1、第 卷 第 期 年 月地 质 通 报 .,.,收稿日期:;修订日期:资助项目:中国地质调查局项目全国重要矿集区找矿预测(编号:)、矿集区矿产调查及深部找矿预测(编号:)、矿产勘查区块优选评价与成果集成(编号:)、重点勘查区资源潜力评价与重要矿山深边部找矿预测(编号:)和国家自然科学基金项目四川拉拉铜矿田红泥坡铜矿成矿流体与成矿机制的精细解剖(批准号:)、内蒙中部早二叠世辉长岩花岗岩杂岩体成因及区域构造内涵(批准号:)作者简介:庞振山(),男,博士,教授级高工,从事矿产勘查及找矿预测研究工作。:.:.成矿地质体找矿预测理论与方法在矿产勘查中的应用庞振山,薛建玲,程志中,陈辉,张晓飞,贾儒雅,隗含
2、涛,左群超,雷晓力,张志辉,郭少丰,唐相伟,龚灵明,李康宁,.中国地质调查局发展研究中心,北京;.自然资源部矿产勘查技术指导中心,北京;.河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院,河南 郑州;.四川省第七地质大队,四川 乐山;.甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院,甘肃 兰州.,;.,;.,;.,;.,摘要:成矿地质体找矿预测理论与方法的创建为中国勘查区找矿工作提供了理论指导和方法遵循,已广泛应用于矿集区、老矿山深部与外围的找矿预测和矿产勘查中。在河南省银洞坡金银矿集区、甘肃省早子沟金矿、四川省拉拉铜矿集区等 个矿集区和 座矿山取得了良好的找矿效果。该理论方法的核心是构建成矿地质体成矿构造和成矿结
3、构面成矿作用特征标志“三位一体”找矿预测地质模型。总结了应用成矿地质体找矿预测理论与方法开展找矿预测工作的流程和要点:开展预研究提出找矿思路,研究典型矿床确定主攻矿床类型;研究成矿地质体确定找矿方向,研究成矿构造与成矿结构面确定矿体赋存位置,研究成矿作用特征标志提供矿体赋存依据,构建找矿预测地质模型确定成矿作用中心;综合地质、物探、化探方法,预测深部矿体空间位置;探矿工程验证实现找矿突破。本次研究为找矿预测工作提供了思路和示范,为新一轮找矿突破战略行动提供了支撑服务。关键词:成矿地质体;找矿预测;银洞坡金银矿集区;拉拉铜矿集区;早子沟金矿;矿产勘查工程中图分类号:文献标志码:文章编号:(),(
4、):.,.“”(,).,.,.,.,.,.,.:;叶天竺等(,;)在全国 座危机矿山接替资源勘查和 个典型矿床研究的基础上,结合国内外矿床学与地球化学研究最新进展、主要类型矿床勘查重大发现,边实践边探索,将大比例尺矿产预测方法技术系统化、综合化,总结出一套针对勘查区的找矿预测理论和方法,称为“成矿地质体找矿预测理论与方法”。该理论以矿物学、岩石学、矿床学、成矿构造学、地球化学等基础理论为指导,以大量野外观测和实验数据为支撑,通过总结矿山深部和外围找矿实践及典型矿床研究成果,按照成矿作用内因和外因相结合的辩证思维,成矿作用时间、空间、物质、能量相统一的综合思维,元素地球化学分类和找矿预测矿床分类
5、的比较思维,提出成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志等概念,依据地质作用划分了沉积作用、火山作用、岩浆侵入作用、变质作用和大型变形作用、复合 叠加作用 类成矿地质作用,以及构造界面、岩性和地质体界面、物理化学转换界面 类成矿结构面;进而依据成矿地质作用对中国主要矿床类型进行重新划分,归纳总结了主要矿床类型的地质特征,构建了反映矿体赋存位置的成矿地质体成矿构造和成矿结构面成矿作用特征标志找矿预测地质模型(也称“三位一体”找矿预测地质模型)。在此基础上,提出勘查区找矿预测的工作方法(叶天竺等,;薛建玲等,;庞振山等,)。该理论与方法在老矿山深部和外围找矿、全国重要矿集区找矿预测中得到
6、广泛应用,指导 个老矿山深边部找矿,取得重大突破,其中河南老湾金矿、江苏栖霞山铅锌矿、湖南香花岭锡矿等 座矿床新增资源量达到大型矿床规模及以上;湖南水口山铅锌矿、甘肃白银厂铜矿、江西武山铜矿等 座矿床新增资源量达到中型矿床规模。在内蒙古克什克腾、四川会理、甘肃合作等 个矿集区开展找矿预测,实现在“新地区、新层位、新类型、新矿种、新深度”找矿取得突破,新发现内蒙古维拉斯托大型锡锂矿、四川会理红泥坡大型铜矿,在甘肃早子沟金矿、河南银洞坡金银矿、陕西山阳金矿、山东招贤金矿深部取得找矿新发现,进一步拓展了找矿空间。实践证明,成矿地质体找矿预测理论与方法为中国勘查区找矿领域提供了完整的方法体系,显著提升
7、了中国大比例尺矿产预测理论与方法水平,使矿床学、矿床地球化学的研究与矿产勘查紧密结合,研究成果直接服务于矿产勘查工作,并取得了显著成效(王明明等,;张欢欢等,;薛建玲等,;葛战林等,;王建青等,)。在上述工作的基础上,本文总结了成矿地质体找矿预测理论与方法的工作流程和要点,并对河南省银洞坡金矿、甘肃省早子沟金矿、四川拉拉铜矿外围找矿预测案例进行了解剖,旨在为大比例尺矿产预测工作提供思路和示范,支撑服务新一轮找矿突破战略行动。地 质 通 报 年 成矿地质体找矿预测工作要点采用成矿地质体找矿预测理论与方法开展找矿预测工作时,须遵循预研究、确定矿床类型、研究成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用
8、特征标志、构建找矿预测地质模型、开展物化探工作、实施探矿工程验证等工作程序(图)。主要工作目标包括:开展预研究,提出找矿思路;构建“三位一体”找矿预测地质模型,推断矿体可能赋存位置;构建找矿预测综合信息模型,确定成矿作用中心,总结有效勘查技术方法组合;预测深部矿体空间位置,开展探矿工程验证,最终实现找矿突破。图 找矿预测工作流程图(据严光生等,).开展预研究,初步确定矿床类型,提出找矿思路 预研究是对以往地质工作成果的总结与重新解释,是新一轮矿产勘查工作的基础,主要研究内容包括:全面收集地质矿产资料,编制区域及勘查区工作程度图;研究区域成矿地质条件,分析地球物理、地球化学、重砂、遥感异常等特征
9、,圈定找矿靶区,解决在哪找矿的问题;研究勘查区大地构造背景,分析勘查区可能形成的矿种及矿床类型组合,将找矿具体为找什么类型的矿;在矿田或矿集区范围内开展典型矿床研究,分析矿床类型、控矿因素、成矿地质要素、找矿标志,建立典型矿床成矿模式,总结找矿预测要素,建立典型矿床找矿预测综合信息模型,为勘查区找矿提供类比依据,解决怎么找矿的问题(叶天竺等,;);研究勘查区地质特征,确定勘查区找矿预测工作程度,分析找矿可能性;根据勘查区地层、构造、岩浆岩、矿化蚀变等基本地质特征,按照找矿预测矿床类型划分方案,确定勘查区找矿预测矿床类型(表)。.开展专题研究,构建“三位一体”找矿预测地质模型 成矿地质体指与矿床
10、形成在时间、空间和成因上具有密切联系的地质体(叶天竺等,;王玉往等,)。成矿构造指与矿床形成及改造有关的构造(陈国达,)。成矿结构面指成矿作用过程中赋存矿体的显性或隐性存在的岩石物理及化学性质不连续面,也就是赋存矿体的各类界面(叶天竺等,;)。成矿作用特征标志指能够直接指示矿体赋存位置和对找矿预测具有特殊意义的标志。在确定了勘查区找矿预测矿床类型的基础上,以解决成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志为目的,开展专题地质填图(包括矿体、矿化蚀变带调查研究)等工作,并有针对性地采集各类样品,为构建找矿预测地质模型、预测未查明矿产资源具体位置、部署验证工程提供基础地质资料和依据。.专题地
11、质填图根据不同矿床类型,应开展不同侧重的专题地质填图。沉积类矿床,包括沉积型、碎屑岩喷流沉积型、碳酸盐岩容矿的非岩浆热液型矿床,开展大比例尺沉积岩岩性构造专题地质填图。火山岩类矿床,包括海相火山岩型、陆相火山岩型矿床,开展大比例尺火山岩岩性岩相构造专题地质填图。侵入岩类矿床,主要指超基性、基性岩型铬、铜镍、铁矿床等,开展大比例尺侵入岩岩性构造专题地质填图。变质类矿床,包括沉积变质型、古火山喷流型、古热液型矿床,开展大比例尺变质变形专题地质填图。对岩浆热液型矿床、复合成因矿床,或暂不能确定成矿地质作用类型的矿床,开展大比例尺综合岩性构造专题地质填图。大型变形构造型矿床开展成矿构造专题地质填图,也
12、可结合沉积岩 火山岩 侵入岩 变质岩区专题填图开展。矿化蚀变专题地质填图需结合沉积岩 火山岩 侵入岩 变质第 卷 第 期庞振山等:成矿地质体找矿预测理论与方法在矿产勘查中的应用表 主要矿床类型分类(叶天竺等,)成矿地质作用成矿地质作用亚类矿床类型沉积地质作用.表生作用.沉积成岩作用.热水沉积作用.非岩浆热液作用风化型沉积型(砂矿)古(砂)砾岩型(金、铀矿)蒸发盐型(石膏矿、岩盐矿)化学沉积型(磷、铁、锰、铝矿)黑色页岩型(镍、钼、钒、铀、钴矿)碎屑岩喷流沉积型(铅锌、铜、铁、锰矿)砂岩型(铜、铀矿)碳酸盐岩容矿的非岩浆后生热液型(铅锌矿)火山地质作用.海相火山作用.陆相火山作用海相火山喷流沉积
13、型(铜、铅锌矿)海相火山岩型(铁、锰矿)陆相次火山岩型(铁矿)陆相次火山热液型(金、银、铅锌、铜、铀矿)侵入岩浆地质作用.正岩浆作用.富挥发分岩浆作用.岩浆热液作用超基性岩型(铬铁矿)基性超基性岩型(铜镍矿)基性岩型(钒钛磁铁矿)花岗岩型(稀有、稀土矿)伟晶岩型(稀有、稀土、铀矿)矽卡岩型(铁、铜、钼、金、铅锌、钨、锡矿)高(中)温热液型(钨、锡、稀有、稀土矿)斑岩型(铜、钼、金、钨、锡矿)中低温热液型(金、银、铅锌、钼矿)远成低温热液型(金、锑、汞、钨矿)区域变质地质作用.区域变质作用受变质型(铁、磷、硼矿)变成型(铀、硼、石墨矿)大型变形地质作用.韧性剪切带作用韧性剪切带型(金矿).变质核
14、杂岩作用变质核杂岩型(铜、金矿)复合 叠加地质作用.复合成矿作用复合型矿床.叠加地质作用叠加型矿床.其他流体成矿作用非岩浆热液型岩 大型变形构造专题地质填图开展。.研究成矿地质体,确定找矿方向在找矿预测中,与矿床(体)存在确定性关系的参照物就是成矿地质体,其为找矿预测各类要素(包括地质、矿产、物探、化探)的核心载体,是构建找矿预测地质模型的基础,对找矿预测具有定向作用。成矿地质体主要研究内容包括:确定成矿地质体。要准确划分矿床类型,确定成矿地质作用类型和成矿地质体类型。可根据矿床(体)与成矿地质体之间的形成时代、空间距离、物质成分对比研究进行确定。隐伏的成矿地质体对预测深部矿体空间位置意义重大
15、,需依靠浅部地质识别标志、地球物理、地球化学等资料推断。确定成矿地质体的三维空间位置、成矿地质体在地质体中的位置分布。研究成矿地质体特征:成矿地质体宏观特征地 质 通 报 年即形态、规模、产状、侵位深度、岩体类型、岩相构造特征、构造古地理特征、火山构造特征等(王玉往等,;叶天竺等,);岩性特征即岩石类型、岩石矿物组合及其特征、岩石化学成分特征、地球化学特征、标型微量元素、稀土元素配分、稳定同位素数据等;岩矿成分显示的地质构造信息;成矿地质体成岩时代。成矿地质体与矿体的关系:时间关系,同生、后生,成矿和成岩最大时间差;空间关系;矿体与成矿地质体的空间分布关系;物质成分来源;矿体与成矿地质体在水、
16、成矿元素及其他成分之间的关系。.研究成矿构造和成矿结构面,推断矿体赋存位置 研究成矿构造和成矿结构面的目的是推断矿体空间赋存位置。构造界面、岩性及地质体界面、物理化学界面 类成矿结构面在同一矿床类型中经常形成密切的时空关系,复合出现时,其找矿意义十分重要。主要研究内容包括:确定成矿构造系统及成矿结构面类型。区分成矿前、成矿期、成矿后构造。总结成矿结构面具体特征:构造界面、岩性和地质界面、物理化学转换界面的具体内容;结构面宏观特征,即产状、形态、规模、样式;结构面力学性质及应力分析;结构面物质组分;结构面活动(期次、强度)。成矿构造和控岩构造(控制成矿地质体构造)关系:包括空间关系和时间关系。成矿构造和区域构造关系及区域构造体系分析。构建矿床(或矿田)成矿构造、成矿地质体空间格架,即找矿预测地质模型空间格架。.研究成矿作用特征标志,提供矿体赋存依据通过浅部成矿作用特征标志的研究能判别深部形成大中型矿床的可能性,提供赋存矿体的依据。找矿预测中,确定成矿作用特征标志必须研究总结各类矿床类型的成矿作用产物及其特征,并与相同类型的典型矿床特征标志进行对比,最终确定勘查区的成矿作用特征标志。主要研