成矿地质体找矿预测理论与方法

在大量典型矿床剖析的基础上,以矿物学、岩石学、矿床学、构造地质学、地球化学等基础理论为指导,以大量实地观察和实验数据为支撑,通过总结矿山深部和外围找矿实践和典型矿床研究成果,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,以及元素地球化学分类和找矿预测矿床分类的比较思维,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。成矿地质体是形成矿床主要矿产、决定主成矿阶段空间位置的成矿地质作用的实物载体,划分为沉积作用、火山作用、岩浆作用、变质作用和大型变形作用形成的5类成矿地质体。成矿结构面是赋存矿体的各类界面,包括构造界面、岩性界面、物理化学转换界面;成矿作用特征标志是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。依据成矿地质作用对中国主要矿床类型进行梳理划分,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-成矿结构面-成矿作用特征标志“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,对矿床学研究、找矿预测、矿产勘查工作具有重要的指导意义。

成矿地质体找矿预测理论与方法在矿产勘查中的应用

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83个矿集区和168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。

河北张宣地区中山沟金矿成矿流体特征及其对侵入岩型碲金矿床的限定

【研究目的】中山沟金矿位于华北克拉通北缘、尚义—崇礼—赤城深大断裂的南侧,是河北省张宣金矿集区典型金矿床之一。本文探讨了矿床成矿流体特征和演化,以期为该矿床找矿勘查提供理论依据。【研究方法】本文总结了中山沟金矿的成矿背景、矿区地质特征、矿体及矿石特征,选取4个阶段的代表性样品,开展了流体包裹体岩相学和显微测温、氢氧同位素、氦氩同位素等研究。【研究结果】研究发现中山沟金矿可划分为4个成矿阶段:钾长石-黄铁矿-石英阶段(Ⅰ)、乳白色石英-黄铁矿阶段(Ⅱ)、烟灰色石英-硫化物阶段(Ⅲ)和贫硫化物-碳酸盐阶段(Ⅳ)。各成矿阶段主要发育气液两相原生流体包裹体。流体包裹体测温数据表明,其主成矿阶段均一温度为210~250℃、盐度为6.01%~13.62%NaCleqv。氢、氧同位素研究表明,δ^(18)O水和δDV-SMOW值分别为-2.97‰~6.96‰和-94.6‰~-80.2‰,具有明显向大气降水线发生漂移而呈线性变化的特征。黄铁矿氦、氩同位素研究表明,^(3)He/^(4)He值为1.82×10^(-7)~9.24×10^(-7),^(40)Ar/^(36)Ar值为699.9~2200.4,R/Ra值为0.13~0.66,放射成因^(40)Ar^(*)为55.89%~86.57%,幔源He为2.00%~10.86%。【结论】中山沟金矿成矿流体经历了从中高温、中低盐度至低温、中低盐度的持续演化过程。其主成矿阶段发生了强烈的沸腾作用,成矿晚期有大量的大气降水的混入。随着成矿作用的进行,幔源物质参与成矿的比例逐渐升高。成矿流体具有壳幔混合的特点。综上所述,中山沟金矿的成矿流体具有侵入岩型碲金矿床的特点。

空间柔性太阳电池阵发展现状及趋势

从3个方面分析空间柔性太阳电池阵的发展现状,包括折叠式、卷绕式柔性太阳电池阵总体构型的发展历程;铰接桁架式、折纸式、充气式、形状记忆材料、薄壁管状及圆周展开机构6种伸展机构的特点及应用情况;硅电池片、砷化镓电池片、柔性薄膜电池片及聚光太阳电池片等常用电池片材料性能的发展现状。指出面对未来空间柔性太阳电池阵大尺寸、高功率、模块化的发展需求,采用薄壁管状伸展臂及多结砷化镓薄膜电池片的卷绕式柔性太阳电池阵在质量、功率、收拢体积及成本上达成了较好的平衡,是未来的发展趋势,在此基础上,对未来空间柔性太阳电池阵重点研究方向进行了展望。

四川省红泥坡铜矿原生晕特征及找矿方向

【研究目的】四川省红泥坡铜矿是近年来在扬子准地台西缘康滇地轴中段发现的一处大型铜矿,由于矿体埋藏较深,地表被第四系覆盖,其深部和外围找矿难以突破。【研究方法】本文通过对矿区P-3勘查线上的5个钻孔进行原生晕样品采集,并对349个样品中的18个元素进行了分析测试和原生晕特征研究。【研究结果】主成矿元素Cu主要分布在天生坝组下段和落凼组上段,多元统计分析显示Cu与Ag、Co、Mo、As、Sb等元素的相关性较好,利用格里戈良分带指数法获得矿体原生晕轴向分带序列为(由上到下):F、Nb、La→Au、Ag、Bi、Mo→Cu、Zn、Pb、As→Sn→Co、Sb。【结论】通过构建地球化学参数找矿指标,建立了红泥坡铜矿的找矿预测模型,初步认为红泥坡铜矿的1号矿体向西部还有一定的延伸。

pXRF原位分析在柴北缘鱼卡金红石矿床勘查中的应用

便携式X射线荧光分析(pXRF)具有快速、高效、绿色、便捷等优点,在矿产勘查中的应用越来越广泛。样品的不平度效应和不均匀效应等问题,使得pXRF现场原位分析结果与实验室分析结果存在一定偏差。将该技术运用于柴北缘鱼卡金红石矿床勘查找矿,对pXRF原位分析的稳定性进行试验,并与实验室XRF法测试结果进行对比分析。结果表明,pXRF原位分析单点重复测量结果稳定,分析测试最优时间为25~30 s;pXRF和实验室XRF法对样品Ti含量具有显著相关性,存在线性关系。野外快速分析,评价榴辉岩的Ti含量,结果表明,当pXRF原位分析榴辉岩中Ti含量在0~0.52%时,对应非矿化榴辉岩;Ti含量在0.52%~0.86%时,对应金红石贫矿体;Ti含量大于0.86%时,对应的榴辉岩为金红石工业矿体。在槽探编录和钻探施工过程中,使用pXRF分析可在野外快速判断榴辉岩的含矿性,辅助找矿工作中圈定矿体,大大减少样品采集的工作量,节约成本和时间,提高对榴辉岩型金红石矿床的勘查效率。

甘肃合作早子沟金矿微量元素、同位素特征与成矿物质来源

甘肃合作早子沟金矿是西秦岭夏河—合作金矿富集区最著名的特大型金矿床,经过近20年持续勘查,已探明资源量超过150 t。笔者等通过对2018~2021年实施的深部科研钻探SDZK8314岩芯进行系统编录和测试分析,为研究深部流体和成矿物质来源提供新的资料。研究表明,早子沟金矿中不同类型的岩石与矿石的稀土微量元素具有相似配分曲线特征,含矿岩石相对围岩具有明显更低ΣREE含量和更高的K、Sr含量,同时矿石中的金品位与K_(2)O含量呈现明显的正相关关系。早子沟金矿中的石英闪长玢岩n(^(208)Pb)/n(^(204)Pb)=38.33~38.48、黄铁矿—毒砂n(^(208)Pb)/n(^(204)Pb)=38.23~39.19、辉锑矿n(^(208)Pb)/n(^(204)Pb)=37.75~38.63,具有多源、混合铅的特征,从闪长玢岩黄铁矿—毒砂辉锑矿具有从上地壳到造山带甚至地幔的演化趋势。H—O同位素显示,成矿流体主要来源于岩浆水,后期有大气降水和围岩循环水的混入。矿石中δ^(34)S_(V-CDT)值的范围为-14.7‰~-7.0‰,平均值-10.3‰,硫主要来源于岩浆热液,与围岩发生强烈的水岩反应而带入一部分地层硫。早子沟金矿的形成与区域较晚期岩浆—构造活动直接相关,成矿物质主要来源于深部石英闪长岩。

深部找矿基本问题及方法

中国经济社会发展与资源环境约束的矛盾日益突出,走向深部,向深部要资源,是矿产勘查的必然趋势。在论述深部找矿的重要性、必要性基础上,阐述了深部找矿的基本概念,总结了深部找矿的现状,梳理了深部找矿的难点,提出了“从成矿作用本质研究深部找矿问题,研究成矿地质体确定找矿方向,研究成矿构造和成矿结构面预测矿体位置,研究成矿作用特征标志提供预测依据,综合地质的、物探的、化探的、钻探的技术手段探测深部矿体,以间接找矿为主,直接找矿为辅”的深部找矿思路及方法,并对加强深部找矿工作提出了充分发挥理论指导找矿作用,创新、研发、推广适合中国特色的深部找矿技术,充分利用大数据等现代信息技术等建议。

四川会理拉拉铜矿找矿预测模型构建与找矿示范

勘查区找矿预测理论与方法体系是基于全国129个典型矿床的深入研究,以及在勘查项目实践验证基础上总结而形成的一种特别适合生产找矿第一线使用的有效方法。该方法以成矿作用内因(元素的地球化学特征)和外因(地质作用类型)相结合的思路,构建以成矿地质体、成矿构造与成矿结构面和成矿作用特征标志为主要内容的找矿预测地质模型。四川会理地区位于扬子板块西缘,区域成矿地质条件优越,经历多期构造事件叠加,形成了一系列独具特色的铁铜矿床。近年来,在拉拉铜矿的深部及外围已取得了重大找矿突破和进展。本文以会理拉拉铜矿为典型实例及深部找矿预测成果示范,阐述该方法在深部找矿预测中的具体应用过程,得出了如下认识:早期成矿地质体为赋矿火山岩(河口群钠长岩类),成矿构造与成矿结构面主要为基(中)性火山岩与沉积岩的界面及可能的喷溢口;热液叠加期成矿地质体推测为深部隐伏岩体,成矿构造与成矿结构面主要为褶皱、断裂和裂隙。在总结成矿作用特征标志基础上,建立了拉拉铜矿勘查区找矿预测地质模型。通过与地质和物探方法相结合,圈定红泥坡南部为找矿靶区,经钻探验证,发现厚大矿体,打开了区域找矿空间。

胶东谢家沟金矿热液蚀变作用过程的元素迁移规律

谢家沟金矿床位于胶西北焦家断裂带和招平断裂带之间。通过详细的野外地质观测与室内研究,查明了谢家沟金矿床的蚀变类型及空间分带,系统采集不同蚀变类型的岩石样品,进行岩石元素地球化学分析,运用Isocon方法分析探讨了热液蚀变过程中的元素迁移规律及其对成矿流体性质、矿质沉淀的制约。蚀变从中心到两侧分别为含陡立石英脉的黄铁绢英岩化、黄铁绢英岩化、钾长石化;从早到晚依次为钾长石化、黄铁绢英岩化、含陡立石英脉的黄铁绢英岩化。钾长石化蚀变表现为钾长石和黑云母分别交代玲珑黑云母花岗岩中的斜长石和角闪石,K明显的迁入,Si轻微迁入,Ca、Mg为迁出,Fe轻微迁出。黄铁绢英岩化蚀变叠加于钾长石化蚀变之上,主要表现为斜长石、钾长石、黑云母等矿物在含H+、HS-溶液中失稳,被绢云母、石英替代,Fe、Mg、Ca为迁入,K、Na、Si表现为元素迁出。从钾长石化阶段到黄铁绢英岩化阶段,流体从碱性转变为酸性;Au迁移形式也逐渐由氯的络合物转化为硫氢络合物。随着成矿流体的不断演化,成矿流体与围岩不断反应,含矿热液化学性质不断变化促进了金的沉淀。

西秦岭德乌鲁含矿岩体及其包体的岩石学成因和构造意义

德乌鲁岩体位于西秦岭地区,其主体岩性为花岗闪长岩,在岩体内及其接触带发育有多处金、铜矿床。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明该岩体侵位于印支早期,年龄为(250±1.8)Ma,该岩体为准铝质,其铝饱和指数ASI为0.9~1.0。所有样品具有高的K2O含量(2.95%~3.52%)、K2O/Na2O比值(0.97~1.10)、Mg^#(0.57~0.61)和相容元素含量(w(Cr)=(88~132)×10^-6)。因此,我们认为德乌鲁寄主岩形成于壳幔岩浆的混合作用。在该岩体中广泛分布有镁铁质岩浆包体,这些包体即是镁铁质岩浆注入中酸性岩浆中时迅速降温形成的。德乌鲁包体具有中性的成分,其SiO2含量为56.17%~60.95%,岩性主要为辉长闪长岩和闪长岩。相对于寄主岩,包体有着更高的Mg^#(0.65~0.67)和低的TiO2含量(0.57%~0.62%)。它们也有着高的钾含量(1.74%~2.43%),属于高钾钙碱性系列岩石。所有样品具有高的相容元素含量,如Cr((212~419)×10^-6)和Ni((46~111)×10^-6)。相对于重稀土元素,样品中轻稀土元素相对富集,并且具有中等的Eu负异常。在原始地幔标准化的微量元素蛛网图上,所有包体具有明显的Nb-Ta负异常。德乌鲁暗色包体可能形成于曾受俯冲作用改造过的富钾的岩石圈地幔源区部分熔融过程,并伴随有后期镁铁质矿物的分异。本区的印支早期岩浆作用及与其有关的矿床很可能形成于活动大陆边缘环境。

勘查区找矿预测理论与方法及其应用案例

降低勘查风险、实现科学找矿一直是国内外矿产勘查界不断探索的前缘领域和研究热点,而勘查区找矿预测理论与方法是解决这一难题的有效途径。该方法将成矿作用内因(元素的地球化学特征)和外因(地质作用类型)相结合,构建以成矿地质体、成矿构造与成矿结构面和成矿作用特征标志为主要内容的找矿预测地质模型,通过大比例尺构造蚀变填图、物化探测量和专题研究等综合方法,预测推断矿体赋存位置,最后通过工程施工,发现并查明工业矿体(矿床)。依据勘查区找矿预测理论与方法,在四川拉拉铜矿、新疆玛尔坎苏锰矿带穆呼-玛尔坎土锰矿及内蒙古大兴安岭南段敖脑达坝地区锡多金属矿开展找矿预测,取得了较好效果。

胶东谢家沟金矿床蚀变钾长石^40Ar-^39Ar年龄及地质意义

谢家沟金矿床位于胶西北焦家断裂带和招平断裂带之间。在系统观察坑道各类蚀变现象的基础上,发现围岩蚀变主要有钾长石化、硅化、黄铁矿化、绢云母化,其次可见绿泥石化和碳酸盐化等;基于蚀变的叠加和穿插关系查明了不同阶段的主要热液作用记录,从早到晚依次为钾长石化、黄铁绢英岩化、陡立石英硫化物细脉;蚀变具有明显的空间分带现象,从中心到两侧分别为陡立石英硫化物细脉带、黄铁绢英岩化带、钾长石化带。本次研究对蚀变钾长石开展了^40Ar-^39Ar精细测年工作,获得的坪年龄为(112.79±0.62)Ma(MSWD=5.76),与等时线年龄((115.56±1.72)Ma(MSWD=4.59))一致,限定了谢家沟金矿床的钾化蚀变年龄,与胶东地区获得的金成矿事件年龄相近,说明谢家沟金矿床与胶东地区金矿床是在同一成矿-热事件下形成的。结合区域岩浆演化特征,胶东地区在郭家岭岩体形成之后、在(120±10)Ma还存在一期与金成矿关系密切的岩浆活动。

基岩区寻找隐伏矿的地球化学方法:构造地球化学测量

构造地球化学测量是在基岩出露区发现深部矿化信息的一种较为有效的方法。本文介绍了构造地球化学的一些基本概念和构造地球化学测量方法的发展历程。为解决岩石样(构造岩样)的代表性和均匀性,提出了方格采样法,即在每个采样网格内多点采样组合分析采样方法,采集以构造破碎带物质、裂隙充填物、蚀变岩石、矿化岩石等为主的能反映深部矿化信息的样品。利用该方法在甘肃西和地区进行了1∶50000构造地球化学测量试验,采用500 m×500 m的采样网格,在每个采样单元中采集6~8个子样组合,分析了其中的Au、Ag、Pb、Zn等19种元素,圈定了较好的金地球化学异常,经查证发现了金矿体。在江西岩背锡矿外围开展1∶10000的构造地球化学测量试验,采用100 m×100 m的网格,采集构造裂隙样品,圈定了Sn等元素的地球化学异常,对圈定的Sn地球化学异常进行钻探验证,发现深部隐伏Sn矿体。不同比例尺的构造地球化学测量试验表明,构造地球化学测量在基岩出露区能有效发现深部矿化信息,在寻找隐伏矿工作中具有较好的应用前景,在中国黔西南地区寻找卡林型金矿和东南沿海地区火山岩覆盖区找矿中能发挥一定的作用。

胶西北地区谢家沟金矿岩脉U-Pb年龄及其对成矿时限的制约

胶西北地区是中国最大的金矿集区之一,金资源储量超过4500 t,金矿床受三山岛、焦家、招平3条断裂带及其分支断裂控制明显。谢家沟金矿位于招平断裂带的西侧,与区域上产于招平主干断裂的大尹格庄、夏甸等矿床不同,该矿床产出于主干断裂带的下盘,矿体与次一级的北北东向、北北西向断裂构造关系密切。基于坑道中发现的石英闪长玢岩和花岗闪长岩岩脉切割矿化蚀变现象,对2套岩脉进行U-Pb定年,获得其结晶年龄分别为118.0±1.1 Ma和118.4±0.9 Ma,确定了谢家沟金成矿作用的时间下限,指示区域上金成矿作用在118 Ma基本结束。推测区域成矿与郭家岭岩体形成之后、伟德山岩体形成之前的闪长类岩体关系密切。

优化技术在航天器结构设计中的应用

针对某航天器相机安装支架结构设计时安装边界条件差、重量要求苛刻、力学性能要求高等难点,研究支架构型最优解。分别以最高基频和最小体积作为目标函数进行拓扑优化,完成多目标优化。在拓扑优化基础上,针对梁系长度、梁系分布、截面面积,进一步完成多参数优化,并结合工程实现得到最优的支架结构。有限元建模分析结果表明:重量较原设计方案轻49%,基频高22%,强调裕度大于2;设计效率更高、结构性能更优。支架已随航天器通过了飞行试验考核验证。

河北省崇礼幅1∶50000矿产地质图数据库

根据《固体矿产地质调查技术要求(1∶50000)》(DD 2019–02)和行业其他规范要求,完成河北省崇礼幅1∶50000专项地质填图379.93 km2、矿点检查11处,采集水系沉积物样品1622件、重力测量物理点1623个,测试锆石U–Pb年龄样3组、流体包裹体样80余件,系统编制了河北省崇礼幅1∶50000矿产地质图,并建立了数据库。突出了对燕山期岩浆岩和相关脉岩、碱性杂岩体和谷嘴子岩组、矿化蚀变等相关成矿信息的表达,厘定了崇礼幅中太古代、新太古代的变质深成侵入体,划分了海西期、印支期、燕山期的岩浆岩建造类型,划分了张家口组火山岩的7个建造类型、谷嘴子岩组变质岩的3个建造类型,系统总结了该区金矿的成矿地质体、成矿构造及成矿结构面、成矿作用特征标志。该数据库为该区金矿的找矿工作提供了基础数据支撑,对金矿目标层地质信息和构造建造信息的提取提供了便利条件,对今后矿产勘查部署具有一定的参考价值。

四川省拉拉铜矿田赋矿变质岩原岩恢复及其对找矿的指示

四川拉拉铜矿是中国著名的大型富铜矿床,其矿体均赋存于河口群变质岩系中,具有典型的层控特征,因此对这套变质岩开展原岩恢复工作能更好地限定其矿床成因,也可对区域下一步的深边部找矿提供指示。通过对赋矿变质岩开展了系统的岩相学和岩石地球化学研究,结果显示其原岩为一套泥质粉砂岩-细碧岩的岩石组合。其中,黑云石英片岩、二云石英片岩及白云石英片岩的原岩可能为泥质粉砂岩,而石英钠长岩、变火山角砾岩及变火山凝灰岩的原岩可能为细碧岩。河口群形成的构造环境可能为裂谷环境。结合矿体似层状、透镜状的层控特征及已有的成岩成矿年龄数据,认为该矿床存在早期VMS(火山成因块状硫化物矿床)型铜矿化,根据其围岩类型,可能属于“别子型”成矿亚类。本区此类矿床下一步找矿工作的方向为铁镁质火山岩与硅质碎屑岩的界面。

甘肃省早子沟金矿原生晕分带特征及深部找矿预测

甘肃省早子沟金矿位于西秦岭西段,是20世纪末通过1∶20万化探扫面发现的超大型金矿,该矿床是典型的中低温岩浆热液矿床,矿体主要受断裂构造和脉岩的控制。为了解决深部找矿的问题,本文收集了矿区61个钻孔相关资料,得到了4012个钻孔原生晕的数据。通过对原生晕数据进行相关性分析、R型聚类分析、因子分析和原生晕浓度分带特征研究,认为找矿的最佳指示元素为Au、As、Sb、Ag、Hg、W,其中与Au成矿最密切、最直接的指示元素是As和Sb;通过计算原生晕分带指数,得到了原生晕轴向分带序列(从上到下)为Au-Hg-Bi-Pb-Mo-Sb-Ag-Cu-W-Zn-Co-As,Sb和As等前缘指示元素出现在尾晕元素之后,显示深部可能存在盲矿体。基于以上研究,结合地质方面的认识,评价了矿区深部含矿性,提取了深部找矿信息。并据此构建了早子沟金矿地质-地球化学深部找矿模型,圈出了2处深部找矿靶区。

辽宁省桃源铅锌矿床成矿物质来源——硫、铅同位素组成特征

桃源铅锌矿床是辽东青城子矿集区中部新发现的一个中型铅锌矿床,矿体赋存于古元古界辽河群大石桥组,受地层和断裂控制明显。目前缺乏针对该矿床的成矿物质来源研究,导致对矿床成因认识不清。本文在详细野外调研和室内镜下观察的基础上,系统地研究了桃源铅锌矿床的硫、铅同位素特征。分析结果显示:桃源铅锌矿床中硫化物的δ34S值区间为3.5‰~8.9‰,平均为5.5‰,显示了具有幔源硫的特征;铅同位素206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别为17.969~18.309(均值为18.076)、15.572~15.669(均值为15.617)和38.222~38.371(均值为38.312),μ值变化范围为9.46~9.62(均值为9.55),绝大多数低于地壳正常值。在铅同位素判别图解上位于上地壳与地幔铅同位素演化线之间,显示了具有壳幔混合的特点。桃源铅锌矿床的硫、铅同位素组成与青城子铅锌-金银矿集区和印支期岩体类似,成矿热液来自深部岩浆,与辽河群围岩的硫、铅同位素分布有明显的不同。因此,初步认为桃源铅锌矿床是与深部岩浆流体活动有关的岩浆热液型铅锌矿床。