国内外金属矿产地质研究现状及发展趋势

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❖ 2）虽然勘查程度低的成矿区带更容易取得大的找 矿成果，但由于目前在全球范围内具有较好找矿前 景的低勘探程度成矿区带越来越少，而且主要集中 在中亚和特提斯两个工作条件较差的区域内。 近十年来，在这些低勘探程较的成矿区带的找 矿发现也不特别显著，大的找矿发现主要是蒙古境 内的中亚成矿区带，中国西藏的特提斯区域内取得 的找矿发现，因其工作程度低短时内还难以造成市 场的影响。
❖超大型矿床由于其巨大的经济意义，使近 20多年来，受到际矿床学界的普遍重视， 超大型矿床的形成背景和成矿作用过程及 其预测Hale Waihona Puke Baidu究成为矿产资源研究的重要方向。
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❖ 超大型矿床的定义尚不够一致，加拿大 Laznika(1989)提出巨大(Giant)型矿床为金属的异 常地球化学聚集，其吨位聚集指数为矿床的经济 金属吨位与地壳中金属平均含量(10-6)的比值大于 1011，而超巨型(Supergiant)矿床指数大于1012
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超巨量金属工业堆积与异常成矿
❖ 超巨量金属工业堆积是指大规模成矿并形成大型矿 集区，而且形成大到超大型矿床。据不完全统计， 如发现超大型矿床7－10%即可解决该矿种的70－ 90%的储量，因而，超大型矿床具有重要工业意义， 其发现机率很小。但通过新的“认知” 还是能够发 现的。尤其是对特别大的超大型矿床，我们称之为 异常超大型矿床(Exception superlarge deposits） 发现的意义更为重要。
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❖ 总的来说，近十年来国际国内的有色金属矿床的 发现呈现出如下几点的特征：
❖ 1）在勘查程较高的成矿区带上，只有极少的成矿 区带上取得意义重大的找矿成果 。
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❖ 在全球范围看，其中最著名的应该是澳大利亚 Mount Isa 成矿省，在上个世纪90年代后发现了 Century铅锌矿床(Pb和Zn 1380.6万吨、Ag4248 吨)、Ernst Henry铜金矿床(Cu184万吨、Au90.18 吨)、Osborne(Cu72万吨、Au=6吨)、 Cannington铅锌银矿床(Pb和Zn672万吨、 Ag23177吨)
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❖ 在中国，虽然曾经对东天山土屋铜矿的发现寄予 了厚望，但实际后来确证的储量远达不到超大型 的规模，未能对中国铜资源的短缺做出实质性贡 献。只有近年在西藏岗底斯成矿带发现的甲马、 铜嘎、驱龙、厅宫、冲江等铜矿展现出较好的前 景，有可能成为对中国铜资源格局有重要影响的 找矿发现。
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❖ 涂光炽(1994)将超过我国储量手册中的大型矿床 储量5倍以上的矿床超称为超大型矿床。对若干有 色金属与贵金属(如Cu、Pb、Zn、Au、Ag)来说 与Laznika的巨型矿床大致吻合，即二者储量落在 同一个数量级范围，但对黑色金属与若干稀有金 属来说二者储量相差很大，可达几个数量级的差 别。
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据预测，到2010年，45种主要矿产已探明储量 仅能满足需求的1/3，到2020年形势更为严峻， 可保证需求的仅有6种矿产。另一方面，近15年 来我国原有的190座大型有色金属矿山已有62% 闭坑停产；2010年，占矿产品供应绝对优势的现 有78座大型矿山又将闭坑50%、2020年将闭坑 80%。矿产资源的保障程度和战略储备已低于或 接近国家经济安全、国防安全与社会安全的底线。
全球构造与成矿
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❖美国在科罗拉多州克里德矿区进行深达 3~5km的科学钻探，其主要目标包括探测：
❖推测以隐伏侵入体及可能与之伴生的斑岩 矿化的深部热源；
❖古热液系统的地热、化学及水文地质演化， 并与现代地热环境相对比；
❖矿化作用与容矿酸性火山岩破火山口之间 的时间、构造及岩石学关系。
1.4大规模成矿作用与大型成矿密集区
❖大规模成矿作用研究的基点是成矿地球动 力学，探讨层圈之间，尤其是壳幔之间相 互作用的形式、过程和结果以及制约其发 生的动力学机制。
❖国际研究动态表明，从地幔和陆壳深部去 寻找成矿作用的根源已成为关键的科学问 题之一，什么样的动力学机制和过程会诱 发金属的巨量富集？
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“幔根构造”（Mantle rooted）成矿（裴荣 富院士）
岩石圈与软流圈两者之间的物性具显著的不 同，因而它们之间是最活动的构造部位， 上个世纪七十年代Jordan（1977）提出该 部位属地球圈层中的构造圈。澳大利亚的 Macquarie大学Oreilly(1977)根据底侵 （Underplate）提出构造圈热侵蚀。 IGCP-354项目结合深断裂构造运动提出 “幔根构造”（Mantle rooted）。
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❖毛景文等(1999)提出大规模成矿作用实质是 成矿物质的巨量供给、传输和聚储过程。 这种作用不可能在成矿区带或成矿省中均 匀发生，有超巨量成矿物质聚集地段，就 有更大面积的贫化或不发生变化的地段。 因此，有一个成矿省中，大规模成矿主要 表现在几个或十几个大型矿集区。这些占 全成矿省面积不到5~15%的矿集区一般拥 有全区成矿金属量的80~90%。
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❖深部构造研究表明，矿床、矿田和成 矿带的分布除受浅部地质构造控制外还 受地壳厚度和成分、上地幔的起伏等因 素控制。俄罗斯已利用深部地质成果编 制了莫霍面深度与成矿省相关关系图， 并在许多地区开展了深部构造与成矿预 测的研究。美国也已开展了利用地壳厚 度、布格重力数据、上地幔波速等资料 解释地壳中金属成矿省的分布规律方面 的研究。
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矿山地质与测量科学 导论与前沿
第三讲
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国内外金属矿产地质 研究现状与发展趋势
谢焱石
南华大学核资源与核燃料工程学院
主要内容
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❖前言
❖一、近年国内外找矿成效与特点
❖二、 成矿理论与勘查战略
▪ 1、成矿理论研究现状 ▪ 2、近代成矿理论特点 ▪ 3、勘查技术 ▪ 4、危机矿山接替资源找矿勘查 ▪ 5、信息技术
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幔 根 构 造 成 矿 举 例
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1.2 成矿省
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❖金属成矿省应重点研究下列内容：
❖成矿构造背景：主要从地质历史演化研究 不同时期区域构造的交汇样式、相互作用 强度和彼此影响的范围，探讨构造演化的 动力机制，提出有利“成矿构造场”形成 的背景和条件。
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❖“成矿构造场”:主要研究“成矿构造场” 中综合控矿因素的有利组合和汇聚机 制，尤其是突出研究其中“金属成矿 相”的形成、分布与结构，阐明它形 成的最有利时空域。
前言
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❖ 我国资源保证度低，危及国家安全
我国资源保障程度低，资源总量和人均占有量严重 不足，可持续保障年限不及世界平均水平。占全球人口 1/4的中国，人均矿产资源占有量为世界人均占有量的 58%，居世界第53位。
❖ 其中主要有色金属战略矿产资源尤为稀缺，镍、钴、铜 的储量分别只占世界储量的3.7%、2.86%和1.86%。探 明储量的静态保障年限不及世界平均水平。更为严峻的 是，中国正处于工业化中期，随着经济的快速发展，未 来数十年对矿产资源的消费需求还会成倍增长。
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❖邓晋福等(1999)提出岩石/软流圈系统的大 灾变(Catastrophe)与成矿大爆发 (Explosion)、岩石圈尺度三维不连续 (Discontinuities)与大尺度成矿带的储矿空 间以及岩浆-流体-成矿系统与成矿作用的源 -储统一的时空关系等问题从理论上阐述了 矿集区形成机理。
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❖成矿省的综合研究：编制不同比例尺的金 属成矿省的四维成矿分带图；依据成矿与 构造的统一性和地质历史演化中动态成矿 概念，编制新的四维成矿分带图，并在此 基础上进行新一轮成矿远景区预测。
❖这种成矿预测新思维是对地质勘查工作的 重大贡献。
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1.3 超大型矿床寻找和探索的理论基础
1.1 构造与成矿
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1) 全球构造与成矿
由于找矿评价和成矿预测的需要，全球构造与 成矿逐渐成为当今地球科学的研究热点。人们首 先发现很多金属矿床产于活动大陆边缘。在这种 构造环境中消减带的存在、钙碱性岩浆的发育和 强烈热流体的作用形成了一系列金属矿床。
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❖ 板块构造理论虽然能够解释显生宙某些金属矿床 的分布规律，但是难以应用到太古宙和元古宙。 为了弥补板块理论的不足，近年由Gurnis和 Murphy等人提出了超大陆旋回，并发现超大陆旋 回与金属成矿巨旋回之间具有惊人的一致性。由 于超大陆离合涉及到深部构造热活动、大陆岩石 圈上拱作用、地幔物质楔入作用、地幔部分熔融 作用、地壳伸展作用和碰撞作用，因而与成矿的 关系十分密切。
❖ 大量资料表明，特定金属矿床的成矿期与超大陆 的离合期一致。
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2) 深部地质构造与成矿
❖以往认为，金属矿床只形成于地壳上部的 2~3km深处。但俄罗斯科拉半岛超深不但 在1665~1830m的深度见到铜镍矿化，而且 在6.6~9.5km深处也了见到了低温热液型 Cu、Pb、Zn、Ni、Ag矿化。在俄罗斯克里 沃罗克铁矿田已由深钻证实了2700~3000m 深处分布有富铁矿石的预测。
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❖3）在工作条件和找矿潜力都好的成矿区带 内，随着未勘探的找矿潜力好的基岩出露 区越来越少，覆盖区成为找矿勘查的重要 目标。
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❖ 智利的铜矿发现统计资料显示，上世纪90年以后， 这种覆盖区的找矿发现也成了该地区铜矿发现的 主要途径之一。 但近十年来，全球范围内未见在覆盖区取得 重大找矿发现的报道。在中国，目前对这种覆盖 区找矿勘查还没有给予足够的重视，所以也未见 有在覆盖区取得的大的找矿成果。
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❖ 有色金属是国民经济建设中最主要的资源，无论 是矿种还是矿床类型，有色金属在固体矿产中无 疑是占有绝对的主体地位，有色金属矿产地质研 究和勘查不仅面临着矿产地质界最主要的难题， 其进展也代表了矿产地质进展的最前缘。
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一、近年国内外找矿成效与特点
❖近十年来, 能引起全球供求关系变化的大的有色金 属矿床的发现越来越少。以铜为例，自1974年发现 Olympic坝铜铀金矿床(Olympic Dam Cu-U-Au Deposit，3000万吨Cu、 93万U3O8、 1200吨Au) 以及1981年发现Escondida（埃斯康迪达，智利） 斑岩铜矿(2775万吨铜)以后，能真正达到千万吨级 储量矿床的发现只有近年来在蒙古发现Oyu Tolgoi 铜矿(该矿矿石总储量为16亿吨，铜平均品位为 0.63%，金为0.17克/吨，目前正在勘探)。
▪ 1、成矿理论研究现状 ▪ 2、近代成矿理论特点 ▪ 3、勘查技术 ▪ 4、危机矿山接替资源找矿勘查 ▪ 5、信息技术
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1.成矿理论研究现状
❖1.1 构造与成矿 ❖1.2 成矿省 ❖1.3 超大型矿床寻找和探索的理论基础 ❖1.4 大规模成矿作用与大型成矿密集区
❖1.5 地球内部流体与成矿 ❖1.6 现代成矿作用 ❖1.7 微生物成矿作用 ❖1.8 成矿模式与成矿系列
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智利铜矿床不同发现途径对找矿发现贡献的统计
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二、 成矿理论与勘查战略
❖ 成矿理论是形成勘查战略的基础，没有正确的成 矿理论，就不可能形成正确的勘查战略，也就不 可能导致巨大的找矿发现的取得。成矿理论的正 确与否，不在于它能否解释已发现的成矿现象， 更在于它能否预测未发现的成矿现象。
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❖ 成矿地质事件：重点研究事件过程和跨区 域或跨壳层传递的不连续性，为判断事件 的存在及其性质提供依据
❖ 成矿年代：主要对有代表性矿床，在其成 矿物共生序次定性研究基础上，进行各种 方法的测年，同是还要依据地质体相互关 系作为成矿年代确定的依据，建立金属成 矿省区域成矿时钟(Metallogenic time table)；
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❖在其它著名的成矿区带上都没有这种大规 模的找矿发现，其原因不是其它成矿区带 没有找矿潜力，更主要的在于澳大利亚政 府和矿业公司在矿业最低迷的时候仍重视 找矿，并且坚持的正确的勘查战略 。
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❖在中国，南岭成矿带在近十年来取得的找 矿发现比较显著，有芙蓉锡矿床、粤北地 区的天门嶂、潭岭锡矿等。