关于找矿模型的内涵矿床模型综合地质信息预测技术

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( 一) 找矿模型的概念

关于找矿模型，国内虽有众多文献论述，但大多数是针对具体矿床找矿标志和勘查方法陈述的。陈毓川等 ( 1993) 在其《中国矿床成矿模式》专著中对找矿模型概念作了详尽的论述，并指出了建立找矿模型必要的图件和内容。他们主张，“找矿模型突出的是某类矿床的基本要素和找矿过程中特殊意义的地质、物化探和遥感影像等特征及其在空间的变化情况，总结发展该类矿床的基本标志和找矿使用的方法手段”。在成矿模式与找矿模型的关系上，陈毓川等 ( 1993) 也作了精辟的论述，认为“矿床成矿模式是建立找矿模型的地质基础”，“区域成矿模式、矿床成矿模式是矿产勘查的地质理论基础; 找矿模型是矿产勘查工作的实际指导，它是缩小勘查区 ( 或靶区) 甚至发现矿床的择优技术，区域成矿模式和矿床成矿模式的内容只有与找矿模型结合起来，才有可能最大限度地发挥它们的作用”。

本书根据陈毓川等 ( 1993) 对找矿模型的描述与定位，结合美国、俄罗斯对矿床模型的分类，对找矿模型再作进一步剖析。本书之所以要称之为 “找矿模型” ( 图 2 －2) ，旨在突出模型的实用性和实践性，突出模型的找矿功能，体现着我们主要针对具体找矿实践来研究矿床模型的思路，其中包括区域成矿预测 ( 或曰区域找矿) 和局部找矿 ( 或曰矿床普查与勘探) 。

找矿模型是矿床模型的一种重要类型，因此，它的建立和应用，亦必须遵循矿床模型研究的上述3 条基本原则。

图 2 －2 找矿模型与经验模型、理论模型的关系示意图

首先，找矿模型的陈述必须以成因分类为基础，尽可能按矿床地质类型编排。本书正是按照这一原则编排找矿模型的 ( 专栏 2 －3) 。

其次，找矿模型的建立应以实现找矿突破为目的，针对不同勘查阶段不同矿床类型，分阶段、分类型建立。在矿产勘查过程中，大体可以分为区域评价、局部普查和详细勘探 3 个阶段。与之相应，找矿模型可以分为区域找矿模型 ( 区域成矿预测评价模型) 、局部找矿模型 ( 普查找矿模型) 和矿床找矿模型 ( 矿床勘探模型) 。其中，局部找矿模型是选择拟寻矿床最有效的方法组合和标志组合，在局部找矿靶区内圈定或找到矿床勘探基地。因此，局部找矿模型是实现找矿突破的关键，也是本书研究之重点。

最后，经验模型与理论模型的交叉与融合是建立找矿模型的核心。找矿模型这一术语虽然体现了模型的实用性，但也不排除理论 ( 成因) 的探讨。因此，无论是理论模型，还是经验模型，都应纳入找矿模型的范畴，统一到提高找矿实践效果的最终目的上来 ( 图 2 －2) 。

基于以上认识，本书所建立的找矿模型，不管其成熟度如何，均是以经验模型与理论模型的各类信息的兼收并蓄为基础，以找矿为目的，以特征和标志等事实资料为基本内容，以标志、特征、数据组合 ( 不是成因和假设) 为依据形成准则和判据指导找矿。此类模型包括普查模型、预测普查模型，甚至俄罗斯针对矿体建立的模型，都可以归入找矿模型之列。

( 二) 找矿模型的主要内容

根据上述思路，结合国内外矿床模型研究的现状，这里提出了构建找矿模型的基本大纲，指导找矿模型研究。找矿模型研究内容主要包括概述、地质特征、矿床成因和找矿标志。

第一部分是概述，主要要介绍该矿床类型的定义与特点、经济意义、重要矿床或矿区的分布，主要的或代表性的矿床、矿田、矿区或矿带的储量和矿石品位，等等。

第二部分是地质特征，首先介绍该类型矿床产出的区域地质背景，包括矿床或矿区的大地构造环境、地质发展历史、地层分布、区域构造特征、岩浆作用和成矿时代。然后介绍矿床地质特征，包括容矿岩石、矿体产出部位及形态、矿物组合、围岩蚀变、矿石结构和构造、流体包裹体和同位素特征，等等。

第三部分是矿床成因和找矿标志。矿床成因主要包括关于该类矿床各种成因的主要观点及主流观点。找矿标志的核心内容，主要包括:

1) 区域地质找矿标志，即大地构造环境，地层，岩石、岩性及岩相，成矿时代，构造事件，岩浆作用，等等。

2) 局部地质找矿标志，即控制矿床或矿体的断裂和褶皱构造因素，容矿岩石，矿体形态，控矿的岩浆或岩体因素，围岩蚀变，矿石矿物组合及标志矿物，等等。

3) 地球物理找矿标志，即岩石物性特征，各种地球物理异常，岩体、断层、矿层及控矿环形构造在遥感图像上的反映和显示，以及适用的地球物理勘查方法手段，等等。

4) 地球化学找矿标志，即元素异常 ( 原生晕、次生晕、分散流) 、元素组合、重砂矿物异常和重砂矿物组合、同位素特征、指示元素或探途元素、地球化学分带，等等。

上述三部分内容，构成了找矿模型的一个有机整体。根据上述思路及资料的丰富程度，本书确立了 50 个典型成因类型矿床的找矿模型 ( 专栏 2 －3) 。

找矿模型

本节将从找矿标志、找矿模型以及找矿方法组合等3个方面对阳山金矿找矿技术方法进行总结归纳。
10.6.1　找矿标志
主要从地质背景、地质标志、地球物理、地球化学及遥感等5方面总结归纳了阳山金矿区的找矿标志，详见表10.8。
10.6.2　找矿模型
10.6.2.1 地质背景模型
在本章10.2节已对本区成矿地质背景与金成矿的关系进行了分析，但影响武警黄金第十二支队将工作重点转移至本区的因素主要有：
1）本区地处古老的碧口地块边缘。关于太古宇、元古宇绿岩系与金矿的关系前人已做过大量的研究工作，事实上我国众多大、中型金矿也均产于古陆核边缘地区，因此，围绕古老陆核边缘寻找岩金矿床也是我国20世纪80～90年代的一条重要找矿模式。
2）工作区深大断裂发育。深大断裂发育地区是壳幔物质充分交换的活跃区，也是热液矿床的富集区，我国绝大多数金矿床均产于深大断裂附近，因此深大断裂带作为金矿成矿的必要条件早已引起人们的关注。
3）工作区存在区域地球化学异常。前文已述及，本区1:20万金化探异常规模大，强度高，且伴有As,Sb,Bi,Hg异常，此外，金异常沿安昌河－观音坝大断裂呈带状分布（图10.25），显示沿断裂带曾发生金的成矿富集作用。
表10.8 阳山金矿矿床地质－地球物理－地球化学找矿标志

上述几方面的因素是进行找矿选区的基础，因而也可将其作为区域上金矿找矿的背景模型。
10.6.2.2 勘查技术方法模型
（1）地球化学模型
总体而言，阳山金矿区1:5万水系沉积物测量金异常浓集中心与金矿脉有较好的对应关系，因此金异常浓集中心可作为寻找金矿的标志。尤其是规模大（>1km2）、强度高（>16×10-9），沿构造破碎带展布的异常浓集中心一般与矿体均有较好的对应关系。一种情形是金矿脉直接产于异常浓集中心之内，如观音坝一带的2＃和13＃脉（图10.26）；另一种情形是金矿脉产于异常浓集中心之一侧，如安坝矿段305＃脉产于金－10号浓集中心之南，这是因地形而造成的浓集中心飘移，在实际应用中应引起注意。

图10.25 阳山金矿床与地质、地球化学背景关系图

1—深大断裂；2—板块俯冲带；黄线为1:20万地球化学异常
（2）地球物理模型
阳山金矿矿脉一般产于低阻、高极化地质体中。如观音坝一带的2＃和13＃脉均产于极化率大于3%的异常区（图10.26）；Eh-4测量显示金矿脉一般产于视电阻率小于200 Ω·m的部位。

图10.26 阳山矿段矿脉与物化探异常关系图

1—激电异常；2—1:5万水系沉积物异常；3—矿脉及编号
另外，根据激电联合剖面测量可以判断矿体的倾向，通过激电测深、高密度电法等可以反演矿化体在深部的变化情况，在此不再赘述。
（3）遥感模型
在TM731假彩色合成图像上，矿化带为淡灰绿色浅色调异常，在线、环型构造交汇部位为成矿有利部位；矿化蚀变在TM5、TM3波段形成反射峰。因此可以根据蚀变与线环型构造来推断矿化带的可能位置。
10.6.2.3 控矿构造模型
（1）葛条湾、安坝矿段褶皱－断裂复合控矿构造的基本特征
对阳山矿矿带葛条湾、安坝矿段进行1:1万地质填图发现在矿区存在一复式背斜，背斜核部（葛条湾北侧）在1:5万SPOT遥感图像上也清晰地显示出来，该复背斜与断裂复合控矿构造主要有以下特征：
1）复背斜出现于安昌河－观音坝断裂带北侧，背斜枢纽走向与主断裂走向近于一致，总体为NEE向，近于水平，略向E倾伏，褶皱地层为中泥盆统三河口群千枚岩、砂岩、灰岩（图10.27）。

图10.27 阳山金矿控矿模式

2）在横向上，复背斜南翼地层总体较陡，并且受安昌河－观音坝断裂带错动发育不完全；而北翼地层较缓，地层相对出露齐全。在纵向上，该复背斜在安坝东部出露较好，在葛条湾一带由于构造错动南翼缺失，而到草坪梁一带由于D2S5灰岩向南的推覆及覆盖，也造成地层缺失。
3）由于地层受剥蚀程度不同，造成复背斜在地表产出形式上存在差异，其中在葛条湾西部靠近马莲河一带的海拔为1 300m，而在安坝一带海拔为1 900m，所以整个背斜被一个斜向的侵蚀面切割，从而造成在葛条湾一带不同岩性地层出露较多，并且出现了NEE向、NWW 向两组构造共存，而在安坝以东由于地层差异性切割不明显，所以地层类型减少，并且断裂构造也以NEE向构造为主，而NWW向构造不发育。
4）复背斜内部层间滑脱、剪切带为矿体的主要赋存空间，受南侧主断裂的影响，复背斜中产生一系列顺层断层或层间剪切破碎带，构成阳山金矿体的主要容矿空间。
（2）控矿模式的地质意义
阳山金矿褶皱－断裂构造复合控矿模式对于阳山金矿今后的勘探生产具有较为重要的指示意义：
1）复背斜两翼成矿：由于层间破碎带在安坝复背斜两翼均有出现，所以矿体也应在两翼出现，此期我们主要对南翼的305＃脉群进行了勘查工作，而2002年地质调查证实，北翼的矿化破碎带延伸也较长（>2km）,7件拣块分析样品位也较高（0.7×10-6～16.38×10-6），值得进一步工作，但由于主断裂带在南翼，所以南翼矿带仍是阳山矿区的主矿带。
2）矿体靠近复背斜核部趋于变厚：受到挤压后靠近背斜核部容易产生虚脱，所以矿体变厚，而到翼部矿体变薄、尖灭，该特点与澳大利亚本迪戈金矿有相似之处（Boyle,1979），这也是在阳山矿区前排钻孔见矿效果好，而后排钻孔见矿效果较差的主要原因，另外，由于本矿区泥盆系千枚岩易于破碎，所以靠近背斜核部地层产状较为混乱，次级褶皱、断裂也极其发育，这从另一方面也增加了勘查的难度。
3）在垂向上多层矿体并存：由于褶皱造成中泥盆统三河口群千枚岩、砂岩产生一系列近于平行顺层断层或层间剪切破碎带，所以也就形成了多层近于平行的矿体，这也是钻孔ZK170见到多层矿体的主要原因。
阳山矿区断裂－褶皱复合控矿模式是在葛条湾矿段及安坝矿段1:1万地质填图基础之上总结提出的，根据野外地质调查，在观音坝附近由于隐伏岩体的存在，使得构造更进一步复杂化，笔者认为，在观音坝一带隐伏岩体的内外接触带构造以及隐伏岩体内部的断裂构造是控制矿体的主要因素。
10.6.3　地质找矿勘查物化探方法组合流程
1）发现金矿化带：以1:20万水系沉积物金异常为线索并结合遥感异常、航磁异常等分析确定矿化带。
2）发现矿化富集部位：以1:5万水系沉积物测量为主，并配合1:1万激电测量、地电化学测量等确定矿化富集部位。
3）确定赋矿部位并了解其产状：以1:1万岩石地球化学（剖面）测量，结合控矿构造解析、物探剖面测量等确定赋矿部位。
需要指出的是，对上述物化探异常的分析必须建立在对成矿地质条件分析基础之上。因为物探异常存在多解性，尤其是在阳山矿区，由于含碳质千枚岩较为发育，而构造破碎带又含水，所以不能单单利用物探异常指导施工；同时阳山矿区部分地段第四系风成黄土覆盖严重，影响了岩石地球化学测量以及土壤地球化学测量的使用效果，而水系沉积物异常由于常发生漂移，所以地质分析显得至关重要。尤其是对于阳山这种受断裂构造控制明显的金矿床，控矿构造分析对于矿床勘查具有非常重要的作用。

矿床模型综合地质信息预测技术，是由中国地质调查局叶天竺总工程师带领的研究集体在系统总结我国开展全国成矿区划工作以来固体矿产预测的实践经验基础上提出的。方法以地球动力学、成矿动力学和成矿系列理论为指导，深入开展区域地质构造研究，最大限度地分析地质构造的成矿信息，以各级成矿区带为单元，划分主要矿产的矿床预测类型，建立矿床模型，总结区域成矿系列。全面利用物探、化探、遥感等资料所显示的地质找矿信息，运用体现地质成矿规律内涵的预测技术，全面、全过程应用空间数据库及GIS技术，在圈定成矿预测区的基础上估计潜在资源量。

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