1、第三篇成礦模式和整裝勘探,礦產(chǎn)資源所成礦遠景區(qū)劃室,朱裕生,主要資料引自“中國礦床成礦模式陳毓川.朱裕生等”,1993.地質(zhì)出版社.,成礦模式是對礦床賦存的地質(zhì)環(huán)境、礦化作用、隨時間變化顯示的各類特征（地質(zhì)的、地球物理的、地球化學(xué)的和遙感地質(zhì)的）和成礦物質(zhì)來源、遷移富集機理等礦床成因要素進行的概括、描述和解釋，是某類礦床共性的表達方式。公認為是典型礦床研究的最終成果和成礦規(guī)律的表達方式。,一，成礦模式的內(nèi)涵,礦床成礦模式按礦產(chǎn)調(diào)查工作可以分為：1,區(qū)域成礦模式;2,礦床成礦模式;3,找礦模型三種類型。,礦床成礦模式是成礦規(guī)律具體內(nèi)容的總概括，按礦床成礦地質(zhì)作用和成礦空間應(yīng)包括四類模式： 區(qū)域成

2、礦模式（級區(qū)帶 ）； 礦床成礦模式； 礦床的立體模式（或模型）; 找礦模型（按技術(shù)方法分五個亞類） 。,二，建立成礦模式,建立礦床成礦模式的目的將各種描述性的內(nèi)容概括成一組相似礦床的共性認識，總結(jié)成礦規(guī)律，進行類比預(yù)測，將已知成礦空間延伸到未知地區(qū)或地質(zhì)工作程度較低的地區(qū)，提高地質(zhì)研究程度和充實成礦學(xué)理論。,典型礦床的解剖研究時，通過建立典型礦床的成礦模式的方式，表達已知區(qū)和未知區(qū)內(nèi)成礦特征，礦床成礦模式建模的內(nèi)容是： 1礦床成礦模式內(nèi)容 （1）區(qū)域地質(zhì)背景（大地構(gòu)造單元、所在區(qū)域特征）；（2）成礦環(huán)境、賦礦地層（時代和巖性特征）、成礦巖 體（巖石組合、巖性特征及年代）、控礦構(gòu)造（用地質(zhì)圖說明

3、）； （3）礦體（或礦床）組合分布規(guī)律及產(chǎn)狀；,（4）礦石類型及礦物組合； （5）礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造； （6）礦化階段及分帶性（用典型剖面圖說明）； （7）微量元素特征； （8）蝕變類型及分帶性（用典型剖面圖說明）； （9）成礦物理化學(xué)條件（溫度、壓力、Eh、pH、fo2、fs2等）,（11）礦床類型； （12）控礦條件和找礦標志（即綜合 方法找礦信息標志）。,(10）礦床成因機制（成礦物質(zhì)來源，成礦物質(zhì)的時空變化特征，在礦床成礦模式圖上標出并說明）；,2建立成礦模式的方法 在GIS平臺上建立礦床成礦模式時，幾乎涉及到所有礦產(chǎn)(預(yù)測)空間數(shù)據(jù)庫中的各類資料都需調(diào)用 （1）按建模內(nèi)容調(diào)用空間數(shù)據(jù)庫中建

4、模有關(guān)的圖件、圖層、組成建模新文件 ； （2）調(diào)用建模對象的典型礦床卡片資料選擇建 模有關(guān)的材料； （3）根據(jù)礦床地質(zhì)、地球物理場、地球化學(xué)場特征，按XYZT置作礦床成礦模式圖,可以是 立體的、也可以是平面的或文字及表格的；,（4）通過空間數(shù)據(jù)庫表達搜索和圖形交 互式搜索、實現(xiàn)疊加操作，平面與平 面疊加，剖面與剖面疊加； （5）在疊加圖上選定模式必要的圖層或刪除一些圖層； （6）當某些關(guān)鍵性的標志缺少時，可以用手工添加； （7）按模式的地質(zhì)概念和一定類型礦床的成礦特征構(gòu)造模式圖。,成礦模式的典型案例見下圖,當 前,3必要圖件 （1）礦區(qū)或礦床地質(zhì)平面圖或礦床的三維立體圖； （2）礦床典型剖面或

5、一組連續(xù)的剖面（或中段平面圖）綜合表達； （3）礦床成礦模式圖。成礦模式的典型案例見下圖,世界分布,中國分布,（一）沉積變質(zhì)型鐵礦成礦條件和成礦規(guī)律,二、我國鐵礦成礦地質(zhì)條件 （據(jù)天津鐵礦會議資料,2008.2.2729）,1、分布,分布于古老克拉通深變質(zhì)建造中的沉積變質(zhì)鐵礦； 以石英氧化鐵（磁鐵礦、赤鐵礦）組合為特征； 總鐵含量20%40%，SiO2含量43%56 wt%，Al2O3含量非常低； 條帶狀構(gòu)造明顯； 蘇比利爾型：古元古代為主，沉積變質(zhì)； 阿爾果馬型：中新太古代為主，火山沉積變質(zhì) 利用價值：國外多利用BIF后期改造富集的富礦，中國多利用BIF貧礦（據(jù)天津鐵礦會議資料,2008.2

6、.2729）,2、礦床特征,原始陸核、路塊匯聚拼接陸源碎屑物貧乏（Al低的條件） 早期地球地殼薄、放射性熱量大、巖漿活動強烈、富鐵的地幔巖漿沿大洋裂谷大量噴發(fā)到海底提供成礦物質(zhì)（鐵、硅） 大氣缺氧，形成層化海洋，上層富氧層，下層巨量水體缺氧大量溶解二價鐵（成礦流體形成） 生物缺乏，硅質(zhì)未被消耗，在水體中飽和（硅質(zhì)富集條件）（資料來源同上）,3、BIF形成條件,上升洋流模式：上升洋流將成礦物質(zhì)帶到富氧/缺氧層界面附近，二價鐵因氧化而沉淀，形成BIF。（資料來源同上）,4、BIF形成機理,海底對流模式：大洋裂谷迅速閉合變?yōu)檗D(zhuǎn)換斷層，沿轉(zhuǎn)換斷層發(fā)育地震泵，啟動了海底對流，下滲海水溶解新生基性-超基性

7、巖的洋殼中的成礦物質(zhì)形成成礦熱液，又沿轉(zhuǎn)換斷層噴出到海底，遇到冷的海水發(fā)生沉淀并觸發(fā)溶解的二價鐵大量沉淀，形成BIF. （資料來源同上）,5、BIF型赤鐵富礦形成機理（資料來源同上）,6、我國沉積變質(zhì)型富礦形成機理（主要為磁鐵礦石）,主流認識：變質(zhì)熱液（主要為混合巖化熱液）交代及重結(jié)晶 其他：火山礦漿-變質(zhì)、海底噴流富礦-變質(zhì)（資料來源同上）,寧蕪白堊紀火山巖盆地及其鐵礦分布圖（資料來源同上）,1-青龍群石灰?guī)r(T12)，2-黃馬青組砂頁巖(T2)，3-象山群砂巖(J12)，45-龍王山、大王山兩旋回火山巖(J3-K1)，6-輝長閃長玢巖一輝長閃長巖，7-蝕變分帶界線；8-角礫巖化帶及角礫狀礦

8、石；9-塊狀礦石，11-鏡鐵礦或磁鐵礦脈，11-層狀鐵礦，12-黃鐵礦化，13-浸染狀磁鐵礦化。龍旗山式，竹園山式，龍虎山式，梅山式，凹山式，陶村式，向山式(黃鐵礦)姑山式、鳳凰山式。I下部淺色蝕變帶，中部深色蝕變帶，上部淺色蝕變帶,據(jù)陳毓川，2008年，天津鐵礦會議,玉龍斑巖型銅鉬礦成礦模式,斑巖銅礦成因類型環(huán)境分類模式,A 造山期后斑巖銅(鉬)礦體系,頂部有同源火山錐; B 造山期后斑巖銅(鉬)礦體系,頂部無同源火山錐,斑巖柱刺穿較老的同源火山錐,侵位到更高的層位中; C 同造山期斑巖銅(鉬)礦體系; D 造山期前造山期后斑巖銅(鉬)礦體系,十七、獅子山礦田成礦模式（圖11-15）,與中酸

9、性巖漿侵入作用有成因聯(lián)系的隱（盲）礦床綜合圖,Cu.Au.Ag.Pb.Zn.S,Cu.Pb.Zn.Au.Ag.S,獅子山礦田礦床組合成礦界面（自下而上）,1、C2D3界面，Dw3-五通組為陸相碎碎沉積巖；C2-黃龍組為白 云巖層、粗晶灰?guī)r層和純灰?guī)r層。層間虛脫，賦存有冬瓜山銅（鐵、硫）礦床 2、C3-P1q界面，C3-船山組屬深淺兩色灰?guī)r相間的灰?guī)r，具特征的球狀構(gòu)造（淺水高能沉積環(huán)境）；P1q-棲霞組，由灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，灰質(zhì)頁巖，硅質(zhì)巖組成，含煤巖系和鐵銅硫金的容礦巖系，與C3假整合，獅子山地區(qū)賦存有花樹坡似層狀含銅（硫）矽卡巖型礦床 3、P1q-P1g界面，P1q-棲霞組；P1g-孤峰組

10、為臺地相的碳酸鹽巖沉積?；淦拢ㄨF）銅硫礦床賦存在棲霞組頂部和孤峰組底部的兩地層層而的交接處。 4、P1q-孤峰組；P2L-龍?zhí)督M為海陸互相和海浸沼澤相沉積，以灰?guī)r和含煤碎屑巖為主。老鴉嶺銅硫礦床賦存在P2L層位的下部的含銅砂巖中。,5、P2l-P2d P2l-龍?zhí)督M；P2d-大隆組，屬陸棚 內(nèi)緣相和開闊臺地相的碳酸鹽巖沉積。賦存有銅、鉬（鐵、金）礦床。老鴉嶺銅鐵（金）礦床主礦體賦存在P2d底部，P2d頂部硅質(zhì)巖和黑色頁巖中屬含鉬礦層。 6、P2d-T1y P2d-大隆組；T1y-殷坑組歸屬大冶群，為淺海陸棚相-濱海臺地相的泥巖-碳酸鹽巖沉積，大團山鉬鐵礦床賦存在殷坑組下部的碳酸鹽巖地層中。

11、7、T1y-T1h T1y-殷坑組；T1h-和龍山組，濱海臺地相碳酸鹽巖（大理巖），西獅子山銅（金）礦床賦存在和龍山組大理巖中（含泥質(zhì)條帶）。,應(yīng)用成礦模式深部找礦和整裝勘探： 1,贛南黑鎢礦石英脈五層樓模式，新加地下室（淺部礦床成礦模式+隱伏巖體內(nèi)外新礦種、新類型、界面） 2,寧蕪火山巖地區(qū)玢巖鐵礦成礦模式（區(qū)域成礦模式+隱伏成礦構(gòu)造，匹配磁重異常）,1,贛南黑鎢礦石英脈五層樓模式，新加淺部礦床成礦模式+隱伏巖體內(nèi)外新礦種 +新類型界面,（1）贛南鎢礦“五層樓地下室”模式示意圖,（2）老礦山深部深部找礦成效顯著,淘錫坑礦區(qū)： 根據(jù)“五層樓缺位礦床”模式，通過對地表礦脈分布特征分析和深部隱伏巖

12、體頂面的預(yù)測，經(jīng)鉆孔驗證，礦體延伸了400余米，還揭露巖體頂面強云英巖化礦化帶的云英巖鎢錫型礦床。最終新增鎢資源量12萬噸,-富氧化物、揮發(fā)份的熔漿析出形成的黑鎢礦石英脈；-12富金屬硫化物、氧化物、揮發(fā)份的熔漿析出形成的硫化物黑鎢礦石英脈； -富金屬硫化物的熔漿析出形成的條帶狀硫化物石英脈物； -最晚期階段無礦殘漿析出形成的螢石碳酸鹽脈,（1）太古代脈狀金礦床的地殼連續(xù)成礦模式,（引自施俊施2009.12.21在中國地質(zhì)科學(xué)院的講演）,澳林匹克壩IOCG 礦床模型圖 （引自施俊施2009.12.21在中國地質(zhì)科學(xué)院的講演）,澳林匹克壩,Oxide Cu-Au deposit: Cu: 20

13、millions t（2000萬噸）; Au: 1,200 t; U: 1.2 million t; Fe: Several billion t,實例 奧林匹克壩,主礦體位于重高磁高,在安達莫卡（Andamooka）圖幅內(nèi)，8個地球物理靶區(qū)中有5個靶區(qū)符合構(gòu)造條件。因此，鉆孔位置選擇了奧林匹克壩和阿奎迪西蒂斯壩（后來改名為阿克羅波利斯（Acropolis）。 1975年6月，RD1鉆孔定在奧林匹克壩重力-航磁-構(gòu)造重疊靶區(qū)。打這個孔的目的是為了驗證所期望的氧化玄武巖，實際上打到了不是真正的氧化玄武巖。,對巖心進行巖屑取樣，其目的是檢驗一下根據(jù)概念預(yù)測的銅品位的可能下降是否真的在“氧化玄武巖”源

14、巖中發(fā)生。1975年施工的第一個鉆孔見到38米的銅礦化體，有趣的是當時現(xiàn)場的地質(zhì)人員并不認識它，而是描述成coarse grained, altered, haematitic, amygdaloidal basic volcanics（只因WMC的的技術(shù)規(guī)范，嚴格的取樣分析才沒錯過這一重大發(fā)現(xiàn)）； 分析結(jié)果表明，銅品位沒有下降，事實正好相反，38m巖心的銅品位為1。1975年10月才對巖性描述作出糾正：巖石由石英、絹云母、赤鐵礦、長石和輝銅礦組成。輝銅礦顆粒極細，以致在暗色赤鐵礦基質(zhì)中幾乎無法目測。它實質(zhì)為含赤鐵礦的砂巖和火山巖。,其后一年又施工了8個鉆孔未見有經(jīng)濟價值礦體，但此區(qū)花費已達3

15、00萬元（使得整個元古代銅礦項目的花費達到了3000萬元），項目面臨下馬的危險； 地質(zhì)人員堅信角礫巖和強蝕變巖石的找礦意義，且投資者又充分相信科學(xué)家的判斷，才使得項目得以延續(xù)，終于在1976年施工的RDD 10號鉆在地下350米以下打到了厚170米含銅達2.1 %的礦體 。,Olympic Dam 礦床剖面,礦 床 埋 藏 在 350 多 米 的 蓋 層 下,銅礦體,澳林匹克壩IOCG礦床平面圖,澳林匹克壩IOCG礦床模型圖,據(jù)陳毓川，2008年，天津鐵礦會議,奧林匹克南銅金鈾礦床,30 mt Cu, 930 000 t U3O8 1200 t Au 6700 t Ag 10 Mt REE,礦

16、床埋埋藏在350多米的蓋層下,土屋式斑巖銅鉬礦找礦模型 據(jù)朱裕生,1998,三建立區(qū)域成礦模式 1區(qū)域成礦模式的內(nèi)容： 建立區(qū)域成礦模式對象是成礦亞區(qū)、礦田 ，內(nèi)容是： （1）區(qū)域地質(zhì)環(huán)境（附區(qū)域礦產(chǎn)地圖）構(gòu)造單元、區(qū)域地質(zhì)概況； （2）成礦期次（時代）和成礦作用及其有關(guān)的礦產(chǎn)、 種類和礦床類型（概括礦床模式或有代表性的礦床（附有關(guān)礦床的綜合剖面圖及礦床特征表） （3）構(gòu)造對成礦作用的控制（包括不同的構(gòu)造層、構(gòu)造分 區(qū)和構(gòu)造類型對區(qū)域和局部礦化類型的影響）； （4）沉積巖相對礦化類型（層位、巖性、古地理）；,（5）巖漿巖對礦化類型的控制（時代、產(chǎn) 狀、噴出、侵入、巖性及地球化學(xué)）； （6）變質(zhì)

17、作用對礦床形成的控制（原巖、溫度、壓力）； （7）各類礦床隨時間的演變關(guān)系（礦種、類型）； （8）各類礦床的區(qū)域特征及各自的礦化分帶 性； （9）各類礦床識別標志及后期變化特征（地、物、化、遙等）；,（10）各類礦床及其組合的成因聯(lián)系（劃分依據(jù)、礦床類型組合及成因聯(lián)系）（模式圖）； （11）區(qū)域的和局部的控礦條件及找礦標志； （ 12）參考文獻。,（）,2必要圖件 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖。 各類礦床綜合剖面圖和不同類型礦床的剖面簡圖（附一說明各礦床特征表，相當于礦床成礦模式中的一些要求）。 區(qū)域成礦模式圖。,典型例實 觀點、思路不同，區(qū)域成礦 模式的差異極大,桂東區(qū)域成礦模式,桂東地區(qū)與印支晚期燕山期

18、花崗巖有關(guān)的稀土、稀有、鎢錫多金屬礦床區(qū)域成礦模式,（1）-稀有金屬花崗巖Nb、Ta、Sn、W礦床；（2）-似偉晶巖殼及偉晶巖脈Nb、Ta、Sn礦；（3）-圍巖內(nèi)Sn、W長石石英脈礦床；（4）-巖體內(nèi)接觸帶Sn、W石英脈礦床；（5）-富稀土花崗巖，風(fēng)化后成礦；（6）-夕卡巖白鎢礦（含錫）礦床；（7）-黑鎢礦石英脈；（8）-夕卡巖硫化物型錫礦；（9）-錫石硫化物多金屬似層狀及脈狀礦石；（10）-順層交代的含錫多金屬硫化物礦床；（11）-錫石、黑鎢礦硫化物石英脈礦床；（12）-黑鎢礦輝銻礦石英脈礦床（陳毓川,2006）,以碳酸鹽、碎屑巖為容礦巖石的Pb、Zn礦床成礦模式,古陸緣與基性巖漿活動有關(guān)的

19、攀西裂谷內(nèi)形成的多類礦床示意圖（據(jù)曾忻耕資料） 1-裂谷盆地砂礫巖；2-震旦系（蓋層）；3-結(jié)晶基底；4-A型花崗巖；5-正長巖；6-基性巖；7-峨眉山玄武巖,近代鹽湖中鋰硼鉀/鉀鎂（鈣）鹽湖成礦作用圖 1-碳酸鹽(CaCO3）；2-碳酸鹽(MgCO3、CaCO3）；3-硫酸鹽、硼酸鹽(鈉硼解石、硼砂或鎂硼鹽）；4-Na、K(Li、Mg）-Cl、SO4、CO3（B）鹽類；5-石膏；6-石鹽、硫酸鈣(鈉）；7-石鹽、硫酸鈉、鎂鹽；8-鉀鎂(鈣）鹽、石鹽,三,建立找礦模型,（一）找礦模型概念 模型源于模式，在礦床學(xué)中常用“模式”解釋和描述一組相似礦床各種復(fù)雜現(xiàn)象的共性；“模型”是礦產(chǎn)勘查方法中采用

20、的、有別于礦床學(xué)中“模式”一字。它是工程學(xué)名詞。“找礦模型”是指一個具體的礦體、礦床、礦田乃至成礦帶預(yù)測標志（地、礦、物、化、遙、經(jīng)驗的）的綜合特征，指示發(fā)現(xiàn)礦床信息或指標。常用圖件、文字和表格等形式進行總概括。,建立的區(qū)域成礦模式和礦床成礦模式表達的內(nèi)容、方法及作用，他雖然闡述了區(qū)域成礦作用和相關(guān)礦床的基本特征和成因機理，但在內(nèi)容上尚未標明尋找礦床的方法手段，缺少找礦的直接標志和間接標志的綜合歸納，無法顯示發(fā)現(xiàn)礦床的過程和地質(zhì)找礦的普遍順序。找礦模型是在區(qū)域成礦模式、或礦床模式的基礎(chǔ)上，標定找礦標志和發(fā)現(xiàn)礦床的找礦方法配制，提高發(fā)現(xiàn)礦床的預(yù)見性、準確性、提高找礦效益,經(jīng)驗找礦,理論找礦,信息

21、找礦,找礦模型,理論模型,經(jīng)驗?zāi)Ｐ?引自施俊發(fā)，2009.12.21，在地院的報告,（二）建立找礦模型的內(nèi)容和表達方式 建立找礦模型的尺度可以分礦床（體）、礦田和礦帶三種。此處以礦田為主，其他級次的找礦模型在內(nèi)容和建 模方法有雷同之處，可以互為借用。,成礦尺度（客體）： 成礦域、成礦省、成礦帶（區(qū)）、成礦亞帶、礦田、礦床（體）。 與之對應(yīng)的不同級次的異常和建立對應(yīng)的找礦模型,4、成礦系統(tǒng)性與礦產(chǎn)勘查的級次問題,地球化學(xué)方法繼承了這種直接找礦方法的傳統(tǒng)，把辨認礦化的直接信息的能力從人類肉眼的萬分之幾提高到百萬分之幾，根據(jù)地球化學(xué)方法圈出的異常是一種礦化“微露頭”，是地質(zhì)找礦直接信息“樸真”特性的

22、延續(xù)，起著直接信息的獨特作用。直接信息是礦產(chǎn)勘查最可靠的信息，它在礦產(chǎn)勘查中必須起先導(dǎo)的作用。,地球化學(xué)找礦模型繼承了直接找礦方法的傳統(tǒng)，把辨認礦化的直接信息的能力從人類肉眼的萬分之幾提高到百萬分之幾，根據(jù)地球化學(xué)方法圈出的異常是一種礦化“微露頭”，是地質(zhì)找礦直接信息“樸真”的特性，起著直接信息的獨特作用。直接信息是礦產(chǎn)勘查最可靠的信息，它在礦產(chǎn)勘查中起先導(dǎo)的作用。,1礦田地質(zhì)特征和預(yù)測的地質(zhì)準則 成礦地質(zhì)構(gòu)造背景和成礦地質(zhì)環(huán)境（構(gòu)造分區(qū)圖中的構(gòu)造單元圖層）； 區(qū)域構(gòu)造特征（巖相古地理圖中的構(gòu)造圖層；火山巖巖性巖相構(gòu)造圖中的構(gòu)造圖層；巖漿構(gòu)造圖中構(gòu)造圖層；區(qū)域變質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造圖的構(gòu)造巖漿巖圖層和圖

23、層）； 含礦巖石建造（巖相古地理圖中的巖相圖層和沉積建造古構(gòu)造圖中的沉積建造圖層）； 火山巖巖性巖相（火山巖巖性巖相構(gòu)造圖中的巖相巖性圖層）； 侵入巖類組合（巖漿構(gòu)造圖中的侵入巖圖層）。,建立找礦模型的內(nèi)容概括為：,2礦田地球物理特征 地球物理異常特征（地球物理礦產(chǎn)信息綜合異常圖中局部重、磁異常圖層） 3礦田地球化學(xué)異常特征（地球化學(xué)礦產(chǎn)信息綜合異常圖中的地球化學(xué)異常圖層），或地球化學(xué)塊體特征； 4礦田地質(zhì)地球物理地球化學(xué)遙感地質(zhì)綜合信息找礦模型的表達方式 找礦模型的表達方式一般用圖件、文字和表格三種形式，通常采用圖件和文字結(jié)合，表格和文字結(jié)合三者并用的表達方式。 找礦模型表達的案例如下,地球物理找礦模型 1、研究控礦因素地球物理模型，將有利近礦控礦因素轉(zhuǎn)化為找礦標志 2、經(jīng)驗地球物理模型指導(dǎo)勘查 3、通過已知礦床地球物理找礦模型尋找未知礦床 4、井中物探異常模型發(fā)現(xiàn)共生異體礦體,多寶山礦床地球化學(xué)找礦模型 1-安山巖；2-花崗閃長巖；3-礦體；4-外帶異常；