隐伏斑岩铜矿区微细粒土壤地球化学特征及其找矿指示意义——以福建罗卜岭铜钼矿为例

在风化壳覆盖区应用传统化探方法和矿物地球化学找矿方法开展斑岩型矿床深部找矿存在一定制约。土壤微细粒分离测量技术是一种可应用于覆盖区找矿的穿透性地球化学勘查技术,在干旱地区已取得良好的应用效果,亟需开展多景观、多矿种应用试验。基于此,本文选择红土风化壳覆盖的福建省罗卜岭斑岩铜钼矿为研究区,开展风化壳土壤微细粒分离测量技术有效性实验。结果显示,与不含矿酸性岩体风化壳相比,研究区明显富集铜钼矿成矿及伴生元素,尤其是Mo、Cu、Au显著富集,与此同时,含矿岩体风化壳中元素变异系数较低,符合斑岩型矿床元素含量富集系数高、变异系数低的典型特征。元素空间分布特征与矿化蚀变、断裂构造、地形演化密切相关。Cu-Mo异常可以圈定矿化中心蚀变带,V、Hg则在外蚀变带富集。Cu与Mo在研究区西北部的分异指示了紫金山矿田由SE向NW主成矿作用由Cu-Mo演变为Cu-Au。元素剖面分布特征进一步验证了成矿蚀变、地形演化对元素分布的控制作用。地形演化决定了蚀变带在地表的分布,进而控制元素的分布。罗卜岭铜钼矿体呈马鞍状分布于古背斜两翼,在后期风化剥蚀作用下,背斜核部演化为负地形,使得中心蚀变带接近出露地表,表现为Cu的正异常;古背斜两翼现今为正地形,矿体埋深较大,前缘晕元素Hg表现为正异常。因子分析结果很好地展示了元素的组合与分异特征。总体上,可以根据Cu-Mo异常判断矿体中心位置,根据Hg判断矿体埋深,根据Sn、V、Cr等识别花岗闪长斑岩体边界。本研究系统证明微细粒土壤测量在风化壳覆盖区探测隐伏斑岩铜钼矿的有效性。

硫、铅同位素对地表土壤微细粒金属全量测量异常的示踪——以水银洞卡林型隐伏金矿体为例

在覆盖区寻找隐伏矿床是解决目前资源困境的重要途径之一。国内外所发展的深穿透地球化学方法对已知隐伏矿床开展了大量试验研究,取得了较好的效果。由于无法确定地表金属元素异常是否直接来自深部矿体,使上述方法未在未知覆盖区开展广泛的找矿工作,因此急需发展地表异常示踪技术。贵州水银洞金矿是我国超大型全隐伏的卡林型金矿床,成矿流体富含S、Au、As、Sb、Hg等元素。本文以该矿床为研究对象,采集地表微细粒土壤样品,分析5种微量元素(Au、As、Cu、Sb、Hg)的含量,以验证微细粒土壤全量测量技术在该矿床的找矿效果,并用S、Pb同位素识别地表土壤异常来源。研究发现:(1)微细粒土壤测量技术在该矿区的指示效果好,Au-As-Sb-Hg高异常区与隐伏矿体和断层的分布较为吻合,其中Hg对隐伏矿体的指示效果最好;(2)隐伏矿体及断层上方土壤中δ^(34)S值、放射成因的w(^(207)Pb)/w(^(204)Pb)和w(^(206)Pb)/w(^(204)Pb)显著高于围岩区土壤,可有效示踪地表微细粒土壤中的异常来自于深部的隐伏矿体。该研究为在同类型覆盖区用微细粒土壤全量测量技术寻找隐伏卡林型金矿提供了理论依据。

土壤微细粒分离测量技术在黄土覆盖区隐伏金矿勘查中的应用及异常成因探讨

土壤微细粒分离测量技术作为一种能反映深部异常信息的深穿透地球化学技术,已在多种景观区取得成功试验案例。选择豫西黄土覆盖区申家窑金矿开展该技术的应用试验,结果表明:利用该技术所指示的异常范围与已知矿体位置具有很好的对应关系;Au、Ag、As、Sb、Cd、Cu、Pb、Zn等元素可以作为该地区寻找该类型隐伏金矿的找矿指示元素;矿体或岩石解离的化合物或纳米颗粒可穿透黄土孔隙向上迁移至地表,并赋存于地气中或被粘土矿物或铁锰氧化物所吸附而富集形成地球化学异常。

土壤微细粒全量测量在甘肃花牛山矿区的应用

在甘肃柳园花牛山矿区开展土壤微细粒全量测量的试验工作,试验结果显示:主成矿元素Pb、Zn异常衬度高、富集系数大,在该区域发生强烈富集,且与Ag、Sb、As、Au、Hg、Cu正相关性高;土壤微细粒全量测量地球化学勘查方法圈定的成矿元素地球化学异常具有Pb-Zn-Ag-Au-Sb-As-Cu-Hg多元素异常组合特征,且异常分布范围与深部矿体较为一致,表明该方法可以有效地指示深部铅锌矿体,可作为戈壁荒漠区寻找铅锌矿的有效方法。

隐伏铜矿区土壤微细粒测量有效性实验——以江西通江岭铜矿为例

土壤微细粒分离测量是一种可应用于隐伏矿勘查的地球化学技术,亟需开展多景观、多矿种有效性实验。本文以位于湿润低山丘陵区的江西通江岭铜矿为研究区,开展土壤微细粒分离测量试验,并讨论其异常形成机理。结果显示,主成矿元素Cu与Zn、Pb、Ag、Au等有较强的相关性,该组元素富集系数大、空间变异强,在研究区内趋于强烈富集。面积性试验结果显示Cu-Pb-Zn-Au多元素组合异常与已知矿体有良好对应关系。剖面试验表明断层和地层接触界面土壤成矿元素含量较高,Cu、Pb、Zn等异常可以指示隐伏矿体。根据元素组合及空间分布特征,预测研究区东部第四系覆盖区存在隐伏铜金矿体以及19线南段深部有隐伏多金属矿体,其中19号线南段在2019年详查工作中钻获铜铅锌多金属矿体。以上结果证实了低山丘陵景观区土壤微细粒测量探测隐伏矿床的有效性。断裂带、地层接触带既是容矿空间,也是深部成矿物质向地表迁移的主要通道,灰岩地层中的溶蚀缝与构造缝是次要迁移通道。深部成矿物质在多营力作用下迁移至地表,并被土壤微细粒中的铁锰氧化物、黏土矿物和无定型硅铝氧化物所捕获,在地表形成地球化学异常。

土壤微细粒测量地球化学模式的再现性与可对比性

不同采样密度、不同采样时间是否可以获得稳定的和可追索的地球化学模式是检验地球化学方法技术可靠与否的重要依据。笔者选择干旱戈壁荒漠区——甘肃柳园花牛山矿区开展不同采样密度、不同采样时间的土壤微细粒测量工作,对比了所获得的地球化学数据和地球化学分布模式。结论如下:土壤微细粒地球化学调查获得的元素含量中位值和背景值非常接近,地球化学分布模式在形态和变化趋势上非常相似,浓集中心位置重合,表明可获得稳定的、可追索的地球化学分布模式;采样密度越大数据离散程度越高,表明元素分布的局部不均一性,正是这种局部的不均一性才能通过加密采样刻画出地球化学模式的细节变化,为逐步追踪矿化体奠定基础。

地表土壤微细粒测量中微量元素和同位素对福建罗卜岭隐伏铜钼矿床的示踪与判别

在已知隐伏矿——罗卜岭斑岩型铜钼矿床上方采集了表层土壤以及典型钻孔中的矿石和围岩样品,分析了6个微量元素(Cu、Mo、Ba、Pb、Zn、V)的含量变化以及硫、铅同位素的组成特征,来验证土壤金属活动态测量技术、微细粒级土壤全量测量技术在隐伏矿区的找矿效果,并根据铅、硫同位素的组成特征来识别地表地球化学异常的来源。研究表明:微细粒级土壤全量测量技术对该矿区深部矿体的指示效果最好,其中Cu、Ba、Mo的含量高值区与深部隐伏矿体的展布相关性较强。土壤金属活动态、微细粒级土壤全量均显示出14、15号采样点下方极有可能存在着隐伏矿体,同时两种测量方法均可以根据V、Pb、Zn的含量变化较为准确地圈定出接近地表矿化岩体的范围。由于异常区土壤全量的硫同位素组成大多数信息继承自非赋矿围岩,掩盖了来自深部矿体的贡献,故在本矿区用硫同位素指示地表土壤中的异常来源效果较差,建议测量土壤金属活动态中的硫同位素组成应更为合理。异常区土壤全量的铅同位素继承了来自深部矿体铅同位素的特征,直接为微细粒级土壤全量测量技术在覆盖区的矿产勘查提供了证据,同时^(206)Pb/^(204)Pb在地表微细粒级土壤全量中的变化与下伏隐伏矿体的展布相关性较强,可以有效指示深部隐伏矿体。

深穿透地球化学勘查技术对胶东冲积土覆盖区隐伏金矿的勘查指示

胶东是当今世界仅有的探明金资源储量超过5000 t的三个金矿省之一,随着地质勘查程度的不断提高,其找矿方向逐渐由浅表矿转向覆盖区深部隐伏矿。土壤微细粒分离技术是一种能反映深部异常信息的深穿透地球化学勘查技术,已在多种景观区取得成功试验案例。本文选择胶东冲积土覆盖区曲家隐伏金矿及其外围开展土壤微细粒分离技术的勘查试验。结果表明:相比于中国土壤、山东省土壤、烟台市土壤背景值,研究区内Au元素高度富集,区域浓集系数高达2.88,金、银等地球化学异常范围与已知隐伏矿体位置具有很好的对应关系,能够互相印证,且与钻孔原生晕地球化学信息有继承关系。异常形成机理是:深部成矿物质以呈类气体性质的纳米颗粒形式沿断层、地层接触面等宏观裂隙和围岩中的微裂隙等通道在多营力接续作用下迁移至地表,并被地表微细粒土壤捕获形成矿化异常。土壤微细粒分离技术对隐伏金矿的勘查指示取得理想效果,可以应用于胶东冲积土覆盖区地球化学找矿勘查。

深穿透地球化学勘查技术对隐伏稀有金属矿的勘查指示:以甲基卡X03号锂矿脉为例

花岗伟晶岩型锂矿是锂资源的重要矿产类型,目前随着勘查程度的提高,发现地表出露的伟晶岩型锂矿资源的几率越来越小,下一步的勘查重点应放到找寻隐伏型锂矿资源。近年来,深穿透地球化学勘查手段在隐伏矿勘查中发挥了重要作用。其中土壤微细粒分离测量技术能有效探测深部异常信息,已在多种景观覆盖区进行了试验,并取得了显著的效果。本文以四川甲基卡X03号隐伏锂矿脉为研究对象,利用土壤微细粒分离测量技术,开展深穿透地球化学勘查技术对隐伏锂矿脉探测的试验研究,并分析了成矿及伴生元素组合特征,结果表明:Li、Be、Rb、Cs、Sn、Nb、Ta、Bi、Pb、U等元素具有较好的相关性,富集程度高,异常明显,异常峰值显著;其中,Li-Be-Bi-Cs-Rb-Pb-U元素组合与研究区X03号矿脉成矿元素组合具有良好的耦合性;利用土壤微细粒分离测量技术取得的元素高异常范围与已知隐伏矿体具有较好的对应关系,可以将上述元素作为该区域寻找锂矿的指示元素。以上结果证实了深穿透地球化学勘查技术能有效指示深部隐伏锂矿体,可以将深穿透地球化学勘查技术应用于西部高寒山区景观覆盖区地球化学找矿勘查中。

二连盆地土壤微细粒铀地球化学分布特征及找矿方向

二连盆地是我国砂岩型铀矿的重要产地之一,已相继发现了多个砂岩型铀矿床.盆地中部赛汉高毕-苏尼特左旗地区南北缘发育大量古-中生代的花岗岩体,铀源丰富;且该区发育北东向展布的巴彦乌拉、赛汉高毕等古河道,为铀矿体的形成和保存提供了有利的构造条件,具有较好的找矿前景.目前针对该地区砂岩型铀矿的勘查主要是通过地球物理勘探(电法、地震、重力、航磁)和钻探,常规的地球化学勘查方法在该区效果不理想.为了满足大范围找矿勘查的需求,基于土壤微细粒分离测量技术在赛汉高毕-苏尼特左旗地区开展1∶25万区域化探扫面工作. 2 821件土壤样品中Hg、As、Mo、F、Zr、Sr、Sb、Li、Th、U等元素既有相对较高的富集系数,又有相对较大的变异系数.通过元素相关分析和R型聚类分析将其分为Zr-Th-U-Mo组合和As-Sb-F-Li-Sr-Hg组合,优选U-Mo为铀矿的成矿指示元素.依据U-Mo衬值地球化学综合异常圈定了3个铀矿找矿有利地段,其中地段I和II位于盆地次级坳陷内部,异常与古河道砂体有关,寻找砂岩型铀矿的潜力较大.

穿透性地球化学在干旱戈壁荒漠覆盖区的应用--甘肃花牛山铅锌矿试验实例

干旱戈壁荒漠区地处我国西北部地区,天山、北山、祁连山三大多金属成矿带横贯其中,成矿条件优越,找矿尤其是找隐伏矿的潜力巨大,但受风成砂土的影响,很难获知覆盖层下方的矿化信息。穿透性地球化学已被证实是有效寻找隐伏矿的方法,其被定义为能探测深部隐伏矿体发出的直接信息的勘查地球化学理论与方法技术。笔者在花牛山铅锌矿开展土壤微细粒全量测量、金属活动态测量(水溶态测量、黏土吸附态测量、铁锰氧化物态测量)和地电化学测量多种穿透性地球化学勘查方法实测工作,结果表明,5种测量方法分析数据主成矿元素(铅、锌)异常衬度高,变异系数大,富集成矿可能性大,地球化学异常与深部隐伏矿体位置吻合,相比较而言,土壤微细粒全量测量效果最好,黏土吸附态测量、铁锰氧化物态测量和地电化学测量效果较好,水溶态测量效果稍差;所选方法技术针对干旱戈壁荒漠区寻找隐伏铅锌矿是有效的。气固介质中内生条件下的纳米金属微粒的发现为利用土壤作为采样介质的穿透性地球化学方法技术(土壤微细粒测量、金属活动态测量)提供了理论基础。电提取泡塑载体中大量的微米级的黏土矿物颗粒发现,以及微量元素异常与铁、铝等常量元素异常高度一致,初步推断地电化学测量提取过程是对黏土矿物颗粒选择性吸附过程。

黄土覆盖区隐伏矿地球化学勘查技术试验研究——以河南中河堤银铅锌多金属矿为例

黄土覆盖区由于较难采到基岩风化的水系沉积物,区域化探反映效果往往不理想,因此在我国很多黄土覆盖区域未开展区域化探工作。本文在河南崤山中河堤银铅锌多金属矿区利用深穿透地球化学方法开展了针对黄土覆盖区的隐伏矿地球化学勘查技术试验研究,采用的土壤微细粒分离测量和金属活动态提取测量结果表明,两种方法都能较好地指示黄土覆盖区下伏多金属矿(化)体异常,同时金属活动态提取方法进一步增强了成矿元素对矿体的异常指示,因而两种方法均可作为黄土覆盖区寻找隐伏多金属矿的有效手段。