好矿,如何找?一文带你了解

凡指示矿产可能存在的一切现象和线索,统称找矿标志。找矿标志是重要的找矿信息。发现和研究找矿标志,可以帮助我们直接或间接地找到矿床或矿体。直接找到矿床的标志,称直接找矿标志如:

矿产露头(有原生露头、氧化露头)、旧采矿遗迹、矿产的分散晕;有些是间接说明矿床的存在的标志,称间接找矿标志,如:近矿围岩蚀变、伴生矿物(标型矿物)及组合、物探异常、地球化学元素标志,植物标志、地形地貌及生物标志等。

一、矿体的原生露头

矿体出露于地表,未经风化或微弱风化作用,但其物理化学性质比较稳定,仍然保持矿体原来的面貌,称原生露头。原生露头一般在地表为正地形,是直接找矿标志。因此,对原生露头的研究,就是直接研究矿体。可以通过对露头的进一步用工程给予揭露,采集标本,填地质图等方法,研究原生露头的规模、矿石类型、物质成分等,达到研究矿体和进一步找矿的目的。

二、氧化露头

矿体裸露地表后,受外力地质作用而氧化,称氧化露头。有些矿体因本身性质所决定,易于风化和氧化,并经过长期的侵蚀、淋滤,形成一定深度的氧化,称氧化带。对金属矿床的氧化带露头称铁帽,风化矿床称风化壳。氧化露头氧化后的物质成分、结构构造、矿石类型等,是原生矿经风化、淋滤演化的结果,是找寻原生矿的重要的直接标志,有的原生露头或氧化带本身就是工业矿体。

研究铁帽是找寻金属硫化矿、铁矿床、岩金矿床的重要标志。

三、旧采矿遗迹和古地名

包括古代前人开采过古矿山、古废石堆、古炉渣等,留下大量的古旧采矿和选冶遗迹是很好的直接找矿标志。通过对古旧采迹的调查、研究,古今中外已发现不少不同矿种不同规模的矿床。

古地名也是找矿标志,不少古地名直接或间接的指示矿产地的存在。如:金厂峪、金厂沟梁等,指示金矿的存在;铜绿山、铜井等,指示铜矿的存在。

四、近矿围岩蚀变

近矿围岩蚀变是伴随成矿热液活动而产生的,可以看作是一种间接找矿标志。因为近矿蚀变围岩挨近矿体,在空间分布上、成因上都围绕着矿体,范围大于矿体,较矿体易于发现,围岩蚀变种类与岩浆活动类型、矿化类型有密切关系,可以根据围岩蚀变类型,判断矿床类型和矿化类型,以及预测盲矿体的存在。

五、矿产的分散晕

在矿床形成过程中或成矿以后,在地质作用影响下,可以将有关元素分散到矿体周围的岩石或疏松沉积物中、地表及地下水中、植物体内、土壤中、以及近地表的大气中。造成在矿体周围一定范围内,形成某些成矿元素的含量异常地段,称矿产的分散晕。亦称地球化学异常。矿产分散晕是地球化学找矿的理论基础。

在分散晕理论中,未受矿化影响的分散晕以外的地区称正常场,正常场中元素含量称正常含量或地球化学背景。地球化学背景平均值称背景值。圈定的分散晕的异常数值界线称异常下限值。矿产分散晕存在的空间称分散场。

按成因,矿产分散晕可分为原生分散晕和次生分散晕。原生分散晕系成矿元素在成矿过程中,由于本身的活动性,通过渗透、扩散、气相运移等方式,分散到围岩中而形成的。形成分散晕的元素称为指示元素。指示元素可以是主元素或伴生元素。原生晕常常与矿体有密切关系。通过对原生晕形态、范围、强度、产状及分带性等的研究可找到盲矿体。次生分散晕是经过表生地质作用,成矿物质破坏分散而形成。可以有岩石化学分散晕,以及水化学的、生物化学的、气体化学的等次生分散晕。各种次生分散晕是寻找掩盖型、埋藏型盲矿体的找矿标志。

在研究分散晕时。要注意区分致矿晕和非致矿晕。

六、标型矿物及组合

矿床中与有用组分的有关矿物是共生出现的,其中一些典型矿物及组合,对指导找矿有重要意义,称标型矿物找矿标志。如中深的热液金矿床的标型矿物共生组合为:自然金-黄铁矿-毒砂-磁黄铁矿-白铁矿-黄铜矿-闪锌矿-黝铜矿-方铅矿-自然铋-辉铋矿-碲化物-铋硫碲化物-石英-碳酸盐矿物的组合。

七、物探异常

不同的围岩岩石、矿石等,具有不同的物理性质,称物理场。如磁场、电场、重力场、放射性场等。物理场的变化称地球物理异常。如磁异常、电异常、重力异常、放射性异常等,根据物理异常可以间接或直接指导找矿。通过对岩石、地质体的物理性质研究而形成的技术方法找矿,即地球物理探矿。

八、其他标志

如根据生物体内微量元素的含量变化,即可作为生物找矿标志;根据植物中微量元素含量的变化,可作为植物找矿标志。地形也是间接找矿标志。地名也是间接找矿标志。


找 矿 方 法

根据地质条件、地质性质进行找寻矿产的工作方法和技术措施,称为找矿方法。

随着对地质条件和性质研究的深入、科学技术的发展,当前使用的找矿方法可归纳为5大类:

1)地质学找矿法:有地质测量法(地质填图法)、重砂找矿法、碎屑找矿法。

2)工程勘探法:有轻型山地工程、重型山地工程。

3)地球化学找矿法:有原生晕法、土壤地球化学法、生物化学法、水化学找矿法、气体测量法,同位素法等。

4)地球物理探矿法:有电法、磁法、重力法、放射性法、地震法等。

5)遥感地质找矿法。

现对某些常用的方法作简要介绍。

一、地质测量法(即地质填图法)

通过地质填图,结合其他找矿方法,调查工作区地质条件,研究工作区地质特征,总结找矿标志和线索,预测成矿远景区,从而找到矿产的方法,称地质测量法,即地质填图法。

地质测量法到目前为止仍为地质找矿最基本的方法。其工作过程是将地质现象(地质条件、标志等)、地质资料填绘、编制在相应的各种比例尺的地形图上,故也称地质填图法。地质填图法是区域地质调查、矿产普查,甚至是矿床评价和勘探的基础工作。由于找矿的新理论、新方法和新技术的飞速发展,应结合实际情况,综合应用有效的新方法、新技术和新理论,提高地质填图的水平,提高找矿效果。

在综合性找矿(普查)工作中,地质填图可分为:小比例尺地质找矿(1∶100万~1∶50万),中比例尺地质找矿(1∶20万~1∶10万),大比例尺地质找矿(1∶5万~1∶2.5万)。根据地质工作阶段的任务的不同,工作程度的不同,以及各阶段的需要,需填制更大比例尺的地质图,包括1∶1万~1∶5000,1∶2000~1∶1000的地质填图。几种大比例地质填图的任务和要求,见表5-3。

表5-3 矿区常用几种大比例尺地质填图任务及要求简表

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二、碎屑找矿法

当矿体露头经风化、剥蚀作用后,可以形成碎屑沿山坡、河谷、冰川向低处运移,形成碎屑分散范围。根据矿石碎屑分散范围,追索和寻找矿体的方法,称碎屑找矿法。碎屑找矿法是比较古老原始的有效找矿方法,根据碎屑分散范围沿碎屑运移的方向,向上追索寻找,即可找到矿体。按碎屑形成和搬运方式,又可分为河流碎屑法、冰川碎屑法和残坡积碎屑法。


三、重砂法

地壳中的原生矿床或含矿岩体暴露于地表后,在受风化、剥蚀、搬运和沉积等外力地质作用下,不断地受到破坏。其中在表生带不稳定矿物经风化而分解,某些稳定矿物则形成单矿物颗粒或碎屑保留下来。这些保留下来的稳定矿物,称为砂矿物。当砂矿物的比重大于2.9时,称为重砂矿物(重砂)。重砂矿物在重力作用下和地表流水的作用下,除少部分保留在原地,大部分则被迁移而离开母岩(矿)体。沿地形坡度,从残积层迁移到坡积层,再由坡积层迁移进入水系沉积物中(冲积层)。

重砂矿物在水流中的搬运、沉积,是在重力和水流搬运力之间,不断平衡状态下进行的,重砂矿物不断的开始下沉,在有利的条件下富集。在残积层和坡积层的松散物中沉积,形成重砂矿物的分散晕;在水系中沉积,形成重砂矿物的分散流。根据重砂矿物形成的原理,圈定重砂分散晕或分散流,追索寻找矿体的方法,称重砂找矿法。重砂找矿法是寻找有关原生矿床、砂矿床和风化矿床的有效方法。除了找矿方面的应用之外,重砂法还可以应用于地质研究方面,如根据砂矿物的标型特征,可以进行岩石分类、地层对比、成因环境等问题的研究。

重砂法的工作步骤:

1)取样:取样点一般布置在河谷或河溪流的沉积物中,或残坡积层中,尤其要注意布置在重砂易于沉积的位置。取样点的密度和网度取决于测量比例尺、成矿地质条件、地貌及基岩起伏特点等因素(图5-1,表5-4,表5-5)。取样手段一般为浅井,样的重量为20~30kg,取样点绘在图上。

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图5-1 河床内重砂采样点布置图

(黑点代表取样位置)


表5-4 水系重砂取样间距表

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表5-5 阶地、宽河谷及残坡积重砂取样网密度表

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2)淘洗:一般用特制的重砂淘洗盘(图5-2),对挖出的样品在水中荡洗,淘至灰色即可。淘洗后对重砂进行编号、登记和有关描述和记录。

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图5-2 重砂淘砂盘

(a)圆形淘砂盘;(b)有棱船形淘砂盘;(c)无棱船形淘砂盘


3)鉴定:对重砂样品送专门试验室进行鉴定,主要鉴定内容是:确定重砂矿物成分、含量、粒度、晶形、磨圆度等。

4)编制重砂图:以地质图或水系图为底图,在图上标明重砂取样位置、编号、重砂矿物种类、含量等。编图方式有:圈式(图5-3)、点式(图5-4)和带式(图5-5)。

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图5-3 圈式重砂图(单位:g/m3)

(a)锡石;(b)钛铁矿


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图5-4 点式重砂图


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图5-5 带式重砂图

1-锡石;2-钛铁矿


5)成果解释:在重砂图上,依据重砂矿物的含量,结合成矿地质条件和地貌因素,圈定重砂异常区。根据异常区本身特点和地质条件推断和预测矿化、矿床类型、重砂搬运位置和距离,确定原生矿体的位置,提供工程验证依据。

人工重砂法:不同于上述自然重砂法,主要是直接从矿石或岩石中采取样品经破碎淘洗出重矿物,进行研究。称人工重砂法。它主要用来研究重矿物成因、赋存状态、矿床的形成条件等地质问题,也可以用来找矿。根据不同的目的,可配合采集其他样品,如岩矿鉴定样、光谱样。

四、地球化学法

根据分散在围岩、松散沉积、地表及地下水、植物体、土壤,以及近地表的大气中的元素,形成的矿产分散晕而进行找矿的方法,称地球化学找矿方法。

根据元素分散晕的形式,常用的地球化学找矿方法分类如表5-6所示。

表5-6 地球化学探矿分类表

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1.原生晕地球化学找矿方法

1)取样:取样点布置在基岩露头上,或各种探矿工程中(浅井、探槽、坑道、钻孔岩心),采取基岩岩石、裂隙充填物等为样品。采取新鲜岩石,样品质量100~150g,取样网度取决于工作目的、地质条件和测量比例尺。样品经破碎加工,按要求送到化学分析室,并提出分析项目等要求。

2)确定背景值及异常下限值:对无矿或未受矿化元素影响的地区称正常区或背景区。其元素的含量称背景值。由于矿化的影响而改变了背景区的元素的背景含量,这种改变后的元素含量为地球化学异常,其分布范围为异常区。一般确定高出背景值两倍的异常值为异常下限值。确定异常下限值的方法有:剖面法、拐点法和数学统计法。

3)绘制地球化学图:将取样点、元素含量均绘在地质图上或专门的化探图上,圈出异常原生晕图。一般有平面图、剖面图、等值线图等(图5-6至图5-8)。

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图5-6 化探平剖面图

1—元素含量曲线;2—剖面编号


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图5-7 某铅锌矿原生晕剖面图

1—坑道;2—钻孔;3—矿体;4—Zn原生晕


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图5-8 某汞矿某中段汞原生晕等值线图[12]

1—蚀变带;2—坑道;3—矿体;4—预测矿体范围;5—背斜轴;6—隐伏断层;7—汞原生晕


4)异常评价检验:以地质分析为基础,分析异常的强度、形态、规模、元素组分的关系,正确确定是致矿异常,还是非致矿异常。前者可以用工程给予验证,后者给予否定。

2.次生晕地球化学找矿方法

次生晕法工作步骤与原生晕法大致相似(表5-7)。

表5-7 次生晕法特征简表

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注:①土壤一般自上而下分4层:A为腐殖层;B为淋积层;C为母质层;D过渡到基层。


五、地球物理法

利用岩石、岩体、矿体、围岩及地质构造的物理性质,产生的各种物理场,进行找矿的方法,称地球物理法,即物探。根据所形成的物理场研究出来物探方法有:电法、磁法、重力法、地震法、放射性测量法等。

六、综合找矿方法

在地质找矿方法的基础上,根据矿区地质条件,根据找矿目的,结合找矿区域内的自然条件等因素,综合选择其他有利于该区的找矿方法,各种方法密切配合,发挥自身方法的优势,提高找矿效果。这种各类找矿方法综合运用,称综合找矿法。目前地质找矿的发展,综合运用各种找矿方法,已势在必行。

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