關(guān)于原生暈地球化學(xué)異常分析及深部盲礦預(yù)測(cè)

龔偉 柯少斌

關(guān)于原生暈地球化學(xué)異常分析及深部盲礦預(yù)測(cè)

龔偉 柯少斌

（江西省地礦局贛中地質(zhì)大隊(duì) 江西南昌 330000）

原生暈主要是指在局部地區(qū)的巖石地球化學(xué)異常的現(xiàn)象，其主要是在沉積礦床、巖漿礦床以及熱液礦床的圍巖中產(chǎn)生，是由于成巖成礦的影響從而在礦體的周?chē)纬傻木植康厍蚧瘜W(xué)異常的部分。通過(guò)對(duì)原生暈地球化學(xué)異常的部分進(jìn)行分析，可以有效的對(duì)深部盲礦進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)尋找深部盲礦以及探測(cè)礦體的延展區(qū)域有較大的作用，同時(shí)，也對(duì)緩解我國(guó)銅鐵礦資源短缺問(wèn)題具有重要的意義，本文主要通過(guò)對(duì)原生暈地球化學(xué)異常現(xiàn)象進(jìn)行分析，從而探尋有效探測(cè)深部盲礦的方法途徑。

原生暈地球化學(xué)；盲區(qū)預(yù)測(cè)；分析

前言

在我國(guó)發(fā)布的《找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)剛要》（2010～2020年）中指出要加大對(duì)成礦區(qū)的勘測(cè)力度，并且不斷的尋找新的礦區(qū)，加強(qiáng)對(duì)礦區(qū)理論的研究，不斷的推進(jìn)礦區(qū)勘測(cè)技術(shù)以及礦區(qū)開(kāi)發(fā)技術(shù)的研究創(chuàng)新。現(xiàn)今我國(guó)在礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展存在“難識(shí)別、難發(fā)現(xiàn)、難利用”的情況，為了緩解我國(guó)礦產(chǎn)資源的嚴(yán)峻情勢(shì)，維持我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的穩(wěn)定性，提高對(duì)資源的合理利用率，加大對(duì)礦脈的勘測(cè)力度，提高勘測(cè)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)新的礦脈是發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1 研究背景

目前我國(guó)對(duì)于成礦預(yù)測(cè)的研究主要的成果包括“三聯(lián)式”成礦預(yù)測(cè)理論、礦床成礦系列與成礦預(yù)測(cè)、地球化學(xué)塊體及地球化學(xué)深穿滲透理論與方法等技術(shù)，這些技術(shù)的研究為我國(guó)的成礦預(yù)測(cè)發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。地球化學(xué)的勘察主要是用于利用其勘測(cè)到的地球化學(xué)異常去分析并且預(yù)測(cè)礦床的有無(wú)以及礦床的位置，在目前礦床勘探中占有巨大的比重。現(xiàn)階段我國(guó)在地球化學(xué)成礦預(yù)測(cè)領(lǐng)域已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)展，并且其中涉及的多種技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，在我國(guó)應(yīng)用的方位已經(jīng)到達(dá)600多萬(wàn)平方千米，并且逐漸的擴(kuò)大，其中主要包括構(gòu)造疊加暈找礦法、地電化學(xué)等方法[1]。在對(duì)礦山深部進(jìn)行盲礦預(yù)測(cè)的過(guò)程中，應(yīng)用最為廣泛并且效果較好的技術(shù)就是有李惠教授提出的原生疊加暈找盲礦新方法。

2 原生暈地球化學(xué)分析

2.1 礦體概述

本文主要根據(jù)湖北省的大冶銅綠山銅鐵礦作為主要的研究區(qū)域，從而探究原生暈地球化學(xué)異常所導(dǎo)致的不同的現(xiàn)象下對(duì)深部盲礦的預(yù)測(cè)標(biāo)志以及找礦方向。湖北省的大冶銅綠山銅鐵礦區(qū)域內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦體為13座，其礦體的結(jié)構(gòu)分布特點(diǎn)為南北淺、中間深，其中本文主要研究的礦體對(duì)象為XⅢ號(hào)礦體，其主要的研究特點(diǎn)是在水平下1200m仍然沒(méi)有出現(xiàn)枯竭的現(xiàn)象。

XⅢ號(hào)礦體主要具有8個(gè)剖面以及23個(gè)鉆孔，其在構(gòu)成上包含一個(gè)主礦體以及5個(gè)分支礦體，整體呈現(xiàn)出隱伏狀，礦體主要隱伏在大理巖背斜東翼的傾沒(méi)舌體部位，呈現(xiàn)出南東、北東的“丫”字形，其主礦體主要受到接觸帶的影響，從而傾斜的角度平緩，但是分支礦體主要受到斷裂結(jié)構(gòu)的影響，從而呈現(xiàn)出傾斜角度陡峭的趨勢(shì)[2]。

2.2 原生暈地球化學(xué)數(shù)據(jù)分析

對(duì)于成礦的作用主要分為三個(gè)時(shí)期以及五個(gè)階段，在湖北省大冶銅綠山銅鐵礦中XⅢ號(hào)礦體中包含的主要礦石的類型是銅鐵礦石，所以本文主要針對(duì)銅鐵礦石方面進(jìn)行分析，由于4線在XⅢ號(hào)礦體中比較典型，所以在進(jìn)行原生暈地球化學(xué)數(shù)據(jù)分析時(shí)采用4號(hào)勘測(cè)線為原生暈的數(shù)據(jù)的采集標(biāo)本。最后分析得出的數(shù)據(jù)為銅綠山銅鐵礦中所包含的元素分別為 Cu、Au、Ag、Zn、Bi、W、As、Hg、I九種，其中銅元素的襯值大于 10，其他的組成元素的襯值均大于5，符合標(biāo)準(zhǔn)，在聚類分析層面上銅鐵礦石的元素組合以及成礦的溫度相差較大。

2.3 原生暈分帶特征

對(duì)于礦床的原生暈分帶特征的研究主要是指在礦體指示元素分析下，不同的標(biāo)高的微量元素的含量特征以及對(duì)指示元素分析數(shù)據(jù)，其結(jié)果為礦床中微量元素的含量沒(méi)有隨著礦床的深度而發(fā)生變化，但是如果在原生暈的前緣暈中所包含的元素在不同的中斷中存在不同的情況，這說(shuō)明了礦床在不同的中斷的成礦熱液存在疊加的情況，如果這種情況在礦體的深部出現(xiàn)，則表示有很大的幾率在礦體的深部存在盲礦。

2.4 三維地質(zhì)體建模

在對(duì)湖北省的大冶銅綠山銅鐵礦進(jìn)行礦區(qū)的地質(zhì)勘探以及深部盲區(qū)預(yù)測(cè)時(shí)可以通過(guò)使用Micromine專業(yè)軟件進(jìn)行對(duì)礦體、巖體以及原生暈等方面進(jìn)行三維地質(zhì)體建模，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)銅綠山銅鐵礦建立三維可視圖，利于對(duì)深部盲區(qū)的預(yù)測(cè)。建立三維地質(zhì)體建模主要是通過(guò)將現(xiàn)實(shí)的礦區(qū)數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行配合，從而利用幾何和空間的抽象具體化，建立一個(gè)礦區(qū)的三維立體的模型，從而有利于直觀的對(duì)礦區(qū)的延伸部分以及礦體深部地區(qū)進(jìn)行分析。

3 深部盲礦預(yù)測(cè)

3.1 深部盲礦預(yù)測(cè)標(biāo)志

對(duì)深部盲礦預(yù)測(cè)標(biāo)志進(jìn)行總結(jié)的過(guò)程中所使用的相關(guān)分析材料主要為歷年鄂東南地質(zhì)大隊(duì)的分析研究資料，在進(jìn)行尋找銅鐵礦體的時(shí)候，可以根據(jù)其構(gòu)造特點(diǎn)以及礦化蝕變特點(diǎn)兩個(gè)方面進(jìn)行識(shí)別。其中的構(gòu)造標(biāo)志主要分為以下兩點(diǎn)：①可以通過(guò)在三疊系大理石捕虜體的接觸帶附近進(jìn)行檢測(cè)；②在斷裂穿越復(fù)合的部位以及巖石破碎或者存在構(gòu)造裂隙的位置。

在礦化蝕變的方面主要包含以下幾點(diǎn)：①當(dāng)?shù)V化蝕變嚴(yán)重時(shí)，會(huì)產(chǎn)生矽卡巖這種變質(zhì)巖的形成，在矽卡巖中的金云母矽卡巖的形成與發(fā)育與鐵礦具有很大的聯(lián)系，而矽卡巖中的石榴子石類、輝石類物質(zhì)則與銅礦具有很大的聯(lián)系；②如果圍巖是大理巖材質(zhì)，并且在層間裂隙以及構(gòu)造裂隙中可以發(fā)現(xiàn)并且觀察到帶條狀的矽卡巖或者是硫化物質(zhì)等則可以考慮其深部或者在側(cè)邊的位置隱藏盲礦；③如果圍巖是石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖并且其中存在大面積的褪色區(qū)域，或者存在大面積的斜長(zhǎng)石化巖化，那么表示在礦體的深部很有可能存在隱伏的銅鐵盲礦；④如果在已有礦體的研究分析中發(fā)現(xiàn)其礦層還比較連續(xù)并且品質(zhì)較高而且礦體面積較大的話則在內(nèi)部應(yīng)該還有一定的延展；⑤在對(duì)礦體的銅硫化物進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)其中銅硫化物在向內(nèi)部延展的過(guò)程中礦物質(zhì)豐富也表示在礦體的深部存在盲礦[3]。

3.2 原生暈找礦標(biāo)志

對(duì)于原生暈找礦標(biāo)注主要包含以下幾點(diǎn)：①在進(jìn)行原生暈找礦的過(guò)程中，對(duì)于礦的主要礦物質(zhì)元素銅的異常分布是存在盲礦的最重要的標(biāo)志；②通過(guò)利用原生暈異常圖和原生暈異常三維模型進(jìn)行數(shù)據(jù)研究，從而對(duì)原生暈地球化學(xué)異常的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，從而利用建立的模型以及各項(xiàng)指標(biāo)直接反應(yīng)出礦體的構(gòu)造特點(diǎn)以及礦化蝕變的現(xiàn)狀，從而利用這些數(shù)據(jù)再進(jìn)行深入的尋找礦體；③如果原生暈的前緣暈與尾暈共同存在，并且在原有礦體的礦中、礦下等部分存在，這就說(shuō)明在礦體的下部很有可能存在盲礦；④如果礦體中的銅、鐵等主元素豐富，并且存在原生暈的前緣暈部分特別豐富，而尾暈的部分特別稀少的現(xiàn)象，也表示在深部有盲礦的可能性較大。

3.3 盲礦找礦方向

在進(jìn)行深部盲礦預(yù)測(cè)的過(guò)程中由于收集的資料和數(shù)據(jù)是有限的，所以在進(jìn)行具體的探測(cè)過(guò)程中只能夠?qū)Σ糠值貐^(qū)進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)，在預(yù)測(cè)時(shí)需要根據(jù)分型理論、FastICA和JADE所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，從而得出原生暈地球化學(xué)物質(zhì)的異常組合數(shù)據(jù)和原生暈三維模型，從而對(duì)深部是否存在盲礦以及盲礦存在的大致區(qū)間進(jìn)行確定。在實(shí)際的探測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)盲礦的大致位置在ZK403和ZK405區(qū)間內(nèi)，并且根據(jù)銅元素的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)在ZK405的東南方向還應(yīng)該具有礦體的延伸，其深度大約為1100～1300m的范圍。

4 結(jié)論

本文主要立足于對(duì)于礦床的形成地球化學(xué)原因、礦床的基本元素構(gòu)成以及成礦的化學(xué)元素特點(diǎn)等方面進(jìn)行分析，從而對(duì)原生暈地球化學(xué)異常進(jìn)行研究探討，以湖北省大冶銅綠山銅鐵礦作為研究的案例，進(jìn)行深入的討論，從而得出深部盲區(qū)預(yù)測(cè)的特點(diǎn)、原生暈找礦的特點(diǎn)以及找礦的方向。

[1]柳炳利.原生暈地球化學(xué)異常分析及深部盲礦預(yù)測(cè)[D].成都理工大學(xué)，2012.

[2]陳聆.地球化學(xué)礦致異常非線性分析方法研究[D].成都：成都理工大學(xué)，2011.

[3]陳小軍，陳昊，等.基于的雷達(dá)信號(hào)欠定盲分離算法[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2010，32（4）：919～924.

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A

1004-7344（2016）31-0189-02

2016-10-13