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冈底斯铜多金属成矿带是近年来的研究热点地区,陆续发现了一系列大型-超大型铜多金属矿床(驱龙、甲马、朱诺等),是我国重要的铜多金属成矿带之一。前人对于其成矿地质背景和区域化探元素组合特征的研究相对较成熟,但当前的预测范围重点主要集中在冈底斯东段(洞嘎-吹败子,经度88°-93°,纬度29°-30°20),成矿预测程度还主要是停留在远景区评价和靶区预测的水平,定量预测基本未开展。本次工作在前人研究的基础上,尝试更进一步,体现地球化学方法特色,对整个冈底斯成矿带进行铜矿资源量的定量预测。
本文的研究目的是在全面收集勘查地球化学资料的基础上,参照全国矿产资源潜力评价的预测矿种和矿床类型,根据地球化学元素的分类模式和特点,进行矿产资源地球化学模型建立和定量预测方法研究,建立西藏冈底斯铜多金属成矿带铜矿典型矿床、矿田和矿带的地球化学模型,并提出铜矿资源量预测的定量方法。@2本文的研究思路是以成矿成晕地质、地球化学理论为指导,以我国已有的1:20万(1:50万)区域地球化学调查数据为主,综合利用1:5万-1:1万中大比例尺化探资料,以现代信息技术为手段,研究总结典型矿田(床)的异常特征,建立成矿带(矿田)地球化学找矿模式,为预测区的地球化学定量预测提供类比依据。
本文拟解决的关键问题包括:(1)利用1:20万(1:50万)水系沉积物数据提取各种地质、地球化学、成矿信息;(2)通过总结西藏冈底斯成矿带地质地球化学特征,建立矿田(床)、矿带的地球化学找矿模型;(3)应用地球化学方法定量预测冈底斯成矿带Cu资源量。
本文的研究方法是以成矿地质和地球化学理论为指导,分析研究铜矿成矿地质构造环境及成矿规律,总结典型矿田(床)所处位置不同尺度地球化学异常特征,建立地球化学找矿模型,研究预测区内铜矿资源量定量计算的地球化学方法。参照《全国矿产资源潜力评价》项目制定的各类技术要求及相关标准,同时注重方法的实用性和可操作性。
本选题的创新点为:首次在冈底斯成矿带应用“基础地质-成岩成矿机制-基础地球化学-勘查地球化学-现代机算机技术-数学地质”一条龙式的系统预测体系,以地球化学方法为主,提取1:20万(1:50万)水系沉积物中的各种地质、地球化学、成矿信息,建立地球化学找矿模型并进行资源量定量预测。
本论文共分为六章,第一章介绍了本论文的选题来源、本次工作的研究目的与意义、国内外的研究现状、研究思路与技术路线:第二章介绍了研究区的地质、矿产、地球物理特征及地球化学景观分区特征;第三章介绍了数据处理和信息提取的各种地质地球化学方法;第四章总结了西藏冈底斯成矿带典型矿集区和全矿带的地球化学找矿模型;第五章重点阐述了靶区圈定、可信度分级和资源量定量预测的地球化学方法;第六章为本论文的小结和体会。其中,第二章、第三章、第四章和第五章为本论文的核心内容。
经过三年多的努力,论文取得了以下主要成果:
1、总结了西藏冈底斯成矿带铜元素富集成矿的机制
从西藏冈底斯铜多金属成矿带地质地球化学特征分析,认为深源岩浆分异作用是西藏冈底斯斑岩型(夕卡岩型)Cu成矿作用的主导机制。
2、提取了1:20万(1:50万)水系沉积物的各种地球化学信息
总结典型矿床(驱龙)的原生晕地球化学特征,利用1:20万(1:50万)水系沉积物中不同晕所对应的元素特征组合——(W+Mo+Bi+Cu)/(Zn+Cd+As+Sb+Hg)比值等值线图来判别剥蚀程度:
利用1:20万(1:50万)水系沉积物典型矿床(驱龙、甲马、洞嘎等)的相似度图判别未知矿化信息;
利用1;20万(1:50万)水系沉积物的衬值图判别弱小矿化信息,利用(Cu+Mo+Au)/(Pb+Zn+Ag)衬值比值图判别Cu(Mo)矿化信息和Pb、Zn矿化信息:
利用1:20万(1:50万)水系沉积物元素衬度异常量(RNAP=面金属量/背景值)判别矿床、矿田(带)的主成矿元素;
利用1:20万(1:50万)水系沉积物元素的因子组合投点图进行地球化学化学分区,取得了良好的效果;
3、建立了典型矿田(驱龙-甲马矿田)和整个西藏冈底斯成矿带的地球化学找矿模型;
4、圈定预测靶区
利用1:20万(1:50万)水系沉积物典型矿床的相似度图、Cu-Mo-Au综合元素图、Cu-Mo-Au-Ag-Pb-Zn衬值图,结合预测范围内的地质、矿产特征,进行靶区分级,筛选出与已知矿床成矿地质条件相似的A1级预测靶区17个,A2级预测靶区27个。B级远景区10个。
5、计算了资源量
采用类比法和面金属量法进行预测靶区资源量的计算,统计结果表明:1:20万区域预测资源总量(A1+A2)为981.89万吨,1:50万区域预测资源总量(A1+A2)为1842.37万吨,总资源量为2824.26万吨,其中A1级预测资源总量为1627.02万吨,A2级预测资源总量为1197.24万吨。
6、编制资源量预测成果图(表)
包括西藏冈底斯成矿带地球化学分区图(附图1)、西藏冈底斯成矿带Cu地球化学预测靶区分布图(附图2、3)、西藏冈底斯成矿带地球化学成矿模式图(系列图,附图4)和西藏冈底斯成矿带Cu资源量地球化学预测成果表(附表1)。
7、形成了一套方法技术体系
初步建立了一套工作程度较低地区地球化学建模和资源量定量预测的方法体系,为全国其他各省资源预测评价工作提供了可供参考的对象。
以上博士论文内容是中国地质大学(武汉)《矿产资源地球化学建模和资源量预测》项目在完成了长江中下游成矿带研究的基础上,在西藏冈底斯铜多金属成矿带的进一步尝试,经过2008-2009年两年多的实践,取得的一些初步成果的汇总。在工作的过程中,体会颇深,归纳起来有三点:
一是“一条龙”式的研究体系,即基础地质-成岩成矿机制-基础地球化学-勘查地球化学-现代机算机技术-数学地质的相互结合,地球化学资源量预测是以成矿地质资料为基础,以数学方法和计算机技术为手段的一项综合性研究工作。
二是本次研究在前人大量工作的基础上,吸纳了许多成熟的思路和方法,通过多种途径的摸索、尝试,反复计算才获得了这些初步成果。就拿相似度的计算为例,先后选用全部元素计算相似度,特征元素计算相似度;平均值计算、最高值计算;统计学分级成图,人为分级成图等等……通过反复遴选,最后选定既符合客观实际,又具可操作性的方法!尽管这样,还可能存在许多不完善之处!
三是近年来的科研实践表明,开展精细地球化学找矿方法研究势在必行!所谓精细地球化学找矿方法是:以地质为基础,以现代成矿成晕理论为指导,以勘查地球化学新技术、新方法及高精度的分析测试为支撑。其研究的内容有:在重要成矿区带内的典型矿床(矿田)建立三维地质、地球化学定量模型;建立深部成矿成晕机制与地表地球化学示踪指标之间的内在联系;在重要成矿区带内以1:20万水系沉积物数据为基础,建立成矿带地质、地球化学预测模型,并进行资源潜力评价。