物化探异常的优选.pdf

第 1 2卷第 3期 1 9 9 9年 9月 广西地质 Gu a n g x i Ge o l o g y Vd l 2 0． 3 S e p． 1 9 9 9 _ 物化探异常的优选 周 永 峰 一 广西地 质调查 研究 院． 广西 南 宁5 3 0 0 2 3 己、 。 ’ [ 摘要】当前矿产勘壹进八 了以异常为标志的找矿阶段， 但工业矿体 引起 的异常但 占百分之几。欲提 高找矿的投 资效益， 减少风险， 应 了解物化探特点。以成矿的区域大地构造环境为基础， 以现代成矿理论为指导， 详细解剖异 常的 自身结构， 对异 常进行优 选。其成功与否直接 关系找矿 的成败。 ／ ， P ； 壁 6 2 2 6 样 A 1 9 9 9 0 3 0 6 ／ ／ ／ ； ， ， [ 中国分类号] ． 文献标识码] [ 肇缩{ d 口 3 7 西 6 1 一 0 曲7 一 ， 随着地质工作程 度不断提高， 找 矿难 度不断加 大， 物化探 异常便成 为主要找 矿标志 之一。但是 。工业矿 体引起的异常克其量只有百分之几 ． 怎样选准优先查证的异常， 以最小的投资取得最大 的找矿效益， 是人们 关注的 问题。 1 异常的划分 与正常有 明显差异的现象称作异常。物化探资料是 以数据为基础 的． 划分异常也须有一个数值界限。 由于异常源大小深浅 不同． “ 噪音” 水平不一 ， 地质背景差异 较大， 物化探 异 常划 分确 实 存在难 以掌 握 与欠 严 密的做 法， 但只要把握 若干要点 ， 便不致出现大的失误。 1 ． 1 置信 系数 取值 通常， 异常下 限 T是 由背 景平均值 x和标 准离 差 s决定 的， 公 式为 T XKS ， 其 中 K为 置信 度 系 数， 一般取 1 ～2 。区域物化探主要任务是发现异常， K值宜取小些。如贵县幅 1 2 0万化探， 取 K1 ． O ， 山 花六梅一带金矿区有很好的异常显示， 若取 K1 ． 6 5 ， 则圈不出异常； 大 比例尺物化探主要任务是查明异常 中心及其地质意义， 为使异常可靠， K值可取大些。判断 K值合理与否的标志是异常与地质矿产分布是否 一 致 。 1 ． 2 划分统计母体计算 x与 S值 所谓 同一统 计母 体， 指 同一地 球化 学过 程形成 的地 质块 体， 标 志是 具有相 同 的统 计 概率 分布 曲线， 其 x 、 S无 明显 差别 。严格地说 ， 同一岩体或 同一地 层往往 由几 种岩性 构成， 成 岩环境 各不 相 同． 很可 能不属 同一母体． 但受地 质资料限制， 按单 一岩 性划 分母 体实 际难 以操作， 只能在现有 资料 前提下尽可 能细分 ， 特别 是差异大的岩相和受某种成矿作用影 响 的岩 石应 单独 分 出。否则 ， 可能漏掉有意义 的异常。 1 ． 3 计算 x、 S值要有一定的样本容量 N 这是由采样、 观测、 测试误差与“ 噪声” 的随机性决定的。太小的样本容量难以准确求出 X 、 S 及 T值 传统上取 N ≥3 0 。 收蒋 日期 1 9 9 80 81 4； 修 订 日期 1 9 9 90 30 1 维普资讯 广西地质 1 9 9 9年第 l 2卷 1 ． 4 关 于衬 值 异 常 衬值异常是 以异常下限为度量单位的化探异常图示方法， 它对于消除地球化学背景差异对异常的歪曲， 实现元素间异常强度对比， 确有可取之处， 但不可无限推广。例如， 桂东南某岩体富含稀有、 稀土元素， 其风 化壳构成分 布广 泛的砂矿 床， 水系沉积物 YL a 、 z r 达几 百 1 0～， 衬 值 异常就 无法 圈定矿化 范 围， 而 用某 含量为异常 下限． 则 可合理 圈定矿化 区。 1 ． 5 关 于剩 余 异 常 常 用于 重力 与化 探资料 区域与局部 场的分离。做 法是小窗 口观 测值减去大窗 口观 测值的平均值。方法 简单 又较少 边界效应 ． 但 窗 口大小要经试验选定， 以使 所获剩余 异常有明确地质意义 。 2 物化探异 常的特点 解物化探 异常 自身特点 。 对于异常的合理地质解释与方法技术 的有效应 用都 至关 重要 。 2 ． 1 物探 异 常 特点 遥测功能 即不接触而 能感知 目标 物的功能。其探测 距离依方 法而 定， 由几米 至几 千米不 等， 成 为地壳 深部探测不可替代 的手段 ， 是 探测 隐伏矿不可缺少的方法。 解析性 即一旦场源确定， 空间任何一点的场值也完全确定。从而为物探资料正反演提供 数理基础。 多解性 包括地质属性的多解性和物理的多解性。这与多数物探方法只反映物质的一种物理性质， 以及 物性参数难以取准有关。因此， 需要地质、 化探配合， 或几种物探方法相互印证， 以减少多解性。 局限性 探测 目标物体积、 埋深适当， 与围岩物性差异明显， 目标物引起的异常不致被其他干扰信号掩盖 或易于分辩， 才 能取得探 测效果， 否则不行。 叠加性 多种场 源 包括纵 向横 向 在空 间一点 的场强是各 自场 强的矢量 和。所 以对于复 杂异 常， 宜进行 分解， 以便对各场 源分别 解释 。 地形 起伏与表层介质变化对 多数 物探方法的异常形态有 歪曲。 甚 至 出现假象 。所 以物探 网尽可 能布 设 在平 缓处 ， 必要时进行地 形改 正。 2 ． 2 化探异常特点 直接性 即是什么矿就有什 么元素 的异 常。这对 于弥补 物探异常多解 性很 重要 。在遥测 与定 位功能 方 面要逊于物探。 随机 陛 即矿 体 内外任何一点元素含量值是 随机 的， 其空 间变化不 能以严密 的函数 表达． 只能 用统计 关 系近似表达。 表生地球化学作用 的复 杂性 化探常用介质水 、 水系沉积 物、 土 壤、 土 壤气是 表生 地球化 学作 用 的产 物。 受基岩岩性 、 气候 、 植被 、 地 形地貌制约， 元 素行为差 异很 大 。例如， 广西 石 山区土壤 碱金属 与碱 土金 属元素 明显低 于基 岩， 其余元 素则 明显高于基岩， 特别是高 价元 素。 次生富集是 一种成 矿作 用， 但 也可 能掩盖 隐伏 矿异常。不 同地 球化学景观 区的异常对 比要慎重 。 异 常中心相对异 常源有位移 。位移大小取决于采样介 质 、 地形 、 残坡积 层厚度 、 矿体埋 深 与产 状。异常 源应 自表生异 常中心向上游追溯， 由断裂 控制的隐扶矿体 ， 应 考虑地形起 伏， 最 大 可能位 于异常 中心的断层 倾斜 方向。 地化指标的多样性 这为根据元素组合预测矿种与矿床成因类型提供 方便。近年． 化探出现 r偏提 取 、 酶提取 、 元 素活动态分 析 、 离子提 取等 技术 ， 据认 为对判断 异常的找矿意义很有 帮助。地化指标的研究是 维普资讯 第 3期 周 永峰 物化 探异 常 的优选 勘查地球化 学最 活跃的课题之一 。 3 物化探异 常优选 结合近 年研 究成果与广西找矿经验， 笔者认为应遵 循 以下原则， 以达到准确优选 异常的 目的。 3 ． 1 重视 区域 与深 部 地 质 、 地球 物 理、 地球 化 学背 景研 究 每种矿产都受控 于一定的区域大地构造， 并 与一定 的构造演化 阶段 相联系 ， 而 区域 地质 、 物化 资料 相结 合， 可以 比较全 面提供 这方 面的信息 。近年广西深 部地球物理研 究取 得一些新认识 ， 可供 区域成矿 地质背景 研究参考 1 北海市一梧州一郴 州 断裂带 的切割深度， 根据深震转换测深资料， 可达 4 7 ～4 9 k m， 属壳 断裂， 其 S E 为华夏地块， N w 为杨子地块。华夏地块上地幔密度低 3 ． 2 6 ～3 ． 3 O t ／ m 3 ． 地壳电阻率低， 热流值高， 居里 面浅 2 8 ～3 2 k m ， 岩浆活动期次多， 岩性复杂， 不少属深源浅成岩体， 区域与动力变质作 用发育． 是成矿最 活跃的一级构造单元。沿断裂带或其旁侧于湘、 粤两省都发现诸多上规模的矿床， 而广西一侧相对较少， 认 为寻找矽卡 岩型 、 火 山岩型 、 斑岩型 与破 碎带蚀变 岩型金、 银多金属矿具备 一定潜力， 值得 进一步研究。 2 杨 子地块可分 为 3个二级构造单元 江南 陆块、 华南 前加里东裂 陷槽 与右 江裂 谷带。这 种划法 主要 考虑 r深部地球物理 资料。另一种意见是将后者单独分 出作 为一级 构造单元， 这就 显得零碎。 右江裂谷被 限于红河一 河 口、 凭 祥一南 宁、 宾 阳一 紫 云、 水 城一 弥勒 断裂 包 围 的菱 型块 体 内， 面积 约 1 2 万 k ． 因存在幔隆 、 古代与现代高热流及双 峰式 火 山岩等一 系列裂 谷特 征而与 一般 槽 、 盆相 区别 ， 当然其 规模与发育完善程度都 不及东 非、 贝加尔 、 乃至 攀西裂 谷。本 区区域化 探与部 分 岩石 地球 化 学丰度 资料表 明。 上 占生界 Au 及相关元素高于中国东部台地碳酸盐岩一个数量级， 比三叠系浊积岩高约 4 ～5倍。笔者 认为， 这种构造 环境是 黔桂滇“ 金三 角 ” 形 成的基 本条 件 ， 表 明金 的物质 来 源为深 部而 非 陆源 1。研 究还发 现， 本 区边部矿产主要受 边缘 断裂控制， 而其 内部 似乎 主要受 S N 与 E W 向基底 断裂控 制 ． 如 业 已发 现的金 矿床． 其容矿构造多 为 S N或 E W， 可 能属基底 断裂 的继承性构造或派 生构 造。 江南 陆块位 于三江一 凭祥断裂 以西 ， 南宁一 紫 云断裂 以北 ， 其腹 部在雪 峰 山， 中晚元古 代 为活动大 陆边 缘， 有几次裂解与拼接， 加上四堡群 S n 、 w 丰度 高， 构 成锡 钨 的 良好成矿地 质 背景 ， 但 以后就趋 于 固化， 内生 成矿作用有偃旗息 鼓之势。四堡一板溪群虽发育细碧一角斑岩 系， 除个别层段外 ， Au丰度 总的说来 不高， 岩 系时代 、 成分与南非 兰德金矿 区不同， 欲找绿岩带型金矿不容乐观。 前加里东裂 陷槽被 夹持 于凭祥一 三江与北海一 郴州两断裂 间， 古生界 沉积厚 度 特别 大． 火 山活 动微弱 ， 无脊状幔隆， 地壳 结构与演化难与 裂谷对 比， 除 隆起 部位 外 ， 主要 为沉积 与沉积一热 液叠加 改造成 矿 作用。 寒武 系的蚀源 区南北有 别 桂北 为江南古陆 ， 桂东南为华夏古陆， 故地层 含矿性截 然 不同． 前 者 为 v、 W 、 Mo 、 B a 、 U、 Z n 、 P b ， 后者 为 Au 、 A 3 ． 2 综合信息找矿摸型在异常优选与查证 中的应用 运用模型找矿是从 已知到未知原则的具体应用， 是找矿的捷径。但 已有模型还不足以囊括各矿种和各 种矿 床类型， 要不 断求 新求 异， 完善 已有模 型， 归纳新 的找矿模型。 找矿模型 与成矿模 式有联系又有 区别 ， 后者表达 的是各种地质成矿作用 的关 系与结果 ． 前者则是表达成 矿作用与结果 的信 息表 现。根据广西地质矿产 特点 ， 介绍以下找矿模型供参考 3 ． 2 ． 1 锡钨 { 铌钽 成矿花岗岩的环形磁异常模型 该类 花 岗岩属 “ s ” 型，其岩 石化学成分 s i 02 7 2 ％ ，Kz ONa 2 07 ． 2 ％，T i 02 F e OF e z O3 C a O Mg O7 ％， F ezO3 ／ F 龟q F e O 0 ． 3 ， 磁铁矿 、 钛 铁矿 含量低， 一般 1 0 0 1 0 6富 O、 F ， 富含 羟基 的黑云母而贫角闪石， s n 、 W、 N b 、 T a 丰度高。其岩体上方为零或负磁场， 而其接触带则因富含磁黄铁矿或 维普资讯 广西地质 1 9 9 9年 第 l 2卷 磁铁矿形成环绕岩体分 布 的磁异 常。笼箱盖、 芒场 、 元宝 山、 钦 甲、 圆石 山、 粟木 、 盐 田岭 等均属此类 。如 图 1 。 该类岩体多 为出露、 隐伏或浅 隐伏， 据南岭地 区 东经 1 0 7 。 ～ 1 1 5 ， 北纬 2 4 。 --2 7 。 统 计． 此 类岩 体有 2 2处 ， 相 关矿 床 1 0 4 处， 其 中大型 2 1处 ． 中型 5 2处。 仅 4个 岩体 尚未 发现 内生金 属矿床， 而 它们 属非造 山期和单期次 的花 岗岩 。 锡与钨 的成矿花 岗岩微量元 素组 成有 所不 同， 前 者 富 C r 、 c o 、 ， 后者富 u、 B e。该类 岩体有 明显重力低， 幅值 达 2 1 O～2 01 0 n ／ s 2 ， 化探异 常为亲花 岗岩元素组合 ， 遥感 为 复杂 的环形 与线性 影像。 图 2 武宣朋村铅锌硫铁矿床航磁 A T综合平面 固 1 一断层 2 一地质界线 ； 3 一角度不整台 4一成矿预测 区； 5一A T等值线 ； 6一矿 床点 ； 7 一第 四 系； 8一石 嶷系 灰 岩 9一上泥 盆 统 硅质 岩 泥质 灰 岩j 1 0 一中泥盆统灰岩 自云岩 1 1 一 下泥盆统砂岩泥岩灰岩 1 2 一 寒武系 砂岩页岩 3 ． 2 ． 2 层控和复控铅锌矿床的近等轴状磁异常模型 层控指沉积一 热 液叠 加改造型矿床 ． 复控指既受层控 又有明显的岩浆 岩参 与成 矿 作用 的矿 床。二 者都包 括顺 层 、 切层 的脉状 、 似层状矿 体。常见矿种 为锌铅 硫铁矿． 有 时伴生 金银 锑 ． 有 时 为汞 矿。 朋村一 古 立 、 泗 顶、 北 山、 五 圩、 益兰、 老厂如是。相应的局部重力异常或高或低或无。 如 图 2 、 图 3 。 固 1 大厂隐伏花岗岩体重磁异常固 1 一磁异常； 2 一重力 异常； 3 一隐伏花岗岩体 固 3益兰 汞矿 地 质综 台 平面 固 1 一二叠系藏岩、 自云岩、 硅质灰岩夹碟质页岩； 2 一石炭 系灰岩、 自云岩、 泥质硅质岩； 3 一上泥盆坑条带状、 扁豆 状灰岩硅质岩； 4 一中泥盆坑泥质灰岩； 5 一下泥盆统泥 岩 、 页岩、 砂 岩 ；6一； h T等 值线 7一断层 ；8一矿 床 点 及矿种 ； 9 一预爰 I 矿床范 围 上述模型的地质成因机制， 认为仍是隐伏中酸性岩体本身有弱磁性或其蚀变带具磁性， 而矿体不一定有 磁性所 致。 当岩 体埋深大 1 --2 k m 时 ， 钻 探未能触及， 包 体成份 、 同位 素也难 于反 映岩体信 息． 故矿 床学 家 认为与岩浆岩无关， 这可能是一种误懈。仔细研究往往会发现矿物组分与矿物标型特征的垂 向分带有关。 隐伏岩体可 能是“ I ” 型， 与 围岩 比， 其剩余 密度或正或负或为零， 故重力异常时正 时负时无 。 维普资讯 簿 螭 周 永峰 物 化撵异 常 的优 选 此 类矿 床 的地 质 背景 是 背 斜 或 穹隆加断 裂． 核 部 地 层 通 常是 下 中泥 盆统或寒 武系 ， 同时存 在化 探 P b 、 Z n 、 C u 、 c d 、 Hg 、 Ag等异 常。 因此 ， 其综合 找矿模型 可归 纳 为 以 D】 一 2 或寒 武 系 为核部的 背斜 、 穹 隆或 其倾 伏端 断 裂 等轴 状磁 异 常 化探 P b、 z n 、 Cu ⋯异 常。 不 过， 矿 体不 能 简单 地 由 磁异常定位 。 3 2． 3 蚀变岩破碎 带型金银矿线状 低磁异常 找矿 模型 博 白金 山银 金 矿 、 山 东 招掖 金 矿 属之。其 围岩 为“ I ” 型 花 岗岩 或 变质 岩， 因富 含 副矿 物磁 铁 矿 显 示锯 齿状 高背景磁场， 当岩俸产生脆性、 韧性或 韧脆 性 剪切应 变 时． Au 、 Ag的载 体矿 固 4 金坑一庞西垌、 新圩地磁 △ Z剖面平面固 物磁 铁矿 等被 蚀变 为绿泥 石、 绢 云母 、卜 燕山晚期绢云黑云花崩岩； 2 一 燕山晚期中 粒斑状角闪黑云二长花岗岩； 3 一 燕山晚期 黄铁 矿， Au 、 Ag被释 放 向减压 扩 容带 中粗粒黑云母花岗岩； 一 加里东期粗粒混合花岗岩； 5 一 地质岩相界线； 一 断层破碎带； 集中而成矿。 线状 低磁场 是铁 磁性矿 一 正负磁异常 廿 n 0 o 物退磁 的结果 。如 图 4 。 线状低 磁 异 常 变 化 幅度 为几 十 到几 百 纳 特， 长几 十千 米， 宽 几百米 ， 因尺度 有 限． 仅在地 磁与大 比例 尺航 磁 图上表 现 。当然 ， 仅有 磁 异 常还不足 以说 明断 裂 含矿 ． 如 果对 应 有 化探 异 常 、 遥感线性影像 和 黄铁绢英 岩化 蚀变 破碎 带 ． 便构成 破 碎 带 蚀 变 岩 型 金银 矿 完 整 的地 、 物 、 化 、 遥综合 找矿模型 。 以上说明， 重磁 异 常虽不具 直接找 矿功 能， 但可提供重要的地质成矿环境信息。有这样一 例 5 0 --6 0年代， 以找铁矿 为目的曾有 几个队于 贵港龙头 山一 带 开展 地磁 测 量． 发 现一 马蹄形 异常， 钻 探 查 证 为磁 黄 铁 矿 引起 ， 予 以否 定 评 价。8 0年代化探发现马蹄形中心部位有多元素 组合异 常． 经 检查 发现 与火 山 岩和 断裂 带 有关 的金矿。实 际 上， 磁 异 常 只指 示 富 硫而 又 封 闭的环境， 而 其 中心无 磁 异 常 的火 山岩 部位 应 为开放环境， 黄铁 矿化强烈 ， 成 矿更有利 。如图 5 。 3 ． 3 关于化探异常评序 圉 5 龙头 山矿 区地 碱 △ z等值 线平 面 圉 1 一下泥盆统碎屑岩； 2 一燕山晚期火山一次火山岩} 3 一燕山早期花岗 闲长岩 ； 4 一金矿体 化探异常评序就是优选， 至今 尚无公认 的 模式和指标。 一般 原则 是考虑异 常面积 、 含量值 、 元 素组合、 分带性 以及 成矿地质环境和物探 、 遥感等综合 信 维普资讯 广西地质 1 9 9 9年第 1 2卷 息 的配套。这里易产 生的误解有 1 异常值越 高越 好 不能说这 个论 点完全错 ， 只 是应 考 虑采样 密度 、 介 质种类 、 基岩 岩性 、 矿 体埋 深 、 表生地化环境 、 元素本身地化性 质等 多种 因素 。例 如， 都是掩埋矿 ． 桂 东南 花 岗岩 区某 金矿， 1 5万水系 沉积 物峰值仅 5 ． 21 0 9 1 位于 变质 岩区的河台金矿， 1 1万土 壤化探 可 以 Au 71 O 圈定矿 化带， 1 51 0 圈 矿体， 而桂 西某些碳酸盐岩 区． Au达 2 0 01 0 - 9却仅见矿化 。1 2 0万化探采样 密度 1 个 点／ k m 与分 析样 密度 1个样／ 4 k 2 都较低 ． 加上采样 与含量 的随 机性 ， 异 常弱化 与 浓集 中心位 移 不鲜 见 ． 漏矿 现象也 有 发 生 因此， 应 推崇综合指标 评序。 2 异常 内元素 组合越多越好 。这 不绝 对。一般而言， 单元 素异 常属 非矿异常 ， 有多种元 素伴 生 的异 常 才可能是矿化异常。但是， 与成矿无关的地质作用也可以留有元素异常痕迹， 剥蚀怡尽 的矿床尾部元素会暴 露， 因此， 与成矿无关的元素、 矿床轴 向分带尾晕元素作为有利因素参与评序可能还起反作用。 目前做法一 是只对与主要成矿作用相关的元素的异常规模求和． 一种是参考同类矿床将前缘晕元素规模之和减去尾晕 元素规模之和 。在 未知区， 完全选 准该 参与 的元 素有一定难度 。 3 参与评序的地质、 物探变量越多越好。地层、 岩性、 构造、 岩浆岩组成成矿地质背景， 重磁异常遥感影 像是找矿标志 ， 因此有人认 为， 考 虑的因素越多 评序结果越准， 这不尽然 。不同矿种与矿 床类 型． 其控 矿因素 与找矿标志也不 同， 把无关 因素扯 进去， 只能起反作 用。合理做 法是先据 异常元 素组 合将 异常分 类． 再按 成 矿作 用选择有 关变 量。这 自然要 求工作者有较深的矿床学与物化探基本功和较 丰富的经验 。 参考文献 ]周永峰、 罗寿文、 张妮从桂西地区金砷汞锑元素蚋区域分布探讨金的物质来耀[ J ] ． 广西地质． 1 9 9 8 ， 1 1 4 4 9 5 2 作者简介 周永峰， 男， 1 9 3 7年 9月生 1 9 5 8年毕业于北京地质学校物探 专业， 1 9 6 6年成都地质学院地质普查与找矿本科 函授 毕 业． 长期从事物、 化探技术及管理工作。曾任地矿局地矿处物、 化探主任工程师。教授级高级工程师。现 已退休。 通讯地 址 广 西南 宁市 建政 路 1号邮编 5 3 0 0 2 3电话 0 7 7 1 5 6 2 3 0 8 0 2 2 1 1 THE AN0M ALY SELECTlI ON 0F GE0PHYS 卫 CAL AND GE0CHEM I CAL 既PI D R AT卫 0N ZHOU Yo n gf e n g Gu a n g C , e． o i c a l S u r v e y RⅢ I n t u t e ．Na n n i n g 5 3 0 0 2 3 ． Ot i n a Re c eiv e dAu g u s t1 4 ， 1 99 8 Re v i s e d v e r s i o n a c c e p t e dM a r c h1l 1 9 9 9 Abs t t a c t No wa d a y ， a n o ma l y i s a s i g n o f p r o s p e c t i n g f o r m i n e r a l e x p l o r a t i o n ，b u t i n d t s t r i a l mi n e r a l i z a t i o n a n o ma l y wh i c h i s o n l y a f e w p e r c e n t ， I f we wa n t mi s e t h e i n v e s t me n t r e s u l t s o f p r os p e c t l o n． r e d u c e we h a v e t o u n d e r s t a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f g eop h y s i c a l a n d g e o c h e mi c a l ，an a l y s i s a n o ma l y b y t e c t o n i c s s e t t i n g a n d mo d e m t h e o r y o f mi n e r l i z a t i o n ， S o t an o ma l y o f g eop h s i c a l a n d g e o c h e mi c a l wh i c h h a s b e e n o p t i mu m s o u g ht i s a k e y o f mi n e r a l e x p l o - r a t i o n Ke y W o r d s g eop h y me a n d g e o c h e mi e ；a n o r o a l y；c o mp r e n e n s i v e i n f o r ma t i o m p r o s p e c t i n g mod e l 维普资讯