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摘要:我国随着矿产资源短缺和矿产资源开发利用保证程度的持续下降、开发深部资源和寻找替代品的呼声越来越高。开发深部资源的直接对象是隐(盲)矿床,难识别矿床和已知矿床的超度延深部位,它是矿床学研究的热门课题和矿产勘查的新内容。我国自建国以来对矿山已做了五十余年的勘查和开发,对上述三类对象有不少新认识,积累了勘查这类矿床的经验,特别是危机矿山接替资源找矿项目(以下简称“危机矿山项目”)的实施,“隐(盲)矿床的预测找矿和深部勘探”理论和方法的研究列为攻克的关键技术课题。本文是在矿山经多年开发和“危机矿山项目”实施过程中积累的资料综合而属成的。不妥之处,敬讲读者指教。
关键字:矿床预测找矿深部勘探矿产资源分类
中图分类号:D918文献标识码: A
一、概述
随着矿产勘查程度的逐年提高,地表露头矿和浅部矿a愈来愈少;随着国民经济的高速发展,对矿产资源的消耗量迅速增长,过去探明矿床的资源/储量满足不了日益增长的需求;随着现代科学技术的迅猛发展,找矿工作面临着新理论,新技术和新方法的创新、应用,为隐(盲)矿床,已知矿的超度延深和难识别矿床的勘查提供了理论依据和技术方法。
当今世界各国已将隐(盲)矿床、已知矿床的超度延深部分和难识别矿床做为勘查的重点,提出了“推进深部找矿、缓解储量危机”、“深部找矿”、“盲矿预测”、“深部找矿成矿构造研究问题”等专门论述。开展“隐伏矿及低品位矿等找的预测评价方法和勘查技术方法研究。上世纪70~80年代,原苏联土尔盖和鲁德内依阿尔泰应用成矿预测理论和综合性立体地质方法,在深部成功地找到了斯捷普诺依、塔洛夫斯克、鲁布佐夫斯克和扎哈罗夫斯克四个隐伏的多金属矿床,成为当时寻找隐(盲)矿床的成功实例。众所周知,上世纪80年代末发现了“埃卢腊铅锌矿床和奥林匹克坝铜铀金矿床,都称是寻找隐伏矿床新纪元的开始。我国对隐伏矿床预测的探索工作早在上世纪的50年代已开始,甘肃小铁山隐伏大型黄铁矿型多金属矿床的预测成功(1956)即是典型的一例。当时找矿经验缺乏、手段不多、可资借鉴的参考资料也很少,物化探方法正处于萌芽和试验阶段,因此,主要依据地质构造和成矿理论的分析类比研究,在已知矿床外围进行预测,后经验证发现了小铁山隐伏的大型铅锌矿床。60年代初期,江西和广东的石英脉型钨矿进行综合研究,总结出“五层楼”模式的空间分布规律,运用模式找寻同类隐伏钨矿取得了显著效果。1962年我国地质部制定了《综合地质普查勘探方法暂行工作条例》,要求在地质观察研究的基础上,根据不同地质矿产特征、自然地理条件及地球物理、地球化学特点,合理地、有效地使用物探、化探和探矿工程手段,进行资料的综合研究,更充分地发挥它们的作用和更深入地认识地质体,从而达到多快好省地勘查矿床的目的。应用综合方法进行普查预测,在广东大宝山、河北涞源、湖北大广山、铜录山等地试点,获取寻找隐伏矿的多项成果。上世纪60年代中期云南个旧锡矿,根据花岗岩突起控矿的认识,采用大面积电测深方法,并结合化探构造原生晕和岩石变质变形特征研究,探索隐伏花岗岩突起的位置,导至大型锡铜矿床隐伏矿体的发现。上世纪60年代中后期到70
年代,李四光教授倡导的地质力学理论总结了构造体系控矿、多级控矿、结构面
控矿、复合控矿及空间等距性等研究成果。江西大余木梓园隐伏钨锡矿床、河南卢氏夜长坪隐伏钨钼矿床的成功预测都是隐(盲)矿床预测勘查的典型实例。
二、隐(盲)矿床的分类
隐(盲)矿床在地表没有出露,自身的特征、控矿因素和找矿标志不能直接观察到。根据当前的成矿地质理论、地质观察的技术手段和已知矿床的勘查模型(或找矿模型)综合研究是提高隐(盲)矿床勘查效益的科学基础。就目前的技术方法而论,对隐(盲)矿床按其自然特征对预测、勘查难度的影响做出分类,有望获取隐(盲)矿床勘查的成功和勘查效益的提高。隐(盲)矿床埋藏的深度是影响隐(盲)矿床预测方法选择、预测和增加勘查难度的事实,当前还不是关键因素。通过已知矿床,已知成矿模式和已知找矿模型的综合分析研究,有可能概括隐(盲)矿床的某些特征,而对隐(盲)矿床作出分类,可能提高隐(盲)矿床预测的准确度和降低其勘查难度。对于隐(盲)矿床的分类,众多学者做过研究,归纳起来有以下几方面:
1、按矿床出露的实际情况进行分类,划分出覆盖矿床,掩埋矿床、掩覆矿床、隐藏伏或盲矿四类;
2、按成因类型划分:①盲矿床;②淋滤矿床;③分带矿床;④削蚀矿床;⑤被隐蔽矿体;
总体来说,难度很大,只有在当代成矿学理论指异下,应用新理论、新技术,新方法才有可能突破隐(盲)矿床预测评价和勘查工作中的关键技术问题,方可收效。矿床的成因类型、矿床(产)空间分布规律、矿床和各类矿床中矿石矿物的共生组合分布规律的理论认识,以及掌握了矿床赋存的地质标志才能为隐(盲)矿床(产)的预测和勘查提供科学依据。据此确定了隐(盲)矿床(产)的分类原则:
1、隐(盲)矿床(产)的可能成因类型和和推断的四维空间分布规律;
2、隐(盲)矿床(产)共生产出规律及矿石矿物的共生组合特征;
3、隐(盲)矿床(产)与赋矿围岩地质体、介质的物理化学性质之差异和隐含的以简接找矿标志为主的物性,化学性质的差异;
4、隐(盲)矿床的埋藏条件,即隐伏矿床的赋矿地质体出露地表和盲矿床掩埋物的物理、化学性质或覆盖物的特征等。
三、勘查中遇到的问题
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。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,说明地下十公里处,仍存在成矿流体。
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,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。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)。
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。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,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:着重研究火山地層特殊夹层、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。
四、结语
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。只要坚持下去,选中目标,有可能取得巨大的地质找矿效果。
参考文献:
[1] 陈华慧.遥感地质学[M].北京:地质出版社,1984.
[2] 何国金,李克鲁,胡德永,等.多卫星遥感数据的信息融合:理论,方法与实践[J].中国图象图形学报,1998,9,4:744-750.
[3] 荆凤,陈建平.矿化蚀变信息的遥感提取方法综述[J].遥感信息,2005(2):62-65.
[4] 刘聚海.矿产勘查中的遥感技术应用:综述[J].国土资源科技进展,2000(3):54-61.
关键字:矿床预测找矿深部勘探矿产资源分类
中图分类号:D918文献标识码: A
一、概述
随着矿产勘查程度的逐年提高,地表露头矿和浅部矿a愈来愈少;随着国民经济的高速发展,对矿产资源的消耗量迅速增长,过去探明矿床的资源/储量满足不了日益增长的需求;随着现代科学技术的迅猛发展,找矿工作面临着新理论,新技术和新方法的创新、应用,为隐(盲)矿床,已知矿的超度延深和难识别矿床的勘查提供了理论依据和技术方法。
当今世界各国已将隐(盲)矿床、已知矿床的超度延深部分和难识别矿床做为勘查的重点,提出了“推进深部找矿、缓解储量危机”、“深部找矿”、“盲矿预测”、“深部找矿成矿构造研究问题”等专门论述。开展“隐伏矿及低品位矿等找的预测评价方法和勘查技术方法研究。上世纪70~80年代,原苏联土尔盖和鲁德内依阿尔泰应用成矿预测理论和综合性立体地质方法,在深部成功地找到了斯捷普诺依、塔洛夫斯克、鲁布佐夫斯克和扎哈罗夫斯克四个隐伏的多金属矿床,成为当时寻找隐(盲)矿床的成功实例。众所周知,上世纪80年代末发现了“埃卢腊铅锌矿床和奥林匹克坝铜铀金矿床,都称是寻找隐伏矿床新纪元的开始。我国对隐伏矿床预测的探索工作早在上世纪的50年代已开始,甘肃小铁山隐伏大型黄铁矿型多金属矿床的预测成功(1956)即是典型的一例。当时找矿经验缺乏、手段不多、可资借鉴的参考资料也很少,物化探方法正处于萌芽和试验阶段,因此,主要依据地质构造和成矿理论的分析类比研究,在已知矿床外围进行预测,后经验证发现了小铁山隐伏的大型铅锌矿床。60年代初期,江西和广东的石英脉型钨矿进行综合研究,总结出“五层楼”模式的空间分布规律,运用模式找寻同类隐伏钨矿取得了显著效果。1962年我国地质部制定了《综合地质普查勘探方法暂行工作条例》,要求在地质观察研究的基础上,根据不同地质矿产特征、自然地理条件及地球物理、地球化学特点,合理地、有效地使用物探、化探和探矿工程手段,进行资料的综合研究,更充分地发挥它们的作用和更深入地认识地质体,从而达到多快好省地勘查矿床的目的。应用综合方法进行普查预测,在广东大宝山、河北涞源、湖北大广山、铜录山等地试点,获取寻找隐伏矿的多项成果。上世纪60年代中期云南个旧锡矿,根据花岗岩突起控矿的认识,采用大面积电测深方法,并结合化探构造原生晕和岩石变质变形特征研究,探索隐伏花岗岩突起的位置,导至大型锡铜矿床隐伏矿体的发现。上世纪60年代中后期到70
年代,李四光教授倡导的地质力学理论总结了构造体系控矿、多级控矿、结构面
控矿、复合控矿及空间等距性等研究成果。江西大余木梓园隐伏钨锡矿床、河南卢氏夜长坪隐伏钨钼矿床的成功预测都是隐(盲)矿床预测勘查的典型实例。
二、隐(盲)矿床的分类
隐(盲)矿床在地表没有出露,自身的特征、控矿因素和找矿标志不能直接观察到。根据当前的成矿地质理论、地质观察的技术手段和已知矿床的勘查模型(或找矿模型)综合研究是提高隐(盲)矿床勘查效益的科学基础。就目前的技术方法而论,对隐(盲)矿床按其自然特征对预测、勘查难度的影响做出分类,有望获取隐(盲)矿床勘查的成功和勘查效益的提高。隐(盲)矿床埋藏的深度是影响隐(盲)矿床预测方法选择、预测和增加勘查难度的事实,当前还不是关键因素。通过已知矿床,已知成矿模式和已知找矿模型的综合分析研究,有可能概括隐(盲)矿床的某些特征,而对隐(盲)矿床作出分类,可能提高隐(盲)矿床预测的准确度和降低其勘查难度。对于隐(盲)矿床的分类,众多学者做过研究,归纳起来有以下几方面:
1、按矿床出露的实际情况进行分类,划分出覆盖矿床,掩埋矿床、掩覆矿床、隐藏伏或盲矿四类;
2、按成因类型划分:①盲矿床;②淋滤矿床;③分带矿床;④削蚀矿床;⑤被隐蔽矿体;
总体来说,难度很大,只有在当代成矿学理论指异下,应用新理论、新技术,新方法才有可能突破隐(盲)矿床预测评价和勘查工作中的关键技术问题,方可收效。矿床的成因类型、矿床(产)空间分布规律、矿床和各类矿床中矿石矿物的共生组合分布规律的理论认识,以及掌握了矿床赋存的地质标志才能为隐(盲)矿床(产)的预测和勘查提供科学依据。据此确定了隐(盲)矿床(产)的分类原则:
1、隐(盲)矿床(产)的可能成因类型和和推断的四维空间分布规律;
2、隐(盲)矿床(产)共生产出规律及矿石矿物的共生组合特征;
3、隐(盲)矿床(产)与赋矿围岩地质体、介质的物理化学性质之差异和隐含的以简接找矿标志为主的物性,化学性质的差异;
4、隐(盲)矿床的埋藏条件,即隐伏矿床的赋矿地质体出露地表和盲矿床掩埋物的物理、化学性质或覆盖物的特征等。
三、勘查中遇到的问题
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。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,说明地下十公里处,仍存在成矿流体。
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,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。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)。
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。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,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:着重研究火山地層特殊夹层、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。
四、结语
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。只要坚持下去,选中目标,有可能取得巨大的地质找矿效果。
参考文献:
[1] 陈华慧.遥感地质学[M].北京:地质出版社,1984.
[2] 何国金,李克鲁,胡德永,等.多卫星遥感数据的信息融合:理论,方法与实践[J].中国图象图形学报,1998,9,4:744-750.
[3] 荆凤,陈建平.矿化蚀变信息的遥感提取方法综述[J].遥感信息,2005(2):62-65.
[4] 刘聚海.矿产勘查中的遥感技术应用:综述[J].国土资源科技进展,2000(3):54-61.