型金矿床(体)的构造叠加晕模型研究内容与方法

2024-05-19 01:04

1. 典型金矿床(体)的构造叠加晕模型研究内容与方法

1.成矿的地质背景
区域和矿区:地层、构造、岩浆岩与成矿的关系及矿床成因。重点是研究控矿因素,成矿规律,特别是矿床中矿体在构造中赋存规律-等距性-无矿间隔,侧伏规律-叠瓦式分布等规律,构造中有利成矿部位是由陡变缓(逆断层),还是由缓变陡(正断层)部位,等等,为应用构造叠加晕对已知矿体深部盲矿定位预测提供依据。
2.成矿的地球化学背景研究与方法
研究与成矿有关地层、岩浆岩中成矿及伴生元素背景含量特征,不仅为确定矿源层或物质来源提供依据,而重要的是为叠加晕研究提供确定异常下限的依据,为计算矿床(体)元素衬度提供背景数据。采样要求:采集地层、岩浆岩有代表性的主要类型岩石,要求新鲜、未风化、未受蚀变及矿化叠加。
3.构造地球化学特征
不同期次构造中元素浓度及组合特征,是评价区域不同方向构造成矿成晕特征的依据。
4.矿床地球化学特征
(1)矿床的元素组合、不同矿体元素组合的确定标准:计算矿床(体)(Au≥1或3g/t)各元素的几何平均值,以各元素的衬度值(几何平均值/矿区背景值)≥2(或3、4、5)为标准,确定元素矿床(体)元素组合。
(2)指示元素在成矿一蚀变过程中不同蚀变带的带入、带出、活化转移特点(图、表)。采集不同蚀变带样品,进行多元素分析,与背景含量对比,以确定各蚀变带元素的带入带出。
(3)指示元素的独立矿物、富集矿物及载体矿物研究:研究矿区内所有能挑出的单矿物的微量元素含量特征,根据各种矿物含量比例及单矿物微量元素分析结果概括得出各指示元素的富集矿物和载体矿物(图、表)。
5.不同成矿阶段元素组合特征
根据野外观察矿脉穿插关系,矿物组合,结合镜下矿物交代关系、生成顺序等研究,确定成矿阶段,若前人已划分了成矿阶段则需核实。不同阶段形成矿体元素组合的研究方法有两种:
第一:对不同阶段形成矿体分别采样,多元素分析,以衬度值≥2(或3、4、5)为标准确定元素矿床不同成矿阶段的元素组合;
第二:根据不同阶段矿物组合、各种单矿物成分及其微量元素含量特征,可初步了解各阶段最特征的指示元素含量特征:金矿成矿一般分为四个成矿阶段,第一阶段只能形成金矿化,含金通常≤0.5g/t,Ag、Pb、Zn含量很低;第Ⅱ阶段为主成矿阶段,Au含量≥2~3g/t,Ag、Cu、Pb、Zn含量相对较高;第Ⅲ阶段为多金属硫化物主成矿阶段,Au含量≥3g/t,以含Ag、Cu、Pb、Zn含量相对最高;第Ⅳ为碳酸盐阶段,只能形成弱金矿化,含金≤0.5g/t,以含Mn高为特点。以此为标准,据样品分析结果挑出不同成矿阶段的样品,计算各元素几何平均值,以衬度值≥2(或3、4、5)为标准确定矿床不同成矿阶段的元素组合。
6.矿床叠加晕轴向分带特征研究与方法
(1)计算原生晕轴向分带序列,计算结果与总结出的中国金矿床原生晕综合分带序列对比,是否属于正常分带,据此分析其叠加结构。
(2)矿床地球化学参数轴向变化特点,若发生转折,可据其转折分析不同阶段的叠加结构。
(3)不同标高黄铁矿单矿物微量元素或参数轴向变化规律,若发生转折,可据其转折分析不同阶段的叠加结构。
(4)不同标高石英包裹体气相、液相成分或参数轴向变化规律,若发生转折,可据其转折分析不同阶段的叠加结构。
7.矿床(体)构造叠加晕特征研究与方法
采样布置:对所研究和需进行深部预测的每个矿床(体)或矿脉从地表露头、探槽或浅井到深部坑道、钻孔要系统布置采样,以便研究矿体(晕)在空间的轴向构造叠加晕变化特点。
采样方法:在构造或蚀变带内选择有热液叠加部位(强蚀变或强矿化部位)的一定范围内多点采组合样。在走向上采样点距5~10m。若构造蚀变带厚度大于2m时,在构造蚀变带厚度方向上按2m采一个组合样品。
前、尾晕特征指示元素的确定:根据叠加晕剖面图、平面图及垂直纵投影图中已知矿体前缘、尾晕各指示元素浓度,确定单阶段形成矿体的前、尾晕特征指示元素。
叠加晕的叠加结构确定:根据前、尾晕特征指示元素浓度在轴向上分布特点,分析叠加晕的叠加结构。
8.盲矿预测的构造叠加晕模型(找矿模型)
包括构造叠加晕模式(图示)和盲矿预测标志。
(1)构造叠加晕模式用图表示,并有文字说明。图中要展示出单一阶段形成矿体原生晕轴向分带——前缘晕、近矿晕和尾晕,突出不同成矿阶段形成原生晕在空间上的叠加结构,特别要突出串珠状矿体或已知矿体深部盲矿或第二富集带盲矿体前缘晕与上部已知矿体尾晕的叠加共存特点。
(2)预测盲矿的构造叠加晕标志:根据模式确定具体预测盲矿的构造叠加晕标志和建立定量预测的数学模型。
9.在矿区深部及外围进行盲矿预测,提出盲矿具体靶位(赋存部位)
10.预测靶位内金金属量
11.验证后需进一步跟踪研究总结、提高

典型金矿床(体)的构造叠加晕模型研究内容与方法

2. 矿床构造叠加晕模式共性特征

1.金矿床的最佳指示元素组合
(1)在矿体周围能形成异常的元素:
Au、As、Sb、Hg、B、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Mo、Mn、Co、Ni、V、Ti、W、Sn。
(2)最佳指示元素组合:
Au、As、Sb、Hg、B、Ba、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Mo、Mn、Co。
(3)特征指示元素组合:
前缘晕特征指示元素:As、Sb、Hg(B、Ba);
近矿特征指示元素:Au、Ag、Cu、Pb、Zn;
尾晕特征指示元素:Bi、Mo、Mn、Co。
(4)单一次成矿原生晕轴向分带序列;从上→下是:

构造叠加晕找盲矿法及找矿效果

2.湖北大冶鸡冠咀矽卡岩型铜金矿床的最佳指示元素组合及特征指示元素
(1)在矿体周围能形成异常的元素:
Au、As、Sb、Hg、I、F、Be、Sr、Ba、Li、Cs、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Mo、Mn、Co、Ni、V、Ti、W、Sn。
(2)最佳指示元素组合:
Au、As、Sb、Hg、I、F、Be、Sr、Ba、Li、Cs、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Mo、Mn、Co、W。
(3)特征指示元素组合是:
前缘晕特征指示元素:As、Sb、Hg、I、F、Be、Sr、Ba、Li、Cs;
近矿特征指示元素:Cu、Au、Ag、Pb、Zn;
尾晕特征指示元素:Bi、Mo、Mn、Co、W。
(4)单一次成矿原生晕轴向分带序列,从上→下是:

构造叠加晕找盲矿法及找矿效果

3.山西刁泉矽卡岩型银铜矿床的最佳指示元素组合及特征指示元素
(1)在矿体周围能形成异常的元素:
Ag、Cu、Au、As、Sb、Hg、B、Pb、Zn、Bi、Mo、Mn、Co、Ni、V、Ti、W、Sn。
(2)最佳指示元素组合:
Ag、Cu、Au、As、Sb、Hg、B、Pb、Zn、Bi、Mo、Mn、Co。
(3)特征指示元素组合:
前缘晕特征指示元素:As、Sb、Hg;
近矿特征指示元素:Ag、Cu、Au、Pb、Zn;
尾晕特征指示元素:Bi、Mo、Mn、Co。
(4)单一次成矿原生晕轴向分带序列,从上→下是:

构造叠加晕找盲矿法及找矿效果

4.热液型金-矽卡岩型铜金、银铜矿床的最佳指示元素组合共性
(1)最佳指示元素组合:
Au、Ag、Cu、As、Sb、Hg、B、Pb、Zn、Bi、Mo、Mn、Co。
(2)特征指示元素组合:
前缘晕特征指示元素:As、Sb、Hg(I、F、Be、Sr、Ba、Li、Cs);
近矿特征指示元素:Ag、Cu、Au、Pb、Zn;
尾晕特征指示元素:Bi、Mo、Mn、Co。
(3)单一次成矿原生晕轴向分带序列,从上→下是:

构造叠加晕找盲矿法及找矿效果

3. 矿床构造叠加晕总体特征

(一)单一次成矿形成矿体的原生晕轴向分带特征
含金成矿热液在沿构造带上升充填、渗滤扩散过程中,随着物化环境和成矿溶液成分性质的不断变化,由于各元素迁移形式和沉淀条件的差异导致了金及伴生元素沉淀时间上有先后、在空间上有分带的特点。研究和发现金矿床地球化学轴(垂)向分带,是预测盲矿和判别金矿剥蚀程度的重要依据。
1.原生晕中前缘晕、近矿晕和尾晕的识别
研究剖面图或垂直纵投影图的选择:选择矿体有地表、坑道或钻孔控制的剖面或垂直(水平)纵投影图,从上到下系统采样,多元素分析,绘制各元素浓度分带即内、中、外带异常图。根据元素内、中、外带异常在剖面图及垂直纵投影图上分布,识别原生晕中前缘晕、近矿晕和尾晕。
图4–6是60号脉东段1765m标高以上已知3号金矿体构造叠加晕水平投影图,由于60号脉矿体倾角在45°左右,水平投影图与垂直纵投影图相近。图中金矿体地表有不连续露头,根据各元素在空间内、中带异常分布及其与金矿体关系识别了单一次成矿形成异常的轴向分带特征:
(1)在矿体及其周围能形成异常的元素有Au、As、Hg、Sb、Ba、B、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Mo、Mn、Co、Ni、W。
(2)Au随远离矿体含量降低,即由内带→中带→外带降低。
(3)Ag、Cu中、内带及Au+Ag强异常分布与Au异常分布一致,为近矿指示元素。
(4)As、Sb、Hg、Ba及As×Sb×Ba中、内带强异常分布于矿体上部及前缘,为前缘晕指示元素。
(5)Pb、Zn内带强异常有多中心显示了第Ⅱ、Ⅲ阶段叠加部位,为近矿指示元素。Cu+Pb+Zn强异常带分布与金分布一致。
(6)Co、Ni、Mo、Mn中、内带强异常分布于矿体下部,为尾晕指示元素。
在矿体下部又出现了As、Sb、Hg、Ba及As×Sb×Ba中、内带强异常,与尾晕元素Co、Ni、Mo、Mn异常叠加共存,是深部盲矿前缘晕叠加的结果。

图4-6 杨砦峪矿区60号脉东段1765m标高以上已知3号金矿体构造叠加晕水平投影图(1995年)

2.原生晕轴向分带序列
根据前缘晕、近矿晕和尾晕的分布特征,确定矿体的轴向分带序列。
60号脉3号金矿体的原生晕的轴向分带:从上→下,即从前缘晕–近矿晕–尾晕元素分带序列是:

河南秦岭金矿深部预测的构造叠加晕研究及效果

3.不同标高样品中各元素的含量、比值变化
根据不同标高样品中各元素的几何平均值、比值,如前缘晕/尾元素或前缘晕/尾晕元素累加或累乘。做出与矿体不同标高对应的曲线图。研究其轴向变化与矿体头→中→尾的关系,如能得到地球化学参数从上到下呈直线或曲线逐渐升高或降低,以确定矿体不同剥蚀程度的地球化学标志。如前缘晕或前缘晕/尾元素量值从上→下一直降低,则反映了单一次成矿形成原生晕分带特点或两次成矿的同位叠加结果,若曲线中间有转折,则反映了不同位叠加。
(二)矿床(体)叠加晕特征与识别
1.叠加结构识别依据
根据原生晕轴向分带序列是否正常,轴向地球化学参数变化规律是否转折等。杨砦峪60号脉金矿床具有多期多阶段叠加成矿成晕特点,每次成矿形成的每个矿体都有自己的前缘晕、近矿晕和尾晕。叠加晕的识别依据是单一次成矿形成的矿体–晕的轴向分带,即依据金矿体及近矿晕、前缘晕及尾晕的特征指示元素内、中带强异常在空间上的分布特点,识别不同阶段形成矿体–晕在空间上的叠加结构。
秦岭金矿单一次成矿形成原生晕的轴向分带特征是叠加结构识别的重要依据:根据前缘晕、近矿晕、尾晕特征指示元素内、中带异常在空间上的分布。
2.识别方法
(1)根据前缘晕、近矿晕及尾晕元素的中、内带强异常分布识别叠加。
①由于不同成矿阶段形成矿体–晕在空间上的同位、部分同位叠加,在构造叠加晕剖面图、垂直纵投影图上形成了非常复杂异常(图4–7)。

图4-7 60号脉东段1756m标高以上金矿体构造叠加晕垂直纵投影图(1995年)

②Au中、内带强异常有多中心,相对应每个金内带强异常中心的上部及前缘,As、Sb、Hg、Ba等前缘晕指示元素的中、内带异常也有多个浓集中心;尾部及尾晕有Co、Ni、Mo、Mn等尾晕指示元素的中、内带多个浓集中心;Ag、Cu、Pb、Zn的中、内带强异常的多个中心,其内带异常一般都分布在Au矿体范围内,Cu、Pb、Zn的中、内带强异常出现部位,反映了多金属硫化物叠加部位,金品位一般都较高。
③综上分析得出:
矿体上部及前缘晕:As、Hg、Sb、Ba、B中、内带异常;Au、Ag、Cu、Pb、Zn外带异常;
矿体中部:Au、Ag、Cu、Pb、Zn内、中带异常;Mn、Mo及Bi、Co为外带异常;As、Hg、Sb、Ba、B外带或无异常;
矿体尾部:Au、Ag、Cu、Pb、Zn外带异常;尾晕元素Mn、Mo及Bi、Co为中、内带异常;As、Hg、Sb、Ba、B为外带或无异常,若出现中、内带异常,与尾晕元素异常共存,则指示有深部盲矿体前缘晕叠加。
(2)根据金矿体原生晕的轴(垂)向分带序列出现“反常、反分带”识别叠加。
由于热液矿床成矿成晕具有多期多阶段叠加的特征,计算的轴向分带序列往往出现反常或反分带,反映了叠加,是预测矿体向深部延伸和预测深部盲矿的重要标志。采用两种不同方法计算了60号脉3号矿体从上部地表矿头1904m到1794m中段矿尾 110m区间的金矿体原生晕轴(垂)向分带序列,结果都出现了反常、反分带,指示了叠加。
采用C.B.格里戈良法和叶·米克维亚特科夫斯基方法分别计算了60号脉3号金矿体原生晕轴向分带序列:
C.B.格里戈良法:从上至下:B、Hg、Sb–Mo、Au、Sn、Bi、Cu、Ag–W、Pb–Mn–Ni、Cr、Co–Zn、As–V、Ti–Ba。
叶·米克维亚特科夫斯基方法:Mo、B–Sb–Au、Bi、W–Ba–Ti–Hg–Mn、Sn、Co、Cr–Ag–V、Cu–Ni、Zn–As–Pb。
两种方法计算结果,前缘晕指示元素As、Ba出现在中部或下部,反映深部盲矿前缘晕叠加,为预测深部盲矿提供了依据。
(3)根据不同标高矿体–晕的地球化学参数轴(垂)向转折识别叠加。
60号脉3号金矿体为主矿体,赋存于石英脉中,探明金金属量10.8t,金平均品位15g/t,矿体长740m,倾角45°左右,倾斜最大延伸528m,平均厚度1.26m,分布标高为2043~1704m,研究了1996~1794m间(垂深200多米)地球化学参数变化规律。
从表4–20是60号脉3号矿体不同标高元素含量变化和图4–8地球化学参数变化转折特点可以看出:
①Au、Ag:总体上是矿体中心高,向上、下两头低。Au、Ag都有两个浓集中心,即都在标高在1966m和1904~1872m含量高,向上、下降低。反映了Au两个矿化阶段的叠加的两个浓集中心,而Cu在1904m最高,反映了在1904~1872m部位为第Ⅲ阶段多金属硫化物叠加部位。

表4-20 60号脉3号矿体不同标高元素含量及地球化学参数(1995年)

注:元素含量单位:10-6。

图4-8 60号脉3号矿体不同标高元素含量及地球化学参数变化规律

②Pb、Zn、Pb+Zn从1966→1794m一直升高。
③As、Sb、Ba:从矿体上部–中上部–中部–下部逐渐降低,而在矿体尾部又升高,出现反转。
④Co、Ni、Co+Ni:从矿体上部–中上部–中部–下部逐渐升高,而在矿体尾部又降低,出现反转。
⑤上述As、Sb、Ba、As+Sb、Hg等前缘晕指示元素含量从上到下由高→低→高→低,到最下部的1794m中段又升高,这种转折指示了叠加,最后中段Au含量虽然低了,但这些前缘晕指示元素含量又升高,指示深部还有盲矿存在。
60号脉3号金矿体原生晕轴(垂)向出现反分带序列和地球化学参数转折,从不同角度反映了深部盲矿体前缘晕的叠加,指示深部有盲矿体存在。1995年深部预测的盲矿靶位1,该靶位已被后来采矿所证实(民采)。

矿床构造叠加晕总体特征

4. 矿床构造叠加晕特征

1.单一期次成矿成晕轴(垂)向分带特征
(1)在金矿体周围能形成异常的元素:Au、As、Sb、Hg、B、Ag、Cu、Pb、Zn、Mn、Bi、Mo、Ni、Co。
(2)单一期次成矿成晕轴(垂)向分带:Hg、As、Sb强异常总是出现在矿体头;Au、Ag、Cu、Pb、Zn强异常以矿体为中心向四周逐渐降低;Mo、Bi、Mn、Co强异常总是出现在矿体尾。
(3)金矿床单一期次成矿成晕(垂)向分带序列:从上→下:Hg→Sb、As→Pb→Zn、Ag→Au、Cu→Mo、Bi、Mn、Co。
2.构造叠加晕特征
(1)不同期次形成矿体-晕在空间上有同位、部分同位等复杂叠加结构。Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Hg、Sb、B强异常有多中心,反映了多个成矿有利部位成矿或不同阶段叠加结构。
(2)Cu、Pb、Zn异常的多中心,是多金属硫化物叠加部位。
(3)由于叠加,原生晕轴向出现反分带序列及地化参数转折。
3.文峪金矿床构造叠加晕模型[13]
文峪金矿床构造叠加晕理想模型见第一篇(图1-2-10),上、中、下三个矿体富集带盲矿体(串珠状矿体)晕的叠加结构,上部富集带标高在2100~1600m间,为大矿富矿富集带,中部相对弱矿化带标高为1600~1100m,矿体相对上部矿体较小,下部第二金矿富集带,推测标高在1000~600m间,0~400m间为深部第三富集带。
模式中上、中、下三段内各矿体-晕是多次成矿叠加(同位、部分同位或只有上、下两个矿体前、尾晕等多种形式叠加)的结果。矿体可能是同一次成矿形成的,也可能是两次主成矿阶段分别形成的矿体(晕)的同位叠加,也可能是两次成矿分别形成了上、下两个矿体,但不论哪种情况,当上、下两矿体间相近时,上部矿体的尾晕都与下部矿体的前缘晕叠加共存。前、尾晕共存是对上部矿体深部进行预测的重要依据。
4.深部盲矿预测的构造叠加晕标志
(1)在已知矿体下部陡倾地段有尾晕指示元素Bi、Mo、Co、Ni强异常的基础上,若再出现了特征前缘指示元素As、Sb、Hg、B的强异常叠加共存,则指示该地段深部有盲矿存在;
(2)特征前缘指示元素As、Sb、Hg、B的异常从已知矿前缘-头部-中间-下部-尾部由强-弱-到尾晕又增强,指示该地段深部有盲矿存在。

5. 地球化学找矿模型的研究与应用

俄罗斯地球化学家 В. М. Питулько ( 1990) 认为,“为了提高地球化学工作的效果,必须 ( 将地球化学资料的应用) 从数学处理和各个异常的解释向概念模型的建立和验证的方向转化,以保证地球化学场整体分析与形成成矿系统的基础性成矿作用问题、地球化学问题结合起来”。事隔 20 年后,А. А. Кременецкий ( 2009) 认为,“对地球化学资料作这种低水平解释的原因,首先是现有找矿模型的粗浅简陋和墨守成规,它们通常只适用于十分简单的地质、地球物理和景观 - 地球化学环境”。因此,加快地球化学找矿模型研究是一项十分紧迫的任务。
总体来说,建立地球化学找矿模型是对作为多级的、关联的地球化学场系统及其影响因素的规律性进行描述。具体来说,就是对不同级次成矿客体 ( 矿体、矿床、矿田、矿结、成矿区或成矿带)的地球化学场作研究和阐述其规律性,以达到指导找矿和地质研究的目的。
( 一) 不同级次地球化学找矿模型及其研究的基本思路
1. 不同级次地球化学找矿模型建立的理论基础
20 世纪 90 年代初,俄罗斯学者 В. М. Питулько ( 1990) 明确指出,地球化学普查真正科学的基础,是关于成矿系统存在着自然分级的系统论概念,而这些成矿系统是因在地壳成分分异演化过程中具有相同的矿质活化、运移和沉淀机理的共同性而联为一体的。地球化学场在空间上和统计上表现为有序的和规律性的多级结构。具体地说,同一成因类型不同规模的矿床之间在地质几何特征和地球化学特征上具相似性 ( 图 4 -14) 。

图 4 -14 不同级次成矿客体的几何特征及其关系( 引自 А. П. Соловов,1985; 转引自 А. А. Кременецкий,2009)成矿客体 ( a∶ b∶ c) 体积的比例为 1∶10∶ 100 时,其相似性轮廓的线性 ( s) 和面性尺度 ( V) :( a) s = 1,V = 1; ( b) s = 4. 64,V = 10; ( c) s = 21. 5,V = 100

根据这一原则,可以用地质 - 地球化学模型来预测矿产资源潜力,对地质勘探过程的不同阶段定量对资源量作出预测。由于不同级次客体的成矿系统都有与之相对应的异常地球化学场的立体概念。在这种条件下,从地球化学场的结构中观察出的规律,应该与未知客体的地质 - 构造位置特点、成矿物质的带状 ( 非带状) 分布、区域和近矿交代岩的表现与成分特点有关。在这些模型中,某级客体的异常场应被看作是一个具特征内部结构的、完整的、但在空间上有分异的系统,反过来,这个系统又是某个更大客体的异常地球化学场的组成部分,同时,其自身也包含着较小级次客体的异常地球化学场。不同级次的矿致地球化学异常在特征上、空间 - 成因上具有相似性。这种关系也体现在其内部结构和成分上,并取决于不同成矿阶段上统一的矿质分配机制 ( 图 4 -15) 。
近年来,俄罗斯稀有元素矿物学、地球化学和结晶化学研究所 ( ИМГРЭ) 以不同级次地质 - 地球化学找矿模型为基础,研制了一套筛选不同级次成矿客体的异常地球化学场 ( АГХП) 的工艺和准则,并取得了良好的找矿效果。
2. 不同级次地球化学找矿模型的特点
基于上述分析,地球化学研究必须遵循从区域到局部解释的原则,重视从区域地球化学背景揭示控矿地质因素,重视从区域着眼,研究不同级次地球化学找矿模型。
据吴传璧 ( 1991) 报道,20 世纪 80 年代前苏联针对其境内 5 种类型的 17 个金矿床,总结了矿田、矿床和矿体 3 个不同级次的地球化学模型的特征 ( 表 3 - 7) 。А. А. Кременецкий ( 2009) 从更大范围内对不级次地球化学异常特征、规模和标志作了详尽的论述 ( 表 3 -3) ,这里对几个重要的不同级次成矿客体地球化学特征作进一步介绍。
1) 成矿区 ( 地球化学大区) 地球化学场: 规模可达几百到几千平方千米。它们的分布范围包容了有利成矿的地质构造或其大型块段。其特点是具区块状结构和相对不高的衬度。需要对这类地球化学场进行划分,就需要有专门的方法来研究其成分,并增强弱的地球化学信号。

图 4 -15 不同级次地质 - 地球化学找矿模型系统在查明和评价地球化学场的预测资源量时的顺序( 引自 А. А. Кременецкий,2009)

2) 矿床 ( 矿田) 地球化学场: 规模从 1km2到 10 ~ 70km2,占据着大型成矿系统的某些块段和边缘部分。它们的结构取决于不同规模、不同化学成分、衬度高低不一的异常块段的组合,反映着成矿系统的构造 - 地球化学构架特点,在这个级次的地球化学场中,真正的成矿块段与大量分散的矿化带和较弱改造地球化学场交互出现。
3) 矿体 ( 矿带) 地球化学场: 它们是地球化学场中相对局部的区段 ( 1 × 104m2到 ( 10 ~50) ×104m2) ,其特点是极不均一,结构分异复杂,浓集区的衬度高、连续性好,通常具明显的同心状结构。
俄罗斯稀有元素矿物学、地球化学和结晶化学研究所已对黄铁矿型、斑岩铜矿型和金 - 银矿型的各级成矿客体作过充分研究,堪作筛选异常地球化学场的范例。例如,根据表 3 -3 所示的地球化学准则,就可以方便且十分合理地划定斑岩铜矿系统所有级次地球化学场。
3. 不同级次地球化学模型的研究任务
针对建立不同级次地质地球化学找矿模型,А. А. Кременецкий ( 2009) 从矿体、原生晕、次生晕到分散流等几个层次,在不同取样介质 ( 基岩、土壤、水系沉积物等) 和不同景观条件下进行不同比例尺的地球化学普查时,论述了建立地球化学找矿模型的主要任务和找矿模型的主要要素,为不同级次地球化学找矿模型的建立提供了一种可靠的思路。
1) 在根据原生晕对矿体进行地球化学普查时,找矿模型的要素和参数是主要指示标志,需要深入研究如下问题: 与内生矿化有关的近矿蚀变及蚀变分带; 经分异的含矿沉积、岩浆和变质岩岩系的地球化学分带; 查明和解释岩石化学 ( 包括岩石、土壤、水系沉积物) 异常的矿物学 - 岩石学 - 地球化学综合方法。
2) 研究从矿体 + 原生晕到次生晕系统中的矿床地质 - 地球化学找矿模型,要深入研究的问题有: 划分矿田和矿体的异常地球化学场的方法 ( 针对不同矿种的下限值,及其随不同景观和不同方法而发生的变化) ; 划分成矿区和矿结的异常地球化学场的方法 ( 包括确定地球化学场异常值的方法和评价矿致异常的准则) ; 放射 - 同心型和其他型式地球化学分带的来源,研究识别被覆盖成矿客体的分带性的准则; 研究评价残留晕和上置晕中化学元素含量的可靠方法 ( 在取样和试样制备时) ; 矿体 - 侵蚀面 - 次生晕系统中发生成矿物质改造模型,以及确定这些改变的定量关系的方法。
3) 研究从矿体 + 原生晕 + 次生晕到分散流的系统中的矿床地质 - 地球化学找矿模型,需要深入研究的问题有: 筛选和评价分散流地球化学异常的准则; 分散流取样的最佳网度; 能可靠评价并提高分散流地球化学信号水平的方法 ( 在取样和样品加工中) ; 在基岩 + 次生晕到分散流的系统中发生地球化学信号变换和转换的机制。
要揭示不同级次地球化学场的本质,只研究元素组合和含量水平显然是不充分的,元素的赋存形式、相关性、含量的变异特征都是地球化学场的本质特征,而且在不同级次地球化学场中它们的表现特点也是不同的,这一点在建立不同级次地球化学场模型时应给予足够的重视。
( 二) 区域地球化学找矿模型与矿产资源潜力预测
区域地球化学测量资料是预测区域矿产资源量的可靠依据之一。20 世纪 70 年代,著名地球化学家 А. П. Соловов 提出了利用土壤和水系沉积物地球化学资料估计区内金属资源量的数学方法,后来经发展和完善,推出了 “金属矿产普查和评价的地球化学模型”的术语。其基本原理是,依实测资料得出水系沉积物 ( 分散流) 的面金属量 ( P') 、测区内分散流与次生晕 ( 土壤测量结果) 的对应系数 ( K1) 和次生晕与原生晕 ( 岩石测量的结果) 的对应系数 ( K2) ,用下式即可估计出测区一定深度 ( h,依拟预测矿床类型取定) 内金属的潜在资源量 ( 储量) Q:
Q = P' / ( K1K2·40) ·h
求得 Q 值后,可进一步根据推算论证出可望在区内找到的大、中、小型矿床数目 ( N) 的比例; 即N大∶ N中∶ N小= 1∶ 7∶ 49,参考现已发现的矿床规模和数目,预 计 出 在 区 内 还 能 发 现 的 数 目。 此 后,А. П. Соловов 又提出了不同形态 ( 脉状、板状、透镜状、网脉状、等轴状等) 矿床的规模 ( 体积) 与矿体延深间的关系图解 ( 图 4 -16) ,以及利用原生晕分带系数估计侵蚀深度的办法,并把这些内容都纳入模型,在电子计算机上对地球化学异常进行定量解释。据称,这种解释的正确性已为计算出的预测资源与核算出的工业储量有令人满意的符合度所证实。
尽管 А. П. Соловов 提出的这种方法在前苏联已被广泛采用,且纳入了 1982 年颁布的 《苏联固体矿产化探规范》,后经补充修订,近年又冠以 “模型”的名称,但只能将其视为为特定用途设计的地球化学资料数学处理模型,而不是模拟整个地球化学场进而揭示成矿地质作用和控矿因素的模型。从公式可知,它所依据的是高于背景值的数据 ( 面金属量) ,不对也不可能对背景场中有意义的模型进行描述; 它所处理的是单一元素的数据,忽略了多种元素的分布模型及其相互关系,从而不会完整地体现成矿作用在地球化学场中的反映。然而,这类计算模型在区域成矿预测中的作用也是不可忽视的。

图 4 -16 不同规模的矿体与近似形态的关系图解( 引自 А. П. Соловов,1987)

对元素在矿体、原生晕、次生晕和分散流中的性状作全面的分析,通常可揭示出这些客体的形成规律,研制矿床地质地球化学模型,确定解释地球化学资料的顺序和方法,以及查明不同比例尺普查中评价和筛选异常的准则,并确定资源量。这里以极地乌拉尔和近极地乌拉尔的工作 ( В. Ю.Скрябин 等,2009) 为例,进一步说明这一研究思路。
针对极地乌拉尔和近极地乌拉尔的景观环境和在阿尔卑斯型超基性岩中寻找铬矿的课题,现已查明,铬矿石的 Cr 和 Ni 具负相关关系 ( 相关系数 r = - 0. 56; 置信度 p = 0. 99) ,而在它们的原生晕中,这两个元素出现极弱的正相关性 ( r =0. 33,p =0. 95) ,并形成 Cr - Ni - Ti - Cu 组合。在两个矿段所在的矿田范围内,在矿带之上的疏松沉积物和分散流中,都观测到元素间高度正相关 ( r =0. 3 ~0. 6,p = 0. 95 ~ 0. 99) 的、稳定的 Cr - Ni - Co - Mn - Zn 组合。在从原生晕向次生晕过渡时,或许由于松散层质点的表生活动性,当初相离的 Ni 和 Cr 汇聚到了同一个组合中。
基于上述地球化学模型,利用不同阶段化探分散流和次生晕的调查结果,计算了铬矿资源量,与根据被揭露矿体的取样资料计算的资源量进行了比较分析。对该区资源远景作出了预测 ( 表 4 -1) 。
计算结果 ( 表 4 -1) 证明,在执行 “1∶ 20 万地球化学工作计划” ( OГXP -200) 时,根据异常地球化学结果预测出的资源量,很难与真实的矿床资源量相对比。它们既可能因参与计算的面积超过了直接流经矿床的汇水区的面积而导致了资源量偏高 ( 西部地段) ,也可能因远处带来的物质使河床淤积物贫化而压低了资源量。
根据 1∶ 5 万工作的次生晕计算出的铬矿预测资源量,同样出现了偏高的现象 ( 表 4 -1) ,不过,偏高的程度明显减小。在这种情况下,引起偏高的原因可能是,在计算范围内不仅纳入了矿致异常,也纳入了岩石异常,以及不具工业意义的贫铬铁矿矿化的异常。针对所研究矿段的真实资源量计算出的降低系数变化于 1. 6 ~2. 6 之间。当工作程度提高到 1∶ 1 万比例尺时,根据地球化学资料计算出的资源量,完全可以与对所揭露矿体取样而得出的资源量对比 ( 表 4 -1) 。
表 4 -1 铬矿资源评价


资料来源: В. Ю. Скрябин 等,2009
注: 分析为近似定量光谱分析; S—异常面积; Cф、Cmax、Ccp—铬的背景含量、最高含量和平均含量; P = ( Ccp- Cф) × S,为异常的面金属量; h—评价深度; α—表内矿系数 ( 份额) ; K—次生晕减原生晕的剩余金属量系数; K'—分散流减次生晕的剩余金属量系数; 在 OГXP -200 中得出的预测资源量计算: Qcr= P × h × 1 /29 × α × 1 / K × 1 / K'; 在 ДЗР - 50 和 ДЗР - 10 中得出的预测资源量计算: Qcr= P × h × 1 /29 × α × 1 / K。OГXP - 200—1∶ 20 万地球化学工作; ДЗР - 50—1∶ 5 万地球化学工作; ДЗР - 10—1∶ 1 万地球化学工作。P1、P2为预测资源量。
区域地球化学资料是划分区域成矿远景的主要依据之一。成矿区 ( 省) 与地球化学省关系可以概括为 3 种情形: ①地球化学省与成矿区重叠和耦合,此时大多数已知矿床都落在地球化学省内;②在地球化学省内没有出现成矿省,虽然成矿元素出现了大面积的高含量,但以分散矿化为特征,未能形成矿床,或者只产出个别矿床; ③在没有出现地球化学省的地方,形成了成矿区,出现一些规模较小的矿床。成矿区和地球化学省的关系是十分复杂的,不是简单的一一对应关系,加上受地质工作、勘查程度等限制,使它们之间关系更加复杂。因此,在区域地球化学找矿研究中,要十分重视地球化学省的研究。施俊法等 ( 2004b) 对地球化学省研究的有关问题作了总结,现将主要观点概括如下:
1) 地球化学省概念有不同的理解,但大致相同。赵伦山等 ( 1988) 总结了俄罗斯学者的观点,认为地球化学省 “具有共同地质和地球化学演化特征的构造单元,它们表现为具有共同的地质体组合,并且通过内生和外生作用所形成的矿床和所浓集的元素组合也具有共同性”; 或者将地球化学省定义为 “一片大规模的地壳单元具有共同的地质和地球化学演化特征,表现为地质体具有共同的化学组成,以及共同的内外生金属元素和非金属元素的富集”。地球化学省是客观存在的,它是在区域岩石圈演化过程中发生的、具有共同成因的、一定规模的地质单元的地球化学表现。
2) 地球化学省与成矿省的关系是十分复杂的,不是简单的一一对应关系。国外大量资料表明,地壳丰度高于 10- 6的元素 ( 如 Cu、Pb、Zn 和 Ba) 的热液矿床的形成无需预富集,即不需要形成地球化学省。对于地壳丰度低于 10- 9的 “稀有”元素,如 Sn、Ag 和 Hg,在萃取形成矿床之前需要预富集,即形成地球化学省。
3) 地球化学省及其边界与地质构造单元密切相关。从本质上来说,地球化学省不应依靠某个异常下限圈出的异常范围来确定,而应结合构造 - 地质边界来确定; 从地球化学上来看,它首先应从若干组元素具有同样性质的组合 - 分布关系上分析,而不宜用一种元素的分布来定义。地球化学省的边界可依其共生元素组合 - 分布区的界线来划分。如果没有组合 - 分布的概念,便可能忽视地质作用过程,无法使化探资料与地质演变结合起来。朱炳泉 ( 2001) 认为,化探异常一般不能用于地球化学省的圈定,实际上他已考虑到地球化学省 ( 块体) 的厚度及其三维空间的变化。对地球化学省 ( 场)的理解和解释,应主动地揭示地质作用的本质,修正和深化地质认识。
4) 地球化学省是客观存在的,不应该受圈定的方法所影响。对于一个地区来说,勘查程度不应该影响成矿省和地球化学省的客观存在,但是区域矿产勘查程度在很大程度上影响着对一个地区成矿省的认识,因此只有找到一系列矿床后,才能确定成矿省的存在。当前,在国内外通常以区域性的水系沉积物地球化学测量结果来圈定地球化学省 ( 或块体) 。在一个地区,如果矿床埋藏较深,地表地球化学异常可能不明显,甚至连地球化学省都表现不明显,但决不能因此否定地球化学省的存在。例如,在一些厚覆盖区,用传统的化探方法未能圈出地球化学块体,用深穿透的地球化学方法却圈出大面积的地球化学块体,我们不能因为利用传统的地球化学方法未能圈定地球化学块体就否认该区地球化学省的存在。同样,如果成矿物质来源于深部富含成矿元素的上地幔,而不是来自周围的岩石,这也很难用传统的区域化探方法圈定出地球化学省。
( 三) 地球化学找矿模型与局部普查勘探
局部地球化学找矿模型基本上是以原生地球化学分带序列模型 ( 或简称 “原生晕”模型) 为主体,不断扩展与发展。与区域性地球化学模型相比,局部普查勘探的地球化学找矿模型研究程度较高,应用较广,成效较好。
20 世纪 60 年代在辽宁青城子铅锌矿床原生晕找盲矿现场会上,谢学锦等 ( 1961) 就提出青城子铅锌矿床原生晕的三度空间几何模型和化学模型。邵跃等 ( 1961) 自20 世纪60 年代起一直致力于原生晕分带模型的研究,并于 1975 年总结出以温度为基础的热液矿床垂直分带序列模型。随着在一系列矿床研究中得到发展、完善和应用,李惠等 ( 1998) 系统总结了大型、超大型多金属矿床盲矿床预测的原生晕叠加模型,提出了 5 个找矿准则 ( 专栏 4 - 1) ,在众多危机矿山深部找矿中取得了实效。
几乎在同时,俄罗斯著名地球化学家 C. B. Григорян ( 1992) 等系统研究了大量热液矿床原生晕地球化学分带模型,提出热液矿床元素横向和轴向分带序列,这是地球化学找矿模型研究方面的重大成就。之所以如此,有如下几方面的原因: 第一,发展和创立了组合晕的研究方法,即累乘晕和累加晕的编制方法,它不仅压抑了噪音干扰,突出了主体规律,还把不同元素综合在一起研究,适应了建模的方法要求; 第二,查明了矿床原生晕的轴向、纵向和横向 3 种分带性,并说明了它们的不同成因机制和不同应用特征,用统计方法排出了 3 种分带的一般性分带序列; 第三,提出了一套规范性的排定具体矿床元素分带序列、计算分带系数、编制相应图表的方法,并编制成计算机程序,使不同地区获取的资料和处理结果可以对比分析; 第四,建立了一套判定侵蚀截面深度、剔除分散矿化带、区分多建造晕的判定准则,并经大量实践证明其切实可行,使矿体和矿床的原生晕模型成为可广泛利用、行之有效的找矿依据,特别是寻找隐伏矿的主要依据。
应当特别指出的是,矿床原生晕模型并非简单的元素分带模型,它包含着深刻的矿床成因、矿石建造、矿物 - 地球化学的内涵。这类模型揭示的规律和建立的相应方法论,不仅适用于原生异常的解释和某种类型单矿床 ( 体) 的研究,而且适用于多种次生地球化学异常的解释和各种与热液有关的矿床类型及更大范围成矿客体的研究。从近 20 年来的文献看,矿床局部普查模型的建立和改进,绝大多数是以原生晕模型为依据的,至少它是建立模型 ( 包括地质模型) 的重要依据之一。
专栏 4 -1 大型、超大型金矿床叠加晕模型应用找矿的 5 条准则
根据大型、超大型金矿不同情况叠加晕分解合成的特点,总结出了应用叠加晕找盲矿和判别金矿剥蚀程度的 5条准则:
( 1) 当 Au 异常强度较低时,如果有 Hg、As、Sb、B、I、F、Ba 等特征前缘晕指示元素的强异常出现,或包裹体中 CH4、CO2、F-、Cl-等特征前缘气晕、离子晕强异常出现,指示深部有盲矿存在。
( 2) 当 Au 含量很低 ( 小于零点几克每吨) 时,若有 Mo、Bi、Mn、Co、Ni、Sn 等特征尾晕元素的强异常,或包裹体中 Ca2 +、Mg2 +等尾晕特征离子晕强异常出现,则指示深部无矿。
( 3) 反分带准则: 当计算金矿床原生晕的垂直分带序列时出现 “反分带”或反常现象,即 Hg、As、Sb、F、I、B、Ba 等典型前缘晕元素出现在分带序列的下部,或包裹体地球化学轴向分带序列中 F-、Cl-、CO2、CH4出现在下部,则指示深部还有盲矿或第二个富集中段。若矿体本身还未尖灭,则指示矿体向下延伸还很大。
( 4) 共存准则: 即矿体及其原生晕中既有较强的 Hg、As、Sb、F、B 等前缘晕元素的强异常,又有 Bi、Mo、Mn、Co、Ni 等尾晕元素的强异常,或包裹体中 F-、Cl-、CH4、CO2等前缘特征气晕、离子晕与 Ca2 +、Mg2 +等尾晕特征离子晕共存,即前、尾晕共存,若为矿体则指示矿体向下延伸还很大,若为矿化则指示深部有盲矿体。
( 5) 反转准则: 计算矿体或晕的地球化学参数 ( 比值或累乘比) 时,若有几个标高连续上升或下降,突然反转,即由降转为升,或由升转为降,这种现象指示矿体向下延深很大或深部有盲矿体。
上述 5 条准则可单独使用,也可几条都用,原生叠加晕和包裹体气晕、离子晕可单独使用,也可同时都用,几条标志或准则共用更准确。
引自李惠等 ( 1998)
在原生晕的研究中,要想对地球化学场异常结构的参数作出客观、定量的评估,只有在对其几何形态采取严格规范的表述方法的情况下才有可能。由于解决这一问题的方法途径各式各样,不同作者得出的结果会具有不可比性,因而必须依据某些标准化的指标制定统一的方法。在这方面,В. Г. Варошилов ( 2009) 针对热液金矿床进行的研究可作为例子。
在矿床规模的评价方面,他采用了成矿能的指标和方法途径。他认为,热液金矿床异常地球化学场的分带性,首先表现在浓集元素和趋散元素的两极分化性状上。这两套元素皆与矿床形成条件有关,可通过异常结构分类的办法予以确定。从理论上说,元素间的秩相关系数 Куп值是无限的,而实际上,对已研究过的大型矿床的矿体中部截面而言,该值不超出 15 ~20; 且随着矿体的尖灭,该值会降到相关性不显著的水平上。该作者正是利用在矿床范围内具相关性的这两套元素来估计矿床规模。他们发现,拟查明矿化的规模与热液过程的总成矿率 ( 总金属量) 成函数关系,可以用成矿能指标 ( H. H. Сафронов,1978) 定量地将它表示出来:
Е = Σ KKi·ln( KKi)
式中: KKi为各个元素的浓集系数。据考查,这个系数相当于 H. H. Сафронов 原始文献中的浓集克拉克值 Ki,这个指标的蕴意反映着每个采样点上的物质总平衡,因此,最好是分别针对浓集元素和趋散元素进行计算。对这两类指标的每一个指标,都要计算出地球化学场异常结构范围内的背景值、最低异常值和金属量 ( 在此例中使用的是面金属量) 。在估计矿化规模时,Е浓集和 Е趋散的金属量要作为两种独立的指标来使用,因为它们反映着同一过程的不同方面。据经验确定,E浓集和 E趋散的金属量,自身之间相差 1 ~2 个数量级,且与相应级次地球化学场异常结构中的金资源量成正比。以对数比例尺成图,这种关系可很好地近似表达为直线,故能够对拟查明矿化的规模作出估计 ( 图 4 -17) 。由图可见,对浓集元素来说,不同级次地球化学场的拟合线具收敛性,反映着矿化富集成大型和超大型矿床的程度高。而趋散元素的金属量在颇大程度上取决于地球化学场的级次 ( 面积) ,说明这些元素取自围岩。这也可从趋散元素的再分布规模与赋矿岩石的成分具相关性上得到证明,在矿田级异常地球化学场上表现得尤其明显。

图 4 -17 金矿化规模与成矿能量指标之间的关系: ( a) 浓集 ( 成矿) 元素; ( b) 趋散元素( 引自 В. Г. Ворошилов,2009)

在矿化侵蚀截面水平的估计方面,Варошилов 采用了已正式核准的方法 ( C. B. Григорян,1987;A. П. Соловов,1985) ,即依据元素的垂向地球化学分带序列,对矿体和矿床级地球化学场的异常结构作评价。而在金矿床上使用这种方法会复杂一些,因为矿柱的立体分带性往往具向心式的特点,因而分带系数亦随深度呈现分层变化的特点。图 4 -18 以哈萨克斯坦某含金矽卡岩 - 磁铁矿矿床为例,展示了地球化学场异常结构的各定量特征随深度变化的典型情况 ( 以各水平中段上相应参数的面金属量示出) 。由图可见: 成矿能、秩相关系数、浓集元素累加晕和趋散元素累加晕的最大值,出现于矿体所在中段; 同时,Co/Ni 比值的最大值位于矿下中段,而 Pb/Zn 比值和 Ba + Mn 累加晕的最大值出现于矿上中段。对分散矿化带而言,所有地球化学指标的金属量随深度的变化都是不明显和无规律的,如图 4 -19 所示。同时,趋散元素的总聚集水平与工业矿体相当,说明热液系统有足够高的能量势。但在不利的构造环境中流体未发生浓集,成矿 ( 浓集) 元素也就随趋散元素一起均匀地分散在很大的体积之内,形不成高浓度且分带的异常地球化学场。与之相应,在这种构造的任何一个截面上,秩相关系数都不会超过统计上的显著性水平界限。

图 4 -18 哈萨克斯坦某金矿床地球化学场异常结构的参数随深度的变化情况( 引自 В. Г. Ворошилов,2009)


图 4 -19 哈萨克斯坦某矿田的分散矿化带异常结构参数随深度的变化情况( 引自 В. Г. Ворошилов,2009)

矿田级侵蚀截面水平的估计是一个独立的课题。要在标准客体上研究这种截面上的轴向分带,只有当分带性方向呈近水平状态的情况下才有可能。但是,这种情况很少遇到,大部分情况下碰到的是热液系统的横截面,要恢复矿田的垂直分带性不得不依据其各个片断来进行,或者采用类比原则。研究表明,矿田的矿下截面和矿上截面,地球化学场异常结构的一系列参数 ( 秩等级、成矿能、浓集元素谱和异常结构的形态) 具相似性,但也有一定的差别。在整套浓集元素尚稳定的条件下,它们的比值在流体渗滤过程中会有规律地变化,因此,对矿田的前缘带来说,其特征是有 Pb∶ Zn 比值呈正异常,而在根部带中,该异常发育微弱。相反,在根部带通常有 Co∶ Ni 的异常,而在前缘带内缺失。根部带还有一个特征,就是在交代岩和硫化物中 Co、Ni、Cr、V 的浓度较高。

地球化学找矿模型的研究与应用

6. 矿床构造叠加晕特征

金牛山金矿的四个脉动成矿阶段中,由于第Ⅰ(黄铁矿-石英阶段)和第Ⅳ(碳酸盐)两个阶段带来金和伴生元素都很低,不能形成金矿体,其晕也很弱。在第Ⅰ阶段形成(含少量粗粒自形黄铁矿)石英大脉的基础上,只有在第Ⅱ、Ⅲ阶段叠加部位才能形成金矿体。第Ⅱ(石英-黄铁矿阶段)和第Ⅲ(石英-多金属硫化物阶段)两个阶段为主成矿阶段。第Ⅲ阶段与第Ⅱ阶段同位叠加部位形成富矿体。因此,研究第Ⅱ、Ⅲ两个主成矿阶段形成矿体及其原生晕的轴向分带及两个阶段形成矿体(晕)在空间上的叠加特点,是建立本区盲矿预测构造叠加晕模型的关键技术。
根据金矿床具有多期多阶段叠加成矿成晕特点,对金牛山金矿床的构造叠加晕的平面图、剖面图及垂直纵投影图进行了分析研究总结出了金牛山金矿床单一次成矿形成原生晕轴向分带特点及不同阶段形成矿体及其原生晕在空间上的叠加结构。
1.单一次成矿形成原生晕轴向分带特点
(1)矿体(晕)中各元素的浓度分带特征:
Au:具有明显的以矿体为浓集中心的浓度梯度分带,从矿体中心→矿体边部→近矿→远矿,Au含量逐渐降低。
Ag:也具有明显的以矿体为中心的浓度梯度分带,与Au关系密切,且异常强度范围小于Au异常。
As、Sb、Hg:多分布于矿体中、上部和前缘晕。
B:多分布于矿体中、上部和前缘晕。
Cu、Zn:为第三阶段特征元素,在腊子沟矿段有中、内带异常出现,而小肖家矿段只有零星小异常。
Bi、Mo、Mn、Co:分布于金矿体中下部及尾部。
(2)单一次成矿形成原生晕轴向分带序列,从上→下是:

构造叠加晕找盲矿法及找矿效果

2.不同阶段形成矿体及其原生晕在空间上的叠加特点
根据单一次成矿形成原生晕的轴向分带特点,对构造叠加晕的各剖面、垂直纵投影图分析识别表明,两个主成矿阶段形成矿体及其原生晕在不同部位的构造空间上有多种叠加形式:有完全同位叠加、部分同位叠加、或下部矿体的前缘晕叠加于上部矿体的尾晕部位(前、尾晕共存)。

7. 矿床构造叠加晕特征

1.单一次成矿形成矿体原生晕轴向分带特征
(1)在矿体及其周围能形成异常的元素:
Au、As、Sb、Hg、B、Ag、Cu、Pb、Zn、Mn、Bi、Mo、Co、Ni、V、W。
(2)矿体(晕)中各指示元素异常分布特征:
Au:是金矿的成矿元素,在矿体前缘构造中随远离矿体,异常强度逐渐降低。研究表明,其外带异常在矿体上方可达200m。Ag异常与Au正相关。Cu、Pb、Zn:为石英-多金属硫化物阶段特征指示元素,其强异常紧包矿体,随远离矿化中心逐渐降低。
As、Sb、Hg、B:在构造中矿体前缘及上部异常强度最高,在矿体中、下部及尾晕中异常强度低或无异常。As在本矿床的前缘指示最明显,在矿体前缘200-300m可出现外带、中带异常。
Bi、Mo、Co、Ni:异常范围也很小,其内带异常集中于矿体的中、下部,是矿体的尾晕指示元素。
W、Cr、Ti、Sn、V在矿体周围异常分布零星。
(3)单阶段形成矿体及其原生晕组分轴向分带:
前缘晕-As、Sb、Hg、B→近矿晕-Au、Ag、Cu、Pb、Zn→尾晕-Bi、Mo、Co、Ni。
2.叠加晕特征
黑岚沟金矿床中矿体严格受构造控制,黑岚沟金矿床的金矿体具有多期多阶段叠加成矿成晕特点,每次成矿形成矿体都有自己的前缘晕、近矿晕和尾晕。由于Ⅲ阶段(石英-方解石阶段)含Au很低,仅在局部叠加,因此,该矿床主要是Ⅰ阶段(石英-黄铁矿阶段是主成矿阶段)和Ⅱ阶段(石英-多金属硫化物阶段)形成矿体极其原生晕的叠加结果。两个主成矿阶段形成矿体-晕在空间上有全同位→近于同位→部分同位等多种形式叠加。因此,在剖面或垂直纵投影图上展现了矿体及其复杂异常,各元素异常多中心。用叠加成矿成晕观点去分析,则可看出单阶段形成矿体(晕)的轴向分带及不同阶段形成矿体-晕的叠加特点(图2-1-17)。

图2-1-17 山东蓬莱黑岚沟金矿床构造叠加晕及预测靶位垂直纵投影图

矿床构造叠加晕特征

8. 矿区原生晕地球化学特征

原生晕地球化学测量结果(邵克忠等,1992)表明,矿区太华群变质岩、熊耳群安山岩及各种脉岩微量元素含量一般较低,如Au主要集中于1×10 -9~3×10 -9、Ag主要集中于0.1×10 -6~0.3×10 -6,而在矿化体中微量元素含量则大幅增加。矿区原生晕主要有以下特点:
1)矿区Au、Ag等微量元素异常面积较大,几乎遍布整个矿区,Au异常浓度中心基本包围了各含矿角砾岩体。

图6-1 祁雨沟金矿区不同矿化体微量元素含量等值线图


图6-2 祁雨沟金矿区矿化体微量元素含量等值线图

2)含矿角砾岩体成矿元素及伴生元素含量比非含矿岩体高出几至近十倍,尤其是Au、Mo、Ag。