地球化學(xué)異常狀態(tài)下的地質(zhì)找礦意義研究

丁 寧， 姚俊利

（遼寧省有色地質(zhì)一〇四隊(duì)有限責(zé)任公司 ，遼寧 營(yíng)口 115007）

地球化學(xué)異常是地質(zhì)找礦的重要特征標(biāo)志，其對(duì)地質(zhì)成礦規(guī)律的研究、地質(zhì)資源分布特征的研究以及礦產(chǎn)資源勘查都具有著特征的意義，因此目前地質(zhì)化學(xué)探礦已經(jīng)成為礦產(chǎn)勘查工作的重要勘查手段，地質(zhì)化學(xué)探礦是通過(guò)發(fā)現(xiàn)和解釋評(píng)價(jià)礦山地球化學(xué)異常來(lái)進(jìn)行找礦的，具有較高的找礦精度和找礦效率。地質(zhì)化學(xué)異常是礦床地球化學(xué)場(chǎng)的主要特征之一，根據(jù)異常表現(xiàn)不同地球化學(xué)異常分為正異常和負(fù)異常，其中地球化學(xué)正異常是指地球化學(xué)異常值高于背景值的異常狀態(tài)，地球化學(xué)負(fù)異常是指地球化學(xué)異常值低于背景值的異常狀態(tài)，兩種異常特征的組合是礦床完整地球化學(xué)場(chǎng)模式。地球化學(xué)異常狀態(tài)為地質(zhì)找礦提供了成礦物質(zhì)活化轉(zhuǎn)移以及來(lái)源的地球化學(xué)證據(jù)，由此可見(jiàn)地球化學(xué)異常對(duì)地質(zhì)找礦有著特殊的意義。目前研究領(lǐng)域?qū)τ诘厍蚧瘜W(xué)異常的研究較少，雖然也有部分學(xué)者關(guān)注到成礦元素地球化學(xué)異常的研究和應(yīng)用，但是大部分研究都是集中在地球化學(xué)異常檢測(cè)方法等方面，對(duì)地球化學(xué)異常對(duì)地質(zhì)找礦意義的研究較少，為此提出地球化學(xué)異常狀態(tài)下的地質(zhì)找礦意義研究。

1 地球化學(xué)異常形成機(jī)理

地球化學(xué)異常的形成與內(nèi)生礦床的物質(zhì)來(lái)源有關(guān)，形成地球化學(xué)異常的化學(xué)元素主要來(lái)源于地球的殼下物質(zhì)和地殼巖。而受殼下物質(zhì)的化學(xué)影響形成的礦床主要經(jīng)歷了成礦物質(zhì)準(zhǔn)備階段和后繼的成礦作用階段，在成礦物質(zhì)準(zhǔn)備階段中形成了初始富集金屬的礦源層，礦源層的形成為后繼的成礦作用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。在成礦作用階段中地殼熱動(dòng)力變質(zhì)以及巖漿巖化作用于富集金屬的礦源層，在該兩個(gè)因素作用下使成礦物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)轉(zhuǎn)移，即成礦物質(zhì)中的成礦元素和其它伴生元素發(fā)生了遷移，成礦物質(zhì)轉(zhuǎn)入溶液運(yùn)移，在移動(dòng)的過(guò)程中會(huì)選擇空間比較大、物化適宜的環(huán)境中聚集，進(jìn)而形成了礦床[2]。地球化學(xué)為礦床的形成提供了主要物質(zhì)來(lái)源，地層、構(gòu)造、巖石中的主要成礦元素被活化轉(zhuǎn)移，在元素聚集地帶產(chǎn)生地球化學(xué)增殖，導(dǎo)致地球化學(xué)發(fā)生變化，從而形成了地球化學(xué)異常，這也是地球化學(xué)異常形成的關(guān)鍵原因，地球化學(xué)異常是礦源層中的主要成礦物質(zhì)在地球活化轉(zhuǎn)移過(guò)程中矛盾運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，并且地球化學(xué)異常區(qū)域可以判定為礦床的存在空間。

2 地球化學(xué)異常狀態(tài)下的地質(zhì)找礦意義

地球化學(xué)異常對(duì)地質(zhì)找礦具有一定的特殊意義，主要表現(xiàn)在區(qū)域、礦床和礦體三個(gè)層次上，其中區(qū)域地球化學(xué)異常可以明確找礦方向，有助于圈定找礦靶區(qū)；礦床地球化學(xué)異常狀態(tài)下可以確定礦床的具體位置，并且有助于查明控礦因素；礦體地球化學(xué)異常狀態(tài)下可以準(zhǔn)確了解到礦體的存在空間位置，對(duì)礦體開(kāi)采具有重要的指導(dǎo)意義，下圖為地球化學(xué)異常狀態(tài)下的地質(zhì)找礦意義示意圖。

圖1 地球化學(xué)異常狀態(tài)下的地質(zhì)找礦意義示意圖

下文將結(jié)合圖1 對(duì)地球化學(xué)異常狀態(tài)下的地質(zhì)找礦意義從區(qū)域地球化學(xué)異常、礦床地球化學(xué)異常以及礦體地球化學(xué)異常三方面進(jìn)行詳細(xì)探究。

2.1 可以明確找礦方向

區(qū)域地球化學(xué)異常通常是以條帶狀沿著含礦巖層和控礦構(gòu)造分布，而區(qū)域地球化學(xué)異常的形成主要是在礦體主要成礦元素在地球活化轉(zhuǎn)移過(guò)程中矛盾運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生大范圍成礦化學(xué)元素虧損而形成，因此區(qū)域地球化學(xué)異常主要形成在成礦區(qū)域的四周或者一側(cè)。由于成礦元素化學(xué)形成的不同，區(qū)域地球化學(xué)異常的空間分布和規(guī)模大小也是不同的，這樣就形成了區(qū)域地球化學(xué)異常的分帶現(xiàn)象。從以上分析可以了解到區(qū)域地球化學(xué)異常與成礦因素有關(guān)，因此區(qū)域地球化學(xué)異常狀態(tài)有助于明確找礦方向，在地質(zhì)找礦過(guò)程中可以根據(jù)區(qū)域地球化學(xué)異常圈定找礦靶區(qū)。

據(jù)青海拉脊山東段白家藏多金屬礦床的研究，該礦床主要受到東南向構(gòu)造帶控制，區(qū)域地球化學(xué)異常主要位于花崗巖和頁(yè)巖地層的接觸帶，在對(duì)礦床化學(xué)勘查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)區(qū)域地球化學(xué)異常位置與礦床的找礦位置完全吻合[3]。青海拉脊山東段白家藏多金屬礦地質(zhì)勘查資料中顯示，從區(qū)域、礦床外圍到多金屬礦礦床，主要成礦元素鋅和銅在不同類(lèi)型巖石中化學(xué)含量逐漸增高，以多金屬礦礦床為中心形成了明顯的地球化學(xué)正異常狀態(tài)，而伴生元素金和鐵等化學(xué)元素則以多金屬礦礦床為中心形成了地球化學(xué)負(fù)異常狀態(tài)，該礦床地球化學(xué)正異常和地球化學(xué)負(fù)異常的重合，成為了該礦床的區(qū)域地球化學(xué)異常特征標(biāo)志之一。不同巖石類(lèi)型中地球化學(xué)異常的指示元素組合有所不同，該礦區(qū)主要含有花崗巖、大理巖和頁(yè)巖三種礦石，根據(jù)三種巖石中地球化學(xué)異常的分帶序列，以及地球化學(xué)異常的空間分布和規(guī)模大小，確定該礦床的具體找礦方向和圈定找礦靶區(qū)。從以上案例分析證實(shí)了地球化學(xué)異常狀態(tài)有助于區(qū)域地質(zhì)找礦，對(duì)明確找礦方向具有重要意義。

2.2 利于確定礦床位置

據(jù)研究資料表明，對(duì)礦床地球化學(xué)異常狀態(tài)的分析可以深化礦床成因，并且了解到礦床的控礦因素的分布，進(jìn)而確定礦床的具體位置，所以礦床地球化學(xué)異常對(duì)確定礦床位置具有重要意義。礦化特征和地球化學(xué)元素的性質(zhì)與礦床地球化學(xué)異常的形態(tài)、分布有直接關(guān)系，比如斑巖型礦床地球化學(xué)異常的形態(tài)和分布就與礦化斑巖體的形態(tài)和分布有關(guān)，斑巖型礦床又稱(chēng)細(xì)脈浸染型礦床，礦化斑巖體主要呈細(xì)脈狀，并且該類(lèi)型礦床巖體的分布主要呈等軸狀。據(jù)大多數(shù)統(tǒng)計(jì)資料表示，斑巖型礦床地球化學(xué)異常的形態(tài)多為等軸狀，與礦床巖體的形態(tài)相類(lèi)似；而熱液型礦床巖體的分布受控礦構(gòu)造的影響，主要沿著控礦構(gòu)造方向分布，巖體形態(tài)主要呈帶狀。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料顯示，熱液型礦床地球化學(xué)異常的形成為條帶狀，同樣與礦床巖體的形態(tài)相類(lèi)似，因此可以說(shuō)明礦床地球化學(xué)異常的形態(tài)、分布與礦化特征和元素性質(zhì)有關(guān)。礦床的成礦物質(zhì)主要由圍巖提供，在礦化發(fā)育階段中礦床的主要成礦元素會(huì)形成地球化學(xué)異常，其中包括正異常狀態(tài)和負(fù)異常狀態(tài)，在地球化學(xué)負(fù)異常的四周會(huì)形成共軛的地球化學(xué)負(fù)異常，地球化學(xué)正異常與地球化學(xué)負(fù)異常在空間上相吻合，可以準(zhǔn)確反映出礦床的位置。

據(jù)內(nèi)蒙古阿木牛林場(chǎng)銀多金屬礦的研究，礦床表面廣泛發(fā)育銀、銅、金、鉑等元素的地球化學(xué)負(fù)異常和鋅、鐵、鋁等地球化學(xué)正異常，地球化學(xué)負(fù)異常和地球化學(xué)正異常中心均位于控礦巖體的上部，可以指示銀多金屬礦床的存在位置[4]。綜上所示，礦床地球化學(xué)異常狀態(tài)在礦床成礦作用過(guò)程中形成，其中地球化學(xué)正異常和地球化學(xué)負(fù)異常均對(duì)地質(zhì)找礦具有一定的指示意義，其中地球化學(xué)正異常對(duì)初露礦床具有指導(dǎo)意義，地球化學(xué)負(fù)異常也可以指示出礦床具體存在位置。

2.3 準(zhǔn)確了解礦體存在的空間位置

礦床地球化學(xué)異常主要受到礦體特征控制，據(jù)研究資料表示礦床地球化學(xué)異常的形態(tài)、分布與礦體形態(tài)和分布基本相一致[5]。從上文分析中可知礦體圍巖為主要成礦因素和伴生因素提供了來(lái)源，在礦體的上盤(pán)圍巖和下盤(pán)圍巖中形成了共軛的地球化學(xué)正異常，而在礦體圍巖中的其他非成礦因素的地球化學(xué)負(fù)異常與成礦因素的地球化學(xué)正異常在空間分布上相同，所以礦床地球化學(xué)異常狀態(tài)以及反映礦床中礦體特征，其中包括礦體的空間分布情況、礦體位置等。

據(jù)甘肅代家莊鉛鋅礦地球化學(xué)異常的研究，在礦床礦體以及圍巖中含有主要成礦因素鋅、鉛、錳、鐵等組分的地球化學(xué)正異常，而且同時(shí)也含有非成礦因素銀、銅、錫等組分的地球化學(xué)負(fù)異常，兩種地球化學(xué)因素的異常狀態(tài)套合產(chǎn)出作為甘肅代家莊鉛鋅礦區(qū)尋找含礦體的主要化學(xué)標(biāo)志之一[6]。對(duì)該礦區(qū)圍巖和礦體中化學(xué)含量檢測(cè)結(jié)果中顯示，礦體中鉛和鋅的含量比較高，而在礦體附近的圍巖中其他非成礦因素的化學(xué)含量比較低，從而形成了負(fù)異常，因此可以說(shuō)明在礦體成礦階段中礦體圍巖發(fā)生地球化學(xué)置換，成礦溶液萃取了圍巖中主要成礦元素，使成礦溶液中非成礦元素流動(dòng)到礦體圍巖中，而圍巖中的主要成礦因素活化轉(zhuǎn)移到成礦溶液中，成礦溶液在礦體圍巖處沉淀富集，從而形成礦體。因此可以表明，礦床地球化學(xué)異常狀態(tài)有助于深化礦體形成作用，并對(duì)準(zhǔn)確了解礦體存在的空間位置具有一定得指示意義，以此完成地球化學(xué)異常狀態(tài)下的地質(zhì)找礦意義研究。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)地球化學(xué)異常狀態(tài)下的地質(zhì)找礦意義進(jìn)行了研究，重點(diǎn)分析了地球化學(xué)異常對(duì)找礦方向、礦床位置以及存礦空間位置確定的意義，從三個(gè)層面證實(shí)了地球化學(xué)異常對(duì)地質(zhì)找礦的特殊意義。此次研究對(duì)地質(zhì)找礦行業(yè)的發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)有助于提高地質(zhì)找礦工作中地球化學(xué)異常勘查的重視，同時(shí)還有助于全面了解地質(zhì)成礦的化學(xué)規(guī)程，深化地質(zhì)找礦領(lǐng)域?qū)ΦV床成因的認(rèn)知，全面擴(kuò)大了地質(zhì)找礦信息。