Question

地质-地球物理-地球化学找矿模型的一些基本概念

Answer 1

一、地球物理、地球化学勘查

1.地球物理勘查

地球物理学是用物理学的理论和方法，研究地球的状态、性质、结构、物理现象和物理过程的一门学科。地球物理勘查是地球物理学的一个分支，简称为物探，是应用物理学的原理、方法和仪器，探寻地下地质结构和矿产资源的一种地质勘查方法技术。其主要优点如下。

——不仅可以了解地表或近地表的地质现象，还可获得深部地质信息。所以，物探所反映的地质现象的深度大，范围宽（从几十公分到几百公里）。

——可以获得多种地学参量和丰富的地学信息。它是深部地质调查的基本方法，也是现代矿产资源勘查不可缺少的手段。近年来，在工程勘察与检测，地下水资源调查与勘测，环境调查与检测，以及某些非地学领域方面的应用已越来越广泛，作用也越来越重要。

——物探的科技含量高，比较容易吸收和引进现代科学技术的最新技术成果，是一种经济而快捷的地质勘查方法技术。

物探方法尚存在以下缺欠。

——物探异常的数学解释及地质解释结果均存在着多解性。

——作为一种固体矿产勘查方法，目前除用磁法找磁铁矿或含磁铁矿物较多的矿体，用放射性测量找铀矿或与铀矿伴生的矿体，以及用电法、重力法寻找相对（埋深）规模较大的块状硫化物矿体外，一般不能以矿体作为直接探测目标。

2.地球化学勘查

地球化学是研究地球各部分化学元素及其同位素的分布、存在形式、共生组合、集中与分散、迁移与循环等规律的一门学科。地球化学勘查是地球化学的一个分支，“是对自然界各种物质中化学元素及其他地球化学特征的变化规律进行系统的调查研究的全过程。”简称为化探。其主要的优点如下。

——可以了解和探测地质体的微观标志，并具有突出的直接性或直观性。

——可用于寻找和发现难识别的（如贵金属、稀散元素、低含量的金属矿等）、隐伏的勘查对象。

——具有快速、轻便及勘查成本较低的特点。

化探作为一种固体矿产勘查方法，尚存在着以下缺欠。

——受分析技术检出限与精确度的局限。

——目前的方法技术，对解决或确定探测对象的空间几何参数的功能较差。

二、物探化探异常

1.异常的含义

广义而论，地质勘查所指的异常主要有两类，一类是人们直接观察和分析得到的异常地质现象和产物，亦可称为地质异常，如构造的变形、接触热变质带、围岩蚀变、近矿矿物晕等等；另一类是通过仪器观测或分析测试得到的相对正常值的偏差，物探异常与化探异常即属于后一类。

物探、化探异常即地球物理、地球化学异常，是相对地球物理、地球化学正常场或区域场的偏差。一般而言，矿产的存在往往会产生不同性质、不同规模的物探异常与化探异常，但物探、化探异常并不一定都是矿所引起的。构建地球物理-地球化学找矿模型，必须分析和研究矿及与矿有关的各类异常。

2.物探化探异常分类

（1）按异常性质划分。物探异常：根据异常的物理性质可分为重力异常、磁力异常、电（电磁）异常、放射性异常、地震波组（频率、振幅、相位）异常等。

化探异常：按采样介质可分为岩石异常、土壤异常、水系沉积物异常、水化学异常等；按化学元素又可分为各单元素异常、元素组合异常、元素不同相态的异常等；根据其形成又可分为原生异常（同生异常）、次生异常（后生异常）等。

（2）按引起异常的地质因素划分。矿异常：即与矿有关的异常。按成矿作用的范围，又可分为矿带异常、矿田异常、矿床异常、矿体异常等；根据异常相对矿体的部位，又可分为矿上或前缘异常、近矿异常、矿下或尾部异常、侧向异常等。

构造异常：如断层、褶皱、断裂带、岩体接触带异常等。

岩体异常：即各种岩浆侵入、喷溢形成的岩体所引起的异常。

岩性异常：如某一时代的地层，某种岩相或建造引起的与岩性有关的异常。

深部异常：主要是由地壳深部构造及其岩石结构差异引起的异常。

（3）按异常范围划分。按异常范围的尺度划分异常，如地球化学省、区域物探异常、区域地球化学异常，以及不同级次的局部异常等。

（4）按相对于正常场或区域场偏差值的高低划分。如正异常，负异常；强异常，弱异常、低缓异常等。

（5）按异常的意义划分。异常有意义与无意义是相对的。一方面决定于地质勘查的目标任务；另一方面又往往受人们对异常认识阶段或认识水平的局限。一般可如下分。

有意义异常：除矿致异常外，在进行间接找矿时，某些与控矿因素有关，或与成矿活动有关的某种地质现象引起的异常，亦可作为有意义的异常。

无意义异常：包括某些地形、地貌或表生地质作用引起的假异常；以及某些非地质因素如人文活动、天气变化等造成的干扰异常。此外，某些地质因素引起的干扰异常，如与成矿活动无关的某种岩性异常、构造异常、非金属矿化异常等亦属此类。

三、找矿标志与矿化信息

1.探测目的物与目标物、直接找矿与间接找矿

原地质矿产部部颁《固体矿产普查物探化探工作要求》（DZ59-88）中有解释如下。

（1）目标物是相对目的物而言。在矿产普查工作中，普查的最终对象是矿体（矿床），目的物就是矿体（矿床）；而目标物则是物探化探方法可以探测的某些地质体（包括矿体）。

（2）以直接探测矿体、矿床、矿田信息为目标的工作称为直接找矿；以探测矿体、矿床、矿田有紧密或直接联系的地质体的信息为目标的工作称为间接找矿。在直接找矿时，目标物即目的物；在间接找矿时，目标物是与目的物有某些联系的地质体。

2.找矿标志

标志即某种特征。找矿标志即矿化作用所显示或所反映的特殊地质现象，或关于探测目标物或目的物的地质、地球物理、地球化学的辨识特征。它是找矿的重要线索，也是勘查者研究和探索的重要对象。常用的几种分类列于表1.2.1。

表1.2.1 找矿标志分类表

与综合信息找矿模型有关的主要标志如下。

（1）地质标志：包括矿体存在的标志，矿化存在的标志，成矿地质条件及成矿地质环境的标志等。

（2）地球物理标志：指实测地球物理场及物性参数、变换后的地球物理场及其他参量在空间的特征分布。目前，地球物理标志一般不能直接作为矿化标志，大多是作为某些地质标志的标志。

（3）地球化学标志：包括成矿元素及其伴生元素，和与成矿有关的地质条件、地质环境的某些指示元素或化合物的空间分布晕。

3.矿化信息

信息作为一个科学概念，是1948年香农首先在通讯领域中提出的。随着近代科学技术的发展，信息概念已广泛渗入并应用于各个领域，其定义有所不一样。

根据矿床地质特点，认为在找矿模型中采用：“信息是物质和能量在空间、时间上分布的不均匀程度”的定义较为适宜。矿化信息可理解为：成矿地质作用在空间上（地质成矿背景、成矿环境所形成的或所引起的地质场、地球化学场、地球物理场等）、在时间上（主要地质事件，如成矿期、成矿阶段等）不均匀分布的反映。即矿化信息是反映矿化或与矿化作用有关的地质标志，以及蕴涵于地球物理、地球化学场或物探、化探异常中与矿化作用有关的标志。

四、模式与模型

模型与模式两个词的含义有些接近，因此在使用时常常混乱，有人将它们作为等义词对待，其实两者是有区别的。在英文中也有两个相近的词汇，即“Model”和“Pattern”，它们的解释中有部分是同义的，却又不尽相同。

根据十多种对模型、模式的解释或定义，我们认为《软科学知识辞典》的解释较为适宜。

1.模型

“是对客观实物及其运动规律的描述、模仿、映象或抽象”。

作为模型，必须满足下列三个条件：

（1）与原形之间具有相似的关系，称之为相似性或类比性；

（2）在具体研究过程中能代表原形，称为代表性；

（3）对它做形容能得到关于原形的信息，并可依其进行预测，即具有外推性。

模型分类方式很多，图1.2.1为全面考虑了模型的内容、形式和作用而归纳的一种分类方式所概括的模型分类。其中概念模型是根据经验、知识和直觉形成的；思维模型不容易交流；描述模型具有高度的概念化。

图1.2.1 模型分类框图

2.模式

“是对现实事件的内在机制以及事件之间关系的直观和简洁的描述。它是理论的一种简化形式，能够向人们表明事物结构或过程的主要组成部分，以及这些部分之间的相互关系。…”

3.采用的定义

根据上述对模型与模式的解释或定义，可简括模型主要是对事物形式的简化、抽象；模式主要是对事物内在的简化、抽象。由于对事物形式描述会涉及其某些内在因素，而对事物内在描述时，又往往会采用某种形式表达。所以，模型与模式这两个概念内涵上有区别，而外延有部分重叠，这也是两者容易混同的缘故。

五、成矿模式与找矿模型

1.成矿模式

目前，成矿模式尚无统一的定义，但矿床地质学家对其内容与含义的解释却是大同小异的。

据《中国矿床成矿模式》（陈毓川、朱裕生等，1993）的解释：“成矿模式是对形成矿床的成矿作用从四维空间进行的高度概括，以不同的形式和深度，不同的内容给予表达，并随矿床学理论研究的发展而逐步深化。”

有色金属勘查系统的专家认为：“成矿模式是对一组相似矿床的成矿过程和成矿机制的理解，是控矿因素在各个环节所起作用的高度概括的一种综合表达形式。”

由于地质作用的复杂和找矿实践的局限，决定了成矿模式有以下特点：

（1）是成矿过程、成矿机制、成矿规律的高度概括，即具有概括性；

（2）仅代表某一特定地质环境，特定地质成矿条件的研究成果，即具有地区的局限；

（3）受工作程度的制约，并随研究的深入而不断完善，即属阶段性成果，具有一定的不确定性。

2.找矿模型

找矿模型是在成矿模式基础上，突出了矿化信息，明确了探测的目标及其形成的或引起的各类标志；一个完善的找矿模型还应包括一套相应的勘查方法组合与流程。所以，找矿模型是成矿模式的延伸，找矿实践的升华；它既包含成矿模式的基本内容，又具有较强的实用性。简言之，找矿模型是找矿标志、矿化信息及勘查方法的集成或归纳。

与成矿模式比较，找矿模型具有更强的地区局限性，其应用效果一方面取决于选定的模型要素是否典型，是否具有可类比性；另一方面还取决于所类比地区地质成矿环境与成矿条件的类似程度。

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