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蝕變礦物勘查標識體系 版權信息
- ISBN：9787030702111
- 條形碼：9787030702111 ; 978-7-03-070211-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
蝕變礦物勘查標識體系 內容簡介
本書選取主要巖漿熱液型礦床實例，以斑巖型和夕卡巖型為主，介紹這些礦床地質與蝕變礦化特征，以及其蝕變礦物地球化學特征空間變化規律，建立典型巖漿熱液型礦床蝕變礦物地球化學勘查標志，為巖漿熱液型礦床的深部找礦勘查提供了新的方法和思路。 本書適合各大專院校和科研院所的科研人員與研究生及各地勘單位技術負責人與一線勘查人員閱讀參考。
蝕變礦物勘查標識體系 目錄
目錄
序
前言
第1章緒論1
1.1蝕變礦物勘查方法定義與產生背景1
1.2蝕變礦物勘查方法研究國內外進展綜述3
第2章主要研究方法簡介8
2.1研究內容8
2.2采樣要求9
2.3測試方法9
2.3.1掃描電子顯微鏡(SEM)9
2.3.2電子探針成分分析(EPMA)9
2.3.3短波紅外(SWIR)光譜10
2.3.4X射線衍射(XRD)光譜11
2.3.5礦物LA-ICP-MS微量元素分析11
第3章斑巖礦床勘查標識體系13
3.1礦床地質與蝕變特征13
3.1.1礦床地質特征13
3.1.2蝕變特征14
3.2研究實例15
3.2.1印度尼西亞巴都希賈烏斑巖銅-金礦床15
3.2.2智利埃爾特尼恩特斑巖銅-鉬礦床20
3.2.3澳大利亞北帕克斯斑巖銅-金礦床26
3.2.4新疆土屋-延東斑巖銅礦床33
3.2.5福建紫金山礦田西南銅-鉬礦段55
3.2.6大興安嶺北部晚侏羅世斑巖銅-鉬礦床65
3.3斑巖礦床蝕變礦物勘查標識總結91
3.3.1應用蝕變礦物地球化學特征指示斑巖礦床熱液中心91
3.3.2應用斑巖礦床蝕變礦物地球化學特征區分礦化與非礦化系統92
第4章夕卡巖型礦床勘查標識體系94
4.1礦床特征與主要蝕變礦物簡介94
4.1.1夕卡巖定義及夕卡巖礦床特征94
4.1.2夕卡巖礦床主要蝕變礦物96
4.2研究實例97
4.2.1鄂東南銅綠山銅-金-鐵礦床97
4.2.2鄂東南雞冠嘴金-銅礦床123
4.2.3鄂東南銅山口銅-鉬-鎢礦床141
4.3夕卡巖礦床蝕變礦物勘查標識總結163
第5章其他類型礦床勘查標識體系165
5.1VMS型礦床165
5.1.1VMS型礦床的特征165
5.1.2VMS型礦床研究實例166
5.1.3VMS型礦床蝕變礦物勘查標識總結175
5.2淺成低溫熱液型金礦床176
5.2.1淺成低溫熱液型金礦特征176
5.2.2淺成低溫熱液型金礦研究實例——菲律賓勒潘多（Lepanto）高硫型淺成低溫熱液銅-金礦床177
5.2.3淺成低溫熱液型金礦蝕變礦物勘查標識總結179
5.3鐵氧化物-銅-金（IOCG）型礦床180
5.3.1IOCG礦床特征180
5.3.2IOCG礦床研究實例182
5.3.3IOCG礦床磁鐵礦成因機制與勘查標識總結187
5.4造山型金礦187
5.4.1造山型金礦特征187
5.4.2造山型礦床研究實例189
5.4.3造山型金礦蝕變礦物勘查標識總結196
第6章應用前景與研究展望197
6.1蝕變礦物勘查方法應用前景197
6.2蝕變礦物勘查方法研究展望199
參考文獻201
序
前言
第1章緒論1
1.1蝕變礦物勘查方法定義與產生背景1
1.2蝕變礦物勘查方法研究國內外進展綜述3
第2章主要研究方法簡介8
2.1研究內容8
2.2采樣要求9
2.3測試方法9
2.3.1掃描電子顯微鏡(SEM)9
2.3.2電子探針成分分析(EPMA)9
2.3.3短波紅外(SWIR)光譜10
2.3.4X射線衍射(XRD)光譜11
2.3.5礦物LA-ICP-MS微量元素分析11
第3章斑巖礦床勘查標識體系13
3.1礦床地質與蝕變特征13
3.1.1礦床地質特征13
3.1.2蝕變特征14
3.2研究實例15
3.2.1印度尼西亞巴都希賈烏斑巖銅-金礦床15
3.2.2智利埃爾特尼恩特斑巖銅-鉬礦床20
3.2.3澳大利亞北帕克斯斑巖銅-金礦床26
3.2.4新疆土屋-延東斑巖銅礦床33
3.2.5福建紫金山礦田西南銅-鉬礦段55
3.2.6大興安嶺北部晚侏羅世斑巖銅-鉬礦床65
3.3斑巖礦床蝕變礦物勘查標識總結91
3.3.1應用蝕變礦物地球化學特征指示斑巖礦床熱液中心91
3.3.2應用斑巖礦床蝕變礦物地球化學特征區分礦化與非礦化系統92
第4章夕卡巖型礦床勘查標識體系94
4.1礦床特征與主要蝕變礦物簡介94
4.1.1夕卡巖定義及夕卡巖礦床特征94
4.1.2夕卡巖礦床主要蝕變礦物96
4.2研究實例97
4.2.1鄂東南銅綠山銅-金-鐵礦床97
4.2.2鄂東南雞冠嘴金-銅礦床123
4.2.3鄂東南銅山口銅-鉬-鎢礦床141
4.3夕卡巖礦床蝕變礦物勘查標識總結163
第5章其他類型礦床勘查標識體系165
5.1VMS型礦床165
5.1.1VMS型礦床的特征165
5.1.2VMS型礦床研究實例166
5.1.3VMS型礦床蝕變礦物勘查標識總結175
5.2淺成低溫熱液型金礦床176
5.2.1淺成低溫熱液型金礦特征176
5.2.2淺成低溫熱液型金礦研究實例——菲律賓勒潘多（Lepanto）高硫型淺成低溫熱液銅-金礦床177
5.2.3淺成低溫熱液型金礦蝕變礦物勘查標識總結179
5.3鐵氧化物-銅-金（IOCG）型礦床180
5.3.1IOCG礦床特征180
5.3.2IOCG礦床研究實例182
5.3.3IOCG礦床磁鐵礦成因機制與勘查標識總結187
5.4造山型金礦187
5.4.1造山型金礦特征187
5.4.2造山型礦床研究實例189
5.4.3造山型金礦蝕變礦物勘查標識總結196
第6章應用前景與研究展望197
6.1蝕變礦物勘查方法應用前景197
6.2蝕變礦物勘查方法研究展望199
參考文獻201
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蝕變礦物勘查標識體系 節選
第1章 緒論 1.1 蝕變礦物勘查方法定義與產生背景 近年來，蝕變礦物勘查方法正逐漸引起礦床學與礦產勘查研究工作者的廣泛關注。然而，利用礦物進行勘查標識的提取并應用于礦產勘查實踐，已經在國內外開展了至少半個世紀的研究與探索。我國學者在20世紀80年代提出的“找礦礦物學”(陳光遠等，1987)即包含了蝕變礦物勘查的眾多方面。本書中所述的“蝕變礦物勘查方法”是指針對全球主要熱液礦床類型中廣泛分布的熱液蝕變礦物，研究它們及其礦物組合的起源、發生、發展、形成和變化的條件和過程，以及時間和空間上的分布和演化規律，并從中提取可以進行勘查應用的標識特征，形成一套完整的“蝕變礦物勘查方法”理論與應用體系。 蝕變礦物勘查方法再次引起科技界與工業界的關注與近年來科學技術的飛速發展和深部找礦勘查的迫切需求是密切相關的。眾所周知，礦床其實是具有經濟價值的礦物集合體，因此，礦床學的基礎研究大部分都是以礦物為主要研究對象來開展的。礦物的成因信息對礦床的成礦機制與礦體勘查探測都有著重要的指示意義，這些方面的研究工作我國學者在20世紀80～90年代曾經做過很好的總結(陳光遠等，1987)。近40年以來，建立在礦床地質研究基礎上的礦物勘查方法，與物探、化探以及遙感方法一起，成為現代礦產勘查方法體系(即常說的“地物化遙”)的重要組成部分。然而，在20世紀90年代末期至21世紀初，由于礦物勘查方法在測試手段和探測精度等方面的局限性和物化遙技術的迅猛進步，作為“礦床地質勘查標識”中重要組成部分的“礦物勘查標識”相關研究進入了發展低谷期，甚至以前研發的眾多礦物勘查標識體系的成果也未得到進一步更好的應用和發展。與此同時，“地物化遙”幾大主要礦產勘查方法體系之間的關聯性沒有得到充分重視，甚至出現了嚴重的脫節(圖1.1)。作為“地物化遙”勘查體系中*為基礎的“礦床地質勘查標識”更是成為幾乎“無人問津”的領域，不僅一線勘查人員感到無所可用，相關科研人員也逐漸失去了研發的興趣。這些情況的出現也導致當前礦產勘查高度依賴于物化探和遙感等技術性工作，且常常面臨地質解譯的困難和多解性等問題。 圖1.1 地物化遙勘查方法與礦產勘查及其相互之間的關系現狀示意圖 隨著全球地表礦產資源的逐漸枯竭，當前礦產勘查正在走向“深部勘查”和“隱伏礦體探測”。近幾十年的勘探實踐表明，全球礦床探測平均深度正逐漸增加，越來越多的重要勘查突破和發現幾乎都是隱伏礦體(圖1.2a)。然而，令人感到意外的是，近20年來雖然礦產勘查在物化探以及遙感等技術上獲得長足進步，對新礦體的勘查發現起到重要推動作用，但全球整體勘查效率卻并沒有得到顯著提高，甚至在近十年來出現明顯的下降，勘查成本急劇攀升(圖1.2b)。更有統計研究表明，在近年來的很多大型礦床發現過程中，以礦物標識為核心的礦床地質基礎信息依然起到了至關重要的作用(表1.1；Sillitoe，2014)。顯然，在當前深部勘查逐漸成為礦產勘查主流的形勢下，基于地質基礎研究的礦物勘查方法仍然具有旺盛的生命力，可以一定程度上彌補物化探和遙感勘查技術存在的不足。 圖1.2 全球礦產勘查現狀 a.西方國家勘查投入與礦床發現趨勢統計圖(據Schodde，2016)；b.全球金屬礦產勘查深度演化趨勢圖 (據Arndt et al.，2017) 表1.1 全球近年來新發現的主要大型斑巖銅礦決定性勘查方法使用情況(據Sillitoe，2014) 與物化探和遙感勘查技術相比較，礦物勘查標識在多個方面具有不可替代的優勢，主要表現在：①勘查標識來源于礦物成因，與成礦機制和礦床建模密切相關；②礦物物理結構和化學特征相對比較穩定，不易受表生作用和后期改造等影響；③先進測試技術，特別是礦物微區微量測試手段和分析精度的提高使得利用礦物進行相對精確的礦體空間定位和成礦類型劃分等成為可能；④*新研究表明，礦物中元素化學異常范圍在三維空間尺度可達5 km，這在一定程度上能彌補物化探特別是遙感技術等在深部勘查中多解性和淺表性的局限。這些優勢也使得現代礦物勘查標識體系的建立能進一步豐富和完善“地物化遙”幾大主要勘查技術體系之間的地質關聯，從而更好地服務于深部礦產勘查核心任務。 1.2 蝕變礦物勘查方法研究國內外進展綜述 蝕變礦物的成因研究與勘查應用在我國起步較早(陳光遠等，1987，1989)，主要研究手段屬于“成因礦物學和找礦礦物學”范疇，是現代礦物學的重要分支，也是礦床學研究的重要手段(李勝榮和陳光遠，2001；李勝榮，2013)。在20世紀八九十年代，礦物標型特征(主要是物理標型)的研究出現許多優秀的成果，如姚書振等(1990)對湖北省大冶銅山口夕卡巖-斑巖復合型銅(鉬)礦床各蝕變帶礦物組合、空間變化特征、礦物形成期次等做了仔細研究，劃分了6個蝕變帶；并對礦床中黃鐵礦的晶型、硬度、導型、熱電系數、化學成分及特征值變化規律等進行了細致分析，建立了黃鐵礦標型特征分帶，并提出其分帶可以為尋找同類型礦床提供重要的信息。近些年來的蝕變礦物工作主要側重于成因機制研究，如采用電子探針等手段，對蝕變礦物成分及其在不同成礦階段的演化進行分析，以嘗試反演成礦流體變化(趙海杰等，2012；姚磊等，2012；王建等，2014)，并對金礦床蝕變礦物找礦標識等做了部分總結(申俊峰等，2021)。但在勘查應用方面，特別是定向定位礦床預測上進展不大。 近10年來，國外對蝕變礦物地球化學在勘查方面的應用研究正在如火如荼地進行，并由此產生了區別于全巖地球化學的新型勘查體系——“礦物地球化學勘查”。該方法的興起是與近年來礦產資源供需失衡有著緊密聯系的。以全球著名的安第斯斑巖銅礦帶為例，20世紀七八十年代所發現的一些大型斑巖銅礦一直占據智利-秘魯主要資源儲備量，近10多年來并無類似丘奎卡馬塔和埃爾特列安提等的超大型銅礦發現。主要原因是目前傳統的全巖地球化學方法已經較難有效地指導發現多位于深部的隱伏礦體，比如：大多數礦山淺部有較厚的覆蓋層；礦區土壤及水源可能均已遭受污染；當勘探區域離礦體中心一定距離后，全巖異常會變得非常微弱。以上幾種現狀會導致傳統的全巖地球化學方法常得到假異；蛘呷醍惓，從而影響其在勘探方面的有效應用；而新近發展的地球物理方法在深部礦體探測方面也存在很大的不確定因素和多解性。因此，急需更多有效的方法來提高隱伏礦體勘查的準確性，從而能幫助我們確立盲礦體的方向和距離，以及盲礦體的大小和類型等。 隨著現代激光熔融-電感耦合等離子質譜(LA-ICP-MS)技術的突破，礦物微區的微量元素測試已成功應用到地質學研究中，這也使得常見蝕變礦物的微量元素測試能被常規使用。相對于傳統全巖地球化學方法，定位的礦物微量元素變化能極大提高異常變化范圍，從而能夠為隱伏礦體勘查提供新的導向。近年來以澳大利亞和加拿大等西方礦業強國為主導的研究團隊在蝕變礦物地球化學勘查方法研發方面做了大量工作。如澳大利亞塔斯馬尼亞大學國家礦產研究中心(CODES)自2004年以來嘗試利用先進的LA-ICP-MS測試手段對全球多個大型斑巖-淺成低溫成礦系統進行蝕變礦物地球化學勘探的應用，取得了顯著成果。該項目以礦物微量元素為核心手段，結合地質、傳統全巖地球化學和地球物理，力求為斑巖-淺成低溫成礦系統隱伏礦體的勘查提供可靠適用的標志體系。該項目完全由國際大中型礦業公司資助，贊助商從當初的7個礦業公司發展到21個公司，其中包括全球*大的必和必拓(BHP)、力拓(Rio Tinto)、淡水河谷(Vale)、英美礦業(Anglo American)、紐蒙特(Newmont)及巴力克(Barrick)等礦業巨頭。項目自2004年以來已經在全球20多個大型-超大型礦床或礦區進行工作，并將初步成果應用于贊助商所提供的多個試點中，大部分取得了滿意的成果，已有的一些成果正被贊助此項目的大型礦業公司應用于勘探實踐中。 目前該研究取得的成果主要體現在斑巖和淺成低溫兩大成礦系統中，主要成礦理論依據是目前較為成熟的斑巖(即“綠巖”，greenrock)與淺成低溫(即“蓋層”，lithocap)蝕變成礦模式(圖1.3)。淺成低溫系統中核心研究實例為菲律賓北呂宋島Mankayan地區，包括Lepanto高硫型淺成低溫金礦和隱伏的Farsoutheast斑巖銅金礦體(Chang et al.，2011)；斑巖系統的核心實例為菲律賓Baguio地區和印度尼西亞的Batu Hijau斑巖銅-金礦床(Cooke et al.，2014；Wilkinson et al.，2015)。更多的成果在*近的Economic Geology關于斑巖系統礦物勘查專輯中出版，如智利的Collahuasi礦區(Baker et al.，2020)和El Teniente 礦床(Wilkinson et al.，2020)，加拿大Highland Valley礦床(Byrne et al.，2020)，澳大利亞的Northparkes礦區(Pacey et al.，2020)以及美國的Resolution礦床(Cooke et al.，2020a)等。其中一些主要研究實例都將在本書相應章節中詳細介紹，這里將該項目在蝕變礦物地球化學勘查指示研究中獲得的主要成果簡介于下。 圖1.3 斑巖-淺成低溫成礦系統蝕變分帶模式(Holliday and Cooke，2007) Ab.鈉長石；Act.陽起石；Anh.硬石膏；Au.金；Bi.黑云母；Bn.斑銅礦；Cb.碳酸鹽礦物；Chl.綠泥石； Cp.黃銅礦；Epi.綠簾石；Kf.鉀長石；Py.黃鐵礦；Qz.石英 1.淺成低溫成礦系統中的主要成果 (1)全巖地球化學分析一般對于隱伏礦體指示作用不強，在含隱伏礦體的淺成低溫環境中甚至出現極低品位現象，且沒有任何指向性。研究發現如果僅使用無礦化且含明礬石的樣品，全巖微量元素含量(如鉛等)仍可以較為明確地指向礦體及斑巖方向。 (2)由LA-ICP-MS分析獲得的明礬石礦物微量元素能更加清晰地指示礦體及斑巖體方向，一些元素比值，如Sr/Pb等，可以強化這種指示作用。 2.斑巖銅礦系統中的主要成果 (1)斑巖銅礦系統中典型蝕變礦物——綠簾石可作為指示斑巖體(熱源)方向的重要礦物，其主要微量元素中，As、Sb和Pb隨遠離斑巖體而升高，而Cu、Mg等元素則相反。As、Sb等多種微量元素在遠離斑巖體4～5 km范圍里就出現異常值，而全巖地球化學方法測試顯示未檢測到此異常。此外綠簾石的As-Mn還能幫助判別礦床規模大小及可能的類型。 (2)斑巖系統中另一典型蝕變礦物——綠泥石則顯示出比綠簾石更為清晰的礦體方向指示作用。其Ti含量直接與溫度相關，從而有效地指向斑巖體(熱源)，而如Sr等元素則顯示相反指示方向。多種微量元素的含量在4～5 km范圍里出現異常，從而提供了比傳統地球化學方法更為敏捷的判別手段。Ti/Sr及Ti與其他幾種元素的比值被證明十分有效地指示斑巖體方向。 (3)由于綠泥石Ti及其他幾類比值與斑巖體距離具有高度線性相關關系，可以利用得出的線性方程來對斑巖體位置進行計算。即利用樣品所含微量元素含量計算產生此蝕變的斑巖體可能距離。研究表明，計算值在2.5 km范圍里準確率小于200 m，從而顯著提高了隱伏礦體預測的準確性。 在以上研究基礎上，Cooke等初步總結了近年來CODES研究團隊利用礦物地球化學特征進行勘查標識提取的工作(Cooke et al.，2020b)。同時，國內近幾年來圍繞不同類型礦床也開展了礦物微量元素地球化學方面的勘查標識研究工作，并取得了部分原創性成果(Xiao et al.，2018a，2020；Chu et al.，2020a，b；Xiao and Chen，2020；Zhang et al.，2020b)，在國外斑巖-淺成低溫礦床為主的基礎上，也對夕卡巖型礦
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