李鵬輝

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟(jì)南 250000）

采礦是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，礦產(chǎn)資源與人們的生活密切相關(guān)。當(dāng)前我國正處于工業(yè)化加速階段，礦產(chǎn)資源需求旺盛，礦產(chǎn)資源需求增長與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)。在云南礦區(qū)開展找礦地質(zhì)研究，為尋找多金屬礦資源提供重要的找礦基地，對發(fā)展我國多金屬工業(yè)和云南少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。

圖1 中斷主要的成礦元素

1 云南多金屬礦床地質(zhì)特征

此次研究以云南寶興廠為例，進(jìn)行多金屬礦床地質(zhì)特征分析，主要內(nèi)容如下所示。

1.1 礦區(qū)地質(zhì)

斑巖銅多金屬礦體系形成，礦石元素復(fù)雜，礦石形成條件獨(dú)特，該區(qū)域?qū)冫惤瓑呀邘r銅(鉬，金)濃度區(qū)，坐落在長江上游鋼板西部，西北走向金沙江艾拉山斷裂區(qū)西北走向，高出海岸斷線區(qū)銳角。

暴露層主要為鄂爾多維亞地層、康朗地區(qū)、青山地層、德文蓮花曲及第四紀(jì)體系。該礦主要在 NE、 NNE、 NEE (或近 EW)等方向發(fā)揮折疊作用，形成巖漿侵入接觸構(gòu)造體系。南北向的聯(lián)絡(luò)區(qū)域很陡，該區(qū)有260 多個(gè)小型巖體，主要侵入奧陶省襄陽地層及德文康隆地層周圍巖層，形成了町昌霄巖體組。

1.2 礦床特征

在東北方向， 寶興廠多金屬沉積物總體分布，金礦礦床上有許多金礦、銅礦、鉬礦、鉛鋅礦和其它礦床，長12 公里，寬2.5 公里。由東北到西南，又分金昌慶-倫敦、漯河山、寶興昌-雙島四礦段。其中，著名的金昌青金礦位于金昌青租盤礦區(qū)[1]，銅鉬礦位于銅鉬礦部分。巖體與周圍巖體的接觸區(qū)，主礦體呈半圓形，東、西聯(lián)絡(luò)區(qū)礦化度較大，礦化度較好，而北、南接觸區(qū)的礦化量表相對較小。

熱液蝕變研究表明，成礦地點(diǎn)和礦體類型不同，熱液蝕變特征不同。巖體外圍可分為不同類型的蝕變帶和侵蝕帶，內(nèi)部可分為強(qiáng)硅化巖芯(中間段)、中段石英鉀(中間段)、絹云母化(中間段)、絹云母化(中間段)三個(gè)弱帶，其中，銅鉬礦體主要產(chǎn)于石英鉀長石絹云母帶的中部和邊緣。元素組合具有明顯的空間分帶性，中段(寶興廠)的成礦元素以以下元素為主：

外圍(寶興廠、欒東山礦)則以銅、金、鉬為主，高溫元素如鐵的組合再向外，主控礦構(gòu)造為馬廠青巖體在受到垂直應(yīng)力的作用，受侵蝕的礦物形成一個(gè)構(gòu)造體系，斑巖型的礦化體主要受地質(zhì)構(gòu)造裂隙控制，接觸交代型的銅鉬礦化主要受接觸帶的地質(zhì)構(gòu)造控制，而石英脈金礦化和蝕變型礦體主要受地質(zhì)構(gòu)造破碎帶及礦層之間滑動帶的控制，遠(yuǎn)接觸帶控制石英脈型金礦化。

1.3 成礦作用

斑巖型銅鉬金礦床與馬廠青深部成巖體在空間上關(guān)系密切，其成礦期近于或晚于成巖期。蝕變礦類型與成礦元素組合呈帶狀分布；研究區(qū)域主要分布的礦物類型為斑巖型鉬礦，在地質(zhì)構(gòu)造裂隙的作用下，銅鉬金礦床的接觸帶分布區(qū)域在伴生金礦床的內(nèi)外。礦床圍巖蝕變主要發(fā)生在接觸帶的周圍，礦層之間的滑動變化影響接觸帶的控制作用，在遠(yuǎn)離接觸帶的圍巖中產(chǎn)石英脈型金礦。

巖石侵入接觸構(gòu)造控礦系統(tǒng)的總體特征是：構(gòu)造樣式是巖漿構(gòu)造在統(tǒng)一動力作用下不斷發(fā)生和發(fā)展的基本構(gòu)造樣式。將斑巖型鉬礦化、接觸交代型銅鉬(伴生金)礦化、近接觸帶破碎蝕變巖型金礦化、遠(yuǎn)接觸帶石英脈型金礦化等構(gòu)造熱液型金礦化研究，礦化元素產(chǎn)物具有由高到低的演化順序。結(jié)果表明：從斑巖型銅鉬礦化到接觸交代銅鉬礦化再到圍巖型熱液脈礦化，成礦流體中的水由單一巖漿水轉(zhuǎn)化為以氫氧同位素組成日益復(fù)雜為特點(diǎn)的巖漿水和大氣降水的混合物，成礦流體中的水逐漸減少，大氣降水逐漸增加。含礦斑巖和金礦流體包裹體中的氫氧同位素組成相似，反映了同一物源——富堿斑巖漿水。

巖流富含硫和碳，大氣流體則缺乏礦化劑，體內(nèi)富堿斑巖體的形成具有重要意義。在一定條件下，巖漿分化為礦化流體，礦化流體作用參與成礦過程。硫鉛碳同位素分析表明，從斑巖成礦→接觸交代成礦→圍巖熱液脈成礦，巖漿強(qiáng)度逐漸降低，圍巖強(qiáng)度逐漸增加。這兩種礦床均為馬廠箐富堿斑巖、斑巖型銅鉬礦床，其稀土元素和微量元素的變化曲線相同。礦成礦作用表明，含礦巖漿上部過程中，在巖漿熱壓作用下，礦液從巖漿結(jié)晶分異和外移。隨著物理化學(xué)條件的變化，不同部位沉積形成不同種類的金屬，導(dǎo)致含礦流體不同，從而形成一系列不同類型的礦床[2]。

其作用機(jī)理雖有差異，但均受同一動力驅(qū)動，且在不同的物理化學(xué)條件下均屬同一構(gòu)造巖漿成礦體系。研究結(jié)果表明，隨著熱液成礦的發(fā)生，巖體內(nèi)部向接觸帶和圍巖地層發(fā)展，巖體內(nèi)部的成礦作用類型、巖體的蝕變以及元素組合明顯地反映了礦床內(nèi)部液體的涌出，在良好的成礦條件作用下，礦床內(nèi)富含多種金屬元素。由此可以判斷出礦化流體物質(zhì)的演變受地質(zhì)構(gòu)造變化影響較大，形成一個(gè)成礦系統(tǒng)是巖體發(fā)展的必然趨勢。區(qū)域性構(gòu)造演化、馬廠青巖體的巖相特征、巖體中強(qiáng)烈硅化核的存在及礦帶西面的雙澳門礦帶塌陷，說明該地區(qū)已有規(guī)模隆起。露天勘探和生產(chǎn)實(shí)踐表明，銅鉬礦床主要發(fā)育在2300 米以上，且呈向東北傾斜、尖滅的趨勢；人頭清-金長慶剖面主要發(fā)育金礦化、鉛鋅礦化和銅礦化三種類型。地面高度2300 米以上，地面含鉬礦2200 米以上，但整體條件較差。

2 找礦預(yù)測方法設(shè)計(jì)

預(yù)測的目的是定量地評價(jià)礦區(qū)內(nèi)所劃礦床的優(yōu)缺點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)景成礦。金及多金屬礦石為主要礦種，應(yīng)用綜合信息預(yù)測理論和方法，對研究區(qū)的金屬礦床和多金屬礦床進(jìn)行定位預(yù)測研究，以指導(dǎo)找礦工作。通過對成礦規(guī)律的分析和找礦模型的建立，提取了影響成礦帶的地質(zhì)變量，通過地質(zhì)變量的合理分布，建立了定位預(yù)測模型，給出了預(yù)測結(jié)果，同時(shí)，還對成礦強(qiáng)度進(jìn)行了分類排序。礦藏預(yù)測的任務(wù)是在前人工作的基礎(chǔ)上，通過資料分析和資料提取，找出資料的相關(guān)特征，對不同類型礦藏的地質(zhì)特征進(jìn)行評價(jià)。很明顯，任何礦產(chǎn)預(yù)測項(xiàng)目的實(shí)施，包括礦種預(yù)測，評價(jià)目標(biāo)的確定，評價(jià)方案的設(shè)計(jì)，評價(jià)方法的選擇，都是基于地質(zhì)知識。

2.1 地質(zhì)變量研究

地理標(biāo)志或圖象的價(jià)值往往隨著空間位置和時(shí)間而變化，即地質(zhì)變量[3]。

定位預(yù)測的本質(zhì)是用數(shù)學(xué)方法對礦床進(jìn)行預(yù)測研究，解決方法是把地質(zhì)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。這一轉(zhuǎn)變就是將地質(zhì)標(biāo)志或地質(zhì)現(xiàn)象作為地質(zhì)變量，尋找其內(nèi)在聯(lián)系，用某種數(shù)學(xué)公式來描述和刻畫其關(guān)系。變量研究包括提取、分配、優(yōu)化等重要內(nèi)容，對地質(zhì)變量的提取與預(yù)測具有直接影響。

對地質(zhì)變量進(jìn)行提取，在正確認(rèn)識成礦規(guī)律、控礦條件和找礦模式的基礎(chǔ)上，根據(jù)各研究區(qū)所收集的文字、圖件、數(shù)據(jù)，選取相同比例的變量，對單位的成礦預(yù)測有利信息進(jìn)行描述。然后，利用巖性特征，提取出不同時(shí)期侵入巖漿巖的巖性，分析了不同方向上斷層的構(gòu)造特征、構(gòu)造走向和傾角的變化，并據(jù)此提取出斷層和傾角的性質(zhì)及變化，分析了金、銀、銅、鉛、鋅等異常，提出了地震預(yù)測的單位變量。參見下表：

表1 變量提取分類表

2.2 變量的賦值模型

由原始數(shù)據(jù)得到的部分變量是文字描述、記錄和解釋的定性變量。不了解數(shù)據(jù)概念，就無法直接處理信息，所以，必須把這些定性描述轉(zhuǎn)換成可處理的數(shù)字模型，并且要保持關(guān)于這些變量和礦化的信息。在此情況下，用數(shù)學(xué)方法將提取的變量分為兩種狀態(tài)，即：

公式（1）中，ijX 表示第i 個(gè)單元在j 號變量上的取值。在此基礎(chǔ)上，將各單元轉(zhuǎn)換為各變量，就能顯示出變量的一些基本特征。該模型不僅可以反映某一單位變量的變化情況，而且還可以反映同一單位變量值的顯示情況。

2.3 找礦預(yù)測

基于以上的基本工作，將各單元按照關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行劃分，然后對各單元進(jìn)行分類。單變量連通性是以單變量為尺度，以單變量為尺度，用來衡量成礦質(zhì)量。預(yù)測流程如下所示：

圖2 預(yù)測流程

其數(shù)學(xué)模型是：

公式（2）中， il 稱為單元聯(lián)系度，它表征了單元成礦概率大?。籮a 為變量權(quán)系數(shù)； ijx 為第i 個(gè)變量在j 個(gè)單元上的取值。

在此基礎(chǔ)上建立了評價(jià)模型，通過兩種優(yōu)化方法得到權(quán)重，計(jì)算各單元間的相關(guān)性。關(guān)聯(lián)程度反映了礦床的成礦率和成礦潛力，基于該模型設(shè)計(jì)的云南多金屬找礦預(yù)測方法，對找礦工作有一定的指導(dǎo)意義。

3 結(jié)束語

基于上述過程完成云南多金屬礦床地質(zhì)特征的分析，以及找礦預(yù)測方法的研究。通過此次研究能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域提供幫助，但是由于研究的預(yù)測方法還存在一定的不足，還需要做進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。