地大精品祥解矿产勘查理论与方法 3文档格式.docx

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重砂法是一种具有悠久历史的找矿方法，我国人民远在公元前两千年就用以寻找砂金。

由于重砂法应用简便、经济而有效，因此现今仍是一种重要的找矿方法。

重砂法主要适用于物理化学性质相对稳定的金属、非金属等固体矿产的寻找工作，具体如自然金、自然铂、黑钨矿、白钨矿、锡石、辰砂、钛铁矿、金红石、铬铁矿、钽铁矿、铌铁矿、绿柱石、锆石、独居石、磷钇矿等金属、贵金属和稀有、稀土金属矿产和金刚石、刚玉、黄玉、磷灰石等非金矿产。

重砂矿物找矿的依据是重砂机械分散晕（流）（图3-4-2）的存在：

矿源母体（矿体或其他含有用矿物地质体）暴露地表因表生风化作用改造而不断地受到破坏，在此过程中化学性质不稳定的矿物由于风化而分解、而化学性质相对稳定的矿物则成单矿物颗粒或矿物碎屑得以保留而成为砂矿物，当砂矿物比重大于3时则称为重砂矿物。

这些重砂矿物除少部分保留在原地外，大部分在重力及地表水流的作用下，以机械搬运的方式沿地形坡度迁移到坡积层，形成重砂矿物的相对高含量带，并与原地残积层中的高含量带一起构成重砂矿物的机械分散晕（①机械分散晕，②残坡积重砂矿物分散晕）。

有些矿物颗粒进一步迁移到沟谷水系中，由于水流的搬运和沉积作用使之在冲积层中富集为相对高含量带，构成所谓的机械分散流。

重砂机械分散晕（流）的形成，是矿源母体遭受风化剥蚀的结果，重砂矿物经历了搬运、分选、沉积等综合作用，其分布范围较矿源母体大得多，故成为较易发现的找矿标志，经推本溯源，就可找到原生矿体。

图3-4-2矿床次生分散示意图（据侯德义，1984，有改动））

①—机械分散晕；

②—残、坡积重砂矿物分散晕；

③—生物晕；

④—分散流；

⑤—气晕；

⑥—矿体

重砂法除了可单独用于找矿外，更多的是在区域矿产普查工作中配合地质填图工作和物探、化探、遥感等不同的找矿方法一起共同使用进行综合性的找矿工作。

重砂法按采样对象的不同可分为自然重砂法和人工重砂法两种。

后者是直接从基岩及某些新鲜岩石或风化壳采取样品，以人工方法将样品破碎，从而获取其中的重砂矿物进行研究。

人工重砂法代表了重砂法的发展方向。

（二）地球化学找矿方法

地球化学找矿方法（又称地球化学探矿法，简称化探）是以地球化学和矿床学为理论基础，以地球化学分散晕（流）为主要研究对象，通过调查有关元素在地壳中的分布、分散及集中的规律达到发现矿床或矿体的目的。

图3-4-3表明了贵州安龙地区的地球化学异常分布规律和强度，烂泥沟和戈塘地区分别发现了烂泥沟金矿和戈塘金矿，说明异常和矿床分布吻合的较好。

图3-4-4是地球化学汞气异常联剖图，该图反映了汞气与断裂对应关系。

地球化学找矿法于20世纪30年代在前苏联首先使用，后传到美洲等地。

地球化学找矿法可找寻的矿产涉及金属、非金属、油气等众多的矿种及不同的矿床类型，地球化学方法本身也从单一的土壤测量发展为分散流、岩石地球化学测量、水化学、气体测量等，方法的应用途径也从单一的地面发展到空中、地下、水中等，具体各种化探方法的种类及应用综见表3-4-1。

表3-4-1化探方法的应用及地质效果表

方法

研究寻找的矿种

采样对象

应用范围

应用效果和实例

岩石测量法（原生晕）

铜、铅、锌、锡、钨、钼、汞、锑、金、银、铬、镍、铀、锂、铌、钽等。

铁、非金属开展了试验

岩石、古废石堆、断裂碎屑物等

区域地质测量、矿产普查、含矿区评价、矿床勘探、矿山开采

研究地球化学省、指导探矿工作掘进、找寻盲矿体或追索矿体、评价地质体的含矿性均取得良好效果。

如青城子铅矿

土壤测量法

能寻找的矿种较多，对有色和稀有金属铜、铅、锌、砷、锑、汞、钨、锡、钼、镍、钴和贵金属金、银、黑色金属铬、锰、钒及某些非金属（磷）等矿种均可采用

残坡积层土壤、矿帽

矿产普查、含矿区普查都广泛应用。

配合1∶20万、1∶5万、1∶1万、1∶2000地质填图进行

寻找松散层覆盖下的矿体是一种有效的方法，有时寻找盲矿体也有效。

广西某队应用此法发现一个大型钼钒矿床

水系沉积物测量（分散流）

铜、铅、锌、钨、锡、钼、汞锑、金、银、铬、镍、钴、锂铷、铯、磷等，也可寻找铌、钽、铍等稀有金属矿床

水系沉积物、淤泥等

配合1∶20万～1∶25万区域地质填图或进行区域化探。

方法简单、效率高，是目前区域化探的主要方法

近年来应用于区域地质填图和矿区外围找矿，取得显著成绩。

广东河台金矿就是用此法发现的

水化学测量法（水化学）

迄今仅限于寻找硫化物多金属矿床。

如铜、铅、锌、钼、镍、钴、汞、盐类矿床、石油天然气及铀矿床

水（泉水、地下水、井水等）

在气候比较潮湿，地下水露头条件良好，水文网密度大，而水量小的地区最适用

能指示埋藏较深的盲矿床，在切割强烈的山区，找矿深度可达200m。

如江西省钾盐矿床普查中起了特别重要的作用

生物测量

含铜、铅、锌、钴、钼、镍、钒、铀、锶、钡等元素的矿床

以草木植物或木本植物的叶为主

适用于大比例尺普查找矿

能发现的矿化深度较大，通常能发现深11～15m的矿体，在特别有利的条件下能发现深50m的矿体

气体测量

寻找石油、天然气、放射性元素矿床及含挥发性组分的各类矿床如汞、金、铜及铅、锌、锑、铋、钛、铀、钾盐、硝酸盐等矿床

地面空气、土壤中气体、空气中微尘

地面空气测量对大、中比例尺普查找矿均可采用，土壤中气体测量在含矿区找矿可广泛采用

地面空气测量对大、中比例尺普查找矿能反映出矿床或矿带。

壤中气体测量能圈出矿体大致位置，如白银厂黄铁矿型铜矿

（据侯德义等，1984，有改动）

（三）地球物理找矿方法

地球物理找矿方法又称地球物理探矿方法（简称物探）是通过研究地球物理场或某些物理现象，如地磁场、地电场、重力场等，以推测、确定欲调查的地质体的物性特征及其与周围地质体之间的物性差异（即物探异常），进而推断调查对象的地质属性，结合地质资料分析，实现发现矿床（体）的目的。

图3-4-5表明了胶东地区焦家断裂带中段航空磁测ΔT的120方向的水平导数图，此图反映了焦家断裂带鲜明的航磁异常特征——即北东向的异常带。

物探方法不仅可以提供找矿信息，而且还可以用于划分岩性特征，图3-4-6表明根据高精度磁测可将玲珑花岗岩划分为两大类即中粗粒花岗岩及片麻状花岗岩。

1物探的特点

（1）必须实行两个转化才能完成找矿任务。

先将地质问题转化成地球物理探矿的问题，才能使用物探方法去观测。

在观测取得数据之后（所得异常），只能推断具有某种或某几种物理性质的地质体，然后通过综合研究，并根据地质体与物理现象间存在的特定关系，把物探的结果转化为地质的语言和图示，从而去推断矿产的埋藏情况以及与成矿有关的地质问题，最后通过探矿工作的验证，肯定其地质效果。

（2）物探异常具有多解性。

产生物探异常现象的原因，往往是多种多样的。

这是由于不同的地质体可以有相同的物理场，故造成物探异常推断的多解性。

如磁铁矿、磁黄铁矿、超基性岩，都可引起磁异常。

所以工作中采用单一的物探方法，往往不易得到较肯定的地质结论。

一般情况应合理地综合运用几种物探方法，并与地质研究紧密结合，才能得到较为肯定的结论（图3-4-7）。

（3）每种物探方法都有要求严格的应用条件和使用范围。

因为矿床地质、地球物理特征及自然地理条件因地而异，影响物探方法的有效性。

2物探工作的前提

在确定物探任务时，除地质研究的需要外，还必须具备物探工作前提，才能达到预期的目的。

物探工作前提主要有下列几方面：

（1）物性差异:

被调查研究的地质体与周围地质体之间，要有某种物理性质上的差异。

（2）被调查的地质体要具有一定的规模和合适的深度，用现有的技术方法能发现它所引起的异常。

若规模很小、埋藏又深的矿体，则不能发现其异常。

有时虽地质体埋藏较深，但规模很大，也可能发现异常。

故找矿效果应根据具体情况而定。

（3）能区分异常，即从各种干扰因素的异常中，区分所调查的地质体的异常。

如铬铁矿和纯橄榄岩都可引起重力异常，蛇纹石化等岩性变化也可引起异常，能否从干扰异常中找出矿异常，是方法应用的重要条件之一。

物探方法的适用面非常广泛，几乎可应用于所有的金属、非金属、煤、油气地下水等矿产资源的勘查工作中。

与其他找矿方法相比，物探方法的一大特长是能有效、经济地寻找隐伏矿体和盲矿体、追索矿体的地下延伸、圈定矿体的空间位置等。

在大多数情况下，物探方法并不能直接进行找矿，仅能提供间接的成矿信息供勘查人员分析、参考，但在某些特殊的情况下，如在地质研究程度较高的地区用磁法寻找磁铁矿床，用放射性测量找寻放射性矿床时，可以作为直接的找矿手段进行此类矿产的勘查工作、甚至进行储量估算工作。

在当前找矿对象主要为地下隐伏矿床及盲矿体的局面下，物探方法的应用日益受到人们的重视，促使了物探方法本身的迅速发展，据地质体的物性特征发展了众多的具体的物探方法，物探的实施途径也从单一的地面物探发展到航空物探，地下（井中）物探，水中物探等，探测深度也从n×

10m发展到目前n×

1000m（如大地电磁法）。

具体各类物探方法的种类及应用条件，适用对象等综列于表3-4-2，以供方法选择时参考。

表3-4-2物探方法的应用及地质效果简表

方法种类

优缺点

应用条件

应用范围及地质效果

放射性测量法

方法简便效率高

探测对象要具有放射性

寻找放射性矿床和与放射性有关的矿床，以及配合其他方法进行地质填图、圈定某些岩体等。

对放射性矿床能直接找矿

磁法

（磁力测量）

效率高、成本低、效果好、航空磁测在短期内能进行大面积测量

探测对象应略具磁性或显著的磁性差异

主要用于找磁铁矿和铜、铅、锌、铬、镍、铝土矿、金刚石、石棉、硼矿床，圈定基性超基性岩体进行大地构造分区、地质填图、成矿区划分的研究及水文地质勘测。

如南京市梅山铁矿的发现；

北京市沙厂铁矿远景的扩大；

甘肃省某铜镍矿、西藏某铬矿床、辽宁省某硼矿床应用此法找矿，地质效果显著

自然电场法

装备简便，测量仪器简单，轻便快速、成本低

探测对象是能形成天然电场的硫化物矿体或低阻地质体

于进行大面积快速普查硫化物金属矿床、石墨矿床；

水文地质、工程地质调查；

黄铁矿化、石墨化岩石分布区的地质填图。

如辽宁省红透山铜矿、陕西省小河口铜矿及寻找黄铁矿矿床方面，应用此法地质效果显著

中间梯度法（电阻率法）

探测对象应为电阻率较高的地质体

主要用于找陡立、高阻的脉状地质体。

如寻找和追索陡立高阻的含矿石英脉、伟晶岩脉及铬铁矿、赤铁矿等效果良好，而对陡立低阻的地质体如低阻硫化多金属矿则无效

中间梯度法

（激发极化法）

不论其电阻率与围岩差异如何均有明显反映，对其他电法难于找寻的对象应用它更能发挥其独特的优点

在寻找硫化矿时石墨和黄铁矿化是主要的干扰因素应尽量回避

主要用于寻找良导金属矿和浸染状金属矿床，尤其是用于那些电阻率与围岩没有明显差异的金属矿床和浸染状矿体效果良好。

如某地产在石英脉中的铅锌矿床及河北省延庆某铜矿地质效果显著

电剖面法按装置的不同分为

联合剖面法

在普查勘探金属和非金属矿产及进行水文地质、工程地质调查中应用相当广泛，并在许多地区的不同地电条件下取得了良好的地质效果

其装置不易移动，工作效率低

探测对象应为陡立较薄的良导体

主要用于详查和勘探阶段，是寻找和追索陡立而薄的良导体的有效方法。

如某铜镍矿床应用效果良好。

当矿脉与围岩的导电性无明显差别时，利用极化率ηs（ρs）曲线也能取得好的效果

对称四极剖面法

对金属矿床不如中间梯度和联合剖面法的异常明显

主要用于地质填图，研究覆盖层下基岩起伏和对水文、工程地质提供有关疏松层中的电性不均匀分布特征，以及疏松层下的地质构造等。

如某地用它圈定古河道取得良好的效果

偶极剖面法

主要缺点在一个矿体可出现两个异常，使曲线变得复杂

一般在各种金属矿上的异常反映都相当明显，也能有效地用于地质填图划分岩石的分界面。

在金属矿区，当围岩电阻率很低、电磁感应明显，且开展交流激电法普查找矿时往往采用。

如我国某铜矿床用此法找到了纵向叠加的透镜状铜矿体

电测深法

可以了解地质断面随深度的变化，求得观测点各电性层的厚度

探测对象应为产状较平缓电阻率不同的地质体，且地形起伏不大

电阻率电测深用于成层岩石的地区，如解决比较平缓的不同电阻率地层的分布，探查油、气田和煤田地质构造，以及用于水文地质工程地质调查中。

它在金属矿区侧重解决覆盖层下基岩深度变化、表土厚度等，为间接找矿。

而激发极化电测深主要用于金属矿区的详查工作，借以确定矿体顶部埋深及了解矿体的空间赋存情况等。

如个旧锡矿采用此法研究花岗岩体顶面起伏，进行矿产预测起到了良好找矿效果

（据侯德义等，1984）

（四）遥感找矿方法

图3-4-8是我国内生金属矿床在线性--环形构造上分布的一些例子。

这是遥感技术应用于找矿的直接例证。

应用遥感技术进行成矿预测的关键是建立遥感信息地质成矿模型，即根据遥感影像特征和成矿规律研究程度较高的地区的成矿地质特征的研究，分析主要控矿因素和各种矿化标志，建立矿化信息数据库和遥感地质成矿模式，然后推广至工作程度较差的地区，通过类比，编制成矿预测图，圈定找矿靶区，指导矿产勘查工作。

例如美国科罗拉多州中部贵金属和贱金属试验区，应用卫星影像分析了线性构造和环形构造后，确定了十个找矿远景区、并按成矿条件的优劣分为三级，经地面资料证实，有5个与已知矿区相符（图3-4-9）。

图3-4-9美国科罗拉多地区卫星影像的线性构造和环形构造及

根据卫星影像圈定的10个找矿远景区（据S.M.尼科拉斯，1990）数字表示远景区优先顺序

（五）工程技术找矿方法

工程技术找矿方法主要指地表坑道工程及浅进尺的钻探工程等一类的探矿工程。

地表坑道工程包括剥土、探槽及浅井等。

在找矿工作中，工程技术手段主要用来验证有关的地质认识，揭露、追索矿体或与成矿有关的地质体，调查矿体的产出特征以及进行必要的矿产取样等。

在矿产普查阶段，配合其他找矿方法，通过有限的探矿工程的揭露，可以快速、准确地解决一些关键的找矿问题，如矿体的规模、质量等。

因此，在必要的情况下还尚需使用极少量的地下坑道工程和较深进尺的钻探工程。

1地表坑道工程

1）剥土（BT）

是用来剥离、清除矿体及其围岩上浮土层的一种工程。

剥土工程无一定的形状，一般在浮土层不超过05～1m时应用，其剥离面积大小及深度应据具体情况而定。

剥土工程主要用于追索固体矿产矿体边界及其他地质界线、确定矿体厚度、采集样品等。

2）探槽（TC）

是从地表向下挖掘的一种槽形坑道，其横断面通常为倒梯形，槽的深度一般不超过3～5m。

探槽的断面规格视浮土性质及探槽深度而定。

探槽一般要求垂直矿体走向布置，挖掘深度应尽可能揭露出基岩。

探槽是揭露、追索和圈定残坡积覆盖层下地表矿体及其他地质界线的主要技术手段。

3）浅井（QJ）

浅井是从地面向下掘进的垂直坑道，深度一般不超过20～30m，断面多为矩形、规格较小。

浅井主要用于浮土厚度在5～3m之间的近地表矿体揭露、追索，物化探异常的检查验证工作，也是埋藏较浅、产状平缓的风化矿床、砂矿床的主要勘探技术手段。

2浅钻

这是一种适用于覆盖层较厚的地区，用以采取疏松土样或岩矿样品的手摇钻、汽车钻或其它动力钻机。

浅钻具有设备简单、机动灵活、效率高等特点。

在地下涌水量较大的情况下，浅钻可代替槽探、井探等工程。

浅钻的取样深度一般在100m之内，多用于取样、物化探异常检查验证、矿体及重要地质界线的揭露和追索等方面。

二矿化信息提取

所谓矿化信息提取，即从地质信息中区分矿与非矿信息。

这项工作的正确与否是找矿工作能否取得实效的关键所在。

上述的各种找矿技术方法都是通过获取地质体不同侧面的矿化信息而最终达到发现矿产的目的。

但是，各种找矿方法通过具体的实施首先得到的通常为地质信息。

而并非为矿化信息。

正如矿床（体）是地质体的特殊组成部分一样，矿化信息是地质信息的一部分或蕴藏于地质信息中，大多是通过对地、物、化、遥等资料、数据所反映的地质信息的进一步分析研究，而从中提取出来的。

（一）若干基本概念

1地质信息

是指地质体所显示的特征或利用某种技术手段对地质体的具体度量、推断的结果。

地质信息按其获得的认知途径可分为事实性信息和推测性信息两类。

1）事实性信息

事实性信息反映的是地质体（包括矿体）存在的客观属性和特征，其进一步又可分为：

描述型，其仅是对地质体的客观描述性记录，是进一步从中发掘、获取其它信息的源泉，具体如地质体的形态、规模、产状等；

加工型，其是应用科学的分析、类比、综合、归纳等逻辑推理对描述型信息进行加工后获得的比描述型层次更深的信息，具体如据地层岩性及古生物组合特征对原始沉积环境的恢复、在地球化学分散晕基础上圈定的化探异常等。

2）推测性信息

是指尚未观察到（或未揭露到），而是根据描述型和加工型信息推断的某些地质体可能存在及其相应属性、特征的信息。

例如根据地表观察所见地质体（矿体）的产状、规模、形态（描述型信息）推测其地下的产状、延深特征，据磁法测量的磁异常（加工型信息）推测地下具有的隐伏基性—超基性岩体或矿体等，据遥感图像数据所做的地质解译成果等。

2矿化信息

矿化信息是指从地质信息中提取出来的，能够指示、识别矿产存在或可能存在的事实性信息和推测性信息的总和。

它可以是有关的资料、数据以及对有关数据经深加工后的成果。

矿化信息据其信息来源可分为描述型、加工型矿化信息和推测性矿化信息；

据其信息的纯化程度（可靠性）可分为直接的矿化信息和间接的矿化信息，前者如矿产露头、有用矿物重砂，后者如大多数的物探异常、围岩蚀变、遥感资料等。

一般来说，事实性信息中的描述型信息和直接矿化信息相对应，加工型、推测性信息和间接矿化信息相对应。

因此，矿化信息提取工作的主要研究对象应是具有多解性的加工型和推测性地质信息。

（二）各种矿化信息的提取及评价

1描述型矿化信息

在各种找矿技术手段所获取的大量的描述型地质信息中，有的不需经过进一步的分析、加工，本身就具有直接表明矿产存在与否的信息功能，则称之为描述型矿化信息。

例如野外地质调查、地质测量工作中发现的矿产露头、采矿遗迹、通过探矿工程揭露出的矿体等。

描述性矿化信息也可称之为直接的矿化信息。

地质信息中的描述性矿化信息的识别、获取比较直观、简单，这项工作主要取决于找矿者所具有的知识结构与技术水平。

例如，找矿者只要认识、了解某种矿产的基本特征，就能从众多的野外地质现象中将其矿产露头识别出来。

对描述型矿化信息应做进一步的评价研究工作，以确定有关矿产的成矿类型、空间分布、规模及工业价值大小等。

具体分析、评价内容类同有关的直接找矿标志的分析、研究内容、这里不再赘述。

2加工型矿化信息

加工型矿化信息是从加工型地质信息中提取出来的，其基本的信息基础是描述型地质信息。

从地质体→描述型地质信息→加工型地质信息，已经历了多个信息获取、转换的中间环节，不可避免地已渗杂了一定的干扰信号或假信息，使信息的纯度降低，造成了加工型地质信息的多解性。

加工型矿化信息的提取就是从具多解性的加工型地质信息中区分出矿与非矿信息。

一般来说，人们熟悉的物探、化探、重砂异常等都是加工型地质信息，在应用于指导找矿工作时都必须首先进行异常的分析评价工作，从中区分矿与非矿异常，即提取矿化信息。

加工型矿化信息的提取，必须以地质研究为基础，针对不同的加工型信息的特点，结合研究区内的成矿地质特征及成矿规律进行分析。

以下对重砂异常、化探异常、物探异常等加工型地质信息的分析评价工作分别叙述之。

1）重砂异常的分析评价

（1）对重砂异常的研究，首先要重视异常地区地质背景的分析，同时注意影响重砂矿物分散

晕（流）形成的因素，判断含矿岩体、地层、构造或原生矿床（体）存在的可能性。

（2）对重砂异常本身，则要分析重砂异常的范围和强度，有用矿物种类和含量等。

一般说，

异常的范围大、有用矿物含量高，则反映原生矿床存在的可能性也大。

进一步联系地质地貌特点，则可以判断异常的可能来源；

（3）分析重砂异常矿物的共生组合和标型特征。

重砂矿物的共生组合和标型特征可反映可能的矿化类型。

如锡石、黄玉、电气石、萤石、黑钨矿、白钨矿组合，是与云英岩化有关的石英脉型锡石矿床的特点；

锡石、铌铁矿、钽铁矿、锂辉石、独居石组合，则是伟晶岩型矿床的特征。

常见重砂矿物的组合及可能的矿化类型见表3－15。

矿物标型特征研究意义见前找矿标志一节。

2）化探异常的分析评价

地球化学异常是指某些地区的地质体或自然介质（岩石、土壤、水、生物、空气等）中，指示元素的含量明显地偏离（高于或低于）正常含量的现象。

图3-4-10表示了甘肃礼县金山沟系土壤Au异常图，显然由三个浓度带表示的地球化学异常有着明显的套合特点，高异常的分布区很可能是矿化体存在的重要证据。

化探异常可以是因矿床的存在而产生，也可以仅是指示元素含量的波动变化的反映。

因此