成矿地质体找矿预测理论与方法在矿产勘查中的应用

成矿地质体找矿预测理论与方法的创建为中国勘查区找矿工作提供了理论指导和方法遵循,已广泛应用于矿集区、老矿山深部与外围的找矿预测和矿产勘查中。在河南省银洞坡金银矿集区、甘肃省早子沟金矿、四川省拉拉铜矿集区等83个矿集区和168座矿山取得了良好的找矿效果。该理论方法的核心是构建成矿地质体-成矿构造和成矿结构面-成矿作用特征标志“三位一体”找矿预测地质模型。总结了应用成矿地质体找矿预测理论与方法开展找矿预测工作的流程和要点：开展预研究提出找矿思路,研究典型矿床确定主攻矿床类型;研究成矿地质体确定找矿方向,研究成矿构造与成矿结构面确定矿体赋存位置,研究成矿作用特征标志提供矿体赋存依据,构建找矿预测地质模型确定成矿作用中心;综合地质、物探、化探方法,预测深部矿体空间位置;探矿工程验证实现找矿突破。本次研究为找矿预测工作提供了思路和示范,为新一轮找矿突破战略行动提供了支撑服务。     

成矿地质体找矿预测理论与方法

在大量典型矿床剖析的基础上,以矿物学、岩石学、矿床学、构造地质学、地球化学等基础理论为指导,以大量实地观察和实验数据为支撑,通过总结矿山深部和外围找矿实践和典型矿床研究成果,按照成矿作用内因和外因相结合的辩证思维,成矿作用时间、空间、物质能量相统一的综合思维,以及元素地球化学分类和找矿预测矿床分类的比较思维,提出成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志等概念。成矿地质体是形成矿床主要矿产、决定主成矿阶段空间位置的成矿地质作用的实物载体,划分为沉积作用、火山作用、岩浆作用、变质作用和大型变形作用形成的5类成矿地质体。成矿结构面是赋存矿体的各类界面,包括构造界面、岩性界面、物理化学转换界面;成矿作用特征标志是能够直接指示矿体赋存位置和对找矿预测具有特殊意义的标志。依据成矿地质作用对中国主要矿床类型进行梳理划分,归纳总结了主要矿床类型的地质特征,构建了反映矿体赋存位置的成矿地质体-成矿结构面-成矿作用特征标志“三位一体”找矿预测地质模型。在此基础上,提出勘查区找矿预测的工作方法,对矿床学研究、找矿预测、矿产勘查工作具有重要的指导意义。     

我国深部找矿研究进展综述

进入21世纪以来,深部矿已成为我国矿产勘查的重要对象,从而标志着矿产勘查进入了一个新的阶段.由于深部矿相对浅部矿具有埋深大、矿化信息弱、综合地质研究程度低的特点,使传统成矿理论的指导作用和勘查技术方法应用的有效性受到较大的影响,造成深部矿勘查的难度加大.为了减少深部矿勘查的盲目性和风险性,人们重视和加强了深部找矿地质成矿理论和技术方法的研究,并取得了一定的进展.研究资料表明,成矿系统、第二矿化富集带、矿床成矿深度厘定、矿床深部成矿特征、矿田深部构造以及深部找矿前景的定量评价等研究内容已成为当前我国深部找矿工作中地质成矿理论研究的热点,大深度物探技术和深穿透的化探新方法、高分辨率航卫遥感技术以及大深度的钻探技术等方法的研制和应用已成为深部找矿技术的发展方向.     

“九龙脑成矿模式”及其深部找矿示范:“五层楼+地下室”勘查模型的拓展

深部成矿预测已成为当前矿床学研究的科学前沿和研究重点。"五层楼"作为我国最具特色的深部找矿模型,源于华南钨矿勘查实践,在地质找矿中不断丰富并成功拓展应用。近年,项目组在南岭地区开展了深部探测、科学钻探和九龙脑矿田深部找矿示范,取得了一系列重要的找矿新突破,即在"五层楼"深部验证了"地下室",在外带破碎带发现了新类型矿体,在银金矿深部发现了钨铋,在岩体内带发现了多位一体成矿等,验证了南岭钨多金属矿集区的"第二找矿空间"。本文据九龙脑矿田深部找矿示范和南岭科学钻探成果,建立了南岭花岗岩相关钨多金属矿集区的"九龙脑成矿模式";定义了以往有争议的"地下室"矿化类型,强调了破碎带找矿方向的重要性,认为一定体量的花岗质岩浆在分异—含矿热液分离—迁移—富集过程中矿物质保持物质和能量守恒,而岩性、构造和力学性质的差异导致含矿热液在不同空间配置以不同的矿物组合形式堆积;按成矿系列理论之"全位成矿与缺位找矿"思路,在九龙脑矿田外围开展深部找矿示范,指明了各类型矿化的找矿方向,提出了预测各类矿体的技术方法组合。     

深部找矿基本问题及方法

中国经济社会发展与资源环境约束的矛盾日益突出,走向深部,向深部要资源,是矿产勘查的必然趋势。在论述深部找矿的重要性、必要性基础上,阐述了深部找矿的基本概念,总结了深部找矿的现状,梳理了深部找矿的难点,提出了"从成矿作用本质研究深部找矿问题,研究成矿地质体确定找矿方向,研究成矿构造和成矿结构面预测矿体位置,研究成矿作用特征标志提供预测依据,综合地质的、物探的、化探的、钻探的技术手段探测深部矿体,以间接找矿为主,直接找矿为辅"的深部找矿思路及方法,并对加强深部找矿工作提出了充分发挥理论指导找矿作用,创新、研发、推广适合中国特色的深部找矿技术,充分利用大数据等现代信息技术等建议。     

西藏铁格隆南铜(金)矿床三维模型分析与深部预测

铁格隆南铜(金)矿床是近年来在班公湖-怒江成矿带西段多龙矿集区新发现的超大型Cu(Au-Ag)矿床。本文针对铁格隆南矿区深部找矿问题,以现代成矿地质理论和多元地学信息综合分析技术为支撑,以构建矿床找矿模型为指导,依托数据库技术、3S技术、三维建模与可视化技术及地质统计学理论与方法,开展基于矿产地质、地球物理、地球化学等成矿条件及找矿标志的三维地质实体建模与矿化异常三维空间重构,将铁格隆南矿床的预测评价研究拓展到三维空间,揭示了区内成矿地质特征、地球化学及地球物理异常表征,据此探讨了矿床的成因及矿体分布特征。并在此基础上,开展了矿区的地质-地球化学-地球物理综合信息分析与预测评价,以期减少单一信息多解性和成矿条件不确定性,为铁格隆南矿区深部找矿工作提供参考。研究结果表明:在地质找矿模型指导下,基于深部成矿空间三维结构重构基础上的三维地质、地球物理、地球化学异常信息提取与综合分析,可以有效的识别成矿地质体和矿致异常信息,实现深部矿产资源靶区空间定位预测,为深部找矿预测研究提供了新思路。综合分析结果显示铁格隆南矿床深部找矿潜力巨大。     

盘龙铅锌矿深部找矿成果及其地质意义

盘龙铅锌矿地处广西象州—武宣重晶石铅锌成矿带南端,地质工作程度较高,历经了普查、详查各阶段的发展,但一直以来铅锌找矿工作成效不大,探明的资源储量仅为中型铅锌矿床规模。近两年来,矿山加强矿床成矿地质条件、控矿因素及成矿规律研究,不囿于以往地质工作形成的找矿思路,大胆开展深部找矿尝试,取得了显著的找矿效果。本文在介绍盘龙铅锌矿勘查概况、成矿地质背景与地质特征的基础上,总结了矿山深部找矿成功的经验,讨论了矿床控矿因素与成矿规律,指出盘龙铅锌矿深部找矿的成功对象州—武宣地区寻找大型铅锌矿床和在该地区开展深部铅锌找矿均具有重要的地质意义。     

热液铀矿床深部勘查评价技术与应用研究

运用当代成矿学和找矿新方法新技术,通过典型矿床与区域成矿规律、成矿理论与找矿预测研究,地质与物化探等综合研究,建立一套符合本区热液型铀矿床自身特点的地质预测新技术,解决与剪切带相铀矿床控矿成矿构造识别和热液铀矿床垂向地球化学分带等关键技术,增强深部隐盲矿床的预测能力,为铀资源勘查提供科学依据.     

湖南龙山金矿床地质-地球化学特征及找矿预测

龙山矿区地处湘中最重要的金属成矿带,具有成矿条件优越性、成矿物质多样性和成矿过程的复杂性特点。通过对矿床地质结构、成矿阶段、地球化学特征的分析及矿床原生晕分带性研究,确定成矿指示元素及分带序列,对深部找矿预测提供了有效方法,为找矿勘查工作提供了宝贵的经验。     

胶西北夏甸金矿控矿地质因素分析与深部找矿预测

夏甸金矿床位于胶西北金矿矿集区,成矿作用受区内招平断裂带控制.随着夏甸金矿床找矿工作向深部发展以及地质勘查资料的充分积累,定量化的成矿预测研究成为夏甸矿区深部找矿工作的重要突破点.文章采用面向深部找矿的隐伏矿体立体定量预测原理,基于多源勘查数据构建三维地质模型进行控矿地质因素的三维定量分析,获取反映成矿规律的成矿信息,...     

Quantitative Prediction for Deep Mineral Exploration

On reviewing the characteristics of deep mineral exploration, this article elaborates on the necessity of employing quantitative prediction to reduce uncertainty. This is caused by complexity of mineral deposit formational environments and mineralization systems as increase of exploration depth and incompleteness of geo-information from limited direct observation. The authors wish to share the idea of "seeking difference" principle in addition to the "similar analogy" principle in deep mineral exploration, especially the focus is on the new ores in depth either in an area with discovered shallow mineral deposits or in new areas where there are no sufficient mineral deposit models to be compared. An on-going research project, involving Sn and Cu mineral deposit quantitative prediction in the Gejiu (个旧) area of Yunnan (云南) Province, China, was briefly introduced to demonstrate how the "three-component" (geoanomaly-mineralization diversity-mineral deposit spectrum) theory and non-linear methods series in conjunction with advanced GIS technology, can be applied in multi-scale and multi-task deep mineral prospecting and quantitative mineral resource assessment.     

超大型矿床成矿背景-过程-勘查三位一体的找矿理念

超大型矿床是某一(或某些)矿种资源的巨大储库。据统计,全球矿产资源70%~85%的勘探储量集中分布于占全球矿床数10%的超大型矿床。由此可见发现超大型矿床对一个国家经济与社会发展的极端重要性。超大型矿床成矿背景是其形成的基础,成矿过程是其成矿的关键,勘查评价是其发现的根本途径。文章试图从成矿背景、成矿过程与勘查评价相互关联的角度探索超大型矿床“三位一体”的找矿理念。对于隐伏的和新类型超大型矿床,集“成矿背景、过程与勘查评价”于一体的找矿理念是矿产勘查成功的关键。我们根据地球成矿动力学理论,将地壳结构复杂的地质异常区域(如板块边界)定义为找矿可行地段;在找矿可行地段内,根据成矿系统理论,将成矿关键要素(源、运、储、盖)发育的地段定义为找矿有利地段;在找矿有利地段内,根据成矿系列理论,将可能出现矿床共生组合的地段定义为找矿远景地段。根据自组织成矿系统理论,一个矿集区内,矿床规模-频率幂律分布,奠定了多尺度聚焦找矿的理论基础。地质矿化单一信息的多解性和不确定性奠定应用综合致矿信息找矿的理论基础。基于成矿系统和综合致矿信息数字找矿模型的矿产勘查是从成矿的因果关系(本质)和矿床与诸控矿因素的相关关系(现象)两个方面确定可能矿化地段的最有效方法。超大型矿床找寻上升至综合地学学科水平,应视为一种科学的探索,这种探索综合来自地学各相关领域致矿信息,然后将从这些信息中获取的关键成矿过程和参数转换为找矿的空间数据信息,根据选靶模型识别并确认这些空间数据信息的存在,最后在全球、成矿省和矿化集中区尺度上圈定能够定量排序的超大型矿床的找矿远景区(靶区)。集“成矿背景、过程与勘查评价”于一体的找矿理念应为未来的超大型矿床勘查奠定理论和方法学基础,为应用直接探测技术和方法探测矿床提供合理的工程勘查方案。     

中国锡矿床时空分布特征与潜力评价

锡矿是中国传统优势矿种,但是近年来遇到了找矿潜力区不足和找矿方向不明等问题,急需进一步分析和总结其地质特征、成矿规律和资源潜力,为今后地质找矿工作提供借鉴。文中采用矿床模型综合地质信息预测方法,在各省区锡矿资源潜力预测成果的基础上,以MapGIS为平台,进行数据库汇总与综合分析研究。首先,基于全国893处锡矿产地数据的统计分析,初步总结了中国锡矿时空分布特征,岩浆岩、构造和地层等控矿因素。其次,根据锡矿床及预测区的空间分布和大地构造单元,划分了44个锡矿成矿区带。再次,将锡矿的预测类型划分为石英脉型、锡石硫化物型、夕卡岩型、云英型、伟晶岩型、火山岩型和砂矿型,并建立了主要锡矿类型的预测模型。最后,在全国范围累计圈定1 179个最小预测区,累计预测资源量1 861.13×104 t。根据锡矿区域成矿特征,将最小预测区归并为405个二级预测区,并进一步合并为109个锡矿三级预测区,其中找矿潜力大的湖南香花岭-千里山和塔山-大义山、云南个旧和薄竹山-都龙、内蒙古黄冈梁等5个三级预测区可优先部署锡矿勘查工作。预测结果还表明锡矿在500 m以浅的找矿空间里仍有很大资源潜力,因此,找矿工作应注重深浅结合,在重视老矿山深部外围找矿的同时,还应重视覆盖区和非传统锡矿类型等新领域的找矿勘查。     

关于矿床学创新问题的探讨

为保证矿产资源的持续供应和国家资源安全,需要加强矿床研究以指导矿产勘查的重大突破。在简要回顾矿床学百年发展历史的基础上,初步概括了矿床学开拓创新的基本条件,包括:①矿业发展是推动矿床学发展的原动力;②地学的整体发展为矿床研究提供了基础;③新技术装备提高了发现和创新的能力;④科学的思维方法;⑤个人创造和几代人的共同努力。针对国家需求、学科发展前缘和中国矿床特色相结合的原则,提出了重大地质事件与大规模成矿,深部过程、浅表环境与成矿作用等需要深入研究的10个矿床学科学问题。最后提出了改进矿床学研究的6点意见和建议,强调矿床研究要主动服务于矿产勘查,要深入野外一线并将继承与开创很好地结合。     

The tectonics and mineral systems of Proterozoic Western Australia:Relationships with supercontinents and global secular change

The cratonisation of Western Australia during the Proterozoic overlapped with several key events in the evolution of Earth. These include global oxidation events and glaciations, as well as the assembly,accretionary growth, and breakup of the supercontinents Columbia and Rodinia, culminating in the assembly of Gondwana. Globally, Proterozoic mineral systems evolved in response to the coupled evolution of the atmosphere, hydrosphere, biosphere and lithosphere. Consequently, mineral deposits form preferentially in certain times, but they also require a favourable tectonic setting. For Western Australia a distinct plate-margin mineralisation trend is associated with Columbia, whereas an intraplate mineralisation trend is associated with Rodinia and Gondwana, each with associated deposit types. We compare the current Proterozoic record of ore deposits in Western Australia to the estimated likelihood of oredeposit formation. Overall likelihood is estimated with a simple matrix-based approach that considers two components: The "global secular likelihood" and the "tectonic setting likelihood". This comparative study shows that at least for the studied ore-deposit types, deposits within Western Australia developed at times, and in tectonic settings compatible with global databases. Nevertheless, several deposit types are either absent or poorly-represented relative to the overall likelihood models. Insufficient exploration may partly explain this, but a genuine lack of deposits is also suggested for some deposit types. This may relate either to systemic inadequacies that inhibited ore-deposit formation, or to poor preservation. The systematic understanding on the record of Western Australia helps to understand mineralisation processes within Western Australia and its past connections in Columbia, Rodinia and Gondwana and aids to identify regions of high exploration potential.     

对华南矿产资源深部探测若干问题的探讨——以若干超大型矿床深部找矿突破为例

华南是中国近百年内矿产资源开发强度比较高的地区,形成了赣南钨矿、桂北锡矿、湘南铅锌矿等一大批老矿山。随着已探明资源的快速消耗,"深地"探测、深部找矿已是大势所趋。基于对华南不同地区、不同类型、不同企业矿山生产情况的了解,文章对矿产资源的深部探测问题,从探测的目标、理论、深度、程度、效益等诸方面加以探讨,认为:当前技术经济条件下,1坚持国家目标、科学目标和人才目标相结合的原则,宜灵活运用各种成矿理论,充分发挥"五层楼+地下室"等勘查模型的作用,把"层状含矿地质体"作为矿产资源深部探测的主要目标;2坚持从已知到未知和由浅入深的原则,重点在老矿区和浅部地质与矿产资源比较清楚的工作程度比较高的地区优先部署工作,既可以降低风险又可以满足现实需要;3宜坚持点面结合的原则,2000 m、3000 m乃至于5000 m深钻的部署,宜相应地部署在矿床、矿田和矿集区工作程度最高的地区,达到立体探测和"透明化"的目的;4坚持综合评价的原则,综合调查、综合评价、综合研究,学科也要综合,避免单打一,避免单学科冒进。以问题为导向,具体问题具体分析,注意合理的探测深度和工作程度,抓住关键,有针对性地布设工作量,才能取得成效。     

加强矿床地质研究，提高找矿工作成效

中国经济的持续快速增长,急需找矿工作的重大突破,以提供更多更好的矿产资源。矿床学正面临新的发展机遇。当前矿床研究工作的问题是理论联系实际不够,学科内部各部分发展不平衡。为此,笔者提出了矿床学研究中的几个重点:①由浅部向深部开拓——深浅结合;②矿床解剖与区域展开——点面结合;③矿床系列和异常系列组成的矿化网络;④研究与发现新型矿产资源。对如何加强矿床研究,提出:①理论与实践紧密结合;②宽厚基础与重点深入相结合;③国内矿床研究与国外矿床研究相结合;④继承与创新相结合。预计今后10～15年期间,中国的矿床研究将处在一个很有利的战略发展机遇期,我们要加倍努力,为实现从地质资源大国到地质资源强国的转变做出应有贡献。     

邯邢式铁矿深部探测技术及综合找矿模式研究——以河北省沙河市白涧铁矿床为例

邯邢式铁矿是中国著名的铁矿类型之一.近年来,在邯邢地区采用深钻对白涧铁矿低缓磁异常区进行了验证,在孔深592.74～1 040.52 m处发现了厚度大、埋藏深、规模大、品位高的隐伏邯邢式铁矿,表明该区具有深部找矿的巨大潜力.通过对白涧矿区的综合找矿探测方法技术的应用研究和对白涧铁矿深部隐伏铁矿的预测分析,证实了高精度重、磁方法相结合是寻找该类铁矿最有效的方法.EH-4电磁测深方法通过探测深部隐伏岩体的起伏变化,进而预测和发现盲矿体,是一种间接预测隐伏矿分布的有效方法.针对邯邢地区地表及地下均存在不同程度的重、磁、电干扰,该研究加强了实地干扰源的详细调查和室内资料的相关滤波、圆滑处理、位场的转换、异常正反演解释的研究工作,认为加强赋矿地层、构造、岩浆岩、围岩蚀变和重、磁综合异常"五位一体"的深部综合找矿模式,是寻找邯邢式铁矿深部矿体的有效方法.     

小秦岭金矿区深部找矿研究——以陈耳金矿为例

根据小秦岭金矿区深部找矿的研究成果和陈耳金矿的勘探实践,初步分析研究认为,小秦岭金矿区是我国的又一个超大型矿集区,深部找矿条件优越、潜力巨大;在已知矿床的深部或已知矿床的外围,存在大面积的深部找矿有利地区;在深部找矿的有利部位,应该充分重视矿床主矿体的延伸、侧现、尖灭地段;石英脉型矿床(体)的深部有望寻找构造蚀变岩型矿床(体)。深部找矿的有效勘查方法应在重视地质综合研究、掌握成矿规律的基础上,运用地质、物探、化探等综合技术方法,利用地球化学轴向分带模式,预测矿体的深部富集地段,用坑内钻探工程进行验证。