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。     

基于地质异常的"5P"找矿地段的定量圈定与评价

根据其规模,地质异常被划分为全球性地质异常、区域地质异常、局部地质异常和显微地质异常.不同尺度的地质异常对不同等级的矿产资源域(体)具有对应控制关系.即全球性地质异常控制洲际成矿域的分布,区域地质异常控制成矿省的分布,局部地质异常控制矿田、矿床和矿体的分布,查明这种对应控制关系是地质异常矿体定位的前提;显微地质异常是矿体空间定位的标志.基于地质异常致矿理论提出的"5P"找矿地段是成矿可能地段(Probableore-formingarea)、找矿可行地段(Permissiveore-findingarea)、找矿有利地段(Preferableore-findingarea)、矿产资源体潜在地段(Potentialmineralresourcearea)和矿体远景地段(Perspectiveorebodyarea)."5P"找矿地段概念及其定量圈定与评价方法是对矿产勘查全过程的系统概括.以山东省鲁西隆起区金矿系统定量勘查评价为例阐明了上述地段的定量圈定及评价方法.     

广西大瑶山西侧综合地质异常与控矿分析

运用地质异常理论和方法,对大瑶山西侧地区沉积、构造、蚀变、土壤次生晕异常特征、有机质与成矿的关系进行了定性和定量分析。结果表明,泥盆纪沉积异常为成矿提供了物质来源;海平面升降产生的层序边界面为成矿提供了有利的含矿建造,并制约着大瑶山成矿带的时空结构;构造复杂度异常控制了矿带的展布和矿床的空间分布;蚀变异常控制了矿体的空间定位和矿床后期改造特征;土壤次生晕异常则反映了矿化的空间分带和组合特征。基于综合地质异常与控矿分析,利用GIS平台提取异常致矿信息,圈定成矿有利地段,为该区成矿预测及找矿勘探提供依据。     

应用地质异常单元圈定矿产资源体潜在地段--以鲁西铜石金矿田为例

地质异常单元圈定矿产资源体潜在地段是以地质异常矿体定位理论为前提,应用综合信息定量标度"致矿地质异常单元".首先分析了铜石金矿田金矿成矿地质背景的综合信息特征,详细研究了"致矿地质异常"的组分分带趋势;推断了金矿产资源体系列形成的深部地质结构样式;在此基础上,选择控矿地质异常标志和地质矿异常标志作为构置成矿有利度的变量,利用成矿有利度圈定矿产资源体潜在地段.     

“证据权”法在西南“三江”南段矿产资源评价中的应用

证据权法本身是一种离散的多元统计方法。阐述了矿物资源潜力区的概念,简述证据权法的基本原理。以西南“三江”南段为例,首先在地质、地球物理、地球化学以及遥感地质等致矿信息提取的基础上,运用证据权法定量分析各类致矿信息(控矿因素)与矿产资源空间分布的关系;进而选择最佳控矿因素作为资源评价变量,据其变量计算每个单元的后验成矿概率;最终根据后验成矿概率定量圈定和评价找矿靶区。实践证明:在GIS环境下“,证据权”与找矿信息结合能够有效区分矿化有利地段和不利地段,从而达到定量快速圈定和评价找矿靶区之目的。整个过程是借助于MOPAS3.0评价系统实现的。     

综合致矿地质异常信息提取与集成

矿床及其周围局部和区域的地质、地球物理和地球化学以及遥感地质等勘查信息构成认识成矿规律和资源潜力评价的基础.矿产资源综合定量评价首先涉及到以建立地质成矿概念模型为基础的地质、地球化学、地球物理以及遥感地质等单学科异常信息的提取与集成, 然后是对多学科异常信息的综合提取与集成, 最后应用综合致矿信息定量圈定找矿靶区, 评价资源潜力.阐述了综合地质异常数字找矿过程中综合致矿地质异常信息提取、信息关联、信息转换和信息集成的基本概念.强调实现“由地质异常体特征到空间地质异常信息模型, 再根据空间异常信息模型推断地质异常体特征”这一信息双向转换的重要意义.结果表明: (1) 综合致矿地质异常概念模型是选择资源评价变量和建立综合地质异常数字找矿模型的基础; (2) 非线性方法技术是提取隐蔽矿化信息的有效手段; (3) 综合致矿地质异常概念模型与数字找矿数学模型的有机结合是实现数字找矿突破的关键; (4) 应用综合致矿异常信息模拟矿产资源潜力的过程实质上是一个信息逐渐提取与集成的过程, 亦是一个空间数据→空间信息→知识决策的过程.      

大水沟碲铋矿床及其周边水系沉积物中碲的共生元素特征与找矿意义

大水沟碲矿床是迄今为止世界唯一碲独立矿床,此类矿床的找矿成为目前研究的一大难题。对研究区域开展1:5万水系沉积物取样,元素分析测试方法采用等离子体质谱法(ICP-MS)、X射线荧光光谱法(XRF)、原子吸收法(AAS)和发射光谱法(ES)。研究区内Te、Au和Ag均富集,分布极不均匀,局部成矿的可能性很大;而大水沟碲铋矿床及其附近,Te、Bi、Au、Ag的含量均不高,异常均不明显。Te与Bi、Au、Ag存在显著相关性,以Te-Bi-Au-Ag共生元素组合作为碲铋矿找矿的指示元素,w(Te+Bi)/w(Au+Ag)比值异常作为碲矿化异常信息,能有效圈定实质意义的碲铋矿致异常,也为碲铋矿提供新的找矿线索与方向。综合比值异常、地质及构造等信息,选取5个碲铋成矿最有利地段,在部分区域开展异常现场查证时发现有富含Te-Bi的黄铁矿脉(化)。     

深音地质异常与深部找矿

赵鹏大等(1991,1996,1999,2001,2002)提出了地质异常概念和基于地质异常的"5P"找矿地段圈定方法,并逐渐形成了以"地质异常、成矿多样性和矿床谱系"为核心的"三联式"数字找矿理论.为适应深部矿产勘查与定量评价的需要,探索深部地质异常及其致矿性就显得尤为重要.     

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。     

基于地质异常的内蒙古新达来草原覆盖区钼铜多金属矿产定量预测

内蒙古新达来草原覆盖区位于古亚洲成矿域的二连—东乌旗钼铜多金属成矿带西段,分布有乌兰德勒、准苏吉花等与中酸性侵入体有关的内生金属矿床,成矿地质条件优越。然而,因受牧草和第四系大面积覆盖的影响,该区各种成矿/示矿信息具有间接、叠加、隐蔽、微弱、不完整等特点,给找矿勘查带来更大的不确定性和风险。因此,必须加强矿产定量预测研究,为覆盖区找矿工作指明方向。本文以赵鹏大院士等提出的地质异常理论为指导,分析新达来草原覆盖区及邻区成矿多样性,总结矿化垂向分布规律,进而通过S-A多重分形滤波模型降低覆盖层对土壤地球化学测量数据和地面高精度地磁数据的干扰,识别和提取深部源引起的弱异常,并将提取的断层、侏罗纪中酸性岩体、岩脉、岩体与围岩接触带、PC1和PC2元素组合异常、高精度磁异常,以及成矿单元与非成矿单元的地理位置X-Y坐标作为随机森林模型的输入预测变量。本文采用SMOTE采样技术克服覆盖区矿床(点)数量少所造成的训练样本不足的缺陷,通过500次随机森林模拟来定量表征与成矿关系密切的综合地质异常,模拟结果的平均袋外误差为2.26%,AUC值达到0.972,且成矿有利度≥0.783的地质异常中分布有88.46%的已知矿床和矿点,说明该方法的有效性。为了进一步降低勘查风险,本文进行了风险与回报分析,发现除1个矿化点外,其余25个矿床和矿点均分布在回报值的正值区域,另有3个矿点和矿化点位于风险值的中高等级区域。在此基础上,利用处于低风险-高回报区的地质异常成矿有利度重新作图,最终圈定出找矿有利地段。     

基于5P成矿预测与定量评价的系统勘查理论与实践

随着地球系统科学的提出, 人们越来越多地从系统的角度来理解和解决地学及其相关的问题, 系统勘查正是这种背景下的产物.系统勘查是对矿产勘查过程中涉及到的种类繁多的控矿因素和找矿标志综合考虑、合理选择、有序排列的过程; 同时, 构建系统勘查数学模型以满足矿产勘查信息化发展的需要.5P成矿预测体系是对这一要求的良好体现.本文在充分分析了以往矿产勘查定量评价模型的基础上, 指出了以往成矿预测与定量评价中对上级控矿因素的作用缺乏必要的考虑, 这有悖于系统勘查的完整性准则.事实上, 上级控矿因素不仅对下级控矿因素具有作用, 而且还会通过下级控矿因素对下级勘查目标具有作用或影响.针对这一问题, 本文对上级控矿因素对下级勘查目标的影响问题进行了探讨, 并给出了上级影响权重的计算公式.在此基础上, 对以往成矿有利度函数进行了改进, 并以滇西北三江南段与喜山期富碱斑岩有关矿产勘查为例, 构建了一个基于5P成矿预测体系的系统勘查数学模型, 利用本文提出的方法, 对铜-钼-金找矿有利地段进行了定量预测.结果表明, 所圈定的预测靶区与已知的铜钼金矿化地段有较高的符合程度, 从而证明了本文提出方法的可行性.      

Ore-finding method of fault tectono-geochemistry in the Tongchang Cu-Au polymetallic orefield, Shaanxi, China： I. Dynamics of tectonic oreforming processes and prognosis of concealed ores

Based on the research content and conception of dynamics of tectonic ore-forming processes, with the focus on the dynamics and processes of mineral source, ore formation, transport, accumulation, dissipation and mineralization in response to magmatic invasion and metallogenic fluid under tectonic stress, this paper deals with the ore-finding method of fault tectono-geochemistry and its application on the basis of ore deposit genesis, “giant pressure shadow” structure and ore-finding method of tectonic stress field in the Tongchang orefield, expounds the rules of magmatic emplacement and ore fluid migration and concentration under the control of the structural stress field, hence providing the theoretical basis for the localization and prognosis of concealed ores. The fault tectono-geochemical features show that the Cu-Au polymetallic ore deposits (mineralization) in the orefield are closely related with volcano-(exhalation) sedimentation, magmatism and tectono-reworking. Fault tectono-geochemical anomalies can be applied to prognosis of metallogenetic target areas for ore exploration and can provide strong evidence of “giant pressure shadow” structure. In addition, quite a number of important target areas have been defined in combination with the characteristics of the tectonic stress field, and part of the target areas have been proved by practical activities.     

典型矿集区成矿地质事件研究和填图方法初探

针对中等尺度范围(或中等比例尺)区域成矿潜力和已知矿山的深部及外围资源评价等问题，试图用成矿地质事件方法开展相关研究。成矿地质事件评价方法，就是在恢复矿床形成过程并建立成矿模式的基础上，通过对矿源岩系的构造变形岩相形迹追索来恢复与成矿有重要意义的地质事件及其演化过程，研究在这一系列地质事件中成矿物质的分布规律和逐步富集成矿的标志及程度，并用以进一步探索、指导区域资源潜力评价和填图找矿的方法。应用这一思路对南岭中段锡多金属矿和胶东矿集区金矿进行了区域成矿地质事件研究和地质填(编)图方法的初步探讨。     

老挝长山成矿带与花岗岩有关的铜金铁矿床的成矿模式

老挝作为＂特提斯成矿域＂的重要组成部分,具有丰富的矿产资源,尤其是铜、金、铁、铝、钾盐等优势矿产与中国具有很强的互补性。初步论述了老挝的成矿地质背景和近年来发现的与花岗岩类有关的斑岩型铜-金矿床、矽卡岩型铁矿床的矿化地质特征、矿石矿物特征、矿化与岩体的空间关系,在此基础上初步建立了其成矿模式。基于同位素定年数据和Hf-Rb-Ta元素判别图,推测这些花岗岩及与其相关的矿床形成于晚石炭世华南地块向印支地块俯冲产生的火山岛弧环境。     

老挝长山成矿带与花岗岩有关的铜金铁矿床 的成矿模式

老挝作为“特提斯成矿域”的重要组成部分,具有丰富的矿产资源,尤其是铜、金、铁、铝、钾盐等优势矿产与中国具有很强的互补性。初步论述了老挝的成矿地质背景和近年来发现的与花岗岩类有关的斑岩型铜-金矿床、矽卡岩型铁矿床的矿化地质特征、矿石矿物特征、矿化与岩体的空间关系,在此基础上初步建立了其成矿模式。基于同位素定年数据和Hf-Rb-Ta元素判别图,推测这些花岗岩及与其相关的矿床形成于晚石炭世华南地块向印支地块俯冲产生的火山岛弧环境。     

Fluid inclusions in hydrothermal ore deposits

The principal aim of this paper is to consider some of the special problems involved in the study of fluid inclusions in ore deposits and review the methodologies and tools developed to address these issues. The general properties of fluid inclusions in hydrothermal ore-forming systems are considered and the interpretation of these data in terms of fluid evolution processes is discussed. A summary of fluid inclusion data from a variety of hydrothermal deposit types is presented to illustrate some of the methodologies described and to emphasise the important role which fluid inclusion investigations can play, both with respect to understanding deposit genesis and in mineral exploration. The paper concludes with a look to the future and addresses the question of where fluid inclusion studies of hydrothermal ore deposits may be heading in the new millenium.     

从29届地质大会看矿床地质学研究的进步

本文全面概括地介绍了第29届国际地质大会有关矿床地质学的进展和发展趋势,重点对海底热水成矿、浅成低温热液金矿和黑矿型矿床新模式作了详细介绍,此外也对成矿流体、矿床成因理论、矿床实验研究、矿床形成环境和演化规律,以及隐伏矿床的勘查方法等方面作了简要介绍。地幔流体研究和区域成矿学日益受到重视,一些新的基础理论,如化学动力学、表面化学、耗散结构、分形几何学以及非线性热力学和动力学等开始引用于矿床学研究。同位素地球化学方法在勘查中的应用有较明显的进展。矿床学研究的4个重要趋势是:1．向宏观发展:如地球历史中成矿作用的时空演化和成矿的大地构造背景;2．向微观深入:如同位素地球化学、成矿实验和水—岩作用机理的研究;3．成矿多来源、多成因和多阶段的研究;4．现代成矿作用与古老成矿作用的对比研究。     

地球系统、成矿系统到勘查系统

面对21世纪,矿床学和矿业发展有两大趋势(1)全球化;(2)矿产开发和环境保护的协调发展。矿床研究要扩展到全球背景。在简述地球系统和地球系统科学的基础上,提出了地质突发事件具有灾害和资源的两重性的观点。强调要从地球系统的大背景来研究成矿环境和成矿过程,也即将矿床成因和成矿系统研究提高到地球系统科学的层次,这是新世纪中矿床学发展的一个显著特点。成矿系统是一个有特色的地质系统,文中提出成矿系统论的5个要点(1)根据构造动力体制划分成矿系统大类;(2)多因耦合、临界转换的基本成矿机制;(3)矿床系列和地质-物探-化探-遥感异常系列共同构成的矿化网络;(4)矿床形成—变化—保存的全过程;(5)成矿系统的资源-环境双重效应。成矿系统论对于指导矿产勘查有重要意义。文中提出了成矿系统研究向勘查系统转化的原则和方法。通过对成矿系统的整体分析、空间分析、时间分析和历史分析,有助于明确找矿方向和目标。西藏朱诺斑岩铜矿的实践表明,勘查选区的核心问题是对找矿信息的分析、理解和把握。要将筛选关键找矿信息与分析成矿地质环境、控矿因素二者有机结合,赋予各种信息以客观、准确的地质内涵,是勘查选区成功的必要条件。最后,用“三环图”表示了地球系统、成矿系统和勘查系统的辩证关系。