第四节找矿技术方法与信息提取

第四节找矿技术方法与信息提取
一,找矿技术方法
概念是泛指为了寻找矿产所采用的工作措施和技术手段的总称.
找矿技术方法实施的基本目的是获取矿化信息,并通过对矿化信息的评价研究最终发现欲找寻的矿产.
找矿技术方法按其原理可分为五大类:地质方法,地球化学方法,地球物理方法,遥感方法,工程技术方法.
各类方法对地质体从不同的侧面进行研究,提取矿产可能存在的有关信息,并相互验证,以提高矿产的发现概率.
(一)地质方法
地质方法包括传统的地质填图法,砾石找矿法,重砂找矿法等.以下对各种具体方法分别简述之.
1地质填图法
地质填图法是运用地质理论和有关方法,全面系统地进行综合性的地质矿产调查和研究,查明工作区内的地层,岩石,构造与矿产的基本地质特征,研究成矿规律和各种找矿信息进行找矿.它的工作过程是将地质特征填绘在比例尺相适应的地形图上,故称为地质填图法.
因为本法所反映的地质矿产内容全面而系统,所以是最基本的找矿方法.无论在什么地质环境下,寻找什么矿产,都要进行地质填图.因此,是一项综合性的,很重要的地质勘查工作.
地质填图搞得好坏直接关系到找矿工作的效果.有些矿区由于地质填图工作的质量不高,对某些地质特征未调查清楚,因此使找矿工作失误,国内外都有实例应引以为戒.同时,也有很多实例,通过地质填图而取得可观的找矿效果.
随着高新技术和计算机技术在矿产勘查工作中的普及应用,地质填图正由过去单一的人工野外现场填制向采用遥感技术,野外地质信息数字化,计算机直接成图方面发展,由单一的二维制图向三维,立体制图方向发展.
2砾石找矿法
砾石找矿法是根据矿体露头被风化后所产生的矿砾(或与矿化有关的岩石砾岩),在重力,水流,冰川的搬运下,其散布的范围大于矿床的范围,利用这种原理,沿山坡,水系或冰川活动地带研究和追索矿砾,进而寻找矿床的方法.
砾石法是一种较原始的找矿方法,其简便易行,特别适用于地形切割程度较高的深山密林地区及勘查程度较低的边远地区的固体矿产的找寻工作.
砾石找矿法按矿砾的形成和搬运方式可分为河流碎屑法和冰川漂砾法,以前者的应用相对比较普遍.
1)河流碎屑法
是以各级水系中的冲积砾石,岩块,粗砂为主要观测对象,从中发现矿砾或与矿化有关的岩石砾石,然后逆流而上进行追索,连续地观察其形态,大小及磨圆度,并研究其物质成分和碎屑数量的变化情况.当遇到两条河流的汇合处,要判别碎屑来源,一直逆流追索到砾石不再在河谷中出现,直至发现含矿砾石发源的山坡,继而在山坡上布置比较密集的路线网,详细研究坡积,残积层.对发现的含矿碎屑或矿化碎块,应作标志,并填绘在地表图上,圈定其分布范围,进而推断原生矿床的位置.
2)冰川漂砾法
是以冰川搬运的砾石,岩块为主要观察对象,其方法原理与河流碎屑法类似.
由于冰川堆积一般很厚,冰川运动的方向又并非始终如一,并且后一次冰川往往对前一次冰川沉积物有较大的破坏,因而冰川沉积规律难以掌握,故利用冰川漂砾寻找原生矿的效果欠佳.
3重砂找矿方法
重砂找矿方法是以各种疏松沉积物中的自然重砂矿物为主要研究对象,以实现追索寻找砂矿和原生矿为主要目的的一种地质找矿方法.
重砂法的找矿过程是沿水系,山坡或海滨对疏松沉积物(冲积物,洪积物,坡积物,残积物,滨海沉积物,冰积物以及风积物等)系统取样,经室内重砂分析和资料综合整理,并结合工作区的地质,地貌特征,重砂矿物的机械分散晕或分散流和其他找矿标志等来圈定重砂异常区段,从而进一步发现砂矿床追索寻找原生矿床.
重砂法历史悠久,应用简便,经济而有效,我国人民远在公元前两千年就用以寻找砂金.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.
我国一些重要的固体矿产地的发现,如夹皮沟金矿,赣南的钨矿,山东的金刚石,湖北,广东,广西的汞矿,云南,四川的锆石等都是用重砂法首先发现的.
应用重砂矿物进行找矿的依据是重砂机械分散晕(流)(图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.
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.
重砂法传统的取样研究对象是自然重砂,但目前人工重砂的研究及应用正日益受到人们的高度重视,故重砂法倘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.
人工重砂法是在自然重砂法的基础上发展起来的,并代表了重砂法的发展方向.
通过对人工重砂矿物的研究,重砂法不仅用于直接找矿工作中,提供有用的矿化信息,而且可以进行地层划分,岩体对比,研究矿床成因,总结成矿规律,配合有关资料进行成矿预测等
(二)地球化学找矿法
地球化学找矿法(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的一种找矿方法.
由于成矿元素的原生晕和次生晕的规模比矿体大得多,因而可以给找矿提供较大的目标.并且由于成矿元素分散的介质种类很多以及迁移的距离可以很大,因此通过地球化学晕的研究能发现难识别,新类型的矿床和埋藏很深的矿体.例如水化学法找矿深度可达几百米,所以地球化学找矿法对寻找隐伏矿床或盲矿体非常有效.
地球化学找矿法于二十世纪三十年代在前苏联首先使用,后传到美洲等地.美国发明了原子吸收光谱分析法等先进的分析技术后,促进了本方法的飞速发展.
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.
各种化探方法的具体应用和方法的有效性,取决于是否有相应的采样对象和形成相当的成矿元素分散晕的地球化学前提,如岩石测量法要求有足够的能够采样的岩石露头和形成原生晕的地质条件.因此,在找矿工作中对各种化探方法的选择必须结合研究区的具体地质条件进行.
(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)的目的的一种找矿方法.
物探方法与地质学方法有着本质上的不同,它不是直接研究岩石或矿石,而是通过不同的物理场的研究分析,推测地下的地质特征,其理论基础是物理学,系把物理学上的理论应用于地质找矿.因此,物探具有以下的特点和工作前提:
1物探的特点
1)必须实行两个转化才能完成找矿任务:
⑴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;
⑵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
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
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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:
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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,适用对象等综见表,
(四)遥感找矿法
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遥感找矿法是指通过遥感的途径对工作区的控矿因素,找矿标志及矿床的成矿规律进行研究,从中提取矿化信息而实现找矿的目的的一种技术手段.
遥感找矿是一种高度综合性的找矿方法,必须与地质学原理和野外地质工作紧密结合,才能获得丰富可靠的资料和正确的结论.
遥感找矿的技术路线是以成矿理论为指导,以遥感物理为基础,通过遥感图像处理,解译以及遥感信息地面成矿模式的研究,同时配合野外地质调查及验证和室内样品分析,以保证遥感找矿的有效性
遥感找矿具有视域开阔,经济快速,易于正确认识地质体全貌,对地下及深部成矿地质特征具一定的"透视"能力的特点,并能多层次(地表,地下)多方面(地质,矿产)获取成矿信息.
遥感找矿法是现代高新技术在矿产勘查领域内应用的直接体现:从地质体物理信息的获取,数据处理和判译,直到最后形成各种专门性的成果性图件,整个过程涉及到了现代光学,电学,航天技术,计算机技术和地学领域内的最新科技成果.因此,与传统的找矿方法相比,遥感找矿法具有明显的优势和发展前景.
但需要强调指出的是,迄今为止遥感方法并不是一种直接的找矿方法,其获取的信息多是间接的矿化信息,在矿产勘查工作中,必须与其它找矿方法相配合,才能最终发现欲找寻的矿产.
遥感方法在矿产勘查工作中的具体应用主要有以下3方面:
1进行地质填图
遥感地质填图可以通过两个途径来实现:一是利用高精度摄影机或电视传真机直接摄制遥感图像,或是利用扫描器或传感器获取信息,并经专门的技术处理成图.
通过遥感填图可以较准确地了解各类地质体的宏观特征,校正地面勾绘时因野外观察路线之间人眼可视范围的局限性而造成地质界线推断的错误,并为常规地质填图提供重要的成矿地质信息;此外,应用雷达波束在常规地质填图难以实现的冰雪覆盖的高山区和沙漠地区填绘基岩地质图;利用红外技术填制不同种类的岩石分布的专门性图件;尤其是随着遥感配套技术的不断改进和提高,从不同的高度(航天,航空),不同的方面(地质,物探,化探)进行多层次,全信息的立体地质填图.
2研究区域控矿构造格架,总结成矿规律
遥感解译使用的卫星象片覆盖的范围大,概括性强,为人们宏观地研究区域控矿构造格架,总结成矿规律提供了有利的条件.
遥感图像对于环形,线性构造及隐伏构造的判译尤为简捷准确,环形构造在遥感影像上常表现为圆形,椭圆形色环,色象等,结合地质特征分析可反映不同类型的成矿信息.
通过研究区环形,线性构造的充分判译,可以较好掌握本地区内的控矿构造格架和矿床分布规律.如赣南西华山—杨眉寺地区,通过遥感图像解译发现区内的构造型式主要为一系列的线性及环型构造,并有规律地控制了区内与成矿有关的岩体及矿床的分布(图).
3编制成矿预测图,确定找矿远景区
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 ).
(五)工程技术方法
找矿的工程技术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.
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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(图).
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2)探槽(TC)
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.
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2.浅钻
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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.
(六)找矿技术方法的综合应用
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从上述各种找矿方法的简单介绍中可以看出,各种找矿方法各有其自己的具体研究对象及应用前提,各有所长及不足,多数方法只能从某一方面去研究地质体的特征,从某一方面反映找矿信息.只有合理地选择,综合运用不同的找矿方法,使其相互补充,验证,才能全面客观地认识各种地质现象,更有效地找寻和评价矿床.
找矿方法的综合应用,应是在地质研究的基础上,根据具体的地质条件和自然景观,并结合各种方法的应用前提,正确地配合使用各种方法,从不同的侧面提取各种成矿信息,提高地质研究程度,以达到经济有效地发现矿床的目的.
需强调指出的是,找矿方法的综合应用并不是在同一地区使用的找矿方法越多越好,而是应因地制宜地正确选择合适的找矿方法进行组合.一般来说,找矿方法的选择搭配应从以下三方面进行考虑:
1勘查工作阶段及任务
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不同的勘查工作阶段在研究区范围大小,具体的工作任务,比例尺选择和精度要求等方面均有所不同,这些不同直接影响到有关方法的选择.例如:
区域地质调查阶段是以范围较大的地域为研究区,以成矿带或矿田的确定为目标,工作范围大,地质测量的比例尺较小,工作精度要求低,因此适于采用效率高,费用低的遥感技术,航空物化探,分散流等找矿方法;
矿床普查阶段是以确定矿点是否具有工业意义,能否转入详查为主要任务,工作范围较小,工作的比例尺大,工作精度要求较高,宜于采用大比例尺的地质测量,有针对性的中大比例尺的地面物化探工作,少量的地表坑道或浅钻揭露等.
2研究区地质条件和矿产特征
地质条件主要指控矿地质因素,矿产特征指矿产种类,矿床类型,规模,矿体形态,矿石物化性质及其矿物和化学组分等.上述这些方面对找矿方法的选择有着至关重要的影响.例如:
对于与基性超基性岩体有关的铬铁矿床,可以用磁法首先查明隐伏岩体的空间位置,形态,大小等,在成矿规律研究的基础上,进而用重力测量圈出矿异常,最后用少量的钻探进行验证,揭露及取样;
对于受断裂构造控制的金属硫化物矿床,首先用地质及遥感的方法进行断裂控矿格架的研究,进而用岩石测量,土壤测量,地气测量等化探方法及物探的电法进行矿异常的圈定,最后辅以少量的坑探或钻探进行验证揭露
3研究区内自然条件
地形切割强烈的高山区,一般机械风化作用强烈,通行困难,宜用遥感方法,航空物探,航空化探,自然重砂,水系沉积物测量等,重力法则不宜采用.
对于地形平缓的丘陵地区,一般残坡积发育,基岩出露条件差,化学风化作用强烈,物,化探方法的作用显著,并可采用遥感方法分析控矿的隐伏断裂;
气候条件对找矿方法的选择也有着较大的影响,在潮湿多雨的气候条件下.一般化学风化较为强烈,化探方法中的水系沉积物测量,水化学和土壤地球化学测量等效果较佳,物探的磁法,重力和放射性测量也可视具体情况而采用,但电法则因潮湿容易漏电而很少使用;
植被发育的森林区和第四系大面积覆盖的平原地区,地面地质调查通常无能为力,但遥感方法能发挥其独特的作用,化探中的水化学方法也有一定的效果.物探中的地震,重力法是找油气的主要方法.
二,矿化信息提取
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.
所谓矿化信息提取,即从地质信息中区分矿与非矿信息的工作.
1地质信息
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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:
(1)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;
(2)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以及其相应属性,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三种;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.
1.描述型矿化信息
是指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的那一部分描述型地质信息.
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.
(二)各种矿化信息的提取及评价
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,能够指示矿产存在的那一部分深层次的信息量.
加工型矿化信息最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.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.
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,只有通过对异常的解释评价,才能从中发掘出异常所提供的矿化信息.异常的分析评价一般从以下五方面进行:
(1)异常地质背景的分析
从分析异常的空间分布与地质因素的联系入手,在此基础上进一步判断形成异常的可能原因.各类异常的出现都与一定的地质背景有关.
(2)异常形态,规模和展布
异常的形态往往与产生异常的地质体形态有关,如与断裂构造带有关的异常,往往呈带状分布,与岩浆岩有关的化探异常往往成片分布.所以,据异常的形态,结合地质背景,可对引起异常的源体进行判译.异常规模.一般来说,化探异常的面积越大,则属于矿异常及找到大矿的概率越大.
(3)异常元素组合特征
异常元素组合特征常可反映可能发现的矿化类型的矿化信息.例如SbHgAsAu(Ag)的元素组合异常,可能是热液型金矿床的前缘晕的显示.长江中下游一带的矽卡岩型矿床分布区内,Cu,Ag,Mo元素组合为铜钼矿化的显示,Cu,Ag,Bi为铜矿床的指示元素,Cu,Ag,As,Zn,Mo,Mn元素组合则指示铜铁矿床的存在.
(4)异常的强度和浓度分带特征
在判断矿与非矿异常时,一定要注意异常的结构.凡异常强度高,浓度分带明显,具有清楚的浓集中心的异常,多属具有工业意义的矿异常,否则则多属与某个地质体有关.矿致异常的浓度分带明显时,据分带特征可以进一步发掘,提取一些深层次的矿化信息,如确定元素的水平或垂向分带,判断矿液运移方向,划分前缘晕和尾晕,判断剥蚀深度,追索盲矿体等.
3)物探异常的分析评价
物探异常是地质体物性特征的反映,物探异常具有更复杂的多解性.物探异常分析评价的中心任务是区分出矿与非矿异常,为此首先要结合地质资料,将异常分类,分区分带,对研究区内所有异常的分布,强度及组合特征有概略的了解,在此基础上筛选出与矿有关的矿致异常.一般来说,具备以下条件的异常可能属矿异常:
(1)异常本身的特征,包括异常强度,形态和产状等与已知的矿异常相似,则可认为为地下矿体引起,有必要考虑做进一步的异常查证工作;

(2)异常群的分布排列具一定的规律性,特别是与一定的成矿地质条件有一定的空间联系时.
例如在宽缓磁异常的边缘或背景上,有次级异常呈串珠状"规则"地排列时,很可能反映了侵入体接触带上的矽卡岩型铁矿床的分布;
(3)异常所处的位置具优越的成矿地质条件,例如位于基性,超基性岩带的磁异常可能是岩浆矿床存在的反映,中酸性侵入体与碳酸盐岩层接触带及其附近的磁异常可能是矽卡岩型铁铜矿床的显示.
(4)在异常的评价中,还应特别注意对弱缓异常的研究工作.当矿体埋深较大时,往往表现为弱缓异常,而这正是当前找寻埋深较大的盲矿体的重要线索,我国从低缓异常的分析,研究中已取得了较好的找矿实效,在淮北,邯邢和莱芜等地新增了大量的铁矿储量.
3推测性矿化信息
推测性矿化信息来源比较广泛,它可以是从推测性地质信息中进一步推测提取的矿化信息,也可以是从描述型,加工型矿化信息中进一步推测,提取深层次的矿化信息,甚至对于已有的全部地质信息,矿化信息经进一步的综合,加工处理后,从中提取复合性的合成信息.例如:
遥感地质解译图所具有的有关地质内容就是一种典型的推测性地质信息,通过对遥感地质解译图的进一步分析,就可以从中提取出感兴趣的矿化信息;
已确定的物探,化探异常中的矿致异常是一种加工型矿化信息,经进一步的分析还可以从这些矿致异常中提取出可能发现的矿种,矿体规模,可能的赋存位置,产出特征等更深层次的矿化信息等.
概念推测性矿化信息是在推断所得的有关信息的基础上,经进一步的加工,分析而得到的相对较深层次的矿化信息.
如何识别出信息以及保证所获取的信息的客观性则成为推测性矿化信息提取的基本要求.
为了满足上述两方面的要求,推测性矿化信息的提取必须首先考虑所依据的信息的真实性,如上述的遥感地质解译图是否正确,已确定的物,化,探矿致异常是否真实等,进而结合已知的成矿地质背景和成矿规律,通过慎重,周密的分析,类比和归纳,进行科学的推理,提取深层次的矿化信息.
推测性矿化信息的提取还必须综合各有关方面的信息,通过专门的技术性手段及途径,对已获取的有关数据进行分解,提取,加强,合成等处理,进行数据,资料信息的深加工,从中提取综合性的,新的,深层次的矿化信息,这其实已属于信息合成的研究范畴,具体方法见下节内容.
三,找矿模型的建立
找矿模型是在矿床成矿模式研究的基础上,针对发现某类具体矿床所必须具备的有利地质条件,有效的找矿技术手段以及各种直接或间接的矿化信息的高度概括和总结.
找矿模型是上述找矿技术方法及矿化信息提取研究内容的综合性研究成果的体现,其也是科学找矿的基本内容之一.
找矿模型的基本内容及建模程序
找矿模型是在成矿规律研究的基础上,通过对矿床(体)的地,物,化,遥诸方面信息显示特征的充分发掘及综合分析,从中优先出那些有效的,具单解性的信息作为找矿标志,并在确定了找矿标志和找矿方法的最佳组合后才建立起来的.因此,建立找矿模型需要全面系统的地质研究成果性资料,具体包括地质,物探,化探,遥感等,推断解释的各种理论和数据处理方法等.朱裕生等人(1997)认为找矿模型应包括以下二大方面的内容:
1基本图件
1)与找矿模型相匹配的矿床成矿模式图
2)代表矿床(体)不同埋深赋存地质环境的综合剖面图(包括物,化探资料);
3)典型剖面的物性分层图和综合平面图
4)找矿模型图.
2找矿模型的描述内容:
1)矿床(田)地球物理场特征;
2)矿床(田)地球化学场特征
3)地球物理,地球化学模型
4)找矿的地球物理,地球化学场和遥感影像特征或信息;
5)找矿适用的方法类别,使用的先后次序及其配制等
6)找矿的关键标志
找矿模式的建模程序需经过成矿模式的构置,地质数据的处理,矿与非矿信息的区分,提取,优化和组合,有效找矿标志及找矿方法的确定等步骤,具体如图
(三)找矿模型的分类
据建立找矿模式所使用的资料和种类,找矿的方法手段及当前的地质找矿理论研究现状,找矿模型通常可分为以下五类:
1经验找矿模型
这是目前地质勘查工作中普遍使用的找矿模型.这是在地质概念的基础上通过进一步加强对找矿标志及找矿方法的经验总结而建立的.在地质找矿中,人们其实有意或无意地在运用这种模式.其一般常采用文字或表格(表2)的形式来表示.
2地质—地球物理找矿模型
地质—地球物理找矿模型是勘查目标物及其周围地质,地球物理现象综合在一体的结果,其常以图表的形式表示.它仅对地质体及其相应的地球物理场之间的关系进行描述和综合,一般仅涉及地质体形成的内在机制和成因上的相互关系.地质—地球物理找矿模型发挥了地球物理探矿的优势,把地球物理和地质模型结合为一体,以解决成矿预测和普查找矿中的矿与非矿异常和矿床定量物性参数的推断和估算问题,从而减少物探异常的多解性,提高找矿效果.
3地质—地球化学找矿模型
地质—地球化学找矿模型是将已总结的地球化学标志与矿床地质特征融为一体,并用图表或文字表达出来.地质—地球化学找矿模型应突出矿体不同部位的指示元素分带特征及其与地质体之间的联系,以指导同类矿床的勘查工作.见图
4综合信息找矿模型
上述的地质—地球物理找矿模型以及地质—地球化学找矿模型都是单一的找矿方法和地质相结合的产物,不可避免地都有一定的局限性及片面性,只有将各种找矿方法与地质研究进行综合的结合,才能更好地区分矿与非矿信息,推断和识别隐伏矿床或盲矿床的存在与否,更好地指导预测找矿工作.
综合信息找矿模型是将各种找矿方法获取的矿化信息及其与矿体之间的对应关系用图表或文字的形式进行形象的表述,其可以是地质,物探,化探,遥感等所有信息的综合,也可以是地质,物探,化探等信息的综合(图).综合信息找矿模型的建模难度较大,其常常受到资料的丰富程度的限制,但本类模型符合当前地质找矿工作的实际需要,应是大力提倡,重点发展的一种找矿模型.
5流程式找矿模型
本类找矿模型以系统论作指导,把整个勘查工作视为一个包含众多子系统的大系统,既强调勘查大系统的完整性,又重视勘查子系统(不同勘查阶段,不同勘查技术方法的途径等)的独立性及相互依赖性,既重视勘查工作的循序渐进性,又充分考虑到找矿工作不同阶段在控矿因素,找矿标志,找矿方法上的差异性及特殊性.目前国内外有关这方面已建立的较有影响的具体有赵鹏大院士池顺都教授的"5P"地段逐步逼近法,熊鹏飞教授的勘查模式,前苏联的"预测普查组合"和美国的"三部式"找矿模式等.见P100-103

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