Question

地球化学找矿模型的研究与应用

Answer 1

俄罗斯地球化学家 В. М. Питулько ( 1990) 认为，“为了提高地球化学工作的效果，必须 ( 将地球化学资料的应用) 从数学处理和各个异常的解释向概念模型的建立和验证的方向转化，以保证地球化学场整体分析与形成成矿系统的基础性成矿作用问题、地球化学问题结合起来”。事隔 20 年后，А. А. Кременецкий ( 2009) 认为，“对地球化学资料作这种低水平解释的原因，首先是现有找矿模型的粗浅简陋和墨守成规，它们通常只适用于十分简单的地质、地球物理和景观 － 地球化学环境”。因此，加快地球化学找矿模型研究是一项十分紧迫的任务。

总体来说，建立地球化学找矿模型是对作为多级的、关联的地球化学场系统及其影响因素的规律性进行描述。具体来说，就是对不同级次成矿客体 ( 矿体、矿床、矿田、矿结、成矿区或成矿带)的地球化学场作研究和阐述其规律性，以达到指导找矿和地质研究的目的。

( 一) 不同级次地球化学找矿模型及其研究的基本思路

1. 不同级次地球化学找矿模型建立的理论基础

20 世纪 90 年代初，俄罗斯学者 В. М. Питулько ( 1990) 明确指出，地球化学普查真正科学的基础，是关于成矿系统存在着自然分级的系统论概念，而这些成矿系统是因在地壳成分分异演化过程中具有相同的矿质活化、运移和沉淀机理的共同性而联为一体的。地球化学场在空间上和统计上表现为有序的和规律性的多级结构。具体地说，同一成因类型不同规模的矿床之间在地质几何特征和地球化学特征上具相似性 ( 图 4 －14) 。

图 4 －14 不同级次成矿客体的几何特征及其关系( 引自 А. П. Соловов，1985; 转引自 А. А. Кременецкий，2009)成矿客体 ( a∶ b∶ c) 体积的比例为 1∶10∶ 100 时，其相似性轮廓的线性 ( s) 和面性尺度 ( V) :( a) s = 1，V = 1; ( b) s = 4. 64，V = 10; ( c) s = 21. 5，V = 100

根据这一原则，可以用地质 － 地球化学模型来预测矿产资源潜力，对地质勘探过程的不同阶段定量对资源量作出预测。由于不同级次客体的成矿系统都有与之相对应的异常地球化学场的立体概念。在这种条件下，从地球化学场的结构中观察出的规律，应该与未知客体的地质 － 构造位置特点、成矿物质的带状 ( 非带状) 分布、区域和近矿交代岩的表现与成分特点有关。在这些模型中，某级客体的异常场应被看作是一个具特征内部结构的、完整的、但在空间上有分异的系统，反过来，这个系统又是某个更大客体的异常地球化学场的组成部分，同时，其自身也包含着较小级次客体的异常地球化学场。不同级次的矿致地球化学异常在特征上、空间 － 成因上具有相似性。这种关系也体现在其内部结构和成分上，并取决于不同成矿阶段上统一的矿质分配机制 ( 图 4 －15) 。

近年来，俄罗斯稀有元素矿物学、地球化学和结晶化学研究所 ( ИМГРЭ) 以不同级次地质 － 地球化学找矿模型为基础，研制了一套筛选不同级次成矿客体的异常地球化学场 ( АГХП) 的工艺和准则，并取得了良好的找矿效果。

2. 不同级次地球化学找矿模型的特点

基于上述分析，地球化学研究必须遵循从区域到局部解释的原则，重视从区域地球化学背景揭示控矿地质因素，重视从区域着眼，研究不同级次地球化学找矿模型。

据吴传璧 ( 1991) 报道，20 世纪 80 年代前苏联针对其境内 5 种类型的 17 个金矿床，总结了矿田、矿床和矿体 3 个不同级次的地球化学模型的特征 ( 表 3 － 7) 。А. А. Кременецкий ( 2009) 从更大范围内对不级次地球化学异常特征、规模和标志作了详尽的论述 ( 表 3 －3) ，这里对几个重要的不同级次成矿客体地球化学特征作进一步介绍。

1) 成矿区 ( 地球化学大区) 地球化学场: 规模可达几百到几千平方千米。它们的分布范围包容了有利成矿的地质构造或其大型块段。其特点是具区块状结构和相对不高的衬度。需要对这类地球化学场进行划分，就需要有专门的方法来研究其成分，并增强弱的地球化学信号。

图 4 －15 不同级次地质 － 地球化学找矿模型系统在查明和评价地球化学场的预测资源量时的顺序( 引自 А. А. Кременецкий，2009)

2) 矿床 ( 矿田) 地球化学场: 规模从 1km2到 10 ～ 70km2，占据着大型成矿系统的某些块段和边缘部分。它们的结构取决于不同规模、不同化学成分、衬度高低不一的异常块段的组合，反映着成矿系统的构造 － 地球化学构架特点，在这个级次的地球化学场中，真正的成矿块段与大量分散的矿化带和较弱改造地球化学场交互出现。

3) 矿体 ( 矿带) 地球化学场: 它们是地球化学场中相对局部的区段 ( 1 × 104m2到 ( 10 ～50) ×104m2) ，其特点是极不均一，结构分异复杂，浓集区的衬度高、连续性好，通常具明显的同心状结构。

俄罗斯稀有元素矿物学、地球化学和结晶化学研究所已对黄铁矿型、斑岩铜矿型和金 － 银矿型的各级成矿客体作过充分研究，堪作筛选异常地球化学场的范例。例如，根据表 3 －3 所示的地球化学准则，就可以方便且十分合理地划定斑岩铜矿系统所有级次地球化学场。

3. 不同级次地球化学模型的研究任务

针对建立不同级次地质地球化学找矿模型，А. А. Кременецкий ( 2009) 从矿体、原生晕、次生晕到分散流等几个层次，在不同取样介质 ( 基岩、土壤、水系沉积物等) 和不同景观条件下进行不同比例尺的地球化学普查时，论述了建立地球化学找矿模型的主要任务和找矿模型的主要要素，为不同级次地球化学找矿模型的建立提供了一种可靠的思路。

1) 在根据原生晕对矿体进行地球化学普查时，找矿模型的要素和参数是主要指示标志，需要深入研究如下问题: 与内生矿化有关的近矿蚀变及蚀变分带; 经分异的含矿沉积、岩浆和变质岩岩系的地球化学分带; 查明和解释岩石化学 ( 包括岩石、土壤、水系沉积物) 异常的矿物学 － 岩石学 － 地球化学综合方法。

2) 研究从矿体 + 原生晕到次生晕系统中的矿床地质 － 地球化学找矿模型，要深入研究的问题有: 划分矿田和矿体的异常地球化学场的方法 ( 针对不同矿种的下限值，及其随不同景观和不同方法而发生的变化) ; 划分成矿区和矿结的异常地球化学场的方法 ( 包括确定地球化学场异常值的方法和评价矿致异常的准则) ; 放射 － 同心型和其他型式地球化学分带的来源，研究识别被覆盖成矿客体的分带性的准则; 研究评价残留晕和上置晕中化学元素含量的可靠方法 ( 在取样和试样制备时) ; 矿体 － 侵蚀面 － 次生晕系统中发生成矿物质改造模型，以及确定这些改变的定量关系的方法。

3) 研究从矿体 + 原生晕 + 次生晕到分散流的系统中的矿床地质 － 地球化学找矿模型，需要深入研究的问题有: 筛选和评价分散流地球化学异常的准则; 分散流取样的最佳网度; 能可靠评价并提高分散流地球化学信号水平的方法 ( 在取样和样品加工中) ; 在基岩 + 次生晕到分散流的系统中发生地球化学信号变换和转换的机制。

要揭示不同级次地球化学场的本质，只研究元素组合和含量水平显然是不充分的，元素的赋存形式、相关性、含量的变异特征都是地球化学场的本质特征，而且在不同级次地球化学场中它们的表现特点也是不同的，这一点在建立不同级次地球化学场模型时应给予足够的重视。

( 二) 区域地球化学找矿模型与矿产资源潜力预测

区域地球化学测量资料是预测区域矿产资源量的可靠依据之一。20 世纪 70 年代，著名地球化学家 А. П. Соловов 提出了利用土壤和水系沉积物地球化学资料估计区内金属资源量的数学方法，后来经发展和完善，推出了 “金属矿产普查和评价的地球化学模型”的术语。其基本原理是，依实测资料得出水系沉积物 ( 分散流) 的面金属量 ( P') 、测区内分散流与次生晕 ( 土壤测量结果) 的对应系数 ( K1) 和次生晕与原生晕 ( 岩石测量的结果) 的对应系数 ( K2) ，用下式即可估计出测区一定深度 ( h，依拟预测矿床类型取定) 内金属的潜在资源量 ( 储量) Q:

Q = P' / ( K1K2·40) ·h

求得 Q 值后，可进一步根据推算论证出可望在区内找到的大、中、小型矿床数目 ( N) 的比例; 即N大∶ N中∶ N小= 1∶ 7∶ 49，参考现已发现的矿床规模和数目，预 计 出 在 区 内 还 能 发 现 的 数 目。 此 后，А. П. Соловов 又提出了不同形态 ( 脉状、板状、透镜状、网脉状、等轴状等) 矿床的规模 ( 体积) 与矿体延深间的关系图解 ( 图 4 －16) ，以及利用原生晕分带系数估计侵蚀深度的办法，并把这些内容都纳入模型，在电子计算机上对地球化学异常进行定量解释。据称，这种解释的正确性已为计算出的预测资源与核算出的工业储量有令人满意的符合度所证实。

尽管 А. П. Соловов 提出的这种方法在前苏联已被广泛采用，且纳入了 1982 年颁布的 《苏联固体矿产化探规范》，后经补充修订，近年又冠以 “模型”的名称，但只能将其视为为特定用途设计的地球化学资料数学处理模型，而不是模拟整个地球化学场进而揭示成矿地质作用和控矿因素的模型。从公式可知，它所依据的是高于背景值的数据 ( 面金属量) ，不对也不可能对背景场中有意义的模型进行描述; 它所处理的是单一元素的数据，忽略了多种元素的分布模型及其相互关系，从而不会完整地体现成矿作用在地球化学场中的反映。然而，这类计算模型在区域成矿预测中的作用也是不可忽视的。

图 4 －16 不同规模的矿体与近似形态的关系图解( 引自 А. П. Соловов，1987)

对元素在矿体、原生晕、次生晕和分散流中的性状作全面的分析，通常可揭示出这些客体的形成规律，研制矿床地质地球化学模型，确定解释地球化学资料的顺序和方法，以及查明不同比例尺普查中评价和筛选异常的准则，并确定资源量。这里以极地乌拉尔和近极地乌拉尔的工作 ( В. Ю.Скрябин 等，2009) 为例，进一步说明这一研究思路。

针对极地乌拉尔和近极地乌拉尔的景观环境和在阿尔卑斯型超基性岩中寻找铬矿的课题，现已查明，铬矿石的 Cr 和 Ni 具负相关关系 ( 相关系数 r = － 0. 56; 置信度 p = 0. 99) ，而在它们的原生晕中，这两个元素出现极弱的正相关性 ( r =0. 33，p =0. 95) ，并形成 Cr － Ni － Ti － Cu 组合。在两个矿段所在的矿田范围内，在矿带之上的疏松沉积物和分散流中，都观测到元素间高度正相关 ( r =0. 3 ～0. 6，p = 0. 95 ～ 0. 99) 的、稳定的 Cr － Ni － Co － Mn － Zn 组合。在从原生晕向次生晕过渡时，或许由于松散层质点的表生活动性，当初相离的 Ni 和 Cr 汇聚到了同一个组合中。

基于上述地球化学模型，利用不同阶段化探分散流和次生晕的调查结果，计算了铬矿资源量，与根据被揭露矿体的取样资料计算的资源量进行了比较分析。对该区资源远景作出了预测 ( 表 4 －1) 。

计算结果 ( 表 4 －1) 证明，在执行 “1∶ 20 万地球化学工作计划” ( OГXP －200) 时，根据异常地球化学结果预测出的资源量，很难与真实的矿床资源量相对比。它们既可能因参与计算的面积超过了直接流经矿床的汇水区的面积而导致了资源量偏高 ( 西部地段) ，也可能因远处带来的物质使河床淤积物贫化而压低了资源量。

根据 1∶ 5 万工作的次生晕计算出的铬矿预测资源量，同样出现了偏高的现象 ( 表 4 －1) ，不过，偏高的程度明显减小。在这种情况下，引起偏高的原因可能是，在计算范围内不仅纳入了矿致异常，也纳入了岩石异常，以及不具工业意义的贫铬铁矿矿化的异常。针对所研究矿段的真实资源量计算出的降低系数变化于 1. 6 ～2. 6 之间。当工作程度提高到 1∶ 1 万比例尺时，根据地球化学资料计算出的资源量，完全可以与对所揭露矿体取样而得出的资源量对比 ( 表 4 －1) 。

表 4 －1 铬矿资源评价

资料来源: В. Ю. Скрябин 等，2009

注: 分析为近似定量光谱分析; S—异常面积; Cф、Cmax、Ccp—铬的背景含量、最高含量和平均含量; P = ( Ccp－ Cф) × S，为异常的面金属量; h—评价深度; α—表内矿系数 ( 份额) ; K—次生晕减原生晕的剩余金属量系数; K'—分散流减次生晕的剩余金属量系数; 在 OГXP －200 中得出的预测资源量计算: Qcr= P × h × 1 /29 × α × 1 / K × 1 / K'; 在 ДЗР － 50 和 ДЗР － 10 中得出的预测资源量计算: Qcr= P × h × 1 /29 × α × 1 / K。OГXP － 200—1∶ 20 万地球化学工作; ДЗР － 50—1∶ 5 万地球化学工作; ДЗР － 10—1∶ 1 万地球化学工作。P1、P2为预测资源量。

区域地球化学资料是划分区域成矿远景的主要依据之一。成矿区 ( 省) 与地球化学省关系可以概括为 3 种情形: ①地球化学省与成矿区重叠和耦合，此时大多数已知矿床都落在地球化学省内;②在地球化学省内没有出现成矿省，虽然成矿元素出现了大面积的高含量，但以分散矿化为特征，未能形成矿床，或者只产出个别矿床; ③在没有出现地球化学省的地方，形成了成矿区，出现一些规模较小的矿床。成矿区和地球化学省的关系是十分复杂的，不是简单的一一对应关系，加上受地质工作、勘查程度等限制，使它们之间关系更加复杂。因此，在区域地球化学找矿研究中，要十分重视地球化学省的研究。施俊法等 ( 2004b) 对地球化学省研究的有关问题作了总结，现将主要观点概括如下:

1) 地球化学省概念有不同的理解，但大致相同。赵伦山等 ( 1988) 总结了俄罗斯学者的观点，认为地球化学省 “具有共同地质和地球化学演化特征的构造单元，它们表现为具有共同的地质体组合，并且通过内生和外生作用所形成的矿床和所浓集的元素组合也具有共同性”; 或者将地球化学省定义为 “一片大规模的地壳单元具有共同的地质和地球化学演化特征，表现为地质体具有共同的化学组成，以及共同的内外生金属元素和非金属元素的富集”。地球化学省是客观存在的，它是在区域岩石圈演化过程中发生的、具有共同成因的、一定规模的地质单元的地球化学表现。

2) 地球化学省与成矿省的关系是十分复杂的，不是简单的一一对应关系。国外大量资料表明，地壳丰度高于 10－ 6的元素 ( 如 Cu、Pb、Zn 和 Ba) 的热液矿床的形成无需预富集，即不需要形成地球化学省。对于地壳丰度低于 10－ 9的 “稀有”元素，如 Sn、Ag 和 Hg，在萃取形成矿床之前需要预富集，即形成地球化学省。

3) 地球化学省及其边界与地质构造单元密切相关。从本质上来说，地球化学省不应依靠某个异常下限圈出的异常范围来确定，而应结合构造 － 地质边界来确定; 从地球化学上来看，它首先应从若干组元素具有同样性质的组合 － 分布关系上分析，而不宜用一种元素的分布来定义。地球化学省的边界可依其共生元素组合 － 分布区的界线来划分。如果没有组合 － 分布的概念，便可能忽视地质作用过程，无法使化探资料与地质演变结合起来。朱炳泉 ( 2001) 认为，化探异常一般不能用于地球化学省的圈定，实际上他已考虑到地球化学省 ( 块体) 的厚度及其三维空间的变化。对地球化学省 ( 场)的理解和解释，应主动地揭示地质作用的本质，修正和深化地质认识。

4) 地球化学省是客观存在的，不应该受圈定的方法所影响。对于一个地区来说，勘查程度不应该影响成矿省和地球化学省的客观存在，但是区域矿产勘查程度在很大程度上影响着对一个地区成矿省的认识，因此只有找到一系列矿床后，才能确定成矿省的存在。当前，在国内外通常以区域性的水系沉积物地球化学测量结果来圈定地球化学省 ( 或块体) 。在一个地区，如果矿床埋藏较深，地表地球化学异常可能不明显，甚至连地球化学省都表现不明显，但决不能因此否定地球化学省的存在。例如，在一些厚覆盖区，用传统的化探方法未能圈出地球化学块体，用深穿透的地球化学方法却圈出大面积的地球化学块体，我们不能因为利用传统的地球化学方法未能圈定地球化学块体就否认该区地球化学省的存在。同样，如果成矿物质来源于深部富含成矿元素的上地幔，而不是来自周围的岩石，这也很难用传统的区域化探方法圈定出地球化学省。

( 三) 地球化学找矿模型与局部普查勘探

局部地球化学找矿模型基本上是以原生地球化学分带序列模型 ( 或简称 “原生晕”模型) 为主体，不断扩展与发展。与区域性地球化学模型相比，局部普查勘探的地球化学找矿模型研究程度较高，应用较广，成效较好。

20 世纪 60 年代在辽宁青城子铅锌矿床原生晕找盲矿现场会上，谢学锦等 ( 1961) 就提出青城子铅锌矿床原生晕的三度空间几何模型和化学模型。邵跃等 ( 1961) 自20 世纪60 年代起一直致力于原生晕分带模型的研究，并于 1975 年总结出以温度为基础的热液矿床垂直分带序列模型。随着在一系列矿床研究中得到发展、完善和应用，李惠等 ( 1998) 系统总结了大型、超大型多金属矿床盲矿床预测的原生晕叠加模型，提出了 5 个找矿准则 ( 专栏 4 － 1) ，在众多危机矿山深部找矿中取得了实效。

几乎在同时，俄罗斯著名地球化学家 C. B. Григорян ( 1992) 等系统研究了大量热液矿床原生晕地球化学分带模型，提出热液矿床元素横向和轴向分带序列，这是地球化学找矿模型研究方面的重大成就。之所以如此，有如下几方面的原因: 第一，发展和创立了组合晕的研究方法，即累乘晕和累加晕的编制方法，它不仅压抑了噪音干扰，突出了主体规律，还把不同元素综合在一起研究，适应了建模的方法要求; 第二，查明了矿床原生晕的轴向、纵向和横向 3 种分带性，并说明了它们的不同成因机制和不同应用特征，用统计方法排出了 3 种分带的一般性分带序列; 第三，提出了一套规范性的排定具体矿床元素分带序列、计算分带系数、编制相应图表的方法，并编制成计算机程序，使不同地区获取的资料和处理结果可以对比分析; 第四，建立了一套判定侵蚀截面深度、剔除分散矿化带、区分多建造晕的判定准则，并经大量实践证明其切实可行，使矿体和矿床的原生晕模型成为可广泛利用、行之有效的找矿依据，特别是寻找隐伏矿的主要依据。

应当特别指出的是，矿床原生晕模型并非简单的元素分带模型，它包含着深刻的矿床成因、矿石建造、矿物 － 地球化学的内涵。这类模型揭示的规律和建立的相应方法论，不仅适用于原生异常的解释和某种类型单矿床 ( 体) 的研究，而且适用于多种次生地球化学异常的解释和各种与热液有关的矿床类型及更大范围成矿客体的研究。从近 20 年来的文献看，矿床局部普查模型的建立和改进，绝大多数是以原生晕模型为依据的，至少它是建立模型 ( 包括地质模型) 的重要依据之一。

专栏 4 －1 大型、超大型金矿床叠加晕模型应用找矿的 5 条准则

根据大型、超大型金矿不同情况叠加晕分解合成的特点，总结出了应用叠加晕找盲矿和判别金矿剥蚀程度的 5条准则:

( 1) 当 Au 异常强度较低时，如果有 Hg、As、Sb、B、I、F、Ba 等特征前缘晕指示元素的强异常出现，或包裹体中 CH4、CO2、F－、Cl－等特征前缘气晕、离子晕强异常出现，指示深部有盲矿存在。

( 2) 当 Au 含量很低 ( 小于零点几克每吨) 时，若有 Mo、Bi、Mn、Co、Ni、Sn 等特征尾晕元素的强异常，或包裹体中 Ca2 +、Mg2 +等尾晕特征离子晕强异常出现，则指示深部无矿。

( 3) 反分带准则: 当计算金矿床原生晕的垂直分带序列时出现 “反分带”或反常现象，即 Hg、As、Sb、F、I、B、Ba 等典型前缘晕元素出现在分带序列的下部，或包裹体地球化学轴向分带序列中 F－、Cl－、CO2、CH4出现在下部，则指示深部还有盲矿或第二个富集中段。若矿体本身还未尖灭，则指示矿体向下延伸还很大。

( 4) 共存准则: 即矿体及其原生晕中既有较强的 Hg、As、Sb、F、B 等前缘晕元素的强异常，又有 Bi、Mo、Mn、Co、Ni 等尾晕元素的强异常，或包裹体中 F－、Cl－、CH4、CO2等前缘特征气晕、离子晕与 Ca2 +、Mg2 +等尾晕特征离子晕共存，即前、尾晕共存，若为矿体则指示矿体向下延伸还很大，若为矿化则指示深部有盲矿体。

( 5) 反转准则: 计算矿体或晕的地球化学参数 ( 比值或累乘比) 时，若有几个标高连续上升或下降，突然反转，即由降转为升，或由升转为降，这种现象指示矿体向下延深很大或深部有盲矿体。

上述 5 条准则可单独使用，也可几条都用，原生叠加晕和包裹体气晕、离子晕可单独使用，也可同时都用，几条标志或准则共用更准确。

引自李惠等 ( 1998)

在原生晕的研究中，要想对地球化学场异常结构的参数作出客观、定量的评估，只有在对其几何形态采取严格规范的表述方法的情况下才有可能。由于解决这一问题的方法途径各式各样，不同作者得出的结果会具有不可比性，因而必须依据某些标准化的指标制定统一的方法。在这方面，В. Г. Варошилов ( 2009) 针对热液金矿床进行的研究可作为例子。

在矿床规模的评价方面，他采用了成矿能的指标和方法途径。他认为，热液金矿床异常地球化学场的分带性，首先表现在浓集元素和趋散元素的两极分化性状上。这两套元素皆与矿床形成条件有关，可通过异常结构分类的办法予以确定。从理论上说，元素间的秩相关系数 Куп值是无限的，而实际上，对已研究过的大型矿床的矿体中部截面而言，该值不超出 15 ～20; 且随着矿体的尖灭，该值会降到相关性不显著的水平上。该作者正是利用在矿床范围内具相关性的这两套元素来估计矿床规模。他们发现，拟查明矿化的规模与热液过程的总成矿率 ( 总金属量) 成函数关系，可以用成矿能指标 ( H. H. Сафронов，1978) 定量地将它表示出来:

Е = Σ KKi·ln( KKi)

式中: KKi为各个元素的浓集系数。据考查，这个系数相当于 H. H. Сафронов 原始文献中的浓集克拉克值 Ki，这个指标的蕴意反映着每个采样点上的物质总平衡，因此，最好是分别针对浓集元素和趋散元素进行计算。对这两类指标的每一个指标，都要计算出地球化学场异常结构范围内的背景值、最低异常值和金属量 ( 在此例中使用的是面金属量) 。在估计矿化规模时，Е浓集和 Е趋散的金属量要作为两种独立的指标来使用，因为它们反映着同一过程的不同方面。据经验确定，E浓集和 E趋散的金属量，自身之间相差 1 ～2 个数量级，且与相应级次地球化学场异常结构中的金资源量成正比。以对数比例尺成图，这种关系可很好地近似表达为直线，故能够对拟查明矿化的规模作出估计 ( 图 4 －17) 。由图可见，对浓集元素来说，不同级次地球化学场的拟合线具收敛性，反映着矿化富集成大型和超大型矿床的程度高。而趋散元素的金属量在颇大程度上取决于地球化学场的级次 ( 面积) ，说明这些元素取自围岩。这也可从趋散元素的再分布规模与赋矿岩石的成分具相关性上得到证明，在矿田级异常地球化学场上表现得尤其明显。

图 4 －17 金矿化规模与成矿能量指标之间的关系: ( a) 浓集 ( 成矿) 元素; ( b) 趋散元素( 引自 В. Г. Ворошилов，2009)

在矿化侵蚀截面水平的估计方面，Варошилов 采用了已正式核准的方法 ( C. B. Григорян，1987;A. П. Соловов，1985) ，即依据元素的垂向地球化学分带序列，对矿体和矿床级地球化学场的异常结构作评价。而在金矿床上使用这种方法会复杂一些，因为矿柱的立体分带性往往具向心式的特点，因而分带系数亦随深度呈现分层变化的特点。图 4 －18 以哈萨克斯坦某含金矽卡岩 － 磁铁矿矿床为例，展示了地球化学场异常结构的各定量特征随深度变化的典型情况 ( 以各水平中段上相应参数的面金属量示出) 。由图可见: 成矿能、秩相关系数、浓集元素累加晕和趋散元素累加晕的最大值，出现于矿体所在中段; 同时，Co/Ni 比值的最大值位于矿下中段，而 Pb/Zn 比值和 Ba + Mn 累加晕的最大值出现于矿上中段。对分散矿化带而言，所有地球化学指标的金属量随深度的变化都是不明显和无规律的，如图 4 －19 所示。同时，趋散元素的总聚集水平与工业矿体相当，说明热液系统有足够高的能量势。但在不利的构造环境中流体未发生浓集，成矿 ( 浓集) 元素也就随趋散元素一起均匀地分散在很大的体积之内，形不成高浓度且分带的异常地球化学场。与之相应，在这种构造的任何一个截面上，秩相关系数都不会超过统计上的显著性水平界限。

图 4 －18 哈萨克斯坦某金矿床地球化学场异常结构的参数随深度的变化情况( 引自 В. Г. Ворошилов，2009)

图 4 －19 哈萨克斯坦某矿田的分散矿化带异常结构参数随深度的变化情况( 引自 В. Г. Ворошилов，2009)

矿田级侵蚀截面水平的估计是一个独立的课题。要在标准客体上研究这种截面上的轴向分带，只有当分带性方向呈近水平状态的情况下才有可能。但是，这种情况很少遇到，大部分情况下碰到的是热液系统的横截面，要恢复矿田的垂直分带性不得不依据其各个片断来进行，或者采用类比原则。研究表明，矿田的矿下截面和矿上截面，地球化学场异常结构的一系列参数 ( 秩等级、成矿能、浓集元素谱和异常结构的形态) 具相似性，但也有一定的差别。在整套浓集元素尚稳定的条件下，它们的比值在流体渗滤过程中会有规律地变化，因此，对矿田的前缘带来说，其特征是有 Pb∶ Zn 比值呈正异常，而在根部带中，该异常发育微弱。相反，在根部带通常有 Co∶ Ni 的异常，而在前缘带内缺失。根部带还有一个特征，就是在交代岩和硫化物中 Co、Ni、Cr、V 的浓度较高。