块状硫化物铜矿的地质-地球化学勘查模型与预测

地质找矿模型的研究与应用~

( 一) 以矿床蚀变分带模型为依据，追踪蚀变带的范围，预测外围隐伏矿床
1. 通过断裂构造填图，识别和恢复整个斑岩蚀变系统

图 4 －1 美国圣马纽埃 － 卡拉马祖斑岩铜矿床构造历史略图( 引自 J. D. Lowell 等，1970; 赵鹏大，2008，有修改)

矿化蚀变分带是矿床最为明显、最具特征的地质找矿标志，在认定矿床存在和确定勘探方向方面，它往往起决定性的作用。最著名的例子是美国亚利桑那州南部卡拉马祖斑岩铜矿床的发现过程。J. D. Lowell 等( 1970) 在这个矿床上查明了标准的环带状矿化蚀变特征，但他们发现，断裂作用使所查明的蚀变环带只剩一半，于是推断另一半可能被迁移到别的地方去了。通过对断裂走向和断距的研究，果然找到了它的另一半，即圣马纽埃矿床 ( 图4 －1) 。把这两个矿床的蚀变带拼到一起，即构成完整的环形。这个实例有力地说明了矿化蚀变标志的重要性，因而被勘查者普遍采用。所查明的蚀变虽然不那么完整和 “标准”，但钾化、绢云母化、泥化、青磐岩化等典型蚀变普遍存在，都被作为确认矿体存在和指导勘探部署的重要标志。
2. 以遥感和地球物理为手段，识别浅覆盖区斑岩蚀变系统
地面斑岩系统的识别和范围的圈定，是实现斑岩铜矿找矿的关键。依托遥感填图、地球物理调查可以有效圈定掩伏区斑岩成矿系统的范围。例如，智利北部的科亚瓦西矿床包括罗萨里奥和乌希纳斑岩铜矿系统的识别。尽管在 1978 ～1979 年期间通过对众多的老采坑和采矿废石堆的观察，识别出以罗萨里奥矿床为中心的蚀变带和乌希纳矿化系统出露的边缘部分具备斑岩铜矿的特征，但由于地表薄层岩屑堆积和中新世砾石层的覆盖，对整个斑岩系统，尤其对乌希纳矿化系统的空间展布范围不甚清楚。在这种情况下，打了 60 多个钻孔，找矿效果并不显著。1990 年，通过卫星图像解译和物探工作，在罗萨里奥斑岩铜矿系统上面圈出了一个圆形的激发极化异常，以高极化率和低电阻率为特征。同时，在乌希纳淋滤铁帽的出露部分和东面 3km处被成矿后熔结凝灰岩掩盖的地段也圈定了一个异常 ( 图 4 －2) 。乌希纳的激发极化异常与一个具有环形磁力高的圆形磁异常一致，该环形磁力高是黄铁矿晕的反映。后来发现，小于 10Ω·m 的电阻率与斑岩铜矿化吻合。

图 4 －2 智利北部科亚瓦西矿床的罗萨里奥和乌希纳斑岩铜矿系统( 引自 R. L. Moore 等，2002)显示两个系统的低电阻率异常

乌希纳见矿孔打到了 100 多米厚的辉铜矿富集带，平均含铜大于 1%。该钻孔打在基岩露头最边部的矿化后熔结凝灰岩附近，因为该处显示出有利的淋滤铁帽绢云母化、赤铁矿化和脉体穿插特征。在当时，发现孔的位置尚处于激发极化测量的范围以外。激发极化测量完成后，所圈出的低电阻带被解释为细脉高强度发育的反映。根据激发极化结果确定了熔结凝灰岩覆盖了下面的乌希纳矿化富集带的整个范围 ( 图 4 －2) 。
3. 建立克莱马克斯斑岩钼矿模型，指导成矿带范围内大型钼矿的连续发现
美国科罗拉多州克莱马克斯 ( Climax) 型斑岩钼矿找矿模型的成功应用，堪称找矿模型应用经典中的经典。克莱马克斯矿床是 20 世纪初期开采的一个特大型钼矿，早先认为该矿床是一次岩浆侵入成矿而成的，后来地质学家在详细观察和深入研究的基础上，发现了用一次侵入成矿理论无法圆满解释的许多 “反常的”地质现象。通过对老资料的检查和认识，以及对大量艰苦细致野外观察所获得的新资料进行综合分析，建立了克莱马克斯钼矿多次侵入和成矿的找矿模型，即克莱马克斯岩株是一个复合岩体，有 4 个主岩体或主要侵入阶段，每一个岩体或者侵入阶段都具有它自己的一套在成因、时间上与之有关的热液产物，每次岩浆侵入都伴随着一次热液、矿化活动，且每一次侵入作用都要比前一次作用稍向东移。该模型后来在科罗拉多成矿带寻找新的钼矿床时得到充分的应用。
( 1) 对晚期无矿阶段产物及其时间和空间位置的科学解释，导致亨德森 ( Hendson) 隐伏钼矿床的发现
科罗拉多成矿带的雷德芒廷 ( Red Mountain) 地区与克莱马克斯地区在地质上有许多共同点: 都存在网脉状辉铜矿矿化; 两者都靠近第三纪强烈活动的大断层; 矿体都与时代、相同成分的复合岩株有关; 都显示有多期矿化和蚀变; 金属矿物种类完全一致。据此认为，雷德芒廷地区如果有利的岩浆、构造在时间和空间上有机结合，在其深部就有可能形成克莱马克斯型的多层钼矿体。为检查最好的钼异常，在详细分析的基础上，于雷德芒廷西北部打了一个试验钻孔，该孔揭露了亨德森矿体的边缘。通过进一步的工作，于 1963 年查明了隐伏在地下 914 ～1067m 深处的大型矿床。
( 2) 矿床模型地质参数对比，导致了芒特埃孟斯大型钼矿床的发现
亨德森钼矿床的发现不仅证实了克莱马克斯钼矿模型的正确性，而且也丰富了模型的内容。利用新改进的模型参数，有力地指导了芒特埃孟斯 ( Mt. Emmons) 钼矿床的发现 ( J. A. Thomas，1982) 。
雷德芒廷地区与克莱马克斯地区的钼矿床具有许多相似点，但也存在一些重要差别: 雷德芒廷地区下伏的岩石是新鲜的花岗斑岩，而克莱马克斯地区为典型的斑岩; 克莱马克斯地区有大量前寒武纪变质岩，而雷德芒廷地区这类岩石相对较少; 相比亨德森矿体热液蚀变带发育更为完整。根据这些差别对已有的矿床模型作了进一步的修正。
芒特埃孟斯位于科罗拉多成矿带的中西部。1968 年在对芒特埃孟斯西北侧雷德韦尔盆地进行有色金属资源潜力评价时，在侵入角砾岩筒中发现了分散的含辉钼矿矿化的流纹岩碎块，这种含钼岩石的特征与克莱马克斯型钼矿化母岩相似。1970 ～ 1972 年，在一个出露于地表的流纹质角砾岩筒上，打了 11 个钻孔，结果发现了一个浅部的有色金属矿化带和两个较深的低品位的钼矿化带，即上、下雷德韦尔钼矿体。这一发现引起了公司的注意，他们认为，已发现的钼矿床与克莱马克斯型斑岩钼矿模型的许多重要参数是相似的，这一地区有希望发现更富和更大的钼矿床。根据与克莱马克斯和亨德森钼矿床的对比，制定了一项初期勘查计划。其中，包括用钻探圈定雷德韦尔盆地两个钼矿床的延伸情况，对芒特埃孟斯其余地区开展详细填图，研究雷德韦尔盆地蚀变岩石和石英脉的分布状况。1976年夏天，初期计划完成以后，为了验证芒特埃孟斯东南侧雷德莱迪盆地外围的靶区，打了一个 750m深的钻孔，该孔下部 240m 揭露了广泛发育的石英 － 黄铁矿 － 辉钼矿细脉带。经过 1977 ～ 1978 年的工作，在雷德莱迪盆地探明了矿石储量1. 56 ×108t、MoS2平均品位0. 43%、矿体埋深420m 的大型钼矿床。
( 二) 以矿床成矿系统与矿床分带模型为依据，对深部矿化作出预测
由已知到未知的模型类比找矿向成矿系统深部空间展布与演化发展，提高了深部找矿预测的准确性。根据已知矿床建立的矿床分带模型、构造控制模型在外围进行类比，寻找与已知矿床类型相同的矿床，这一战略在已知矿床外围找矿中发挥了重要作用，成功的例子不胜枚举。尤其需要指出的是，近年来深部找矿工作的重大发现，使人们逐渐发现平面上认识到的分带模型在垂向上基本上都能看到。因此，建立矿床空间分带模型对指导找矿具有十分重要的现实意义。

图 4 －3 太古宙脉状金矿床的地壳连续成矿作用示意图( 引自 D. I. Groves，1993)

1. 太古宙脉状金矿床的地壳连续成矿模型
20 世纪 80 年代后期以来，相继在津巴布韦、澳大利亚等太古宙麻粒岩相岩石中发现了若干高温( ＞700℃) 热液脉型金矿床，同时在次绿片岩相岩石中也发现了一些低温 ( ＜ 180℃) 热液脉型金矿床。这些发现大大改变了人们以往的认识，修正了一些传统观念。于是，澳大利亚的 D. I. Groves等 ( 1993) 在总结前人研究的基础上，提出了“太古宙脉状金矿床的地壳连续成矿模型”( 图 4 －3) 。该模型认为，从次绿片岩相到麻粒岩相的变质岩中都有脉状金矿产出，在不同的垂向深度上可连续形成金矿，至少涉及 15km 以上的地壳剖面。产在不同变质岩中的金矿床属于一组连续的同成因的矿床组合，但这 3 类金矿在成矿构造条件、围岩蚀变组合、矿石矿物组合、金的赋存状态等方面均有区别。这一模型并非反映同一矿区内的金矿化垂向分布，而是概括地反映了区域范围内一系列金矿床的分布特征，从而把成矿系统的演化与矿床不同深度中的演化统一起来考虑。
2. 斑岩铜矿成矿系统与浅成低温热液成矿系统垂直叠置模型
图 4 －4 为 R. H. Sillitoe ( 1991) 对智利金 ( 铜) 矿床分布的总结。该模型的实质是，智利的高硫化浅成低温热液型金矿化往往发育在以侵入体为中心的斑岩型矿化的上方，而低硫化浅成低温热液型矿床和更深部位的接触交代型、脉型金矿床则产在斑岩型矿化的边缘部分 ( 图 4 － 4) 。这个模型为环太平洋西岸大量发现矿床所证实，并正在为深部矿产资源潜力预测提供重要思路。该模型提示我们，一方面，在浅成低温热液矿床深部要注意寻找斑岩型铜 ( 金) 矿床，例如，菲律宾远东南勒班陀含砷铜金矿床下面产出了超大型远东南斑岩铜矿床; 另一方面，由于空间上矿床剥蚀程度存在差异，在平面上要注意浅成低温热液矿床与斑岩铜矿床是否存在伴生关系。

图 4 －4 智利若干典型金矿床相对于理想化斑岩系统的产出位置( 引自 R. H. Sillitoe，1991)

3. 巴尔干 － 喀尔巴阡斑岩铜矿模型R. H. Sillitoe ( 1979) 通过对前南斯拉夫和罗马尼亚斑岩铜矿的研究，提出了斑岩铜矿的巴尔干 － 喀尔巴阡模型。这是四位一体的复合的矿床模型，即斑岩体内为斑岩铜矿，含铜量为 0. 45% ～0. 6%，Au、Mo 均很少; 含矿岩体同中生代碳酸盐岩的接触带有矽卡岩型铜矿床，含铜品位增高; 在中生代碳酸盐岩地层中有交代成因的铅锌矿; 在上部与斑岩体同期同源的火山岩盖层中有同生成因的块状硫化物矿床 ( 黑矿型) 。这个模型的含矿斑岩体为石英闪长斑岩、石英二长闪长岩、花岗闪长岩及同源同期的安山岩、凝灰岩等; 围岩是中生代碳酸盐岩，蚀变作用有钾长石化、绢云母化、青磐岩化及硅化。如果围岩不是碳酸盐岩，就不形成矽卡岩型矿床，这时该模型主要是上部火山岩中的块状硫化物矿床和下部斑岩体内的斑岩铜矿 ( 图 4 －5) 。

图 4 －5 斑岩铜矿巴尔干模型( 引自 R. H. Sillitoe，1979; 王之田等，1994)

欧洲一些国家，利用该模型找到了新的斑岩铜矿。如在前南斯拉夫蒂莫克地带的波尔铜矿区，在研究区域成矿模式及探索斑岩铜矿与块状硫化物之间关系的基础上，利用该模型在块状硫化物矿体( 硫砷铜矿、铜蓝、黄铁矿) 的下面找到了体系深部的斑岩铜矿矿体 ( 图 4 －6) 。

图 4 －6 前南斯拉夫波尔矿床横剖面示意图( 引自王之田等，1994)

在匈牙利的雷克斯克块状硫化物铜矿 ( 硫砷铜矿 －锑硫砷铜矿) 矿体之下 600m 深处，亦发现了斑岩铜矿体。此矿是 1850 年的老矿，当时只开采地表附近的矿石。1959 年，在经过详细地表填图后，决定打 4 个深钻，这些钻孔有铅、锌富集的显示，又决定再打 12 个孔，其中 2 个孔在较大间隔内打到了低—中品位的铜矿石，这就是后来找到的斑岩铜矿。其实，这里的斑岩铜矿在过去的石油钻孔中就遇见了，只是当时未能掌握巴尔干斑岩铜矿体系，找矿中仅把注意力放在寻找块状硫化物矿上。直到 1968 年，在察觉到深部可能存在着斑岩铜矿后，才开始大规模的勘探，从而发现了这个隐伏的斑岩矿体，并摸清了较富的伴生矽卡岩矿。
4. 喷气沉积型 ( SEDEX 型) 铅 － 锌矿床与网脉状铜矿空间分布模型
喷气沉积型 ( SEDEX 型) 铅 － 锌矿床与网脉状铜矿有时在空间上显示出互存的现象。例如，古巴西部就有侏罗纪的喷气沉积型铅 － 锌矿床，在区域内既有层状的 SEDEX 型铅 － 锌矿床，又有网脉状的铜矿，有的矿床上有 SEDEX 型铅 － 锌矿，下有网脉状铜矿。世界其他地方也有与铜矿伴生的 SEDEX 型铅 － 锌矿床，如澳大利亚的芒特艾萨 ( Mount Isa) 矿床、加拿大塞尔温盆地的托姆 ( Tom) 矿床、德国腊梅尔斯伯格 ( Rammelsberg) 矿床，以及中国内蒙古的霍各乞和炭窑口矿床等。
5. “四层楼” 铜矿空间分布模型
同一个金属成矿省内不同时代的矿床，有的可能是地壳中较老的成矿物质经后期地质作用再活化、富集而成的; 也有的矿床不是直接来自古老基底，而是来源于深部，例如下地壳或上地幔。这两种情况都说明，在一个具体的地区，由于地球化学省可能提供充足的成矿物质来源，因此不同时代都可能产出同一种矿产，但由于不同时代地质作用的不同，可能产出不同类型的矿床，因而不同时代的成矿作用具有继承性。最为典型的实例是川滇地区 “四代同堂”的铜矿床序列，简称 “四层楼”铜矿模型 ( 黎功举，1991) ，即从基底为大红山群与细碧角斑岩建造有关的大红山式火山喷气 ( 流) 热液 － 沉积变质铜 ( 铁) 矿床，继之为与陆源碎屑 ( 含火山碎屑) － 碳酸盐岩建造有关的沉积 － 喷气东川式铜 ( 铁) 矿床，再上是在陆表海中形成的同生沉积 － 改造砂砾岩、白云岩型铜矿 ( 滥泥坪式)和在地洼区陆相岩层中形成的成岩后生 － 热卤水砂 ( 页) 岩型铜矿床 ( 滇中式) 。这不是简单的 “四代同堂”( 图 4 －7) ，成矿作用不仅具有继承性，而且具有新生性和多旋回的特点。
6. “三位一体” 矿床模型
在长江中下游地区，形成了以城门山为代表的 “多位一体”( 矽卡岩型、斑岩型、似层状块状硫化物型) 铜多金属矿床。在花岗闪长斑岩与灰岩的接触带形成了矽卡岩型矿床，在石英斑岩与花岗闪长斑岩的岩体中形成斑岩型铜钼矿床，在中石炭统黄龙组灰岩与上泥盆统五通组砂岩层面上形成了似层状块状硫化物型矿床 ( 详情参见模型十二) 。
( 三) 以地质找矿模型为依据，组织矿产勘查工作
地质模型实质上是对成矿环境、成矿过程和控制因素的规律性认识，因而在新矿床的勘查中它无疑能够发挥指导作用。就地质模型来说，它可以指导已知矿带外围和深部勘查。这里举两个例子说明之。
1. 依据已知地质找矿模型，在已知矿带外围系统钻探，直接导致矿床的发现
智利斯潘赛斑岩铜矿床，由于当地的基岩覆盖在 “南美大草原”之下，运用物化探方法效果不佳，便沿成矿构造带在已知矿的两端布置钻探; 进而总结资料，依断裂交会处确定下一步的勘查靶区，终于依靠网格式钻探打到了新矿床。从方法运用上来说，表面看来在这个案例中钻探起了引导矿床发现的关键作用，但是，如果没有以地质找矿模型为基础的地质认识，在该地区已经打过 30000m钻探未见矿的情况下，是难有魄力再布置 9000m 钻探工作，最终导致矿床发现的。

图 4 －7 中国川滇地区“四层楼”铜矿模型( 引自黎功举，1991)

美国卡林金矿带的帕普帕莱恩矿床，从区域成矿带角度出发，基本认识了该矿带地质特征。这也是 20 世纪 90 年代在已知矿床外围的覆盖区开展拉网式钻探，导致发现该矿床。同样位于卡林金矿带的阿基米得 ( Archimedes) 金矿床，是在具有 50 年以上开采历史的著名采矿区发现的，它是简单而有效的勘查计划的成果。虽然老窿的岩屑取样首先表明有金矿化存在，但化探在勘查计划中并没起进一步的作用，因为矿体隐伏于成矿后的盖层之下。在勘查工作中没使用物探，主要是靠先进的地质模型和 “扩边”钻探。
2. 依据地质找矿模型，对已知矿点再评价，导致找矿重大突破
这里以加拿大安大略省温斯顿湖矿床的发现过程为例加以说明。1952 年，Zenmac 金属矿业有限公司完成了小型的天顶矿床的勘查。该矿床为致密块状闪锌矿矿床，储量为 12. 8 × 104t，Zn 品位为23% 和 Cu 为 0. 25% 。天顶矿床位于辉长岩与变质辉石岩相的辉长岩之间的过渡带内。矿床呈透镜状，倾向 NE，倾角 35° ～45°，厚度为几厘米到 13. 4m。
天顶矿床独特的地质背景引起了当时的福尔肯布里奇铜矿公司 ( CFC) 的极大兴趣。为了评价该地区的含矿远景，寻找更大的矿床，CFC 公司于 1978 年 10 月在该区完成了地质普查和岩石地球化学普查测量。研究人员试图将所圈出的异常与天顶矿床的成因结合起来进行综合研究。由于天顶矿床的容矿岩石为辉长岩，这在地质上属于一个异常现象，该辉长岩岩床侵入于下伏的蚀变钙碱性长英质火山岩与上覆的未蚀变枕状拉斑玄武岩质镁铁质火山岩之间。以往的研究工作曾对天顶矿床的成因提出了两种解释，一种认为是脉状后生矿源，另一种则认为是岩浆成因。CFC 公司根据普查、详查的结果，认为天项矿床的成因与火山成因块状硫化物沉积有关。据此，CFC 公司建立了一个地质模型，即将天顶矿床解释为来自长英质火山岩顶部原位大型矿床派生出的一个大的火山成因块状硫化物捕虏体，图 4 －8 示出了模型的一个横断面。

图 4 －8 加拿大温斯顿湖地区天顶矿床及其与矿源的关系( 引自 P. W. A. Severin 等，1989)

为了验证上述解释，CFC 公司在 1981 年打了 8 个金刚石钻孔。其中的 4 个打在 CFC 公司的找矿租地内，这4 个孔中有3 个是为了研究黄铁矿层 ( 它在空间上与长英质火山岩内的堇青石 － 直闪石蚀变带有关) ，第 4 个孔是用来验证位于天顶矿床西北部辉长岩中出现的弱的极大 － 极小耦合电磁法( Max minⅡ) 、甚低频 ( VLF) 和磁异常。另外的 4 个孔打在 Zenmac 金属矿业公司的找矿租地内，用于验证所提出的地质模型。前 4 个孔的结果均令人失望，而后 4 个孔的结果却令人鼓舞，它们查明了出露的燧石质火山灰层的下倾投影的位置，其深度为 125 ～250m。燧石质火山灰层位于上覆的堇青石 － 直闪石蚀变带以东的长英质火山岩的顶部。此外，钻孔穿过了一个喷气岩层，在 4. 3m 的井段上含 0. 57%的锌，并见有 7m 厚的浸染矿化段，含 1%的铜。
此后，CFC 公司根据钻探结果，结合以往勘查的经验，尤其是在魁北克西北部 LacDufault 矿区的勘查经验，他们果断地提出开展钻孔脉冲电磁法 ( PEM) 测量。
钻孔 PEM 测量采用了 5 个大小相同 ( 100m ×100m) 的发射线圈 ( 图 4 －9) ，这样可在多方位进行激发以便根据不同激发位置的异常曲线来推断导电体的位置、形状和大小。测量在 DDH Z0 －4 号孔中进行。结果探测到一个很强的异常，在各记录道内异常由早期到晚期出现符号的变化，说明了异常属于典型的 “边缘”型异常。该异常的中心位于 245m 的深处，而在该处见有几毫米厚的硫化物矿化。不同位置发射所测得的异常曲线的形状是相似的，表明存在着一个板状良导体。另外，南北发射线圈的响应的振幅大致相等，说明板状体在该方向是连续的。从东西发射线圈的响应来看，板状体应该是向东倾并向下方延伸的，这一解释与地面没有观测到任何物探异常的事实和地质上的推断是一致的。另一个值得注意的异常现象是，由西发射线圈得到的异常响应的符号基本上是反向的，且幅值要小一些。这一点可用一次场与激发体的耦合关系加以解释。根据一次场的矢量方向，可以推断出西发射线圈的一次场与向下倾斜的板状良导体耦合最差，且一次场与二次场的方向基本上是相反的，因此便出现了这一异常现象。
根据钻孔电磁测量解释结果及地质推断，1982 年 6 月布设了 Z0 － 5 号孔以验证钻孔 PEM 异常。结果，Z0 －5 号孔打到了 2. 1m 厚的硫化物矿层，Cu 含量为 1. 10%，Zn 含量为 19. 11%，Ag 含量为22. 2g / t，Au 含量为 0. 73g / t。矿带位于地表以下 300m 处的辉长岩岩床的底部。通过上述一系列的综合勘查，发现了这个隐伏的温斯顿湖块状硫化物矿床。
在该矿床发现过程中，矿床地质模型和井中物探模型起着非常重要的作用。通过一系列勘查活动，最终认识到天顶矿床只是一个原位大型温斯顿湖矿床派生的一个火山成因块状硫化物矿床的捕虏体。

图 4 －9 加拿大温斯顿湖钻孔脉冲电磁测量结果( 引自 P. W. A. Severin 等，1989)

对不同级次的成矿客体所建立的地球物理找矿模型，其功能和作用不尽相同。在应用过程中，关键是要将不同级次的控矿地质因素转化为地球物理参数，进而将地球物理参数转化为找矿标志。在建立地球物理找矿模型的过程中，除了重视岩矿物性空间分布模型 ( 物性参数分布模型) 外，还要注意各类物性参数的推断、反演模型，以及建立地质干扰模型。
( 一) 地球物理找矿模型与区域成矿预测
地球物理找矿模型在区域成矿预测中发挥着重要的作用。利用物性参数模型，模拟或实测地球物理场模型，或开展覆盖区和深部地质填图，或开展区域控矿因素研究，把区域控矿地质模型转化为区域地球物理找矿模型，从而识别区域构造、区域控矿地层和深部矿源体，进而确定成矿远景。

图 4 －10 美国内华达卡林城附近推断出的与卡林型金矿有关的花岗岩侵入体( 注意其露头极少)( 引自 V. J. S. Grauch，1988)

在美国内华达州卡林金矿带，金矿床被认为与深部花岗岩和大的断层系有关。而航磁和重力异常模型可快速圈定这类地质体以及进一步查明金矿床与这类地质特征的空间关系，以更好地了解该区的成矿地质环境，缩小找矿靶区。美国地质调查局主要根据磁测数据编制了内华达深成花岗岩体分布图，由此推断出了深成岩体的边界、岩石组分和年代。通过对比研究发现，大多数已知的浸染型金矿床靠近计算出的磁化强度界面或推断的深成岩。由于岩体大部分是隐伏的，如果不靠磁测是无法确定其整体范围的。图 4 －10 是用磁测结果推断出的与卡林型金矿有关的花岗岩侵入体。
J. M. Leiste 等 ( 1999) 研究了智利北部斑岩铜矿系统的分布与航磁特征之间的关系，其对区域找矿模型的建立具有重要意义。20 世纪 90 年代 CODELCO － Chile公司开始了一项寻找斑岩铜矿的大规模勘查计划，沿Domeyko 断层带进行了航空磁测，面积 800km ( NS) ×60km( EW) ，线距 500 ～ 1000m，离地高度150 ～ 300m，测量总精度优于 1nT。研究表明，所有的斑岩矿床都在横向 ( 东西向) 磁异常范围内或其附近。
据称，这一现象说明智利北部成矿带内斑岩铜矿床具有共同的岩浆源，横向磁异常的存在是大型斑岩铜矿产出的必要条件。据此，可以将智利北部的远景区聚焦到 20 个左右的横向磁异常区的范围内。如果再考虑本区斑岩铜矿都与第三纪岩浆有关，以及有利的断裂构造环境，这样远景区的范围将大大缩小。
( 二) 地球物理找矿模型与矿床普查勘探
在矿床普查勘探的研究程度较高阶段，地球物理找矿模型应用非常广泛。在成矿远景区或成矿区带，通过对已知矿床的方法试验研究，总结其物性和地球物理场 ( 异常) 的特征，以指导其他异常的查证工作，或者开展实测异常与理论模拟的对比分析，进而解释异常形成的原因。这种遵循 “从已知到未知”的原则和深化地球物理找矿模型 ( 模拟) 研究的做法，在实际找矿中颇有成效。
1. 建立并不断修正已知矿床地球物理找矿模型，实现地质找矿突破
成矿区带内的矿床被发现之后，往往会在所发现的矿床上开展不同物化探方法的试验研究，查明已知矿床的地球物理异常模型，以指导其他异常的查证工作。澳大利亚奎河 － 赫利尔矿床的发现便是一个典型的实例。
澳大利亚塔斯马尼亚岛西部的奎河 － 赫利尔地区广泛分布着里德酸性火山岩。这里的勘查活动虽较早，但直到 20 世纪 70 年代之前，其勘查活动基本上是零星的，范围较小，找矿工作未取得实质性的进展。该区的地形条件较恶劣，植被茂密，地质调查和矿产勘查的程度相对较低。
20 世纪 70 年代初，Aberfoyle 资源有限公司依据加拿大酸性火山岩中产出块状硫化物矿床的认识，意识到该地区的里德酸性火山岩是具有含矿远景的成矿区带，于是公司首先开展了区域水系沉积物测量和 400km2的航磁、航电测量。航空电磁测量发现了一些异常。经异常初步评价后，发现奎河异常尤为引人注目，并且与区域水系沉积物化探异常几乎吻合。于是将该异常作为重点查证对象。随后进一步开展了地面电磁测量和土壤地球化学测量的异常查证工作。查证结果验证了区域性航电和水系沉积物异常，于是导致了奎河矿床的发现。
奎河矿床发现之后，一方面继续利用水系沉积物、土壤地球化学、地面电磁法对矿床外围有利的环境进行勘查，另一方面又使用一些其他物探方法 ( 如激发极化法、充电法、自电法等) 在已发现的矿体上作了大量的试验性工作。初步试验结果得出的认识是，塔斯马尼亚岛西部地区成功勘查火山块状硫化物矿床的一个必要准则是 “土壤地球化学异常外加一致的激电异常”。在这一找矿模型指导下，激发极化法一时成为该地区备受青睐的方法。在随后的勘查中，凡是伴随有高地球化学异常的激电异常区均打钻验证，但结果却令人失望，激电异常要么反映的是没有经济价值的浸染状黄铁矿化，要么反映的是黑色页岩。

图 4 －11 澳大利亚赫利尔矿床 10700N测线的 UTEM 异常 ( 垂直分量)( 引自 Aberfoyle Resources Limited，1990)

鉴于激发极化法在该地区未能找到新的含矿目标，Aberfoyle 公司 选 择 了 探 测深 度 较大 的 时间 域 电磁 法( TDEM) 。首先在奎河矿床上进行了试验，有明显的异常反映，并且还发现了原先被其他方法所遗漏的、埋藏较深的透镜状矿体。因此，该方法的试验成功促使勘查人员在该区进行了 “地毯式 ”的覆盖测量以对其他异常进行查证。对测区内唯一值得注意的 TDEM 异常再次进行了更详尽的 TDEM 测量，结果证实了该异常的存在，并圈出了一个由一系列相似弱异常组成的带。图 4 － 11是发 现 弱 异 常 的 一 条 测 线 ( 10700N) 的 瞬 变 电 磁( UTEM) 响应。根据对 UTEM 异常的解释，推断有一个连续的良导体存在，走向长度至少 400m，在 10700N 测线下的埋深约 200m。1983 年对该异常带进行钻孔验证，结果打到了高品位的赫利尔矿床 ( 图 4 －11) 。随后在未见矿的钻孔中作的井中电磁测量也有效地探测到了井旁的盲矿并确定出其几何形态。
2. 开展物探异常理论模型 ( 拟) 对比研究，寻找隐伏矿床
物探异常的成因可以是多解的，如数量最多的磁异常，不仅与铁矿，而且与铜、金和多金属矿床也有密切的关系，其中包括铁铜共生矿床、与条带状含铁建造有关的铜金矿床等。除了分析物探异常的成因外，对异常进行理论模型计算也是很重要的，有助于查明异常的起因。根据露头和浅钻资料建立的物性参数模型进行理论计算，对比和分析理论与实测异常不符的原因，进而发现未知矿床。
( 1) 对成因不明的重力异常进行理论模拟和解释，直接发现了芬兰克雷拉蒂铜钴矿床
芬兰克雷拉蒂铜钴矿床与大多数硫化物矿床一样，容矿岩层为元古宙的花岗岩和片麻岩。20 世纪 80 年代初在解释已知的武奥诺斯矿床和克雷拉蒂之间的老重力资料时，根据露头和浅钻资料建立模型算出的重力场与实测场不符，但如果在剖面中增加一个比重较大、埋深 400 ～1200m 的隐伏容矿岩层，就可以使两者拟合。这一模型直接导致在克雷拉蒂地区再次钻探查证，钻孔浅部岩心发现钴和铜异常，加深后在 500 ～ 600m 之间见矿。这实际上是通过建立剩余异常模型成功实现深部找矿的过程。
( 2) 以航空磁测和地面重磁测量为手段，通过精细的理论模型 ( 拟) 发现了澳大利亚阿布拉铅银铜金矿床
20 世纪 80 年代初，Geopeko 勘探公司在澳大利亚吉拉瓦拉矿化带航磁测量的基础上，开展了详细的地面重磁测量。通过滤波和区域场校正，消除原始数据的噪音，得到了剩余重力异常，结果重磁异常非常吻合，推断为同源异常。
随后，Geopeko 勘探公司对重磁数据进行了定量模拟解释。先作了二维模型，发现异常源的深度偏大，后来选择了三维椭球体进行模拟。磁性体被模拟为长、宽、高分别为1000m、600m 和300m 的倾斜椭球体，顶端深度 270m。根据该模型计算出了重、磁异常，并将计算的重磁异常与实测异常进行了对比，两者吻合度甚好。另外，结合地质上的分析与判断，模型体与当地的地质倾向是一致的。
据此认为，该模型与层控矿化有关，代表了具经济价值的地质目标。随后，对模拟目标进行了钻孔验证，结果在 260m 的深度往下打到了 255m 厚的 Fe、Ba、Pb、Ag、Cu、Au 矿化，与模拟的椭球体的深度很接近。矿化段含大量的磁铁矿、赤铁矿和重晶石。可见，通过对重磁异常的模拟来查证异常是导致该矿床被发现的主要因素。
( 3) 利用井中物探异常模型，实现找矿突破
在地质普查、详查和勘探阶段，为验证地面物化探异常和某些地质推论、解释，往往打有一定数量的钻孔，尤其是在已知矿区或其外围。这些钻孔有的见矿，有的可能漏掉矿体。依据井中地球物理异常模型，可以准确地判断矿体的产状和延深，成为寻找深部隐伏矿或盲矿的一种重要手段。
在井中物探方法中，采用较多的是井中磁测、井中激发极化法、深部充电法和井中瞬变电磁法( TEM) 。井中充电法主要用于圈定矿体范围，确定矿体的产状和埋藏深度，寻找充电孔附近的隐伏盲矿体和在相当大的空间 ( 数十平方千米) 内发现隐伏构造、岩体、盲矿体等。井中地球物理异常模型可以帮助地质学家判定打钻是否已经到位，判定是否已经钻遇地下导体，是否还应再钻进几米，还是已经偏离目标体需要另开新钻等问题，从而提高打钻的成本效益和成功率。
井中物探异常模型可以有效地判断深部矿体有无产出及其产状 ( 产出深度和倾向) 。例如，井中 TEM 系统由于更加接近深部隐伏矿体，可降低上覆盖层的影响，在钻孔周边 200 ～ 300m 半径范围内具有较好的分辨能力，能获取深部隐伏矿体的直接信息，并具有稳定的地球物理异常模型( 图 4 －12) 。在加拿大、澳大利亚等一些老的矿区或矿产普查中，该方法对寻找深部隐伏矿床发挥了主导作用，成为圈定深部隐伏矿床的有效组合方法之一。

图 4 －12 井中瞬变电磁响应模型( 引自崔霖沛等，1999)左图为矿体在钻孔的左侧; 右图为钻孔穿过矿体

找矿实践证明，深部钻孔的井中瞬变电磁异常模型是一种实用和有效的勘查方法。利用这一模型，在深部相继发现了一批极富的铜镍硫化物矿床。例如，1987 年在萨德伯里盆地南缘地下 1280m的深度发现了深部林兹里高品位矿床; 20 世纪 90 年代初国际镍公司利用该方法在盆地的东缘发现了大而富的维克多矿床，在盆地北缘发现了新麦克里达铜镍矿床。维克多矿床矿石储量达 ( 1800 ～3600) × 104t，埋深 2400m，镍品位 1. 5% ～ 2. 6% ，铜 5% ～ 7. 4% ，贵金属 6. 7 ～ 17g / t，含铜 ( 9 ～266) × 104t。新麦克里达矿床埋深 1000 ～ 1500m，铜储量 79 × 104t、镍 5. 8 × 104t，铜和镍的品位分别为 11%和 0. 8%。
近年来，利用井中电磁法模型，在加拿大马尼托巴省斯诺莱克地区发现了奇瑟尔北 ( ChiselNorth) 锌铜矿床，在西澳马吉海斯 ( Maggie Hays) 和艾米丽安 ( Emily Ann) 发现了镍矿床。
( 4) 以经验地球物理模型为指导，实现铁氧化物铜金铀型矿床的找矿突破
随着澳大利亚奥林匹克坝矿床研究的深入，学术界普遍认为铁氧化物铜金铀矿床属于一种新类型矿床。该找矿模型曾经指导澳大利亚欧内斯特亨利 ( 施俊法等，2005) 、显山矿床 ( 王绍伟等，2006) 的找矿突破。近年来，在该模型指导下，加拿大也实现了重大的找矿突破 ( R. E. Goad 等，2000) 。
加拿大 NICO 钴 － 金 － 铋矿床和苏迪尼 ( Sue-Dianne) 铜 － 银矿床位于加拿大地盾元古宙贝尔构造区大贝尔岩浆带南端的马曾诺德湖 ( Mazenod Lake) 地区。该岩浆带长约 800km、宽约 100km，由低钛和高铝的钙碱性火山 － 深成岩组成，火山岩被一套年龄相似的含角闪石和黑云母的深成岩所侵入。
早在 20 世纪 80 年代，研究人员在研究大贝尔岩浆带时发现，该岩浆带的年龄、构造环境，以及区域地质和矿床的地质 － 地球物理特征等方面与澳大利亚的奥林匹克坝矿区非常相似。加拿大地质调查局早期在马曾诺德湖地区工作时就曾强调指出，苏迪尼矿床富含铜 － 银 － 金 － 铀的角砾岩与奥林匹克坝矿床之间有许多相似性，因此，在大贝尔岩浆带对于寻找类似奥林匹克坝矿床规模的铁氧化物多金属矿床来说有很大的潜力。在该区工作的 Fortune 矿产有限公司 1988 年开始在大贝尔岩浆带勘查，特别是 1992 年以后在马曾诺德湖地区勘查时，就使用铁氧化物型矿床找矿模型在该区寻找铁氧化物多金属矿床，他们按照铁氧化物型矿床的地球物理找矿模型为大贝尔岩浆带制定了一项包括踏勘、详细地质填图和地球物理调查的综合性计划。
根据铁氧化物型矿床找矿模型在大贝尔岩浆带开展了地质、地球物理调查。通过在大贝尔岩浆带完成的航空和地面地球物理调查，查明了 NICO 矿床上面钾、铀、磁性、电阻率、极化率、重力等异常相互叠加。附近的苏迪尼矿床也具有铀、钾、磁性、电阻率和极化率等综合异常。区域和局部的地球物理资料表明，在一个广阔的强烈的钾质交代作用区存在大量聚集的铁氧化物。地质填图查明在黑云母 － 磁铁矿 － 角闪石 － 富硫化物的铁岩和片岩中有钴、金、铋和铜的矿化，矿化位于斯奈尔湖群的蚀变岩中。
苏迪尼矿床地球物理标志明显与 NICO 矿床十分相似，存在一个 2km ×1km 大小的总场 ( 800nT)和垂直磁梯度异常中的直径为 1km 的 U、U/Th 和 K 放射性异常。放射性异常中心和磁异常中心偏离200m，在深部矿床向北侧伏。NICO 矿床矿石主要集中在鲍尔带中，最后通过 230 个钻孔探明了 4200 ×104t 矿石，平均含 Co 0. 10% 、Au 0. 5g / t、Bi 0. 12% 。苏迪尼矿床通过 61 个钻孔探明了 1700 × 104t矿石，平均含 Cu 0. 72%、Ag 2. 70g/t。
在大贝尔岩浆带南部进行矿产勘查的结果证明，找矿模型在矿产勘查中有重要的意义。独特的地质环境与广泛的钾质、铁氧化物蚀变带的紧密结合使这类矿床可以采用地球物理找矿模型。依据区域重力、磁性和放射性的特点可鉴别出热液中心，而重力、详细磁测及局部的激发极化调查用来确定特定的钻探靶区。
( 三) 地球物理找矿模型与物探方法组合
地球物理找矿模型是找矿实践经验的总结与升华，是上升为理论、再用于指导实践的一种认识论和方法论。不同级次的地球物理找矿模型可以帮助人们在勘查阶段确定地质任务和选择合理的勘查方法组合。不同成因类型的矿床处于不同的地质环境，其地球物理异常模型也不相同，相应的勘查方法也各有不同。因此，在工作设计之前，必须对已有的地质资料仔细分析推敲，以成因类型为基础，以地球物理找矿模型为依据，优化勘查方案。从找矿角度还需注意成矿系统 ( 体系) 的发育，在同一地区寻找若干种不同类型的矿床。这里拟以火山成因的块状硫化物铜矿床为例加以说明。
据崔霖沛等 ( 1994) 报道，图 4 －13 是前苏联 M. H. 斯托尔普涅尔等 ( 1994) 提出的一种火山岩型铜矿床的地质 － 地球物理找矿模型。其用途有以下几个方面:
1. 选择调查的综合方法
根据地球物理找矿模型，可以判断在寻找给定类型的矿床和建立找矿标志、异常分类准则时哪些异常效应可以被利用，从而正确地选择地球物理调查方法及其合适的组合方式; 可以计算给定条件( 包括引起异常的地质体的大小、产状、埋深、物性和干扰因素) 下所能测到的异常宽度和强度，因而有助于确定观测所用的测网和最低观测精度。根据模型，在给定了观测精度以后，根据干扰的水平和消除干扰的完善程度，可以估算给定的地球物理调查方法勘查深度与目标物大小的关系。

图 4 －13 隐伏火山岩型铜矿床的地质 － 地球物理找矿模型( 转引自崔霖沛等，1994)

2. 选择地球物理调查结果的解释方法和技术
根据地球物理找矿模型，可以有效地把握各类异常和综合异常的空间分布规律，因而有助于选择解释所圈出异常的方法; 选择辨认目标物的标志和评价辨认目标物可靠性的准则 ( 即异常分类的准则) ; 选择深部构造模型，对深部地球物理异常作出合理的解释。
3. 判断施工效果
判断在找矿时哪部分矿体能被查明、哪部分矿体将被漏掉，评价一个地区的找矿工作程度和以后回到该地区做更详细调查的必要性，为此，工作地区的物理 － 地质模型如果选择错了，或者模型过于粗糙，都会造成不良的后果，使在选择调查方法和解释调查结果方面发生错误。
过去用地球物理方法直接找矿时解决的问题比较简单，可以利用比较简单的模型，因而选择模型较容易，不易出错。对这种情况，有时甚至可以不利用模型。例如，在物性均匀的围岩中找一个物性均匀的地质体，方法的效果根据 “有异常”或 “无异常”即可判断。但是，现在的找矿任务很复杂，需要更先进的解释方法，从而提高模型功效。同时，相应提高了建立模型方法技术的要求。

块状硫化物铜矿的地质-地球化学勘查模型与预测，在专题研究中选择羊拉铜矿进行研究。

一、羊拉铜矿的地质-地球化学特征

羊拉铜矿的地质-地球化学特征在第三章第一节已经对岩石类型化学成分、稀土元素及同位素组成特征，里农铜矿床的硫同位素、铅同位素及主矿体主要脉石矿物中的流体包裹体进行过论述，在第三节已经对水系沉积物进行了克立格估值和傅立叶低通滤波分析，这里主要对成矿元素丰度和碳氧同位素地球化学特征进行讨论。

1.不同岩石类型的成矿元素丰度

（1）作为本区主要成矿元素Cu的丰度以硅质岩最高，其次是玄武岩。硅质岩夹于嘎金雪山“群”中，厚度不大，分布也有限，对成矿作用起不了多大的作用。广泛分布的玄武岩具有相对较高的地球化学背景，是决定本区铜成矿作用的重要因素，但与维氏基性岩平均值相比，玄武岩的Cu丰度仍然偏低，因此可以推论，由玄武质岩浆直接分异而成矿的可能性较小，玄武岩必须通过后期热液的活动而淋滤出其中的Cu，才能在成矿作用过程中有所作为。中酸性侵入岩是本区的重要岩浆岩类型，它们在空间上与矿床（化）关系较为密切，但其中的Cu的丰度较低，既低于地壳克拉克值，也多低于维氏闪长岩类平均值。据野外观察表明，中酸性岩类除沿破碎带发育有少量矿化外，一般难见明显的矿化蚀变。因此它们作为矿质的提供者的可能性不大。

（2）根据野外调查结果，本区出露的岩石类型的多寡有明显的差别，其中主要岩石类型有变质砂岩（Sa）、板岩及千枚岩（Sl）、片岩（Sch）、中酸性侵入岩（Gr）、基性侵入岩（Ga）和玄武岩（Ba）。这些岩石类型之间成矿元素丰度的差异才是控制区域成矿作用的主导的地球化学背景因素。通过对比可以排出不同元素在这些岩石的丰度次序：

主要类型铜矿床（体）快速定位预测

从中不难发现，不同岩石类型相对富集的成矿元素有所不同，其中，基性岩（玄武岩、辉长辉绿岩）以相对富集 Cu、Zn 为特征；变质砂岩、板岩及千枚岩以相对富集 Pb、Sb、Au为特征、片岩以相对富集 Ag、As、Bi 为特征；而中酸性侵入岩则以富集 W、Sn、Mo为特征。这种成矿元素相对富集特征在一定程度上也反映了本区的矿化特征。如里农铜矿的形成于海底扩张期的喷流-沉积系统；而本区 Pb、Zn（Ag、Sb）矿床主要赋存于板岩中（如中木铅锌矿点），并受控于断裂构造（破碎带）；W、Mo 矿化分布于中酸性岩体的接触带，受岩体控制明显（路远发，1999）。

（3）矽卡岩是岩体侵位过程中在岩体与围岩的接触带形成的热液蚀变的岩石，一般来说是相对有利的成（含）矿围岩，但本区的矽卡岩的元素丰度统计结果表明，本区的矽卡岩含矿性并不理想，除As、Bi、Sn的丰度偏高外，大部分元素未显示出明显的富集特征。可见矽卡岩化阶段并未能形成有价值的矿化。部分矽卡岩含矿可能是由于该类岩石的地球化学的活泼性，在后期的热液蚀变过程中容易遭受蚀变而与含矿溶液产生物质交换，导致矿质沉淀的结果。

2.常量元素间的协变关系

众所周知，沉积岩中Al（Al₂O₃）常以粘土矿物或长石形式存在，Ti（TiO₂）亦与粘土矿物关系密切，它们代表陆源组分，在热水沉积物中含量很低；Fe（Fe₂O₃、FeO）通常被认为是典型的亲热水元素；而CaO一般被认为是正常海水组分的代表；SiO₂是一个活动组分，既可来自热水（如热水硅质岩），也可来自海水（如深海放射虫硅质岩）和陆源碎屑。因此，探讨其间的相互关系可以获得有关成因信息。

（1）Al₂ O₃-TiO₂ 关系：Al₂ O₃-TiO₂ 为两个亲陆源组分，两者之间的线性关系常被用作陆源与热水源或海水源混合的证据，其相关关系为一条通过原点的直线。本区矽卡岩在w（Al₂ O₃ ）-w（TiO₂ ）图上与正常沉积碎屑岩构成一条很好的通过原点的直线（路远发，1998），其中碎屑岩分布在高Al₂ O₃、TiO₂ 含量的一端，而大理岩、SK1和部分 SK2 的样品点分布在近原点处，部分SK2样品和SK3、SK4 样品分布于前两端员之间，说明混入 SK1的陆源组分较少。

（2）Al₂O₃-SiO₂ 关系：在正常的沉积碎屑岩中长石及粘土矿物随着石英含量的增加而减少，因而SiO₂ 与 Al₂ O₃ 常呈负相关；而喷流-沉积岩则通常相对富 SiO₂ 而贫 Al₂ O₃。据此特性，前人将w（SiO₂）-w（Al₂O₃）图划分为三个区域（Bonatti，1975）。本区层状矽卡岩（SK1）均落在热水区，沉积碎屑岩主要分布在水成区并显示出很好的 SiO₂-Al₂ O₃ 负相关，SK2～SK4有两个分布域，其一为热水区，另一个为水成区或深海沉积物区（图6-11）。

（3）Fe/Ti和 Al/（Al+Fe+Mn）值：该两比值是根据现代海底含金属喷流-沉积物的地球化学特征建立起来的判别喷流-沉积物的标志，通常把w（Fe）/w（Ti）＞20，w（Al）/w（Al+Fe+Mn）＜0.35 判定为喷流-沉积物。按此标准，本区层状矽卡岩（SK1）及 SK2-SK4的部分样品符合喷流-沉积物的特征。用 Spry（1990）的w（Fe）/w（Ti）-w（Al）/w（Al+Fe+Mn）图解可进一步判别热水源与陆源物质的混合比例（图 6-12）。由图可知，本区层状矽卡岩（SK1）与 SK2-SK6的部分样品主要集中在热水源端员，热水源比例 ＞70%，沉积变质碎屑岩（变质砂岩、板岩、千枚岩、片岩）及硅质岩集中在沉积岩端员，而闪长岩、花岗闪长岩及玄武岩也靠近沉积端员，大理岩现混合岩侧偏离混合线。正常的交代矽卡岩多分布于由热水端员-（变质）沉积岩与包括岩浆岩端员-碳酸盐岩三种组分构造成的三角形区域内，表明形成矽卡岩的物质来自岩浆岩（或碎屑岩）、碳酸盐岩及热水溶液三部分，这与矽卡岩的形成机制是相吻合的。

图6-11 SiO₂-Al₂ O₃ 图解

图6-12 w（Fe）/w（Ti）-w（Al）/w（Al+Fe+Mn）图解

（4）Al-Fe-Mn关系：w（Al）-w（Fe）-w（Mn）三角图也是前人判别喷流-沉积物的常用图解之一（Adachi，1986）。本区有关样品在该图中的投影主要集中在 Al-Fe的联线附近，其中，有关矽卡岩及部分交代矽卡岩分布于靠近 Fe的一端，按成因分区属热水区，其结果与上述结论基本一致（路远发，1998）。

（5）Al₂O₃-TFeO-CaO关系：如前所述，该三种组分可分别代表陆源、热水源和海水源组分，由此构筑的三角图解可有效地把喷流-沉积矽卡岩与交代矽卡岩及其他岩类区分开来。本区有关样品在该图（图5-13）上的分布特征为：①层状矽卡岩（SK1）、路农矽卡岩（SK2）的样品点落在近 TFeO-CaO 底线附近；②碳酸盐岩分布于近 CaO 顶点区；③玄武岩、闪长岩及花岗闪长岩等岩浆岩相对集中；④各种变质碎屑岩（变质砂岩、板岩-千枚岩、片岩）及硅质岩也相对集中于靠近Al₂ O₃ 端元的 Al₂ O₃-TFeO联线一侧；⑤交代矽卡岩（SK3-SK6及邻区的红山、大硐厂）则分布于火山岩与碳酸盐岩之间。这种分布特征不但把层状矽卡岩与接触交代矽卡岩很好地区分开，而且也建立起了交代矽卡岩与火成岩及碳酸盐岩之间的联系，具有较好的成因判别意义。

（6）SiO₂-TFeO-CaO关系：该三种组分是矽卡岩的最主要成分，同时也代表了不同的来源，图6-14反映了它们之间的关系。与图6-13一样，在图6-14中，我们也可以把图解分为五个相对集中的区域，其中层状矽卡岩（SK1）与其他矽卡岩有不同的分布范围，证明了其在成因上的差异。

图6-13 Al₂ O₃-TFeO-CaO三角图解

图6-14 SiO₂/2-TFeO-CaO三角图解

3.碳氧同位素组成

羊拉地区碳酸盐岩的碳、氧同位素组成分析结果列表6-3中。这些样品主要取自里农和路农矿区及里农和加仁岩体的周围，也有取自远离矿体（区）和岩体的样品。

4.碳氧同位素的地质意义

我们知道，正常沉积的碳酸盐岩，其δ¹³ C_PDB一般为0～5‰，δ¹⁸ O_SMOW为17‰～25‰，并随时代的演变而有所不同（图6-15）。刘本立曾对我国不同地区碳酸盐岩的碳氧同位素组成的背景值作过统计，结果表明，所统计的十多个地区不同时代的碳酸盐岩的碳氧同位素值均落在图6-15中的Ⅰa、Ⅰb和Ⅰc区间。一些Sedex型矿床如广西的北山铅锌矿（石焕琪等，1986）、广东的凡口铅锌矿（广东地矿局地矿所，1984）等矿床的碳氧同位素组成也落在上述区间内。

正常沉积的碳酸盐岩在受到中高温岩浆热液交代改造后，其碳氧同位素组成会发生明显的变化，通常δ¹³ C和δ¹⁸ O均会向低值（即向富集轻碳和轻氧）方向漂移，漂移的程度与水（岩浆热液）-岩交换程度有关，这种特征是大多数与岩浆热液作用有关的矿床的共性，也是这类矿床成因的有用标志，并且是碳酸盐岩地区寻找岩浆热液矿床的重要线索之一。如广西大场锡多金属矿田碳酸盐岩的δ¹³ C_PDB为 0～-9‰，δ¹⁸ O_SMOW为 10‰～15‰；路远发等对粤东苏石坑（岩浆热液充填-交代）铅锌矿床的研究发现，在矿区范围内，碳酸盐岩的δ¹³ C_PDB为-7.61‰～-2.25‰，最低值位于矿体中，并且自矿体向外逐渐增大，δ¹⁸ O_SMOW为3.66‰～8.43‰，并与δ¹³ C_PDB有相同的变化趋势。

表6-3 羊拉地区碳酸盐岩的碳氧同位素组成

在碳酸盐岩δ¹³ C-δ¹⁸ O 成因图解中，羊拉地区的碳酸盐岩的碳氧同位素组成除个别样品（L54）外，多显示出沉积特征，即使是里农 2 号主矿体及其顶底板的大理岩也落在正常沉积碳酸盐岩中。这说明，里农岩体的侵位并没有产生足够数量的热液流体与赋矿围岩进行广泛的物质交换，也就是说岩体侵位对矿体及赋矿围岩的改造极其轻微，从而进一步证明里农层状矽卡岩铜矿床的成因与里农岩体的侵位无明显的关系。相对而言，路农矿段的碳酸盐岩的碳氧同位素向低值方向偏移的程度大一些，说明路农矿段受热液改造的强度要大些。

图6-15 羊拉地区碳酸盐岩碳氧同位素成因图解

二、块状硫化物铜矿的地质-地球化学勘查模型

羊拉里农矿段地层剖面的岩石微量元素测定表明，大理岩中的微量元素含量与地壳丰度相近；而在角闪安山岩、二长闪长玢岩及碎屑岩中，Cu为（150～700）×10^-6，Ag为（0.5～4）×10^-6，Sn为（10～200）×10^-6，含量较高。而碎屑岩中Cu、Ag、Sn的含量偏高则可能是由于其中含较多火山物质所致；在花岗闪长岩中则以W含量高为特征，达400×10^-6，高于其他岩石4～8倍，而其Sn、Cu、Pb、Zn的丰度则与火山岩、碎屑岩相近。

在铜矿矿石中，一般含Pb为0.02%～0.07%，Zn为0.02%～0.32%，Ag为（0.40～20.40）×10^-6，Au为（0.1～0.6）×10^-6，Sn为（100～5000）×10^-6；里农矿段上部的KT1铜矿体较特殊，矿石中一般含 Pb为0.05%～0.75%、Zn为0.38%～0.68%、Ag为（14.8～259）×10^-6，与矿体中叠加有较多的后期NE向脉状矿体有关。

据土壤分析的11种微量元素相关矩阵（表6-4），Cu与Ag具有最高相关系数，其值为0.62，其次是 Sn 为 0.57、Zn 为 0.56，Au 为 0.45，Mo 为 0.45，Pb 为 0.42，Pb 为 0.42，As为0.41，而与低温元素Hg为负相关。惟Ag与Pb较Ag与Cu具有更高的相关系数，说明 Ag更主要的是与铅矿物有关（战明国等，1998）。

表6-4 羊拉土壤样中微量元素相关矩阵

据因子分析结果得出以下几个重要因子团；Cu、Pb、Zn、Ag、Sn、Au、As、Sb、W、Mo为第一因子团，初步认为属热水喷流-沉积成矿因子；Hg、Sb、As为第二因子团，属低温热液活动因子；Au、As、Cu、Zn 为第三因子团，属中低温热液活动因子；Pb、Ag、Hg、Au为第四因子团，属晚期中低温铅成矿期因子。其中第一因子团的出现是寻找羊拉铜矿重标志（战明国等，1998）。

化探异常无疑是找矿的重要标志。羊拉铜矿区共圈出铜化探异常 24 处，（图 6-16）。面积较大的多元素异常重叠是寻找羊拉式铜矿的重要标志，而 Au异常的范围大体上是近矿标志，预示矿体或矿段的产出位置。

图6-16 羊拉铜矿铜地球化学图

尼吕出现面积较大的Cu、Au异常（C₇），且部分重叠，同时出现Hg、As小面积异常，结合其有较大面积的负磁异常出现，可能预示矿体剥蚀程度不高，为部分隐伏。

路农矿段为Cu、Au、Sn、Ag、Hg、As等多元素组合异常，面积小，呈部分重叠或大部分重叠不等。

由上述可见，具多元素重叠的化探异常，多与已知矿段吻合，是寻找铜矿的重要标志。

三、地球化学预测

（1）土壤地球化学或者岩石地球化学成矿元素及相关元素的异常范围大部分可以将矿体圈定，成矿岩体、矿体或含矿构造带相应地会产生地球化学高背景场，据此可以作圈定矿化带的地球化学准则。

（2）地球化学勘查资料表明，羊拉铜矿有意义的找矿元素Cu、Sn、Pb、Zn、Au、Ag异常多为组合异常，除主要成矿元素Cu外，伴生Sn、Au、Ag、Pb、Zn、Ni、Cr、V、Mn、As、Sb、Hg等元素，大都具有较高的强度和较大的规模。因此，成矿元素相应的伴生元素组合叠加异常可以作为找矿的指示元素。

（3）稀土和同位素组成示踪的深源物质来源特征：包括金属、硫及相关组分，流体及热的来源，主矿体矿石的稀土元素组成与区内其他岩石、矿石类型相比，稀土元素总量（质量分数）明显偏低，一般为（25.41～80.7）×10^-6；w（LREE）/w（HREE）变化范围小（1.23～2.62），轻稀土呈轻微富集；配分模式总体表现为平坦型，具有显著的正δEu异常（1.21～4.56）和不同程度的负δCe异常（0.56～0.85），这种组成特征与现代大洋中脊喷流口附近的含金属矿化物热水沉积物的稀土组成极为相似。

（4）包裹体气液相成分表明，成矿流体中的主要成分为含较高 CO₂ 组分及 Na⁺、K⁺、Mg⁺²、Ca⁺²、Cl^-、等离子的盐水溶液，结合流体包裹体特征及其始熔温度可以看出羊拉类型铜矿床成矿流体主体以NaCl-H₂O二元体系为主，NaCl-MgCl₂-H₂O三元体系次之。

（5）在δ¹³ C-δ¹⁸ O成因图解中，多显示出沉积特征。

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爱民区18683512583： 铜矿床的主要矿石矿物,矿床成因类型及其主要地质特征? - ？
武枯新博： 铜矿床的主要矿石矿物是:斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿、孔雀石,其他较少.矿床成因类型有:1、岩浆岩成因的斑岩型铜矿:主要产于斑岩体及其围岩之中,主要地质特征有:靠近外围有特征标志层-青磐岩化,品位普遍较低,一般小于1%,但...

爱民区18683512583： 中国铜排铜材中铜矿物的特点及分布特征? - ？
武枯新博： 中国铜排铜材中铜矿物的特点: (1)适合选冶生产的铜矿物赋存于多种矿床类型.其中,具有重要开采价值的矿床类型有岩浆型铜镍硫化物矿床、斑岩型铜矿床、夕卡岩型铜和多金属矿床、热液脉型铜矿床、火山-沉积块状硫化物型铜矿床、沉积型层状矿床等. (2)矿石结构构造复杂,嵌布粒度不均,多为不均匀浸染粒度矿石,甚至有不少矿物嵌布粒度细微,成分复杂,难选矿石较多. (3)矿石化学成分多样,伴生、共生多种有益有害组分,选冶工艺条件复杂.铜材铜排找深圳国英铜业.目前开发的矿区多数是综合性的铜矿床.

爱民区18683512583： 铜矿是沉积矿?？
武枯新博： 不是.铜矿床的主要工业类型有:斑岩铜矿、层状铜矿(含铜砂岩、含铜页岩及含铜碳酸盐类岩石矿床)、火山岩型铜矿或块状硫化物矿床及矽卡岩型铜矿床等4类,次要类型有铜—镍硫化物矿床、脉状铜矿床和玄武岩中自然铜矿床等.沉积矿床sedimentarymineraldeposit:在地表条件下,成矿物资被流水和风、冰川、生物等搬运到河、湖、海洋等水体内,经过沉淀聚积而构成的矿床.沉积矿床产在1定地质时期的沉积岩系中,矿体多呈层状,层位稳定,矿层与周围沉积岩层产状1致.

爱民区18683512583： 黄铜矿的次生产物是什么? - ？
武枯新博： 黄铜矿的产状与组合:分布较广.岩浆型,产于与基性、超基性岩有关的铜镍硫化物矿床中,与磁黄铁矿、镍黄铁矿密切共生.接触交代型,与磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿等共生;亦可与毒砂或方铅矿、闪锌矿等共生.热液型,常呈中温热液充...

爱民区18683512583： 铅黄铜cuzn39pb3是什么材料 - ？
武枯新博： CuZn39Pb3,是一种铅黄铜金属材料.材料名称:CuZn39Pb3铅黄铜标准:(BS EN 12164-1998)化学成分:Cu:57.5-59.5Ni:0.5Fe:0.5Pb:2.0-3.0Zn:余量杂质:1.2力学性能力学性能:抗拉强度:(σb/MPa)440-450伸长率:(δ10/%)5.5

爱民区18683512583： 金 银 铜 铁分布在哪种岩石中? - ？
武枯新博： 金矿床类型很多.矿床的分类方案也不很统一,主要有:①早前寒武纪含金一铀砾岩型(兰德式);②含金—石英脉型(玲珑式、穆龙套式);③糜棱岩带中交代蚀变型(焦家式);④中新生代火山机构中的金—银矿脉型(克里普尔克里克式)...

爱民区18683512583： 地质学专业题目??? - ？
武枯新博： 这个“构造类型”我不是很理解……难道是块状构造这些(那一般都是块状构造了⊙﹏⊙b)?或者是晶型?只能靠我的理解回答了:1、黄铜矿:块状构造.四方偏三角面体晶类,使晶体多呈假四面体或八面体状.特征:硬度:3-4 比重:4.1-...

爱民区18683512583： 固体矿产地质勘查基本方法 - ？
武枯新博： 1.地质填图 2.地球物理勘探(航空及地面物探扫面和剖面测量) 3.地球化学勘查 4.遥感地质(卫星图像解译及航空照片解译) 5.地质探矿工程(剥土、探槽、浅井、钻孔、坑道)

爱民区18683512583： 有色金属地质勘查中化学分析的主要工作是什么?需要那些方面的专业化学知识? - ？
武枯新博： 矿产勘查中运用地球化学方法,研究成矿元素和伴生元素在地壳中的分布,分散和集中的规律.系统的样品采集捕捉找矿信息,研究成矿元素及伴生元素基本上属于微量元素,要用分析测试的方法对其分析,同时化学分析还可以找到元素的一场分布,从而来找矿 不过这些都是较为传统的内容,新的化学分析方法还在不断发展.

爱民区18683512583： 矿石自然类型分为哪几种 - ？
武枯新博： 根据矿石的物质成分、品位的高低、物理性质、结构、构造或氧化程度等不同因素对矿石的分类.工业上对不同类型的矿石加工技术方法不同,工业价值也不一样.因此,进行矿床勘探时,对矿石类型的研究和划分常常是很重要的工作. 如有色...