应用地球化学实验解决找矿

《应用地球化学实验解决找矿》由会员分享，可在线阅读，更多相关《应用地球化学实验解决找矿（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1我国东部深部找矿方向、找矿思路与勘查技术以长江中下游成矿带为实例吕庆田1、侯增谦21中国地质科学院矿产资源研究所，北京，1000372中国地质科学院地质研究所，北京，100037摘要：摘要：拓展深部找矿空间是实现我国资源可持续发展的必然途径。如何开展深部找矿？找什么类型的矿？在哪个层位上找矿？按照什么样的思路、使用哪些技术开展深部勘查工作？是目前深部找矿急需解决的关键问题。笔者在分析长江中下游成矿带成矿规律和成矿特点的基础上，按照成矿“缺位”预测的原则，指出了成矿带深部找矿方向和主要目标层，提出“追踪主要容矿构造” ， “模式类比”和“成矿系统分析、综合探测、立体填图”的深部找矿基本思路。并

2、以铜陵矿集区为例，介绍地震技术在追踪“五通组”顶板的探测结果。本文试图“抛砖引玉” ，引导大家对深部找矿思路和技术方法的讨论，尽快形成可操作的深部矿产勘查程序，指导我国危机矿山深、边部的找矿工作。关键词关键词 深部找矿方向深部找矿方向 容矿层容矿层 立体填图立体填图 成矿系统成矿系统 成矿模式成矿模式一、前言一、前言资源短缺已经成为我国经济社会发展的瓶颈制约，加强接替资源勘查刻不容缓。深部 是未来资源勘查的重要方向，现有成矿理论（翟裕生等，2004）和找矿实践说明深部 （500m）具有巨大的找矿潜力，而勘查技术的进步使 2000 m 以内的勘查成为可能 （R.Gordon,2006） ，向深部

3、要资源时机已经成熟。 长江中下游是我国东部的重要成矿带，素有东部“工业走廊”之称，对“长三角”的 经济发展具有举足轻重的意义。对长江中下游深部的成矿潜力，早在上世纪 90 年代就有专 家预测：长江中下游成矿带之下存在“第二个长江中下游” 。还有专家预测：如果将勘查评 价深度延伸到地下 2000 米，我国金属矿储量可能翻一番。最近，在对全国 565 座大中型 矿山进行的初步调查显示，其中 192 座具有资源潜力，占调查矿山的 34%，预测可能找 到大型规模矿床的有 51 座，中型规模的 96 座，有 39 座有望取得重大找矿突破。初步估 计这些矿山的资源潜力为：铁矿石 6.2 亿吨、锰矿石 50

4、0 万吨、铜 280 万吨、铝土矿 5000 万吨、铅 230 万吨、锌 200 万吨、钨 19.5 万吨、锡 15.5 万吨、钼 6 万吨、锑 20.5 万吨、镍 7 万吨、金 302 吨。实际上上述估计仅局限在已知矿山深部和外围，如果考虑到 我国还有大面积浅覆盖区，可以预见深部找矿前景一片光明。 2004 年国家危机矿山接替资源找矿计划实施以来，在已开展的野外施工的 48 个矿山 找矿项目中，有 35 个取得重要找矿进展。其中广西南丹铜坑锡矿、湖北大冶铁矿、河北 迁安铁矿、辽宁省红透山铜锌矿等取得突破性进展。南丹铜坑锡矿新增 333 锌金属量 93.70 万吨、铜金属量 4.32 万吨、银

5、金属量 542 吨；大冶铁矿新增 333+334 铁矿资源量 2304.62 万吨，新增伴(共)生铜金属量为 10.3 万吨；迁安铁矿新增 333 铁矿资源量 1.1 亿吨。这些 实例进一步说明有一批大中型矿床外围和深部具备找矿潜力。 然而，深部找矿面临巨大的挑战。地球物理探测并不能唯一、准确地反映深部矿体的 位置、规模和品质，钻探风险依然很大。对深部成矿规律的准确认识和合理的找矿思路国家科技支撑计划课题（2006BAB01B01）资助。作者简介：吕庆田（1964） ，男，博士，博士生导师，研究员，长期从事深部探测和金属矿勘查技术方 法研究。2（战略）是降低勘探风险的有效措施。本文在分析长江中

6、下游成矿带成矿规律和成矿特点 的基础上，按照成矿“缺位”预测的原则，对成矿带深部成矿潜力和主要找矿目标层进行 了分析，提出“追踪主要容矿构造” ， “模式类比”和“成矿系统分析、综合探测、立体填 图”为目前深部找矿的基本思路。并以铜陵矿集区为例，介绍地震技术在追踪“五通组” 顶板的探测结果。二、成矿带的基本成矿规律与深部找矿方向二、成矿带的基本成矿规律与深部找矿方向长江中下游成矿带的成矿规律可以概括为：成矿、控矿的区域层控规律；成矿金属空 间分带规律和多类型矿床共生、复合的“多位一体”规律。三个规律反映在三个层次上的 成矿规律，即：成矿带、矿集区和矿田。根据成矿“缺位”预测的思想，笔者认为长江

7、中 下游成矿带下一步深部和外围的找矿方向为：系统评价火山岩盆地和覆盖区 500 米以下五 通组黄龙组容矿层及三叠纪中、下统容矿层的成矿潜力；系统评价矿集区外围新类型矿 床和已知矿床深部“多位一体”组合中的“缺位”矿床。1 1成矿、控矿的层控规律与区域找矿方向成矿、控矿的层控规律与区域找矿方向 长江中下游成矿带包含了 7 个大型矿集区（Pan Y M 等，1999） ，从北东到南西依次为 宁镇（Cu-Fe-Pb-Zn） 、宁芜（Fe） 、铜陵（Cu-Au） 、庐枞（Fe-Cu） 、安庆-贵池（Cu） 、九 瑞（Cu-Au）和鄂东（Fe-Cu） 。在成矿带内的“第一找矿空间（0500 米） ”已经

8、发现了几 十个大型、超大型矿床，它是不同时代沉积-喷流沉积成矿作用与中生代岩浆热液流体成矿 作用偶合、叠加形成的。从区域分布看，这些矿床几乎都集中分布在 3 个层位，表现出典 型的层控“多层楼”成矿规律（刘湘培等，1988，1989；常印佛等，1991） 。3 个主要控矿 层位是： （1）泥盆系五通组顶部不整合界面至石炭系黄龙组（或栖霞组）灰岩间，是成矿带内最 主要的容矿、控矿层位。该层位控制的矿床的金属储量占整个成矿带的：铜 29.21%，金 28.78%，钼 25.59%，铅 73.69%，锌 69.30%（常印佛等，1991） 。发育在该层位的矿床具 有三种类型：第一类是海底喷流沉积型块

9、状硫化物矿床（顾连兴等，1986；王道华等， 1987；杨竹森等，2004） ，如，铜陵矿集区峙门口、桃园等矿床；第二类是叠加改造型，即 在海底喷流沉积的基础上，经过燕山期岩浆热液进一步叠加、复合形成的矿床。这类矿床 是这个层位的重要类型，已发现的绝大多数大型矿床，如冬瓜山、新桥、铜官山，城门山、 武山等都属于此种类型；第三类是层控矽卡岩型（常印佛等，1983） ，受层间断裂、滑动和 裂隙控制，如东、西狮子山矿床等。 （2）三叠系中、下统（蒲圻群与大冶群）之间，尤其是含膏（盐）层的周冲村组（东马 鞍山组） ，是成矿带第二个主要的容矿层位。该层位控制的矿床的金属储量分别占整个成矿 带的：铜 44

10、.23%，铁 11.09%，金 51.63%，钼 36.76%（常印佛等，1991） 。在鄂东南矿集 区，该层位附近的铁、铜储量分别占该地区铁铜总储量的 91.14%和 56.32%。发育在该层 位的主要矿床类型有：矽卡岩型（接触-层控式） 、潜火山气液型、沉积改造型以及上述类 型的复合型。典型矿床有程潮、铁山、铜绿山等。 （3）侏罗系上统和白垩系下统是成矿带内铁、硫（铜金）矿的主要容矿层位。该层位为 一套火山岩系，它控制了成矿带 53.77%的铁和 63.22%的硫储量（常印佛等，1991） 。该层 位主要发育在庐枞宁芜潥水潥阳拗陷带中的“继承性”火山岩盆地。矿床主要与大 王山喷发旋回（庐枞

11、为砖桥旋回）结束阶段的富钠偏基性的辉石闪长玢岩、闪长玢岩、石 英闪长玢岩、钠长斑岩、辉石粗安玢岩密切相关（宁芜研究项目编写小组， 1978） 。矿体 多赋存于这些潜火山岩与大王山组（砖桥组）的接触部位，具有明显的“层状”和“似层 状”特征。如宁芜盆地的凹山、向山铁矿等；庐枞盆地的罗河、河家小岭和大鲍庄铁（铜）3矿。矿床类型主要为接触交代、矿浆充填、火山沉积及上述类型的复合型。 长江中下游成矿带 7 个矿集区在第一找矿空间（0500 米） （腾吉文，2006）的主要 容矿、控矿层各有不同（或侧重） ，从与构造、地层和岩浆岩的关系，可大致分为 3 类（吴 言昌等，1988；常印佛等，1991；董树

12、文，1991） ，一类是产于断陷火山岩盆地与富钠闪长 岩系有关的铁、铜矿集区，如庐枞和宁芜，主要容矿层为侏罗系上统和白垩系下统之间； 二是产于断块褶皱隆起区与高钾闪长岩系有关的铜金矿集区，如铜陵、九瑞、安庆-贵池和 宁镇，主要容矿层五通组和黄龙组之间；三是产于隆起和拗陷过渡区，如鄂东南，主要容 矿层中三叠统东马鞍山组。由于长江中下游成矿带具有统一的盖层沉积演化史，分布稳定， 大范围具有可对比性（常印佛等，1991，1996） ，而且中生代岩浆活动强烈（毛建仁等， 1990） ，并贯穿于各构造地层单元，3 类矿集区在晚三叠世以前具有相同的成矿地质环境， 应该发育相同的成矿系统，晚三叠世以后由于隆

13、凹格局和剥蚀深度的变化，才出现了形式 上与隆起和拗陷关系密切的 3 类矿集区。理论上，在拗陷区深部应该发育和存在与隆起区 同样的成矿系统和相应的矿床。因此，笔者（吕庆田等，2007）和很多专家都认为（常印 佛等，1991）每一类矿集区深部都存在巨大的找矿潜力，按照成矿“缺位”预测的原则， 在第一类矿集区（如宁芜和庐枞）之下应该存在第二（铜陵、九瑞等）和第三类矿集区 （鄂东南） ；在第三类矿集区之下应该存在第二类矿集区，在第二类矿集区深部也有新的容 矿层，如早古生代奥陶系上统五峰组与汤头组，其中发育有层控铅锌铜矿，典型矿床有： 贵池黄山岭矽卡岩型铅锌矿，安庆温家桥、郑家冲铅锌铜矿。实际上在第一类

14、矿集区宁芜 和庐枞盆地已经发现了产于黄马青组下部及青龙群灰岩与辉长闪长岩的接触带中的矿床 （鄂东南式） ，如宁芜盆地的凤凰山、白象山、前钟山等铁矿（常印佛等，1991） 。 综上所述，笔者认为：长江中下游未来深部找矿方向，即所谓长江中下游深部“第二 成矿带”或“第二富集带” ，应该定位在拗陷区和覆盖区 500 米以下受控于五通组和黄龙的 容矿层，和三叠纪中、下统之间的容矿层及可能存在的矿床，这两个容矿层应该作为深部 找矿的战略目标，尽快开展系统的评价工作。目前，对这两个层位在坳陷区和覆盖区的深 度、含矿性还不很了解，下一步要解决的关键问题是： 第一、三类矿集区的精细结构，从结构上证实存在深部容

15、矿层位。重点包括：五通 组顶板深度及起伏？周冲村组（东马鞍山组）顶板深度及起伏？拗陷区火山岩盆底形态？ 断裂系统（可能的流体通道）和下地壳的结构形态？ 第一、三类矿集区成矿系统时空结构？重点包括：第一、三两类矿集区是否存在类 似铜陵、九瑞矿集区的海西喷流沉积成矿系统和深部岩浆流体成矿系统？以及成矿系统的 时空结构？2 2金属空间分带规律与矿集区深部、外围找矿方向金属空间分带规律与矿集区深部、外围找矿方向金属分带在长江中下游成矿带、矿集区和矿田三个层次都存在，但其性质和成因不尽 相同。成矿带层次的金属分带可分为（刘湘培等 1988；董树文等 1991）：以铁（硫、铜） 组合的内带和以铜（金、硫、

16、铁、铅锌）组合外带，内带主要分布在长江深断裂带轴线上 的断陷火山岩盆地及与断块隆起区的过渡区；外带主要分布在长江深断裂带轴线两侧的断 块隆起区内，成矿带的金属分带主要受构造和岩性控制。对深部和外围找矿更有意义的是 矿集区和矿田范围的金属分带规律，一般围绕岩浆活动中心由内向外按照成矿温度由高到 低，依次出现不同的金属组合和与之相应的蚀变组合，一般表现出（钼）铜、铁、铅、锌、 金、银的分带规律，分带的空间范围的大小取决于岩浆活动的强弱。以铜陵矿集区为例， 围绕铜官山构造岩浆活动中心，内带为铁、铜（铜官山矿床） ；中带为铜、铅、锌（狮子 山、焦冲、五贵桥等矿床） ，外带为铅锌、铜矿床。最近，取得突破的姚家岭铅锌矿，应该4属于外带找矿突破的成功例子。宁镇矿集区，西部为铅锌带，中部为铜（钼）带，东带为 铁带（刘湘培等 1988） 。金属的空间分带规律对挖掘老矿山外围资源潜力，指导外围找矿十分重要。按照金属 分带规律，长江中下游多数矿集区外围找矿重点应放在中、低温热液型铅、锌、银、金等 矿床，或受断裂破碎