岩石地球化学找矿-13年-4

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1、岩石地球化学测量,主要内容,岩石地球化学找矿的重要性 热液矿床原生晕的形成及影响因素 热液矿床原生晕的组分特征 热液矿床原生晕的形态特征与内部结构 热液矿床原生晕的分带特征 分散矿化原生晕与多建造晕 岩石地球化学找矿的应用,1.岩石地球化学找矿的重要性,在我国的地球化学找矿文献中，各类矿床的岩石地球化学异常，是原生地球化学异常或原生晕的同义语。 岩石地球化学异常占有特殊的地位： 1）各类矿床的岩石地球化学异常最全面的保留了成矿时的地球化学信息。 2）岩石地球化学异常是各种类型次生地球化学异常物质来源的组成部分，各类次生地球化学异常，都是原生矿体及其岩石地球化学异常的派生产物。,3）当前陆地上的

2、找矿工作的发展趋势是寻找厚覆盖地区隐伏矿和浅覆盖区及开采矿山深部的盲矿。对于深部盲矿的寻找，岩石地球化学找矿是必不可少的方法。 4）在不同成因类型矿床的岩石地球化学异常中，仍以热液矿床的应用和研究最为深入。本次讲课以热液矿床岩石地球化学异常作为重点,岩石地球化学找矿的重要性,主要内容,岩石地球化学找矿的重要性 热液矿床原生晕的形成及影响因素 热液矿床原生晕的组分特征 热液矿床原生晕的形态特征与内部结构 热液矿床原生晕的分带特征 分散矿化原生晕与多建造晕 岩石地球化学找矿的应用,2. 热液矿床原生晕的形成及影响因素,1形成作用：根据矿床学的一般概念，富含成矿元素及其伴生元素（包括挥发组分）的气水

3、热液，在内营力的作用下，沿一定的构造裂隙迁移、运动。气水热液中的成矿元素及其伴生元素呈简单离子、简单络离子、复杂络离子以及气体分子形式存在。当外界条件在短距离内发生比较剧烈的变化，或者说含矿热液在遇到各种地球化学障的情况下，迁移的平衡条件遭受破坏，各元素便在一定的空间部位沉淀、析出。在沉淀条件最充分具备的局部地区，可能成为沉淀中心，由此向外，依次形成矿体、蚀变带和范围更为宽广的原生晕,因此，矿体、蚀变带和原生晕是统一的成矿作用的产物。热液带来的成矿物质，只有一部分聚积为矿体，大部分则分散在围岩中形成原生晕。 热液迁移、运动的动力学因素，主要是渗滤作用和扩散作用。,热液矿床原生晕的形成作用,渗滤

4、作用,扩散作用,A、渗滤作用,是热液在压力梯度的作用下，元素通过溶液沿岩石裂隙系统整体、自由地流动迁移过程中，由于化学和物理化学的作用，溶液在所流经的围岩裂隙中留下矿液活动的痕迹 矿体和原生晕。 渗滤是热液迁移的主要方式。晕的规模较大，主要发育在裂隙构造发育的地段。,B、扩散作用,是在体系里存在浓度梯度的条件下发生的。 只要体系内存在浓度差，无论溶液和气体是处于流动状态还是静止状态，都将发生元素的迁移，质点扩散的方向与溶液流动的方向无关,扩散作用的速度较慢。据C.B.格里戈良等的实验资料计算，在热液条件下形成10m规模的铅的扩散晕，需要一万年以上的时间。因而扩散晕的规模一般较小，但晕中元素含量

5、的变化较规则，扩散晕中元素的含量自矿体边缘向外随距离增大，呈对数曲线下降。,B、扩散作用,美国廷提克地区石英二长岩中Zn、Pb扩散晕,2.2影响因素,（1）元素自身的地球化学性质 （2）含矿热液本身的性质 （3）构造裂隙 （4）围岩性质,（1）元素自身的地球化学性质,热液中金属元素主要呈络合物形式迁移，因此元素络合物的稳定性是前述多种地球化学性质的综合反映。 可用络合物的电离平衡常数来衡量络合物的稳定性。象W、Sn、Mo、Bi、V等元素，不稳定常数大，常在很高温度下就不稳定而离解沉淀。因此，它们的异常距热中心很近。而Hg、As、Ba、Sb等元素不稳定常数小 ，络合物在低温条件下仍相当稳定，它们

6、往往迁移较远 ，异常远离热中心。,（2）含矿热液本身的性质,热液中元素的浓度 元素的迁移形式 热液体系的温度、压力,（3）构造裂隙,断裂、破碎带、接触带、地层层理、岩石的节理、片理及气孔构造等构造空间，不仅是热液活动的通道，而且是矿石沉积的主要场所。 因此，也是热液矿床原生晕发育的主要空间部位。 构造系统原生晕,（4）围岩性质（1）,主要表现为岩石的化学性质和物理性质对元素迁移、沉淀的影响。 一般情况下，化学性质活动的岩石，比较容易与矿液发生强烈的化学反应，成晕物质迅速沉淀，限制了原生晕的规模。 常见岩石化学活泼性的顺序（由强到弱）大致为：石灰岩白云岩炭质页岩超基性岩和基性岩粘土页岩泥质板岩片

7、岩花岗岩砂岩石英岩。,岩石的物理性质主要表现在岩石的机械性质和渗透性质等方面，岩石的机械性质主要是指脆性和塑性。 脆性岩石经过构造变动易于破碎，有利于热液的迁移、渗透，有利于形成较大规模的晕。 塑性岩石经过构造作用，挤压得更为致密，不利于热液渗透，常常构成阻碍原生晕发育的隔挡层。 岩石的渗透性取决于岩石孔隙度和孔隙之间的联通情况。,（4）围岩性质（2）,应该指出，岩性对原生晕发育的影响是复杂的。 一般说来 ，对交代型成晕作用，围岩化学性质起主导控制作用，在充填型的成晕作用中，岩石渗透性的控制更为明显。,（4）围岩性质（3）,主要内容,岩石地球化学找矿的重要性 热液矿床原生晕的形成及影响因素 热

8、液矿床原生晕的组分特征 热液矿床原生晕的形态特征与内部结构 热液矿床原生晕的分带特征 分散矿化原生晕与多建造晕 岩石地球化学找矿的应用,3.热液矿床原生晕的组分特征,3.1 指示元素概念 那些能够形成清晰异常的，能够比较直接指示矿体存在空间位置的，能分辨矿石类型的，以及能反映异常形成机理的这样一类元素称为指示元素。 所谓指示元素就是天然物质中能够提供找矿线索和成因指示的化学元素。,指示元素分类： 成矿元素：如Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo等； 伴生元素：如Ag、As、Hg、In、Cd、Ga、Ce、Co、Bi等。成矿元素和伴生元素的划分是相对的，在一定条件下的成矿元素，在另一条件下则是伴生元素

9、。同样，在一定条件下的伴生元素，在另一条件下则为成矿元素。 运矿元素：如F、CI、S、B等，这些元素往往和主要成矿元素形成易溶的络合物，对成矿元素的迁移起重要作用。,3.2 原生晕组合特征,在不同类型的热液矿床原生晕中，指示元素也有不同的组合。下表为我国热液矿床主要类型的原生晕指示元素组合。这种组合特征是勘查地球化学工作者必备的基础知识之一。 指示元素组合不仅可以从岩石、矿石样品中得到反映，还可以从它们的单矿物中元素含量表现出来。 黄铁矿是热液矿床中分布最广的共生矿物。在不同条件下形成的黄铁矿，其中微量元素的种类和含量是成矿环境的良好反映，可以看成是环境的函数。,主要内容,岩石地球化学找矿的重

10、要性 热液矿床原生晕的形成及影响因素 热液矿床原生晕的组分特征 热液矿床原生晕的形态特征与内部结构 热液矿床原生晕的分带特征 分散矿化原生晕与多建造晕 岩石地球化学找矿的应用,4.热液矿床原生晕的形态特征与内部结构,4.1原生晕形态术语,4.2原生晕的内部结构,（1）异常的连续性（t）: 矿体中包含夹石一样，原生晕中也经常包含一些正常含量点，从而产生异常的不连续性。连续性的好坏可用下式表示：（2）异常的均匀性 相邻两点地球化学指标差值大小的度量。,Ca,C,异常的连续性,异常的匀均性,a,a,b,b,（3）异常渐变性： 含量变化梯度小，渐变性好；梯度大，渐变性差。 （4）异常峰值（Cmax）异

11、常中的最高含量值。 （5）平均异常强度：异常范围里元素含量的平均值。,（6）异常衬度（K）异常清晰度的度量。目前有多种表示方法：a） ，b） ，c）最常使用的是第一种计算法。（7）线金属量 线金属量是根据一条测线来估算矿化强度的参数测线上的点距。 背景平均值， 异常范围里某点的元素含量。 （8）面金属量 面金属量是根据一个异常面积来估算矿化程度的参数。可以下式表示：测网中点距和线距的乘积。,4.3原生晕外部形态的类型,（1）线状异常 ： 异常长度远大于异常宽度 （2）带状异常：异常的长度明显大于异常宽度， （3）等轴状异常：异常在平面上没有明显的延伸方面 （4）不规则状异常：该类异常形态反映出

12、异常形成时，受多组不同方向、不同形态或不同性质构造的复合所控制。,线状异常剖面图,等轴状异常平面图,不规划状异常平面图,主要内容,岩石地球化学找矿的重要性 热液矿床原生晕的形成及影响因素 热液矿床原生晕的组分特征 热液矿床原生晕的形态特征与内部结构 热液矿床原生晕的分带特征 分散矿化原生晕与多建造晕 岩石地球化学找矿的应用,5. 热液矿床原生晕的分带特征,5.1浓度分带 浓度分带是同一组分的含量自矿化中心或异常中心向外有规律变化的现象。 为了取得可以互相对比的资料，1965年，谢学锦、邵跃将地球化学异常分成内带、中带、外带三个浓度带。并视浓度变化的陡度，以异常下限值的1倍、2倍、4倍三个数值来

13、划分外、中、内带，称三级浓度带。 浓度分带不仅指示了找矿方向，而且有无浓度分带还是区别矿致异常与非矿异常的标志。,5.2组分分带的一般特征,组分分带是原生晕中不同指示元素在空间分布上有规律变化的现象。国外文献中所指的原生晕的分带性，主要就是指组分分带。 组分分带的分类：A空间分带垂直分带与水平分带组B. 成因分带,5.2A 空间分带,A垂直分带与水平分带组热液矿床原生晕的垂直分带性，表现为不同指示元素在不同标高上发育的差异，及由此导致的一系列派生规律；在不同的高程上产生不同的元素组合；某些元素对的比值随深度的增加而发生有规律的变化。,某热液铀矿床上所观察的垂直分带性,显示了Pb、Zn、Ag在上

14、，Cu、Mo偏下的分带性,原生晕的水平分带是指示元素在现代水平方向上，异常发育的强度、范围的规律性变化特征。矿田晕或矿床晕的水平分带。 矿体原生晕的水平分带则是以水平方向上异常的宽窄来划分的，如陕西某铜、钼、钨多金属矿区原生晕的水平分带模式（由中心向外）为：W、Mo、Sn、Bi、Cu、As、Zn、Ag、Pb。异常宽度大的排在前面，小的排在后面。,Hg,绿泥石绿帘石化带,Pt 千枚岩,花岗闪长斑岩,伊利石水云母化带,石英绢云母化带,钾长石化带,青盘岩化带,Hg,原生晕的垂直分带性和水平分带性，都是针对现代空间方位说的，不涉及矿体和原生晕形成时的产生状态。 实际上，矿体或原生晕的产状，陡倾斜矿体和

15、缓倾斜矿体，对于分带规律是有一定影响的。 C.B.格里戈良认为晕的分带性是一个矢量的概念，热液运移有方向性，总是向压力降低方向运移，他的分带性成果，能反映热液流动方向性，具有成因意义，故称为成因分带。他结合矿体的产状将原生晕的分带性划分成轴向分带、横向分带、纵向分带三种类型。,5.2 B成因分带,陡倾斜矿体周围原生晕的 轴向分带 横向分带 纵向分带 的方向 （据格里戈良1975）,垂直分带,水平分带,轴向分带沿矿体轴向，即沿矿液运移向上的元素分带。主要是由渗滤作用造成的分带。在矿体产状为陡倾斜的情况下，轴向分带则与垂直分带相一致。 纵向分带顺矿体走向所反映的元素分带。 横向分带垂直于矿体走向方

16、向上的元素分带，主要是由扩散作用造成的分带。在矿体产状为陡倾斜的情况下，横向分带与水平分带相一致。 对于接近水平产出的矿体来说？,横向分带与轴向分带同纵向分带不同，它的分带性取决于矿体中和晕中的元素浓度、元素的活动性及其在围岩中的背景含量。 一般来说，横向分带的前几个元素（晕最大宽度的元素）正是该矿床矿石的主要成矿元素。 同时，横向分带还与矿化剥蚀水平有关。不同剥蚀程度即使在同一矿化上，分带特征也不相同。,Cu、Mo、Ag三元素轴向分带图(a)和垂向分带示意图（b),A水平,B水平,前缘元素,尾部元素,b,5. 3原生晕轴向分带研究方法,（1）直观经验对比法 主要直观对比各元素异常在剖面上的发育特征，包括异常发育程度、范围（面积）、异常强度。其中，较为关键的是要作出各元素的浓度分带剖面图，对比各元素的浓度中心位置，异常未封闭的开口方向，收敛趋势。 从下图上可以清楚显示，主成矿元素异常面积最大，三级浓度清楚围绕矿体四周分布。As、Ba则主要分布在主矿体之上，而Co、Bi异常分布在主矿体之下，互为“镜象”。因此，初步可以对异常的分带性从矿上矿体矿下分为：（As、Ba）Cu（Bi、Co）。,