热液矿床岩石测量原生晕法找矿.pdf

绪论 勘查地球化学方法通常可分为岩石地球化学、土壤地球化学、水地球化学、气体地球 化学和生物地球化学等方法。 岩石地球化学方法，又称岩石测量或原生晕方法，已被国内外勘查地球化学家公认为 是一种寻找热液型隐伏矿床的有效的方法。 原苏联，自年代以来，一直在进行岩石测量方法的试验研究和寻找隐伏矿的工作。 格里戈良等（）发表了一篇有关原生晕方法的总结性文章，报道了原苏联对热液矿床 原生晕方法的研究成果。其中，最重要的是提出了一个热液矿床原生晕元素组分分带的统 一分带序列和计算元素分带指数的方法，以及评价矿化侵蚀截面的累加晕和累乘晕比值等 指标。据报道，在原苏联，运用岩石测量方法已成功地发现了数以百计的金属矿床。 西方年里，也取得国家的岩石测量工作，据） 评 述“ 在 过 去 了一些进展。它已从一种基本上不能实际应用的方法技术，而发展成为矿业界从事找矿不 可缺少的一种方法技术。从矿业界重新在北美和欧洲一些工作程度较高的地区采用岩石测 量方法找矿实际表明，岩石测量方法已被公认为是一种理想的方法技术。” 我国（地矿部系统）早在年代末，就进行了岩石测量（原生晕）方法找盲矿的试验 研究工作。最早的工作，首推邵跃等在甘肃白银厂小铁山多金属矿床上做 的原生晕方法的试验研究工作。结果发锌现在铅铜盲矿体前上方、沿围岩片理方向，出现 了清晰的呈带状发育的原生异常，异常沿岩石片理向上流渗扩散距离达数百米。接着， 年，邵跃等在辽宁青城子、关门山等铅 锌矿区和谢学锦等在安徽贵池铜山、湖南黄沙坪和 广东大宝山等矿区开展的原生晕方法找盲矿的试验研究工作，均取得了良好效果。由于在 青城子矿区的工作中发现了被推断为盲矿的异常，经钻探验证，打到了盲矿体，为此于 年月，在青城子矿区召开了原生晕方法找矿现场会议。年代中期，为配合在长江中下 游寻找富铜富铁矿的任务，邵跃、李善芳等（在长江中下游地区开展了原生 晕方法找夕卡岩型铜矿的试验研究工作。这一工作结果，对后来在铜陵地区的找矿工作，起 到了良好的指示作用。年代，吴承烈、朱炳球等（曾对我国斑岩型铜矿床 进行了原生晕方法研究，并在安徽沙溪斑岩铜矿床的找矿勘探工作中取得了良好的找矿效 果。 尽管原生晕方法在我国开展得比较早，也做了不少工作，找矿效果也比较显著，但由 于种种原因，以后没有进行系统的研究工作，基本属试验研究性质，未形成生产力。 年代，在地质矿产部科技司的关怀和支持下，重新立项进行了原生晕方法研究，同 时在少数有条件的地质队开始推广运用原生晕方法找盲矿的工作。这期间，在寻找金、铜、 银、铅 锌 银和铁 铜等矿床的普查工作中，发挥了良好作用，找矿效果显著。例如周亚 特等（在湖北大冶铜绿山矿区运用岩石测量方法发现了鸡冠嘴金 铜矿床；羌荣生等 运用岩石测量方法在大冶铁山矿区尖林山矿段的深部发现了一个较大的夕卡岩型 在河南运用岩 铁铜盲矿体；韩存强等（ 石测量发现了皇城山银矿床和在河南老湾金 运用原矿带（生晕方法圈定矿体扩大了已知矿床的储量，并在外围还发现了新的金 在安徽庐矿富集地段；周全兴等 （江地区开展的岩石测量工作发现了岳山铅 银矿床。 综上所述，不难看出，尽管岩石测量方法尚未臻完善，其本身方法技术和理论有些问 题还有待进一步研究解决和讨论，但就其在实际工作中已取得的成果和实效，足以表明岩 石测量方法是普查找矿工作中一种富有潜力的方法手段。及时将这一方法推广于勘查工作 中，是必要的。同时，对方法技术中存在的某些问题也需要在不断实践中加以检验、发现 新问题，并深入研究和完善，使其更趋成熟。 为了使该方法能为更多的地质队熟悉和更好地运用，在找矿工作中发挥更好的作用，地 ，并委托本书作者根据多年来从事矿部科技司立项（岩石测量方法研究的成果和推广 工作中取得的经验，结合他人资料，对岩石测量（原生晕）方法做一较全面介绍。 岩石测量（原生晕）方法的工作原理与矿床学有密切的关系。矿床（体）和原生晕是 发生在成矿作用过程中的两个方面。因而，研究矿床原生晕，必需熟悉和了解矿床学。勘 查地球化学家应该具有较广的矿床学方面的知识，才能有利于做到正确理解和认识原生晕 异常，也才能对所获得的地球化学资料和异常做出比较符合实际的解释推断。 本书简要叙述了当前地学界对热液型矿床成因的认识，以及对几种主要热液型金属矿 地球化学床的地质模型及其找矿评价，和国内外成功的评价经验。 本书根据热液型矿床岩石测量方法原理、试验结果和部分工作实例，提出了以方格网 和长方格网为采样单元和在每一个采样单元内（方格内）采用组合样的方法，取代以往按 工作比例尺布置采样点位和采单一样品的方法。并强调在进行热液型矿床岩石测量方法时， 要充分认识采样介质（采集裂隙充填物质）具有决定工作成果优劣的重要性。 本书还提出了岩石测量结果圈定异常浓度分级的方法，明确规定了原生晕异常内、中、 外三带的含量值，并阐明了内、中、外三带异常的地质涵义及其在找矿评价中的作用。 以上所述的工作方法是在过去常规方法的基础上发展出来的一些新思路和新概念；是 业已经过大量试验研究和部分推广运用证明是行之有效的工作方法。因此，在新一轮的普 查找盲矿的工作中还应积极推广运用此方法。 目前化探中普遍使用的单位，为非标准制，使用也非常随意，在术语“含量”、“组 分”、“浓度”之后使用任意单位，现在则要求明确写出准确的量名称及符号，例如定义 的质量分数的质量与混合物质量之比。单位为 （用小数表示） ， 当数值小时， 也 、可采用等为单含量位。举例，应改用的质量分 数。详见国家标准量和单位。 我国勘查地球化学前辈，中国科学院院士谢学锦先生和地质矿产部科技高级咨询中心 前副主任教授级高级工程师沈时全先生对全书作了通审，提出了许多宝贵意见；沈时全先 生还对书作“序”。对此，作者深表谢意。 陈云升教授级高级工程师、吴承烈教授级高级工程师、叶天竺教授级高级工程师、莫 根生教授级高级工程师和羌荣生高级工程师对本书提出的宝贵意见，作者在此一并致以谢 意。 第 一 章 基 本 原 理 一、原生分散模式 理论上讲，矿床原生晕是在矿石结晶沉淀作用过程中与矿体同时在围岩中形成的一种 原生分散模式。原生晕方法（岩石测量），就是通过发现和研究这种原生分散模式来进行找 矿的一种手段。 原生分散模式可分为同生分散模式和后生分散模式。同生分散模式是与围岩同时形成 的；后生分散模式是围岩已经形成，矿体或矿床是后来以某种方式的引入（主要是围岩裂 隙和含矿热液作用）而沉积的。 同生分散模式最明显的例子，如超基性岩中的铬铁矿、钒钛铁矿、铜镍矿以及沉积赤 铁矿和磷块岩等。所有与岩石构造、裂隙和含矿热液作用有关的各种金属和非金属矿床，均 属后生分散模与式。霍韦克斯布对原生分散模式的主要类型作了分类及描 述，见表 表原生分散模式主要类型分类与一般特征 ①称前者为围岩异常或围岩环，后者称渗滤异常或渗滤晕。这与我国普遍采用的概念是不同的。我们把包裹在矿体 四周的原生晕作为一个整体，矿上的部分称晕的前缘，在矿体周围的称为晕的毗邻部分。 ②组分分带是原生晕的重要特征之一，将其与原生晕并列，作为原生晕的一个类型是不合适的。 谢学锦在其中译文中对表有一注解他认为表中应将矿体四周围岩中的高含量带与矿体上方的高含量带分 开。 本文主要叙述后生分散模式中的热液分散模式。 成晕的地质地球二、元素富集成矿化学 从广义上讲，自然界中的任何一种地质物样中，都含有门捷列夫周期表中所列的元素。 但能参与并构成矿物、矿石和脉石矿物的元素仅为其中的一部分。这部分元素可称之为成 矿元素。比如， 和外，其它元素属大量元素。除在岩 石圈中的含量很低，其绝对值可称为是“微不足道”的。 这些在岩石中普遍呈分散状态存在的成矿元素，主要以非矿物形式在造岩矿物中呈混 入物的形式存在，含量低，比较均一。这些在岩石中分散的元素，一旦经过天然富集作用， 便可以形成具有经济价值的矿石、矿床。岩浆作用、沉积作用、火山作用和变质作用是使 分散在岩石圈内的成矿元素富集成矿的能动力。 矿石（矿床）内成矿元素的含量相对其在岩石中的克拉克值高很多。其偏高的值越大， 矿石的品位越富。矿石内这种成矿元素含量偏高的程度常以“浓集克拉克值”，也称“浓集 系数”来表征。浓集克拉克值（或浓集系数）矿石中成矿元素含量与该元素在地壳中的克 拉克值或区域克拉克值或区域背景值之比值，是一种表示成矿元素在地壳中相对富集程度 的参值。成矿元素浓集克拉克值越大，表示该元素相对富集的程度越高，在矿床四周形成 的原生分散晕的规模和强度越大，成矿的可能性越好。 浓集克拉克值和原始衬度两者的概念是近似的。 可以这样认为，元素在自然界中以两种状态存在。一是以原生分散形式普遍存在于岩 石中；二是由于某种自然力的作用，使岩石中原生分散的某些成矿元素在深部有了局部富 集，并以矿床的形式出现。从大量地质观察中可以看出，大多数矿床是在围岩成岩后形成 的。这在后生矿床，包括岩浆期后矿床和热液矿床方面反映最为明显。因而，可以认为，成 矿元素从原生的分散状态到深部富集成矿，均有其内在的成因上的联系。 表，简单列出了现代某些工业矿床的金属品位及其浓集克拉克值。 地质学家经过研究，对金属原生源、成矿动因、富集作用和富集形式的成矿作用后指 出 金属矿床的主要金属源存在于地壳中，并以分散状态广泛分布于某些岩石中。 与基性岩有关矿床的形成，岩浆分结作用起主要作用；与花岗岩相伴的热液形成 的矿床，主要是岩浆期后的流体和各种成因的热水作用。 大多数地质学家确认 ①几乎所有金属矿床在区域上与火成岩靠得很近，关系密切； 一定的金属矿产有选择性地产在某些类型的岩浆岩中； ③许多热液矿床围绕一定的火成岩体分布； ④矿床与脉岩、岩墙和脉岩、岩墙与侵入岩之间经常存在着密切联系； ⑤金属矿床与一定的成岩系列存在着地球化学关联性，等等。 据此可以得出结论成矿元素的分散和富集之间有直接的成因联系；分散成岩在先，而 深部富集在后；深部富集是靠某些地质作用完成的。 ①根据中国东部上地壳化学丰度，中国科学 辑 ）鄢明卷。才等， ， 表 矿产工业要求参考手册②根据全国矿产储量委员会，。 三、关于热液矿床成因的概念 长期以来，热液矿床的成因一直与岩浆热液活动联系在一起，认为热液是岩浆结晶分 异作用的结果。这一理论几乎主导了热液成矿学说达半个世纪之久。近年来，由于“层控、 层状矿床”概念的兴起，多数地质学家提出了对热液矿床形成的多成因的看法，产生了侧 分泌说、再生成矿说和卤水成矿说等等。当今，大多数人认为，热液矿床主要不是岩浆热 液成因的。 季克俭（提出“热液矿床三源成矿模式”概念。其基本要点为，热液矿床的形 成必需具备个条件，即矿源、水源和热源，三者缺一不可。 三源成矿模式的矿源主要来自四周的围岩，也就是围岩中原生分散的金属物质；水源， 主要与地表、地下水的渗滤循环作用有关；热源，主要与岩浆岩的侵入活动和火山岩作用 有关。 可以设想，炽热的岩浆向上侵入到地壳上覆围岩时，迅速向外释放热量，使周围岩石 的温度急剧升高，压力也发生变化温度和压力场的变化使围岩中地下水升温和产生对流。 在对流过程中水的矿化度有所提高，溶解了围岩中的金属物质，并沿着围岩中的断裂系统 移运。在运移过程中温度和压力逐渐降低，金属物质又从溶液中沉积析出。 萨弗昂诺夫等认为，花岗岩类岩浆的温度约为， 而热液成矿的温 度在斯米尔诺夫认为，热液矿床沉淀发生在之间。 此外，在上部地壳基岩中，由于地温梯度增高，使得地下水增温并形成大气水 热液对 部分金属矿床矿表石品位及其浓集克拉克值 流系统。此种地下水流体的温 。 因 而 ， 可 以 认 为 ， 地哈森， 度可接近 下深部含矿热水是普遍存在的。 据报道年代以来，在美国加利福尼亚打地热钻时，发现含高碱度的热卤水（， ，并含铁、锰、锌、铜、铅、银等氯化物。当这种热卤水上升到钻管中温度降低时， 就沉淀出了各种金属矿物。 又如，在里海，在含热卤水的钻管贮水池中也发现了金属沉淀物。在钻管中沉淀出的 是自然铅和少量自然银。而在回水池中，当富含硫化氢的水与贫硫化物的金属卤水混合时， 即沉淀出闪锌矿、黄铁矿和方铅矿。 以下的时，则溶解温度在地下热卤水，温度达金属矿物几乎全可溶 解在热卤水中。因而部分低温金属矿床（如铅、锌、金、银、砷、锑、汞，可能还有铜）可 在地下循环的高温热卤水中形成，而与火成岩无多大成因关系。人们已经发现，有些铅锌 矿床、银矿床、金银矿床、金矿床、雄黄 雌黄矿床、锑矿床和汞矿床等在其矿区邻近外围 ）未见有火成岩体。估计这些矿床是由地下循环及深部 （的含矿热卤水形成的。 在地下深部循环的温度较高的热卤水能够溶解较多的金属元素，这一点已毫无疑问。当 这种流体循环进入温度较低的环境，就容易使其所含的金属沉淀析出。 实际上，热液成矿过程，可看作为一大量沉种沉淀作用的过程。它应是开始沉淀 淀继续沉淀沉淀终止。热液中的各种金属都有其相应的沉淀、或结晶温度。在未达到 某个矿物的结晶温度时，它不沉淀，或只少量沉淀，达到沉淀、结晶温度时才开始大量沉 淀，超过结晶温度时沉淀逐渐减少，最后，沉淀终止。由于各种矿物结晶温度不同，才造 成了矿床中不同元素的矿物分带和矿床原生晕中不同元素的组分分带，以及同一种元素的 浓度分带。 从观察矿床原生晕中元素组分分带可知，热液成矿作用过程中热液的移动及温度的变 化是十分重要的。含矿热液的运移及温度逐渐降低是成矿成晕及造成晕中元素分带的主要 原因。 四、矿床的矿石矿物分带及原生晕元素组分分带 矿床的矿物分带学说是由斯拍尔年提出的，并首次作了概括性论述。他 认为，大多数热液矿床是岩浆期后分异的产物，并存在着矿物连续沉淀的垂直分带特征；当 含矿溶液向上运移时，温度逐渐降低，逐渐完成了矿物结晶。其后，艾孟斯（对矿 床分带做了较完整的阐述。他指出当富含盐类的溶液发生沉淀作用时，其沉淀具有一定 的顺序，难溶的先沉淀。他设想，当含有大量矿物质的上升热液进入温度较冷的地段时，矿 物沉淀的顺序与其溶解度顺序相反，也就是说，难溶的高温矿物先沉淀，并根据矿物溶解 度高低，先后沉淀形成分带。艾孟斯提出的矿床矿物分带为（从上至下） 无矿带 玉髓 石英、重晶石、萤石，有的脉中含少量汞、锑或砷； 汞带 辰砂矿床，一般有玉髓 白铁矿、重晶石 萤石脉； 锑带 辉锑矿脉，往下常出现方铅矿 辉锑矿，其中有些矿脉含金； 金银带 金银矿，往往有辉银矿和含各种砷锑的碲化物和硒化物，少量方铅矿、闪 锌矿和黄铜矿；矿脉中含石英、冰长石、钠明矾石和方解石、菱镁矿及其它碳酸盐； 无矿带 由含微量黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿的石英、碳酸盐组成； 银带 辉银矿脉，含锑、砷的复杂银硫盐矿物，辉锑矿，少许毒砂、石英脉和黄铁 矿； 铅带 一般是含银的方铅矿脉，随深度增加闪锌矿增加，有少许黄铜矿、石英和碳 酸 盐； 锌带 伴有方铅矿和黄铜矿的闪锌矿矿床； 铜带 有黄铜矿出现，一般是含银的黝铜矿； 铜带 黄铜矿脉，经常有黄铁矿、磁黄铁矿； 金带 具有黄铁矿和经常有毒砂的石英碳酸盐矿脉，以及某些长石、电气石等脉 石，碲化物不普遍，但有时可大量出现； 砷带 含有黄铜矿的毒砂矿床； 铋带 含有自然铋、石英、黄铁矿的辉铋矿矿床； 钨带 含有毒砂、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等的白钨矿、黑钨矿矿脉； 锡带 含有石英、电气石、黄玉等的锡石矿脉； 无矿带 含石英、长石、黄铁矿、碳酸盐及少量其它矿物的矿脉。 与矿床的矿石矿物分带一样，矿床原生晕具有相似的元素组分分带。这是因为，矿床 原生晕是在矿石、矿物结晶沉积作用过程中与矿体同时形成的，因而矿床原生晕元素组分 分带与矿床矿石矿物分带具有同一性。 奥勃钦尼科夫，别乌格里戈良等（研究了大量矿床斯与 原生晕之后指出，原生晕最重要的特点之一是它具有分带性（包括垂直和水平分带）。造成 分带的原因主要是成矿溶液在运移过程中性质逐渐演变，各种矿物在不同条件下沉淀出来， 从而造成了不同的矿物或金属组合。温度变化是矿物沉淀的条件之一，同时指出，对于成 分不同的热液金属矿床，其原生晕元素分带序列在性质上是十分接近的。他们提出的热液 矿床原生晕元素统一分带序列（从下至上）为 自年代以来，作者一直注意对矿床元素原生分带的研究，并于年，提出了一 个热液矿床原生晕元素垂直分带序列模型。以后，经过生产实践检验、修改和补充，最后 获得了如图所示的分带模型。从图可得分带序列（从下至上）如下 ） 、 ） 可以看出，这一分带模型序列与上述奥勃钦尼科夫提出的分带序列基本一致。而与艾 孟斯提出的矿床矿物分带也基本符合。这都表明了矿床矿物的原生分带与矿床原生晕元素 分带具有同一性。 前文已提到，热液成矿过程实际上是个沉淀作用的过程。热液中各种金属矿物都具各 自结晶温度，在未达到某个矿物的临界结晶温度时，它是不沉淀的或只是少量沉淀，在接 近和达到了临界结晶温度时才开始大量沉淀，低于临界温度时，沉淀逐渐减少，最后沉淀 终止。因而各种矿物的沉淀分带，表现为在中部最集中，两侧逐渐减少。由于各种矿物结 晶温度不同，造成了矿床原生晕不同矿物的沉淀分带和同一矿物的浓度分带。实际观察往 往可发现， 热液金属矿脉 （床） 绝大多 数， 其上方和尾部品位较低， 而中、 下 部品位较高。同时还发现在多数铜矿 体 （床 ） 中， 其 中， 上部 含 高，而中下部含高。这种铜矿体 （床） 中， 下部铜富集， 而矿体 （床） 前 上部和尾部铜含量逐渐减低，反映了 铜矿物沉淀时的浓度分带；而铜矿体 （含量偏高，床 ） 中、 上 部 含量中、 下部增高，反映了铜矿体 沉淀时伴生矿物或元素的沉淀分带。 矿物的沉淀与其结晶温度有关。 有资料表明，锡石只在温度为 时的条件下形成。同样，温度高 于时，不可能从任何成分的溶 液中形成辰砂（巴尔苏科夫， 。 图热液矿床原生晕元素垂直分带模式示意图 热液矿床的元素的分带序列具有 概率分布的特点。每个元素在序列中的位置有一个置信区间。不同类型矿床元素分带序列 可能会有变化，但变化的范围不会太大，只在一定的置信区间内上下变动。比如，在有的 矿床可能会出现在中的前上方；有时会出现在的下部，可能会出 现在的前上方，等等。此外，有些元素（如等）反映出有两次以 上的沉淀温度等。 、近年来发现两元素在低温时也有出现，尤其在低温热液矿床中与金伴生时，但 不是所有的低温热液金矿床和都伴生 一、采样 热液矿床的形成，是含矿热液沿岩石裂隙通道运移、沉淀的结果。含矿热液在有利的 构造、岩性环境中沉淀成矿的同时，残余热液继续沿裂隙流渗、扩散，在围岩中形成了矿 体（床）四周的原生晕。这种矿体（床）四周的原生晕称之为渗滤晕。渗滤晕受裂隙控制， 晕中元素向上流渗扩散的距离可达数百米乃至千米以上。因而，热液矿床岩石测量工作的 采样，应注意采集裂隙充填物质的样品。 提出，在普查和圈定隐伏矿化时，渗滤晕是特别重要的，并强调指 出，分析研究形成渗滤晕的物质并不过分。应注意在所有剪切带、裂隙扭曲带和蚀变带上 采样，分析拟找的盲矿床的成矿元素及其伴生认为，只有这样做，才（指示）元素。 能观察到岩石中的原生分散模式。 在评述岩石测量方法时曾指出在岩石测量工作中，所采的样品 应是岩脉物质、裂隙充填物和似碧玉岩，而不是采取围岩岩块，因为这类物质是代表着矿 化事件的“通道”系统。这种采样方法显然是符合逻辑的和有成效的。 和） 在美国 内华达州平桑矿区和普富布尔金矿区作了“裂隙敷膜”）和岩石碎片样品 的对比研究。获得的结果表明，金矿床上方的围岩“裂隙敷膜”样品中 平均含量要比围岩碎片高出几倍至几十倍。 其实， 早在年代初谢学锦和邵跃等（在安徽铜陵地区的宝山陶矿区就已对围 岩岩块和裂隙充填物样品中的金属含量进行过对比研究工作。结果发现，岩块样品中 的含量很低，而相应的裂隙充填物样品中含量却 很高（当时仅分析了这种元素），可高出岩块样品的几十倍乃至百倍以上。此次试验，根 据裂隙充填物样品中发现的异常的推断解释，导致了宝山陶热液铜矿床（盲矿）的发现。详 情可参阅后文的找矿实例（一）。 热液矿床产出部位的围岩中裂隙很发育。这在坑道中一般都可以看到矿体产出的部 位围岩中裂隙十分发育，而远离矿体裂隙逐渐减少。 裂隙有成矿前的和成矿后的，不是所有的裂隙充填物均与矿化有关。野外采样时，也 无法确认与矿化有关的裂隙，但只要我们在采样时注意去搜索和观察，尽量采集各种裂隙 充填物，则发现异常的机率就大。 化探主要是靠发现异常来找矿的。异常不是随处存在的，只能与矿化事件有关联的矿 物质才具有与矿化有关的异常。因而，有目的地采样，采那些与矿化事件有关的物质的样 品，十分重要。 实践表明，在进行岩石测量时，注意采集裂隙充填物质是十分重要的。这种取样方法， 第二章 工作方法 要求尽量采集裂隙充填物，如硅质细脉、断层泥或细粒物，褐铁矿化物质、岩脉和似碧玉 岩等。要求采样人员在每一个采样单元内搜索、观察并详细记录地层、岩性、构造裂隙、裂 隙充填物和矿化蚀变等地质现象。 二、测网选择 经我们多年来试验研究的结果，认为岩石测量宜采用方格网（比如， 和）或长方格为一采样单元。若采用长方格网，其长、宽比不宜 超过。要求在每一个采样单元内，随机、较均匀地在处的位置上按上述要求，认 真采集样品，然后将其组合成一个样品供分析用，总左右。质量约 化探采样的密度一般都应根据地质找矿任务来决定。不同的地质找矿任务采用相应的 比例尺测网比例尺测量的线、点距离一般为， 每平方公里采。例如， 比例尺测量的线、点距为，每平方公里采样件样；件。我们 历来都是用这种规范化的方法布置化探野外采样工作的。 但近年来，我们在研究岩石测量方法的找矿实践中发现，按上述规范方法来布置化探 普详查（矿区化探）工作，特别是大比例尺的矿区工作中，有许多不足之处。 不经济 矿区化探的面积性测量工作，其面积一般总要在左右， 有时可 能更大，才能取得比较完整的结果。本文后面例举的原生晕找矿实例中，有的地区工作的 。 这样大的面积， 若用比例尺测网布置工作，则需采样品件面积达。 这样做，既不经济，也不尽合理。在当前分析费用相当昂贵的情况下，更难以承受。 代表性差 沿测线采样，要求采样人员只需在样点附近采样，采单样（即在一个点 上采样）。热液矿床岩石测量则要求注意去采集裂隙充填物，样点附近不一定刚好有裂隙存 在，因而要求采样人员必须在一定范围内注意搜索和观察，才有可能采到裂隙充填物的样 品。此外，同时要求不要局限在一个点上采样，应随机分散地在所规定的单元网格内，分 别在多处处）采取裂隙充填物样，组合成一个分析样。实践证明这种组合的样品代 表性比一个点上的单一样品效果好得多。 测网效应 按比例尺布置测网，其线、点距的关系为。这种由于测网效应往往 会使异常被拉长，有时甚至会改变异常态式，给成果的解释带来一定困难。 按我们提出的方格网或长方格网为一采样单元的作法，并在每个采样单元内，随机分 散地在处采集裂隙充填物，组合成一件分析样，既可保证样品的代表性，有利于提 高工作质量和效率，节约费用，更可消除测网效应，提高成果的解释效果。详细情况，可 参阅后文找矿实例二和三。 工作的比例尺与所采样品的数量有直接的关系。工作的比例尺越大，每平方公里面积 内所采样品数就越多。已往化探详查所做的面积很少超过， 少者只有 。 究 其 原因，主要是分析费用高的问题。事实上，这样小的工作面积是很难获得一个有意义的矿 区地球化学异常的全貌。这样的资料，由于面积小、异常不全，无法作为找矿评价的依据。 以上矿区化探的工作面积至少应在。 网格化采样，可以根据工作的面积考虑拟采用的方格网。比如，工作的面积为 ， 则可用方格网，其样品数约为 件；如果工作的面积为 方， 则可用最小不要小于格网，其样品数约为 的方格网或） 内。因为这套采样方法，是在一块较小的面积较（ 处的位置上有目的的采样所形 均匀分散地在 成的组合样。这种样品对这一小块面积 可以具有较好的代表性。所以，采用方格网或长方格网的组合样方法，在原生晕工作中，已 无可非议，成为一项势在必行的技术改革。 三 、 异 常 圈 定 （一）异常下限与浓度分级 矿区化探工作中的背景值与异常下限的概念，与区域化探是有所不同的。矿区化探的 工作，一般是在区域化探圈定的异常带上或异常区内作进一步的找矿评价，范围较小。矿 区化探的所谓“背景”是相对异常而言，与区域的背景值不能等同。 ，曾对异常下限作过在悉尼国际化探会议上（讨论。一致认为异常下限是地球 化学工作者根据某种分析测试结果对样品所取定的一个数值，据此可以圈定能够识别出与 矿化有关的异常。并对异常下限提出了一个笼统的定义凡能够划分出异常和非异常数据 的数值即为异常下限。因而，对矿区化探来说，异常下限不应理解为背景上限。 大量实践表明，矿床原生晕异常含量与矿体品位之间存在着一定的函数关系。通常，原 生晕中成矿元素的异常含量凡能达到矿石边界品位以上时，在异常范围内经仔细检查 均能发现与该元素有关的矿化（原生的或次生的）。因而，元素异常的这一含量显得十分重 要。因之，作者认为可以把这一含量确定为各元素异常的内带含量。 内带异常，是异常中含量比较高的地段。内带异常含量虽不是矿石品位，但矿体一般 应出现在内带异常内。发现了内带异常，就能较容易地找到矿。 岩石测量的异常浓度分级，一般是以内、中、外带三级含量来划分和圈定异常的。但 对如何确定各元素的内、中、外带三级含量的量值，却没有一个统一的规定。实际上，这 个内、中、外带三级异常含量是有其内涵的。 以往，以岩石测量结果圈定异常，都是从低含量往高含量圈定。首先确定异常下限，然 后根据异常下限的倍数向上圈异常，一般选或倍，也有高达倍的，圈得比较乱。同 样都分内、中、外三带，但对每个地区、每次工作，三个带的数值都定得不一样，彼此间 无法对比。笔者（提出以各元素的工业边界品位为基准，以下推一个含量级次作为 该元素的最高异常值，并以大于最高异常值者为内带含量，然后，依次以其含量的定 为亚内带、中带和外带、亚外带个级次（见表 从找矿角度考虑，表所列出的部分常见元素内、中、外带的异常含量的分级，可用 来研究如何从多元素组合晕中确定出成矿元素及伴生元素。从化探异常中确定出成矿元素 及其伴生元素，对找矿评价十分重要。多年来实践的经验表明 凡出现内带浓度异常的地段，经地表检查，一般均能发现与该元素有关的矿化；在 内带异常内，一般均能发现具工业品位的矿化（体）存在。 ，例 （如在 和的内带异常中，经仔细检查，均可在围岩中发现较好的铜矿化、辉 钼矿化、锡矿化和够品位的金、银矿脉。因而，正确确定各元素的内带异常含量就显得十 注表中有些元素，如在超基性岩中含量较高，异常评价要注意由地层引起的某些元素的高含量带，这种 高含量带不是异常。等作为伴生元素的异常，有时含量可能还会低一些。工作者可根据具体情况灵活 掌 握 。 ① 的概念详见本书后附录 ，中国东部地壳化学元素②根据鄢明才等，组成。 分重要。 由于对各元素的工业品位要求不一样，故各元素异常的内带含量也应该各自不一 为样，但从其所代表的强度意义上来说应是相当的。比如，（ ） 为 （） 为 （） 为 （ （和为（，其异常强度都是亚内带级的异常，可以对比，其找 矿的指示作用是一样的。 在一个化探多元素组合晕中（综合异常），凡出现亚内带以上含量的元素，均可视为 成矿元素的异常，是找矿的对象。其它，仅出现中带以下含量的元素，一般可视为伴生元 素的异常。 成矿作用过程，除形成具经济意义的矿石外，还伴生一些经济意义不大和（或）无经 济意义的伴生矿物。成矿元素在矿液中应是大量的、丰富的，而伴生元素则相对少得多。这 表矿床原生晕元素异常浓度分级 种关系，同样会反映在原生晕中，成矿元素的原生晕强、大，伴生元素的原生晕弱、小。 表上各元素的外带含量的下限，大体上相当于矿区化探的异常下限；亚外带含量一 般可视为矿区背景。 （二） 异常圈定 中各元素的内带含量从高至低，从内向外逐级可以根据表圈定出亚内带、中带、外 带和亚外带五级异常含量。一般圈至外带即可，亚外带可以不圈。表中未列入的元素可根 据以元素的工业边界品位为基础的原则自行确定。 等的地表克拉克值很有些元素，如低，如将它们作为伴生元素考虑时， 异常含量还可适当放低一些，可仍下推。但若作为成矿元素找辰砂和雄黄 雌黄矿时，按 则至少要达到亚内带以上的异常含量。此外，如元素在超基性岩中含量较高，此种 由地层岩性引起的元素的高含量带，不是异常，圈异常时应予注意。 四、元素分带序列的确定及计算 原生晕元素分带性研究通常是在已知或半已知矿区进行。对勘探剖面上的钻孔进行岩 心采样研究原生晕剖面上的元素分带性，即研究原生晕中异常元素的前后和（或）其上下 关系。这种分带性，一般从钻孔原生晕剖面上观察，即可大致看出，其分带关系有时相当 明显。计算的方法是格里戈良（）提出的。但必须注意，计算的方法只是补充观察之 不足。我们发现，使用计算方法因使用人对计算方法的理解、技术熟练程度的不同，分段 和取数的正确与否，其结果出入很大。 格里戈良是以计算每个元素的分带性指数来确定原生晕中各元素的分带序列。方法是 确定各异常元素的标准化系数 然后以公式 来计算各元素的分带指数。式中某中段上某元素的分带指数；为该中段上 某元素标准化含量的数值；该中段上所有元素标准化含量的总和。 选择进行原生晕研究的剖面最好选择矿体较长，钻孔较多的剖面。将被研究的原生晕 剖面从地表开始划分为几段，最好段以段。如表上，最少不少于， 计算出各段元素的 含量平均值或米百分率。找出各元素的最大含量值，以其中最大的一个数值作为， 其 它元素的标准化系数可根据它们含量的最大值与作为标准化系数值的量级相差的倍数来确 定。例如表 由表可看出原生晕中元素异常线金属量最高的为的线金属量最大值为 ） ） ， 因 而 可 以 将的最大值作为标准化系数的最与大值为 属同比一数量级，故的也为的线金属量最大值为含量的数值低 倍 ， 故的值为最大，比值含量的数值低 倍，的故 ⋯⋯，以下类推。 剖面原生晕线金表属量及分带指数 注外数值为米百分率。值。表中中段各元素右下方的数值为其标准化系数 的各元素的分带指数。 表中括弧内的数值计算得出的分带指数值为根据公式（ 数最高，表明这两个元素应位于矿带的最上部（前缘）在； 和在中段指数最高。因而，其从上至下各元素的分带序列段数值最高；应为 ） 和（是两个以上元素的最高分带上述（指数出现在同一个中段。这 样，究竟哪个元素应该靠前，哪个元素应靠后，格里戈良以如下公式来计算确定。 为元素分带指数的式中为变化指数；最大值； 分带指数；为中段数。 中，例如，表各元素的分带指数的计算，可用表 相应值；用公式）来计算得出 表元素的分带指数 根据，可在分带序列的前面（上部）。中将排在 对于元素最大分带指数值出现在地表以下中段时，可用梯度差（ 置为最大值向上的梯度，为最大值向下的梯度。例如 计内数值为根据公式（算 和两元素在地表指 在中段指数最高；中 为该元素在段中的 中的各该元素的 ） 来确定分带位 中段是最下面不存在。在中段分带指数最大， 由于但 的一个中段，故 也不存在中段分带指数也是最大，故 与一样，在第。 。 比的排在由于的数值大，故前面。这样，该异常中元素的分可将带序列 应为 在实际工作）的计算就可以了，后一部分公式）的中，只要做前一部分即公式 计算可以不做。因为研究分带序列时，能确定出 ） 已足够了的指示都是意义是一矿化样的，。它和 矿化的尾部元素。都是和及的前缘元素，和没有必要进一步去确定 究竟谁在前、谁在后，因为它们谁在前，谁在后，是没有实际意义的。此外，在这个例 子中，将原生晕划分为段 （包 括 地表和同时在段（最后） 。 而段）中分带指数 最高。如果下面还有一段，或者将原来分为段，则很可能在第段段的分成中含量 最高，则其分带序列可能会是（ 所以，分带序列的计算结果与分段有很大关系。 需要强调，不是所有分析的元素都可参与分带序列的研究和计算。我们强调的是研究 原生晕中异常元素的分带关系，不是异常元素不参与计算。故参与计算的必须是异常含量。 经验表明，一般具有亚外带含量以上的异常元素参与计算均能取得良好结果。但对 的含量可适当放低一些。 五 、 组 合 晕 一个多元素的地球化学晕，将其中具有指示意义的元素的含量以某种方式组合，能圈 出更为清晰的异常。组合晕的规模和强度比单元素异常要大得多。组合晕是用来强化和识 别异常的一种手段。 组合晕有两种一为累加晕；二为累乘晕。累加晕必须将元素含量经标准化后再相加， 然后编制图件。累乘晕则只须将元素含量相乘即可。累乘晕是一种常用方法。人们常用两 组累乘晕（前缘元素的累乘晕和尾部元素的累乘晕）的比值来研究矿化剥蚀的水平。 六、衬值晕（异常值／背景平均值） 在矿区化探工作中，有时会遇到这种情况，在一个很小范围内，出露的岩石有很大变 化，同时出现火成岩、沉积岩和各种蚀变岩石。由于各种岩石的原始背景差别较大，此时， 岩石测量结果就不宜使用统一的异常下限圈定异常。因为，一般来说，火成岩和蚀变岩石 中的元素背景要比灰岩或大理岩中的高得多。使用统一异常下限，由于受火成岩和蚀变岩 石中高背景的影响，异常下限可能会定得偏高，这样就会漏掉大理岩中的“弱异常”。采用 衬值圈定异常可更确切地反映出不同背景岩石中的地球化学异常特征。 例如年，我们在铜陵狮子山地区用原生晕方法找盲矿时，就遇到过上述情况。 一大理岩及条带状大理岩；三叠系下统塔山组； 一第四系浮土； 一条带状夕卡岩； 一夕卡岩角岩； 一粗面斑岩辉石闪长岩； 一闪长岩及闪长斑岩；与大理岩互层； 一角砾状含辉石闪长岩；一夕卡； 岩化闪长 矿床范围；矿床大致分界线；一破碎带； 一铁帽；一内夕卡岩；一块状夕卡岩； 岩； 钻孔及 铜异常一铜异常衬值 其编号； 铜 赋存有个相互毗邻的中型， 在很小范围内铜矿床 陵狮子山地区（图 （即东狮子山矿床、西狮子山矿床和大团山矿床）。当时，东、西狮子山为已知矿床，大团 山还是个未知区。地质上推测大团山地区深部可能有盲矿，但证据不足。开展的面积性岩 异常石测量结果，除在东、西狮子山已知矿床地表出现有较强的外，在西狮子山东边的 大团 异常。东西狮子山地表出露岩石主要为各类夕卡岩、闪 山地段也出现了强度较弱的 长岩和闪长斑岩脉 ， 以 。这些 为异常下 岩石铜背景含量较高（约 限圈定的异常可清晰地将隐伏矿床包裹以在异常范围内，其中最高异常值可达 上。大团山地表出露为三叠系上部大理岩。大团山与西狮子山矿床之间仅为一条粗面斑岩 岩墙 异常含量， 比，而地表岩石中 所隔。大理岩中铜背景约 东西狮子山及大团山矿床地表岩石测图量铜衬值异常图 含量低得多。此时，按常规，若采 异 东、西狮子山地段岩石中的 用统一的 以下的常下限圈定异常，则势必会漏掉大理岩中大片 “弱异常” 。 这样， 所剩 个紧邻矿床地表以上的异常范围就很小了。为了更好地反映出本区 下的 岩 石中的地球化学异常模式，经研究，采用了异常衬值来圈定异常。即，在东、西狮子山地 ）和大团山地段以（，求得衬值，然后以其衬值 段以（异常值 异常值 和倍来 。从图上看出，用衬值圈定的异常，大团山地表的 的圈定异常（见图 异异常无论从异常规模和强度，都可与东、西狮子山已知矿床上的常相对比。因而推测， 异常可能反映其深部有盲矿化存在 大团山地表大理岩中的 ，估计其埋深可能较大。 年后，地质队在大团山地区开展普查勘探，结果在三叠系底部小凉亭组层位中打 到了规模较大的似层状铜矿体，并在小凉亭组上部大理岩与火成岩脉的接触带部位打到了 一组夕卡岩型脉状矿体。 此后，我们选择大团山线线两条勘探剖面作了钻孔中原生。 从晕研究，见图和 图上可以看出，整的异个剖面上大理岩都受到了铜矿化的影响，近地表 异常主要靠近接异常未达地表。常范围较大；触带部位； 尽管大团山主要铜矿体以下），但在其上部层位中，在靠近接触带的埋藏较深（ 部位上赋存有一组脉状 。这样，使得浅部矿化和深部矿化的异常 矿体，埋藏在 图勘探线地