我国矿产资源形势严峻,供需缺口不断加大、对外依存度长期居高。因此,做好矿产勘查工作尤为重要。那么在找矿预测中我们有什么新的方法?在矿产资源评价方面又有什么要领可寻?
出自2017首届中国矿业权信息交流会主题报告作者 | 杨兴科单位 | 长安大学
本文要点:一、矿产资源及其地学基础 二、矿产资源评价要领
三、找矿预测 实例要点一矿产资源及其地学基础矿产资源的自然属性--地学思维观
矿产:是自然界产出的有用矿物资源。
分类:应用分类:地学基础:地球系统科学与层次观 地球-壳幔核-岩石-矿物 元素-矿体-矿床-矿田地球分多个圈层:大气圈、水圈、生物圈、岩石圈、软流圈;地壳、地幔、地核;壳幔混合、核幔过渡;地壳是由岩石组成,岩石由各种矿物组成,而各种矿物又都具有不同的晶体性质和化学组成。有用-价值的矿物、岩石就是矿床。固体地球动力学的两大支柱学说板块构造地球的水平运动 地幔柱 垂向运动
Wilson最早提出地幔热点 Hotspot
Morgan提出地幔柱概念16 examples: Hawaii;
Yellowstone; Iceland地幔柱研究前沿地球新认识、超越板块构造新进展、壳幔岩浆作用、地幔热柱构造等。要点二矿产资源评价要领矿产资源评价 = 矿产资源勘查评价或矿产地质勘查;是预查、普查、详查和勘探的总称; 基本任务:是寻找和查明国民经济需要的具有经济价值的工业矿床,为国民经济建设提供矿产资源依据,为矿山企业建设提供矿产储量。基本原则:因地制宜、循序渐进、全面研究、综合评价、经济合理;理论基础:地质基础、数学、经济和技术基础;目的:是发现、探明矿产资源矿产资源勘查评价是专门研究如何勘查评价矿产资源的一门学科,是地质科学与工程技术及经济科学相关联的一门综合科学; 以地质观察研究为基本方法,以各种工程技术方法为手段,以提高矿产勘查的地质经济效果和社会效益为目的的应用地质学--经济地质学研究内容:包括矿产预测、勘查、评价;研究对象:工业矿体;研究任务:矿床形成条件、赋存规律及矿体变化特征,合理有效地预测、勘查和评价矿床的理论方法。研究方法:地质观测、填图、勘查工程、测试化验、统计分析、综合建模、储量计算、类比、环评、技术和经济评价、投入-产出分析矿业权矿产资源所有权:国家占有、使
用、收益、处分;
矿业权:包括探矿权和采矿权;矿业权人的资格:探矿权人:有勘查资质的单位(资格),如地质勘查单位、矿业公司、地矿院校;采矿权人:有民事单位、有资金能力和技术能力的单位、公司或个人(股份公司)。
矿产勘查阶段及其特点:矿产勘查工作阶段及要求:矿产资源勘查评价的阶段及要求2000年以来,我国矿产勘查分预查、普查、详查和勘探四个阶段:
· 预查:通过对工区资料的综合研究、类比及初步野外观测、少量的工程验证,初步了解预查区内矿产资源远景,提出可供普查的矿化潜力较大地区,并为发展地区经济提供参考资料。
· 普查:通过对矿化潜力较大地区开展地质、物探、化探和(有限的)取样工程,以及可行性评价的概略研究,大致查明已知矿化区,作出初步评价,对有详查价值地段圈出详查区。 · 详查:对详查区采用各种勘查方法、手段,进行系统工作和取样,预可行性研究,作出基本查明和是否具有工业价值的评价,圈出勘查区,为勘探提供依据,为制定矿山规划、项目建议书提供资料。
· 勘探:在发现矿床后,对已知具有工业价值的矿区或经详查圈出的勘查区,通过用各种勘查手段和有效方法,加密各采样工程以及可行性研究,作出详细查明和结论,为矿山建
设、设计、定矿山规模、产品方案、开采开拓方案、矿石加工选冶工艺、总体建设等提供依据。矿体的概念矿体一般是指矿石和穿插在其中的呈任何形状的无矿脉石所构成的统一开采对象的天然堆积体。
工业矿体是根据矿石工业指标圈定的,与自然矿体的界线常不吻合。
矿化品位→ 边界品位→工业品位→首采品位→富矿品位 出现不一致的地方和现象:· 品位低于边界品位的弱矿化地段未圈入矿体;· (小于夹石剔除厚度的)较薄的夹石却圈入矿体。
工业矿体与自然矿体示意图:
1、矿体中的夹石、由于厚度大于夹石剔除厚度被圈出;2、矿体内的夹石,由于比较薄(小于夹石剔除厚度)被圈为矿体;3、这部分矿按品位已大于边界品位,但由于其厚度较薄,而未被圈入矿体;4、真正能被称为工业矿体的矿体区块。如何合理确定勘查评价程度
1.首先取决于国家和市场对该类矿产品的需求程度 一般,对国家和市场急需的紧缺矿产种类,则勘探程度可略低些:即不必全面展开勘探工程,可在首采地段满足一定储量规模和地质技术资料需要的前提下,经可行性研究证明矿山开发技术上可行,经济上合理,所冒风险不太大,即可筹资转入设计和基建;甚至采取边探边采、探采结合的形式,
目的是尽快投产。如金矿。
2.根据矿山建设设计的需要结合矿床地质条件的实际,综合加以确定。
即三原则:以最少的投入,获取最大效益的原则;从实际出发原则;以主矿体为主的原则。 3.不同级别储量比例及分布
在新储量规范中,取消了勘探储量比例要求。投资者(业主)根据各自对矿床的认识,提出勘探程度的要求。
确定勘探储量比例原则:保证首期、储备后期、以矿养矿 不同级别储量在矿床中分布:高级储量应分布在矿床先期开采地段;通常分布在矿床浅部的主矿体或主矿段上。围绕高级储量分布地段,储量级别依次向外逐级降低。 4.勘探深度:指被探明矿产储量分布的最大深度。 取决于矿床规模、埋深、构造、水文及工程地质复杂程度及目前的开采技术水平与开采的经济合理性。
确定原则:矿体延深不大的矿床最好一次勘探完毕;对于延深很大的矿床,其勘探深度一般在400-600米,此深度以下只需少量深钻控制;对于埋藏较深的盲矿体,其勘探深度可根据国家需要和市场情况具体研究确定。矿产资源勘查评价的基本要求和工作程序研究矿区地质和矿床地质特征 研究评价矿山建设范围内矿体分布情况勘查研究矿体的外部形态和内部结构研究矿石的物质成分和采选冶性能综合
勘探和综合评价研究矿床开采技术条件研究矿区水文地质条件研究矿区环境地质条件矿产资源评价中的可行性论证要素可行性论证要考虑的因素主要有:矿床地质因素、自然经济地理因素、政治经济因素、技术因素、矿产品价格及经贸因素、地租、环境保护等七个方面。
1、矿床地质因素:包括矿产储量或矿床规模,矿床地质构造,矿体形状、产状、规模、埋藏深度和分布范围,矿石的矿物成分、结构、构造,矿石类型、品级、品位和伴生有益、有害组分的含量,赋存状态和分布规律,以及矿床水文地质和工程地质条件等。
矿床规模大小或矿产储量的多少:决定着未来矿山企业的生产规模、服务年限等,影响企业经济效益。有重要影响 对矿床经济价值评判意义重大。
矿床构造:直接控制着矿体的分布、形态、产状等,其复杂程度对矿山开采影响极大,关系到井田划分和定开采境界。复杂构造会增加工程量和勘查费,影响经济效益。 矿床内矿体个数、各矿体间关系、集中分散程度,单个矿床的规模、形态、产状、埋深及其空间分布变化规律等特征,是未来矿山确定开拓方案、开采方法的主要依据。 矿石质量的好坏直接决定了矿床经济价值及未来矿山经济效益。矿石质量包括类型、矿石中有益及有害组份含量等。 矿床水文工程地质条件的复杂程度,如矿体和围岩的含水性
等水文条件,决定着开采井筒、坑道布置、排水方法、设备动力大小及开采成本等。工程地质条件,如矿石和围岩的物理机械性质,影响矿床开采支护方式和密度、爆破和用药量、露天采场边坡角、地下开采的回采方法等。
2、自然地理因素:涉及内容多,与经济有关,外部条件。 地理位置对矿床能否被投入开发建设关系极大,即使其它各方面条件都很优越,只要矿床所处位置不合适,也可能导致整个矿床没有利用价值。一般要适合工农业建设的需要及合理布局,有的矿要求靠近企业或用户,便于就地取材。一般位于边陲和人烟稀少区的矿,对开发不利。对处在国家自然保护区、风景区、重点历史文物、名胜古迹、港口、机场、国防工程设施圈内;大型水利工程设施等河提坝两侧等距离内的矿均不得开采。
矿床处的交通运输条件好坏,对其开发利用影响很大。 也是某些黑色、贱金属大型矿成为“呆矿”的主因。一般要求靠近铁路、公路及通航水路,便于修筑矿区与交通干线间的支线,节省投资,降低运输费。对大型矿及价廉而开采和运输量都较大的非金属矿,更要求缩短运输线路,降低矿石成本。
动力供应与辅助材料(建筑材料、坑木等)来源与供需满足程度对未来矿山的经营也有较大影响。--就地提供。
水源:包括工业及生活用水的满足程度,如干旱、半干旱区,
可能成为制约矿床开发的重要因素。
地形、气候及地震活动情况也应慎重考虑。必会增加生产成本、影响未来矿山安全。
劳动力来源是否充足,是一个不可忽视因素。原来的劳动力供需过剩状况,随着计划生育国策,会发生逆转,或者在国外就是一个重要问题,对矿床开发建设影响很大。 3、政治经济因素:与国家的资源政策有关,这是一个国家和社会对某种矿产的需求程度的体现,它对矿产开发利用起着决定作用。
政治经济因素影响到矿产是否具有现行价值及开采效益。对欲扶持矿种,会在税收、收购价、贷款等方面给予优惠,如金矿。
4、技术经济因素:开矿的技术经济指标,如:边界品位、工业品位、拟建矿山服务年限、生产能力、开拓方案、开采方法、采矿回收率和贫化率、矿石可选性及选矿方法、流程、回收率等,矿山基建投资费用及矿床开采利润、投资回收指标、单位勘探成本等。普查时可在现行技术水平条件下,类比选冶技术可行性及参考同类、同规模矿山指标及其合理性。5、矿产品价格及经贸因素:从市场经济角度考虑矿产品供求关系变化可能对矿产品价格及销售状况所产生的影响,对矿床开采价值进行评价。对矿产品价格的预估须有预测性。
6、地租因素:在土地私有化的国家对欲开发矿床的可利用价值有重大影响。在我国土地资源为国家、集体所有,但土地资源的使用属有偿占用,在矿山开采期间,其必须有偿征用一定的土地资源。一些位于经济发达区的矿可能会因昂贵的地租而难以开发。
7、环保因素:环境保护的难易程度及相应的投资费用大小直接影响到矿床能否开发及可能的经济效益。
环保重要性已被人们普遍接受,并以法律形式规定。矿床自然地理条件对环保难度及费用影响较大,如地形陡缓对采矿废石堆放,是否有适宜贮存排放选矿废水、尾砂的地形地貌等;采矿中对地表植被、草地及自然景观的破坏等;采矿完毕后对土地资源的复原费用投资等。
矿产资源勘查开发利用与环境治理绿色矿业思路与方法矿产勘查和矿床研究的五观点实践第一观;系统观;历史观;具备经济头脑-经济观;环境观。矿产资源勘查评价的环境观矿产资源的三个属性(地质、经济、环境)人地和谐-可持续发展的时代矿产勘查-开发对环境的影响既要金山银山,又要绿水青山建设绿色矿山、无废物矿山(全利用矿山)矿产资源是发展经济的物质基础全球GDP增长与重要矿产品的依存关系结论:供需缺口不断加大、对外依存度长期居高。→ 我国90%能源和95%以上工农业原材料,来自于矿产资源。 45 种主要矿产对2020 年需求的保证程度:结论:资源与人
口和经济发展不匹配,资源制约是长期瓶颈。→ 我国矿产资源形势严峻矿产资源评价要领概念:全面利用地质构造、成矿规律研究成果,按照矿产预测类型,在矿田构造和典型矿床解剖研究基础上建立矿床模型,在成矿规律研究基础上建立成矿模式;
技术思路:全面解析地质构造,确定成矿要素,综合地物化遥和自然重砂等,以成矿作用特征标志研究为基础,确定预测要素,建立预测模型,对未知区进行类比预测,圈定预测靶区,计算资源储量。
(一)矿产资源评价的理论和技术基础板块构造、大陆动力学和成矿理论及其应用 计算机和3S技术发展应用及编图、网格技术数据处理、云计算、数学地质方法深部地质矿产勘查评价的技术与资料水平国内外矿产预测技术的发展与国际融合、交流一带一路的拓展与机遇(二)地学理论基础: 大陆动力学· 研究大陆地壳块体四个动力学过程的学说n板块离散 板块俯冲会聚 板块碰撞 (陆)板内造山· “大陆动力学理论”的指导作用n采用大地构造相概念--大陆动力学理论应用的具体表现· 大地构造相及相图n大陆地壳块体经过离散、会聚、碰撞、造山等动力学过程所形成的地质建造和地质构造的现今表达-相图。区域成矿学理论· 在一定地质历史时期,在一定构造部位,与一定地质作用有关的一组具有成因联系的矿床自然组合;· 矿化与矿床是地质
环境中的一个组成部分,成矿作用是地质作用的一个组成部分;· 在一个成矿系列中,成矿作用具有一定的时空演化及分布规律,形成的各种不同成因类型的矿床在时空分布相互有不同程度的制约,在成因上具有内在联系;· 在不同地区或不同时代的相似地质历史构造环境中形成的矿床成矿系列,具有相似性,同时具有各自的特性;· 在全球及各地区地质历史演化过程中形成的各矿床成矿系列具有一定演化规律,同时具有一定继承性;· 在多期构造活动和成矿作用的地质单元中,早期成矿系列常受到后期地质作用或成矿作用的叠加、改造或再造。
矿产预测学理论· 地质异常理论 · 成矿系列全位和缺位理论· 综合信息预测理论 · 统计预测理论 (三)矿产评价预测的技术支撑 1. 综合信息数据处理技术
综合信息数据处理:物、化、遥、自然重砂数据处理综合信息应用:用地、物、化、遥、自然重砂资料等分析推断解释地质构造、隐伏岩体、隐伏构造、含矿地质体;圈定成矿远景区;用磁测、化探数据估计资源量。 2. 计算机技术应用
计算机编图:--用GIS图形数据实现数据库技术:--在建立空间数据库基础上进行数据处理和空间分析,高效、准确、快速获得研究成果应用软件开发:--物、化、遥数据处理和其
他数据处理
(四)矿产资源勘查评价的流程
成矿地质条件分析和区域成矿规律预研究矿田地质和矿田构造专项研究典型矿床解剖和矿体特征研究预测区成矿规律再研究圈定找矿预测靶区估算资源储量成矿规律和找矿标志深化总结勘查工作部署建议下一步矿产勘查开发成果预测及环评与经济性
区域成矿规律预研究流程图:矿产地分布图、成矿区带图、大地构造分区图为已有资料经预研究编制的初始图,预测工作完成后形成最终图件
预测区范围图表达各种预测类型的工区范围
矿产预测方法类型按矿产预测类型确定,并据此确定该预测类型的成矿地质作用研究内容及编图内容
预测区成矿地质作用研究流程图:沉积型矿产:专题图为沉积建造构造图,但对沉积岩型矿产应编岩相古地理图或沉积建造古构造图过渡图,确定成矿有利地段后标示在沉积建造构造图中。专题图编图:须补充1∶5区调资料;开展专题研究
在预测区内研究其成矿有关的地质作用特征:包括沉积、岩浆、火山、变质等建造、大型变形构造特征通过编制矿产预测构造专题图来表达成果据特定成矿作用特征,确定预测方法类型及专题图类型 典型矿床解剖和矿体特征研究典型
矿床解剖和矿体特征研究是成矿规律研究的基础工作;按矿产预测类型选取典型矿床,要求选有代表性、全面;据矿种组合、同一成矿地质作用中出现不同矿化类型等,可选取多个矿床;五个研究内容:成矿时代 成矿地质作用 成矿构造 矿产 成矿作用特征。 研究流程:
1、矿区资料的收集整理:矿区地质资料、地质构造图、矿床综合平面/剖面图、大比例尺物探、化探资料
2、编制矿床成矿要素图和成矿模式图在矿床地质、成矿构造、成矿作用特征研究基础上,以矿区地质构造图为底图;结合区域资料,综合矿床平/剖面内容,编制矿床成矿要素图、成矿模式图
3、矿区资料的收集整理
4、编制矿床成矿要素图和成矿模式图
5、编制物化探找矿模式图、矿床预测要素图在矿床成矿要素图基础上增加矿区大比例尺物、化探异常资料、其它找矿标志,编制物化探找矿模式图、矿床预测要素图
6、建立模型区预测模型,编制模型区预测要素图在典型矿床预测要素图基础上根据以下三方面成果建立模型区预测模型,编要素图典型矿床所在位置区域地质资料区域物、化、遥、自然重砂异常特征分析资料典型矿床外围或矿田范围内矿产资料
7、要求:全部表达地质构造、成矿(矿田)构造、矿产特征、成矿作用特征、物化遥推断地质构造特征、物化遥自然重砂异常,及其他找矿标志等预测要素内容 预测区成矿规律再研究地位:预测区成矿规律研究是矿产预测最关键的环节,集中体现了全部研究工作的成果,直接关系到预测工作成败。
根据区域地质构造特征、典型矿床研究等,在开展预测区成矿地质特征研究基础上,深入研究该区矿产资料;全面总结区域成矿地质特征、成矿构造特征、矿产特征、成矿作用特征,研究其相互关系及时空演化特征。 预测评价的技术流程1、以预测区的地质构造专题(底)图为基础全面收集工区全部矿产勘查资料先精细表达模型区地质矿产资料,针对该区全部预测要素,收集其大比例尺地质、矿产、物化探等资料,补充细化原有底图地质内容
2、编制预测区成矿要素(规律)图在补充细化专题(底)图地质矿产内容基础上,研究成矿地质、构造、矿产、成矿作用及其相互关系、时空演化规律,编制成矿要素(规律)图、区域成矿模式图
3、编制预测区预测要素图在区域成矿要素(规律)图基础上,全面表达全部物、化、遥、自然重砂异常、其它找矿标志等内容,编制预测要素图圈定预测靶区:
1.筛选预测要素、划分要素类型2.确定预测方法类型3.选择
预测方法4.圈定预测区范围5.划分预测区类别
预测流程图: 最小预测靶区范围圈定方法1、地质体法适用于沉积型、变质型、火山岩型、层控“内生”型在预测底图大比例尺附图上,按含矿岩石组合直接圈定n对于侵入岩体型,对照典型矿床侵入岩体热/流体范围直接圈定2、化探异常 地质体法3、磁异常 地质体法4、化探异常 磁异常 地质体法5、证据权法综合内生型、火山岩型、层控“内生”型、侵入岩体型划分预测单元,应用MRAS软件 资源量估算根据预测方法类型选择估算方法应用不同方法分别估算资源量对比分析资源量并确定结果预测区分类分级编制预测工作区预测成果图(五)成矿规律和找矿标志深化总结划分成矿系列、成矿区带、建立成矿谱系编制矿种(组)区域成矿规律图
(六) 编制勘查工作部署建议(七) 未来勘查开发成果预测
(八)隐伏矿产评价方法当代自然科学、地学实践、找矿预测分析过程
由表及里、由外向内、由浅入深、由此及彼、由简单到复杂、由一因转多元、由单一到系统、由相似到分形、由肉眼识别到宏-微观结合分析、综合、动态、定位预测、四维填图、构造岩相、深部找矿……
矿产资源勘查实践过程:露头矿、地表矿、浅部矿、易找矿、
易认矿→→盲矿、隐伏矿、深部矿、难找矿、难认矿…伴生矿、共生矿、多矿种、非传统矿产…… 隐伏矿产资源评价方法
二十世纪找矿模式:野外 铁锤 传统理论 成因模式 当代技术 智慧 统计预测 储量计算二十一世纪:野外-铁锤-取样铲-浅钻-深钻-多光谱信息-微波-红外-雷达干涉测量 理论模式 现代技术 找矿思维-智慧 多源预测方法 科技管理 经济效益分析
隐伏矿找矿预测的科学思维
1、找矿思维:科学思维矿床的无限复杂多样性—人们对其认识的有限性(矛盾)找矿艰难性;过程长期反复性;曲折复杂性;决策的较大风险性--风险勘查--风险投资;找矿发现的一定机遇性--高回报率。
2、对策:提高找矿工作者的找矿智力和找矿情商——练就创造性思维能力 构造控矿 成矿过程的详细把握与刻划。 找矿预测方法之一:就矿找矿就矿找矿——要点 长期以来较易发现或新增扩大储量的地方主要是在已知矿床点外围与深部!长期实践:许多矿并不是孤立存在的!在一个不大空间内可找到两个或多个同矿种同类型或不同矿种不同类型的矿床!-成矿系列据池三川对各国资料统计:地表矿储量约65%集中在只占矿床总数7%的大型矿床中!一个地区大中小型矿床的分配数和储量存在着一定稳定的匹
配关系!大型矿床或多矿种在空间上的共伴生说明他们必然受一定的地质构造环境和动力学背景控制,相互成因有序相关,时空分布规律显著!
实践认识:目前发现的大型矿床总数虽然不多,但它们所占储量比例可高达2/3!大型-特大型矿床或多种能源矿产在空间上的共伴生,有其内在统一的地球动力学背景条件控制! 因此,矿田内已知矿床矿体深部和外围应是隐伏矿寻找预测的最佳区段之一!
就矿找矿的有利结果: 小矿变大矿;异常变大矿; 深部有大矿;一矿变多矿; 无矿变有矿;呆矿变活矿; 成矿系统“树”—值得全面学习!找矿系统“链”—更应大力倡导!矿田构造—找矿“经(筋)”—认真研究 理论模式找矿1、边缘成矿、过渡成矿、转换成矿: 边缘成矿理论由芬兰G.Gala-1981提出。
认为多数矿床在空间上沿各类构造单元和地质体边缘=异相交接带分布;时间上在不同地质事件或成矿作用的早期或晚期形成。
内外动力地质作用的各类差异处(=边缘)成矿!成矿是多种有利控矿因素在一定时空域中耦合而发生的
多因:地质、物理、化学、生物的…;源、流、运、储及其制约因素;耦合:各因素间相互作用和彼此影响;临界:不同状态的转换端(边缘成矿、界面成矿…);转换:控矿因素
和成矿参数的转变:突变、渐变是成矿作用发生的基本条件。 2、动力成矿、脆-韧性变形转换成矿、热动力蚀变成矿: 成矿作用过程:时间上早期或晚期 矿床模型找矿1、矿床模式→找矿模式
加拿大Cox& Singer (1986)将矿床分为4大族14组,共划分出39个主要矿床模式。地质环境:一火成的:1)侵入岩;2)喷出岩;二沉积的:3)碳酸盐岩;4)碎岩;三变质的;四-表成的。
应用矿床模式进行找矿预测的成功实例: 根据美国亚里桑那州圣马纽埃斑岩铜矿蚀变分带模式结合构造研究,成功发现隐伏的卡拉马祖斑岩铜钼矿床(Cu>0.72%达5.65亿吨,深600m);
中国研究实例:长江中下游铁铜矿床成矿系列模式 2、矿田构造-找矿方法组合—新技术方法综合找矿 ▲当代科技朝整体、综合、系统、定量、应用等方向发展。用新技术方法综合找矿,常见有效的找矿方法:
地层-岩相预测法;构造控矿成矿找矿预测和编构造-岩相预测图;岩浆岩体成矿预测; 地球化学预测法; 地球物理预测法;遥感影像预测法; 找矿矿物学预测法;生物预测法;综合预测法 。
▲构造控矿-成矿-找矿预测和编构造预测图 韧性剪切带 脆-韧性剪切带多级控矿和成矿作用!
含金剪切带:含金石英脉为含金剪切带的一特例! 辨认有利成矿要素:断裂与热液活动:成矿前构造;同成矿构造; 成矿后构造。
(九)矿产勘查和矿田找矿预测工作定位 矿产勘查和矿田找矿预测是一门实践.对矿产勘查工作的绩效考察是找矿效果,而非理论创新!
找矿是一种实践,是系统科学复杂性实践!
矿产勘查评价与找矿预测的成功要素共发现矿床数:六五195个;七五309个;八五313个在找不同矿种的过程中起关键作用的勘查方法所占的百分比1、金矿(金储量>20t)共63个
2、铜矿(铜储量>20万t)共34个 3、块状硫化矿床共12个
勘查技术探测深度与发现矿床潜力的关系:要点三找矿预测 实例矿物-岩石-矿脉体-矿床-矿区-矿田-矿带-成矿域 矿田:是发育在空间上、时间上、成因上相互联系的一些矿床,存在一定生产矿山的矿化集中地区。矿田范围一般在几十--几百平方千米。如长江中下游成矿带宁芜成矿亚带中的凹山-南山矿化集中区就是一个矿田。青海祁漫塔格矿带虎头崖矿田、卡而却卡矿田等。矿田构造学----找矿的临门一脚技术是专门研究在矿田内,控制矿床形成、改造、时间和空间分布的地质构造要素的一门学科。既要研究各类应力构造
(如褶皱、断裂等)、也要研究各类热力构造(如与热卤水、火山、岩浆侵入体等)和重力构造(如滑脱构造等)对成矿的控制,还要研究各种矿床类型(如岩浆矿床、热液矿床、沉积矿床、变质矿床、改造矿床等)的控矿构造特征,总结其找矿模型,为矿山地质勘查直接服务。矿田地质学矿田构造学→→矿田地质学≈成矿系统。
矿田地质学:既研究矿田地层、侵入岩、火山岩、变质岩、褶皱带、断裂带等与矿床相关的构造要素,又要研究各类矿床类型—如岩浆矿床、热液矿床、沉积矿床、变质矿床、改造矿床等的组成分布特点和成矿过程,测试与成矿构造时间和空间有关的矿床体地球化学成分,研究矿化体层次性关联、构造关系和分布规律,寻找含矿构造岩石-岩相区段— 关键技术:1∶1万-1∶2.5万构造-蚀变岩相填图。矿田构造学创新团队拟开展研究方向和预期研究方向:矿田地质、矿田构造、成矿藏动力学、成矿规律与找矿预测方法及其实用有效的找矿预测成果,以矿田构造、成矿过程和成矿藏动力学研究促进找矿预测实际应用,培养一支矿田成矿藏动力学、矿田构造和找矿预测方面的理论研究与找矿实践相结合的优秀领军人才队伍。
预期:西部矿产资源勘查评价示范与实际找矿突破拟开展工作--研究计划按“三位一体”找矿预测思路(成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志)和“构造成矿
系列和成矿系统分析-矿田构造岩相测试和预测-地质物化探遥钻勘查”,研究壳幔作用、层圈作用及构造岩相叠加改造成岩成矿;
确定成矿主控因素,建构造-岩相找矿标志和多层次构造控矿-找矿-勘查模型;通过大比例尺构造-岩相填编图和研究,圈定成矿富集中心,指出有利成矿构造岩相区段;
优选有效方法组合、四维填图和综合编图技术,圈定深部找矿靶区,提出验证工程部署建议,寻找富大矿田,取得找矿突破。富大矿田找矿预测成果1. 在十余个典型矿田成矿构造与找矿预测的实践基础上,提出了矿田岩浆-热力构造新类型与矿田构造-蚀变岩相填图找矿预测方法。
2. 在典型矿田构造与找矿预测科研实践中,创新性提出了矿田韧性剪切带脆-韧性变形转换控矿模式与找矿预测方法,成果突出。提出了矿田构造的类型划分方案按成矿构造形成的主控作用方式划分有:
应力构造类—褶皱、断裂、节理裂隙、劈理、线理等;热力构造类—地热异常群集区、火山喷发型、浅成斑岩体侵入型、热液活动、热力背斜(热穹窿型)、中深成岩浆侵入型、地壳热柱型、地幔热柱型;重力构造类—不整合面、滑脱构造、陨石撞击构造等;复合转化构造类—应力与热力作用复合(热力背斜、热穹窿、变质核杂岩等)、应力与重力复合转化(不整合面再褶皱、底劈滑脱等)、热力与重力复合(陨
石撞击构造等)。矿田热力作用与热力构造研究进展构造--深部热力作用及其活动-→陆内变形-改造-造山-成矿有关,揭示出成矿构造转换时间段和空间带
固-液-气多相共存-临界转换=热力 应力 流体=热力构造-成矿系统。
关键科学问题:热力驱动—岩石流变—脆-韧剪切变形—热流体运移-聚集成矿
矿田内热核爆发--成矿聚集--矿液富集 不同矿田构造类型区-找矿思维和找矿方法不同
许多矿床的形成和分布均受岩浆活动控制!-A-地表出露岩浆岩体的找矿预测-B-地表未出露岩体—隐伏岩体及找矿预测-C-矿田热力构造类型与隐伏矿找矿预测-D-多期次复式岩体与隐伏矿找矿预测隐伏岩体的预测直接标志:接触热变质晕;地表小岩体或岩脉;围岩蚀变;热液活动;化探晕; 间接标志:基底断裂、深断裂、等距性构造、隐伏岩体与围岩间的变质作用和地球物理性质变化、遥感环型影象等热力构造分类地貌形态(地层时代)分三类:正向穹窿型; 负向塌陷型; 边隆核陷型根据岩浆-热力作用影响深度分五类:矿田地质研究背景和现状矿田找矿是公益性和矿区商业性找矿间的一个桥梁或薄弱环节.目前尚缺两者有效的沟通桥梁 成矿带、矿田和矿床找矿勘查是三个层次工作。
1、地质找矿突破多在矿田范围获得2、矿田地质工作缺乏支
撑主体3、矿田地质没有科技发展基础4、矿田地质工作明显滞后5、矿田构造地质找矿比较成功6、矿田需要构造结合建造加以勘查矿田找矿指导思想重要成矿带确定之后,极为关键的快速勘查找矿方法是如何尽快的确定在具有远景的成矿区段或矿田内,紧抓矿田地质找矿的核心,即矿田控矿构造的调研,开展含矿构造岩石-岩相区段的1∶2.5万-1∶1万构造-岩相填图与找矿评价工作。成矿-控矿构造调研方法矿田找矿条件=成矿地质条件:直接或间接地指示可能发现各种矿床而必须具备的一些地质条件。称为矿田找矿前提、找矿准则。成矿构造:指与矿床形成及改造有关的构造。是找矿评价和成矿预测研究的关键内容。构造活动是流体形成及发生运动的原因和动力,构造裂隙是成矿流体迁移富集的通道和沉淀的空间。
控矿构造:控制矿体产出的成矿前形成,在成矿期复活的构造或成矿期形成的构造,称为控矿构造。矿田构造调研
矿田构造—不仅指矿田内的构造形式和现今的构造系统,还应包括同沉积期构造,及火山构造和侵入构造等。 构造活动的意义——为地壳中热流运动提供通道。因为岩石的热传导率低,只有通过流体运动才能将热量高速度、远距离、大容量输送,并主导该区构造运动-盆山演变-变形变质及岩浆活动。深层构造还可以将深部物质(地幔流体)导入
浅部,浅部构造可以为成矿流体的形成、运移及成矿提供条件。
矿田找矿勘查中控矿构造研究原则
构造研究区须大于工作区(三维)时间分析与空间分析相结合野外构造岩相填图为基础构造与岩矿石地化测试-数值模拟控矿构造与成矿模型及找矿相结合综合分析(思路开阔) 矿田构造研究特点
以中、小型构造调研填图表示为主几何形态学 - 运动学 - 动力学年代学(同位素测年的封闭温度) 褶皱年代, 叠加褶皱韧性剪切变形年代、断裂活动年代岩浆侵入年代、火山喷发时代、多期活动变质 - 变形年代(深变质=老年代) 岩浆、矿质热液运移趋势高压→低压高Ds→低Ds高温→低温高浓度→低浓度运移方向:地球内部向上或侧向 矿田构造调研内容
1.区分成矿期和成矿后构造; 2.鉴别控矿构造的力学性质;
3.判别控矿构造运动方式和构造性质; 4.确定控矿构造的空间形态特征; 5.研究分析控矿构造的强度; 6.确定控矿构造活动期次;
7.确定构造活动不同期次的物质成分; 8.分析控矿构造的可能应力作用方式;
9.控制岩浆岩体相关构造的研究; 10.建立构造体系和编制矿田构造-岩相图 ▲编制详细的矿田构造预测图 此在原苏联较流行。
编图基础:控矿构造几何化,以具体一种控矿界面为几何线编矿体几何立体图;可依中段平面或勘探线剖面为表示观测面;
尽可能详细反映成矿模式和控矿因素;不同类型的控矿因素影响水平不一。有四种矿化界面:控矿界面;导矿界面;配矿界面;含矿界面。
编图采用类比法、归纳法、系统法。
深部找矿预测:四维地质-构造填图构造-蚀变岩相填图-找矿 ▲深部地质填图和综合编图:各种深度、层次;
编图基础:需地物化遥槽坑钻及深钻等综合信息研究!可按不同比例尺编综合预测平-剖面图或立体图;尽可能用多种方法对比解释确定隐伏信息和控矿因素;可采用剥皮法表示不同含矿地层的控矿因素特征。
▲构造控矿和成矿预测及编制构造预测图 韧性剪切带和脆-韧性剪切变形转换控矿成矿! 含金剪切带:含金石英脉为含金剪切带一特例!
断裂的力学性质:结合产状变化预测隐伏矿体---产状变化处富矿!矿体—矿床—矿田—矿区—矿带编制矿田构造-岩相图
矿区构造研究和找矿预测应编制矿田构造图,以矿田为主,以控岩、控矿构造和矿化蚀变为测量编图的重点。 (1)以简化地质图为底图;
(2)先编制控岩控矿构造实际材料图,把收集到的矿点、矿区有关构造内容和矿化蚀变等找矿标志分期次,分不同特征加以标示;
(3)综合编制矿田构造-蚀变岩相图; (4)标定重要的成矿后构造。 矿田构造-蚀变岩相填图的目的
与中酸性岩浆岩有关的矿床在成矿过程中常形成大范围的岩浆期后中-低温热液蚀变,这些蚀变比矿体更易于发现。对于这类矿床,其矿化/蚀变体系经过一定地质历史时期的抬升和剥蚀,目前出露在地表的大面积蚀变范围, 一般情况下至少大于1平方千米,有时甚至大于10平方千米。
▲填图目的:圈定构造-蚀变类型和分带,解释并找出平面上和剖面上指向蚀变/矿化中心的指示标志,判断矿化富集中心,为勘探工程部署(如探槽和钻孔位置)提供更充分的地质依据。
→能发育较大规模蚀变带的矿床主要有:热液型、斑岩型、矽卡岩型、蚀变岩型。
▲构造-蚀变岩相带的分布范围一般远大于矿体的分布范围,并且蚀变带中的矿物组合有一定的空间分布规律,最适合使
用蚀变岩相(矿物)填图法来判断地表或钻孔所处的位置在成矿构造-矿化/蚀变体系中位置。
▲构造-蚀变岩相填图可用于韧性剪切带和构造破碎蚀变岩型金矿的找矿,可结合矿田构造填图,圈定破碎蚀变带的空间分布、蚀变强度及蚀变分带。
→其它类型的矿床-如沉积型或沉积-变质型、VMS型、SEDEX和MVT型等,使用此法作用有限。因发育小规模蚀变带。
岩帽及下伏斑岩热液/成矿体系的叠缩作用(Telescoping)示意图a-叠缩作用很弱,斑岩型矿化深埋于岩帽之下,寻找斑岩型矿床难度大;b-强叠缩作用,由于快速的古地表高度下降(火山机构崩塌等)及高抬升速度,岩帽与其下部斑岩体间的距离小,甚至岩帽可直接叠加在矿化斑岩体上部. A- 高级泥化;S-绢英岩化;P-青磐岩化;K-钾化。si:孔洞状石英;qtz-alu:石英-明矾石;qtz-alu-pyr-dic:石英-明矾石-叶腊石-地开石;qtz-ser:石英-绢云母;K-spar S-bi: 钾长石-次生黑云母
斑岩型矿床蚀变类型与成矿远景
绢英岩化-QSP(石英,绢云母/伊利石,黄铁矿)和钾化 (次生钾长石和黑云母)–最有成矿远景高级泥化(石英,叶腊石,明矾石,地开石,高岭石,硬水铝石,氯黄晶,黄玉) \\ 硅化–次级成矿远景青磐岩化(绿泥石,绿帘石,碳酸盐,黄铁矿)–次级成
矿远景泥化(高岭石, 蒙脱石,伊利石) –次级成矿远景(除非为叠加于早期蚀变或硫化物淋滤风化产物)
斑岩成矿体系--矿化-蚀变模式图:矿化分带, 蚀变分带, 矿化与蚀变关系, 次生富集, 斑岩/矽卡岩/交代/脉状矿化 矿化蚀变分带
▲蚀变分带:钾化-中部,绢英岩化--在钾化之上,一般分布范围更大;中高级泥化在顶部或边部;青磐岩化多在边部。 有经济价值的矿化蚀变常与钾化、绢英岩化、高级泥化及多期次发育的脉状体有关。
蚀变类型受岩性和热液活动强度的控制。多期次热液蚀变常出现蚀变类型的叠加。
重视“次生石英岩”。地质图上被前人标明为次生石英岩的部位有可能是斑岩型矿化-蚀变体系中“岩帽”带,代表体系的顶部,一般对应于高级泥化和硅化带。
特殊组构:细脉 网脉:斑岩型铜矿中发育大量各类网脉、细脉、平行脉等,不同期次脉体相互交叉、穿切;脉中矿物组成多样,有一定空间位置指示意义;脉体厚度变化较大,多在几毫米-几厘米间;脉边或脉中发育有蚀变晕。热液角砾岩化作用(角砾岩化 / 火山角砾岩筒)
热液角砾岩化作用(角砾岩化/火山角砾岩筒)常位于斑岩型矿化/蚀变体系上部或边部,分布范围>0.5平方千米–局部强烈,在许多矿区构成富矿体。
角砾岩中常有一些标志性矿物,如电气石、硬石膏等,构成电气石角砾岩、硬石膏角砾岩等。 构造-蚀变岩相填图内容和方法
野外踏勘、剖面测量和填图(记录、采样)、测试分析和数据处理、综合研究与编图解释等阶段。
矿区踏勘。大致判断成矿类型和矿化-蚀变分布范围,判断是否存在斑岩型、矽卡岩型、热液型等矿化-蚀变特征; 详细的构造-岩相剖面测量和填图及记录、采样。按照1:1万比例尺填图要求,进行剖面实测、野外记录、素描、照相、采样等。着重采集有明显蚀变的岩矿样,间距在
1-2-5-10-25-100米;关键路线调研和定点;填图图例确定和标注;
测试分析和数据处理。野外使用近红外光谱分析仪,测试相关数据;室内实验室测试分析;数据处理;图件编制; 综合研究与编图解释。综合研究,分析解释。确定蚀变岩相图例、矿物光谱曲线,确定蚀变矿物种类及特征。编图标注矿化蚀变类型和富集中心位置,结合物化探、工程验证资料等进行综合研究与分析解释。矿田构造的研究方法矿田构造分析研究步骤:野外观察和填图(大量实际资料)→室内整理做图(初步分析)→综合分析(理论认识)
矿田构造分析的过程:实践→认识→实践→认识→实践→认识…………循环往复,以至无穷国内实例:东天山康古尔塔
格金矿带研究区北带铜矿床:火山沉积-热液改造铜矿(小热泉子) (火山沉积-)斑岩铜(钼)矿(土屋、延东、赤湖);中带:岩浆型(黄山等铜镍矿 白山钼矿) 剪切带热液型金铜矿(元宝山);南带:金矿床浅成低温热液(石英滩) 剪切带蚀变岩型(康古尔) 铜矿矽卡岩型(阿-雅带) 铁矿(火山-岩浆-沉积复合型)- End -
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