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1、矿床综合勘查的基本原理与方法l1. 1. 矿产勘查的基本特征矿产勘查的基本特征l2.2.矿产勘查的理论基础矿产勘查的理论基础l地学原理地学原理l数学原理数学原理l经济学原理经济学原理l技术原理技术原理l3.3.矿产勘查的准则矿产勘查的准则1矿产勘查的基本特征矿产勘查的基本特征绪绪目目论论录录成矿学：矿床为什么产在这里？成矿学：矿床为什么产在这里？ 矿源？矿源？ 成矿过程？成矿过程？ 主要控矿因素是什么？主要控矿因素是什么？矿产勘查学：矿床找矿标志？矿产勘查学：矿床找矿标志？ 到那儿去找这类矿床？到那儿去找这类矿床？ 最有效的找矿方法技术？最有效的找矿方法技术？ 找矿效益和风险评估？找矿效益和风
2、险评估？ 矿产勘查是根据局部信息推断整体特征的一项决策过程矿产勘查是根据局部信息推断整体特征的一项决策过程(1)多解性多解性由于矿床形成过程的由于矿床形成过程的复杂性复杂性，矿床形成后变化的矿床形成后变化的多样性多样性，对矿床抽样性观察研究的，对矿床抽样性观察研究的不完整性不完整性以及当今科技水平的以及当今科技水平的局限性局限性等决定了人们对矿床成因认识的等决定了人们对矿床成因认识的多解性多解性。(2)(2)间接性间接性由于矿体大多埋藏于地下，出露地表部分十分有限，有时矿体完全由于矿体大多埋藏于地下，出露地表部分十分有限，有时矿体完全隐伏于地下，上面距地表覆盖有厚度不等的沉积盖层或其他地质隐伏
3、于地下，上面距地表覆盖有厚度不等的沉积盖层或其他地质体遮挡，对矿体的空间位置及其产状多以各种间接信息或有限的体遮挡，对矿体的空间位置及其产状多以各种间接信息或有限的直接观测直接观测( (如少量钻孔或坑道的揭露如少量钻孔或坑道的揭露) )进行进行间接性间接性推断解释。推断解释。(3)(3)不确定性不确定性 由于矿床勘查是一个相对长期的过程，在这个过程中有可能发生由于矿床勘查是一个相对长期的过程，在这个过程中有可能发生各种不可预料的情况变化，例如政治、经济、市场形势的变化，各种不可预料的情况变化，例如政治、经济、市场形势的变化，特别是在国外进行风险勘探时这种人为因素有时起着很重要的作特别是在国外进
4、行风险勘探时这种人为因素有时起着很重要的作用。用。 1 1 矿产勘查的基本特征矿产勘查的基本特征（4 4） 风险性风险性 由于上述种种原因，矿床勘查带有很大的风险性，而且是一项受由于上述种种原因，矿床勘查带有很大的风险性，而且是一项受概率法则支配的工作。人们不能准确预测矿产勘查的结果，而只概率法则支配的工作。人们不能准确预测矿产勘查的结果，而只能以一定的概率估计矿产勘查可能的结果。能以一定的概率估计矿产勘查可能的结果。 为了提高矿产勘查的成功概率，一方面需要对研究区进为了提高矿产勘查的成功概率，一方面需要对研究区进行详细的综合性地质调查，根据综合信息筛选出最有利成矿的地行详细的综合性地质调查，
5、根据综合信息筛选出最有利成矿的地段进行进一步的勘查工作，另一方面，就需要采用正确的勘查理段进行进一步的勘查工作，另一方面，就需要采用正确的勘查理论和方法，以合理布署勘查工作。论和方法，以合理布署勘查工作。 1 1矿产勘查的基本特征矿产勘查的基本特征绪绪目目论论录录 2 2矿产勘查的理论基础矿产勘查的理论基础 地地学原理学原理 矿产勘查工作首先需查明与成矿有关的地质条件，因为矿产勘查工作首先需查明与成矿有关的地质条件，因为“矿矿”仅是地质体的一个特殊组成部分。工作中为了找仅是地质体的一个特殊组成部分。工作中为了找到矿及查明矿，不可避免地要对有关的控矿因素，如地到矿及查明矿，不可避免地要对有关的控
6、矿因素，如地层、构造、岩浆岩、变质作用等与成矿的关系进行分析层、构造、岩浆岩、变质作用等与成矿的关系进行分析研究研究. .区域成矿学区域成矿学在对矿床本身特征进行研究时，要涉及到矿体特征、矿石物在对矿床本身特征进行研究时，要涉及到矿体特征、矿石物质组成、矿石质量等。质组成、矿石质量等。矿床学矿床学因此，地学基础是矿产勘查的最基本的理论基础。因此，地学基础是矿产勘查的最基本的理论基础。 二二目目节节录录l地学原理-基于板块构造l 成矿学原理DistributionofPlatesChina洋壳洋壳结构（结构（architecture）与矿产资源）与矿产资源(1) 0.4km厚，陆源和深海远洋沉积
7、物；厚，陆源和深海远洋沉积物；（2）12.5km厚，玄武质喷出与侵入岩；厚，玄武质喷出与侵入岩；（3）深成侵入岩：分异玄武岩浆结晶而成。主要包括辉长岩、辉石岩与橄榄岩。以蛇绿）深成侵入岩：分异玄武岩浆结晶而成。主要包括辉长岩、辉石岩与橄榄岩。以蛇绿岩套组合存在于弧后盆地，洋陆碰撞过程中被逆冲到大陆边缘。岩套组合存在于弧后盆地，洋陆碰撞过程中被逆冲到大陆边缘。（4）矿产：（）矿产：（a）与洋中脊玄武岩结晶分异有关的豆荚状铬铁矿）与洋中脊玄武岩结晶分异有关的豆荚状铬铁矿;（b）Ni 和和PGE矿床；矿床；（c）VMS矿床（矿床（Pb-Zn）；（）；（d）富）富Co锰结核等。锰结核等。陆壳陆壳结构（
8、结构（architecture）与矿产资源）与矿产资源（1）厚）厚20-80km, 平均厚度平均厚度35-40km; (2)以以Conrad不连续面为界，分为上下两层，上层不连续面为界，分为上下两层，上层（6km深）为硅铝质岩石（花岗岩至闪长岩）为主，下层（介于深）为硅铝质岩石（花岗岩至闪长岩）为主，下层（介于Conrad和和Mohorovicic discontinuities）不连续面以硅镁质岩石为主。事实上，其结构更为复杂，反映自）不连续面以硅镁质岩石为主。事实上，其结构更为复杂，反映自3800Ma以来长期构造岩浆活动历史以来长期构造岩浆活动历史;(3) 随深度地温梯度与压力梯度通常为随
9、深度地温梯度与压力梯度通常为25/km, 30MPa/ km。（4）矿产：（）矿产：（a）金伯利岩中的金刚石矿床；（）金伯利岩中的金刚石矿床；（b）钙长岩中的）钙长岩中的Ti矿床；（矿床；（c）Cr-V-Pt-Cu-Ni组合矿床；（组合矿床；（d）Sn-W-F-Nb-REE-P-U矿床。矿床。（5）I型花岗岩（准铝质，氧化环境，型花岗岩（准铝质，氧化环境，Fe2O3/FeO0.3，磁铁矿系列）：石英闪长岩，磁铁矿系列）：石英闪长岩-花岗花岗闪长岩；闪长岩；Cu-Mo-Au，Pb-Zn-Au-Ag（6）S型花岗岩（过铝质，还原环境，型花岗岩（过铝质，还原环境，Fe2O3/FeO0.3，钛铁矿系列
10、，更高的分异程度）：，钛铁矿系列，更高的分异程度）：石英二长岩石英二长岩-花岗岩；花岗岩；W-Sn，U-Th（Sn and W mineralization is associated with intrusion that are more highly fractionated than those containing Cu-Mo-Au）。）。交代作用被认为是洋壳板片向下俯冲时，洋壳去水的产物，其产生的流体向上运交代作用被认为是洋壳板片向下俯冲时，洋壳去水的产物，其产生的流体向上运移到上覆的地幔楔。被交代的橄榄岩相对未被交代的地幔富集两个数量级的贱金移到上覆的地幔楔。被交代的橄榄岩相对未
11、被交代的地幔富集两个数量级的贱金属与贵金属。属与贵金属。Ladolam 金矿的研究得出金矿的研究得出3点结论：（点结论：（a）交代作用和流体流是地幔）交代作用和流体流是地幔部相容元素重新分布和富集的非常重要的过程；（部相容元素重新分布和富集的非常重要的过程；（b）部分熔融是地幔物质转移）部分熔融是地幔物质转移到地壳的主要过程；（到地壳的主要过程；（c）继承性是火成岩矿床成矿的关键，在相继的流体循环）继承性是火成岩矿床成矿的关键，在相继的流体循环过程中有可能形成热液矿床。过程中有可能形成热液矿床。两种不同背景的斑岩铜矿带两种不同背景的斑岩铜矿带青藏高原碰撞造山带与斑岩铜矿青藏高原碰撞造山带与斑岩
12、铜矿玉龙斑岩铜矿带玉龙斑岩铜矿带玉龙斑岩铜矿带玉龙斑岩铜矿带冈底斯斑岩铜矿带冈底斯斑岩铜矿带冈底斯斑岩铜矿带冈底斯斑岩铜矿带斑岩铜金矿带斑岩铜金矿带斑岩铜金矿带斑岩铜金矿带碰撞与成矿碰撞与成矿课题课题1010区域成矿原理-成矿系列l 成矿系列综合信息预测的成矿系列综合信息预测的成矿学原理一成矿系列理论，即成矿学原理一成矿系列理论，即矿床形成的空间关系、时间关系、矿床形成的空间关系、时间关系、物质共生关系及内在成因联系的物质共生关系及内在成因联系的总和。空间上，矿床表现为地理总和。空间上，矿床表现为地理上的分布规律上的分布规律( (成矿区域成矿区域) )；时间；时间上，表现为地史上的分布规律上，
13、表现为地史上的分布规律( (成矿时期成矿时期) )；在矿质的分散聚集；在矿质的分散聚集上，表现为矿床、矿体的形成分上，表现为矿床、矿体的形成分布规律和矿种及矿床的共生规律，布规律和矿种及矿床的共生规律，即成矿系列。即成矿系列。l l不同的成矿系列受控于不同的成矿地质条件。变质成矿系列形成于以持不同的成矿系列受控于不同的成矿地质条件。变质成矿系列形成于以持续抬升运动为主的地台区，沉积成矿系列则形成于以持续沉降运动为主的续抬升运动为主的地台区，沉积成矿系列则形成于以持续沉降运动为主的拗陷区。同一成矿系列的不同类型的矿床成矿地质条件亦有差异。如侵入拗陷区。同一成矿系列的不同类型的矿床成矿地质条件亦有
14、差异。如侵入岩金成矿系列的蚀变岩型金矿形成于较深的地质环境，控矿断裂通常为韧岩金成矿系列的蚀变岩型金矿形成于较深的地质环境，控矿断裂通常为韧性剪切带，控矿岩体为交代型花岗岩；石英脉型金矿则形成于较浅的地质性剪切带，控矿岩体为交代型花岗岩；石英脉型金矿则形成于较浅的地质环境，控矿断裂通常为脆性破裂带，控矿岩体多为深熔型花岗岩。环境，控矿断裂通常为脆性破裂带，控矿岩体多为深熔型花岗岩。区域成矿原理-成矿系列l 同一矿种有不同的成矿系列，它们可同一矿种有不同的成矿系列，它们可能形成于同一成矿期，亦可能分属于不同的能形成于同一成矿期，亦可能分属于不同的成矿时代，但在空间上似乎受统一矿源制约，成矿时代，
15、但在空间上似乎受统一矿源制约，形成矿化集中区。形成矿化集中区。l鲁西金矿化集中区可初步划分为三个成矿系鲁西金矿化集中区可初步划分为三个成矿系列：列：l金的变质成矿系列金的变质成矿系列: :分布于北西向隆起核部的分布于北西向隆起核部的出露基底区，矿化受太古宙含金绿岩带及北出露基底区，矿化受太古宙含金绿岩带及北西向韧性剪切带控制，成矿时代为早元古代。西向韧性剪切带控制，成矿时代为早元古代。l金的火山成矿系列金的火山成矿系列: :分布在发育于前寒武结晶分布在发育于前寒武结晶基底之上的中生代断陷火山盆地的边部，矿基底之上的中生代断陷火山盆地的边部，矿化受长期复活的北西向基底断裂及次火山岩化受长期复活的
16、北西向基底断裂及次火山岩体控制，成矿时代为燕山晚期。体控制，成矿时代为燕山晚期。l金的侵入岩成矿系列金的侵入岩成矿系列: :分布于隆起和盆地过渡分布于隆起和盆地过渡区的隐伏基底，矿化受长期复活的北西向基区的隐伏基底，矿化受长期复活的北西向基底断裂和燕山晚期浅成斑状杂岩体控制，部底断裂和燕山晚期浅成斑状杂岩体控制，部分矿体赋存于深部绿岩带中。分矿体赋存于深部绿岩带中。l前寒武结晶基底及长期复活的基底断裂是该前寒武结晶基底及长期复活的基底断裂是该区金成矿的必要条件。这表明成矿矿源的统区金成矿的必要条件。这表明成矿矿源的统一性、成矿物质的继承性和成矿作用的叠加一性、成矿物质的继承性和成矿作用的叠加性
17、。性。鲁西地质矿产简图地球化学原理元素丰度对资源特征的制约元素丰度对资源特征的制约 l图4-1 全球矿产资源与地壳元素丰度的关系（D. Rundqvist et al，2006）图图4-14-1表明：一些低表明：一些低丰度元素（丰度元素（AuAu、AgAg、PGEPGE、CuCu、PbPb、ZnZn、W W、MoMo、SnSn、SbSb、NiNi、CrCr等）和高丰度元等）和高丰度元素（素（FeFe、MnMn、AlAl等）等），其已发现矿床的，其已发现矿床的资源量与元素的克资源量与元素的克拉克值成正比；即，拉克值成正比；即，元素地壳丰度越高，元素地壳丰度越高，其在地壳中形成大其在地壳中形成大型
18、超大型矿床的概型超大型矿床的概率越大。率越大。地球化学原理元素丰度对资源特征的制约元素丰度对资源特征的制约l目目前前，人人类类利利用用的的元元素素近近9090余余种种。以以0.1%0.1%为为界界限限，可可将将它它们们划划分分为为高高丰丰度度元元素素（0.1%0.1%）和和低低丰丰度度元元素素（0.1%0.1%）。常常见见的的高高丰丰度度有有1212种种：O O、SiSi、AlAl、FeFe、CaCa、MgMg、NaNa、K K、TiTi、H H、MnMn和和P P，占占地地壳壳总总重重量量的的99.23%99.23%。在在地地质质作作用用过过程程中中，它它们们通通常常形形成成各各种种各各样样
19、的的造造岩岩矿矿物物分分散散在在相相应应的的岩岩石石中中，所所以以，亦亦被被称称为为造造岩岩元元素素。当当它它们们相相对对集集中中富富集集时时，就就形形成成具具有有开开采采利利用用价价值值的的工工业业矿矿床床。高高丰丰度度元元素素的的资资源源量量与与品品位位是是一一种种非非线线性性关关系系。随随着着品品位位由由低低到到高高的的变变化化，资资源源量量显显示示低低- -高高- -低低的的变变化化规规律律。目目前前，人人们们利利用用的的是是高高品品位位部部分分，若若工工业业品品位位下下降降，其其金金属属量量将将有有较较大大的的增增长长。这这表表明明这这类类元元素素的的资资源源量量就就全全球球而而言言
20、是是乐乐观观的的，关关键键取取决决于资源开发利用经济技术条件的进步（王世称等，于资源开发利用经济技术条件的进步（王世称等，19901990）。）。地球化学原理元素丰度对资源特征的制约元素丰度对资源特征的制约l低低丰丰度度元元素素则则有有所所不不同同。低低丰丰度度元元素素重重量量的的总总和和仅仅约约占占地地壳壳总总重重量量的的0.77%0.77%。这这类类元元素素在在地地壳壳中中的的分分布布是是及及不不均均匀匀的的。在在地地质质成成矿矿作作用用过过程程中中，近近在在地地壳壳局局部部适适宜宜的的环环境境中中高高度度富富集集形形成成工工业业矿矿床床。低低丰丰度度元元素素的的资资源源量量与与品品位位是
21、是一一种种更更加加复复杂杂的的关关系系，其其图图形形具具有有双双成成分分（双双峰峰）分分布布模模式式；第第一一个个成成分分分分布布模模式式表表明明元元素素呈呈分分散散状状态态，第第二二个个成成分分分分布布模模式式表表明明元元素素呈呈叠叠加加富富集集矿矿化化状状态态，且且富富集集成成矿矿部部分分的的资资源源量量仅仅占占其其元元素素地地壳壳总总量量的的极极少少部部分分。因因此此，即即使使开开采采利利用用技技术术得得到到改改进进、可可利利用用资资源源品品位位下下降降，其其资资源源增增长长量量亦亦越越来来越越小小，且且逐逐渐渐趋趋于于零零。这这表表明明低低丰丰度度元元素素的的资资源源潜潜力力是是有有有
22、有限的。限的。地球化学原理地球化学异常类型及其组合评价准则地球化学异常类型及其组合评价准则地球化学异常类型及其组合评价准则地球化学异常类型及其组合评价准则 l在一定的地质构造单元上，不同类型的成矿系列具有在一定的地质构造单元上，不同类型的成矿系列具有不同的地球化学异常类型及异常元素组合。在鲁西地不同的地球化学异常类型及异常元素组合。在鲁西地区，变质金成矿系列形成于太古宙绿岩带地质背景上，区，变质金成矿系列形成于太古宙绿岩带地质背景上，矿化受早元古代韧性剪切带控制，其地球化学异常为矿化受早元古代韧性剪切带控制，其地球化学异常为“面一线面一线”叠加型，以发育金的高中温地球化学组合叠加型，以发育金的
23、高中温地球化学组合(Au-W-Mo-As+Au-Cu-Zn)(Au-W-Mo-As+Au-Cu-Zn)异常为特征。侵入和火山金成异常为特征。侵入和火山金成矿系列，以中生代构造岩浆活动为成矿地质背景，矿矿系列，以中生代构造岩浆活动为成矿地质背景，矿化分别受中酸性化分别受中酸性( (或中偏碱性或中偏碱性) )浅成斑状侵入杂岩体和浅成斑状侵入杂岩体和火山机构控制，其地球化学异常为火山机构控制，其地球化学异常为“环一线环一线”叠加型，叠加型，以发育金的中低温地球化学组合以发育金的中低温地球化学组合(Au-Cu-Pb-Zn+Au-Ag-(Au-Cu-Pb-Zn+Au-Ag-Sb)Sb)异常为特征。异常为
24、特征。地球化学原理地球化学异常类型及其组合评价准则地球化学异常类型及其组合评价准则地球化学异常类型及其组合评价准则地球化学异常类型及其组合评价准则 l地球化学异常地球化学异常类型及其组合类型及其组合的地质演化的地质演化l矿产资源体是地质作用长期继承、发展、演化的产物。矿产资源体是地质作用长期继承、发展、演化的产物。如鲁西不同类型的金成矿系列正是在太古宙含金绿岩如鲁西不同类型的金成矿系列正是在太古宙含金绿岩带的基础上，自变质成矿作用向岩浆成矿作用演化的带的基础上，自变质成矿作用向岩浆成矿作用演化的结果。其地球化学异常类型亦由结果。其地球化学异常类型亦由“面面- -线线”叠加向叠加向“环环- -线
25、线”叠加演化，地球化学异常元素组合亦由叠加演化，地球化学异常元素组合亦由“高高- -中中温温型型”向向“中中- -低温低温型型”转变，这反映了金的成矿由转变，这反映了金的成矿由“层层- -裂裂”控型向控型向“岩岩- -裂裂”控型转变。从地质演化的角控型转变。从地质演化的角度研究地球化学异常的空间结构特征及元素组合特征度研究地球化学异常的空间结构特征及元素组合特征是定性评价异常的重要原则，异常的定性评价是其定是定性评价异常的重要原则，异常的定性评价是其定量评价的前提。量评价的前提。地球化学原理-异常分带原理(1) (1) 控矿地质背景地球化学特征控矿地质背景地球化学特征我们把对成矿具有某种控制作
26、用的地我们把对成矿具有某种控制作用的地质体质体( (地层或岩体地层或岩体) )称为控矿地质背景称为控矿地质背景或成矿地质背景。这种地质背景通常或成矿地质背景。这种地质背景通常具有成矿元素具有成矿元素( (或其伴生元素或其伴生元素) )的高丰的高丰度。鲁西太古宙含金绿岩带除富含度。鲁西太古宙含金绿岩带除富含Au(12.5510Au(12.5510-9-9) )外，亦富集外，亦富集Cr Cr (115510(115510-6-6) )、Co (18410Co (18410-6-6) )、Ni Ni (49410(49410-6-6) )、V (10310V (10310-6-6) )等铁族等铁族元
27、素元素 ( (上述元素的区域背景为：上述元素的区域背景为：AuAu：1.54101.5410-9-9、CrCr：7181071810-6-6、CoCo：1281012810-6-6、NjNj：3251032510-6-6、V V：87108710-6-6) )，从而构成了上述元素呈面，从而构成了上述元素呈面形分布的低缓的区域地球化学异常形分布的低缓的区域地球化学异常( (或高背景带或高背景带) )。地球化学原理-异常分带原理l(1) (1) 控矿地质背景地控矿地质背景地球化学特征球化学特征l与金矿化有关的岩体与金矿化有关的岩体通常环绕岩体形成通常环绕岩体形成AuAu、CuCu、PbPb、ZnZ
28、n、AgAg、SbSb等元素的环形地球化等元素的环形地球化学异常，发育金的火学异常，发育金的火山岩成矿系列的火山山岩成矿系列的火山岩盆地的边缘亦断续岩盆地的边缘亦断续分布有分布有AuAu、CuCu和和AgAg的的异常；控矿断裂则往异常；控矿断裂则往往发育金的线形异常。往发育金的线形异常。地球化学原理异常分带原理异常分带原理1 成矿成晕元素原生异常圈定方法1.从199件钻孔样品中, 选择60件样品元素数据作为背景数据, 用于计算元素原生晕分带参数:均值: 离差:异常下限Ca-2Ca 2Ca-4Ca4Ca-Max(外带)（中带）（内带） 元素原生晕分带参数表元素元素参数参数AgAsBiCdCuHg
29、InMoPbSbSnWZn2.4450.030.180.746.350.0630.0670.479319.832.791.84171S1.3824.870.0230.501.610.0320.0260.10735.701.380.66102Ca5.1999.770.231.749.570.130.120.6623831.225.54-11.093.163742Ca10.38199.530.453.4919.15-38.290.250.241.3247762.4511.096.317474Ca20.76399.070.916.9838.290.510.482.64954124.9022.1712
30、.6314946.2 成矿成晕元素原生异常PbPbZnZnAgAgWWSnSnAsAsSbSbBiBiHgHgCuCuMoMoCdCdInIn6.3 建立原生晕分带序列l1.1.异常元素线金属量异常元素线金属量 平均含量钻孔平均含量钻孔（标高）（标高）AgCuMoWHgCdSbSnPbASBiInZnZK8571.973.084.797.382.44260.771295.0360.3910757.491461.040.497.3428519.7ZK7645.7487.612.944.922.31189.59236.9640.386240.871030.32.668.6521847.6ZK926
31、2.06108.972.025.32.01142.30238.4850.554079.312068.554.679.1616363.7ZK16835.3647.752.085.420.8898.75155.5631.953832.5314470.991.7413035.9表表2 2：花敖包特铅锌矿区：花敖包特铅锌矿区0505勘探线成矿成晕元素平均含量（勘探线成矿成晕元素平均含量（ppmppm） 表表3 3：花敖包特铅锌矿区：花敖包特铅锌矿区0505勘探线成矿成晕元素线金属量（勘探线成矿成晕元素线金属量（ppmmppmm） 线金属量钻孔（标高）PbZnAgWHgCdSbSnBiInAsMoCuZ
32、K8527051327386602179038566316597029655515680741512328836118817612ZK762189502714853513448120574560391631888298529241722251962026984ZK92146882962813702060413097375027675956135391202289377771348736723ZK1681489340460753914604195127137561603381508056187668417184219721表表4 4：花敖包特铅锌矿区：花敖包特铅锌矿区0505勘探线成矿成晕元素分
33、带指数勘探线成矿成晕元素分带指数 元素标准化系数标准化后线金属量分带指数ZK85ZK76ZK92ZK168ZK85ZK76ZK92ZK168Pb127051322189502146882914893400.07120.06200.03530.0510Zn173866027148535628137046075390.19440.20240.15080.1579Ag10017903101344756206039214603680.04710.03810.04950.0500W10008560801205400130910019512000.02250.03410.03140.0669Hg10000
34、63049837446670736540927139930.16590.21080.17680.0930Cd10065969946039110502762137561210.17360.17100.12070.1287Sb1029655506318767595646033830.07800.01790.01820.0207Sn1001567977829766135388515079900.04130.02350.03250.0517Bi10007293052862012018405605800.00190.01500.02890.0192In10001512110241681028934608
35、760600.03980.06840.06950.0300As1032883632225190777712768417050.08650.06300.18670.2344Mo100011879206203404868208424000.03130.01760.01170.0289Cu10017612282698388367228919720750.04640.07640.08820.0676379961793532496341657706.329182754.3依据表依据表4 4中的分带指数初步排出分带序列为：中的分带指数初步排出分带序列为：(Pb-Cd-Sb-Mo)(Zn-Hg)(Bi-In
36、-Cu)(Ag-W-Sn-As) 表5：成晕元素分带变异性指数元素元素PbPbZnZnAgAgW WHgHgCdCdSbSbSnSnBiBiInInAsAsMoMoCuCu变异性变异性指数指数G G4.56 4.56 1.58 1.58 - -3.38 3.38 - -7.07 7.07 2.19 2.19 3.80 3.80 12.41 12.41 - -5.04 5.04 - -15.63 15.63 - -0.45 0.45 - -7.69 7.69 5.54 5.54 - -1.75 1.75 根据下列公式计算元素变异性指数（表根据下列公式计算元素变异性指数（表5 5）Dmax某元素的
37、分带指数在所有钻孔中的最大值；Di某元素在i钻孔的分带指数值(不含Dmax所在的钻孔)； n钻孔数(不含Dmax所在的钻孔)。SbPbCdAgZnHgCuInAsBiSnMoW 深部矿体潜力评价钻孔编号高程（）(Sb*Pb*Cd*Ag)/(W*Sn*Mo*As)深部矿体潜力评价地球物理原理l 线形线形和和环形环形构造是两类最基本的控矿地质构造。构造是两类最基本的控矿地质构造。l前苏联学者谢格洛夫认为矿床的分布无论在区域上前苏联学者谢格洛夫认为矿床的分布无论在区域上( (矿带矿带) )还还是局部是局部( (矿区矿区) )上都具有线性上都具有线性( (带状带状) )分布规律。他将这种规律分布规律。
38、他将这种规律归因于板块扩张及归因于板块扩张及俯冲作用俯冲作用、裂谷作用裂谷作用和和地幔热点地幔热点作用三个作用三个主要因素。主要因素。l中国内生金属三大成矿域中国内生金属三大成矿域( (郭文魁，郭文魁，1987)1987)：l古亚洲成矿域古亚洲成矿域l滨太平洋成矿域滨太平洋成矿域l特提斯一喜马拉雅成矿域特提斯一喜马拉雅成矿域l皆具有线性皆具有线性( (带状带状) )分布的特征，并分别受东西向构造带、新分布的特征，并分别受东西向构造带、新华夏系和特提斯一喜马拉雅构造带的控制。华夏系和特提斯一喜马拉雅构造带的控制。l环形构造通常是受线性构造控制的次一级构造环形构造通常是受线性构造控制的次一级构造(
39、 (侵人体边界、侵人体边界、火山机构、构造穹窿和背斜、向斜等火山机构、构造穹窿和背斜、向斜等) )。矿带的线性分布规。矿带的线性分布规律及矿床就位的环、线双重控制模式是地球物理和遥感影像律及矿床就位的环、线双重控制模式是地球物理和遥感影像成矿预测的地质基础。成矿预测的地质基础。地球物理原理l在线、环地质构造地球物理解译的基础上，查明地球物理异常空间分布的性质与研究区地质条件特点之间的关系，乃是应用地球物理方法的基础。决定异常地球物理场形成的主要因素是构成研究区各种岩石的l物性差异l地质体的规模l形态及其组合方式等l不同性质的地球物理场则与处于不同构造环境的构造建造带相吻合，并取决于组成构造建造
40、带的沉积建造、变质建造和岩浆建造的物理性质及构造建造带的构造格局。地球物理原理1. 对于区域成矿预测，除铁矿外，地球物理信息主要用于研究成矿区域地质背对于区域成矿预测，除铁矿外，地球物理信息主要用于研究成矿区域地质背景的地球物理标志及深部地质特征，区域构造格架及其演化规律。景的地球物理标志及深部地质特征，区域构造格架及其演化规律。2. 对于贵金属矿床的区域成矿预测，由于矿石中成矿元素的含量甚少，不足以对于贵金属矿床的区域成矿预测，由于矿石中成矿元素的含量甚少，不足以因成矿元素的存在而影响作为整体的矿床或岩石的物理性质。因此，地球因成矿元素的存在而影响作为整体的矿床或岩石的物理性质。因此，地球物
41、理信息目前尚不能直接预测这类矿床，但可通过与贵金属元素成矿有关物理信息目前尚不能直接预测这类矿床，但可通过与贵金属元素成矿有关的有利地质背景的地球物理研究，确立含矿建造的三维分布，为矿产的立的有利地质背景的地球物理研究，确立含矿建造的三维分布，为矿产的立体预测提供深部信息。体预测提供深部信息。3. 与金成矿有关的岩体，其密度相对较低。与金成矿有关的岩体，其密度相对较低。4. 断裂作为不同地质体单元的界面通常引起区域重磁场显著的梯度变化，其变断裂作为不同地质体单元的界面通常引起区域重磁场显著的梯度变化，其变化梯度与断裂带深度成正比。化梯度与断裂带深度成正比。5. 通常通过区域重磁场不同延拓高度的
42、不同方向一阶导数的解译，编制重磁构通常通过区域重磁场不同延拓高度的不同方向一阶导数的解译，编制重磁构造格架图，通过不同延拓高度二阶导数的解译推断与金成矿有关的地层、造格架图，通过不同延拓高度二阶导数的解译推断与金成矿有关的地层、岩体和断裂的深部变化趋势及其产出状态，从而使地质图三维化，实现成岩体和断裂的深部变化趋势及其产出状态，从而使地质图三维化，实现成矿系列的立体预测。矿系列的立体预测。6. 据控制磁场的断裂形成在先，破坏磁场的断裂形成在后的准则，推断断裂形据控制磁场的断裂形成在先，破坏磁场的断裂形成在后的准则，推断断裂形成的先后顺序，并结合地球化学信息，达到从地质演化的角度研究物化探成的先
43、后顺序，并结合地球化学信息，达到从地质演化的角度研究物化探异常之目的。异常之目的。T-总磁场总磁场 强度强度Z-垂直分量垂直分量H-水平分量水平分量Z=TsinIH=TcosI（1）I=0Z=0，H=T（2） I=90H=0， Z=T（3） I=45Z=H海南岛（海南岛（20）-黑龙江（黑龙江（70）长江中下游长江中下游（45）2.3.1 基本原理基本原理Ts=T1+T2+T3+TaTs-总磁场，T1-基本磁场，T2-大陆磁场，T3-区域磁场,Ta-局部磁场(地球表层不均一磁性体引起)对于航空磁测T0(地磁场)= T1+ T2+ T3Ta= T0+ TaT=Ta cosT-近似等于总磁场强度异
44、常Ta在正常(背景)地磁场强度T0方向上的投影我国大陆正常磁倾角介于20-70, 属斜磁化地区. T异常必然受斜磁化影响, 磁性体处的纬度越低,且走向越近于东西,斜磁化的影响越显著.在此情况下,磁性体所产生的T异常曲线都具有正负异常相伴出现,且负异常往往出现在正异常的北侧.数学原理数学原理数学原理数学原理- - - -成矿元素的数字分布特征成矿元素的数字分布特征成矿元素的数字分布特征成矿元素的数字分布特征l R R SaagerSaager通过对南非太古宙绿岩带和欧洲阿尔卑斯通过对南非太古宙绿岩带和欧洲阿尔卑斯山古生代超镁铁质杂岩中金的分布研究发现，金在岩体硅山古生代超镁铁质杂岩中金的分布研究
45、发现，金在岩体硅酸盐相和硫化物相中的分配是不均一的，且具有双成分分酸盐相和硫化物相中的分配是不均一的，且具有双成分分布模式。金在硫化物相中以固溶体和包体两种形式产出，布模式。金在硫化物相中以固溶体和包体两种形式产出，并与粒间微粒金一起构成了金含量的超量点群并与粒间微粒金一起构成了金含量的超量点群(X(XAuAu33103310-9-9，占总体的，占总体的1919，N=98)N=98)；赋存在硅酸盐和氧化物；赋存在硅酸盐和氧化物中的金构成了金含量的背景值点群中的金构成了金含量的背景值点群(X(XAuAu1.0101.010-9-9，占总，占总体的体的8181，N=98)N=98)。金的超量点群构
46、成了金的后生矿床的。金的超量点群构成了金的后生矿床的潜在矿源，这是因为硫化物相中的金和微粒金比硅酸盐和潜在矿源，这是因为硫化物相中的金和微粒金比硅酸盐和氧化物中的金更易于被流动的热液溶蚀和溶解。氧化物中的金更易于被流动的热液溶蚀和溶解。R RSaager(1983)Saager(1983)将这种具有超量点群的岩石定义为金的矿源将这种具有超量点群的岩石定义为金的矿源岩。刘英俊等通过对华南含金和含钨建造的研究得出了同岩。刘英俊等通过对华南含金和含钨建造的研究得出了同样的结论，即成矿元素的双峰分布是后生成矿系列含矿建样的结论，即成矿元素的双峰分布是后生成矿系列含矿建造的共同特征。造的共同特征。1-1
47、-1-1-数学原理数学原理数学原理数学原理- - - -成矿元素的数字分布特征成矿元素的数字分布特征成矿元素的数字分布特征成矿元素的数字分布特征lF=BX1+aX2F=BX1+aX2l根据上述讨论，定量估计含根据上述讨论，定量估计含矿建造中成矿元素的潜在资源矿建造中成矿元素的潜在资源量的公式可表达为：量的公式可表达为： Q= （XA NA/N） V D （4-1）l其中，其中，Q Q一潜在资源量，一潜在资源量，X XA A- -为成矿元素在超量点群中的平为成矿元素在超量点群中的平均含量，均含量，N NA A一为构成超量点群一为构成超量点群的样品数的样品数N N为总体样品数，为总体样品数，V V
48、为含矿建造体积，为含矿建造体积，D D为含矿建为含矿建造密度。造密度。NANA可由辛克莱可由辛克莱LogLog概概率图解等方法求得。率图解等方法求得。（1 1）品位）品位- -吨位分维模型吨位分维模型M1=1/2 M0C11=2C0 ; C12=(2-2)C0 ， 122C21= 22C0 ; C22= (2-2)2C0 ;（2 2）Au-Au-品位品位- -吨位分维模型吨位分维模型（3 3）Cu-Cu-品位品位- -吨位分维模型吨位分维模型（4 4）U-U-品位品位- -吨位分维模型吨位分维模型因子分析(Factor Analysis)原理与应用（1）F=AX(2) 因子分析结果揭示滇东地区
49、存在三种元素组合:Cu-Pd-Co-Pt-V-Cr-Ni:代表了位于扬子地块的二叠纪峨眉山玄武岩Sb-As-U-Mo:华南褶皱系含碳质的沉积建造Pb-Ag-Zn-W-Sn-As-Au:代表的热液矿化元素组合特征。 图图1-a滇东地质滇东地质矿产简图矿产简图;1-bF1（Cu-Pd-Co-Pt-V-Cr-Ni）因子得分图）因子得分图;1-cF2（Sb-As-U-Mo）因子得）因子得分图分图;1-dF3（Pb-Ag-Zn-W-Sn-As-Au）因子得分图）因子得分图地质统计学(Geo-statistics)l变差函数：（）（）l1.变差函数分析表明Pt、Cu、Au含量在NE向（918.6）上变化最
50、连续，元素含量变化的最大变程范围约95km；l2. 泛克里格法揭示了Pt、Cu、Au含量在区域上变化具有明显的裂控-岩控特征。l图2-a 滇东地质矿产简图（图例同图1-a）；2-b 泛克立格法获取的Pt区域地球化学异常(单位：109)；2-c 泛克立格法获取的区域Cu地球化学异常(单位：106)；2-d 泛克立格法获取的区域Au地球化学异常(单位：109)多重分形滤波l多重分形滤波法则细致地刻画了滇东地区与矿化有关的局部异常特征，有效地提取了Pt、Cu、Au隐蔽矿化异常信息，其结果可作为圈定Pt-Cu-Au找矿靶区的重要依据。 图3-a 滇东地质矿产简图（图例同图1-a）；3-b S-A法获取
51、的Pt异常；3-c S-A法获取的Cu异常；3-d S-A法获取的Au异常矿产勘查属于一种经济活动，其始终受到后者的制约。具体表矿产勘查属于一种经济活动，其始终受到后者的制约。具体表现为：（现为：（1 1）矿体的属性特征受到工业指标及市场价格的制）矿体的属性特征受到工业指标及市场价格的制约约经济学原理经济学原理图图2-3 2-3 网脉状网脉状Pb-Pb-Zn Zn 矿床的面储量矿床的面储量和矿石质量与用和矿石质量与用不同边界品位圈不同边界品位圈定关系图定关系图 （据（据.卡日卡日丹，丹，19841984）1-1-花岗岩；花岗岩；2-2-二二长岩；长岩；3-3-构造断构造断裂；裂；4-4-按边界
52、品按边界品位位5%5%圈定矿体；圈定矿体；5-5-按边界品位按边界品位2.9%2.9%圈定矿体；圈定矿体；6-6-按边界品位按边界品位1.5%1.5%圈定矿体圈定矿体 因此，经济知识是矿产勘查的理论基础。因此，经济知识是矿产勘查的理论基础。 （2)2)追求经济效益是矿产勘查的根本目标追求经济效益是矿产勘查的根本目标（3)3)经济可行性论证是矿产勘查的必要工经济可行性论证是矿产勘查的必要工作作 经济学原经济学原理理二二目目节节录录勘查技术手段对矿产勘查的成败及其理论起着至影响勘查技术手段对矿产勘查的成败及其理论起着至影响, ,具具体表现为：体表现为：技术水平影响勘查的深度及广度技术水平影响勘查的
53、深度及广度技术水平影响勘查信息获取的途径及数据处理的方式、技术水平影响勘查信息获取的途径及数据处理的方式、对勘查战略及程序产生影响；对勘查战略及程序产生影响；技术水平的提高使勘查对象发生变化。技术水平的提高使勘查对象发生变化。 勘勘查技术原理查技术原理绪绪目目论论录录3矿产勘查的准则矿产勘查的准则绪绪目目论论录录 矿床勘查的主要矛盾是勘查范围的有限性和矿床勘查的主要矛盾是勘查范围的有限性和矿床产出的局限性以及矿床特征的变化性。寻找矿床产出的局限性以及矿床特征的变化性。寻找并实现勘查程度与勘查成本之间的合理的并实现勘查程度与勘查成本之间的合理的“度度”，就构成了矿床勘查的基本科学内容。，就构成了
54、矿床勘查的基本科学内容。赵鹏大院士提出了如下的对立统一的勘探过程最优化准则赵鹏大院士提出了如下的对立统一的勘探过程最优化准则: :1.最优地质效果与经济效果的统一最优地质效果与经济效果的统一是一切矿产勘查工作应遵循的最基本准则是一切矿产勘查工作应遵循的最基本准则：矿产勘查工作必须以获取最佳地质效果最佳地质效果为目的，但同时又必须以达到最最好的经济效果好的经济效果为前提。 在矿产勘查不同阶段，这两者的统一有不同的内容在矿产勘查不同阶段，这两者的统一有不同的内容 勘查阶段应以采用合理、有效的综合方法尽快找到潜在矿床并作勘查阶段应以采用合理、有效的综合方法尽快找到潜在矿床并作出远景评价为目的。在勘探
55、阶段则以查明矿床的工业价值为目的。出远景评价为目的。在勘探阶段则以查明矿床的工业价值为目的。 矿产勘查的经济合理性应从整个勘查过程来加以考查矿产勘查的经济合理性应从整个勘查过程来加以考查 纯属矿山开拓、采准或开采时要解决的地质问题不宜要求在地质纯属矿山开拓、采准或开采时要解决的地质问题不宜要求在地质勘探阶段加以解决；矿床勘探工作也不能忽视未来矿山开采设计的勘探阶段加以解决；矿床勘探工作也不能忽视未来矿山开采设计的基本需要而单纯地追求地质勘探部门的经济效果。基本需要而单纯地追求地质勘探部门的经济效果。 3矿产勘查的准则矿产勘查的准则2 2最高精度要求与最大可靠程度的统一最高精度要求与最大可靠程度
56、的统一指导矿产勘查工作精度评价的准则地质事件是随机事件，其指导矿产勘查工作精度评价的准则地质事件是随机事件，其观测结果具有不确定性。观测结果具有不确定性。 统计分析中的平均值估计的统计分析中的平均值估计的区间大小区间大小可以理解为允许可以理解为允许误误差范围差范围，这就是计算的平均值的精度。而真实的平均值，这就是计算的平均值的精度。而真实的平均值落入此区间的概率，即为对应于该精度的落入此区间的概率，即为对应于该精度的可靠程度可靠程度。若想既要有较高的精度，同时还有较高的可靠程度，只有增若想既要有较高的精度，同时还有较高的可靠程度，只有增加观测次数加观测次数N N。观测次数。观测次数N N一定时
57、，应努力将一定时，应努力将精度与可靠精度与可靠程度加以统一。程度加以统一。 3矿产勘查的准则矿产勘查的准则3 3模型类比与模型类比与“求异求异”的统一的统一 利用所获得的资料的准则利用所获得的资料的准则 模型类比法是将在研究程度较高模型类比法是将在研究程度较高的已知矿区所总结的规律和积累的经验来指导未知地区的已知矿区所总结的规律和积累的经验来指导未知地区工作的方法。工作的方法。由于成矿作用的复杂性，世界上任何没有两个矿床是完全相由于成矿作用的复杂性，世界上任何没有两个矿床是完全相同的。因此，必须将模型类比，与同的。因此，必须将模型类比，与“求异求异”相统一。因相统一。因为：随着新的实际资料的获
58、得，要不断修正已有的模型；为：随着新的实际资料的获得，要不断修正已有的模型；模型区与未知区之间存在模型区与未知区之间存在“差异差异”。 3矿产勘查的准则矿产勘查的准则4 4随机抽样与重点观测的统一随机抽样与重点观测的统一指导抽样观测的准则指导抽样观测的准则 “抽样抽样”不是单指采取样品的工作，而是泛指各种观测。不是单指采取样品的工作，而是泛指各种观测。为了保证抽样的随机性，在地质勘查工作中，按照一定的间距均匀为了保证抽样的随机性，在地质勘查工作中，按照一定的间距均匀地布置观测线、观测点、取样点。在如下情况下，需要有不同地布置观测线、观测点、取样点。在如下情况下，需要有不同的观测密度。的观测密度
59、。具有不同变化程度的地段或方向上，需要有不同的观测密度；具有不同变化程度的地段或方向上，需要有不同的观测密度； 整个矿床或调查区的不同地段，由于所处的勘查阶段不同，整个矿床或调查区的不同地段，由于所处的勘查阶段不同，观测密度也不同。观测密度也不同。为了针对性地研究某一问题，而在关键性地段重点观测。为了针对性地研究某一问题，而在关键性地段重点观测。 3矿产勘查的准则矿产勘查的准则5 5全面勘查与循序渐进的统一全面勘查与循序渐进的统一 ：地质勘查全过程的最优化：地质勘查全过程的最优化准则准则 全面勘查的含义全面勘查的含义查明矿床所占据的整个空间；对矿床地质条件、矿体外部形查明矿床所占据的整个空间；对矿床地质条件、矿体外部形态和内部结构、矿床开采技术条件和水文地质条件等进态和内部结构、矿床开采技术条件和水文地质条件等进行全面调查研究。行全面调查研究。循序渐进的含义循序渐进的含义在矿产勘查的不同阶段，全面勘查的内容应与工作阶段相适在矿产勘查的不同阶段，全面勘查的内容应与工作阶段相适应；巨大的矿床需分阶段或分片地做到全面圈定，延深应；巨大的矿床需分阶段或分片地做到全面圈定，延深很大的矿床也应分段地圈定不同深度的矿体。很大的矿床也应分段地圈定不同深度的矿体。 3矿产勘查的准则矿产勘查的准则绪绪目目论论录录
