基于短波红外勘查技术的西藏甲玛铜多金属矿热液蚀变矿物分布模型研究

甲玛铜多金属矿是西藏冈底斯中段东部取得找矿突破的超大型矿床。通过短波红外测量,确定了矿体中热液蚀变矿物主要有白云母、绿泥石、黑云母、硬石膏、高岭石、地开石、黄玉和方解石。白云母与铜多金属矿化的关系密切,矿体厚度与贫铝白云母的样本数具有正相关关系,代表钾化带的黑云母分布趋势显示甲玛矿体的热源中心位于ZK2416-ZK3216一线以北的位置,富镁绿泥石分布在贫铝绢云母的外侧,与贫铝绢云母具有相同的热源中心指示意义。分布模型中缺少多硅白云母,显示矿区成矿的热源中心较深,因此作为剥蚀程度比较浅的甲玛斑岩系统而言,外围找矿潜力大。     

青藏高原甲玛斑岩成矿系统首例3000 m科学深钻的初步认识

青藏高原碰撞造山带中复杂的地质结构、深部矿产资源潜力和高效的勘查评价技术体系一直是地质学家关注的焦点,也是亟需攻克的重要科学难题.受国家重点研发计划-深地专项资助,在冈底斯成矿带甲玛斑岩成矿系统实施首个3000 m科学深钻.通过多次研讨和反复论证,确定科学施工位置、角度以及施工工艺.历时488天的施工,完成了科学深钻,总进尺3003.33 m.该科学深钻直接揭示甲玛超大型斑岩成矿系统3000 m以浅的地质信息:浅部为角岩型铜钼矿体、中部为矽卡岩型铜多金属矿体、深部为斑岩型钼铜矿体以及核部蚀变与矿化均不发育的无矿核.角岩中主要为细脉浸染状的黄铜矿、辉钼矿化,并发育黑云母化和弱绿泥石化蚀变.矽卡岩中从上到下具有清晰的分带结构,即石榴子石绿泥石角岩、绿泥石石榴子石角岩、透辉石石榴子石矽卡岩、石榴子石矽卡岩、石榴子石硅灰石矽卡岩、硅灰石矽卡岩、矽卡岩化大理岩.矿化主要为浸染状的斑铜矿、黄铜矿、辉钼矿.深部斑岩为复式岩体,主要为二长花岗斑岩,侵位较早,后被花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩等以岩脉的形式穿切侵位.花岗闪长斑岩与矽卡岩关系最为密切.多相的复式斑岩体也揭示了甲玛斑岩成矿系统的无矿核.根据现有工业指标,科学深钻共计探获21层矿体,累计厚度583.46 m,以铜、钼矿化为主,局部发育钨矿化,同时伴生金、银矿化.甲玛科学深钻首次直接揭示青藏高原3000 m以浅的地质信息和斑岩成矿系统结构,为青藏高原地质结构研究提了科学样品,也为深部资源探测和勘查技术体系研究提供了关键支撑.后续将针对其开展详细的地球化学分析、地球物理测井、高光谱测量以及指针矿物分析等研究,并结合地表勘查评价成果,建立3000 m以浅的多元信息综合勘查评价模型,进而定位预测深部矿产资源,实现增储示范.     

短波红外光谱矿物测量技术在热液蚀变矿物填图中的应用——以土屋斑岩铜矿床为例

便携式短波红外光谱仪（PIMA）是利用短波红外光谱测量技术，对肉眼难以识别的层状硅酸盐、粘土、碳酸盐以及部分硫酸盐矿物进行快速识别的实用仪器。通过不同地质环境的光谱参考数据库及计算机数据处理软件，辅之野外观察和必要的岩石学分析，可以从PIMA测量获得的谱线中得出研究区蚀变矿物组合的信息。应用蚀变矿物组合，结合其他勘探数据，有利于确定钻孔的位置，指导区域勘探工作。PIMA可应用于许多成矿环境中，包括高硫化物、低硫化物热液成矿系统、斑岩成矿系统、中温热液成矿系统、沉积岩中的金-铜矿床、铀矿床、火山成因块状硫化物矿床和金伯利岩矿床。已有的研究表明，PIMA可以快速获得和处理短波红外光谱数据并形成蚀变矿物钻孔柱状分布图或平面分布图，这些信息对找矿靶区的确定至关重要。应用PIMA在新疆土屋斑岩铜矿区开展了系统的蚀变矿物填图工作，有效地识别出镁绿泥石、铁绿泥石、蒙脱石、白云母、黑云母等蚀变矿物，这些蚀变矿物的类型和丰度与岩石鉴定结果基本一致，在此基础上，建立了土屋斑岩铜矿区蚀变矿物组合及其分带模式，并与传统的分带模式进行了对比。最后总结了土屋斑岩铜矿区PIMA找矿模型，该模型对土屋斑岩铜矿区及未知地区矿产勘查工作具有指导意义。     

短波红外光谱矿物测量技术在普朗斑岩铜矿区热液蚀变矿物填图中的应用

利用便携式短波红外光谱测量仪（PIMA）在云南普朗斑岩铜矿区开展了短波红外光谱测量工作,通过系统的野外数据采集,获得了研究区蚀变矿物组合及主要蚀变矿物的分布,并建立了普朗斑岩铜矿区蚀变矿物分带模式。在此基础上,建立了斑岩铜矿床找矿模型,该模型对普朗铜矿区及其外围的找矿工作具有积极的指导意义。     

基于红外光谱技术的赣南铜岭下铜多金属矿床蚀变及矿化特征研究

江西赣南地区是中国重要的多金属矿集区,成矿潜力大,随着矿产勘查进入深部找矿的新阶段,传统勘查手段难以支撑,亟需新的方法和思路进一步来指导找矿工作。文章以江西赣南地区铜岭下铜多金属矿床为例,采用短波红外+热红外光谱技术,结合矿物学和矿物地球化学手段,厘定了矿区蚀变矿物组合及空间展布特征,分析了光谱特征与矿化品位之间的关系,探讨了铜岭下矿床中典型蚀变矿物的形成与演化过程,构建出铜岭下矿床的光谱勘查模型。研究发现,矿区北部Cu-Mo矿化分布于花岗岩体顶部,以绢云母族矿物为找矿标志;矿区中部Cu-Zn矿化处于花岗岩体侵入的地层接触带,以绿泥石低Pos2250值（< 2243 nm）以及蛇纹石和断裂特征分布为找矿标志;矿区南部W-Sn-Cu矿化与石英细脉相关,总体与蚀变矿物关系不大,主要以岩石裂隙为找矿标志。北部钻孔ZK9-3和ZK9-4伊利石波谱IC值反映出岩体侵入深度大,推测其位置距离热源中心更近;绢云母2200 nm波长变化结果显示：成矿流体可能来源于矿区北部;矿区中部绿泥石以富镁（铁）绿泥石为主,Pos2250值从致矿岩体到接触带附近呈由高变低的趋势。研究区成矿环境复杂,由北向南形成了蚀变花岗岩型（Cu-Mo）-构造控制下的弱矽卡岩型（Cu-Zn）-石英脉型（W-Sn-Cu）的复合成矿体系。     

黑龙江金厂金矿床18号矿体围岩蚀变及短波红外光谱特征

金厂金矿18号矿体围岩蚀变发育顺序从早到晚为:钾化、硅化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化、高蛉土化,从内往外依次发育青磐岩化带、绢英岩化带和钾化带.矿化出现在泥化和绢英岩化叠加处,以及泥化和青磐岩化叠加处.通过短波红外光谱测试技术,识别出本矿区有26种蚀交矿物,其中白云母含量与金矿体呈正相关,说明绢云母化与金矿化关系密切;青磐岩化带蚀变矿物组合为绿泥石+绿帘石+伊利石±埃洛石±蒙脱石±石英;钾化带蚀变矿物组合为钾长石+高岭石+埃洛石±蒙脱石±石英;绢英岩化带蚀变矿物组合为绢云母+埃洛石±蒙脱石±高岭石±石英.     

高硫-低硫化浅成低温热液矿床的短波红外矿物分布特征及找矿模型

本文以铁格隆南(荣那矿段)高硫化浅成低温热液矿床和斯弄多低硫化浅成低温热液矿床为研究对象, 运用短波红外技术快速厘定了上述两个矿床的蚀变矿物类型及组合特征, 构建了基于短波红外勘查技术的找矿模型。研究发现: 铁格隆南矿床(荣那矿段)的蚀变矿物垂向分带组合为: 高岭石→高岭石+(地开石+明矾石)→高岭石+明矾石+(地开石)→高岭石+地开石+明矾石。由于高硫化浅成低温热液交代黄铁绢英岩化带的斑岩型矿体, 致使上部矿石中还有少量交代残余的绢云母; 斯弄多低硫化浅成低温热液矿床的蚀变矿物垂向分布为: 白(绢)云母+(钠云母)→白(绢)云母+钠云母+(伊利石)→白(绢)云母+钠云母+蒙脱石+伊利石→白(绢)云母+钠白云母+蒙脱石+伊利石, 其中顶部白(绢)云母是后期黑云母花岗斑岩蚀变所产生, 本身与成矿无关; 矿体主要赋存在伊利石+蒙脱石带, 随着蒙脱石被伊利石化, 矿体也逐渐尖灭。     

耐高温环保型冲洗液体系在西藏甲玛3000 m科学深钻中的应用研究

西藏甲玛铜多金属矿床3000 m科学深钻是青藏高原固体矿产调查领域首个3000 m深钻,终孔孔深3003.33 m,终孔孔径98 mm,创造了青藏高原小口径固体矿产勘查领域最新的孔深纪录。项目位于西藏甲玛海拔5200 m高山深切割区,自然气候恶劣,项目施工环保要求严格,深部地层温度高,地层复杂,主要表现在水敏性强、破碎严重和地应力高,施工难度极大。针对环保及地层问题,通过对粘土、环保降滤失剂、环保增粘剂、环保抑制剂等处理剂进行实验对比,采用正交实验的极差分析法得到了各项指标所对应的水平的影响大小和优化水平取值,确定了冲洗液的优化配方范围,成功研发了一套耐高温环保型冲洗液体系。现场应用取得了良好的效果。     

湘北仁里花岗伟晶岩型稀有金属矿床红外光谱特征研究及勘查应用

仁里铌钽多金属矿是近年来在江南隆起带内发现的一个超大型稀有金属矿床,仁里地区稀有金属找矿潜力巨大。本文采用红外光谱技术对仁里矿床钻孔ZK708、ZK716开展了矿物光谱填图工作,结合矿物镜下和地球化学分析,查明该矿床的蚀变矿物种类及组合,探讨了仁里矿床中典型蚀变矿物波谱特征与矿化之间的关系,构建了仁里矿床的红外光谱勘查模型,并对幕阜山西南缘地表进行热液蚀变中心的圈定。研究发现：(1)伟晶岩中白云母Pos2200 (2197~2198nm)异常低值,IC值异常高值(>3)可作为找矿指标;(2)通过对幕阜山西南缘地表白云母特征参数研究可知,幕阜山西南缘寒石村附近存在成矿有利区域,永享村东南为区域的热液蚀变中心。红外光谱技术可以有效地查明仁里地区的矿床蚀变分带和矿化中心,为幕阜山稀有金属矿床的进一步找矿勘查工作提供科学依据。

     

利用热红外遥感提取层状硅酸盐蚀变矿物信息研究——以甘肃北山地区为例

矿物亚类的光谱曲线特征具有较大相似性,对层状硅酸盐矿物使用传统的可见光-近红外遥感中的区分提取难度较大.笔者以甘肃北山柳园工作区为例,利用发射率光谱特征,进行了层状硅酸盐蚀变矿物提取实验.通过与ASU光谱库标准光谱曲线进行对比,分析了来自于图像端元的光谱曲线特征,区分出了层状硅酸盐矿物如蛇纹石、绿泥石等.野外实地验证结果表明,该方法在信息提取方面精确度较高,遥感应用效果更加定量化、精确化,对于遥感地质填图工作具有很大的意义.     

西藏甲玛3000 m科学深钻矽卡岩矿物分带及地质意义

甲玛铜多金属矿床是冈底斯成矿带东段具有重大经济价值及科学研究意义的超大型斑岩- 矽卡岩矿床,完整地保存了矽卡岩矿床形成和演化的重要信息。前人研究多集中于矽卡岩的水平分带,而对于矽卡岩矿物垂直分带以及其与金属矿化的耦合关系等方面研究薄弱。本文重点对甲玛3000 m科学深钻中矽卡岩矿体进行了精细的矿物学研究,系统揭示了矽卡岩矿体的矿物学空间分带特征以及与金属矿化的耦合关系。结果表明,矽卡岩从浅部至深部具有清晰的分带现象,即矽卡岩化角岩→透辉石石榴子石矽卡岩→硅灰石石榴子石矽卡岩→石榴子石硅灰石矽卡岩→透辉石石榴子石矽卡岩→石榴子石硅灰石矽卡岩→矽卡岩化大理岩→硅灰石石榴子石矽卡岩→透辉石石榴子石矽卡岩→硅灰石石榴子石矽卡岩→矽卡岩化大理岩→硅灰石石榴子石矽卡岩→透辉石石榴子石矽卡岩→内矽卡岩（含石榴子石花岗闪长斑岩）。金属矿物组合从浅部向深部,变化为辉钼矿±黄铜矿→斑铜矿+黄铜矿±辉铜矿±硫铋铜矿±辉钼矿→辉钼矿±黄铜矿,对应成矿元素变化为Mo±Cu±Au±Ag→Cu（Mo）±Au±Ag→Mo±Cu±Au±Ag。研究表明,侵入岩及围岩的空间位置、构造环境、多期次热液流体叠加是控制矽卡岩矿物分带的重要因素。同时,矿物学特征表明,矽卡岩中高品位金的富集与斑铜矿等铜硫化物密切相关,也可能与多期次流体叠加和富金岩浆源区有关。     

西藏玉龙斑岩铜矿床绢云母族蚀变矿物短波红外光谱特征及对勘查的指示意义

玉龙斑岩铜矿晚期绢云母化、黏土化蚀变强烈叠加在早期的钾硅酸盐化带内,模糊了蚀变分带特征及其与铜矿化之间的相关性.利用短波红外光谱(SWIR)可快速识别斑岩铜矿床内含羟基蚀变矿物,根据该类矿物的空间分布特征与矿化的对应关系,指导找矿勘查工作.本文对玉龙铜矿床靠近斑岩体中心的三个钻孔进行了详细的蚀变-矿化编录和SWIR分析...     

HyLogger-3, a visible to shortwave and thermal infrared reflectance spectrometer system for drill core logging: functional description

Australian Geological Surveys are the custodians of a major national asset in the form of historically drilled and archived drill cores of the top few kilometres of the continent acquired by government agencies and companies over many decades. The AuScope National Virtual Core Library (NVCL) component of the AuScope Earth Model comprises geological/rock samples, technology, people and database/delivery infrastructure located in six nationally distributed nodes and is aimed at extracting additional value from this asset. The technology components of the NVCL comprise an integrated suite of hardware (HyLogger-3) and software (TSG-Core) systems for the imaging and hyperspectral characterisation of drill cores in their original core trays and the interpretation of their contained oxide, carbonate, hydrous and anhydrous silicate mineralogy. The HyLogger-3 includes state-of-the-art Fourier Transform Spectrometers that continuously measure calibrated spectral reflectance from nominal 10 by 18 mm fields of view. These spectra are in turn passed through a series of automatic and semi-automatic pre-processing and mineralogical unmixing algorithms. These, along with numerous other tools in TSG-Core, output a variety of mineralogical and image products for use by scientists in many branches of the earth sciences. This paper provides a functional overview of the HyLogging hardware and software tools available in each of Australia's Geological Surveys.     

基于红外光谱技术的西藏多不杂斑岩型Cu-Au矿床蚀变及矿化特征研究——以钻孔ZK3112为例

多不杂斑岩型Cu-Au矿床是西藏多龙矿集区内的三大矿床之一,随着该区找矿工作逐渐向深部及外围展开,需要较新的技术方法与勘查理念。本文通过短波红外(SWIR)技术对矿区内ZK3112钻孔开展光谱填图工作,在厘清钻孔内蚀变矿物类型、空间分布及矿物组合分带的基础上,对主要蚀变矿物的波谱特征参数变化规律进行统计。研究发现绢云母Al-OH2200Pos的低值(<2200 nm)和绿泥石Fe-OH2250Pos的高值(>2254 nm)均可以指示钻孔内蚀变较强的区域,可快速定位热液矿化中心,是有效的找矿勘查标识。利用ASTER数据提取区域上羟基蚀变信息,发现在多个矿区范围内均出现了与多不杂同样的羟基异常,这说明针对蚀变矿物波谱特征所建立的找矿勘查标志可能同样适用于本区域其他同类型矿床。该研究成果可为多不杂矿床及区域内同类型矿床的找矿勘查工作提供新方法、新理念。     

西藏努日铜多金属矿床蚀变矿物的近红外光谱学研究

西藏努日大型铜多金属矿床蚀变作用强烈,主要蚀变类型包括绿泥石化、绢云母化、绿帘石化等。其中,绿泥石—绢云母类蚀变与深部斑岩体热液矿化作用密切相关。通过对20个钻孔岩心开展系统的近红外光谱测量,准确地鉴定了蚀变矿物类型、近红外性质,计算了样品白云母族矿物结晶度指数等,定量地研究了蚀变作用的强度。结果表明,绿泥石光谱波长值与铜钨钼矿化呈一定的正相关性,其中铁镁绿泥石与成矿关系密切;白云母族矿物光谱波长值与铜钨钼矿化呈一定的负相关性,其中钠云母与成矿关系明显;钠云母光谱结晶度指数越大,矿物形成温度越高,越接近含矿热液活动中心,矿化作用越强。在今后努日矿区深部寻找斑岩型矿床的找矿勘查中,应系统地开展近红外光谱测量,准确鉴别蚀变矿物、结合结晶度指数的指标来判断含矿热液活动中心,以指导勘查工程的布设。     

胶东焦家金矿带3000m深部成矿特征及其地质意义

近年来,胶东焦家金矿带深部找矿取得了重大突破,控制深度一般在2000m左右。为进一步研究焦家金矿带3000m深部成矿特征,本团队在莱州吴一村地区成功实施了深度3266. 06m的科研深钻,新发现金矿体6层,累计见矿厚度20. 87m,平均品位1. 85×10-6,最高品位13. 65×10-6。该深钻有效验证了胶东金矿3000m深部的资源潜力,被誉为"中国岩金第一见矿深钻"。据研究预测,深钻控制的吴一村预测区2000～4000m区间推断金矿资源量约900t,整个胶东地区2000～4000m区间推断金矿资源量4000t左右。焦家断裂带从浅部到深部倾角逐步变缓,焦家金矿带深部从破碎特征、蚀变矿化特征、构造岩类型等方面与浅部及中深部存在差异,具有分带性,一般从外向内分为碎裂状花岗岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、黄铁绢英岩化碎裂岩、断层泥等带;焦家金矿带深部黄铁绢英岩仅局部出现在破碎蚀变最强部位,不连续,常呈条带状、透镜状出现;深部矿体主要位于主断裂面(断层泥)的上部,打破了以往研究认为断层泥在成矿过程中起隔挡成矿热液的作用、矿体位于其下部的局限认识,这些新认识对于正确构建找矿模型、确定深部找矿有利部位、成矿预测以及资源潜力评价等方面具重要意义。根据矿相学观察和测试研究,可将成矿阶段划分为Ⅰ石英-黄铁矿阶段、Ⅱ金-黄铁绢英岩化阶段、Ⅲ金-石英-多金属硫化物阶段和Ⅳ石英-重晶石-碳酸盐矿物阶段;深部矿体黄铁矿原位硫同位素测定及综合研究表明,成矿物质总体来源于中生代活化再造的前寒武纪变质基底,也有深源流体与地壳围岩强烈交换的特征,同时也显示地表水的参与,应该是燕山期地幔大幅度上涌,岩石圈迅速减薄,造成大规模陆壳重熔活化和岩浆活动,形成新的岩浆-流体-成矿系统,最终参与成矿。     

甘肃省酒钢山地区高光谱遥感蚀变矿物优选研究

正酒钢山地区位处北山成矿带,区域分布较多铁、铜、镍、金等矿床、矿点,成矿地质条件优越。前人在该区已开展较多基础地质、矿产地质、科研和多金属矿勘查等工作(聂凤军等,2001;左国朝等,1990),但该区找矿未取得实质性进展。本次依据酒钢山地区地形、地貌和围岩蚀变,采用高光谱遥感新技术方法,开展高光谱蚀变矿物优选研究,综合剖析蚀变异常,优选和圈定蚀变带和找矿预测区,以期指导矿产勘查,实现找矿快速突破。     

西藏冈底斯甲马和南木矿床流体包裹体SR-XRF研究

对西藏冈底斯铜多金属成矿带中甲马和南木矿床的流体包裹体开展了系统的同步辐射X射线荧光(SR-XRF)微束原位无损分析,结果显示:甲马矿床流体包裹体中高Cr、Pb,低Ni、Fe,且存在高于地壳丰度的Pt、Ir含量异常;南木矿床流体包裹体中高Cr、Cu、Pb,低Ni、Fe、Zn,晚期有Au富集,Cu倾向于在高盐度流体中富集.甲马和南木两矿床成矿流体中元素的原始地幔标准化模式与两矿区的成矿斑岩大体类似,显示出两矿床与区内斑岩在物质来源上具有亲缘性,幔源和壳源物质共同参与了成矿.但Cr含量的差异也显示出,尽管成矿流体与斑岩岩浆可能都起源于深部,但二者在演化上是平行的.对于甲马矿床的成因,流体包裹体SR-XRF原位组成分析以及显微测温结果不支持喷流沉积成因观点.