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        大型露天金屬礦地球化學(xué)成礦預(yù)測模式構(gòu)建

        2019-05-27 11:48:14博,劉
        世界有色金屬 2019年5期
        關(guān)鍵詞:成礦

        張 博,劉 波

        (四川省冶金地質(zhì)勘查局水文工程大隊(duì),四川 成都 610000)

        我國對露天金屬礦的成礦預(yù)測多采用物探技術(shù)完成,雖能探測出礦體的賦存位置,但對于隱伏礦體的找礦效果并不理想。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,為提高區(qū)域找礦效率,諸多學(xué)者進(jìn)行了一系列研究,地球化學(xué)理論便是這一研究成果的集中體現(xiàn)。地球化學(xué)理論能夠根據(jù)礦床的地球化學(xué)異常,對隱伏礦體進(jìn)行綜合預(yù)測[1]?;诖?,為保證大型露天金屬礦的找礦效率,本文設(shè)計(jì)一種地球化學(xué)成礦預(yù)測模式,根據(jù)礦區(qū)的地層、巖體、構(gòu)造特征,建立地球化學(xué)綜合找礦模型。預(yù)測結(jié)果表明,用地球化學(xué)邏輯對露天金屬礦進(jìn)行成礦預(yù)測,能夠準(zhǔn)確找到隱伏礦體的位置,并根據(jù)礦床的賦存特征,預(yù)測金屬礦的成礦總量。說明本文設(shè)計(jì)的地球化學(xué)成礦預(yù)測模式具備有效性,符合實(shí)際推廣應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

        1 某大型露天金屬礦區(qū)的有利成礦信息提取

        本次研究以某大型露天金屬礦區(qū)為參考,礦區(qū)總面積約1200km2,坐標(biāo)范圍為南北3369~4218m、東西5417~6125m,高程為-3654~600m。以該礦區(qū)剖面為初始模型,以金屬礦體為化學(xué)性質(zhì)的連接紐帶,根據(jù)礦體的航磁化極異常現(xiàn)象[2],推斷巖體的形態(tài),再根據(jù)剩余重力的異?,F(xiàn)象推斷礦床的走向及賦存位置。

        依據(jù)地層模型對礦區(qū)的基本礦體單元進(jìn)行限定,將已知礦體的賦存信息作為先驗(yàn)條件,通過已知礦體的圖層疊加特征,得出礦床內(nèi)賦存量最多的礦體,并結(jié)合地球化學(xué)理論,對礦區(qū)內(nèi)地層的金屬礦進(jìn)行分析,如表1所示。

        分析表1可知,礦區(qū)內(nèi)每500m為一個(gè)結(jié)構(gòu)剖面,該大型露天金屬礦區(qū)總共包含高值區(qū)、濃集區(qū)和貧化區(qū)三個(gè)緩沖區(qū),且其中賦存的礦體具有疊加特征。由于巖體結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜,很難直接獲取其有利的成礦信息,為此本文根據(jù)巖體間的分異作用[3],對巖體的分異特征進(jìn)行系數(shù)計(jì)算,并根據(jù)分異系數(shù)的大小,推斷巖體的分布形式與密度。

        表1 某礦區(qū)不同地層的金屬礦賦存

        礦區(qū)內(nèi)的構(gòu)造特征同樣作為成礦信息的參考依據(jù),主要包括斷裂和褶皺兩種。選取200m斷裂緩沖區(qū)作為巖體斷裂帶的表征系數(shù),并用方位異常度表示局部斷裂的特征。經(jīng)統(tǒng)計(jì),該大型礦區(qū)的方位異常度為0.968~0.997,即代表該區(qū)間內(nèi)的礦體質(zhì)量較高,具有采礦意義。

        對于褶皺礦區(qū)的預(yù)測,采用背斜和向斜的賦值區(qū)域作為成礦有利區(qū)間的預(yù)測系數(shù),若礦區(qū)內(nèi)超過76.4%的巖體均為褶皺,則說明該礦區(qū)方位異常度與主干褶皺相疊合,那么將此作為控礦的重要因素,對其有利區(qū)間進(jìn)行測量,以得到準(zhǔn)確的成礦信息,為地球化學(xué)成礦預(yù)測模型的構(gòu)建提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

        2 地球化學(xué)成礦預(yù)測模式構(gòu)建

        根據(jù)地球化學(xué)測定的成礦有利信息顯示,鋁、鎂、鋰、鈹、鎳、元素具有親硫?qū)傩?;鉬、汞、鉑、銠、金具有熱水巖屬性。根據(jù)這一指標(biāo)對上述金屬元素的平均值進(jìn)行計(jì)算:

        式中,r代表金屬礦含量的平均值;Δp代表親硫?qū)傩缘慕饘倥c熱水巖屬性的金屬特征差。

        將r作為參考變量,對礦區(qū)的變異序列進(jìn)行預(yù)測,結(jié)合地球化學(xué)的系數(shù)指標(biāo),最終確定銅、錫、金、銀、汞作為礦區(qū)的成礦預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)。也就是說,保證礦區(qū)內(nèi)銅、錫、金、銀、汞的含量較多,該礦區(qū)便具備實(shí)際勘探與開采意義[4]。

        按照地球化學(xué)的有利度特征,構(gòu)建礦區(qū)成礦的綜合預(yù)測模型,其函數(shù)表達(dá)式如下:

        式中,I代表礦區(qū)成礦預(yù)測模型的函數(shù)表達(dá);max(i)代表金屬元素的最大賦存量。

        經(jīng)過上述定義,選取邏輯信息為i的模式參數(shù)進(jìn)行預(yù)測,保證i的最大化特征,實(shí)現(xiàn)隱伏礦體的準(zhǔn)確預(yù)測。

        3 預(yù)測結(jié)果對比分析

        為保證本文提出的地球化學(xué)成礦預(yù)測模式的有效性,對其預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析,同時(shí)為保證分析結(jié)果的嚴(yán)謹(jǐn)性與說明性,采用物探技術(shù)的預(yù)測結(jié)果作為對比。

        本文預(yù)測模式對該礦區(qū)三疊紀(jì)地層的預(yù)測結(jié)果為:高值區(qū)賦存鎳、鈷、鎢、鉬四種金屬;濃集區(qū)賦存金、銀、鎂三種金屬;貧化區(qū)賦存鎂、鋰、鈹三種金屬。

        物探技術(shù)對該礦區(qū)三疊紀(jì)地層的預(yù)測結(jié)果為:高值區(qū)賦存鎳、銀、鎢三種金屬;濃集區(qū)賦存金、銅、鎂三種金屬;貧化區(qū)賦存金、銀、鋰、鈹四種金屬。

        結(jié)合表1,分析上述預(yù)測結(jié)果可知,本文預(yù)測模式僅在濃集區(qū)的預(yù)測出現(xiàn)一定偏差,沒有預(yù)測到鎂金屬的賦存,但不影響最終的勘探結(jié)果。而物探技術(shù)對三疊紀(jì)地層內(nèi)的所有金屬的賦存都沒有準(zhǔn)確的預(yù)測,高值區(qū)沒有預(yù)測出鉬金屬;濃集區(qū)存現(xiàn)錯(cuò)誤預(yù)測現(xiàn)象;貧化區(qū)預(yù)測出了并不存在的金屬。

        經(jīng)過上述分析,可以確定本文設(shè)計(jì)的地球化學(xué)成礦預(yù)測模式的有效性,與傳統(tǒng)的物探技術(shù)預(yù)測模式相比,能夠更加準(zhǔn)確的劃分金屬礦的成礦范圍,隱伏礦體的預(yù)測效果較為理想。

        4 結(jié)語

        本文對大型露天金屬礦區(qū)的成礦預(yù)測模式進(jìn)行了研究,并利用化學(xué)地球的相關(guān)理論,構(gòu)建了基于地球化學(xué)的金屬礦成礦預(yù)測模式。預(yù)測結(jié)果表明,該預(yù)測模式適用于大型金屬礦區(qū)隱伏金屬礦體的預(yù)測,能夠準(zhǔn)確劃分礦體的賦存范圍,說明該預(yù)測模式具備有效性。希望本文的研究能夠?yàn)榇笮吐短旖饘俚V區(qū)內(nèi)礦體的預(yù)測與勘探提供理論依據(jù)。

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