金屬礦床地球化學(xué)特征及找礦方向研究

李 紅，溫 彬

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物化探大隊，江西 南昌 330000）

金屬礦床是能供冶金工業(yè)上提供金屬礦產(chǎn)的礦床[1]。隨著物質(zhì)文化需要的追求不斷加大，當(dāng)代青年人對金銀制品的需要量也日益增大。目前我國大量的表礦、掩埋礦已被發(fā)掘并且消耗殆盡，因此找礦工作的工作正是耽誤之際。要想在找礦的同時提高找礦效率，首先要了解金屬礦床地球化學(xué)特征即金屬礦中所含化學(xué)元素在地表中的分布情況[2]。地球化學(xué)特征是用來定量預(yù)測金屬礦床的重要方法，是礦產(chǎn)資源預(yù)測的一個分支，其主要作用是根據(jù)地球化學(xué)調(diào)查來的數(shù)據(jù)，比較各個尺度的異同點作為參考，來開展出不同尺度的礦產(chǎn)資源。目前，已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)的相關(guān)地球化學(xué)方法主要有地球化學(xué)塊體法、面金屬量法、豐度法、體積估算法和非線性理論預(yù)測法，以地球化學(xué)塊體法、其中豐度法和非線性理論預(yù)測法是利用率最高的方法。這些方法的實踐方式均為相似類比。

1 金屬礦的地球化學(xué)特征

金屬礦的地球化學(xué)特征可分為主要元素特征，次要元素特征和微量元素特征三大類。

（1）主要元素特征。礦巖石中主量元素主要是指O、Si、Al、K、Na、Ca、Mg、Fe等元素。可通過計算它們的遷移量來判定該礦巖石的類別，便于分類開采。進行遷移量計算的第一步就是選擇一個不活動組分作為參考物。本次實驗我們選擇P2O5作為本實驗的參考物，再通過特定的計算方法，來確定出不同含礦巖石類型導(dǎo)致的物質(zhì)成分的改變和遷移情況。其計算方法公式如下：P2O5為參照物的數(shù)據(jù)

通過計算得出:在所測的樣品礦石巖中含量最大的物質(zhì)均為SiO2，推測有兩個主要原因:第一個為其本身的含量較高；第二個則與硅化蝕變的程度有關(guān)；Al2O3的遷移量在每塊樣品中的含量均僅次于SiO2，可能的原因也有兩個：第一個和SiO2一樣因為其本身的含量高；第二個因為鋁的金屬活潑型強所以在水—巖中劇烈反應(yīng)。Na2O和K2O在礦巖石中主要集中表現(xiàn)為帶出狀態(tài)。在礦巖石中Na+K+顯示為帶出狀態(tài)，同時由于硅化的存在，造成SiO2含量較大的遷移；Al3+因為是兩性金屬與SiO2反應(yīng)所以石英含量升高，出現(xiàn)絹云母礦石；Fe2O3的帶入能根據(jù)其顏色變化判定氧化環(huán)境的蝕變程度。

（2）微量元素特征。礦巖石中的微量元素基本指Au、Ag、W、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg等含量較少卻在生活中用處大的元素。通過分析所選研究區(qū)中含礦圍巖和變質(zhì)圍巖中微量元素含量分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn):隨著圍巖蝕變程度不斷加強，礦化程度也逐漸加強。與成礦相關(guān)微量元素均成正比例上升變化。金以Ag(HS)絡(luò)合物的形式在中溫條件下遷移，當(dāng)溶液變得酸性及氧逸度降低時，Ag(HS)變得不穩(wěn)定，造成的Au、Ag與金屬硫化物一起沉淀為主成礦階段之一。

圖1 部分礦巖石中部分稀有元素折線圖

（3）稀土元素。稀土元素即為礦石中含量最少的一類元素。它們地球化學(xué)性質(zhì)相似，其在找礦方面的作用也最為重要。要想利用它們，首先就是出礦石巖中的稀土元素，因為稀土元素能準(zhǔn)確地反映出該礦地的地球化學(xué)作用的性質(zhì)從而也監(jiān)測礦地的地質(zhì)。把礦石巖中的稀土元素的含量、分布模式及其演化機理作為參考數(shù)據(jù)，可更為有效的解釋出圍巖蝕變的成因和成礦元素的可利用成分。對稀土元素的研究表明:稀土元素在許多金屬礦的地球化學(xué)特征及礦床成因和蝕變巖中的配分、演化趨勢具有一定的變化規(guī)律。

總體來看，通過分析礦石巖的稀土元素特征總結(jié)出離礦體最近的稀土比其他稀土元素的活潑型都要強；水—巖反應(yīng)也隨之最強，這些重要的化學(xué)性質(zhì)。

2 金屬礦的找礦方向

（1）找礦標(biāo)志。研究的樣品礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了金屬礦床的氧化露頭，發(fā)現(xiàn)氧化露頭就等于找到了金屬礦床。因為氧化露頭是由于礦床在地表遭受了氧化反應(yīng)而造成形狀向特殊性的改變。這些露頭普遍凸起上地表面，易于尋找，所以可以通過金屬氧化露頭作為找礦的標(biāo)志符號。所以尋找氧化露頭是表面勘探頭的關(guān)鍵任務(wù)。在自然成礦的過程中，礦巖石當(dāng)年因為遭受到火山噴發(fā)的含礦熱液的作用而產(chǎn)生蝕變現(xiàn)象。所以蝕變程度的多少也是間接指示著存在金屬礦床的含量多少。

（2）找礦方向。通過對研究區(qū)的野外地質(zhì)調(diào)查，對礦巖石的構(gòu)造以及變質(zhì)圍巖和礦石圍巖進行對比分析。得到區(qū)域內(nèi)的氧化露頭和蝕變程度以及遙感的具體數(shù)據(jù)，最后把具有最有利成礦條件的地方圈出作為研究區(qū)內(nèi)的一個四級成礦遠景區(qū)。通過1:6萬水系沉積物測量，顯示出銅、鉛、鋅、鋁、銀、錳元素含量明顯高于正常值，由于其金屬礦含量太高，推測出這地曾有一定的規(guī)模，裂隙式火山噴發(fā)中心分布，與原生巖漿機構(gòu)的分布一致，進一步野外勘查發(fā)現(xiàn)該處有銀錳礦化，在有大面積損壞程度的熔凝灰?guī)r中，西北向構(gòu)造帶旁側(cè)有錳、銀、鉛礦化。結(jié)合區(qū)域礦產(chǎn)，本礦化點處于火山機構(gòu)邊緣，巖漿發(fā)生過復(fù)雜的物化反應(yīng)，造成水和其他氣液固態(tài)物質(zhì)有地球由內(nèi)向外移動，再加上有燕山期超淺成酸性巖侵入體、造成此地所含金屬種類異常高。

根據(jù)以上調(diào)查結(jié)果，該區(qū)擁有大量金屬礦床的原因是經(jīng)歷過火山噴發(fā)這種自然條件，礦產(chǎn)資源均為不可再生資源如果該礦區(qū)用于開采銀錳礦產(chǎn)，希望合理開采，且用且珍惜。

3 結(jié)語

本文通過對金屬礦床的地球化學(xué)的主要元素，次要元素和稀土元素特征進行深入分析，了解了金屬礦的成礦原理，為找礦勘察出一塊極有利用價值的遠景區(qū)，但目前國內(nèi)對金屬的需要量日益增大，當(dāng)下的找礦技術(shù)還不足以滿足供應(yīng)，需要廣大的學(xué)者們抓緊研究，提高技術(shù)產(chǎn)量。