一种密西西比型铅锌矿床找矿预测方法

本发明涉及矿产资源勘探，尤其涉及一种密西西比型铅锌矿床找矿预测方法。

背景技术：

1、密西西比型铅锌矿床通常产于一定层位和岩性内，受断裂和褶皱构造控制明显的一种后生热液矿床。该类型矿床储量较大，是世界上最重要的铅和锌的来源，也是其他金属的重要来源，如银、铜、钡、汞、磷和锑，并正成为重要的关键金属的主要来源，如铟、锗、镓、镉、铊等，它为全球工业发展提供了20％以上的铅锌及关键金属资源，极具经济价值，一直以来备受工业界及学术界的广泛关注。随着国民经济的发展，铅锌和关键金属资源的社会需求正大幅增加，这使得铅锌及关键金属资源供需矛盾日益突出，要求铅锌矿床矿产勘探不得不向快速、准确、节约成本的方向进军，以提供新的铅锌及关键金属资源供给区。

2、传统的地质、物探、化探和遥感综合找矿方法虽然是实现找矿突破的重要手段，但由于该方法存在地质、物探、化探、遥感等多种工作方法均需开展，具有工作手段多，工作周期长，勘探成本高的特点，传统的地物化遥综合勘探方法显然难以适用于密西西比型矿床的找矿勘探，迫切需求节时、高效、低成本找矿方法的出现。研究显示，密西西比型铅锌矿床具有特定的含矿层位，明确的赋矿岩石，受构造控制作用明显，且蚀变和矿化的矿物和元素组合代表性强，因此，以控矿地质要素为核心，建立起地层、岩性、构造和矿化-蚀变四要素叠加的铅锌找矿预测方法，是有效识别铅锌和关键金属矿产成矿有利地段和实现找矿突破的重要手段。

3、目前，国际上对于现存的密西西比铅锌矿床的识别已经建立了相对完备的地、物、化、遥综合找矿方法。然而，由于该类矿床成矿温度低，围岩蚀变弱，蚀变范围小，其蚀变影响的范围超出矿化带的范围不多，由此形成的化探异常尤其是原生晕范围通常较小，地球化学异常分带不明显，在低密度或甚低密度的化探扫面中，尤其是当矿体处于隐伏-半隐伏状态时，有时达不到理想的效果，需进行高密度、深穿透的岩石地球化学测量手段；密西西比型矿床铅锌矿石中大量的矿石类型为脉状、网脉状为主，矿体规模较小，矿体与含矿围岩之间的比重、电性、磁性差异不大，矿体中一般不含炭质，因此重、磁、电法物探一般较难达到良好的效果；遥感方法手段在通常情况下受地表植被或覆盖层的影响较大，传统的大面积低精度遥感解译难以奏效。可见，传统的地、物、化、遥综合找矿勘查方法，找矿方法技术手段多而杂，缺乏明显的针对性和有效性，对于密西西比型铅锌矿床的找矿预测与勘查带来的极大的难度。

4、因此，在区域范围内，如何节约、有效、快速地识别和发现具有找矿潜力的后生热液型铅锌多金属矿化中心，成为当前密西西比型铅锌矿床勘查面临的难题。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种密西西比型铅锌矿床找矿预测方法，用以解决现有找矿方法无法快速识别铅锌和稀散金属矿化中心的问题，有效提高找矿成功率，大大降低找矿成本。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、一种密西西比型铅锌矿床找矿预测方法，包括：

4、步骤1：基于密西西比型铅锌矿床的含矿地层规律，在待勘探区域内确定有利找矿预测区；

5、步骤2：基于明确的含矿岩性特征，在所述有利找矿预测区中确定找矿远景区；

6、步骤3：基于构造控矿规律，在所述找矿远景区内确定找矿靶区；

7、步骤4：在所述找矿靶区内开展矿化和蚀变特征提取，确定矿化和蚀变所在位置区域，从而定位出矿床产出位置。

8、进一步地，还包括步骤5：计算每一个所述矿床产出位置的成矿有利度，估算所述矿床产出位置的成矿概率，按照成矿有利度大小对矿床产出位置进行排序，并根据矿床产出位置的成矿有利度确定下一步勘查顺序。

9、进一步地，步骤1中，通过分析含矿地层的展布特征、产状规律和岩石组合与矿床的产出规律，将含矿地层作为一级找矿预测要素，确定为目标地层，并基于待勘探区域内目标地层各组地层的缓冲区发育范围确定有利找矿预测区。

10、进一步地，步骤1中，对目标地层分布范围做缓冲区处理，缓冲区的方向按照目标地层倾向确定，其缓冲范围按照如下公式计算：

11、s有利区＝s地表+h×cotα

12、其中，s有利区为有利找矿预测区分布范围，s地表为目标地层地表出露范围，h为找矿预测深度，α为目标地层倾角。

13、进一步地，在步骤2中，将碳酸盐岩作为二级找矿预测要素，确定为目标岩性，基于所述有利找矿预测区中目标岩性发育范围确定找矿远景区。

14、进一步地，所述碳酸盐岩包括白云岩和灰岩两种岩性，将灰岩作为寻找高品位块状矿体的目标岩性，将白云岩作为寻找低品位脉状矿体的目标岩性。

15、进一步地，步骤3中，基于找矿远景区内发育的断裂和褶皱构造特征，确定控制矿体就位的关键构造或关键构造组合为目标构造，在找矿远景区内确定找矿靶区；所述关键构造为断裂和褶皱，将所述断裂和褶皱作为三级找矿预测要素。

16、进一步地，步骤3中，基于找矿远景区内构造与矿床分布规律，对断裂和褶皱进行缓冲区处理，根据缓冲区边界范围修订找矿靶区。

17、进一步地，步骤3中，所述确定控制矿体就位的关键构造或关键构造组合，在找矿远景区内确定找矿靶区，包括：

18、当断裂与褶皱交汇时，在此第一构造组合部位以及周边缓冲区范围内，划定一级有利靶区；

19、当断裂与断裂交汇或者褶皱与褶皱交汇时，在此第二构造组合部位以及周边缓冲区范围内，划定二级有利靶区；

20、当单独发育断裂或褶皱构造时，在断裂或褶皱的周边缓冲区范围内，划定三级有利靶区；

21、其中，一级有利靶区、二级有利靶区和三级有利靶区内的矿床发育的概率和强度依次变差。

22、进一步地，步骤3中，还包括：在找矿远景区内布置多条勘探线，获取找矿远景区内的纵向地层剖面，基于纵向地层剖面，识别目标岩性的上覆地层以及下伏地层的岩性，并根据目标岩性的上覆地层、下伏地层的岩性及层厚，确定找矿靶区的纵向发育边界。

23、进一步地，步骤4中，在所述找矿靶区内开展矿化和蚀变特征提取的手段包括地球化学信息提取和遥感蚀变信息提取，并基于提取的地球化学信息和遥感蚀变信息叠加耦合定位出矿床产出位置。

24、进一步地，步骤4中，利用岩石地球化学测量元素迁移范围有限的特征，精准定位矿化和蚀变所在位置。

25、进一步地，步骤4中，基于所述地球化学信息提取，获得ca、mg、si、ba、fe岩性元素异常信息，验证地层岩性特征，对所述步骤2中明确的含矿岩性特征进行验证，修订所述找矿远景区的范围。

26、进一步地，步骤4中，基于所述地球化学信息提取，获得pb、zn、ag、cu、fe矿化元素异常信息，基于提取到的矿化元素异常信息在找矿靶区内绘制矿化蚀变异常分布图，从而确定找矿点位。

27、进一步地，步骤4中，采用基于窗口的局部奇异性指数方法提取地球化学信息，奇异性指数可通过下面公式求得：

28、x＝cεα-2

29、式中，x为某一元素含量；ε为局部的尺度，即窗口的边长，根据采样点间距确定；α为奇异性指数，α<2的位置指示元素富集区域，而α>2的位置指示元素贫化区域，α＝2代表无异常区域。

30、进一步地，步骤4中，采用主成分分析法进行遥感蚀变信息提取，基于提取到的主成分信息在找矿靶区内绘制遥感蚀变分布图，并对所述遥感蚀变分布图进行密度分割，得到羟基、铁染蚀变异常图，从而修正找矿点位。

31、进一步地，所述主成分分析法的主成分矩阵通过下式来计算：

32、z=wx

33、rwi＝λiwi

34、其中，假设有m个光谱波段，n个样本，z是主成分矩阵，x是经过标准化处理的光谱波段组成的m×n维矩阵，标准化处理的光谱波段＝(原始光谱波段-原始光谱波段的平均值)/标准差；w为x到z的映射矩阵，由x的特征根λi对应的特征向量wi组成；

35、r为x的协方差矩阵，由下式求得：

36、

37、xt为x的转置矩阵；通过对协方差矩阵r进行特征根λi分解，选取λi＞1对应的特征向量，即可得到映射矩阵w。

38、进一步地，步骤5中，运用学生氏(t)分析提取和处理地层、岩石、构造和矿化-蚀变空间及深部延伸信息，获得有利的矿床产出位置预测区；

39、学生氏统计量t的计算公式如下：

40、

41、其中，t表示学生氏统计量，σ(c)代表标准差；d代表矿床存在；b代表异常存在；代表矿床不存在；表示异常不存在；p代表矿床存在的概率；t用以检验原假设，当t>1.96时，表示在检验水平为0.05条件下拒绝原假设，其t越大，成矿概率越大。

42、与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果之一：

43、a)本发明提供的密西西比型铅锌矿床找矿预测方法，是基于地层、岩性、构造和蚀变-矿化“四要素”找矿预测方法，应用关键地质要素逐步缩小目标，定位密西西比型铅锌矿床产出位置，具体通过利用矿床对地层的选择性，优选有利的含矿地层；利用矿体对含矿岩石的选择性，圈定确定的含矿岩石；结合断裂、褶皱等构造对矿体定位的控制作用，进一步筛选出成矿概率较大的区域；最后，通过矿床自身共伴生的矿化和蚀变矿物所表现出来的地球化学和光谱学特征，利用化探和遥感技术，定位矿床产出位置。

44、b)本发明提供的密西西比型铅锌矿床找矿预测方法，充分利用成矿规律认识，通过层层提取关键控矿要素，能够逐步快速缩小找矿工作区的范围，避免了以往在全区开展地质、化探、遥感和物探工作的工作模式，大大降低了工作量，大幅降低了密西西比型铅锌矿床的勘探成本。

45、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。