找矿方法
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找矿方法概述
主要讲三个方面:控矿因素、找矿标志和找矿技术方法。
一、控矿因素
控矿因素一般是指控制矿床形成和分布的各种地质因素,如构造、岩浆活动、地层、岩相、古地理、区域地球化学因素、变质因素、岩性、古水文、风化因素等。
一个矿床的形成往往是多种控矿因素共同作用的结果,但针对具体的某一类矿床则控矿因素对成矿的贡献是有主次之分的。例如,内生矿床主要受到岩浆岩、构造的控制,外生矿床则着重与地层、岩相、古地理、构造等有关,变质矿床则主要受到变质因素的制约。控矿因素研究是预测、找矿工作中最基本的工作内容之一。
二、找矿标志
找矿标志是指能够直接和间接地指示矿床的存在或可能存在的一切现象和线索。找矿标志按其与矿化的联系一般可分为直接找矿标志和间接找矿标志,前者如矿体露头、铁帽、矿砾、有用矿特重砂、采矿遗迹,后者如蚀变围岩、特殊颜色的岩石、特殊地形、特殊地名、地球物理异常等。
㈠地质标志
1 矿产露头
矿产露头可以直接指示矿产的种类、可能的规模大小、存在的空间位置及产出特征等,是最重要的找矿标志。由于矿产露头在地表常经受风化作用改造,因此据其经受风化作用改造的程度,可分为原生露头和氧化露头两类。
原生露头是指出露在地表,但未经或经微弱的风化作用改造的矿化露头。其矿石的物质成分和结构构造基本保持原来状态。一般来说,物理化学性质稳定,矿石和脉石较坚硬的矿体在地表易保存其原生露头。
多数的矿体的露头,在地表均遭受不同程度的氧化,使矿体的矿物成分、矿石结构发生不同程度的破坏和变化,这种露头称之为矿体的氧化露头。在对金属氧化露头的野外评价中,要注意寻找残留的原生矿物以判断原生矿的种类及质量,另外也可以据次生矿物特征判断原生矿的特征(表3-2-3)。
表3-2-3
某些矿床氧露头常见次生矿物及其颜色特征表
(据长春地质学院找矿教研室编,1979,找矿方法)
金属硫化物矿体的氧化露头最终常在地表形成所谓的“铁帽”。铁帽是指各种金属硫化物矿床经受较为彻底的氧化、风化作用改造后,在地表形成的以Fe、Mn氧化物和氢氧化物为主及硅质、粘土质混杂的帽状堆积物。铁帽是寻找金属硫化物矿床的重要标志。国内外许多有色金属矿床就是据铁帽发现的,如果铁帽规模巨大,还可作铁矿开采。在预测找矿工作中对铁帽首先须区分是硫化物矿床形成的真铁帽或是由富铁质岩石和菱
铁矿氧化而成的假铁帽,其次对铁帽要进一步判断其原生矿的具体种类和矿床类型。
2 近矿围岩蚀变
在内生成矿作用过程中,矿体围岩在热液作用下常发生矿物成分、化学组分及物理性质等诸方面的变化,即围岩蚀变。由于蚀变岩石的分布范围比矿体大,容易被发现,更为重要的是蚀变围岩常常比矿体先暴露于地表,因而可以指示盲矿体的可能存在和分布范围。
围岩的性质和热液的性质是影响蚀变种类的主要因素。不同的蚀变种类常对应一定的矿产种类,主要的围岩蚀变类型及其有关矿产如表3-2-4所列。
表3-2-4
主要围岩蚀变类型及其有关矿产表
(据侯德义等人,1984) 注:+++最常见,++常见,+少见
3 矿物学标志
矿物学标志是指能够为预测找矿工作提供信息的矿物特征。它包括了特殊种类的矿物和矿物标型两方面的内容。前者已形成了传统的重砂找矿方法。后者是近20年来随着现代测试技术水平的提高,使大量存在于矿物中的地质找矿信息能得以充分揭示而逐步发展起来的,并取得了较大的进展,目前已形成矿物学的分枝学科——找矿矿物学。
矿物标型是指同种矿物因生成条件的不同而在物理、化学特征方面所表现出的差异性。通过矿物标型特征研究可以提供以下方面的找矿信息:
1)对地质体进行含矿性评价。
利用矿物标型可以较简捷地判断地质体是否有矿。例如,金矿床中石英呈烟灰色时,其所在的石英脉含金性一般较好。
2)指示可能发现的矿化类型及具体矿种。
预测工作区发育的可能矿化类型,在评价矿点和圈定预测远景区时具有重要意义。如不同成因类型矿床中的磁铁矿,其化学组分差别很大,与基性超基性岩有关的岩浆矿床中,磁铁矿一般含TiO2很高,而其它类型的则含TiO2很低。同一矿床从早期到晚期也呈现规律性变化。从锡石的标型特征(晶形和含微量元素)可以区分伟晶岩型、石英脉型、锡石硫化物型等不同类型的矿化。
3)反映成矿的物理、化学条件。
目前在大比例尺成矿预测及生产矿区的“探边摸底”找矿作中应用较多。利用矿物标型特征的空间变化,推测矿物形成时的物、化条件及空间变化特征,进行矿床分带,指导盲矿找寻。如在反映成矿温度方面,锡石从高温→低温,晶形由简单的四方双锥→四方双锥及短柱状→长柱状、针状;闪锌矿从高温→低温,含铁量由高→低、颜色由黑→淡黄。
(二)地球化学标志
地球化学标志主要是指各种地球化学分散晕,它们是围绕矿体周围的某些元素的局部高含量带。这些分散晕据调查介质的不同可分为原生晕、次生晕(分散流、水晕、气晕、生物晕)等。
从研究、分析地球化学元素的途径入手而达到提取找矿标志的目的,目前已形成了较为成熟的各种专门性的地球化学找矿方法。通过化探方法所圈出的各种分散晕常称之为化探异常。地球化学标志在金属、能源矿产勘查工作中应用非常广泛。
(三)地球物理标志
地球物理标志主要是指各类物探异常,如磁异常、电性异常、放射性异常等。地球物理标志对各种金属矿产、能源矿产的勘查工作具有广泛的指示作用,其主要反映地表以下至深部的矿化信息,对地表以下的地质体具有“透视”的功能,因而是预测、找寻盲矿体(床)的重要途径之一。物探异常的实质是反映地质体的物性差异。因此,地球物理标志是一种间接的找矿标志,其本身往往具有多解性。另外,物探异常的强度受地质体的埋深大小及地形地貌特征影响较大。在应用地球物理标志时,必须结合地质、地貌等多方面的具体特征进行分析,以求对物探异常所反映的信息做出正确的解释。
(四)生物标志
生物的生存状况受环境条件影响较大,一些特殊的生物的存在可以在一定的程度上反映地下的地质特征及可能的矿化特征,因而可以作为指示找矿的标志。例如:我国长江中下游的铜矿区内一般都有铜草生长,目前是公认的本地区内找矿的一种重要指示植物。
(五)人工标志
主要指旧采炼遗迹,特殊的地名等。例如老矿坑、旧矿硐、炼碴、废石堆等,它们是指示矿产分布的可靠标志。我国古代采冶事业发达,旧采炼遗迹遍及各地。古代开采放弃矿山、或者是由于当时技术落后不能继续开采,或是由于对矿产共生组合缺乏识别能力,用现代的技术及经济条件重新评价,有时会发现非常有工业价值的矿床。我国不少矿区是在此基础上发现和开发的。此外,更多的是以这些旧采炼遗迹为线索、通过成矿规律、找矿地质条件的研究而找到更为重要的新矿体。
特殊地名标志是指某些地名是古代采矿者根据当地矿产性质、颜色、用途等而命名的,对选择找矿地区(段)有参考意义。有的地名直接说明当地存在什么矿产,如安徽的铜官山、湖北大冶的铁山、浙江平阳的矾山、甘肃玉门的石油河等。有些地名因古代人对矿产认识的局限性,其地名与主要矿产类型有差别,但仍然指示有矿存在的可能性,例如江西德兴银山实际上是铅锌矿、湖南锡矿山实际上是锑矿、甘肃白银厂实际上是铜矿等。