化探深部找矿方法技术及案例1

化探深部找矿方法技术及案例前言化探是一种直接找矿方法。依据元素在地壳中不同空间、不同介质中含量分布、迁移、分散、富集规律，进行不同尺度、不同空间、不同介质的采样和分析，研究元素分布规律和圈出地球化学异常，对异常进行筛选、解释，提供浅部和深部找矿信息，进行矿产资源预测和找矿靶区圈定。自上世纪八十年代以来，化探，特别是区域化探，在浅表找矿和部分深部找矿中，发挥了巨大作用。但对深部找矿研究和重视不够。化探方法技术可以在深部找矿、寻找隐伏矿方面发挥重大作用，许多找矿案例可供研究、参考。§1深部找矿可使用的化探方法技术可用方法技术很多，关键是如何针对不同找矿阶段、具体的地质情况和工作条件，合理选择和搭配。常规化探方法：岩石测量（地表岩石测量、原生晕、原生构造叠加晕、构造地球化学测量等）、土壤测量（残积层、残坡积层）、水系沉积物测量。建立地球化学找矿模型（式）非常规化探方法（或称深穿透地球化学测量）一、岩石测量1.地表岩石测量用于岩石出露、半出露区。采同类新鲜岩石，多点采样组合。可用于区域调查、普查、详查。2.钻孔、坑道岩石测量（原生晕）用于钻孔、坑道深部和周边寻找盲矿，或发现新类型新矿种。3.原生构造叠加晕法在控矿构造、成矿期次或阶段成矿成晕研究基础上，选择构造带内成矿叠加部位（强蚀变矿化部位）多点采集组合样进行分析。利用叠加晕特征，预测深部找矿靶区。主要用于坑道、钻孔，也用于地表。一、岩石测量4.构造地球化学测量在构造裂隙中采集充填氧化物。用于圈定含矿构造和深部矿预测。5.中浅覆盖区（5m～＜50m）浅钻岩石与残积层地球化学测量使用轻便或车载正、反循环钻取岩石或残积土样品。用于覆盖区化探扫面、普查、详查、寻找隐伏矿。●岩石测量可提供深部＞500m，甚至＞1000m的找矿信息二、土壤测量残积层是岩石直接风化产物，基本保留原始找矿信息，少量淋失、贫化。样品代表性强于岩石。用于薄覆盖区（0.5～2m）和中浅覆盖区（3～50m）区域调查、普查和详查。●可提供数十米～数百米的深度找矿信息三、水系沉积物测量水系沉积物对汇水域内土壤、岩石中找矿信息有继承性。利用元素分带和矿体前缘元素异常分布，可提供深部找矿信息。用于区域调查和普查。五、气体测量取泉水、井水、裂隙水、钻孔水、坑道裂隙水等，利用地下水和地表水循环，提供深部找矿信息。四、地下水化学测量主要抽取壤气中Hg、SO2、H2S、CO2、Rn、He、CH4和烃类气体。用于覆盖区断裂构造、含矿构造圈定并提供深部找矿信息。六、地气测量用捕集剂捕集地下气体（包括地球气）携带的纳微粒级物质，分析与矿有关的元素，获取深部找矿信息。主动抽气体法与埋置法。用于覆盖区深部找矿。七、金属活动态提取法是选择性化学提取技术的一种。提取土壤中包括水溶态、吸附态、有机结合态和铁锰氧化物态的金属。这些活动态金属主要来自深部，通过多种途径到达地表（图2）。用于覆盖区地球化学调查。八、地电化学方法1.大电流供电提取金属离子；2.小电流独立供电提取金属离子；硫化矿床氧化还原作用，不停释放电子，产生电位差，导致电子以矿体为导体，从底部沿矿体向上流动；矿体外围裂隙水和水中溶解金属离子，围绕矿体向上迁移，构成外部位移电流。电化学过程持续进行，使上部疏松层金属离子增高，在矿体两侧形成对称分布的“双峰异常”，也称兔耳异常。§2化探深部找矿案例金青顶金矿为石英脉型，成矿成晕严格受构造控制。利用不同深度坑道和钻孔原生晕取样。1987年、1996年进行-400～-600m和-600～-800m预测，1999年、2008年用构造叠加晕法进行-800～-1000m和-1000～-2000m深度找矿靶位预测（图4）。前三次预测已被验证；2008年预测1000m以下找矿靶位，给2009年5个孔初步验证，已获金大于10T。一、原生构造叠加晕法在金青顶金矿圈定深部找矿靶区预测依据：一期次成矿原生晕轴向分带（前缘晕、近矿晕、尾晕），四个阶段成矿脉叠加特征（图5），有同位叠加、部分同位叠加等。前缘晕：Hg、As、Sb、B近矿晕：Ag、Au、Cu、Pb、Zn尾晕：Mo、Bi、Mn、Co前缘晕升高，前、尾晕共存，是预测深部盲矿的重要信息1.1:20万水系沉积物测量提供发现大矿和隐伏矿区域信息1985年化探扫面发现富湾地区Au、Ag、As、Sb、Cd、Pb、Zn、Hg、Co综合异常。规模大：120km2；含量高：特别是Au、Ag和前缘元素As、Sb等；浓度中心突出；浓度分带清楚。具有寻找大型AuAg矿特征。二、长坑金矿及深部特大型富湾银矿的发现2.异常查证中的得与失(1)1986年对该异常优先查证，尽管用1:5万土壤测量圈出7个有规模Au、Ag综合异常，由于区内有已知Pb、Zn矿点（鹿点）和未发现金银矿体，未再深入查证，仅认为是“寻找多金属伴生金银矿的远景区”。(2)1990年对资料重新研究，认为异常组合元素特征与贵州微细粒侵染型金矿相似，有金矿远景。槽探见20米厚金矿体。•产状不明，布两孔（ZK0401,ZK0402）均未见矿；•根据地表异常规模、矿体厚度及钻孔中尾晕元素不发育，判断深部有矿。后施工ZK0403,ZK0404孔深部均见金矿。3.钻探验证与钻孔原生晕•所有钻孔均进行原生晕取样钻孔原生晕中金矿及其上部均未发现Ag矿化及强Ag异常。但在ZK0406孔金矿体下，发现Ag含量显著增高，个别达kg/T，同时出现较强的Cu、Pb、Zn异常。•对副样分析，圈出了品位高，厚度大的独立银矿体（图7）。即在同一滑脱断层中出现上金（微细粒侵染型）下银（似层状中低温热液型）矿床。4.1:1万土壤测量和土壤中汞气测量，扩大外围找矿在区域异常浓集部位，已见矿外围开展24km2的1:1万土壤和汞气测量，扩大矿区范围和规模。圈出11处Au、Ag综合异常，集中分布在南北两带。1992～1993年先选择7处异常进行钻探验证。结果5处见矿，其中三门坳、大顶岗均为大型矿床。•现已查明富湾为特大型银矿，长坑为大型金矿。三、寻找隐伏岩浆熔离型CuNi矿及含矿岩体1.1985～1986年对喀拉通克岩浆熔离型CuNi矿地球化学异常特征进行了研究•CuNiCo等异常仅出现于含矿岩体中•隐伏岩体上方围岩中出现Cr、Ag、Mo、As、Sb、B、Ba、Hg异常，可达隐伏矿体上方＞200～300m2.经多个岩体钻孔原生晕剖面研究，建立地球化学异常模式3.地表岩石测量发现新隐伏含矿岩体•地表岩石测量异常与分布特征•1:1万岩石测量在Ⅰ号主含岩体（出露）和Ⅱ号隐伏岩体（物探发现）之前出现一个Ag、As、Ba、Hg异常浓集中心，推测为新的隐伏含矿岩体。经验证，在-150m石炭系火山岩系地层中发现Ⅹ号含矿岩体。四、阿舍勒铜矿深部找矿突破化探在阿舍勒铜矿找矿突破中发挥两次重要作用。1.为确定主成矿带提供依据阿舍勒铜矿为海相火山岩型，原为矿化点。地表见东、西两条硅质铁帽带。东部铁帽带（Ⅰ号带）规模较大，1984年开展勘探时作为主带。1985年矿区1:1万土壤测量和构造地球化学测量结果表明，Ⅱ号带应是主成矿带。并据此调整勘探工作局部。2.钻孔原生晕提供深度找矿信息，发现主矿体连续三年勘探，找矿突破不大，地下300米以上无大矿。但钻孔原生晕在Ⅰ勘探线ZK105、ZK104孔底部发现规模大强度高的Cu、Zn、Ag、Au、As、Hg、Sb、Bi、Sn异常（图13）。根据火山岩型矿床异常模式，推测深部有更大矿体，建议305项目和四队进行深部验证。1987年施工ZK107孔，孔深651.85m。结果在深部见厚达178m的富Cu矿体（Cu4.34%）。经进一步勘探，阿舍勒已成为大型CuZn矿。五、长白玄武岩盖区深部找矿“七五”国家科技攻关项目“我国东部隐伏矿研究”中列专题探讨朝鲜惠山-利源多金属成矿带进入我国一侧的成矿前景。由于我国一侧厚层玄武岩覆盖，含矿地层出露很少，是否进入我国、进入部位、前景如何尚难预测和确定。化探为解决这个难题，提供了重要信息。1.使用地下水化学测量，初步圈出区域成矿远景带根据对玄武岩及其基底地下水循环的研究，玄武岩下部的裂隙水、泉水可提供地下矿化信息，但须消除玄武岩中Cu、Ni、Zn、Mo、Mn、Co等元素的干扰。使用Ni与各元素比值可有效消除。在长白地区进行了150km2地下水测量。图14是根据测量结果圈出的综合异常图。在沿江村-十八道沟一带圈出10km长异常带，并惠山-利源成矿带衔接。2.土壤中汞气测量圈定异常区构造格局和含矿构造展布3.利用鸭绿江岸边仅有的基岩出露地段进行岩石地球化学剖面测量（图16），确定具体含矿构造部位结果显示：奥陶系马家沟组灰岩与上覆石炭-二叠系砂页岩破碎接触带靠奥陶系一侧出现As、F、I、Ag、Sb、Hg强异常和Cu、Zn、B弱异常。Au异常主要在灰岩中。新圈异常带与壤中气汞推断的F2断裂带一致。4.残积土测量圈定隐伏矿找矿靶区在水化学圈定的异常带内，在沿江村水系中下游仅有1.5km2老地层分布区进行残积土详查（图17）。结果在Hg气测量圈出的F1、F2断裂带上，发现两处Au、As、Sb、B、F、Ag、Mo异常（图18）。南部异常为已知砷金矿点引，北部As、Sb、F、B、Ag异常强度高，规模较大。出露奥陶系灰岩和石炭-二叠系砂页岩中无任何矿化、蚀变显示，异常分布在F2断裂北段。预测应为深部矿引起。5.异常验证与钻孔原生晕共施工三个孔，前两个孔较浅(450m左右)，未见矿，但钻孔下部Au、As、Sb、Ag含量升高。后施工ZK3孔，孔深652米（设计700米，因事故未达）。钻孔岩心观察见厚层硅化灰岩，因未见矿，对岩心未作分析（图19）。但钻孔原生晕测量在孔深600～652m处发现＞50m厚强Au、As、F、Sb异常，Au高达0.4～1.5g/T。向下未圈闭。后对副样分析，确认为金矿化体。推测深部应有较大型微细粒侵染型金矿赋存。此处距朝鲜惠山铜矿约5～6公里。六、中浅覆盖区使用浅钻化探寻找隐伏矿我国新生界覆盖面积约401万km2（第四系334.5万km2，第三系66.6万km2）厚度＜50m的中浅覆盖区超过150万km2。主要分布在山前、盆边、草原、干旱荒漠、湖沼、部分黄土覆盖区和沙地。许多地带为构造单元边缘、深大断裂带、成矿条件有利。是我国有巨大找矿潜力的处女地。从2007年开始北京探工所与物化探所合作开展中浅覆盖区浅钻化探取样方法技术研究。已在黑龙江大兴安岭、内蒙半干旱草原、新疆干旱荒漠和安徽冲洪积平原开展试点。已研制出TGQ5m、10m、30m轻便取样钻系列，车载全液压多功能（正、反循环，自动取样）30m和75m浅钻。1.内蒙花特敖包矿区外围1:20万和1:5万浅钻化探圈定隐伏矿找矿靶区•半干旱园区，第四系风成沙、黄土、砾石层等覆盖厚度3～25m。•花特敖包为中型矽卡岩型PbZn矿。（1）1:20万浅钻化探扫面：使用车载全液压多功能浅钻。平均1个孔/2km2。取残积土和岩粉。测量结果（图22），除圈出已知矿并扩大异常范围外，在已知矿区南5km新圈出面积达14km2的Pb、Zn、Ag、Hg、As、Sb异常。与已知矿异常构成向西未封闭的半环状异常，特别是As、Sb、Hg、Ag前缘元素异常规模巨大，预示该区有巨大找矿潜力。（2）南部异常1:5万浅钻化探查证14km2，布孔153个，取残积土和岩粉，对1:20万发现的异常进行了进一步圈定。Pb、Zn异常浓集中心及分带清楚，并具相当规模。特别是前缘元素异常向西北延伸，预示多金属矿化带向北西侧伏。1:20万和1:5万浅钻化探结果，大大扩大了该区寻找隐伏矿的潜力。2.浅钻加化探加快了蒙古欧亚陶勒盖特大型CuAu矿的发现1996～2000年澳大利亚BHP公司在欧亚陶勒盖找矿进展不大，施工23个钻孔，由于钻孔分散，仅有两孔见到矿化。2000年加拿大Ivanhoe公司接手后，2000年6月～9月使用反循环取样钻施工109个孔，取样分析，意外发现许多孔底见到可利用矿化体，并圈出矿化区。2001年进行深部钻进，其中OTD150孔，孔深590m，见到508m厚矿体，其