危機礦山深部及其外圍盲礦預測的化探新方法及其最佳組合

  目前, 我國很多大—中型有色金屬(含金)礦山經(jīng)多年開(kāi)采, 資源嚴重不足, 關(guān)閉和擬關(guān)閉的礦山日益增多, 礦山關(guān)閉不僅僅是經(jīng)濟問(wèn)題, 而且帶來(lái)眾多人員的失業(yè)、就業(yè)的社會(huì )穩定問(wèn)題, 因此, 解決危機礦山接替資源, 在礦區深部及其外圍找礦, 延長(cháng)礦山壽命已成為非常緊迫的任務(wù)。國家對解決危機礦山接替資源問(wèn)題非常重視, 已經(jīng)設立了危機礦山持續發(fā)展專(zhuān)項基金。

 

  很多危機礦山, 根據其成礦條件分析, 都有很大的進(jìn)一步找礦潛力, 但如何在原有礦山周邊或深部找到新礦體, 難度很大, 需要有效的技術(shù)方法。國內外找礦的實(shí)踐證明, 化探在現有礦區深部及其外圍找盲礦是一種直接、快速、有效的方法技術(shù)。然而在勘查地球化學(xué)領(lǐng)域也有多種新方法, 不同種方法各有其特長(cháng)及其應用條件, 為了以同樣投資取得最好的找礦效果, 文章全面總結了國內外礦區化探新方法、新技術(shù)研究現狀, 并總結了各種方法在礦區深部及其外圍找盲礦或隱伏礦的效果, 據此, 提出了在危機礦山深部及其外圍盲礦或隱伏礦預測的最佳化探新方法及最佳方法組合。

 

  1 礦區化探的新方法、新技術(shù)研究現狀

 

  有色金屬(含金)礦區深部及外圍找礦預測的難度越來(lái)越大, 主要尋找對象是深部盲礦或隱伏礦,必須采用新理論, 研究新方法、新技術(shù)才會(huì )有所突破。多年來(lái), 國內外都做了大量研究工作, 開(kāi)拓的化探新方法、新技術(shù)主要有:原生暈法—原生疊加暈法—構造疊加暈法, 包裹體氣暈、離子暈及其疊加暈法熱暈法, 礦物地球化學(xué)法及同位素地球化學(xué)方法等;在厚覆蓋礦區有汞氣測量法(壤中氣汞測量、土壤吸附汞測量)、地電化學(xué)法(地電提取法、土壤離子電導率)、地氣法、綜合氣體地球化學(xué)方法(H2 S、CO2 、CO、CS2 、COS等)、烴類(lèi)測量、相態(tài)分析、元素活動(dòng)態(tài)測量(水提取相、非晶質(zhì)鐵錳氧化物相、有機絡(luò )合相、活動(dòng)態(tài)等)、鹵素地球化學(xué)法(巖石、土壤鹵素測量和土壤熱釋鹵素測量)等等。

 

  我國在上述方法研究中都取得了新的突破, 其中原生暈找礦模型、構造疊加暈法、汞蒸氣測量、地電化學(xué)、深穿透—地氣法、包裹體氣暈和離子暈法、熱暈法、鹵素測量等方法在礦區深部及其外圍找盲礦或隱伏礦的研究與應用都達到了國際先進(jìn)水平或國際領(lǐng)先水平。

 

  2 主要化探方法的研究成果及其找礦效果

 

  2.1 原生暈找礦模型—構造疊加暈找礦模型的研究主要成果

 

  原生暈方法又稱(chēng)巖石地球化學(xué)方法, 是尋找熱液成因的盲礦或隱伏礦效果最好的化探方法, 也是國內外勘查地球化學(xué)專(zhuān)家所公認的方法。

 

  我國應用原生暈找盲礦的研究, 自20世紀50年代末期謝學(xué)錦、邵躍等人就開(kāi)始了研究原生暈找礦, 在近50年中, 地礦、冶金、有色等系統及地質(zhì)院校的化探專(zhuān)家都相繼做了大量研究工作, 在研究原生暈分帶理論和方法技術(shù)方面都取得了一系列開(kāi)創(chuàng )性成果:使原生暈找礦※發(fā)展為原生地球化學(xué)異常模式和找礦模型※又發(fā)展為原生疊加暈模式和找礦模型※構造疊加暈模式和找礦模型。發(fā)表論文已有100余篇, 特別是1990— 1998年9年間出版了多部專(zhuān)著(zhù), 有代表性的10部專(zhuān)著(zhù)是:1990 年由歐陽(yáng)宗圻、李惠、劉漢忠編著(zhù)的《典型有色金屬礦床地球化學(xué)異常模式》, 1991年由李惠編著(zhù)的《石英脈和蝕變巖型金礦床地球化學(xué)異常模式》, 以張本仁、孫煥振、李善芳等主編的《勘查地球物理勘查地球化學(xué)文集》, 1993年趙倫山、吳悅斌、沈鏞立著(zhù)的《基巖地球化學(xué)測量方法》, 1996年鄒光華、歐陽(yáng)宗圻、李惠等著(zhù)的《中國主要類(lèi)型金礦床找礦模型》, 1997年王繼倫、李善芳、齊文秀、朱有光、傅祥鱗等著(zhù)的《中國金礦物探、化探方法技術(shù)的研究與應用》, 1997邵躍的《熱液礦床巖石測量(原生暈法)找礦》, 1998年吳承烈、徐外生、劉崇民的《中國主要類(lèi)型銅礦勘查地球化學(xué)模型》。隨著(zhù)對金礦原生暈軸向分帶研究的不斷深入, 特別是20世紀90年代以來(lái), 發(fā)現很多異?，F象如前尾暈同時(shí)出現、地球化學(xué)參數多次轉折、原生暈軸向分帶序列出現反分帶等問(wèn)題, 用一般原生暈理論不能解釋, 李惠據金礦成礦具有多期多階段疊加的特點(diǎn), 應用“ 疊加成礦成暈觀(guān)點(diǎn)”不但可做出合理解釋, 而且提取出了更優(yōu)化的找盲礦信息,并于1998年出版了《大型、特大型金礦盲礦預測的原生疊加暈模型》和2006年1月由地質(zhì)出版社出版了《金礦區深部盲礦預測的構造疊加暈模型及找礦效果》。

 

  2.1.1 原生暈找礦模型研究及其應用效果

 

  原生暈或巖石地球化學(xué)異常模式是對一個(gè)具體礦體、礦床、礦田的元素組合、含量變化、特別是異常發(fā)育特點(diǎn)及其分帶特征的客觀(guān)反映和高度概括, 用異常模式圖表示, 并有文字說(shuō)明;原生暈(巖石地球化學(xué))找礦(勘查或預測)模型是指在建立了礦體、礦床、礦田地球化學(xué)異常模式的基礎上, 進(jìn)一步概括總結出了地球化學(xué)找礦標志及找礦方法, 是異常模式(含圖)、找礦標志和找礦方法的集成。

 

  1)有色金屬礦床地球化學(xué)找礦模型研究的主要成果。在“六五”期間, 冶金部立項, 由歐陽(yáng)宗圻教授為首, 李惠、劉漢忠等組織冶金17個(gè)科研院所及大專(zhuān)院校聯(lián)合研究有色金屬礦床地球化學(xué)異常摸式, 先后對金、鉛、鋅、銀、銅、鉬、鎢、錫、銻、鈮、鉭等11個(gè)礦種(礦床類(lèi)型包括熱液型銅、鎢、錫、鉬、銻礦, 綠巖帶型金礦, 斑巖型銅鉬礦, 夕卡巖型銅鉬礦, 脈狀鎢礦, 層控銅鉛鋅礦等)進(jìn)行了系統研究,并建立了礦田、礦床(體)的地球化學(xué)找礦模型:包括異常模式和盲礦預測標志及判別礦體剝蝕程度的指標或數學(xué)模型。各礦區用模型預測, 都取得了好的找礦效果。有色金屬礦床地球化學(xué)異常模式的建立, 不僅發(fā)展了地球化學(xué)找礦理論, 開(kāi)拓了化探模式化找礦的新路, 是化探找礦發(fā)展中的一次飛躍, 而且提高了化探找有色金屬盲礦的效果, 為在有色金屬礦區深部及其外圍盲礦預測提供了一套有效方法技術(shù)。

 

  2)銅礦床地球化學(xué)找礦模型研究的主要成果。地礦系統在研究礦田、礦床和礦體地球化學(xué)異常模式和找礦模型方面做了大量研究工作, 取得了豐碩的成果。在“八五”期間, 由吳承烈、徐外生、劉崇民等完成的地礦部重點(diǎn)科研項目“中國主要類(lèi)型銅礦隱伏礦地球化學(xué)預測指標研究”成果中, 全面地總結了作者和地礦系統生產(chǎn)、科研及教學(xué)領(lǐng)域的化探工作者30 余年在銅礦地球化學(xué)勘查中取得的主要成果, 以成礦帶、礦田、礦床不同級次的地質(zhì)、地球化學(xué)和地球化學(xué)勘查為基礎, 研究和建立了包括斑巖銅鉬礦、夕卡巖型銅礦、復合型銅礦、巖漿型銅鎳礦、海相火山巖型銅礦、沉積變質(zhì)-熱液改造型銅礦、熱液脈型銅礦等7種類(lèi)型礦床的地質(zhì)-地球化學(xué)異常模式和地球化學(xué)勘查模式-模型系統, 應用模式-模型預測取得了顯著(zhù)效果, 在銅礦區深部及其外圍找盲礦具有重要實(shí)用價(jià)值。

 

  3)中國主要類(lèi)型金礦地球物理、地球化學(xué)綜合找礦模型研究主要成果?！鞍宋濉逼陂g, 國家科委把建立“我國主要類(lèi)型金礦床綜合方法找礦模型”作為國家重點(diǎn)黃金地質(zhì)科技攻關(guān)項目, 由地礦部、冶金、有色、核工業(yè)、武警黃金5個(gè)系統聯(lián)合攻關(guān)。研究地區有膠東、冀東、冀北、晉北、陜西小秦嶺、桐柏—大別山、川西北、黔西南、桂西北、內蒙烏拉山—大青山、西秦嶺、甘南、甘肅北山、湘中、河南熊耳山—崤山、海南、云南、吉林夾皮溝等21個(gè)金礦區帶的68個(gè)典型金礦床(田)的地質(zhì)-地球物理-地球化學(xué)異常特征, 根據不同的成礦地質(zhì)條件和礦床成因系統地研究和總結了中國主要類(lèi)型金礦床———綠巖帶型、變質(zhì)碎屑巖型、沉積巖系和火山—次火山巖型等4種主要類(lèi)型金礦床(田)的地質(zhì)-地球物理-地球化學(xué)異常模式和找礦模型, 提供了在不同類(lèi)型的典型金礦區應用物化探找礦預測的具體指標和技術(shù)參數, 大大提高了我國金礦的物化探找礦技術(shù)水平, 用模型在幾十個(gè)金礦區及其外圍進(jìn)行找礦預測, 都取得了顯著(zhù)找礦效果。

 

  2.1.2 原生疊加暈—構造疊加暈找盲礦新方法、新技術(shù)研究成果及找礦效果

 

  1)原生疊加暈法:是在原生暈找盲礦理論(熱液成因的礦床(體)的原生暈有明顯的軸向分帶:即每次成礦形成的礦體都有自已的前緣暈、近礦暈和尾暈, 其前緣暈可達幾百米)基礎上, 李惠又根據熱液成因的礦床成礦具有多期多階段脈動(dòng)疊加特點(diǎn),提出了脈動(dòng)成暈疊加理論, 即礦床(體)的原生暈形成的是多期多階段脈動(dòng)成暈疊加結果, 據此, 又提出了新的研究思路和新的研究?jì)热? 不僅研究不同成礦期或成礦階段的元素組合及單階段形成礦體

 

  (暈)的軸向分帶(發(fā)現礦體的前緣暈、近礦暈和尾暈特征指示元素組合及其濃度特征), 而且還要研究不同階段形成原生暈在空間上的疊加結構, 建立礦床的疊加暈模式, 確定盲礦預測標志, 并用模式和標志在礦區深部及其周?chē)M(jìn)行盲礦預測。20世紀90年代以來(lái), 李惠開(kāi)創(chuàng )了原生疊加暈找礦新方法、新技術(shù)。

 

  2)構造疊加暈法:根據熱液型礦床成礦成暈嚴格受構造控制, 其原生疊加暈分布于構造及其上下盤(pán)圍巖中, 一般在構造內礦體原生暈最發(fā)育, 前緣暈指示元素可在礦體前緣200m形成異常, 而上下盤(pán)暈一般只有n～ n×10m, 由于應用原生暈預測盲礦的關(guān)鍵是研究礦體(暈)的軸向分帶特點(diǎn), 研究構造中的原生疊加暈的軸向分帶及其疊加結構足以反映礦體(暈)的總體軸向分帶。在構造蝕變帶中選擇性地采取有蝕變及礦化疊加的樣品, 不但強化了異?；蛘业V信息, 而且大大減少了采樣量和分析費用,提高了工作效率和找礦效果。20 世紀90年代末,李惠又將原生疊加暈法發(fā)展為構造疊加暈找盲礦新方法、新技術(shù), 并總結出了一套特有的研究方法和工作方法, 是應用原生暈在礦區深部及外圍找盲礦的一個(gè)飛躍性發(fā)展。構造疊加暈模式和盲礦預測標志的綜合稱(chēng)為構造疊加暈找礦模型。

 

  3)構造疊加暈的創(chuàng )新點(diǎn):提出了原生暈形成的脈動(dòng)成暈疊加理論、新的研究思路和新的研究?jì)热荨?/div>