一种快速圈定金矿找矿靶区的方法与流程

1.本发明涉及地质科学技术领域，更具体的说是涉及一种快速圈定金矿找矿靶区的方法。


背景技术：

2.成矿是一个非常复杂的系统,会产生大量的成矿信息，在进行成矿预测时,通常从地、物、化、遥等方面入手,选取了数十个、甚至近百个信息(变量)进行研究、计算、分析，力求不漏掉任何信息。然而成矿预测时，在工作程度极低的地区获取信息极其困难，导致成矿预测就十分艰难。
3.金矿研究主要始于二十世纪九十年代之后，多数情况是随着矿床的发现，由勘查单位开展的矿床成矿条件、成矿特点、控矿因素、找矿标志及找矿方向的研究。这类研究多数是单个矿床的研究，且偏重于生产应用，对成矿构造、成矿模式的研究还较为薄弱，成矿系列方面的研究刚刚起步，从成矿系统理论的角度还未开展过深入研究，区域成矿规律仍待深入认识，找矿预测研究亦较为薄弱。
4.而且近年来，“相似类比”、“地质异常”、“矿床成因模式”或“成矿系统”等预测理论被广泛应用，但由于成矿作用的复杂性，金矿床的特征及其标志也不完全一致，所需的技术方法也非千篇一律，单一的预测方法对金矿的预测也十分有限。
5.因此，提供一种快速圈定金矿找矿靶区的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供了一种快速圈定金矿找矿靶区的方法，以成矿系统理论为指导，以取得的成矿规律认识和建立的找矿模型为基础，提取找矿预测要素，利用“协优预测”思维，通过水系沉积物测量数据的处理和异常圈定，结合重砂异常、地球物理异常、遥感异常等，开展研究区金矿找矿预测，圈定找矿预测靶区，指导区域金矿勘查。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种快速圈定金矿找矿靶区的方法，包括如下步骤：
9.(1)收集研究区已有地物化遥资料，在同一比例尺的底图上编修系列图件形成专题底图；据集成物化探成果和重砂测量成果，在专题底图上编绘综合异常图和已知金矿床，形成金矿预测基础图件；
10.(2)根据研究区已有地物化遥资料，然后依据构造动力体制划分成矿系统大类；所述成矿系统大类再依据成矿机理划分成矿系统；
11.(3)根据所述成矿系统和研究区已有地物化遥资料在研究区内选择典型矿床，然后开展野外调查，采集样品、并进行测试，输出测试结果；由测试结果输出金矿产出的地质背景，并进行硫、铅同位素地球化学示踪研究，输出金矿成矿时代和矿床成因；由矿床成因建立典型矿床成矿模式和典型矿床找矿模型；
12.(4)根据所述成矿系统建立成矿系统成矿模式，并提取异常系列；结合所述成矿系统成矿模式、所述典型矿床成矿模式和所述典型矿床找矿模式以及所述异常系列建立成矿系统找矿模型；在成矿系统找矿模型基础上根据成矿作用得到成矿地质必要条件；
13.(5)对研究区金矿床的异常元素进行统计，计算异常元素与au的相关系数；然后由相关系数计算综合预测值，再按照地球化学元素数据处理方法，计算au预测异常下限，进行地球化学异常圈定；
14.(6)根据成矿地质必要条件和地球化学异常圈定结果初步圈定预测靶区；通过综合信息预测方法确定地球物理异常、遥感异常和重砂异常，然后根据初步圈定预测靶区在金矿预测基础图件基础编制找矿预测图件；根据找矿预测图件确定重点找靶区和一般找靶区，在重点找靶区进行野外检查验证，根据验证结果评价找矿前景。
15.上述优选技术方案的有益效果是：本发明以成矿系统理论为指导，在建立的成矿系统成矿模式基础上，详细研究成矿系统内的异常系列，建立成矿系统找矿模型，使找矿效率更高，而且精准程度也显著提高；再根据不同成矿系统的特点，梳理成矿的必要地质条件，特别关注深部壳幔作用对金矿的控制作用，从而可以减小找矿误差，大大的节省人力和物力；采用“协优找矿预测”方法对地球化学数据开展研究，提高研究结果的准确度，有利于快速圈定金矿找矿靶区。
16.优选的，步骤(1)中所述系列图件包括地质矿产图、构造建造图、物化探成果图、重砂测量成果图和/或遥感成果图。
17.上述优选技术方案的有益效果是：能以醒目的方式把所有主要的控矿因素都表示出来，并表示出已查明的矿区、矿床的的分布规律及这些控矿因素在空间上、时间上和成因上的关系，更加便于后续工作中成矿预测要素的提取。
18.优选的，步骤(2)中所述成矿系统大类包括伸展构造成矿系统、挤压构造成矿系统、走滑构造成矿系统、隆升构造成矿系统、沉降构造成矿系统、大型韧性剪切成矿系统和/或陨击构造成矿系统；
19.所述成矿系统包括岩浆成矿系统、热液成矿系统、沉积成矿系统、生物成矿系统和/或改造成矿系统。
20.上述优选技术方案的有益效果是：成矿系统的研究是在一般矿床成因基础上，着重从宏观上来探讨区域成矿规律，可以从整体上全面认识成矿的发生、发展和作用过程，在找矿预测中建立战略观点和整体思路，促进区域找矿和资源潜力评估工作，有别于传统的预测方法。
21.优选的，步骤(3)中所述采集样品包括在所述典型矿床的顶板采集测年样品，然后在所述测年样品周围均匀采集化学；
22.所述测试包括取所述化学样品进行主量元素分析、稀土元素分析、微量元素分析、硫同位素分析、铅同位素分析；取所述测年样品进行锆石la-icp-ms测年分析和40ar-39ar同位素测年分析。
23.上述优选技术方案的有益效果是：典型矿床研究是揭示成矿规律的基础，是矿产预测评价工作的重要组成部分，典型矿床能代表某种地质环境或矿床类型中相似矿床产出部位、形成条件和找矿标志等共性，通过样品的测试分析，更加直观的揭示该类型矿床的形成机理，了解其形成的关键性地质因素(如成矿地质背景、矿质来源、成矿的物理化学条件、
成矿时代等)的特点，更加便于建立该类型矿床的成矿模式和找矿模型。
24.优选的，典型矿床成矿模式是对矿床要素进行概括总结和解释；所述矿床要素包括：地质环境、矿化作用、矿床成因机制，所述矿床要素还包括典型矿床随时间和空间变化显示的地质特征、地球物理特征、地球化学和遥感地质特征；
25.所述找矿模型是在矿床成矿模型基础上，针对金矿形成所必须具备的有利地质条件、有效找矿技术手段及各种直接或间接的矿化信息的概括和总结。
26.本发明以研究区不同大地构造旋回中的成矿构造背景为依据，成矿机理、含矿上述优选技术方案的有益效果是：建造及成矿环境以及区域构造单元划分和典型矿床研究成果为基础，结合研究区已发现矿床、矿点特征划分成矿系统，研究成矿系统的源、运、储、保条件，总结区域成矿规律，建立不同成矿系统的金矿成矿模式和找矿模型。
27.优选的，步骤(4)中所述异常系列包括地球化学异常、地球物理异常、遥感异常和/或重砂异常；
28.所述成矿作用包括地层-构造-岩浆作用和/或深部壳幔作用。
29.上述优选技术方案的有益效果是：
30.优选的，步骤(5)中所述相关系数的通过r型聚类分析计算；
31.所述综合预测值的计算公式为：
32.au
预测
＝au/au
average
+a*a/a
average
+b*b/b
average
+
…
；式中au为金元素的水系测量原始数值，au
average
为研究区内所有金元素原始数值的平均值；a或b分别为与金矿相关元素的水系测量原始数值，a
average
或b
average
为研究区内与金矿相关元素原始数值的平均值，a为a元素与金元素的相关系数，b为b元素与金元素的相关系数；
33.au
预测
异常下限的计算公式为：异常下限＝x+2*sd；式中x为au
预测
的均值，sd为au
预测
的标准离差。先对数据中的极大/极小值进行剔除，大于/小于三倍标准差的剔除掉，直到无剔除点，然后用均值加2倍标准差求得异常下限。
34.上述优选技术方案的有益效果是：从直接找矿信息着手，对化探资料进行综合处理、分析并从中提取具有少量、相互联系、目标一致、揭示成矿本质特征等特点的关键信息组合,来强化与特定找矿目标关系密切的微弱信息、凸现矿致异常。根据此种方法就能达到快速缩小找矿靶区、迅速逼近找矿目标、迅速发现矿床的目的。
35.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种快速圈定金矿找矿靶区的方法，具有如下有益效果：
36.(1)本发明中成矿系统从矿床形成、变化和保存以及矿床系列、矿化异常系列角度开展研究，更有利于指导找矿预测；可以在工作程度偏低地区进行金矿预测；
37.(2)本发明以成矿系统理论为指导，在建立的成矿系统成矿模式基础上，详细研究成矿系统内的异常系列，建立成矿系统找矿模型，使找矿效率更高，而且精准程度也显著提高；
38.(3)根据不同成矿系统的特点，梳理成矿的必要地质条件，特别关注深部壳幔作用对金矿的控制作用，从而可以减小找矿误差，大大的节省人力和物力；
39.(4)采用“协优找矿预测”方法对地球化学数据开展研究，该方法强调变量能够反映主成矿要素，要求变量少而非全面，强调数据之间的相关性提高研究结果的准确度，有利于快速圈定金矿找矿靶区。
40.(5)借鉴综合信息找矿预测方法，对初步圈定找矿靶区内的地球物理信息、遥感信息、重砂信息和已有矿化线索开展综合研究，编制找矿预测相关图件，划分重点靶区和一般靶区，对重点靶区开展野外检查验证，评价其找矿前景。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
42.图1附图为本发明实施例提供的快速圈定金矿找矿靶区的方法流程图；
43.图2附图为实施例1中三叠纪昆南蛇绿混杂岩带动力改造成矿系统成矿模式。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.本发明实施例公开了一种快速圈定金矿找矿靶区的方法，包括如下步骤：
46.(1)收集研究区已有地物化遥资料，在同一比例尺的底图上编修系列图件形成专题底图；据集成物化探成果和重砂测量成果，在专题底图上编绘综合异常图和已知金矿床，形成金矿预测基础图件；
47.其中，系列图件包括地质矿产图、构造建造图、物化探成果图、重砂测量成果图和/或遥感成果图；
48.(2)根据研究区已有地物化遥资料，然后依据构造动力体制划分成矿系统大类；成矿系统大类再依据成矿机理划分成矿系统；
49.其中，成矿系统大类伸展构造成矿系统、挤压构造成矿系统、走滑构造成矿系统、隆升构造成矿系统、沉降构造成矿系统、大型韧性剪切成矿系统和/或陨击构造成矿系统；成矿系统包括岩浆成矿系统、热液成矿系统、沉积成矿系统、生物成矿系统和/或改造成矿系统；
50.(3)根据成矿系统和研究区已有地物化遥资料在研究区内选择典型矿床，然后开展野外调查，采集样品、并进行测试，输出测试结果；由测试结果输出金矿产出的地质背景，并进行硫、铅同位素地球化学示踪研究，输出金矿成矿时代和矿床成因；由矿床成因建立典型矿床成矿模式和典型矿床找矿模式；
51.其中，采集样品包括在典型矿床的顶板采集测年样品，然后在测年样品周围均匀采集化学；测试包括取化学样品进行主量元素分析、稀土元素分析、微量元素分析、硫同位素分析、铅同位素分析；取测年样品进行锆石la-icp-ms测年分析和40ar-39ar同位素测年分析；
52.(4)根据成矿系统建立成矿系统成矿模式，并提取异常系列；结合成矿系统成矿模式、典型矿床成矿模式和典型矿床找矿模式以及异常系列建立成矿系统找矿模型；在成矿
系统找矿模型基础上根据成矿作用得到成矿地质必要条件；
53.异常系列包括地球化学异常、地球物理异常、遥感异常和/或重砂异常；成矿作用包括地层-构造-岩浆作用和/或深部壳幔作用。
54.(5)对研究区金矿床的异常元素进行统计，查明与au的相关元素并计算相关系数；然后由相关系数计算综合预测值，再按照地球化学元素数据处理方法，计算au预测异常下限，进行地球化学异常圈定；
55.其中，相关系数通过r型聚类分析计算；au
预测
56.＝au/au
average
+a*a/a
average
+b*b/b
average
+
…
；式中au为金元素的水系测量原始数值，au
average
为研究区内所有金元素原始数值的平均值；a或b分别为与金矿相关元素的水系测量原始数值，a
average
或b
average
为研究区内与金矿相关元素原始数值的平均值，a为a元素与金元素的相关系数，b为b元素与金元素的相关系数；
57.au
预测
异常下限的计算公式为：异常下限＝x+2*sd；式中x为au
预测
的均值，sd为au
预测
的标准离差(先对数据中的极大/极小值进行剔除，大于/小于三倍标准差的剔除掉，直到无剔除点，然后用均值加2倍标准差求得异常下限)
58.(6)根据成矿地质必要条件和地球化学异常圈定结果初步圈定预测靶区；通过综合信息预测方法确定地球物理异常、遥感异常和重砂异常，然后根据初步圈定预测靶区在金矿预测基础图件基础编制找矿预测图件；根据找矿预测图件确定重点找靶区和一般找靶区，在重点找靶区进行野外检查验证，根据验证结果评价找矿前景。
59.实施例1
60.本发明实施例1以驼路沟金矿为例，提供了一种快速圈定金矿找矿靶区的方法，具体包括如下步骤：
61.(1)驼路沟钴金矿位于地处东昆仑山脉西段，普查区地处昆南陆缘活动带，位于昆南断裂北侧约7km的驼路沟一带。区内构造线方向为近东西向，与区域构造线方向一致。矿区出露地层仅为奥陶－志留纪纳赤台群哈拉巴依沟组，为一套滨海－浅海相碎屑岩，火山岩－碳酸盐岩建造。地层受构造控制明显。区内构造线方向为近东西向，与区域构造线方向一致。区内断裂、褶皱构造较发育，断裂构造主要表现为区域性韧性剪切带和脆性断裂两种形式，而褶皱构造主要以层间小揉皱的形式出现；侵入岩不发育，脉岩较发育；变质作用以区域变质作用为主，存在部分动力变质。
62.根据前面所述成矿系统类型划分原则，将东昆仑西段金矿成矿系统厘定为3大类、4类、6个成矿系统。驼路沟钴金矿成矿系统为三叠纪昆南蛇绿混杂岩带动力改造成矿系统。
63.(2)该成矿系统形成的黑海北金矿床、大灶火沟-黑刺沟金矿床、黑刺沟金矿床、纳赤台金矿床、小干沟金矿床、南沟金矿床等具有十分相似的成矿特征，矿体产于韧性剪切带韧脆性变形转换部位或韧性剪切带旁侧脆性断裂中，围岩多变，不限于某一特定地层，反映成矿主要受韧性剪切带的控制。成矿物质来源于深部变质热液。
64.因此本次预测选定小干沟金矿床为该成矿系统的典型矿床，小干沟金矿床位于昆中深断裂带南亚带西端，属于东昆仑成矿带之雪山峰-布尔汉布达成矿亚带。自晚古生代以来在古特提斯洋闭合后陆-陆碰撞环境下形成了一些造山型矿床，主要受昆中和昆南断裂控制。小干沟金矿受断裂较长时期活动的控制，断裂为含矿热液活动，以及成矿元素的迁移、富集提供了有利通道和储矿空间，形成了一系列在破碎蚀变带、构造裂隙中赋存的石英
脉型矿体，金矿化与硅化、绢云母化、黄铁矿化、毒砂矿化密切相关。通过提取重要的成矿要素，建立的成矿模式如表1。
65.表1小干沟金矿床成矿模式
[0066][0067][0068]
(3)结合该典矿的研究，结合区域资料分析，建立该成矿系统的成矿模式如下：
[0069]
晚三叠世进入古特提斯洋闭合后的后碰撞环境，区域整体处于挤压走滑变形构造应力条件下，昆中和昆南深大断裂活动强烈，导通了深部变质热液，并控制了韧性剪切带的发育。深部变质热液在韧性剪切带的控制下向上运移，并不断萃取围岩—中基性火山岩等岩石中初始富集的金，形成含金变质热液。在韧性剪切带韧脆性变形过渡地带或其旁侧脆性断裂、构造裂隙或层间构造带，由于压力的降低以及含金变质热液温度的降低，金等成矿
元素沉淀成矿(如图2所示)
[0070]
该成矿系统形成于晚三叠世后碰撞造山环境，受后碰撞阶段拆沉作用引起的强烈壳幔物质交换作用控制。εhf(t)为正值的区域可作为该成矿系统找矿预测的有利条件。昆北、昆中和昆南深大断裂导通了深部变质热液，并促使前期韧性剪切带复活，控制了深部变质热液的运移，变质热液在上升过程中不断萃取围岩中的有益元素，形成含金热液，在韧性剪切带韧脆性变形转换部位或韧性剪切带旁侧脆性断裂中富集成矿。深大断裂是主要控矿构造，韧性剪切带及次级脆性断裂、构造裂隙或层间破碎带等则是良好的储矿构造。构造活动为该成矿系统提供了重要物质来源，成矿物质主要来源于深部，地层内中基性火山岩中早期富集的au等成矿物质也可能在成矿过程中被活化、迁移，加入到成矿系统中。
[0071]
该成矿系统的成矿流体为变质流体，围岩蚀变矿化主要发育硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、泥化、黄铁矿化、毒砂矿化等，有遥感蚀变信息异常。矿石矿物成分比较简单，主要为黄铁矿、毒砂，少量自然金、黄铜矿等。地球化学综合预测值异常是十分重要且必要的条件(第四系覆盖区除外)，能够反映线型构造的带状地磁异常梯级带可作为找矿预测的参考依据。
[0072]
根据上述，建立了三叠纪昆南蛇绿混杂岩带动力改造成矿系统找矿预测模型。
[0073]
表2三叠纪昆南蛇绿混杂岩带动力改造成矿系统找矿预测模型
[0074]
[0075][0076]
(4)然后，利用“协优预测方法”，确定东昆仑西段金矿组合元素预测指标，对东昆仑西段金矿床(点)au、ag、as、sb、cu五种元素进行了统计(表3)。从中可看出，一般情况下au元素含量越高，as、sb元素含量也就越高。
[0077]
表3东昆仑西段金矿床(矿点、矿化点)水系沉积物测量元素异常统计表
[0078]
[0079][0080][0081]
从金矿床五种元素平均值相关系数(γ1)统计表(表4)可看出，au元素平均值与as
元素平均值相关系数最高达到0.95，其次与sb元素平均值相关系数为0.17。au元素峰值强度总体反映了矿化富集程度，也是成矿的一个重要参数，从金矿床五种元素峰值相关系数(γ2)统计表(表5)可看出，au元素峰值与as元素峰值相关系数高达0.88，其次与sb元素峰值相关系数为0.37，与cu元素峰值相关系数为0.20。为总体反映成矿元素之间的相关系数，采用综合系数(γ＝(γ1+γ2)/2)，具体见表6。
[0082]
表4东昆仑西段金矿五种元素平均值相关系数统计表
[0083]
元素au
average
ag
average
as
average
sb
average
cu
average
au
average
1.00
ꢀꢀꢀꢀ
ag
average-0.021.00
ꢀꢀꢀ
as
average
0.950.011.00
ꢀꢀ
sb
average
0.170.030.231.00 cu
average-0.140.35-0.080.141.00
[0084]
表5东昆仑西段金矿五种元素峰值相关系数统计表
[0085]
元素au
max
ag
max
as
max
sb
max
cu
max
au
max
1.00
ꢀꢀꢀꢀ
ag
max-0.041.00
ꢀꢀꢀ
as
max
0.88-0.021.00
ꢀꢀ
sb
max
0.370.250.511.00 cu
max
0.200.680.150.311.00
[0086]
表6东昆仑西段金矿au、ag、as、sb、cu元素相关系数(γ)统计表
[0087]
元素auagassbcu综合系数(γ)1.00-0.030.920.270.03
[0088]
从表6中可以看出，au元素含量与as、sb元素含量相关性较高，而与ag、cu元素基本不相关。据此，确定的预测组合元素为au、as、sb，综合预测值(au
预测
)采用au/au
average
+0.92*as/as
average
+0.27*sb/sb
average
计算求得。然后，对综合预测值参照一般地球化学元素数据处理的方法，计算au
预测
异常下限，圈定au异常两处。结合上述所建立的成矿系统找矿预测模型，成功预测驼路沟金矿及驼路沟东金矿两个靶区。
[0089]
以驼路沟钴金矿为例，矿区属雪山峰—布尔汉布达华力西—印支期钴、金、铜、玉石(稀有、稀土)成矿带(据青海省三轮区划划分)中的驼路沟钴、铜成矿带。出露地层仅为奥陶－志留纪纳赤台群哈拉巴依沟组，为一套滨海－浅海相碎屑岩，火山岩－碳酸盐岩建造，地层受构造控制明显。前人在该矿区开展了一系列矿产勘查工作，共圈出钴矿体32条，金矿体1条。通过本次预测工作，将驼路沟划为重点靶区，并开展了矿产检查工作。首先在靶区中部哈拉巴依沟组第二、三岩性段接触部位、韧性剪切带、短沟东南侧au含量高值地段开展了1:1万路线地质调查，初步圈定多处au矿化有利地段；然后进一步细化异常，寻找成矿有利地段，在靶区西南部圈定了一条金矿化带，同时对前人1:1万地化剖面au元素高值段和au矿化有利地段(普查区中部侧韧性剪切带)利用1:2千岩石剖面进行检查，圈定出了两条金矿化带，最后对岩石剖面高值段及圈定的矿化带施工槽探工程进行揭露验证，圈定了2条au矿体和5条au矿化体。
[0090]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0091]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。