地球化學(xué)找礦模型的建立及其應(yīng)用

陳航華

（廣東省有色金屬地質(zhì)局九四〇隊(duì)，廣東 清遠(yuǎn) 511520）

我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富種類多，但是我國(guó)礦產(chǎn)的主要特點(diǎn)表現(xiàn)為開(kāi)發(fā)難度大復(fù)雜程度高。礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)一直是一個(gè)值得研究和備受關(guān)注的課題，為了獲取更多的礦產(chǎn)資源主要從兩個(gè)方面著手，一是對(duì)已有成礦模式深入研究和探索發(fā)現(xiàn)更深層次的礦產(chǎn)；二是提高科學(xué)技術(shù)水平使開(kāi)采技術(shù)更加的科學(xué)化合理化，從而減少因?yàn)榧夹g(shù)瓶頸造成的資源的浪費(fèi)和利用效率低下等一系列問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)積累和科學(xué)實(shí)踐，充分經(jīng)過(guò)科學(xué)實(shí)踐研究證明，在進(jìn)行礦產(chǎn)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，地球化學(xué)找礦模型是十分科學(xué)有效地找礦手段。該方法能夠幫助我們獲取更加有效的可靠的信息，為礦產(chǎn)的開(kāi)采提供為科學(xué)找礦提供有效依據(jù)。在這里以銅礦床為主要研究對(duì)象，其形成主要受到地質(zhì)、地理環(huán)境的形態(tài)等因素的影響。通常情況下，地質(zhì)地貌不盡相同，礦床的特點(diǎn)也因此有很大的不同。在目前的采礦方式水平，地球化學(xué)采礦模型是確定礦床區(qū)域的基本手段[1]，也是非常有效地手段，也是標(biāo)準(zhǔn)化樣本化方法。

1 建模的基本思路和理論基礎(chǔ)

建模的基礎(chǔ)是確定建模的基本思路和方法，然后開(kāi)展模型的搭建。由于礦產(chǎn)的形成受很多因素影響，不同區(qū)域位置、不同種類的礦產(chǎn)具有明顯的差異性，因此搭建模型是要充分考慮這一性質(zhì)。于是在建立模型時(shí)首先根據(jù)地質(zhì)背景情況進(jìn)行科學(xué)分析并且深入研究不同地址背景在成礦過(guò)程中發(fā)揮的不同作用。再通過(guò)進(jìn)行科學(xué)定位確定地理位置并根據(jù)化學(xué)調(diào)查的結(jié)果作為依據(jù)，進(jìn)而對(duì)中大比例尺地球化學(xué)的資料進(jìn)行綜合考量和應(yīng)用，對(duì)不同類別的地球化學(xué)信息進(jìn)行分析并做歸納總結(jié)。因此在構(gòu)建模型時(shí)需要綜合考量化學(xué)參數(shù)和其中的變量等地方面因素，結(jié)合地質(zhì)特征和相關(guān)數(shù)據(jù)信息最終確定源-動(dòng)-儲(chǔ)的過(guò)程。

2 建模的主要內(nèi)容

本片文章首先確定以三級(jí)成礦帶為研究的主體，進(jìn)而根據(jù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析和研判構(gòu)建出合理化的找礦模型。結(jié)合實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中比較典型的成礦的案例模型和有針對(duì)性的地球化學(xué)模型，通過(guò)不斷的科學(xué)的推理和測(cè)算從而的出找礦模型。

礦場(chǎng)的地質(zhì)預(yù)測(cè)主要主要根據(jù)四個(gè)方面的數(shù)據(jù)指標(biāo)作為依據(jù)：一是區(qū)域成礦和礦帶成礦的地質(zhì)背景條件和特征特點(diǎn)。二是化學(xué)指標(biāo)依據(jù)，對(duì)位于礦源帶內(nèi)的礦源層和成礦的巖漿巖內(nèi)的化學(xué)元素進(jìn)行含量的進(jìn)行標(biāo)記法檢測(cè)。三是化學(xué)統(tǒng)計(jì)參數(shù)異常指標(biāo)，比如與礦產(chǎn)形成有關(guān)的礦物質(zhì)元素或者土壤中的元素異常等。四是與礦藏形成有關(guān)的主要因素，對(duì)重點(diǎn)條件進(jìn)行分析并做好統(tǒng)計(jì)工作。

3 建模的實(shí)例剖析

經(jīng)過(guò)對(duì)已有的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真收集并進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，以西藏岡底斯甲瑪銅多金屬礦床建模為實(shí)例用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕７椒ń⒛Ｐ汀?/p>

3.1 區(qū)域地質(zhì)概況

經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)礦區(qū)形成比相對(duì)較集中的是二疊系-白堊系時(shí)期，該時(shí)期的礦區(qū)從地質(zhì)地貌角度進(jìn)行分析屬于岡底斯巖漿弧內(nèi)地層，這種地質(zhì)一般伴隨大量沉積物的形成并且位于現(xiàn)在念青唐古拉走滑斷裂以西的位置。沉積物的成分經(jīng)研究測(cè)定主要是火山巖、碳酸鹽巖、火山碎屑等。沉積物的主要成因是地球板塊運(yùn)動(dòng)造成的碰撞，同時(shí)山體結(jié)構(gòu)也在不斷地進(jìn)行著變化，山體結(jié)構(gòu)的變化使巖石圈受到強(qiáng)烈的擠壓發(fā)生斷裂。當(dāng)溫度達(dá)到一定的條件時(shí)巖層就會(huì)自發(fā)發(fā)生熔融變化，長(zhǎng)時(shí)間的熱量堆積和熔融變化積累形成規(guī)模巨大的火山巖漿運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中伴隨著巖漿巖體的快速形成。該巖漿巖體的分布特點(diǎn)主要是東西走向的帶狀分布，并且規(guī)模巨大分布范圍廣泛。以此為基礎(chǔ)，隨著北東向斷裂構(gòu)造從而導(dǎo)致大部分的控巖控礦構(gòu)造的不斷疊加和累積，最后的表現(xiàn)形式為有規(guī)律性的分布式交錯(cuò)分布。是否能夠最終形成礦產(chǎn)的最終決定性因素是，在該區(qū)域是否含有屬于形成于喜馬拉雅晚期的花崗巖等一系列物質(zhì)。

在研究的礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)了在三個(gè)不同時(shí)期形成的巖層斷裂結(jié)構(gòu)七處，走向分別是北東-南西向、近南北向和近東西向。由于斷裂帶形成于不同時(shí)期，因此斷裂帶出現(xiàn)處差異明顯的性質(zhì)差異，例如斷層性質(zhì)以及分布的特點(diǎn)和規(guī)律。在同一時(shí)期由于同一運(yùn)動(dòng)所形成的斷裂往往具有很多相同點(diǎn)，在分布上有規(guī)律可循。在這七條斷裂帶中北東-南西向的這條是高角度的逆沖斷裂帶，也是控制礦場(chǎng)形成的主要斷裂帶。

研究區(qū)內(nèi)巖漿巖中最多的主要是形成于二疊世早中期粗粒花崗閃長(zhǎng)巖，其次是形成于三疊世晚期的花崗閃長(zhǎng)巖，這兩種巖石之間交互鏈接彼此嵌入，關(guān)系鏈接十分緊密。巖石結(jié)構(gòu)受在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，巖體內(nèi)節(jié)理裂隙極為發(fā)育沿裂隙發(fā)育有閃長(zhǎng)玢巖脈、正長(zhǎng)花崗巖脈及石英脈。

研究區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用主要集中在破碎蝕變帶附近,以動(dòng)力變質(zhì)作用為主，動(dòng)力變質(zhì)巖石主要由構(gòu)造角礫巖和碎裂巖化巖石組成，原巖成分為花崗閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)玢巖，巖石碎裂變形和重結(jié)晶強(qiáng)烈，由于巖石經(jīng)歷較深層次的變質(zhì)和變形，原巖結(jié)構(gòu)、構(gòu)造已不存在。巖石中發(fā)育較強(qiáng)的褐鐵礦化、黃鐵礦化、硅化、高嶺土化、毒砂等蝕變，為區(qū)內(nèi)主要含礦巖性。

圖1 地質(zhì)簡(jiǎn)圖

3.2 礦床地質(zhì)

在礦區(qū)內(nèi)存在非常明顯的地層出露情況，在底部角巖化的現(xiàn)象也非常的顯而易見(jiàn)的。并且主要分布在下白堊統(tǒng)林布宗組主要有泥質(zhì)板巖以及少數(shù)的砂巖和石英砂巖中。夕卡巖型礦體的形成位置多數(shù)位于多底溝組夕卡巖中，在形態(tài)上很多時(shí)候表現(xiàn)為層狀或似層狀。花崗斑巖的形成方式較為單一通常只有位于地表的巖脈才能夠形成。研究發(fā)現(xiàn)角巖化、絹巖化比較嚴(yán)重的位置位于在層狀礦體北側(cè)較為巖石侵蝕變質(zhì)比較嚴(yán)重的位置。在這一位置出現(xiàn)明顯的銅礦和硫化物礦的特征，具體種類分別是斑巖型和角巖型銅、鋁礦體。由于位于礦區(qū)北部的花崗斑巖常年受到侵蝕的影響從而導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)三種主要巖石類型發(fā)生明顯的化學(xué)變化。

3.3 礦床地球化學(xué)特征

針對(duì)甲瑪多金屬礦床的特征，這里主要用多種元素標(biāo)記跟蹤礦物質(zhì)的開(kāi)元以及成礦的巖漿巖體中化學(xué)元素的特征兩個(gè)方面進(jìn)行研究和探討。首先要以已有的研究數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)并做大量的收集和統(tǒng)計(jì)工作，在查閱相關(guān)資料認(rèn)真進(jìn)行比較分析，進(jìn)而查明主要的礦源。金、銅、鋅、銀、汞、錫、鎢等元素的異常結(jié)果通常就意味著元素豐富的疊生化學(xué)場(chǎng)。根據(jù)元素異常的結(jié)果進(jìn)而可以推測(cè)出該礦區(qū)內(nèi)金成礦的特點(diǎn)為多階段性、復(fù)雜性。結(jié)合研究結(jié)果綜合考量分析得出結(jié)論，古生界五道溝變質(zhì)巖群和中生界的中基性火山巖是成礦的主要位置，當(dāng)然是找礦的重點(diǎn)集中區(qū)域。

結(jié)合異常特征的結(jié)果進(jìn)行分析可以得出結(jié)論，金、銀元素明顯異常的位置一般為金礦體與蝕變帶所在位置，并且二者間存在明顯的正消長(zhǎng)關(guān)系，找礦可以把該異常指標(biāo)作為重要參考。

金礦體的主要以方解石-石英脈的存在形式呈現(xiàn)，礦體也就是所說(shuō)的脈體。礦化的形成過(guò)程中受到構(gòu)造控制的影響非常明顯，并且蝕變帶通常以帶狀的形態(tài)位于脈體的兩側(cè)。在蝕變帶和脈體之間存在明顯的邊界感，并且靠近脈體方向程度呈現(xiàn)增強(qiáng)的趨勢(shì)，反之蝕變程度減弱。在這里與成礦關(guān)系密切的主要有硅化、碳酸鹽化和絹云母化等。

在對(duì)甲瑪?shù)V床不斷的研究和勘測(cè)中發(fā)現(xiàn)，該礦床中發(fā)現(xiàn)的巖漿巖主要有四種含量最為豐富分別是二長(zhǎng)花崗斑巖石、花崗斑巖石、花崗閃長(zhǎng)斑巖石、閃長(zhǎng)斑巖石。這四種巖石在礦床中分布特點(diǎn)為放射狀分布，并且?guī)r石中的大多數(shù)斑巖表現(xiàn)出和似埃達(dá)克巖非常相似的地球化學(xué)特征。

4 結(jié)語(yǔ)

時(shí)至今日對(duì)于礦床成因的爭(zhēng)論依然在繼續(xù)，并沒(méi)有最終定論，實(shí)事求是地講現(xiàn)階段的找礦工作依然面臨很大的困難存在很多的問(wèn)題，想要克服這些弊端和問(wèn)題需要我們?cè)诓粩嗤晟频厍蚧瘜W(xué)找礦模型的道路上不斷地探索，提高找礦模型的科學(xué)化、精準(zhǔn)化水平，從而推進(jìn)找礦的方法的進(jìn)步，提高礦產(chǎn)的利用率。隨著社會(huì)整體科技水平的進(jìn)步，礦產(chǎn)的勘測(cè)方法也在多方面多維度的在逐漸完善和提高。我們也將繼續(xù)堅(jiān)持找礦方法的科學(xué)研究工作，也希望通過(guò)本位的探討為地質(zhì)找礦模型的完善和提高有所促進(jìn)作用。