中国地质调查局开展了“江西城门山-丁家山铜矿床深部外围“三维多元”地球化学找矿方法研究”项目，本论文的选题正是来源于此，该项目是国家“十一·五”计划项目(2006年-2010年)《资源与环境地球化学勘查与评价方法技术研究和推广》中的所属子项目——“隐伏斑岩及块状硫化物型铜多金属矿床地球化学环境异常结构和定位预测方法研究”的一个重要组成部分，由中国地质大学(武汉)地球化学研究所马振东教授承担，本人作为骨干人员参加了项目的设计、实施与成果汇总。　　 本文的研究思路是通过建立江西九江城门山多位一体铜矿床三维地质、地球化学可视化模型，以成矿地质理论和成矿成晕地球化学模式为指导，应用地表土壤多参数测量及岩石多介质地球化学测量等多种方法，对城门山铜矿深部外围进行“三维多元”地球化学找矿方法研究，以期获得对深部及外围找矿的指导，对九瑞地区乃至整个长江中下游Cu多金属成矿带深部外围找矿都有重要的参考意义。　　 本次工作拟解决以下三个主要问题：1、利用MapGis三维软件建立城门山铜矿三维地质地球化学可视化模型；2、建立城门山铜矿“三维多元”地球化学找矿模型，确定深部外围找矿靶区；3、定量估算城门山铜矿深部Cu、Mo元素资源量。　　 本次研究的技术路线是从已知(矿区)到未知(外围)，从第一空间(-500米以上)到第二空间(-500～-1000米)，从单参数(全量)到多参数(金属活动态、Hg气、轻烃、磁化率)，从少介质(土壤、岩石)到多介质(裂隙充填物、岩脉)，充分挖掘以往海量数据资料中的地质地球化学信息，建立城门山“多位一体”铜多金属矿床的成矿成晕模式和“三维”地质地球化学可视化模型，在此基础上应用现代多参数、多介质地球化学方法，指导深部及外围找矿，并应用数学模型定量估算深部资源量。　　 本选题的创新点是在城门山铜矿首次尝试将现代成矿、成晕地质、地球化学理论、三维可视化模型与数学模型有机的结合起来，指导深部和外围找矿，定量估算深部资源量。　　 本论文中数据资料主要分两类：第一类为2006-2008年城门山矿区及外围野外工作采样(岩石、土壤、岩石剖面、土壤剖面)测试数据；第二类为城门山矿区钻孔326个综合柱状图(约13万米)原始数据资料。　　 为了确定土壤测量方法在已开采的城门山铜矿区的适用性和有效性，了解成矿元素在土壤剖面中的分布规律及最佳富集粒度，本次研究在开展面积型采样工作之前，在城门山矿区及外围不同母岩发育的土壤中设置了六条采样剖面，进行土壤采样层位与粒度试验。试验结果表明：1、采样深度对应土壤的B2层(40-50cm)一般较好的反应基岩矿化异常，并避开地表人为污染;2、Cu等元素在-20目以上的各粒级中均有异常显示；3、为了提高样品的代表性，确定土壤采样为五点梅花法，五个样点组合成一个样本，地形复杂处，以1米长度短槽代替。　　 样品共送两个测试单位。其中土壤壤中Hg、热释Hg、轻烃、磁化率及土壤试验剖面6条，18件土壤样(四个粒级)共72个样品的Cu、Pb、Zn分析送中国地质大学(武汉)测试。土壤、岩石和矿石送中国地质科学院地球物理地球化学研究所(国土资源部勘查地球化学质量监督检测中心)测试，测试项目为：城门山土壤测试Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Sb、W、Sn、Bi、Mn、Mo、Co、Ni、B、Hg、I和F共18种元素;城门山土壤Cu、Au、Mo元素相态分析；城门山岩石测试Cu、Pb、Zn、Au、Ag等微量元素、稀土元素、主量元素氧化物等共57项指标；城门山岩体岩石测试主量元素氧化物、CO2、LOI等17项指标。　　 测试精密度用重复样进行控制，另每批样品中插入密码样进行外部控制。测试数据质量的分析表明：本论文多批次样品的测试数据质量是合格的、可信的，满足本次研究的要求。　　 本论文共分为七章：　　 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，以及样品采集与测试分析等情况。　　 第二章介绍了研究区的自然与经济地理概况、矿田地质背景和矿床地质特征，包括矿区的地质、地球化学特征，与成矿作用密切相关的主要地层、构造、岩浆岩，以及矿化蚀变与矿石特征。　　 第三章主要阐述了城门山铜矿的三维可视化模型，包括三维可视化的基本原理与方法，城门山铜矿三维可视化模型的建立过程及其三维地质地球化学特征。　　 第四章通过对城门山铜矿岩石地球化学特征的研究，总结了城门山铜矿的原生晕找矿模型，包括成矿地质模型与地球化学模型。　　 第五章在第四章找矿模型的基础上，提出了城门山铜矿深部找矿方向,并通过总面积法、面金属量法、三维地质块段法估算了城门山铜矿深部Cu、Mo元素的资源量，并对三种方法的优缺点进行了对比。　　 第六章以城门山铜矿外围联盟银金矿化点的发现为例，介绍了“多元”地球化学找矿方法的效果，总结了城门山铜矿土壤次生晕“多元”找矿参数。　　 第七章为本论文的结论。　　 通过本论文的研究，初步获得了以下主要成果：　　 一、建立了江西九江城门山“多位一体”铜多金属矿床的地质地球化学三维可视化模型，使以往专家个人知识为主的经验式思维转变为更高层次的模式对比　　 1、根据矿床地质、地球化学立体模型，修改了前人对矿床深部地质体空间分布的认识，提出深部(-600米标高以下)岩体的主体是晚期石英斑岩，而浅部(-600米标高以上)的早期花岗闪长斑岩是石英斑岩中的一个大捕虏体；　　 2、在系统对城门山铜矿深部地质体、矿体、元素(Cu、Mo)三维空间分布规律研究的基础上，总结他们在第一空间(-500m之上)的分布规律，从已知到未知，从浅部到深部，对城门山铜矿深部(-500m～-1000m)Cu、Mo资源量进行定量预测。预测结果表明：在城门山铜矿深部(-500m～-1000m)Cu的资源量(三维地质块段法，工业品位Cu≥0.2％)约为138万吨，Mo的资源量约为17万吨。　　 二、总结了城门山铜矿“多元”示踪的地球化学找矿模型　　 1、确立了城门山花岗闪长斑岩岩体的含矿地球化学参数：SiO2：58～66％，与同类岩石相比，高Al2O3、富K2O，贫Na2O，高Fe2O3；低稀土元素含量∑REE：104.47×10-6，稀土配分曲线缓右倾，无明显δ Eu异常；高Sr，低Y；低Ti、Nb、Ta、Zr、Hf等元素；含矿岩体成矿元素Cu平均含量为598×10-6；成矿元素Mo平均含量为84×10-6；　　 2、总结了城门山原生晕找矿标志：对Cu矿来讲，Pb、Zn、As、Mn(Hg)为前缘晕；Cu、Au、Ag为矿中晕；Mo、W、Sn为矿尾晕;对Mo矿床来讲，Mo、W(Sn)元素以深部斑岩体为中心，往上往外，元素的组合为Cu、Au、Ag→Pb、Zn、As、Mn(Hg);对赋存于五通组和黄龙组不整合面上的块状含铜黄铁矿来讲，则以花岗闪长斑岩体为中心，Cu、Au元素向东西两侧对称分布为：Ag、Au(Cu)→Pb、Zn、As(Hg)元素组合。　　 3、提出了城门山铜矿区土壤“多元”示踪地球化学参数：　　 土壤全量：矿区含矿花岗闪长斑岩、石英斑岩发育土壤(B2)Cu含量高达129.3×10-6-267.2×10-6，Mo含量为4.07×10-6-47.85×10-6；内中带成矿元素组合为：Cu、Mo、Au、Ag、W、Sn，外带成矿元组合为：As、Au、Pb、Zn、As、Sb、Hg等。　　 Cu、Au元素活动态：矿区隐伏似层状块状硫化物矿体上覆土壤中Cu的活动态率[(元素活动态总量/元素含量)×100]高达33％，其中铁锰氧化物相态、有机相态尤为突显。而志留系砂页岩中隐伏的Ag、Au矿体(矿化体)土壤中Au的活动态率为31％，其中Au的有机相态占了绝大部分。　　 壤中Hg气：试验表明矿化花岗闪长斑岩、石英斑岩是上覆土壤壤中Hg气的源，它是寻找隐伏斑岩铜矿的良好指示剂。城门山铜矿壤中汞气的背景值为276.6ng/m3，异常下限为779.9 ng/m3。　　 土壤吸附烃：与深源岩浆岩有关的矿床，轻烃(C2、C3、iC4、nC4、iC5、nC5)是隐伏矿体(矿化体)的良好指示剂。在矿体的内侧形成低值区，矿体的外围(外侧)形成高异常(带或环)。　　 4、指出了城门山铜矿深部外围找矿方向：　　 城门山铜矿深部应以寻找斑岩型钼矿为主，似层状块状硫化物(一号矿体)在深部和东西两侧都有良好的找矿前景；城门山铜矿外围应跳出以往在一号矿体东西两侧寻找Ag、Au矿化的思维模型，转而在城门山南侧志留系砂岩中寻找与岩脉侵入密切相关的Ag、Au矿化，这一模型可以推广至九瑞矿田乃至整个长江中下游铜多金属成矿带。　　 三、提出了两处深部外围找矿靶区　　 结合城门山三维地质地球化学模型和地球化学找矿模型，在城门山深部和外围各提出了一个找矿靶区：　　 1、城门山铜矿深部Cu、Mo矿体；　　 2、城门山外围联盟Ag、Au矿化点。　　 最后笔者深深的体会到，开展老矿区精细地球化学找矿工作势在必行!当前，在我国(世界)境内找矿难度越来越大，找矿对象以深部隐伏矿、难以识别矿和新类型矿为主。为此，在找矿成本高攀，找矿效率走低的形势下，开展科学找矿势在必行!精细地球化学找矿方法是科学找矿的重要组成部份，即遵循“以矿找旷”和铜多金属矿床的时、空套叠成矿作用的准则，以地球化学成矿成晕机制为指导，以勘查地球化学新技术、新方法及高精度的分折测试为支撑，在重要矿区的深部及外围开展新一轮的地球化学找矿方法研究。