深部矿床勘查问题

后勤部长 · 发表于 2011-2-20 20:43

隐（盲）矿床是深部勘探的主要对象。上述的分类主要是从隐（盲）矿床勘查为基本出发点，考虑到矿床（体）在深部受控条件各异，矿床（体）的复变化是多样的，但变化的基本规律是有可能掌握的。
类成矿标志显著的隐（盲）矿床（Ⅰ）地质空间确定的隐（盲）矿床（Ⅱ）成矿示踪信息简接的隐（盲）矿床（Ⅲ）
成矿理论推断的隐（盲）矿床（Ⅳ）
亚类与基性-超基性岩类侵入作用有关（盲）矿床（Ⅰ）与中酸性岩浆侵入作用有关的隐（盲）矿床（Ⅱ-1）受特定地层层位（或界面）控制的隐（盲）矿床（Ⅱ-2）在特种地质环境中形成的隐盲矿床（Ⅱ-3）已知矿床超度延深的隐（盲）矿床（Ⅱ-4）与酸性岩浆侵入作用有成因联系的隐（盲）矿床（Ⅲ-1）受控特定火山岩类、火山机构控制的隐盲矿床（Ⅲ-2）与海相火山喷发作用有关的隐（盲）矿床复合成因的隐（盲）矿床（Ⅳ-1）成因类型不明的（热水、热卤水）隐（盲）矿床（Ⅳ-2）有确定物质来源的隐（盲）矿床（Ⅳ-3）矿床成矿系列和区域成矿对称分带理论推断的隐（盲）矿床（Ⅳ-4）
空间分布规律矿床赋存在超镁铁质、镁铁质岩体的岩相中矿体赋存在中-中酸性岩类侵入体的顶部或接触带矿体受沉积岩相或地层界面或构造控制干涸盐湖类控制的盐湖类矿床、河流控制的砂矿型矿床，或岩溶型矿床已知矿床超度延深或共生异体、或共生同体、或新类型矿床矿床赋存在酸性岩浆侵入体顶部、接触带或附近的围岩中矿体与火山机构，角砾岩筒有关与海相火山岩层和海底火山机构有关的矿床与成矿作用叠加改造有关的矿床与热水（或热卤水）成矿作用有关的矿床受岩相古地理控制而成矿物质来源充裕的矿床区域成矿的对称分带
共伴生元素及可能出现的矿床类型组合Cu-Ni、Cr-Pt、Fe-Ti-V，石棉、P、金刚石等岩浆型矿床Cu-Mo-Au、Mo-W、Au等斑岩型、矽卡岩型矿床Cu-Co、Al、煤、Mn、P、高岭土、粘土、U、Fe、Au等沉积型、热液型、砂岩型矿床K盐、Na盐、Mg盐、Li盐、石膏、Au、W、Sn、金红石等盐湖型、砂矿型各种类型矿床Fe-Cu，Pb-Zn-Ag、Fe、Au、W-Sn-Mo-Bi、Li-Be-Nb-Ta、玉石等矽卡岩型矿床萤石、明矾石、Cu-Au、Fe、Mo、Pb-Zn-Ag等火山热液型、玢岩型、次火山岩型、角砾岩筒型矿床Cu-Zn、Pb-Zn、Ag、Fe等海相火山岩型矿床Ni-Mo-U-Y、Pb-Zn-（Ag）、Sb-Au、Hg-Sb-（Au）等复合成因矿床Au、Pb-Zn-Ag等低温热液矿床Cu、Cu-Ag、Au、U等砂岩型矿床各种类型矿床
   矿体与赋存围岩之间的物理、化学性质的差异程物、理化学性质差异大物理、化学性质有差异，含矿岩体与围岩介质之间的差异大地层与矿体之间的物理、化学性质有较大差异矿体与围岩的差异不很大，但地层层位有明显的差异矿床类型不同，差异各一，与已知矿床类型相同者按已知矿床确定其异同矿体与围岩之间的物性，化学性质差异明显差异显著，但地质产状特殊矿体与围岩差异大矿体与围岩之间的差异甚小矿体与围岩有差异矿体与围岩差异不大矿床类型不同，差异各一，同一矿床类型、差异不大
   找矿预测和勘查方法地质研究，确定成矿地质环境，重磁、电和遥感方法成矿地质背景研究，掌握岩浆-构造带的空间分布规律用磁、电、化探方法研究岩相古地理和构造特征，编制构造岩相图，化探方法较适用古地理、地貌分析及现代沉岩相研究、物、化探方法、遥感方法矿床及矿田构造研究，化探原生晕及井中磁、电测量构造-岩浆带研究、物、化探重磁结合方法和化探方法火山-构造研究，阐明火山机构分布规律，化探和物探结合方法构造研究，地层研究和物化探结合的方法地层研究和化探方法为主、物探方法辅助成矿规律研究，构造热点定位、应用综合方法古地理和现代地貌研究，物化遥多元信息方法成矿区带研究和多元信息对比分析
典型矿床实例喀拉通克Ⅱ号岩体、东天山图拉尔根，河北承德磷、铁盲矿山西支家地铅锌银矿床、山东金岭铁矿、安徽铜岭姚家岭铜矿山西晋中铝土矿、煤，前苏联库尔斯克巨型富铁矿罗布泊钾盐、江西樟树和江苏金坛钠盐等胶东河西金矿、辽宁红透山铜锌矿、弓长岭铁矿；个旧锡铜矿（玄武岩层下新矿体）、铜陵、铜山Cu-Fe矿（共生异体）澳大利亚塔斯曼尼亚岛锡石硫化物矿床、福建管查铅锌矿床，安徽铜陵狮子山铜矿安徽马鞍山和尚桥铁矿、罗河铁矿、大鲍庄铁矿、河南祁雨沟金矿等葡萄牙内维斯-科尔沃块状硫化物矿床、新疆阿舍勒铜锌矿床贵州猫猫厂、澳大利亚库恩加拉铀矿床加拿大派恩帕因特铅锌矿床；陕西山阳西坡岭汞（锑）矿澳大利亚奥林匹克坝Cu-Au-U矿床、滇北的砂岩型铜矿新疆准噶尔盆地南北缘的Cu-Ni-（Pt）矿床，华北陆块南北缘的钼矿床
对深部矿床的理解各有差异，按成矿理论和个别资料（超深钻和个别超深开采矿床）认为“成矿有利空间在地下5-10Km的深度范围（翟裕生，2004）内赋存了各类与岩浆一热液成因有关的矿床，由此提出了大型热液成矿作用的垂直延伸可达4-5km（裴荣富等，1999）。而俄罗斯科拉半岛的超深钻证实，在地下十公里深时，仍存在天水（叶天竺，2006），说明地下十公里处，仍存在成矿流体。
地壳内成矿地质作用的深度、随矿床类型的不同而成矿深度各异，据理论和实验岩石学试验认为：与超基性岩类有关的铬铁矿床在地壳中形成大于20~30km、硫化铜镍矿床形成的最大深度达10km；高温热液矿床侵位深度约7-8km；矽卡岩型矿床在4-5km；火山岩型矿床侵位小于2km；热卤水型成矿作用小于2km；沉积成矿作用为地表水体；韧性剪切带型矿床的成矿深度在2（浅部带）~3-5（中浅部带）~5-10（中部带）~大于10km（深部带），由此认为成矿作用主要发生在浅部及中浅部，一般不超过3-5km（叶天竺，2006）。
关于矿床成矿深度矿床学家研究后共同认为矿床类型不同，形成的深度差异很大（图20），中国现有金属矿山的采矿深度一般在300~500m左右，个别可达1000m左右（如铜陵狮子山）。由此认为深部勘查系指地表以下500m的矿床，考虑到采矿新技术的应用，深度可达2000m（叶天竺，2006）。由此认为矿床深部勘查是指地表以下600~2500m之间的矿床。
综上所述，深部勘查的对象是隐（盲）矿床和已知地表矿床的超度延伸部分。对隐（盲）矿床的勘查来说，捕捉它的示踪信息是勘查成功的关键。应用现代的成矿理论和勘查技术方法，隐（盲）矿床的示踪信息有可能捕捉，并综合成为勘查决策的科学依据，大体分为以下几种情况：
1、地表矿床超度延伸部分的勘查示踪信息
这类矿床可以依据已知矿床的成矿模式和找矿模型进行勘查；主要运用成矿理论，成矿作用的深度判断（图20）和已知矿床的成矿信息，用深部勘查工程（物探的、化探的和钻探的）控制和发现新矿体（含新类型矿床），图1，2，8是成功的实例。
   2、应用地质类比和多元信息集成方法捕获成矿信息，开展深部勘查（图19，20）。湖北大冶鸡冠咀铜（铁）矿，深埋在地下250m处，地表是一片平原（农田）、但航磁、重力、激电、自电都有异常、叠合较好，各种方法的理论计算结果都出现异常，而且互相叠合。占孔验证结果都见矿（图19），证实多元信息集成方法是有效的。遥感成矿信息必需专门处理，它是寻找隐（盲）矿床，难识别矿床的有效途径之一。
   3、运用当代成矿理论，研究成矿规律、阐明地成矿地质作用特征、进行隐（盲）矿床研究，为深部地矿床勘查建立地质基础，成矿地质作用研究的内容包括：
   ①沉积成矿地质作用：着重研究含矿地层深部延伸、隐伏夹层、水深、盐度、水温、氧化还原环境、酸碱度；沉积岩相、古地理、盆地类型、盆内及盆缘构造、分析同沉积构造。
   ②火山成矿地质作用：着重研究火山地层特殊夹层、次火山岩体、喷发沉积的物理化学环境；火山喷发旋回、火山岩相、火山机构、火山构造。
   ③侵入成矿地质作用：着重研究岩体延伸及隐伏岩体埋深、形态、产状、侵位构造、脉岩带、侵入角砾岩、隐爆角砾岩、接触带、围岩构造、捕掳体、岩浆作用影响范围。
   ④变质成矿地质作用：着重研究原岩建造、变质相、成岩年龄、热事件年龄、多期变形构造、变质前原始构造环境。
   4、成矿蚀变作用的观察研究
成矿蚀变及其蚀变矿物类型组合是隐（育）矿床的外围标志，地球化学障碍识别的证据，有可能判定成矿元素富集的空间位置。
成矿蚀变是成矿流体运移留下的地质纪录，按当代岩石学和矿物学研究，成矿流体及其形成的矿化蚀变作用有以下不同矿物组合：
1、沉积流体成矿作用：岩性成份、颜色、特种矿物沉积岩（膏盐建造等）
2、热液流体成矿作用：
①强碱性环境：花岗岩类的钾长石化、酸性火山岩、沸石化、碳酸盐类、铁白云石化、白云岩化、碳酸盐化。
②强酸性环境：花岗质岩类的次生石英岩化、高岭石化、蛋白石化；酸性火山岩：叶腊
石化、明矾石化和基性岩类的黑云母化。
③中性环境：绢云母化、硅化、绿泥石化、钠长石化、绿帘石化、伊利石化、水云母化。
④强氧化环境：赤铁矿化。
⑤还原环境：黄铁矿化等等。
矿床赋存在两种不同性质的流体转换界面上，特别在强酸、强碱、高温高压、强氧化环境下溶解迁移；在低压低温、中性环境下沉淀，成矿元素在不同介面上富集成矿，称为“异相”定位是推断隐（盲）矿床的地质理论依据。
   5、成矿地质理论，特别是成矿系列理论捕捉隐（育）矿床的示踪信息。
矿床成矿系列理论自1992年开始应用到矿产预测进行未知矿床（未知类型）的预测以后，已取得了成效，统称为“缺位”预测（朱裕生，1993）。
   隐（盲）矿床勘查对象主要是大型，超大型矿床，在这方面我们已有成功的经验，如滇东南麒麟厂深部隐伏的Pb、Zn矿床；大厂深部的100号矿体；安徽铜陵的狮子山隐伏矿床（图15），山东临沂铜井450m以下的新矿层（Au、Fe、Cu、图13）等，应用成矿预测理论，又在山东济宁发现了深达1600m、矿厚85m的铁矿层，推断为大型铁矿床（航磁异常查证），辽宁弓长岭深部矿体等。根据成矿理论和多元信息预测了青海拉水峡深部Cu～Ni矿床（图21、22）、四川尤黑木低缓磁异常的超大型铁矿床、四川会东通安磁异的致矿（铁）预测区粤西桂东巨型金异常预测区、川滇黔巨型Cu、Cr、Ni、Co、Pt、稀有、稀土异常预测区等。
   总之，隐（育）矿床和深部找矿是一个巨大的系统工程，在近代的矿产勘查中成为全世界的主攻目标。我国已经行动起来，已经着于总结经验，纳入矿产勘查规划，进行科技攻关，有计划投入专项资金，现已初步取得成效。