礦床學(xué)研究的思路與方法

1礦床學(xué)研討的思緒與方法中國(guó)地質(zhì)大學(xué)〔武漢〕區(qū)域成礦學(xué)與成礦規(guī)律研討典型礦床研討一、區(qū)域成礦學(xué)與成礦規(guī)律研討〔一〕研討對(duì)象指不同規(guī)模的成礦〔區(qū)〕帶，范圍在幾百~幾萬(wàn)平方公里的地域。往往是礦床〔點(diǎn)〕集中分布和有利于礦床構(gòu)成的構(gòu)造帶，在地質(zhì)構(gòu)造類型和演化、地質(zhì)作用和巖石建造等方面具有一樣或類似特點(diǎn)的地域。規(guī)模大的如東秦嶺鉬金鉛鋅銀多金屬成礦帶、長(zhǎng)江中下游鐵銅金多金屬成礦帶、東天山銅鎳鉛鋅金多金屬成礦帶等；中等的如鄂東南鐵銅金多金屬成礦區(qū)、豫西鄂西北銀鉬鉛鋅多金屬成礦區(qū)、九瑞銅鉬金多金屬成礦區(qū)、赤峰錫銀鉛鋅銅多金屬成礦區(qū)等。小的如白龍江銀金多金屬成礦帶、桐柏-大悟金銀成礦帶等。我國(guó)重要成礦帶及整狀勘查秦嶺成礦帶東天山-北山成礦帶〔二〕研討目的和意義實(shí)際意義：認(rèn)識(shí)和深化了解成礦動(dòng)力學(xué)背景、區(qū)域成礦條件、區(qū)域成礦作用和成礦規(guī)律；運(yùn)用價(jià)值：是區(qū)域成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分的實(shí)際根據(jù)；指明區(qū)域找礦方向，確定主攻找礦礦種、礦床類型；為區(qū)域勘查部署提供指點(diǎn)；為勘查技術(shù)方法及組合的選擇提供地質(zhì)根據(jù)；從系統(tǒng)思想出發(fā)，運(yùn)用現(xiàn)代地質(zhì)構(gòu)造實(shí)際和成礦實(shí)際，從成礦動(dòng)力學(xué)背景和區(qū)域成礦條件研討入手，結(jié)合研討區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的典型礦床成因和控礦要素，經(jīng)過(guò)對(duì)含礦建造、成礦元素地球化學(xué)、區(qū)域地質(zhì)作用、構(gòu)造演化和熱事件的系統(tǒng)分析，討論區(qū)域成礦規(guī)律，包括成礦時(shí)間演化規(guī)律、空間分布規(guī)律、成礦元素逐漸富集規(guī)律、礦床類型組合及成礦系列，建立區(qū)域成礦方式?！踩?研討的根本思緒〔四〕、主要研討內(nèi)容和方法1.區(qū)域成礦地質(zhì)背景〔1〕地層包括地層時(shí)代劃分、層序、巖石組合、主要巖性和組構(gòu)，巖石化學(xué)特征和主要成礦元素豐度與含礦性，不同地層構(gòu)成的構(gòu)造和堆積環(huán)境、后期改造變化等；

〔四〕、主要研討內(nèi)容和方法研討方法：經(jīng)過(guò)查閱前人的根底地質(zhì)研討成果〔區(qū)域地質(zhì)志〕、1/25萬(wàn)—1/5萬(wàn)的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告和其他有關(guān)地層的根底研討成果〔包括各類地質(zhì)圖〕；必要的典型地層道路、剖面觀測(cè)和丈量〔巖性、礦物、地球化學(xué)、化石、物性構(gòu)造和〕；不同時(shí)代地層構(gòu)成的堆積環(huán)境和巖相古地理恢復(fù)，這對(duì)堆積礦床、層控型礦床和Sedex型礦床非常重要；堆積體系和層序地層學(xué)研討，對(duì)煤、油氣、砂巖型銅、鈾等礦床非常重要；假設(shè)是蛻變的堆積巖，還要進(jìn)展原巖恢復(fù)；上述任務(wù)中，巖石學(xué)和礦物學(xué)的研討非常重要，特別是顯微鏡察看和分析；Sedex型礦床構(gòu)成的構(gòu)造-堆積環(huán)境〔2〕.構(gòu)造內(nèi)容：確定區(qū)域構(gòu)造格架、構(gòu)造期次，查明不同構(gòu)造期的構(gòu)造體制和研討區(qū)的構(gòu)造單元屬性、構(gòu)造環(huán)境等及其對(duì)成礦的影響；劃分不同構(gòu)造期的構(gòu)造類型，各類型構(gòu)造特征、力學(xué)性質(zhì)、構(gòu)造序次和組合款式、以及不同構(gòu)造期構(gòu)造復(fù)合關(guān)系；〔需求編制必要的構(gòu)造專題圖，如構(gòu)造綱要圖、構(gòu)造演化圖〕研討方法：現(xiàn)代全球大地構(gòu)造學(xué)，包括板塊構(gòu)造學(xué)、大陸動(dòng)力學(xué)、地幔柱實(shí)際等方法；區(qū)域構(gòu)造學(xué)，區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告、區(qū)域構(gòu)造及演化、遙感地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地學(xué)斷面〔地球物理〕；〔2〕.構(gòu)造巖漿巖和火山巖巖石類型及組合的構(gòu)造地質(zhì)指表示義研討；巖石圈地球化學(xué)，深部構(gòu)造的研討〔地幔探針、火成巖及包體地球化學(xué)〕；古生物和巖相對(duì)比；礦床類型組合的構(gòu)造環(huán)境指表示義；同位素年代學(xué)、裂變徑跡法、熱釋光法等其他方法；板塊構(gòu)造與成礦天山-北山成礦帶板塊構(gòu)造分區(qū)圖Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊Ⅰ準(zhǔn)噶爾微板塊Ⅰ1博格達(dá)晚古生代弧后盆地(Ⅰ11)哈爾力克－六駝山古生代島弧帶(Ⅰ12)吐哈地塊(Ⅰ13)大南湖古生代島弧帶(Ⅰ14)覺(jué)羅塔格－紅旗山晚古生代溝弧帶(Ⅰ15)巴倫臺(tái)－旱山離散地體(Ⅰ16)伊犁微板塊Ⅰ2依連哈比爾尕晚古生代溝弧帶(Ⅰ21)阿拉套晚古生代陸緣盆地(Ⅰ22)賽里木地塊(Ⅰ23)博羅科努古生代島弧帶(Ⅰ24)阿吾拉勒晚古生代裂谷帶(Ⅰ25)伊寧中央地塊(Ⅰ26)NHT那拉提—紅柳河縫合帶塔里木—華北板塊Ⅱ塔里木微板塊Ⅱ1東阿萊—哈爾克早古生代陸緣盆地(Ⅱ11)艾爾賓晚古生代殘余盆地(Ⅱ12)西南天山晚古生代陸緣盆地(Ⅱ13)柯坪前陸盆地(Ⅱ14)庫(kù)魯克塔格陸緣地塊(Ⅱ15)磁海-牛圈子-月芽山早古生代裂谷(Ⅱ16)北山-白山堂晚古生代裂谷帶（Ⅱ17）橋?yàn)?西鉛爐子古陸（Ⅱ18）北山南部地球動(dòng)力學(xué)演化與成礦方式圖Ⅰ上揚(yáng)子地塊，Ⅰ1四川盆地，Ⅰ2江南西部隆起帶；Ⅱ下?lián)P子地塊，Ⅱ1長(zhǎng)江中下游坳陷帶，Ⅱ2江南東部隆起帶，Ⅱ21九嶺逆推隆起，Ⅱ22黃山—天目山過(guò)渡帶，Ⅲ湘桂加里東造山帶，Ⅳ欽杭結(jié)合帶，Ⅳ1欽杭北帶，Ⅳ11萬(wàn)年—錢塘弧盆帶，Ⅳ11—1萬(wàn)年島弧地體，Ⅳ12湘東弧盆隱伏帶，Ⅳ11—2錢塘島弧地體，Ⅳ13欽州印支造山帶，Ⅳ2欽杭南帶〔前陸逆沖疊覆帶〕，Ⅴ東南加里東造山帶?！?〕巖漿巖〔或火山巖〕內(nèi)容：研討確定巖漿巖的構(gòu)成期次和時(shí)代不同時(shí)期巖漿巖類型、巖性組合、巖石化學(xué)、造巖礦物學(xué)和巖石地球化學(xué)等，查明不同期巖漿巖的來(lái)源、構(gòu)成環(huán)境、演化、結(jié)晶分異作用和含礦性?！?〕巖漿巖〔或火山巖〕研討方法：〔搜集區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果根底上〕同位素年代學(xué)，鋯石U-Pb、富鉀礦物Ar-Ar、全巖Rb-Sr、Sm-Nd等；巖石學(xué)方法和礦物學(xué)方法，野外地質(zhì)道路、剖面和露頭及巖心等的察看和分析，顯微鏡下的巖礦鑒定，來(lái)確定巖石類型、結(jié)晶分異作用、侵位深度；巖石化學(xué)和礦物化學(xué)，包括主量元素、稀土元素、微量元素分析，可查明巖石的分類、構(gòu)成環(huán)境、巖漿來(lái)源、演化和熱力學(xué)條件；巖石和礦物的同位素地球化學(xué)，示蹤、巖漿成因機(jī)制；巖石中成礦元素的豐度與分配，含礦性和成礦奉獻(xiàn)；北山地域中酸性侵入巖時(shí)空分布表示圖〔4〕.構(gòu)造-熱地質(zhì)事件演化史〔4〕區(qū)域地球化學(xué)場(chǎng)和成礦物質(zhì)來(lái)源內(nèi)容：研討區(qū)內(nèi)主要成礦元素及相關(guān)元素的空間場(chǎng)與構(gòu)造，包括地球化學(xué)塊體、巖石圈不同層圈巖石的物質(zhì)組成和地球化學(xué)豐度和分帶；研討區(qū)不同構(gòu)造單元或建造的地球化學(xué)特征與構(gòu)造等；研討方法：元素地球化學(xué)方法，區(qū)域1/20萬(wàn)—1/5萬(wàn)地球化學(xué)圖、剖面圖；古老基底巖石的元素豐度分析、不同構(gòu)造層的元素地球化學(xué)豐度對(duì)比；由古老基底〔下地殼〕熔融構(gòu)成的巖漿巖〔及火山巖〕的元素地球化學(xué)特征和成礦元素豐度、承繼性、區(qū)域性、趨富性和疊加性；放射性同位素、微量元素和稀土元素的示蹤；穩(wěn)定同位素、氣體同位素的組成與示蹤；上面的測(cè)試分析，均要留意采樣的空間分布和代表性，并且是要在礦物、巖石分析的根底上進(jìn)展，不要盲目采樣；區(qū)域地球化學(xué)圖與成礦遠(yuǎn)景區(qū)和礦集區(qū)1.金礦；2.銅礦；3.銅鐵礦；4.鉛鋅礦；5.多金屬礦；6.銀礦；7.鎢礦；8.銻礦；9.錫礦；10.鉬礦；11.銅鎳礦；12.銅鉬礦；13.鎢鉬礦；14.鎢錫礦；15.銅解礦；16.異常帶及編號(hào)：17.任務(wù)區(qū)范圍；天山-北山區(qū)域地球化學(xué)綜合異常帶劃分圖天山-北山銅元素地球化學(xué)塊體圖〔劉拓，2005〕1.金礦；2.銅礦；3.銅鐵礦；4.鉛鋅礦；5.多金屬礦；6.銀礦；7.鎢礦；8.銻礦；9.錫礦；10.鉬礦；11.銅鎳礦；12.銅鉬礦；13.鎢鉬礦；14.鎢錫礦；15.銅銀礦；16.A類遠(yuǎn)景區(qū)；17.B類遠(yuǎn)景區(qū)；18.C類遠(yuǎn)景區(qū)；天山-北山地球化學(xué)塊體綜合成礦遠(yuǎn)景區(qū)圖〔5〕.區(qū)域地球物理場(chǎng)內(nèi)容：區(qū)域地球物理包括重力場(chǎng)和磁力場(chǎng)，主要是處理地殼的構(gòu)造，包括各類地質(zhì)體的類型、分布和相互關(guān)系，查明各類構(gòu)造面、巖性面和物性不延續(xù)面的規(guī)模、分布、延深和陳列等特征，這是認(rèn)識(shí)深部地質(zhì)構(gòu)造、巖石建造和層圈構(gòu)造和演化的重要手段；方法：航磁、航重、地學(xué)大斷面。新疆布格重力異常為負(fù)值，是我國(guó)除青藏高原外重力最低的地域，重力變化復(fù)雜。全區(qū)重力異常分布總體上呈環(huán)狀特征，中部以西天山依連哈比爾尕山和哈爾克山重力低為中心，外部為巴楚—塔克拉瑪干、庫(kù)魯克塔格、準(zhǔn)噶爾等布格重力高異常環(huán)繞，最外部是昆侖山、北山、阿爾泰等相對(duì)布格重力低異常所包圍。最低布格重力異常在新疆西南部昆侖山的喀喇昆侖山至泉水溝一帶，異常強(qiáng)度-520×10-5m/s2；最高布格重力異常在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣，異常值為-80×10-5m/s2。根據(jù)1：50萬(wàn)區(qū)域布格重力異常分布特點(diǎn)，可劃分出2個(gè)區(qū)域布格重力異常區(qū)和6條重要區(qū)域重力梯度帶天山-北山成礦帶航磁異常分區(qū)圖新疆北部地殼斷面推斷圖2.成礦系統(tǒng)研討〔1〕.區(qū)域成礦期和礦集區(qū)的劃分主要研討成礦帶的成礦期次，各成礦期所構(gòu)成的礦床類型及產(chǎn)出的空間位置，確定重要礦化集中地段。這主要是經(jīng)過(guò)分析區(qū)域礦產(chǎn)和礦床研討成果的詳細(xì)資料獲得；〔2〕典型礦床對(duì)區(qū)域成礦帶中的主要礦床類型開(kāi)展系統(tǒng)的礦床學(xué)研討，重點(diǎn)是礦床的產(chǎn)出地質(zhì)構(gòu)造位置，礦床地質(zhì)特征〔后面講〕，成礦時(shí)代，成礦作用和控制礦床構(gòu)成的5大要素〔成礦物質(zhì)來(lái)源、能量、介質(zhì)、通道和有利成礦場(chǎng)所；詳細(xì)方法后面講〔3〕成礦系統(tǒng)及方式同一成礦時(shí)期內(nèi)主要礦床類型及其控礦要素之間的空間、時(shí)間和成生關(guān)系研討，包括礦床本身、成礦5要素、圍巖蝕變、成礦元素地球化學(xué)的時(shí)空配置和內(nèi)在聯(lián)絡(luò)研討。查明成礦系列，建立成礦系統(tǒng)方式。方法：經(jīng)過(guò)成礦年代學(xué)、流體地質(zhì)、蝕變礦物學(xué)、穩(wěn)定同位素、礦田構(gòu)造學(xué)等方法。來(lái)對(duì)比，確定成礦系統(tǒng)的范圍、內(nèi)部構(gòu)造、礦床類型構(gòu)成和時(shí)空序次等。淺成巖漿巖有關(guān)的成礦系統(tǒng)卡林型金礦成礦系統(tǒng)不同的金礦成礦系統(tǒng)造山帶中成礦系統(tǒng)巖漿型銅鎳硫化物礦床成礦系統(tǒng)巖漿熱液型錫礦成礦系統(tǒng)堆積建造中巖漿熱液礦床成礦系統(tǒng)3.區(qū)域成礦規(guī)律〔1〕成礦〔區(qū)〕帶地質(zhì)歷史時(shí)期，礦床構(gòu)成的時(shí)間規(guī)律，成礦集中期、周期性、遞增性，與區(qū)域艱苦地質(zhì)構(gòu)造-熱事件的時(shí)間耦合性；〔2〕礦床或礦化體、成礦元素的區(qū)域空間分布規(guī)律及控制該規(guī)律的主要要素，包括分帶性〔程度、垂向上〕、等間距性、定向性等；〔3〕成礦作用的規(guī)律性，成礦元素多期逐漸富集，礦床類型的進(jìn)化、承繼性、區(qū)域性、互補(bǔ)性、關(guān)聯(lián)性等；這些都是根據(jù)礦床的空間、時(shí)間和控礦要素分析，總結(jié)出來(lái)。阿爾泰與東準(zhǔn)噶爾地域礦床時(shí)空分布圖阿爾泰與東準(zhǔn)噶爾成礦構(gòu)造演化圖湖南瑤崗仙鎢礦成礦類型分布表示圖〔五〕技術(shù)道路全面搜集1/50萬(wàn)—1/25萬(wàn)的區(qū)調(diào)、礦調(diào)、區(qū)劃、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造研討和成礦規(guī)律研討的報(bào)告與文獻(xiàn)，整理分析；部署區(qū)域性的地質(zhì)-地球化學(xué)道路調(diào)查和剖面丈量，開(kāi)展區(qū)域地層、構(gòu)造和地球化學(xué)調(diào)查，建立區(qū)域地層、構(gòu)造格架；對(duì)區(qū)內(nèi)各期巖漿巖〔火山巖〕選擇重點(diǎn)地開(kāi)展巖漿巖石學(xué)研討；選擇重點(diǎn)研討區(qū)段和典型礦床開(kāi)展礦床學(xué)研討；經(jīng)過(guò)綜合地質(zhì)、遙感、地球化學(xué)、地球物理和礦床學(xué)研討的結(jié)果，建立成礦系統(tǒng)，厘定成礦系列，建立區(qū)域成礦方式；總結(jié)成礦規(guī)律，編制構(gòu)造-建造-成礦規(guī)律圖二、典型礦床研討〔一〕研討對(duì)象：是在一定空間內(nèi)由成礦作用構(gòu)成的有用礦物集合體及其圍巖構(gòu)成的地質(zhì)體，可以被工業(yè)利用；〔二〕研討目的和意義了解礦床構(gòu)成的條件、根本特征和成礦作用機(jī)制，找出礦床構(gòu)成的內(nèi)在控制要素，化學(xué)、物理和熱力學(xué)過(guò)程；找出同類礦床構(gòu)成的共性條件、特征和根本要素，建立科學(xué)的礦床構(gòu)成實(shí)際，用礦床概念方式表達(dá)；是運(yùn)用類似類比原理進(jìn)展找礦的實(shí)際根底；如成礦條件、找礦標(biāo)志、成礦地質(zhì)作用等；是開(kāi)展礦區(qū)勘查任務(wù)設(shè)計(jì)的根底和根據(jù)；是深部找礦的指針；運(yùn)用礦區(qū)地質(zhì)察看、丈量，結(jié)合巖礦石學(xué)、礦物學(xué)、礦相學(xué)、流體地質(zhì)學(xué)、熱力學(xué)和地球化學(xué)等手段，全面分析礦床的地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征，查明成礦物質(zhì)來(lái)源、成礦物理化學(xué)條件、成礦流體、成礦作用的化學(xué)過(guò)程、容礦空間和成礦時(shí)代等，了解礦床構(gòu)成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。在此根底上，根本查明礦床控制要素〔三〕研討思緒〔四〕研討內(nèi)容與方法成礦地質(zhì)背景，同區(qū)域成礦學(xué)；礦床地質(zhì)特征：礦體、礦石特征、成礦期成礦階段、圍巖蝕變；成礦元素賦存形狀；研討方法：野外礦區(qū)布置假設(shè)干條察看剖面〔勘探線方向〕，結(jié)合地表探槽、鉆孔巖心和坑道，系統(tǒng)開(kāi)展察看、剖面丈量、采樣，包括巖石、蝕變、礦化、構(gòu)造等，并做圖。室內(nèi)包括巖礦石鑒定、礦石礦物物相分析、礦石元素分析等3.礦床地球化學(xué)特征：礦區(qū)地球化學(xué)場(chǎng)構(gòu)造、異常特征，地球化學(xué)異常暈，元素空間分布序列，元素地球化學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)特征；研討方法：主要是基巖原生暈的化學(xué)丈量與分析，可以做幾條剖面，留意礦化類型、蝕變類型和構(gòu)造等對(duì)地球化學(xué)的影響；可與上面礦床特征研討結(jié)合；4.礦床成因〔1〕成礦物質(zhì)來(lái)源：金屬元素來(lái)源：地層或巖體含礦性、地球化學(xué)場(chǎng)構(gòu)造、有用礦物組合及結(jié)晶特征等；礦化劑來(lái)源：S、Pb、C同位素分析，判別來(lái)源；成礦流體來(lái)源：O、H、C、Cl同位素分析，以及氣體同位素He、Ar等〔2〕成礦介質(zhì)〔熱液〕的性質(zhì)和熱力學(xué)條件：主要經(jīng)過(guò)流體包裹體研討，包裹體巖相學(xué)特征、均一溫度、壓力、鹽度、氣液相成分等分析。也可以運(yùn)用熱液礦物的化學(xué)成分〔包括同位素成分〕來(lái)確定流體性質(zhì)和熱力學(xué)條件?！?〕成礦元素運(yùn)移、沉淀的方式和性狀、價(jià)態(tài)和物理化學(xué)條件、化學(xué)過(guò)程、地質(zhì)控制要素等，這可以經(jīng)過(guò)流體包裹體、成礦實(shí)驗(yàn)，結(jié)合熱力學(xué)計(jì)算獲得；〔4〕經(jīng)過(guò)對(duì)成礦作用構(gòu)成的礦石礦物、蝕變礦物和次生礦物等的礦物及其組合相變研討，恢復(fù)成礦作用不同階段礦物構(gòu)成的物化條件和生成物；〔5〕控礦要素分析，主要包括：①控礦構(gòu)造分析，運(yùn)用構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的實(shí)際與方法，包括構(gòu)造類型、產(chǎn)狀分布、力學(xué)性質(zhì)、空間變化規(guī)律等，如對(duì)礦體的陳列、延伸、尖滅側(cè)現(xiàn)或再現(xiàn)、波狀變化、等間距性、構(gòu)造垂向分帶等。②地層控制分析，