Question

找矿标志及综合找矿方法

Answer 1

建立综合性找矿模型和提出地质、物探和化探物找矿标志是矿床地质研究的重要内容之一，也是发现金属矿床的有效途径。确定有效的找矿标志即不同于撰写逻辑思维缜密的学术论文，同时，又不属于编写具有全面总结性质的地质报告，而是对找矿实践经验和采用技术方法的总结（聂凤军等，2001a）。北山、阿拉善和二连浩特－东乌珠穆沁旗成矿远景区各种类型金属矿床和预查区分布广泛。在2003～2005年度矿产地质调查过程中，我们对这些金属矿床和找矿预查区开展了大量的地质、物探和化探找矿工作，取得了大量的地质、物探、化探和遥感数据资料。在最新成矿理论指导下，采用先进的技术方法对这些海量数据进行全面系统的总结，提取其精华，提出综合性找矿标志，对于在该地区部署找矿工作和实现金属矿床找矿新突破具有一定的指导意义。

受本专著篇幅所限，这里仅对斑岩型铜、铜－钼和铜－金矿床、矽卡岩型铁多金属矿床、变质岩型金矿床和与中酸性侵入岩体有关钨、金和锡－铜矿床的找矿标志和找矿方法进行简要介绍。

一、斑岩型铜、铜－钼和铜－金矿床和预查区

北山和阿拉善地区斑岩型金属矿预查区以额勒根乌兰乌拉铜－钼矿预查区和朱斯楞海尔罕铜－金矿预查区为代表，相比之下，二连浩特－东乌珠穆沁旗地区以奥尤特铜矿床和乌太乌拉铜矿预查区为代表。这些斑岩型矿床（点）在区域地球物理、地球化学特征及物化探找矿标志上既具有共性，又存在有一定、差异。通过对此类矿床和预查区地球物理和地球化学特征的简要总结，可以提出其相应的找矿标志。

（一）岩（矿）石物性特征

与斑岩铜多金属矿体密切相关的岩浆岩均具有一定的磁性。从镁铁质岩经中性岩到酸性岩，磁性由中强磁性经中等磁性变化为中弱磁性。矿石及含矿岩石的磁性略高于不含矿岩石，岩体与围岩接触带内蚀变岩的磁性明显低于其两侧的新鲜岩石。

含黄铁矿和黄铜矿矿石的视极化率较高，其视极化率值大小与黄铁矿和黄铜矿含量成正比。相比之下，以孔雀石为主的氧化型矿石，其视极化率值不高，平均值仅为3.8%。尽管可利用较强的磁性特征将含矿与非含矿岩石加以区分，但是对于某些视极化率很高（如辉绿岩、辉长岩、安山岩）的中－镁铁质岩（脉）对电法勘探具有有一定干扰作用（白大明等，2001；孟贵祥等，2006；聂凤军等，2002b）。

（二）地球物理、地球化学特征

在重力场方面，考虑到与斑岩铜多金属矿床有关的侵入岩体常常受断裂构造带控制，因此，这类矿床大都在重力场梯度带旁侧出现或者在剩余重力异常高值区与低值区结合处偏重力高一侧产出。鉴于工作区内中酸性侵入岩体以重力低为特征，因此，含矿斑岩体所在部位存在明显的重力低异常。在有斑岩型铜多金属矿（化）体产出的部位经常可观察到重力高异常，异常幅度值变化范围为n×10^-1～n×10^-5m/s²。在磁场特征上，鉴于成矿主岩大多为磁性较低的中酸性侵入岩体，因此，斑岩铜多金属矿床大多在正与负磁异常过渡带一侧的负磁场中产出。对于铜多金属矿体来讲，富含黄铁矿和磁黄铁矿的矿石常常引起不同程度的正磁异常，异常强度值变化范围为n×10～n×10²nT。在激发极化异常方面，地表氧化型矿体常位于激电异常旁侧，其本身一般不产生激电异常，相比之下，原生矿（化）体可引起非常明显的激电异常，并且以高极化率和中高电阻率为特征（白大明等，2001；孟贵祥等，2006；聂凤军等，2002b）。

斑岩型铜多金属矿床大都位于铜、铅、锌、金和银区域地球化学异常带上，元素组合为金、银、铜、铅、锌、砷、汞、钼和铋。一般来讲，上述金属元素在中酸性侵入岩体中的富集程度最高，暗示了其在斑岩型铜多金属矿床成矿过程中所发挥的作用。与斑岩型铜多金属矿化带有关的元素地球化学异常种类较多，金属元素有铜、银、金、锌、铅、钼、砷、铋、硼、钡、铬、锰、钴和镍、其中铜和银及其伴生的锌、铅、砷、钼和钡元素异常以衬度高、强度大和浓度系数高为特征。对于规模较大的铜多金属矿床（体），从矿化中心向外，元素组合异常的水平分带依次为金、银、铋、铜和铅（内带）→锌、钡、锶、砷和硼（中带）→铜、锰、钴和镍（外带）。相比之下，铜多金属矿床（体）的垂直分带为：锰、钛、铬、钴、砷和硼等元素集中于矿（化）体上部，铜、金、银、铅和钡元素主要发育在矿体中下部，钨、锡和铋主要分布于矿体下部。一般来讲，挥发性组分或运矿元素可在铜多金属矿床（体）顶部形成比较明显的前缘晕（头晕），而高温或活动性较小的金属元素在铜多金属矿床（体）的底部形成不太明显的尾晕（聂凤军等，2002b,2000e）。

（三）综合找矿标志

a.斑岩型铜多金属矿床大都位于深大断裂附近断隆区的边部或隆起－坳陷过渡带，并且与构造－岩浆活动带有关。

b.斑岩型铜多金属矿床大都位于两组以上断裂交汇处或褶皱与断裂相切部位，其中向（背）斜轴部或倾覆端产出的高侵位小岩体（岩株、岩墙）与金属矿化带具有密切空间分布关系。

c.具有工业价值的铜多金属矿体赋存于斑岩体顶部与围岩的接触带内，特征的围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、硅化和青磐岩化。

d.区域重力梯度带或正负异常的过渡部位是铜多金属矿体产出的有利场所。

e.斑岩型铜多金属矿床要么位于正负磁场过渡带偏向负磁场一侧，要么处于较为平静磁场（多为负磁背景）中的局部正磁异常上。

f.主要金属成矿元素（铜、金、银、铅和钼）高异常所在位置与矿化蚀变带分布范围相吻合，金属元素具有明显的水平分带与垂直分带。水平分带为铜、金、铅、银和铋（内带），锌、钡、砷和硼（中带），铬、锰、钴和镍（外带），垂直分带为前缘晕（头晕）——挥发性元素或运矿元素（锰、钛、铬、砷和硼等）、近矿晕——成矿元素或中－高温亲硫元素（铜、金、银和铅）、尾晕——高温或活动性较小的元素（钨、锡和铋）。

g.综合性物探方法找矿效果明显，斑岩型铜多金属矿（化）体以具有中－低强度磁性、高极化率和中－低电阻率为特征。激发极化法和高精度磁法是寻找此类矿床的有效手段。

h.大规模的斑岩型铜多金属矿（化）体常常产生明显的局部重力高异常。

二、矽卡岩型铁多金属矿床

北山－阿拉善地区代表性铁多金属矿床为卡休他他铁－钴－金矿床和乌珠尔嘎顺铁－铜矿床为代表。相比之下，二连浩特－东乌珠穆沁旗地区典型矽卡岩型铁多金属矿床主要有朝不楞铁－锌－铋－铜－钼矿床和查干敖包铁－锌－银矿床。

（一）岩（矿）石物性特征

代表性矽卡岩型金属矿石和含矿矽卡岩样品的极化率值大多高于一般矽卡岩样品，如朝不楞矿床许多铁多金属矿石样品的极化率值均大于25%，可产生明显的高极化率异常。一般来讲，致密块状含硫化物铁矿石样品的电阻率值明显低于其容矿围岩，浸染状矿石和氧化型矿石与围岩的电阻率值差别不大。鉴于矽卡岩型金属矿石和含矿矽卡岩样品以密度高为特征，其与围岩的密度差可达（0.08～0.11）×10³kg/m³，因此，我们可采用高精度重力测量技术圈定具有一定规模和一定埋深的铁多金属矿体和含矿矽卡岩带。考虑到铁多金属矿石和含矿矽卡岩大多富含磁铁矿和磁黄铁矿，磁化率值一般为n×10⁵Sl，剩余磁化强度值多在n×10⁵×10^-3A/m 以上，进而产生较高的正磁异常。

（二）地球物理特征

无论是在北山和阿拉善地区，还是在二连浩特－东乌珠穆沁旗一带，与矽卡岩型铁多金属矿床成矿作用有关的辉长岩和花岗岩均以具有正磁异常为特征，矽卡岩型铁多金属矿区大多位于正磁异常带的边部。在大比例尺磁场强度图上，铁多金属矿化集中区与局部正磁异常带具有良好的对应关系，磁场的强度值大约为几百nT。

在重力异常图上，矽卡岩型铁多金属矿区大多位于区域重力低异常带的边部。另外，具有一定规模的矿（化）体可产生高极化率（幅值达8%～10%）异常和低电阻率异常。上述物探异常呈条带状分布，与铁多金属矿化带和含矿矽卡岩带分布范围一致。铁多金属矿床所在部位能否出现正磁异常，主要取决于铁多金属矿体和含矿矽卡岩体的磁铁矿含量。磁异常值变化范围从几百nT 到几千nT。另外，个别规模较大的铁多金属矿体和含矿矽卡岩带也可产生变化幅值为（0.5～1）×10^-5m/s²的剩余重力异常。

（三）地球化学特征

与矽卡岩型铁多金属矿床有关的岩（体）层，其主要成矿元素的背景含量值均高于地壳克拉克值数倍，如朝不楞地区岩（层）体代表性岩石样品中铅的背景含量值为50×10^-6，是地壳克拉克值的3倍。矽卡岩型铁多金属矿床各元素异常具有明显的分带特点，原生异常在空间上分布有序，并具有一定的水平分带和垂直分带。水平分带为从岩体→接触带→赋矿围岩，各元素异常遵循中高温元素组合（钼、钨、锡）→中温元素组合（铜、铅、锌、银、锰、金）→低温元素组合（钡、硼、砷、锑）的分布规律。相比之下，垂直分带为硼、砷和锑（头晕）→铜、铅、锌、金和银（矿体）→钼、钴、铋和钨（尾晕）的分带序列。

（四）综合找矿标志

a.矽卡岩型铁多金属矿床大都在古生代造山带中产出，并且受近东西和北西向断裂构造以及海西期中酸性侵入岩体控制。两组或两组以上断裂（褶皱）交汇处是寻找隐伏铁多金属矿体的有利部位。

b.海西期中酸性侵入岩体与前寒武系或下古生界碳酸盐地层接触带是寻找隐伏铁多金属矿体的有利地段。

c.铜、铅、锌、钼、银和金为矽卡岩型铁多金属矿化体的指示性元素，元素地球化学异常具有明显的水平和垂直分带。水平分带为（钼－钨－锡）→（铜、铅、锌、银、锰、金）→（钡、硼、砷、锑）。相比之下，垂直分带自上而下为（硼、砷、锑）→（铜、铅、锌、金、银）→（钼、钴、铋、钨）。

d.高磁和低重力异常是圈定含矿岩体的重要依据，高磁异常中的低磁异常带和重力高异常与重力低异常的过渡带常常暗示了岩体与地层接触带或断裂带的存在，是寻找矽卡岩型铁多金属矿床的有利场所。

e.“三高一低”（即高重力、高磁力、高极化率和低电阻率）物探异常是寻找矽卡岩型铁多金属矿（化）体的地球物理标志。激发极化法和高精度磁法是寻找此类矿床的主要物探手段（白大明等，1998；冯天泗，1987；史保连，1986）。

三、变质岩为容矿围岩金矿床

变质岩为容矿围岩金矿床（点）主要分布在北山和阿拉善地区，代表性矿床或预查区有朱拉扎嘎金矿床、老硐沟金矿床和百莲图金矿预查区，其代表性岩（矿）石物性、地球物理和地球化学特征以及综合性找矿标志简述如下。

（一）岩（矿）石物性特征

尽管前寒武系各类变质岩（角闪黑云斜长片麻岩和石英片岩）在原岩岩性上差别较大，但是它们均以低极化率（约为3%左右）和高电阻率值为特征。一般来讲，含金石英脉的极化率值（高达105 以上）均高于非含矿石英脉，而电阻率值均低于非含矿石英脉。另外，尽管各类变质岩磁性强度值变化范围较大，但是总体上大于石英脉，因此，在石英脉出现的部位常常见有低磁异常。

（二）地球物理特征

考虑到金矿床大都受构造破碎带控制，因此，许多金矿床出现在区域重力场梯度带急变部位也是预料之中的事情，如朱拉扎嘎金矿床就产出在北东向重力梯度带急变部位。在磁场强度图上，此类金矿床一般出现在正与负磁异常的接合部位。在变质岩为容矿围岩金矿床的普查勘探阶段，采用甚低频电磁法（VLF-EM）可快速地发现、追索和圈定（隐伏－半隐伏）含金石英脉及其相关控矿断裂的分布范围和产出规模。通过对测量数据的定量计算，可推测异常源的空间形态。含金石英脉与控矿断裂的甚低频电磁异常特征为：磁场水平分量（Nh）为极大值，磁场垂直分量（Nz）极小值，极化椭圆倾角（D）为正交零点，F曲线为极大值。除了上述甚低频电磁法外，亦可采用激发极化法发现和圈定含金石英脉及其相关的控矿断裂，进而确定含金石英脉的空间分布形态和埋藏深度。含金石英脉与控矿断裂的激电磁异常特征为高极化率和低电阻率。采用井中充电激发极化法和电测井技术对朱拉扎嘎金矿床的深部延伸情况进行了详细测量，确定了同一钻孔不同深度矿层之间、相邻钻孔矿层之间、钻孔矿层与地表矿化体之间的空间分布关系，为寻找井周和井底盲矿体和确定钻孔位置提供了科学依据。大量野外地球物理找矿实践表明，在此类金矿床的地质普查阶段，采用高精度磁测圈定控矿构造和含金石英脉也可取得很好的找矿效果，有利的成矿部位常常出现低磁异常带（n×10～n×10²nT）（张义，2006）。

采用伽玛能谱方法同样可在荒漠、戈壁和草原覆盖区进行找矿预测，确定钾、钍和铀含量与金丰度值之间的分布关系是寻找隐伏金矿床的重要环节（张义等，2005）。

（三）地球化学特征

在区域地球化学场中，从正常场→近矿围岩→蚀变破碎带→含金石英脉，金的含量依次增高，相应的浓集系数亦是如此。金矿（化）体金的原生晕十分发育，并且严格受构造破碎带控制。伴生元素有银、铜、铅、锌、镍、钴、锰、砷、钼、锑、钡、锶、钒、钛、氟、碘和汞，其中氟、碘、汞、砷和锑为远程指示元素。铅和银为矿体顶部特征元素（Ag/Au>1），铜、镍、钴、锰和钒为矿体中部特征元素（Ag/Au≈1），钼为矿体中下部或下部特征元素（Ag/Au<1.5）。

（四）综合性找矿标志

a.在前寒武系变质岩块体中，糜棱岩发育地段的石英脉是重要的载金地质体，黄铁矿、毒砂和方铅矿与金含量呈正相关关系。

b.金矿区位于重力梯度带内部或其旁侧以及正与负磁异常的接合处。

c.金矿区位于明显的以金为主，同时伴生有铜、铅和锌的组合异常中。从背景场→含金石英脉，金含量呈明显增高趋势。从矿体顶部→矿体上部→矿体中部→矿体中下部或下部，元素组合分别为（汞、砷）－氟－锑－铅－银，铜－金－钴，锰－镍－钼。

d.在金矿床普查阶段，可采用高精度磁法和甚低频电磁法（VLF-EM），快速查明控矿构造和含金石英脉的空间分布形态，并对其找矿潜力进行初步评价。致矿异常特征是，低磁、VLF-EM-Nh为极大值、Nz为极小值、D为正交零点和F曲线为极大值（白大明等，1998；史保连，1986）。

e.在金矿床详查阶段，应采用地面和井中激发极化法、地面伽玛能谱测量法，同时结合地球化学测量结果，发现和圈定含金石英脉和含金构造－蚀变岩带，进而为槽、坑和钻探工程布置提供依据。金矿体异常特征是，中高视极化率、低电阻率和伽玛能谱异常。

四、与中酸性深成侵入岩体有关的金、钨、铜和锡－铜矿床或预查区

如前所述，北山、阿拉善和二连浩特－东乌珠穆沁旗地区，与中酸性深成侵入岩体有关的金、钨、铜和锡－铜矿床或预查区星罗棋布，为上述3个地区最重要金属矿床类型。代表性矿床有红尖兵山钨矿床、青山铜矿预查区、沙麦钨矿床、毛登锡－铜矿床、白音宝力道金矿床和巴彦哈尔金矿床。这里我们以白音宝力道金矿床和巴彦哈尔金矿床为例，简要论述此类金属矿床或预查区的岩（矿）石物性、地球物理和地球化学特征以及综合性找矿标志。

（一）岩（矿）石物性特征

含矿中酸性侵入岩体（如花岗闪长岩、闪长岩等）的密度值为（0.05～0.10）×10³kg/m³，均高于其所侵入的围岩，因此，局部地段产生一定强度的重力异常也是预料之中的事情。需要提及的是，尽管岩体中矿脉数量较多，但是受整体规模的限制，尚不能产生明显的重力高异常。中酸性侵入岩体属中弱磁性岩石，其磁异常幅度变化范围为n×10～n×10²nT，相比之下，鉴于金矿体中含有少量磁性矿物（磁黄铁矿和黄铁矿），因此，它们的磁性强度略高于其容矿围岩。一般来讲，当中酸性岩体及相关含矿脉体位于古生界和新生界火山－沉积岩地层时，局部地段可产生高阻断面，其中含金石英脉以具中高电阻率和高极化率为特征。相比之下，含金构造－蚀变破碎带则以具有中低电阻率和高极化率为特征。沿含金石英脉和含金构造－蚀变岩破碎带，代表性岩（矿）石样品钾的含量比围岩增高20%～130%，钍和铀含量分别增高15%～50%和50%～70%，相比之下，Th/U 比值呈明显降低趋势，所有上述特征均可作为识别金矿化带的地球化学标志（聂凤军等，2002b）。

（二）地球物理特征

与侵入岩有关的金矿床或预查区大都位于区域重力场中的低异常区，区域平缓磁场背景中的中－低强度正磁异常区。在含金石英脉和含矿构造－破碎带一般都能观测到正磁异常，异常强度为几十到几百nT。考虑到含金石英脉和含金构造－蚀变岩带均以高极化率和中低电阻率异常为特征，因此，激发极化法和电阻率法对此类矿床的找矿勘查效果明显。甚低频电磁法（倾角法和波阻抗法）测量对确定断裂构造和含金石英脉的分布范围具有一定的效果，可作为金矿床地质普查工作中的首选物探方法。鉴于金矿体代表性岩（矿）石样品中钍、铀和钾含量均很高，因此，在金矿体分布区常常可观察到伽玛能谱异常。此外，地电化学提取法和氡气测量法对发现和确定金矿（化）体的位置和查找隐伏侵入岩体均有一定的效果。

（三）地球化学特征

砷、锑、氟、金和汞含量的高低是反映中酸性侵入岩体内是否存在含矿断裂的重要指示元素，含矿构造的主要地球化学异常特征是面积大和元素含量高。金矿床一般位于多元素异常组合的高浓度部位，如白音宝力道金矿床和巴彦哈尔金矿床均位于铜、铅和锌元素组合异常区以及金元素异常的高浓度带。

（四）综合性找矿标志

a.中酸性侵入岩体沿构造破碎带侵入，其中岩体顶部的剪张性断裂带为重要的容矿构造，矿体上下盘发育较强的围岩蚀变带。

b.金、银、砷、铅、铜、钨、铋、钍和钾元素组合异常是寻找隐伏金矿体的重要标志。

c.与金矿床有关的中酸性侵入岩体的地球物理标志为高重力、微磁性和高电阻率，相比之下，这种岩体的地球化学标志为铀、钍、和钾元素组合异常。

d.电法（激电、电阻率法）是寻找此类金矿床的有效方法，高极化率和中高电阻率是寻找金矿体的重要标志。

e.甚低频电磁法是快速查明含矿断裂带和含金石英脉空间分布特点的有效手段。