隐伏矿体定位预测若干问题探讨

隐伏矿体定位预测若干问题探讨中国地质大学(北京)张寿庭矿是怎么找到的？一、引言1900-1950：找矿人员提供探区（点），填图与取样，大部分槽、井、坑探，钻探量少。1950-1960：提供探区，取样，地质填图，相当数量钻探，某些地面的和航空的磁测、电磁测量和放射性测量，以及某些早期的地球化学工作。1960-1970：地质矿产普查，区域物化探，激发极化法发展，一些普查钻探，航空遥感地质。1970-1980：地质矿产普查，更多区域化探和物探，矿床建模，而传统地表找矿减少。1980-1990：板块构造、遥感、计算机模拟成了时髦。1990-2000：室内高新技术应用增长，野外工作减少，找矿难度增大，勘查成功率较差。2000----：室内高新技术工作愈益增多，难度愈益增大，多技术方法联合攻关，发现成本增加。------美国，J.D.洛厄尔，2000找矿深度增大，勘查成本增高；找矿难度增大，高新技术增多；找矿维度增大，评价要素增加。上世纪80年代以来矿产勘查发展状况图引：张成江我国未来找矿主体目标：深部矿和隐伏矿图引：张宝林隐伏矿定位预测理论与技术方法典型矿床成矿模式与矿床模型地质异常综合信息成矿系列成矿系统三位一体构造叠加原生晕……常用的预测理论与地质方法隐伏矿定位预测理论与技术方法常用技术方法地质调查遥感磁法（地面、井中、航空）电法（地面、井中、航空）放射性（地面、井中、航空）化探（分散流、土壤、岩石）地震勘探槽探、坑探、钻孔及测井隐伏矿找矿预测技术途径与基本对策以区域地质研究为先导，综合运用地-物-化-遥-钻等技术方法！0~20Ä¿20~160Ä¿160ÒÔÉÏÄ¿01020304050dmDDPABAu(ng/g)Q½ð¿ó½ð¿ó012kmN二、地质研究中的矿田构造问题构造是纲，纲举目张构造与成矿的关系1.作为成矿的地质构造环境2.为成矿作用提供动力及能源（热能）3.作为成矿流体运移的通道4.作为成矿物质堆积的场所5.影响成矿的物化因素（应力---T、p、C、Eh、pH）6.控制成矿方式、矿床类型及形态产状7.构造脉动与成矿作用的多期多阶段性8.多尺度成矿分带性9.构造成岩成矿（构造岩、动力变质岩，如：瓦板岩）10.对先成矿床的改造区域背景构造环境动力驱动矿液通道矿体就位成矿阶段成矿分带成矿类型构造动力成矿成矿后变化与保存成矿各阶段成矿各方面构造与成矿的关系矿田构造研究的若干问题构造控矿属性问题构造力学性质问题构造时空演化问题褶皱逆断层正断层羽状剪节理S2S1T控矿构造力学性质问题不同方向和大小的应力会形成不同性质的构造不同力学性质的构造形迹具有不同的形态特征影响矿体的产状/形状/延伸/延深与空间分布影响矿石结构构造以及矿液与元素迁移和富集结构面力学性质与控矿特征单剪脉薄，长单张脉短，粗单压细脉先压后剪细脉先剪后压细脉先张后剪长，薄脉先剪后张大脉，大矿断层交叉处高渗透率断层转变处局部拉张压性围岩状态：围岩处压缩状态，孔隙度、渗透率小成矿特征：呈舒缓波状，走向、倾向延伸大，有尖灭再现成矿以流体交代作用为主构造形迹：冲断裂片理劈理带密集裂隙带构造透镜体带张性围岩状态：围岩处于膨胀状态，孔隙度较高成矿特征：构造面不规则，延伸浅、延长短。常成群出现，大小不等。成矿以充填成矿为主。构造形迹：张性断裂密集和稀疏网脉带张裂虚脱部位扭性围岩状态：兼压性和张性。孔隙度、渗透率介二者之间成矿特征：平直、光滑，延伸延长较大。有次级伴生断层与主断层共生或交汇。充填或交代作用均可成矿构造形迹：扭性断裂带，扭曲和某些褶曲，张扭性细脉带控矿构造力学性质问题1、褶皱力学性质判析1）褶皱岩层层间滑动及派生构造特征•擦痕•裂隙•小褶皱控矿构造力学性质问题1、褶皱力学性质判析1）褶皱岩层层间滑动及派生构造特征控矿构造力学性质问题2、褶皱力学性质判析2）褶皱岩层的层间剥离空间形态与矿体空间展布特征控矿构造力学性质问题1、褶皱力学性质判析2）褶皱岩层的层间剥离空间形态与矿体空间展布特征控矿构造力学性质问题1、褶皱力学性质判析3）褶皱的平面形态及轴线（面）、枢纽的产状变化特征控矿构造力学性质问题1、褶皱力学性质判析4）褶皱及其高点的组合形式、展布特征控矿构造力学性质问题控矿构造力学性质问题1、褶皱力学性质判析5）褶皱的伴生（断层、节理）构造发育特征PSTSPSTPS控矿构造力学性质问题1、褶皱力学性质判析6）褶皱的构造地球化学特征控矿构造力学性质问题2、断裂力学性质判析1）断面形态产状变化特征•平直•弧形弯曲•锯齿状等变化复杂注意：断裂的多期次活动特征综合分析控矿构造力学性质问题2、断裂力学性质判析2）矿体形态、产状、厚度变化特征注意：断裂两盘位移大小与断面几何特征综合分析控矿构造力学性质问题控矿构造力学性质问题控矿构造力学性质问题2、断裂力学性质判析3）构造岩及矿石组构变化特征•形态不规、棱角尖锐、大小不均、分布杂乱的构造角砾及角砾状矿石•对称条带状、梳状、放射状矿石组构注意：构造部位、构造层次、岩性介质等方面综合分析控矿构造力学性质问题控矿构造力学性质问题控矿构造力学性质问题控矿构造力学性质问题2、断裂力学性质判析4）断面滑动痕迹及派生构造发育特征•擦痕•阶步、反阶步•派生小褶皱•派生裂隙注意：断面产状变化与局部应力应变特征的差异变化控矿构造力学性质问题擦痕与阶步近水平斜冲上冲控矿构造力学性质问题阶步与反阶步控矿构造力学性质问题擦痕与阶步控矿构造力学性质问题2、断裂力学性质判析4）断面滑动痕迹及派生构造发育特征•派生小褶皱控矿构造力学性质问题2、断裂力学性质判析4）断面滑动痕迹及派生构造发育特征•派生节理、裂隙TPSTSP控矿构造力学性质问题2、断裂力学性质判析5）伴生构造及组合构造型式•断裂与褶皱组合分析•断裂组合型式（地堑-地垒、对冲-反冲）控矿构造力学性质问题2、断裂力学性质判析6）矿化组分发育特征一般认为：•挤压断裂和深位断裂处于高温、高压、相对封闭的还原环境，稳定性高的元素相对富集，容易形成高硫、低氧型矿床控矿构造力学性质问题2、断裂力学性质判析6）矿化组分发育特征一般认为：•张性断裂和浅位断裂处于低温、低压、相对开放的氧化环境，较活动的元素相对富集，容易形成低硫、高氧型矿床控矿构造力学性质问题2、断裂力学性质判析7）显微构造及应力矿物发育特征一些与断裂性质及应力特征关系密切的应力矿物：•硬绿泥石、蓝闪石、多硅白云母、针状金红石、旋转石榴子石等--------指示压-压扭性控矿构造力学性质问题矿产勘查哲学是20世纪40年代末、50年代初出现在西方地质文献中和矿业界的一个概念。矿产勘查哲学指的是指导矿产勘查工作的一整套基本原理和原则，也称为矿产勘查基本原理。三、思想方法问题•美国著名的斑岩铜矿专家J．D．洛厄尔抓住执行勘查计划的一些基本要素来阐述勘查哲学，这些要素包括：何人(Who)何因(Why)何时(When)何地(Where)找何(What)如何(How)勘查哲学“六W要素”三、思想方法问题•美国著名的矿业公司经理人P.A.贝利，在《美国矿业协会会志》(1972年4月号)刊登题为“矿产勘查哲学”文章，总结了各种找矿途径如下图：常规找矿：寻找矿化现象与标志多种方法区域扫面：物探与化探等“象乡找象”途径：广义的就矿找矿“草根勘查”：在未知矿化区从踏勘开始科学找矿：经科学研究选区进行多阶段找矿“找矿人+驴”途径：在矿化有利区常规找矿“蚱蜢”途径：局限于对矿化显示的肉眼检查“全都压上”：凡能用的方法全都用上饱和勘查：多方法勘查“斗狗”途径：用一种方法死啃某一矿化区“黑匣子”途径：用一种独特的仪器进行勘查“打钻病”：相信勘查的唯一方法是系统打钻三、思想方法问题贝利认为：每种途径都有成功之处，要根据具体情况选择使用，正确使用勘查技术方法的基本原则，强调应用矿床模式提高预测能力的重要性。成矿理论研究与找矿技术方法实践三、思想方法问题西方勘查哲学对矿产勘查思想方法问题给予极大的重视。如美国学者普拉特“论找油哲学”：“最初找到石油的地方，说到底，就是人的头脑”，是西方石油地质界乃至矿业界多年来十分推崇的一句名言。中国地调局陈仁义（2007）也强调：要想在一个成矿带上或矿区深部找到矿，首先要在矿产勘查学家的头脑中先形成矿！三、思想方法问题地质研究为先导：理论研究指导找矿方法实践！目标决定方法技术方法探测深度主要探测目标综合航空地球物理航空电磁法一般几十米，有时100m左右；航空重磁一般300m以内，高精度仪器探测深度超过1000m地球物理填图，主要金属矿产，尤其是块状硫化物与磁性矿产瞬变电磁（TEM）最大探测深度达500m以上低阻覆盖下的良导矿体可控源音频大地电磁（CSAMT）20～2500m范围内的某个区段高阻屏蔽下的主要金属矿体大地电磁测深（MT）上百千米，调频射电MT1～100m，大地构造天然场音频大地电磁（AMT）1000m具有电阻率差异的目标小功率阵列人工场激电（时间域、频率域）300m以内具有电化学性质差异的目标大功率阵列人工场电磁测深（CSEM）1500m以内具有电阻率差异的目标EH-4电磁成像系统10m～800m，加强型发射源和低频磁探达1200m～1500m，特殊高电阻率地区达2000m以上具有电阻率差异的目标地-井TEM大于2000m地震数千米深部控矿构造、岩体或矿层目标决定方法脑袋中形成矿目标决定方法？形成何矿？采用何法！实例探讨：栾川钼钨多金属矿集区栾川矿集区发育：斑岩-夕卡岩型钼(钨)矿床、夕卡岩型多金属硫铁矿床、热液脉型铅锌银矿床，它们围绕斑岩体由里往外呈规律性分布。矿床类型与空间分布特征主要矿床类型代表性矿床斑岩-矽卡岩/角岩型Mo-W矿床南泥湖--三道庄斑岩-矽卡岩型Mo-Fe矿床上房沟斑岩-矽卡岩型Mo-(Cu)矿床马圈、包头寨矽卡岩型S-Zn-Cu-Fe-W-Be矿床骆驼山矽卡岩型W-Zn矿床中鱼库热液型脉状Pb-Zn-Ag矿床冷水北沟热液型层状Pb-Zn-Ag矿床赤土店西沟、银洞沟栾川矿集区构造-岩浆-热液持续活动、多期多阶段演化和多类型矿化蚀变作用的叠加与改造，对大矿和富矿的形成具有特殊的重要意义，并表现出一定的时序结构。矿集区成岩成矿时间序列：→深部岩浆活动和花岗岩基形成（162~157Ma±）→成矿斑岩体侵位（158~145Ma±）→斑岩-矽卡岩型钼钨矿化（148~141Ma±）→矽卡岩型硫锌多金属矿化（138Ma±）→热液脉型铅锌银矿化（139~136Ma±）55162~157Ma158~145Ma148~141Ma139~136Ma成岩成矿时间分布特征不同类型矿床S同位素组成特征•南泥湖-三道庄、上房沟、骆驼山和中鱼库等位于中心成矿带及过渡带的矿床δ34S值集中在2‰~4‰，呈典型的塔式分布。南泥湖-三道庄钼钨矿床成矿流体总硫计算结果（δ34S∑S为2.75‰），指示热液硫主要为深源硫。•位于边缘成矿带的冷水北沟、三道沟、银洞沟、西沟和百炉沟等矿床硫同位素组成向负值或正值增大方向漂移，金属硫化物δ34S值变化于-1.2‰~12‰，具有岩浆硫和地层硫混合来源特征。不同类型矿床S同位素组成特征不同类型矿床Pb同位素组成AB矿集区Pb同位素组成（A为燕山期花岗岩体Pb同位素分布范围；B为元古界地层Pb同位素分布范围）•南泥湖岩体和赋矿地层（官道口群和栾川群）铅同位素组成分布构成两个重叠很少的范围。•钼钨矿床及离斑岩中心较近的冷水北沟、银洞沟、杨树凹等矿床投点与斑岩体分布范围一致。西沟、百炉沟、核桃岔等离斑岩中心较远的矿床铅同位素来源向地层范围偏移，这是成矿流体由中心向外演化过程中，地层铅不断混入的结果。不同类型矿床Pb同位素组成特征不同类型矿床H、O同位素组成特征不同类型矿床C、O同位素组成特征不同类型矿床流体包裹体温度-盐度组成特征•矿集区不同矿床石英流体包裹体显微测温结果表明，中心成矿带的南泥湖-三道庄、上房沟和东鱼库钼钨矿床的特征类似，成矿早期以高温-中高盐度（350℃~500℃，25％~40％NaCleqv）的流体特征为主，成矿