【采矿课件】第三章成矿预测与矿产普查（三）

二.找矿标志（一）概念（二）地质标志（三）地球化学标志（四）地球物理标志（五）生物标志（六）人工标志（一）找矿标志的概念找矿标志是指能够直接或间接地指示矿床存在或可能存在的一切现象和线索。找矿标志又称矿化信息意义：通过对找矿标志的发现和研究，可以迅速有效地缩小找矿工作靶区，发现矿床、矿体的具体产出位置，并为后续的勘查工作的决策及方法手段的合理选择提供依据。现今矿产普查工作中应用的各种找矿方法实质上就是通过对找矿标志的研究而达到找矿的目的。按其与矿化的联系一般可分为两类：直接找矿标志，如矿体露头、铁帽、矿砾、有用矿物重砂、采矿遗迹、煤层露头、煤屑、煤泥、煤华、油苗、气苗、地蜡、地沥青、石沥青、碳沥青；间接找矿标志，如围岩蚀变、特殊颜色的岩石、特殊地形、特殊植物、特殊地名、地球物理异常等；按其成因分类可分为五类：地质标志地球化学标志地球物理标志生物标志人工标志找矿标志的分类(二)地质标志地质标志是指能够指示矿产存在或可能存在的各种地质作用的产物。地质标志包括矿产露头、近矿围岩蚀变、特殊矿物及矿物标型特征、特殊的地形等。1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的改造，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：1)原生矿产露头：是指出露在地表，但未经或经微弱的风化作用改造、其矿石的物质成分和结构构造基本保持原来状态的矿产露头。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。例如鞍山式含铁石英岩，其矿石矿物和脉石矿物基本上全是氧化物：磁铁矿、赤铁矿、石英等，因此不会再氧化，至多磁铁矿氧化为赤铁矿，故地表露头基本上反映深部矿体的特征。此外，铝土矿、含金石英脉，各种钨、锡石英脉型矿体和矿脉在地表同样稳定，其中主要矿物皆为氧化物。这类露头一般能形成突起的正地形，易于发现，并且还可以根据野外肉眼观察鉴定确定其矿床类型，目估矿石的有用矿物百分含量，初步评定矿石质量；2)氧化矿产露头：特指由于遭受不同程度的氧化作用改造，使矿体的矿物成分、矿石结构构造均发生了不同程度的破坏和变化的矿产露头。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）。对能源矿产，如石油，在地表随氧化程度增高，常发生由石油→软沥青→地沥青→石沥青→沥青→碳沥青的变化。因此，由油矿物可判断石油的存在。金属硫化物矿体的常见氧化露头。概念：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，具体可由以下3方面入手：“铁帽”(1)研究铁帽中的残余物和次生矿物及颜色：残余硫化物，如铁帽中的黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等及与其有关的次生氧化矿物是确定铁帽的硫化物矿体露头生成的重要依据之一。由岩石风化铁质生成的假铁帽矿物成分简单，除铁的氧化物和氢氧化物之外，很少有上述具指示意义的原生和次生矿物。其次颜色也是一种鉴别标志，真铁帽含有各种次生金属矿物而具有多种色彩，假铁帽则呈单调的暗褐色。表3-7是某些矿床氧露头常见次生矿和及其颜色特征。(2)研究铁帽中的微量元素特征。根据微量元素的组合和含量特征，可以有效地推断深部原生矿种和矿床类型。例如李文达通过对长江中下游地区铁帽中微量元素研究发现：含Cu量在0.2%以上者，多为铜矿床；含Cu0.1～0.2%者，可能为黄铁矿或含铜黄铁矿，含Cu小于0.1者，一般为黄铁矿或铅锌矿床的铁帽；铁帽中Pb、Zn含量大于1%者，一般为铅锌矿床。另外，铁帽中不同的元素组合一般可指示不同的原生矿石类型，例如当主要的微量元素组合为Cu、Ni、Mo、Au、Au，次要的为Pb、Zn、As组合时，下部多为原生铜矿石。当主要为Co、As、V、Ti，次要的为Cu、Pb、Zn时，原生矿石多为黄铁矿。(3)研究铁帽的结构构造。当硫化物风化时，首先沿硫化物晶面和解理微细裂隙发生氧化淋滤，同时由于铁、硅质的交代作用，形成一些特征的再生结构构造，这些再生的结构构造对判断原生的矿物成分有一定的指示作用，蜂窝状指示原生的方铅矿和黄铜矿，细胞状、海绵状指示闪锌矿等。2在内生成矿作用过程中，矿体围岩在热液作用下所导致发生在矿物成分、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，根据蚀变岩石特征可以对可能存在的盲矿的矿化类型作出推断。主要的围岩蚀变类型及其有关矿产综见表。需指出的是并非围岩蚀变一定有矿产形成，为了准确、充分地应用围岩蚀变在找矿中的指示作用，预测找矿工作中对围岩蚀变一般需进行以下4方面的研究工作：1)研究蚀变岩的成因及其与矿化的关系。有的蚀变类型是多种成因，有的成因具有找矿指示意义，有的则无或只有次要意义。因此，对蚀变岩石必须查明其成因及其与找矿的关系。例如动力变质作用和热液作用皆可形成绿泥石化，前者基本无找矿意义，而后者则是找寻Cu、Au、多金属矿产的重要标志。2)研究蚀变的时空分布与矿化的关系。与成矿有关的围岩蚀变的时空分布有重要的找矿指示意义，特别是蚀变的空间分带常常和一定的矿化分带相对应。通过对蚀变分带的深入研究，建立蚀变模型(图)，可以较好地指导同类矿产的勘查工作。经典的斑岩铜矿围岩蚀变分带图3)研究蚀变的强度和规模与工业矿体的关系。蚀变的强弱与矿化的强弱常具直接的对应关系，蚀变的规模越大，则有关的工业矿体的规模一般也相应较大。因此，在找矿工作中，通过研究蚀变的强度及规模特征，可以对欲找寻的矿产的相应特征进行判断。4)研究不同的蚀变种类与矿化的关系。围岩蚀变的种类很多，其中有的种类没有明确的指示找矿意义，但有的种类则与一定种类的矿产具有较密切的联系。人们对野外能够直接鉴别的蚀变种类及其与有关矿产之间的关系比较明确，但对于肉眼难以鉴别的低温及超低温蚀变则研究程度较低。美国E.I.布卢姆斯坦(1986)在卡林金矿带西北端艾文霍地区发现铵蚀变(水铵长石和铵云母)是卡林型金矿的一个重要找矿标志。3)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。特殊种类的矿物的指示找矿作用体现在由于某些种类的矿物本身就是重要的矿石矿物，或者常与一些矿产之间具有密切的共生关系，因而对于寻找有关的矿产常起到重要的指示作用。例如水系沉积物中的砂金常指示物源地有原生金矿的存在，镁铝榴石、铬透辉石、含镁钛矿因常与金刚石共生而对找寻金刚石矿产具指示意义。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，金伯利岩中的紫色镁铝榴石含Cr2O3≥2.5%时，可以判断该岩体为含金刚石的成矿岩体；铬尖晶石中的FeO＞22%，其所在的超基性岩体通常具铂、钯矿化；再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。例如，伟晶岩中玫瑰色和紫色矿物(云母、电气石、绿柱石等)的出现是锂、铯矿化的标志；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。图4)指示矿床剥蚀深度。矿床被剥蚀深度的分析，对深部找矿前景评价具有重要的意义。矿床形成时在垂直方向上存在着温度、压差、挥发份逸出度、成矿介质的酸碱度、氧化还原电位等规律性地变化，这些变化可以从矿物的结晶形态变化、混入杂质的组成及含量变化、有关元素的比值变化、挥发份的含量变化，不同价态的阳离子比值的变化(如Fe+2／Fe+3的变化)，气液包裹体成分、形成温度及温度梯度等诸方面得到一定程度的反映，从而对矿床剥蚀深度做出判断。(三)地球化学标志概念：地球化学标志主要是指各种地球化学分散晕。地球化学分散晕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，其在找矿中的应用及评价详见找矿方法一节。地球化学标志在金属、能源矿产勘查工作中应用非常广泛，与其它找矿标志相比，具有其独特的优点：首先是找矿深度大，是找寻各类矿产、特别是盲矿床的重要标志，找矿深度可以达到百米甚至数百米；地球化学标志是发现新类型矿床及难识别矿床的唯一途径或重要途径。对于以成矿元素作指示元素而圈定的地化异常是一种直接的找矿标志；其不同级别的地化异常反映了成矿元素逐步地富集趋势，在找矿工作中从正常场→低异常区→高异常区→浓集中心→工业矿床，可以直接进行矿产的勘查与评价工作。因此，一些新类型的金属矿产就是通过对不同级别的化探异常的逐步评价而发现的。这方面比较典型的如卡林型金矿床和红土型金矿床的发现及勘查评价工作。最后需指出的是，地球化学的内涵丰富，获取途径之多也是其一大特点。地球化学异常除了上述的以众多的成矿元素作为指示元素外，还可以根据与成矿元素具相关联系的非成矿元素作为指示元素进行异常的提取及评价工作，例如在金矿的勘查工作中常选用Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg等元素作为指示元素。在异常的获取途径方面可以是从基岩中提取的原生晕，也可以是从水、土壤、空气、生物中提取的次生晕。目前，地球化学标志正在向非成矿元素、新的获取途径等方面不断深入、扩大。(四)地球物理标志主要是指各类物探异常，如磁异常、电性异常、重力异常、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、找寻盲矿床(体)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。有关地球物理标志的获取途径及在找矿工作中的具体应用详见有关的专门课程及找矿方法一节。(四)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.生物标志中以植物的应用较多，动物则因其活动性及微量的金属元素就会导致其中毒和死亡而难以利用。应用植物作为找矿标志的依据是植物的生长受土壤及地下水中微量元素成分的影响。当地下的金属盲矿体经表生作用改造及地下水的溶解作用后常使表层的土壤中也富含此类金属元素，这些一般会在植物的生长状况上反映出来，特别是一些特殊的植物具有在富含某种金属元素的土壤中生长的特殊