地球化学异常的查证方法及效果.pdf

文章编号1003 - 6474200201 - 0013 - 06 地球化学异常的查证方法及效果 薛水根 江西省地矿局物化探大队,江西 南昌330201 摘要异常查证是检验地球化学勘查的试金石。目前在异常查证中,存在依赖肉眼观察作为肯定或否定异常的准 则;没有把握全局,过早地把重点放在局部地段等问题。在异常查证中严格执行三级不同查证方法和要求,才能取 得像岩背锡矿、 金家坞金矿的查证效果。 关键词查证效果;查证方法;查证现状;异常查证 中图分类号P632 文献标识码A 地球化学异常查证,是地球化学勘查必不可少 的组成部分,是检验地球化学勘查效果的试金石。 目前在固体矿产调查评价中,很大部分是异常查证 项目;因此,要高度重视,切实做好查证工作,提高找 矿效果。 1 地球化学异常查证现状 1.1 依赖肉眼观察,作为肯定或否定异常的准则 有部分异常查证工作者,因不太了解地球化学 异常的形成机理和提供的矿化信息,在异常查证中 常依赖于肉眼地质观察,并把能否见到地表矿化作 为肯定或否定一个异常的准则;没有认识到化探工 作能把辨认矿化的直接信息能力,从人类肉眼的万 分之几提高到百万分之几的微观矿化的现实。在华 东地区,大量有待找寻的矿床因覆盖或埋藏较深或 是类型特殊,难以识别而未被发现,在面临这一找矿 难度愈来愈大的特点和任务面前,勘查地球化学可 以发挥其独特的作用并显示无比的优越性。 区域化探异常查证的目的,决不单纯是追踪异 常中有无肉眼可见的矿化,而是要收集有关异常更 详细的规模、 形态、 强度及其地质资料,以便作进一 步筛选,挑出有找矿意义的异常进行化探详查二级 查证。 1.2 野外缺乏现场分析,不能及时指导野外工作 在异常查证中需要配备野外现场分析手段仪 器 , 以便及时取得样品分析数据,指导探矿工程布 置和做到查证异常的完整性;而在固体矿产异常查 证中,往往做得不是十分完善;有的仅凭肉眼在地表 观察到的矿化迹象,就布置探槽揭露,甚至布置钻探 工程验证;而多数情况下,由于没有掌握异常的细节 和浓集部位,探矿工程验证,没有达到预期的目的。 例如有一个铜矿评价项目,根据地表观察在铜矿化 不同地点,布置3个钻孔,每个孔深400m～450m ,结 果仅见铜矿化或极薄的铜矿体,没有达到找矿的目 的;尔后在超出原钻探的范围内,布置大比例尺土壤 测量,结果圈定了3个Cu异常,浓集中心十分显著, 而原布置3个钻孔都位于Cu异常浓度的外带,当然 钻探验证仅见铜矿化就不足为奇了;如果有化探资 料作指导,把钻孔布在Cu异常浓度的中、 内带中,见 矿效果就会大大提高。 其次,在采集化学样品刻槽或劈心之前,事先 按一定间距如 5m 系统采集连续拣块样,在野外做 现场分析了解矿化的富集地段,确定刻槽或劈心取 样的位置,减少盲目采样或多采或漏采样品 , 提高 采样效果和准确性,并能合理圈定矿体边界;特别是 对肉眼不易识别的矿种,这种事先了解矿化富集地 段,再采集化学样品的程序尤为重要。 1.3 未把握全局,过早地把工作重点放在局部地段 在查证区域化探异常时,在山区或丘陵地区,一 般可用水系沉积物测量,在原圈定的异常较大范围 内加密取样,以控制异常全局;在此基础上,根据异 江苏地质,261 ,1318 ,2002 作者简介薛水根1941 , 男,江苏无锡人,教授级高级工 程师,原任江西物化探大队总工程师,现任南京 镇江地区多目标地 球化学调查项目顾问. 收稿日期2001 - 02 - 05;编辑李卉 常特征,布置少量土壤剖面,追踪异常源,提供进一 步查证的依据。 目前,主要存在的问题是对异常全面控制不够, 没有在异常范围内普遍加密水系沉积物测量 4 个/ km2～5个/ km2 , 过早地把重点放在局部地段,其结 果是对异常的形态、 浓集中心和分解出多少个局部 异常亦无法确定,当然对异常的找矿意义无法作出 正确的评价。 1.4 化探与地质的结合及其与物探工作的配合不够 目前,需要避免在异常查证中,只考虑化探工 作,而很少考虑化探与地质工作结合的问题;同时也 要避免当地表见到矿化后,就只用地质方法进行评 价,而放弃利用已有化探指示找矿信息,甚至放弃原 先计划的化探工作如小面积大比例尺化探详查。 当地质工作难以深入下去,达不到预期效果时,就停 止查证工作,其结果是异常查证不了了之。 其次,当化学样品位达不到工业要求时,就认为 没有找矿意义,很少进行综合研究,进行科学推论。 而实际上只要异常是客观存在的,就有可能是矿化 达到地表,而矿体是隐伏的,这时就应考虑使用物探 方法来了解深部矿化体的产状、 延伸、 埋深等特 征,为钻探深部验证提供依据。 总之,在异常查证中,地质调查评价的依据仍是 化探提供细微的矿化信息;根据矿化有利地段异常 浓集中心布置探矿工程,并尽可能采用物探方法了 解深部矿化信息,为寻找隐伏矿体提供依据,只有这样 才能在异常查证中取得显著的找矿效果和重大突破。 2 地球化学异常查证方法 地球化学异常查证,是固体矿产调查中一项重 要的工作,如何发挥化探异常在找矿中的作用,是广 大从事异常查证工作者必须完成的目标和任务。在 异常查证和固体矿产调查评价时,要始终坚持 “化探 先行,加现场分析,逐步缩小找矿靶区,地质评价为 主,物探配合寻找隐伏矿体” 的技术方法和思路。 2.1 分解区域化探异常 由1∶20万区域化探圈定的大量异常,首先要进 行全面、 系统地推断解释和评序,以便筛选出具有找 矿远景的异常,开展异常查证工作。经过异常筛选 和评价一般会出现两种情况一是筛选出单个面积 较大的局部异常;二是筛选出密集分布的异常带 群。根据上述两种情况采用不同分解异常的方法。 2.1. 1 对单个局部异常的分解方法 具有找矿意 义的单个局部异常,其异常面积一般都在十几至几 十平方公里,甚至达上百平方公里。对这类异常查 证,首先采用效率高、 投资少的水系沉积物测量;测 区范围可比异常面积略大些,按4个/ km2～5个/ km2布置采样点,其采样定点、 样品物质、 重量等按 技术要求和规范执行[1]。 样品在野外干燥后,留出部分样品细磨并及时 野外现场分析如快速Au分析、Cu量和总量分析 等 , 取得分析成果及时成图,分解局部异常,控制异 常全局;根据局部异常特征,立即转入异常三级查 证,并投入少量槽探工程,揭露浅部矿化体;与此 同时水系沉积物样品送实验室进行多元素测试分 析,测试分析项目根据区域化探异常元素组合确定, 一般是几种成矿元素和伴生元素;这是一种快速、 有 效的查证方法,能够为异常二级查证提出具体意见。 2.1. 2 异常带群的分解方法 区域化探异常密 集分布的异常带群 , 累计面积可达几百km2,一般 不超过500km2。对这类异常分解同样采用效率高、 投资少的水系沉积物测量方法,其测区范围根据异 常带群的面积确定。水系沉积物采样密度为4个 / km2～5个/ km2样品,采样点布置在一级水系中, 其采样定点、 样品物质、 重量等按技术要求和规范 执行。 样品干燥过筛后,送实验室进行多元素测试,测 定元素主要根据区域化探异常元素组合,选择十余 种主要成矿元素和伴生元素。根据实验室提供的分 析成果,编制单元素和多元素异常图、 剖析图;并再 次进行异常筛选和评序,挑选出具有找矿意义的异 常进行三级查证,放弃面积小、 元素组合简单的局部 异常。 2.2 挑选有找矿远景的异常进行二级查证 异常二级查证详查是在三级查证基础上进行 的,主要是详细圈定异常的细节,例如异常展布、 规 模、 含量及浓度分带、 组分分带等特征。二级查证需 要开展一定面积的中、 大比例尺 1 ∶215万～1∶1万 的土壤测量,野外配有现场分析仪器 , 以便对土壤 样品及时分析,取得分析成果对异常进行定位,判断 最有找矿远景的地段,进行工程揭露。土壤样品经 过现场分析后,仍需送实验室进行多元素测试分析, 分析项目一般有几种成矿元素和伴生元素。 41 江 苏 地 质 2002年 实践证明1∶5万水系沉积物测量分解的局部异 常,经过中、 大比例尺土壤测量后,可能在一个异常 中又分解出几处局部异常,或者在一个异常中出现 几处规模不等的浓集中心;只有经过中、 大比例尺土 壤测量,才能把握异常全局,挑选最有找矿远景的异 常,进行工程揭露,达到有效的找矿目的。异常二级 查证要布置一定量的槽探工程,探槽的规格、 素描及 安全措施等按有关规定执行。这里需要指出的是为 了解矿产品位进行刻槽取样之前,仍要采集连续拣 块样品,经过现场分析后,确定刻槽取样的具体位 置。其次,少数区域化探异常经过三级查证后直接 转入工程验证,异常区仍需要布置一定面积的大比 例尺土壤测量,以便掌握异常的全局和细节等特征, 为合理、 准确布置异常验证工程提供依据。 2.3 异常一级查证工程验证 在异常详细检查的基础上,推断有可能找到中、 大型矿床的异常,进行工程验证。 首先在异常浓度中,内带布置系统的地表槽探 工程揭露,槽探工程先疏后密主要根据异常长度来 确定工程间距 , 当异常长度较大,其工程间距可在 200m～400m之间选择,至少有4条～5条槽探控制 异常的总体长度;根据地表见矿情况,决定加密工程 间距,根据资源量估算要求,工程间距不必太密。 当布置第一个钻孔验证异常时,需要有地质、 化 探、 物探资料的充分依据,在综合研究的基础上确定 钻孔位置;钻孔控制矿体斜深在200m左右,不必太 深也不能太浅。在劈心取样之前,同样先要进行连 续拣块取样,获得分析结果后,确定劈心取样的具体 位置深度。 2.4 异常查证中的地质工作 异常查证必须与地质工作紧密结合,才能取得 好的效果。在异常查证的不同阶段,对地质工作有 不同的要求。 在异常三级查证时,根据查证任务和要求,地质 工作主要是结合土壤剖面测量,填制地质剖面图;其 次,在开展水系沉积物测量的同时进行地表观察,了 解异常区的地质特征,包括地层分布、 岩性特征、 岩 浆岩、 断裂构造和蚀变矿化等;凡与异常有关的地质 现象,都要作相应的记录和描述,以便在异常找矿远 景评价时提供地质依据。 在异常二级查证中,配合中、 大比例尺面积性土 壤测量,开展同比例尺地质填图实测或修测 , 全面 了解查证区的地质特征,包括地质构造、 岩浆岩、 蚀 变矿化及矿体的分布情况;同时测制地质、 化探、 物 探典型剖面图。对槽探工程进行编录,按规定进行 素描及刻槽取样包括连续拣块取样 ; 同时采集与 异常有关的岩矿石标本,进行室内鉴定和研究,以便 提高地质评价水平。 在异常一级查证中,应对区内新发现的地质内 容,进行修改和补充,基本掌握矿体的产状及分布特 征,结合物化探资料,确定钻探验证的孔位;开展槽 探、 钻探编录和采集化学样品;在占有大量地质、 物 化探资料的基础上,进行综合研究,初步了解矿床的 规模和成因类型,为地质普查评价提供依据。 2.5 异常查证中的物探工作 异常查证中的物探工作,一般不进行面积性的 物探测量工作,主要是根据异常查证需要有针对性 地开展物探剖面测量。例如为了解矿体的埋深和产 状,开展激电测深剖面测量;为了解可能存在的隐伏 岩体,可采用高精度磁测,了解岩体的产出位置和接 触带的分布特征。在钻探工程验证异常时,进行井 中物探测量,了解矿体的分布特征或推断被遗漏的 矿体部位等。异常查证中的物探工作,要结合地 质、 化探资料对异常区深部找矿远景作出有依据的 评价。 3 地球化学异常查证见矿例案 3.1 岩背锡矿的发现,具有重要的地质和经济意义 江西岩背大型锡矿,是1982年1∶20万区域化 探首先发现的;区域化探Sn异常面积达20余km2, Sn含量一般是50μg/ g～400μg/ g ,最高达1 000μg/ g , 浓度分带和浓集中心十分显著,推断认为具有十分 重要的找矿意义。同年经野外踏勘检查,发现Sn异 常浓度内带位于含锡岩体上,土壤、 岩石样品分析结 果含量均较高,表明Sn异常由锡矿化体引起,应 开展进一步查证工作。1983年布置1∶215万土壤测 量,控制面积30余km2包含了区域化探异常结果 圈定14处局部Sn异常图 1 。 从图上不难看出I号Sn异常即岩背 矿背异 常面积最大,含量最高,浓集中心十分清晰;因此, 首选岩背异常区作为找矿突破口,经山地工程和钻 探验证,发现一个巨厚的透镜状锡矿体最后达100 余m ,探明锡金属量10万余t。 51第1期 薛水根 地球化学异常的查证方法及效果 图1 岩背锡矿Sn异常分布图 12Sn含量单位μg/ g;22Ht21为异常编号 在其后的十余年时间里,分别对13处Sn异常 逐个进行查证和工程验证,都发现有锡矿体,锡金属 量小者2万t～3万t ,大者4万t～6万t ,由此构成 以岩背为首的锡矿田。岩背锡矿的发现,是异常查 证取得巨大成功和找矿重点突破的典型实例。 岩背锡矿床大部分隐伏矿在几十米至百余米的 火山岩以下,可称半隐伏矿床。锡矿土壤地球化学 异常具有以下特点。 3.1.1 异常组分复杂 与Sn异常相伴的有Cu、 Pb、Zn、Ag、W、Mo、Be、La、Y、As、Mn、F等异常。 3.1.2 异常强度大,浓集中心十分明显 Sn异常 含量一般为200μg/ g～800μg/ g、 高者可达5 000μg/ g; Cu含量50μg/ g～100μg/ g ,高者为400μg/ g ,Ag含量 一般为012μg/ g～015μg/ g ,高者达115μg/ g。 3.1. 3 异常水平分带清晰 Sn、W、Be、Mo异常在 内带,Cu、Ag、Pb、Zn异常主要分布在外带。 3.1.4 Sn与Cu、Ag、As相关程度高 R型聚类分 析结果表明Sn与Cu、Ag、As相关程度高,这些元素 是寻找锡矿体的探途元素;Sn异常与Cu、Ag重合的 异常具有较大找矿前景。 图2 地表F异常与隐伏锡矿体的关系 勘探17线剖面 3.1.5 F是寻找隐伏矿的指示元素 岩背锡矿床 17 线矿体隐伏于地表以下百米左右,非矿地段的 火山岩地表F含量只有1 000μg/ g～1 500μg/ g;而在 含矿地段上方火山岩中出现2 000μg/ g～5 500μg/ g 的F异常图 2 。这表明,在锡矿形成时,矿体顶部 61 江 苏 地 质 2002年 围岩中存在含F扩散晕含氟矿物为黄玉 ; 因此,F 是寻找隐伏锡矿的前缘指示元素。 岩背锡矿床具有锡铜共生、 细脉浸染状、 面型蚀 变分带等斑岩型矿床的特征,成因类型列为新型岩 背式斑岩锡矿[2]。这是江西南部首次发现的独立大 型锡矿床和新类型,且有品位高、 埋藏浅、 易采易选 的特点,该类锡矿床具有重要的地质和经济意义。 3.2 逐步缩小找矿靶区,发现金家坞金矿 金家坞金矿是由区域化探异常,经过异常查证 逐步缩小找矿靶区发现的,预计金矿资源量达大型 以上规模。 3.2.1 三级查证踏勘检查 金家坞Au异常面积 达16km2,主要由Au、As、Sb组成综合异常,Au最高 含量为18ng/ g。1997年8月按异常三级查证要求, 在大于异常范围内采用1∶5万水系沉积物测量,采 样密度为5个/ km2,完成采样面积20km2,采集100 件样品;野外采用快速Au比色分析,较详细地分解 出HS1和HS2两个局部Au异常图 3 。 图3 金家坞水系沉积物Au异常图 A21∶20万Au异常;B21∶5万Au异常 图上反映,金家坞Au异常 HS 1 面积大、 含 量高,浓度分带十分显著。因此,首先在金家坞Au 异常浓度中心布置两条土壤、 地质综合剖面测量,证 实Au异常存在,Au高含量分布于山脊及两侧,并在 水系谷底发现硅化和少量黄铁矿化。 在Au异常下方的水系中,淘洗自然重砂,发现 粒径达013mm的自然金颗粒;因此,有理由推测金 家坞Au异常由金矿化引起,并建议尽快投入二级 查证。 3.2.2 二级查证 1998年4月在金家坞异常区开 展1∶2万土壤测量,测网为200m40m ,控制面积 6km2;土壤样品在野外驻地采用快速Au分析,经初 步圈定异常后,布置稀疏的槽控工程间距约 400m ,进行地表揭露,总计投入槽探工程4 000余 m3;在槽底按5m间距连续拣块取样,凡Au含量在 100ng/ g以上的地段进行刻槽取样样长1m ;土壤 样品和刻槽样品由实验室采用化学 光谱法测定 Au含量,凡Au含量大于1g/ t的样品,用化学方法 重新分析检验,保证分析质量的可靠性。 土壤样品分析结果成图后,发现Au异常东西 两端未封闭;年底省局再次拔款,要求再布置4km2 土壤测量,达到了封闭Au异常的目的图 4 。 经成图,发现东西两端仍有延伸的可能,西部因 有水库,已无法封闭,东部异常则被白垩系红层覆盖。 3.2.3 一级查证工程查证 1999年按排1∶1万 地质测量,700m坑探和5 000m3槽探,对金家坞Au 异常进行系统验证和金矿评价。首批探矿工程布置 在 Ⅱ 号矿带 Ht 22异常 , 坑探由地表矿体下延40m 沿脉掘进,按20m间距用穿脉控制金矿体。验证结 果金矿体厚4m～10m ,平均厚6m ,金品位4g/ t～6g/ t ,最高16g/ t地表最高达22g/ t ,矿体沿走向分布较 稳定,已控制矿体长700余m。2000年又增加坑探 71第1期 薛水根 地球化学异常的查证方法及效果 图4 金家坞土壤Au异常图 12中元古界;22白垩系;32花岗斑岩;42推测断层;52不整合地质界线 400m ,继续沿矿体走向掘进评价金矿资源潜力。 2001年金家坞列入金矿调查项目,目前仍在进行金 矿资源评价中。根据初步获得的金矿地质特征,有 专家认为金家坞金矿是受天水淋溶、 加低温热液、 在构造变形带富集成矿的金矿新类型。 金家坞金矿的发现过程,归纳有以下4点启示 ① 严格按异常查证要求进行查证工作,采用化 探先行,逐步缩小靶区,面中求点、 点上突破的方法 技术和思路。 ② 野外采用现场Au分析,及时正确地指导探 矿工程布置和化学样的合理采集,减少盲目性。 ③ 化探与地质紧密结合,不断开展综合研究,拓 宽思路,提高找矿新意识。 ④ 上级主管部门支持,资金敢于投入;实施单位 敢于承担风险,把有限的工作量投入到最有利找矿 的部位,达到找矿的新突破。 区域化探全国扫面计划迄今已进行了23年,覆 盖全国600余万km2的面积,近十余年来地矿部门 新发现的矿产80 以上是根据区域化探异常线索 找到的;在以后的异常查证工作中,区域化探异仍将 发挥其潜在的找矿作用。 参考文献 [1] 地质矿产部地质调查局.地球物理地球化学勘查标准 汇编[M].北京地质出版社,1996. [2] 黄常立.会昌岩背式斑岩锡矿[M].武汉中国地质大 学出版社,1997. Determination s and Effect for Geochemical Anomaly XUE Shui2gen Geophysical Investigation and verification s;Investigation and verification status;Anomaly determi2 nation 81 江 苏 地 质 2002年