第二章 矿产勘查的理论基础.doc
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1、第二章 矿产勘查的理论基础第一节 矿产勘查的地质基础一、 矿产勘查的地质条件(一)地层条件1 沉积矿床富集的时代特征:沉积矿床形成和富集的时间是极不均匀的,不同时代的地层只与特定的矿产有关。2 沉积矿床的成矿期和成矿序列:我国沉积矿床明显存在4个成矿期:(1) 前震纪成矿期(早、晚太古代及早元古代),为第一次大的成矿期。(2) 第二个成矿期,包括震旦纪和早古生代。(3) 第三个成矿期,晚古生代-三叠纪。(4) 第四个成矿期,从侏罗纪直到第四纪。铁-锰-磷-铝-煤-铜-盐类的顺序出现的成矿序列 3 成矿期和造山运动的关系。 地壳的周期性发展控制了成矿作用的周期性发展,内生矿床主要形成于地壳构造活
2、动期间,外生矿床则往往形成于两造山期之间。4 地层对层控矿床的控制。 (二)构造条件 1 构造按规模的分类及其对成矿的控制 构造按规模可分为全球性的(即大地构造),区域性的,局部性的以及更小的褶皱、断裂和裂隙构造(小构造)。 岩石圈断裂、地壳断裂、基底断裂、层间滑动断裂(深浅不一)。2 区域性的线性构造和环状构造的意义3 局部构造(小构造)对成矿的控制(1)断裂构造对成矿的控制:压性断裂面常是不透水面,在成矿中“屏蔽”作用;张性断裂空隙利于成矿,单空隙太大,向下延伸太小,也不利于形成规模巨大的品位均匀的矿床,断裂兼具有多种性质。对于矿产勘查来说,最主要的是要寻找成前的和成矿期的断裂构造。(2)
3、褶皱构造对成矿的控制:对内生矿床起控制作用,应注意寻找成矿前的褶皱,尤其是背斜构造,以及能形成有圈闭层、遮挡的剥离空间对成矿最为有利。对外生矿床起改造和破坏作用,着重查明矿化富集和规模增大的地段。(3)裂隙式对成矿的控制:节理、劈理。(三)岩浆条件1岩浆岩的成分特征及其与成矿关系(1)岩浆岩矿物的研究(2)岩浆岩岩石化学的研究岩浆岩酸度的研究:超基性的、基性、中性、酸性。 大体归为两类:一类为地壳型花岗岩(即S型花岗岩),W、Sn、Mo、Bi、Nb、Ta、放射性U亲氧元素;另一类花岗岩(即I型花岗岩)是来自地壳深部或上地幔岩浆源,Cu、Pb、Zn、Au、Ag亲硫元素。岩浆岩碱度的研究 岩浆自变
4、质作用和晚期碱质交代作用有利于Nb、Ta的富集,因此Nb、Ta等元素被认为与碱质交代花岗岩有关。岩浆岩钙碱性的研究(3)岩浆岩挥发分和微量元素地球化学 岩浆岩内挥发分的研究。 成矿元素在岩浆岩中的背景含量的研究。 某些造岩矿物中成矿元素及半生元素的研究。 岩体和某些造岩矿物中元素比值得研究。(4)同位素成分和气液包裹体成分的研究2岩浆岩时代与成矿时代的关系 矿产的富集则与岩浆结晶分异作用的某一阶段或最后阶段有关3岩浆岩的空间分布与成矿的关系及其成矿(分布)规律(1)岩体的空间分布关系及其分布规律 岩体的侵入深度,冷凝深度与成矿。 岩体形态、规模和相带分布与成矿。 对中酸性侵入体则往往是中小型的
5、与成矿关系密切。(2)矿体在岩体内外空间分布的规律 矿床产于岩浆岩内部 矿床产于岩浆岩体与围岩的接触带及其附近(注意:岩体边缘复杂形态的有利部位) 矿床环绕侵入体呈带状分布4火山岩与成矿的关系(1)火山岩的成矿专属性:角砾、云母橄榄岩相中的金刚石矿床;海相火山喷发细碧角斑岩系中的黄铁矿型铜矿;酸性次火山斑岩体中的Cu、Au、Ag等矿床。(2)火山岩空间分布与成矿(3)火山岩产出特征与成矿:海底(相)喷发和陆相喷发由于其形成对外界物化条件的差异,可以形成不同的矿床。(四)岩性条件1岩性条件对内生矿床的影响 透水性好的石灰岩或白云岩、分选很好的砾岩、破碎和具有透水性的熔岩和砂岩层等,都有利于成矿流
6、体的循环和运移,这是岩石物理性质对成矿的影响。 对成矿影响尤为明显的是各种岩性的组合及其空间的排列方式:不同机械强度的岩层呈互层状时,在受力过程中容易形成层间剥离空间、层间断裂和裂隙等提供有利于成矿的空间。具有不同透水性质的岩层组合,其中不透水层起遮挡作用,矿液在其下可透性岩层中聚集沉淀。不同化学性质的岩层组合,有利于集中交代而使矿质富集于特定的层位。不同物理性质和化学性质岩层的组合,可以兼具各有利条件而成矿。2岩性条件对外生矿床的影响 在一定矿质来源的岩石类基础上,由于有利气候和地貌条件使有用矿物和元素富集。3岩性条件对层控矿床的影响(五)岩相-古地理条件1岩相古地理条件对外生沉积矿床的控制
7、 在海侵阶段,在温暖潮湿气候条件下,在古大陆边缘、浅海、滨海地带和淡水湖盆等地形成Fe、Mn、Al、P等矿产;在海侵与海退的过渡阶段,在内陆、盆地和滨海沼泽地带则形成煤矿产;在海退阶段,在干旱的气候条件下,在潟湖和内陆盐湖等地形成各种盐类和石膏矿床;至于油气和铜矿则形成于煤与盐类矿产时期之间的三角洲,内陆大型盆地等环境。如沉积锰矿相带:氧化物相带、硅酸盐矿物相带、碳酸盐矿物相带、硫化物相带2岩相古地理条件对层控矿床的控制(六)风化和地貌条件要研究某一地区风化剖面的风化程度(风化的垂直剖面)要研究风化剖面的保存程度 风化矿床的存在和发育规模,除与气候条件和风化剖面的风化程度有关外,地形相对高差小
8、、剥蚀作用微弱,但又有幅度不大的正常差异运动,促使化学风化逐渐向基岩发展,这样的地区才有利于形成规模大的风化矿床。要研究风化矿床的覆盖和埋藏程度 砂矿床的形成于分布同样与风化作用和地貌条件有关 在地形切割微弱的平缓地区,通常有残积,坡积砂矿床的形成,在低山丘陵地区,河谷发育的壮年阶段,有利于河谷砂矿的形成。(七)变质作用条件与区域变质作用有关的:受变质矿床的区域分布规律主要是受变质前原生矿床的形成条件所控制;变质矿床是经受区域变质作用才形成的矿床。影响变质作用及与之有关的成矿作用的主要因素是温度、压力和具化学活动性的流体,因此应注意:1恢复原岩类型及其建造类型,查明变质建造的含矿特征和有用组分
9、的原岩分布。2分析区域变质强度和变质相带,要划分深、浅变质相带。(八)地球化学条件 研究区域地球化学特征主要是研究区域中化学元素的分布和分配情况,以及迁移和富集活动历史。研究元素的克拉克值和区域地球化学背景。1区域地球化学背景与区域地球化学异常 在一定区域内元素的平均含量即为区域地球化学背景 区域地球化学背景是相对地壳元素平均含量(克拉克值)有高有低,表现出某一元素或某几种元素在某一地区或某些地质体中相对集中或分散(区域地球化学异常) 区域地球化学背景与地壳元素克拉克值比有明显不同的叫区域地球化学异常 规模很大的区域地球化学异常称为地球化学省2地球(1)概念:地球化学异常(简称异常)是指与周围
10、背景相比的一切显著不同,与背景值相比其值可正可负。(2)分类:原生异常、次生异常 原生异常:成矿作用过程中,由于成矿元素及半生元素本身的活动性,以及周围介质的特点,通过渗滤,扩散及气相运移作用,在矿体周围岩石中形成的这些元素的地壳元素异常。原生异常又划分为地球化学省,区域地球化学异常和局部地球化学异常。地球化学省范围大,几千甚至上万平方公里,被认为是地壳形成时就形成的;区域地球化学异常则被认为与某一时代的成矿作用有关;而局部地球化学异常则直接包裹于矿床或矿体四周,因此又被称为原生晕,是寻矿的直接标志。 次生异常:矿床(体)在表生环境下遭受风化、剥蚀等作用,使矿物质及半生元素分散到周围的松散沉积
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