找深部矿的基础与方法--赵文津

找深部矿产的基础与方法-以长江中下游及华南地区为例,中国地质科学院 矿产资源所研究员、工程院院士 赵文津2008.10.20,当前正处于我国找矿的大好形势,1，资源环境问题已成为我国发展的瓶颈,加强找矿工作解决资源问题已成全民共识.国务院2006年1月作出国务院关于加强地质工作的决定，决定大力加强公益性、基础性、战略性地质调查研究工作，开展7大地质矿业工程，投入了大量经费支持；2，新一轮找矿,强调依靠科技，增加了开发深度，开展深部找矿, 加强危机矿山找矿,以及执行循环经济方针的形势下进行的；3，这次找矿是在市场条件下进行的, 探矿与开发紧密结合;4，几年来找矿方法技术有了新进展.,报告内容,一,找深部矿的基础或前景二,主要找矿对象和主要地区三,怎样找矿和找矿方法问题,一,找深部矿的基础和前景,一) 中国许多地区成矿条件十分有利,成矿空间大，矿产远未找尽，最近不断有发现. 二) 建立矿业权制度，探矿权、采矿权可以买卖，调动了公司与个人的找矿开发的积极性。三）国家投入大量资金开展基础地质和成矿理论研究，引进先进勘查技术，已形成较多积累。,关于中国成矿远景,以南岭和长江中下游地区为例:1, 已发现了许多大型的，如钨、锡、锑、铋、铅、锌、铜、铀、银、金、稀有、稀土等矿产。近来找矿不断有新的重要发现; 危机矿山如红透山找矿发现大型深部矿。,2, 与成矿关系密切的中-中酸性岩浆岩、火山岩、次火山岩、基性岩分布广泛，带来了丰富的深部成矿物质，评价工作并不充分;3, 对成矿有利的围岩到处都是, 如化学性质活泼的灰岩, 礁滩相和有利于矿质沉淀的还原性的碳质岩层等；层间拆离面也发现有矿层赋存;,4, 区内不同级别的断裂带、破碎带也很发育，特别是东北向，西北向和东西向的也很多，有利于含矿流体和岩浆的运移与赋矿；5, 成矿作用是多种矿产成系列产出的,而过去勘探仅限于500米深度以内，且找矿单打一，找矿的深度和广度十分有限，许多矿区深部都有找矿前景 。,内生金属矿床生成的四重因素控制,1，钙碱性岩浆系列-花岗岩、花岗闪长岩，花岗闪长斑岩，石英斑岩等携带含矿流体上升到地壳浅层,并控制着矿体形成与分布；2，矿体受岩性地层的控制，特别是层间滑脱层，不同岩性层界面,碳酸盐岩中的礁滩相,白云岩化带，碳质岩层等的控制；含矿流体与围岩相互作用；3，受不同级别的断裂所控制，断裂既可以成为含矿岩浆和含矿流体的通道和赋存空间；4，岩体与含矿流体受大地动力驱动沿构造裂隙运动,二，找什么矿，到哪儿去找？,陈毓川等: 提出成矿系列与成矿远景区带研究成果：将全国划分为 5 大成矿域, 16个成矿省, 81个成矿带, 214个找矿靶区.其中华南与长江中下游地区有10个成矿带. 找矿靶区43个:其中华南28个,长江中下游及下扬子15个.,中国成矿区带划分图,连山,陆靖,金釵,同和,秤架,鹰扬关,茶陵-莲花,大东山,龙岩,武功山,政和,新化,九万大山北端,德兴,沙溪,遂州-赣州,华南与下扬子找矿靶区,华南与长江中下游10个成矿区带,-52 长江中下游中生代Cu Au Fe Pb Zn S成矿带;-56 闽粤沿海中生代Pb Zn Ag成矿带；-58 杭州湾-武夷山北段古生代-中生代Pb Zn Ag W Sn 稀有稀土成矿带；-59 湘中-赣中元古代、古生代、中生代、新生代Fe W Sn Sb Pb Zn Ag 稀有成矿带；,-60 南岭中段中生代 Sn Ag Pb Zn 稀有稀土成矿区； -61 粤中元古宙、古生代、中生代Ag Fe Au W Sn Sb 稀有成矿区; -62 粤西-大明山中生代W Sn Pb Zn Au Ag成矿区.,以-60 南岭中段中生代 Sn Ag Pb Zn 稀有稀土成矿区为例,再划分为6个成矿系列,10成矿亚系列;1,主要成矿地质环境是:陆内构造岩浆带,陆内坳陷和隆起,侵入接触构造;2,成矿类型有:花岗岩型,热液型,云英岩型,接触交代型,斑岩型,风化壳型和海相沉积型;3,主要成矿元素:W, Sn, Mo, Bi,稀有, 稀土, Pb, Zn, Ag, Cu, Fe, Mn.,长江中下游,长江中下游地质图,萌,渚,渚,岭,都,庞,岭,越,城,岭,大,庾,岭,骑,田,岭,今年6月南岭找矿研讨会上,1) 湖南提出以南岭的W、Sn、 Pb-Zn和湘西扬子型Pb-Zn矿为重点，另以万洋山-诸广山为中心开展找矿试验；2 ) 广西建议开展南丹铜坑、贺州龙水金矿等七个大中型矿田的深部找矿，主攻锡石硫化物型、矽卡岩型、蚀变破碎带型层控型等；,3) 江西强调在赣南找层控型Pb-Zn矿以及在老地层内的破碎带找矿；4) 毛景文提出： 应注意找中酸性花岗质小岩体（高K、高锶、低钇的），找与其关系密切的斑岩-矽卡岩-脉状综合类型矿床； 在白垩纪火山岩盆地或具有双峰式火山活动地区找Sn多金属矿、低温热液型Cu-Au-Ag矿床和 拆离层中的低温热液Au-Ag及密西西比型Pb-Zn。,5）就广东找矿重点地区和对象设想,1)以粤北地区为中心,沿北东向和东西断裂交插地段的大东山和贵东岩体及附近地段 找大宝山、锡多金属矿、铜钼矿类型及钨锡脉状矿；2)以武夷西南段及莲花山断裂为中心,找Cu-Mo, Au，W, Sn等成矿系列;3)以阳春地区为中心- 次生与原生Cu矿Mo矿及热液型 Au, Ag;,广东省地质图,大东山找矿远景地带,裴荣福提出的南岭成矿系列,作者还列出成矿的大地构造背景,关于区域构造岩浆活动的大陆动力学背景,已进行的研究还很不够。本区的岩浆岩产生时间是以中生代为主，当时的大地构造活动是什么？这些岩浆岩带是怎么样产生的？不同地区矿产种类专属性不同，为什么？ 本区大地构造背景，按照万天丰教授的分析是：,三，怎样找矿，找矿方法,一）几条找矿原则：1，要有决心和信心，不能三心二意，怕冒风险。有没有矿, 作完调查工作后再说.2，重视一切直接的找矿线索，特别是矿化线索；重视 “牛尾巴”，坚持由浅入深，由小到大，由矿化到矿体；3，以成矿模式为指导，避免“瞎子摸象”的片面性毛病,但又不能囿于已提出的成矿模式；4，坚持综合方法的运用,针对性要明确。,二) 以成矿模式为依据开展找矿,1, 长江中下游已开展找矿几十年,人们对成矿条件和矿体分布已有较多了解,形成了两种成矿基本模式:1) 铜陵狮子山铁铜金硫模式,2)梅山陆相火山岩玢岩铁矿模式。2,南岭地区可以提出: 1)锡多金属成矿模式; 2)大宝山-凡口铅锌硫铁铜钼成矿模式;3)西华山-梅子窝五层楼脉状钨矿成矿模式;4)阳春铜矿模式;5) 富湾金银热液成矿模式;6)陆相火山岩紫金山金-铜成矿模式等。,1, 安徽铜陵狮子山矿田成矿模式,陈毓川,江西城门山斑岩矿上的地化异常,斑岩铜矿的一种成矿找矿模式,1, 寻找与中小型钙碱性岩浆岩体有关的铁铜矿床;矿体位于岩体的内外接触带,包括岩体内部的斑岩型,及远离接触带的层间矿体;要首先找含矿岩体和矿体,然后找出其它矿体,特别要注意斑岩型矿;主要有磁法、重力、原生晕化探及一些电法。2,寻找C/D界面处层状含铜黄铁矿体,也要先找小岩体和 D界面,再找矿;有界面不等于有矿. 试验了地震法、地震层析成象及CASMT法有效果, 重力，磁法，电法和化探应是主要的。3,要在解剖复杂的异常，在深入地质解释上下大力气.,近些年来新采用和试验的方法有：1) 金属矿地震；2) 大地电磁法及可控源音频电磁法；3) 双频激电仪；4) 高密度电法5) 地下、井中物探的发展。6) 重力的应用再次受到重视；,大冶铁矿深部找矿一例(航遥中心),I,II,III,IV,V,推测的长江中下游岩体群,引自安徽地质局,2, 陆相火山岩盆地中玢岩铁矿模式,凤凰山铁矿,梅山铁矿,龙旗山铁矿,宁芜陆相火山岩盆地梅山铁矿-发现的新类型矿床,1，开始时，1956-57年地质部航测队在长江中下游开展1；10万航磁测量，发现许多强磁异常；2，冶金地质807队早就在南京附近地区找铁矿，在火山岩中见到一些矿化点，认为有过成矿物质活动；但是,由于长期受“火山岩中无大矿”(1953年就盛行)的观念束缚，结论是这些矿点是“只见星星，不见月亮”，不会有大矿，而没有进一步工作下去。,3，807队在1957年勘探评价了凤凰山铁矿（玢岩与围岩的接触交代部位）后，开展了外围找矿，但是外围覆盖广泛，露头很少。814队进行了1：2.5万地面磁测,后又对异常区作1：5000地面磁测圈出了梅山强磁异常,于是引起争论,是铁矿还是其它? 鉴于有正负异常并存,认为矿有也不会大.4,1958年5月,807队在异常中心打钻检查,后作了1:10000重力,发现正重力异常范围包括了正负磁异常区,磁异常中心与重力异常中心位置并不一致. 在重力异常中心位置也打钻,见到很厚的梅山矿体.,3, 大宝山Fe、Cu、Pb、Zn、Mo、S矿,1，矿区以南北向山脊的中酸性岩体为界，分东西矿带，有4类矿床：产于D2碳酸盐岩中的多金属硫化物矿床；小岩体中的斑岩型钼矿床，充填型的Cu、Mo、Zn、S矿床等；成矿时间不清,可能为一成矿系列.2，这是一个从唐朝就开发过的老矿山,1956年作了岩石地球化学圈出一条1500米长Cu,Pb,Zn异常带,南部为Pb-Zn 矿带,打钻检查发现200米深矿体, 1958年作了自电,发现29个异常,结合地质化探结果 检查自电异常后发现多个黄铁矿体,构成一条由33个盲矿体组成的长3100米的矿带,宽有400米; 后作磁测发现了西部矿带.,3, 1981年以后,利用成矿模式指导又发现了斑岩型Mo矿,还发现黄铁矿和一批深部隐伏的PbZn矿;已达500米以下.4，最近几年队上追索斑岩钼矿,深部发现大钼矿,几百米厚.5,本矿区找矿磁法、自电、电法、化探都起很好的作用。,大宝山铜铅锌钼硫矿床,4, 凡口矿区地质图,狮,岭,金星岭,仁化 凡口铅锌银矿床,远岩体层状黄铁铅锌矿体,近岩体层状热液交代黄铁铅锌矿体,层控岩浆叠加改造作用成矿模式图,1,凡口Pb-Zn矿体一起有大量的黄铁矿,地表有大量铁帽分布;地下浅部也存在许多矿体,利用自电方法已发现;用人力浅钻也有发现;2, 狮岭深部Pb-Zn矿体是靠打钻确定的？物化探工作起了什么作用? 说有一个异常检查报告,但没见发表内容;3,桂林院作过TEM法试验，有异常反映，并据此确定矿带走向是向东南而不是向南；,4, 估计用原生晕方法沿断裂测量也会有效，井中无线电波透视法也会有效。地面电法在外围会取得好效果的. 5, 从已查到的报告看, 外围矿点很多, 勘查评价工作尚少,综合方法的使用更少,勘探深度也不够.不一定都是在500米以下深度.,5,个旧锡矿-一种锡多金属矿成矿模式,1，也是与燕山期花岗岩有关的接触交代型锡铜多金属矿；2，也是一个老矿山，面临找隐伏矿的任务；3，高峰山深部矿找矿经验很有启发性；4，按照成矿模式用 地质观察+电法定深部隐伏岩体，在1000米处找到矿。,共生矿床: 矽卡岩型CuSn 矿,云英岩型SnWNbAs 矿,高温热液交代型脉形SnW矿,高中温热液交代脉型Sn多金属矿,中低温热也交代型Ag多金属矿,1,2,4,5,7,3,个旧矿田重磁力图,松树脚,老厂,马拉格,重力图,磁力图(化极),找深部岩体突起部位,1,60年代地表填图发现“高峰山鼻状背斜：根据“上有背斜(穹窿),下有岩株突起”规律，这是很好的成矿地区；2，60年代末用电测深发现高峰山下有1个异常高点，另有3个；用原生晕测量，在高峰山发现铅晕，外有Mn晕环绕，并发现一条北东向断裂，有矿化；3，打钻验证。先北边打钻（1001米）未见岩体；后在西边打，也未见岩体；后在综合异常点山打，开始设计为470米，未见岩体，打到763米见到0.12米铜矿，于是在附近再打一孔，1021米见到两层富矿和花岗岩体。证实为一大型矿山基地。,锡多金属矿成矿模式,大厂锡铜多金属矿成矿模式图,大厂,磁法、电法、化探可以大有作为,南岭地区,金属矿多数与岩浆热液活动有关,会形成接触交代矽卡岩型、热液交代和斑岩型等一系列矿床, 具有弱到强磁性的. 毛景文总结:水口山, 东坡, 骑田岭,香花岭, 坪宝, 大宝山,瑶岗仙, 界牌岭, 大厂, 姑婆山, 钟山, 连南,大坑口矿区都有磁异常反映,异常值在10-65nT; 与长江中下游矿产有一定相似之处。,6, 脉状钨锡矿五层楼垂直分带模式,梅子窝钨矿的五层楼成矿模式,8, 富湾银矿的发现是一个找盲矿的范例,1，在一个已打过186个钻井，50000米进尺的含煤盆地内，找金属矿，思想上要突破；盆地全覆盖又增加了难度。2，重视调查成果80年代开展了化探，发现一个Au, Ag的大异常，120km2；后因有一个小Pb-Zn矿露头而把异常否定了；3，重新研究后，异常与T3/C界面一致，带状分布，是综合元素的，强度大，深部有断裂和岩体；,4，地表又发现了Au矿露头，勘探后得储量37。6t，为微细浸染型，矿体向下尖灭；5，发现1：1万化探Ag很高，不能解释；6，钻孔原生晕结果显示向下Au降低而Ag 等增高，出现方铅矿和闪锌矿；7，前人打煤层时在界面见到PbZn矿化；决定沿界面追踪找矿，揭示了大Ag矿的存在，5135t.并在外围发现多个银矿。,8, 紫金山Cu-Au矿,1,燕山晚期的超浅层次火山岩和角砾岩有关的矿床,包括有斑岩型Cu-Mo矿与中低热液型的Cu-Au矿；Au5.4t(4.25g/t),Cu129万吨（1.02%）.2，60年代否定铜的远景；70年代做了化探发现70多处异常，找矿无进展；80年代找金，没有重大进展，但发现深部400米以下有铜(矿物不清楚)，后评价铜有63万吨，金7.4吨; 90年代初勘探 在紫金山西北部圈定了78个矿体129万吨（1.02%） ，储委批准为63万吨（1.09%）。,3，1990-92年开展了40km2物化探工作，发现大量Cu、Mo、W、Sn、Au、Ag、As、Bi、Pb异常，其中Cu晕达3.5km2；后在罗卜岭-仙师岩4km2远景地段作物探，圈出两个异常，视极化率高、视电阻率低，验证后分别见到多层矿，计铜矿层厚83.5m （0.63%）,钼矿层总厚69.55m （0.067%） ，肯定了为一斑岩Cu、Mo带；按照磁、电和化探异常确定了小金山沟-罗卜岭-石槽-南山坪为一个大的矿带。,上 杭 紫 金 山 铜 金 矿成矿模式,陆志刚等提出的东南地区AuSnAg等成矿模式图，1997年,紫金山式,厚婆坳锡矿,长埔锡矿,西岭锡矿,塌山锡矿,9, 阳春地区,1，石菉铜矿-孔雀石和原生矿-辉铜矿,位于吴川-四会断裂南西端,北东和北西两条断裂交叉处,侵入了燕山期花岗闪长岩体;北、西、西南为寒武和泥盆系地层，南、东为C1、C2灰岩与砂页岩。2，岩体南部接触带外200-300米喀斯特发育地段为次生铜矿，似层状，2200米长，几米-550米宽，厚度变化大；3，原生矿：一是矽卡岩型，二是产在岩性界面处的层状矿（矽卡岩和角岩）。,从上向下分四层矿体：一为黄龙群/梓门桥段；二为梓门桥段/测水段；三为测水段/石磴子段；四为石磴子段/孟公坳组。1956年找铁，没有结果；1969年找锡，锡很低；但含铜，用浅钻探，见到多层铜矿，铜较富；勘探铜矿；1961年完工，求得储量。1973年学习长江中下游找矿经验，关注了层间矿，加强了基础地质综合研究，编了剖面。另外发现在接触面凹部矿富集。1975年扩大到外围，打钻发现层状矿相连接；1978年向东扩展陆续见矿。已达大型。,10, 危机矿山深部找矿有突破,1) 找铁矿近几年有较大突破，主要是打低缓磁异常，但是磁异常不作解释推断;2) 地质力学矿田构造分析方法在许多矿区深部找矿发挥了作用-U,W等。,三) 成矿模式要发展要丰富 以陆相火山岩盆地中找矿为例,埋深在400米以下的磁铁矿,也是闪长玢岩侵入粗安岩、凝灰岩中，接触带强烈蚀变，铁矿赋存其中， 4.7亿吨；伴生V2O5 89万吨；黄铁矿3000万吨，铜1.82 万吨；1956年作AM，发现异常，60年才开始作GM，评价为岩体引起；1966年，重新研究资料，认为与梅山异常相似，开展了进一步工作，5月打钻，首钻见到70米厚磁赤铁矿体；1968年又开展重力磁力工作，1：1万，在矿区外围大包庄发现局部重力异常；1976年罗河铁矿会战。,1, 罗河铁矿的发现.,2,大包庄黄铁矿的发现。,1，为一个由大型黄铁矿、中型铁矿和硬石膏矿组成。属火山热液充填交代型矿床。也是闪长玢岩侵入J地层；黄铁矿体位于主铁矿体的顶部、底部及硬石膏矿的下部；有86个矿体；铁矿以赤铁矿为主