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探寻隐伏矿的地学“密码” 中国地质调查局发展研究中心科研人员谈隐伏矿找矿思路 国土资源网 2009年8月17日 1246 刘静文 在现阶段， 要解决矿产资源的瓶颈问题，寻找隐伏矿是必然的选择。中国地质调查局发展研究中心情报室施俊法、唐金荣、周平、金庆花、朱丽丽等研究人员，通过研究国外33个大型超大型隐伏矿床的发现过程信息找矿战略与勘查百例，提出了隐伏矿找矿的新思路和新方法。 研究控矿地质因素，确定找矿标志 研究人员认为，在区域性勘查中，针对拟寻矿床的地质特征，抓住深部关键的地质因素，查明地球物理和地球化学特征与矿床的对应关系，把地球物理和地球化学判据转化成地质找矿标志，是提高深部找矿效率和效果的重要途径。国外一些大型矿床找矿过程中勘查技术手段的综合应用实践充分说明这一点。 美国卡林型金矿用区域性重磁资料查明与矿有关的深部岩体与构造。大量研究成果表明，美国内华达州卡林金矿带的矿床与深部隐伏的深成花岗岩体和大型断裂系统有关，矿床往往产在花岗岩体与围岩的边界上。由于该区露头较少，圈定隐伏岩体成为找矿突破的关键地质问题。在诸多勘查方法中，航磁和重力法可有效地圈定深部花岗岩的空间展布范围。美国地质调查局主要根据磁测数据编制了内华达深成花岗岩体分布图。由此推断出了深成岩体的边界、成分和时代。通过对比研究发现，大多数已知的浸染型金矿床靠近计算出的磁化强度界面或推断的深成岩边界。根据磁测结果推断出了与卡林型金矿有关的花岗岩侵入体的分布范围。 加拿大萨德伯里铜镍矿用反射地震和重力资料确定含矿杂岩体底部的界面。加拿大萨德伯里矿区现已扩展成为一个长轴60千米、短轴27千米的扁环形矿带，已发现50多个矿床，镍金属潜在资源量超过1000万吨，成为世界上最大的铜镍矿产地。萨德伯里的铜镍矿化和火成杂岩体密切相关。一般认为火成杂岩体是由大型陨石撞击而成的，矿化正好产在火成杂岩体与围岩的界面上。深部找矿突破的关键是查明萨德伯里盆地火成杂岩体底面的深度（界线）。由于火成杂岩体的底界深度颇大，只有综合应用反射地震和重力测量才能解决这一问题。 地震成像表明，萨德伯里深部构造明显不对称。在北半部，反射地震剖面反映出了花岗岩苏长岩和苏长岩底板岩石的界面，证明萨德伯里的北山由向南缓倾的底板片麻岩、火成杂岩体及沉积岩层组成，叠加的构造起伏不大。高频反射地震的结果发现，在盆地中心之下构造型式发生着变化，靠近火成杂岩体中轴的沉积岩层和火成杂岩体的上层被断层截断，而底板片麻岩和火成杂岩体的铁镁质岩单元则继续向南倾，在盆地中心深达4.5千米，到南山之下达10千米。南山的地震成像以陡北倾和南倾≥45反射面为主，有些南倾反射向上投影到南山剪切带上，其他反射解释为单个的主剪切带或断层带上，岩性单元产生了叠瓦作用，而萨德伯里构造在北西南东方向上发生明显的缩短作用。在萨德伯里构造的南缘附近，明显的近地表北倾反射面很可能来自苏长岩－花斑岩界面。 根据上述思路，依据地震方法在盆地内确定了杂岩体的底界，通过三维地质模拟，加上井中物探，发现了一批矿床，其中最为重要的是2002年发现的大而富的Nickel Rim South矿床。 依据矿床分带模型，预测深部矿化 研究人员表示，成矿作用的分带现象是一个普遍规律，从与矿体伴生的元素组分分带和浓度分带，到不同矿种、不同类型矿床的成矿分带，都是分带规律的客观反映。利用成矿作用的分带特征指导隐伏矿预测和矿床深部勘探，具有重要意义。 他们强调，从不同层面和角度研究和利用分带规律，是提高隐伏矿勘查效果的重要途径。近十多年来，人们越来越关注相关矿种和类型的矿床之间的分带关系，提出了一系列视域开阔、内涵新颖的成矿模型，在理论和思路上为隐伏的矿勘查拓宽了道路。 例如，太古宙脉状金矿床的地壳连续成矿模式。澳大利亚的Groves在总结前人研究的基础上，于1992年提出。该模型认为，从次绿片岩相到角闪岩相、再到麻粒岩相的变质岩中都有脉状金矿产出，在不同的垂向深度上可连续形成金矿，至少涉及15千米以上的地壳剖面。产在不同变质岩中的金矿床属于一组连续的同成因的矿床组合。但这3类不同变质相中的金矿在成矿构造条件、围岩蚀变组合、矿石矿物组合、金的赋存状态等方面均有区别。这一模式并非反映同一矿区内的金矿化垂向分布，而是概括地反映了区域范围内一系列金矿床的分布特征。 斑岩铜矿与低温浅成热液矿床叠置模型。根据对美国、菲律宾、巴布亚新几内亚、前南斯拉夫、匈牙利等地斑岩型铜矿床的研究，英国著名矿床学家西利托指出，在火山岩区的许多斑岩型铜矿系统的高部位，多发育有浅成热液贵金属矿脉和含硫砷铜的块状硫化物矿脉；它们发育在上部泥化蚀变带内，是斑岩铜矿系统上部火成岩段的一个组成部分，共同构成火山岩区的热液系统；在大量硫砷铜矿脉之下，可能有斑岩型铜矿的存在。 施俊法等强调，在寻找以侵入体为中心的矿化系统时必须考虑这种套叠模式，尤其在勘查高硫化的低温热液矿床时更应注意。套叠作用的野外证据有两个 一是斑岩侵入体和（或）晚期岩浆玻璃质石英网状细脉上叠加有高级泥质蚀变矿物组合和高硫化矿物组合。 二是保存火山残余物。在智利地区容易识别出扇形塌陷。在野外缺少地貌证据的情况下，岩屑崩落和（或）由此形成的含矿蚀变、矿化岩块的爆发产物表明，扇形塌陷影响矿化套叠的热液系统的上部。根据这一套叠模式，推断在菲律宾勒班陀低温浅成热液铜金矿床下方存在一个斑岩矿床，且埋藏较深。深钻很快证实了远东南矿床的存在。据称，中国福建紫金山矿床的上金下铜也属于这一模式。因此，在低温浅成矿床下方（一般在旁侧）要注意寻找深部斑岩型矿床。 此外，喷气沉积型（Sedex型）铅锌矿床与网脉状铜矿在空间上的互存现象。Sedex型铅锌银矿床是世界上最重要的铅锌矿床类型，占世界铅锌储量的1/3以上。据国外报道，该类型矿床往往与脉状、网脉状铜矿在空间上相伴产出。古巴西部侏罗纪的喷气沉积型铅锌矿床，在区域内既有层状的Sedex型铅锌矿床，又有网脉状的铜矿。澳大利亚的芒特艾萨矿床、加拿大塞尔温盆地的托姆矿床、德国的腊梅尔斯伯格矿床、中国内蒙古的霍各乞和炭窑口矿床等均属此类型。这种矿床类型之间的相互关系，为我国在区域找矿中提供了有益的思路。 获取深部直接信息，揭示矿化分布 研究人员还提出，直接信息是矿产勘查最可靠的信息，应是主导勘测方法。统计资料表明，早期“找矿人”（1900年之前）发现的大型超大型矿床数量占已知（12种金属）矿床的一半，这些阶段的找矿成本最低，而经济效益最大。那时的勘查主要依据最直接、最可靠的信息矿化露头。就是到了现代矿产勘查阶段，地表露头或人工露头仍然是矿产勘查的关键证据。 例如，澳大利亚赫利尔块状硫化物矿床、爱尔兰纳凡铅锌矿，都是在系统的勘查过程中确定了矿化远景，但对打钻验证还犹豫不决，刚好其他单位在施工过程中挖出矿化的露头，从而坚定了钻探验证的决心。 芬兰最重要的哥打拉赫蒂硫化镍矿床，是20世纪50年代通过修公路开出一个路堑，发现了成矿信息，后来进一步工作发现的。 1993年发现的加拿大世界级沃伊塞湾镍铜钴矿床，在勘查工作开始实施区域化探取样的过程中，找矿人便在直升机上看到了地表岩石锈蚀的情况，然后在沃伊塞湾西北侧检查出一些矿化露头，见到了黄铜矿细条带穿插的辉长岩，并追索出一条长约500米、宽40米～80米的矿化带。 这些事例说明，时至今日，矿化露头这种最直接的找矿信息仍未失去勘查意义。 在信息找矿战略与勘查百例的著作中，施俊法和他的同事们统计了100个矿床发现的关键因素，其中地表地质填图与化探方法在矿产勘查中起作用的比例最大，分别占77和69。这里所指的地表地质填图，主要是指野外矿化露头的追索，它获取的是直接的矿化信息。化探方法主要依据拟寻找矿种的指示元素（如以金找矿战略）勘查隐伏矿床。因此，地质填图和化探方法提供的信息主要是直接信息。物探方法对于块状硫化物矿床起作用的占100％，这是因为块状硫化物矿床的物性极为敏感，实际上对于块状硫化物矿床来说，物探方法便是一种直接的找矿方法。因此，直接信息是矿产勘查最可靠的信息，它在矿产勘查中必须起到先导的作用。