對地球化學(xué)探礦四個問題的思考論文
[摘 要]多年來,地球化學(xué)探礦能否區(qū)分礦體與礦化異學(xué)、地球化學(xué)異常模型與實際運(yùn)用等諸多問題是地化探礦工作中的疑難核心問題,本文從多角度分析了地球化學(xué)探礦中的四個基本問題,從而為今后地球化學(xué)探礦工作打下良好的理論基礎(chǔ)。
[關(guān)鍵詞]地球化學(xué) 探礦 思考
一、地化探礦幾個問題的分析
1.礦床區(qū)分和礦化異常,是多年來地球化學(xué)探礦工作的首要問題,使用當(dāng)前世界上各種先進(jìn)的地球化學(xué)測量辦法可將金屬礦床劃歸為一種地球化學(xué)異常。而尋找金屬礦床問題,也就可以歸結(jié)為尋找這種地球化學(xué)異常。用各種地球化學(xué)測量方法,可以查明各種地球化學(xué)異常。但所發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)卻要超過工業(yè)礦床數(shù)的許多倍,并且由于礦床產(chǎn)出的地質(zhì)條件和景觀地球化學(xué)條件的不同,往往會出現(xiàn)小礦異常大或大礦異常小的情況。在個別情況下,那種小(弱)異常還可能被天然的和技術(shù)上的干擾所掩蓋。這就要求查明由一定規(guī)模和產(chǎn)出條件的礦床,在地球化學(xué)場中所產(chǎn)生的異常,并從發(fā)現(xiàn)的大量異常中,劃分出那些與工業(yè)礦床有關(guān)的少量異常來。這就是地球化學(xué)異常評價問題。
地球化學(xué)異常評價的內(nèi)容是:(1)定性,即確定異常性質(zhì),鑒別礦體異常與非礦異常。非礦異常中,主要是礦化異常,也就是達(dá)不到工業(yè)要求的礦化所引起的異常。(2)定位,即判斷異常與礦體在空間上的關(guān)系。(3)定量,即估計礦體的埋深、規(guī)模、產(chǎn)狀、形態(tài)、礦石組分、成因類型等。這三條中,第一條是異常評價的根本問題,對它有兩種認(rèn)識:一種觀點是,認(rèn)為化探能夠區(qū)分礦體與礦化異常。理由是,元素集中到一定程度才成為礦體,元素組合和含量的變化與礦化應(yīng)有本質(zhì)的差異。據(jù)稱,蘇聯(lián)就解決了異常評價中的這一關(guān)鍵問題。其準(zhǔn)則是:a.礦化暈中組分比礦體簡單,且異常孤立零散,沒有中心,分帶不明顯。b.組合(累加或累乘)暈指數(shù)值的變化曲線在橫交礦化走向方向上,不能形成明顯的最大值。c.在相似地質(zhì)條件下,礦化異常規(guī)模小。此外,結(jié)合構(gòu)造、巖性、蝕變情況和其他方法,可以有效地鑒別礦體與礦化異常。地球化學(xué)障的研究,也可能有助于這種鑒別工作。另一種觀點是,元素集中到什么程度就算是礦體,是根據(jù)當(dāng)前采、選、冶的技術(shù)水平由人們確定的,今天屬于礦化的,將來也可能算做礦體,即認(rèn)為礦化與礦體沒有本質(zhì)差異,兩者的異常不能區(qū)分。例如,斑巖銅礦床,平均Cu含量達(dá)0.2的礦化斑巖體,與含銅礦床的斑巖體0.4,根據(jù)地球化學(xué)資料基本上無法區(qū)別開來。如在理論上區(qū)分礦體與礦化異常是不可能的,而我們在實際運(yùn)用中卻硬要區(qū)分,那是徒勞。但如能區(qū)分,而人們不想法區(qū)分,那便是保守,因此這是個非常值得探討的問題。
2.地球化學(xué)異常模型與實際運(yùn)用
探尋地球化學(xué)異常通過模型設(shè)定并在實際中加以運(yùn)用,是實現(xiàn)這一目標(biāo)的有效方法。近年來,國內(nèi)外通過編寫例案,建立了一系列礦床地球化學(xué)異常模型,這種模型是礦床成因模型的重要組成部分,是成礦的客觀表現(xiàn)。它是從大量實際資料中抽取出來的元素地球化學(xué)異常共同特點,概括地表達(dá)了元素或化合物在不同地區(qū)、不同類型金屬礦床上,在周圍空間上和時間上的變化規(guī)律性。它表達(dá)了:(1)地球化學(xué)異常的幾何形態(tài)(異常的幾何形態(tài),大體上與礦體或礦化帶的形態(tài)相一致),直觀地反映了形成礦體或礦化帶或暈的控制因素。(2)組分及其分帶性,即對于各種類型礦床原生暈,暈中組分與礦石組分完全一致,并具有明顯的垂直和水平的分帶性,客觀地反映了礦石的成分及礦物的空間分布規(guī)律。(3)元素濃度分帶特征,即暈中元素濃度隨著遠(yuǎn)離礦體、礦床、礦田乃至礦帶,一般呈現(xiàn)逐漸降低的規(guī)律,它反映了元素含量梯度的變化,可用來判斷礦化中心,以及鑒別富礦化與分散礦化。
建立地球化學(xué)異常模型,對于地球化學(xué)資料的綜合分析和總結(jié),都是一種較理想的表達(dá)方式。它簡單、直觀、易于理解又便于利用。由于資料的限制,新建立的模型可能會有不少欠缺,這就有待于今后有了更新的資料時,對原來的結(jié)論進(jìn)行修改,這也是科學(xué)推理的正常過程。又由于地質(zhì)情況的復(fù)雜性.不同地區(qū),不同類型礦床.地球化學(xué)異常并非完全與模型符合不同地區(qū),相同類型礦床,地球化學(xué)異常也往往不符合(重現(xiàn))。因此.在實際運(yùn)用中,在未知區(qū)所獲得的異常.只要某些方面與模型符合、復(fù)合,就可大膽提出驗證意見。因為完全符合、復(fù)合,在目前是不可能的。
3.試驗測量工作的重要性
何為實驗測量就是指在一個地區(qū)著手進(jìn)行生產(chǎn)之前,選定最佳采樣方法和分析方案是十分必要的。它是通過選擇與所要尋找的礦床類型,地質(zhì)及地球化學(xué)景觀條件盡量相似的已知礦床進(jìn)行試驗確定的。這就是試驗測量。
對不同的地球化學(xué)測量方法,實驗測量的內(nèi)容也不同。歸結(jié)起來,其內(nèi)容大體是了解覆蓋物的性質(zhì)、巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造特點,選擇取樣介質(zhì),確定取樣密度、樣品粒級、取樣層位:確定樣品處理方案:選擇指示元素:測定未受礦化影響或影響很小的巖層中的金屬含量,確定地球化學(xué)區(qū)域背景值、局部背景值和異常值;研究地球化學(xué)異常特點,各種影響因素,提出找礦標(biāo)志,確定解釋評價地球化學(xué)異常資料的準(zhǔn)則,等等。
試驗測量是在以往的資料基礎(chǔ)上.借鑒實際經(jīng)驗,有重點地進(jìn)行。對樣品類型、取樣介質(zhì)、指示元素等有效性檢驗,是實驗測量的一個重要部分。
4.化探及應(yīng)用程序基礎(chǔ)工作
通過近二十年的地球化探礦工作的總結(jié),我認(rèn)為地球化探工作的工作程序是:取樣一加工一分析一整理資料一檢查異常一驗證異常。從中可以看出,“驗證異�！敝暗墓ぷ�,都是基礎(chǔ)工作:筆者認(rèn)為,化探基礎(chǔ)工作中,最需加強(qiáng)的應(yīng)為以下幾方面。
(1)地球化學(xué)理論工作。研究各種地球化學(xué)異常的形成機(jī)理和影響因素,是最基本的基礎(chǔ)工作,它是制定相應(yīng)地球化學(xué)普查方法的依據(jù)、這一工作,一方面是積累和總結(jié)實際資料,另方面是實驗,如進(jìn)行成礦、成暈的地質(zhì)和地球化學(xué)模擬實驗及數(shù)學(xué)模擬實驗。主要研究在各種地質(zhì)和地球化學(xué)作用過程中,元素的遷移方式,集中的環(huán)境、條件及存在形式。第三方面是進(jìn)行溫壓地球化學(xué)研究這些基礎(chǔ)工作.能為制定地球化學(xué)普查方法、正確確定取樣介質(zhì)、選擇合理的分析方法提供理論依據(jù)。
(2)地質(zhì)基礎(chǔ)工作。主要包括對構(gòu)造、巖層、蝕變、礦化現(xiàn)象的觀察了解,對礦化及成因類型的認(rèn)識,并加強(qiáng)對巖石學(xué)及礦物學(xué)的研究。
(3)實現(xiàn)編錄工作的`標(biāo)準(zhǔn)化。
(4)分析基礎(chǔ)工作。擴(kuò)大分析元素的范圍,今后應(yīng)爭取達(dá)到80種增加分析手段,努力研究出高靈敏度、高精確度、高準(zhǔn)確度的相態(tài)和價態(tài)分析以及微區(qū)超微量分析方法一建立分析中心,實現(xiàn)基本分析的儀表化和自動化,提高質(zhì)量。
(5)制定嚴(yán)密的取樣、加工、分析、資料整理等一整套的質(zhì)量監(jiān)控方案。
(6)實現(xiàn)資料整理的標(biāo)準(zhǔn)化,建立基礎(chǔ)資料。其中應(yīng)包括:我國各種巖石的區(qū)域地球化學(xué)背景值,各種介質(zhì)如水、空氣、植物、土壤中元素的平均含量:各種巖漿巖的平均化學(xué)成分,各種類型礦床礦物的包裹體溫度、成分、鹽度、同位素測定數(shù)據(jù):主要指示元素的存在形式;成礦、成暈的熱力學(xué)數(shù)據(jù):各種地球化學(xué)測量的原始數(shù)據(jù)圖、元素地球化學(xué)圖、地球化學(xué)成礦預(yù)測圖、景觀地球化學(xué)圖等基本圖件;報告書:各種地球化學(xué)異常模型和數(shù)學(xué)模型:典型研究例案及找礦例案等。
建立相應(yīng)的系統(tǒng)。例如組織管理系統(tǒng),元素的中心測試系統(tǒng),巖石學(xué)和礦物學(xué)中心測試系統(tǒng),地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等,是實現(xiàn)、加強(qiáng)基礎(chǔ)工作的組織保證。
二、對地球化學(xué)探礦工作中幾個技術(shù)補(bǔ)充說明
1.層控礦床在地層剖面上的巖性特點是:下部通常是一套碎屑巖,上部是碳酸鹽巖石,工業(yè)礦體一般存在碳酸巖石的中下部。下部碎屑巖(特別是細(xì)碎屑巖)具隔水性,上部碳酸巖石是含水巖層,兩套含水性不同的接觸帶有利于地下水活動,為成礦作用提供水源。
2.層控礦床成礦物質(zhì)來自礦源層,礦源層中可能初步富集了某種成礦元素,但更主要的是分散于礦源層中的物質(zhì)能否被“解放”出來轉(zhuǎn)入溶液。正如“兩次成礦說”所指出的:“物質(zhì)的玻璃狀態(tài)(火山玻璃)成混合物狀態(tài)(如碎屑沉積),各組份之間沒有化學(xué)平衡關(guān)系。這些巖石在扭應(yīng)力和熱力驅(qū)動下,容易晶化,在結(jié)晶過程中,不易進(jìn)入晶格的某些金屬元素則轉(zhuǎn)入溶液形成礦液,所以在許多情況下,碎屑巖和火山巖通常是層控礦床的礦源層,為成礦作用的來源。
3.層控礦床工業(yè)礦體的形成是異地改造富集的控礦層位可分為礦源層和儲礦層兩部分。其中:礦源層層位稍低,在許多情況下由碎庸巖和火山巖組成;儲礦層稍高,常由破酸鹽巖石組成。
4.產(chǎn)于厚層狀灰?guī)r和厚層狀白云巖中的礦體,大都呈不規(guī)則脈狀,線狀,串珠狀產(chǎn)出,形態(tài)復(fù)雜,不易勘探;產(chǎn)于薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r和薄層狀灰?guī)r接觸帶(或兩種巖性突變帶)的礦床,一般順層發(fā)育,形態(tài)比較規(guī)則,多呈似層狀和層間透鏡體產(chǎn)出,容易勘探。這種現(xiàn)象可解釋為:厚層狀灰?guī)r和厚層狀白云巖層理不發(fā)育,巖性單一,在扭應(yīng)力牽引下,多產(chǎn)生節(jié)理裂隙,不易形成層間剝離,礦液只能沿節(jié)理裂隙活動,難于集中,礦體形態(tài)復(fù)雜,分散;薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r與薄層狀灰?guī)r接觸帶(或兩種巖性突變帶),由于巖性差異大以及層理發(fā)育,在扭應(yīng)力牽引下,不易產(chǎn)生節(jié)理裂隙,卻容易形成層間剝離,礦液易于集中,常形成順層發(fā)育的大型礦床。可見,巖性時礦床的控制是不容忽視的。
參考文獻(xiàn):
[1]地球化學(xué)雜志,2005,(10).
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