宋威方，劉建中，吳攀，李俊海，王澤鵬，楊成富，譚親平，王大福

(1.湖北省地質(zhì)局第六地質(zhì)大隊(duì)，湖北 孝感 432000；2.貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；3.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局，貴州 貴陽(yáng)550004；4.自然資源部 基巖區(qū)礦產(chǎn)資源勘查工程技術(shù)創(chuàng)新中心，貴州 貴陽(yáng) 550081；5.喀斯特地質(zhì)資源與環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550025；6.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局105地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽(yáng) 550018；7.中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所 礦床地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550002)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求更加迫切。同時(shí)，由于地表和淺表礦逐漸找尋殆盡，“向深部進(jìn)軍”的號(hào)角已經(jīng)吹響，全國(guó)范圍內(nèi)的找礦勘查工作進(jìn)入了“攻深找盲”的新階段，而如何準(zhǔn)確高效地獲取與深部成礦作用有關(guān)的信息成為了制約找礦勘查實(shí)現(xiàn)突破的重要因素，同時(shí)也是亟需解決的重大科學(xué)問(wèn)題。對(duì)于礦(化)體直接出露地表的礦床，利用巖石地球化學(xué)和土壤地球化學(xué)測(cè)量等傳統(tǒng)的測(cè)量方法可以輕而易舉發(fā)現(xiàn)礦致異常。而對(duì)于深埋地下的全隱伏礦體，與礦化有關(guān)的信息到達(dá)地表時(shí)已經(jīng)非常微弱，土壤、水系沉積物和巖石地球化學(xué)測(cè)量很難把這些異常信號(hào)挖掘出來(lái)，亟需開(kāi)發(fā)一種適用于隱伏礦找礦預(yù)測(cè)的地球化學(xué)勘查方法。

早在20世紀(jì)70年代末期，陳國(guó)達(dá)等[1]便提出了構(gòu)造地球化學(xué)的概念，并闡述了構(gòu)造地球化學(xué)在找礦勘查中的應(yīng)用，標(biāo)志著構(gòu)造地球化學(xué)被正式應(yīng)用于地質(zhì)找礦。隨后許多專(zhuān)家和學(xué)者在理論方法、采樣技術(shù)、采樣介質(zhì)和實(shí)際應(yīng)用等方面做出了重要的貢獻(xiàn)并取得顯著的實(shí)際效果[2-10]，如程志中等[10]報(bào)道了在甘肅西和地區(qū)和江西巖背地區(qū)通過(guò)構(gòu)造地球化學(xué)測(cè)量，成功預(yù)測(cè)并實(shí)施鉆探驗(yàn)證了深部隱伏的金礦和錫礦體，實(shí)現(xiàn)了找礦突破，并詳細(xì)論述了網(wǎng)格內(nèi)多點(diǎn)采樣組合分析采樣方法和采樣介質(zhì)(構(gòu)造破碎帶物質(zhì)、裂隙充填物和蝕變巖石等)。然而，根據(jù)團(tuán)隊(duì)多年的找礦預(yù)測(cè)實(shí)踐和野外地質(zhì)調(diào)查的積累、總結(jié)，認(rèn)為傳統(tǒng)的構(gòu)造地球化學(xué)測(cè)量方法雖然對(duì)于基巖區(qū)隱伏礦找礦是一種行之有效的方法，但是由于布點(diǎn)方法、采樣方式、采樣介質(zhì)的選擇和多個(gè)樣品組合分析測(cè)試等局限，如傳統(tǒng)的構(gòu)造地球化學(xué)測(cè)量一般采用固定網(wǎng)格方式布點(diǎn)，單個(gè)采樣點(diǎn)附近采集多個(gè)構(gòu)造地球化學(xué)樣并進(jìn)行組合，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)構(gòu)造的點(diǎn)位則采集巖石樣品作為背景值，雖然采集的都是所謂構(gòu)造地球化學(xué)樣，但是不能保證每個(gè)構(gòu)造樣都有礦致異常，所以這樣的一組樣品進(jìn)行組合必然導(dǎo)致礦化異常信息的弱化。而且傳統(tǒng)的構(gòu)造地球化學(xué)測(cè)量采集的構(gòu)造樣品(以包含方解石或石英細(xì)脈的樣品為例)還包含大量圍巖成分，同樣會(huì)造成礦化異常信號(hào)的降低，不能準(zhǔn)確高效地提取地表非常微弱的與成礦相關(guān)的弱信息。同時(shí)，傳統(tǒng)的構(gòu)造地球化學(xué)測(cè)量主要采集固定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)附近的構(gòu)造地球化學(xué)樣，采樣覆蓋區(qū)域較小(采樣范圍不能有效覆蓋整個(gè)網(wǎng)格區(qū)域)，這樣的采樣方法會(huì)漏掉部分異常信息?；诖?，結(jié)合團(tuán)隊(duì)找礦勘查實(shí)踐，我們提出了構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法[11-12]，該方法的核心在于突出采樣方法的合理性，所有樣品不組合，突出樣品和礦化信息“有”和“無(wú)”的問(wèn)題。

所謂弱信息是相對(duì)于傳統(tǒng)的土壤地球化學(xué)測(cè)量、巖石地球化學(xué)測(cè)量、水系沉積物測(cè)量和構(gòu)造地球化學(xué)測(cè)量所提取的異常，其往往要求異常元素的“高、大、全”，而對(duì)于弱異常和無(wú)異常區(qū)域往往表述和重視程度不夠，乃至得到勘查區(qū)某些具有找礦潛力的區(qū)域被判定為成礦條件差和不利于實(shí)施鉆探工程驗(yàn)證的錯(cuò)誤結(jié)論。比如，在黔西南貞豐縣灰家堡背斜卡林型金礦分布區(qū)，早期的土壤和水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量顯示背斜東段的者相地區(qū) Au-As-Sb-Hg 特征元素組合異常值較低，部分區(qū)域沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常，一度被認(rèn)為成礦條件較差，而在實(shí)施了構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取后發(fā)現(xiàn)本區(qū)域仍然具有較高的組合元素異常梯度，同時(shí)識(shí)別出一條SN向?qū)УV或容礦斷層，經(jīng)找礦預(yù)測(cè)、靶區(qū)優(yōu)選和鉆探驗(yàn)證，在灰家堡背斜東段的者相地區(qū)發(fā)現(xiàn)了深部的多層金礦體，預(yù)測(cè)金資源量超過(guò) 20 t，實(shí)現(xiàn)了找礦突破，同時(shí)也證實(shí)了構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法是一種在基巖出露區(qū)尋找熱液礦床的行之有效的地球化學(xué)勘查方法。構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法的布點(diǎn)方式依然采用傳統(tǒng)網(wǎng)格式，但不拘泥于傳統(tǒng)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)處采樣或者節(jié)點(diǎn)附近采集多個(gè)構(gòu)造樣并進(jìn)行組合分析，構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法要求以網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)為圓心，以 20 m為半徑，在該圓形區(qū)域內(nèi)采集構(gòu)造地球化學(xué)樣品，并且采集的多個(gè)樣品不組合，以化驗(yàn)結(jié)果最大值代表該點(diǎn)的異常值。同時(shí)，構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法采集的構(gòu)造地球化學(xué)樣品不是傳統(tǒng)的包含構(gòu)造介質(zhì)的大塊巖石樣品(如包含方解石脈的大塊灰?guī)r樣品)，而是嚴(yán)格摳取角礫巖、膠結(jié)物、石英和方解石細(xì)脈等介質(zhì)，堅(jiān)決要求不包含圍巖。對(duì)于單個(gè)節(jié)點(diǎn)周?chē)?20 m范圍內(nèi)采集的多件樣品分別做化學(xué)分析。沒(méi)有構(gòu)造樣品的點(diǎn)位則舍棄，允許圖幅內(nèi)有空白區(qū)出現(xiàn)，并以最大的異常值的數(shù)據(jù)和點(diǎn)位坐標(biāo)作為該點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行制圖。該方法不僅補(bǔ)充和完善了傳統(tǒng)構(gòu)造地球化學(xué)測(cè)量方法在采樣介質(zhì)和樣品組合等方面的不足，還能盡可能地獲取與成礦相關(guān)的弱信息,同時(shí)降低勘查成本，具有較好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。

1 構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法的原理

構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法的理論基礎(chǔ)與傳統(tǒng)的構(gòu)造地球化學(xué)測(cè)量有一定相似之處，但在布點(diǎn)方法、采樣介質(zhì)和單個(gè)網(wǎng)格多件樣品組合分析測(cè)試、測(cè)試數(shù)據(jù)的處理方式方面存在較大差異[13-15]。傳統(tǒng)的構(gòu)造地球化學(xué)測(cè)量的工作原理，不同時(shí)代的學(xué)者具有不同的認(rèn)識(shí)，近代學(xué)者在前人認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上做出了補(bǔ)充和創(chuàng)新。陳國(guó)達(dá)等[1]早在20世紀(jì)70年代末期就首先提出構(gòu)造地球化學(xué)的概念。劉泉清[16-17]認(rèn)為，構(gòu)造地球化學(xué)是通過(guò)研究構(gòu)造地球化學(xué)行跡來(lái)闡明化學(xué)元素在構(gòu)造作用過(guò)程中的分布分配、共生組合、遷移富集規(guī)律和演化歷史，并最終指示構(gòu)造地球化學(xué)異常的形成及巖石圈構(gòu)造演化歷史的一門(mén)邊緣學(xué)科。陳國(guó)達(dá)等[18]認(rèn)為構(gòu)造地球化學(xué)是研究化學(xué)元素在地質(zhì)構(gòu)造中分散、遷移、分配和富集等關(guān)系的科學(xué)，構(gòu)造地球化學(xué)一方面是研究構(gòu)造作用過(guò)程中化學(xué)元素的遷移轉(zhuǎn)化，另一方面是研究地球化學(xué)過(guò)程中所反映和引起的構(gòu)造作用。章崇真[2]提出構(gòu)造地球化學(xué)是研究地層發(fā)生變形過(guò)程中化學(xué)元素的遷移特征和變化機(jī)制，同時(shí)也是研究地殼運(yùn)動(dòng)與原子和離子等遷移之間的關(guān)系和規(guī)律的科學(xué)。涂光熾[19]認(rèn)為，構(gòu)造地球化學(xué)是探索構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地球化學(xué)行為內(nèi)在聯(lián)系的一門(mén)學(xué)科。徐光榮[20]認(rèn)為構(gòu)造地球化學(xué)是研究在不同層次的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，在不同期次的構(gòu)造作用中，在各種構(gòu)造應(yīng)力作用下化學(xué)元素的地球化學(xué)性狀和行為規(guī)律，以及它們的分布和分配特征。劉洪波等[21]認(rèn)為構(gòu)造地球化學(xué)是研究所有構(gòu)造環(huán)境中化學(xué)元素的遷移、分配、分散和富集規(guī)律及其動(dòng)力學(xué)機(jī)制的一門(mén)交叉學(xué)科。吳學(xué)益[22-24]指出構(gòu)造地球化學(xué)是從構(gòu)成地球的巖石、礦物、元素和同位素在時(shí)空上的運(yùn)動(dòng)和分配入手，用運(yùn)動(dòng)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)解釋地球的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造以及地球的運(yùn)動(dòng)與巖漿作用、變質(zhì)作用和成礦作用之間的關(guān)系。孫巖等[25]指出構(gòu)造地球化學(xué)是研究構(gòu)造作用過(guò)程中元素的時(shí)空分布、演化規(guī)律和成因聯(lián)系的學(xué)科。韓潤(rùn)生[6]認(rèn)為構(gòu)造控礦的物質(zhì)表現(xiàn)通過(guò)構(gòu)造地球化學(xué)現(xiàn)象反映出來(lái)，成礦元素的來(lái)源、遷移、分散和聚集等過(guò)程能解讀地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)展和演化，從而反映出控礦構(gòu)造演化過(guò)程與異常元素的遷移和聚集特征。程志中等[10]認(rèn)為構(gòu)造地球化學(xué)測(cè)量是利用地球化學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的原理和方法，研究化學(xué)元素在各種地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境中的遷移、分配、分散和富集特征及其規(guī)律和過(guò)程機(jī)制的一種方法。

構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法的理論基礎(chǔ)是構(gòu)造破碎帶、斷層、節(jié)理、裂隙發(fā)育的巖石或者地層在含礦熱液遷移的過(guò)程中必然會(huì)留下或多或少氣液活動(dòng)的“痕跡”，含礦熱液在這類(lèi)巖石中活動(dòng)性很強(qiáng)，熱液沿通道垂直向上長(zhǎng)距離遷移，使得成礦的指示性元素被帶至地殼淺部或地表形成包含豐富成礦信息的細(xì)脈、蝕變角礫巖和蝕變巖石等，相對(duì)于構(gòu)造不發(fā)育的圍巖而言，提取的構(gòu)造部位的地球化學(xué)異常(原生暈)不但明顯而且梯度大(圖1)，最能代表礦化異常，從而能為深部隱伏礦找礦預(yù)測(cè)提供相關(guān)信息[11-12,14-15]。所謂的構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取，是相對(duì)于礦石和近礦構(gòu)造介質(zhì)而言的，在基巖覆蓋區(qū)，礦床常常埋藏在地下深處，而與成礦相關(guān)的礦化信息通過(guò)構(gòu)造(斷層、節(jié)理、裂隙、穿層細(xì)脈等)到達(dá)地表時(shí)異常信號(hào)其實(shí)已經(jīng)非常微弱(就是所謂的弱信息)，傳統(tǒng)的構(gòu)造地球化學(xué)測(cè)量采集的樣品是包含了構(gòu)造介質(zhì)的大塊巖石樣品，這種采集方法必然帶來(lái)礦化異常信號(hào)的降低，而構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取中提到的構(gòu)造部位是嚴(yán)格的受構(gòu)造控制的位置(比如采樣介質(zhì)是方解石細(xì)脈，則只摳取方解石脈，細(xì)脈所在的灰?guī)r圍巖則完全不要；若采集的是膠結(jié)物，則斷層或構(gòu)造角礫完全不要)。構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法的理論實(shí)際上就是融合構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、礦床學(xué)和蝕變礦物學(xué)等學(xué)科，辯證地把各種構(gòu)造應(yīng)力下形成的構(gòu)造行跡和該過(guò)程中的元素化學(xué)行為作為一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)進(jìn)行研究，通過(guò)分析構(gòu)造演化史和相應(yīng)的元素組合的遷移、分配和富集規(guī)律，進(jìn)而指導(dǎo)基巖區(qū)全隱伏熱液礦床的找礦預(yù)測(cè)。

圖1 礦致異常示意

2 構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取工作方法

構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法野外采樣要求重點(diǎn)突出布點(diǎn)的合理性、樣品的代表性、采樣介質(zhì)的多樣性，突出樣品的“有”和“無(wú)”(即發(fā)現(xiàn)構(gòu)造就采樣，否則不采樣，允許單個(gè)采樣單元內(nèi)沒(méi)有樣品)和元素異常信息的“有”和“無(wú)”(即有異常信息才使用，有多個(gè)樣品具有異常信號(hào)則使用異常信號(hào)最強(qiáng)烈的樣品代表本采樣單元，單個(gè)采樣單元內(nèi)的樣品不組合，沒(méi)有異常則舍棄)。要求樣品具有較高的代表性，能夠充分地代表采樣單元，并能夠最大程度地反映采樣單元地球化學(xué)異常信息。

2.1 開(kāi)展構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法的前提

構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法適用于在基巖區(qū)尋找與熱液成礦作用有關(guān)的內(nèi)生礦床，在實(shí)施該方法之前，需要查明礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的礦床類(lèi)型，并要求對(duì)這些礦床已具備較高的研究程度。在查明區(qū)域和礦區(qū)地質(zhì)背景、礦床類(lèi)型和成因、礦體就位空間及展布特征、容礦巖石類(lèi)型及其組合、主要控礦和導(dǎo)礦構(gòu)造、成礦模式和成礦元素組合等要素的基礎(chǔ)上，才能根據(jù)上述信息有針對(duì)性地進(jìn)行布點(diǎn)、采樣和確定分析測(cè)試的元素異常組合。而對(duì)于沒(méi)有研究基礎(chǔ)的區(qū)域，則需要對(duì)采集的構(gòu)造地球化學(xué)樣品進(jìn)行全分析(目前能夠分析的 37 種元素)，然后與各種成因的典型礦床的礦化元素組合進(jìn)行對(duì)比分析，初步查明礦床類(lèi)型和成因，再結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、構(gòu)造、地球物理等已有資料進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)。

2.2 布點(diǎn)方法

礦區(qū)范圍內(nèi)實(shí)施構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取工作，其目的是在查明關(guān)鍵構(gòu)造(控礦和導(dǎo)礦構(gòu)造)的展布方向和產(chǎn)狀的基礎(chǔ)上，搞清楚高地球化學(xué)梯度異常帶及其與礦區(qū)內(nèi)主要導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上結(jié)合地質(zhì)、地球物理等資料，圈定并優(yōu)選靶區(qū)和靶位，實(shí)施鉆探工程驗(yàn)證，并最終達(dá)到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)深部隱伏礦體的目的。地球化學(xué)測(cè)量的采樣點(diǎn)布置方式主要包含兩種：規(guī)則網(wǎng)和方格網(wǎng)，前人研究和實(shí)踐認(rèn)為采用方格網(wǎng)的布設(shè)方法，在單個(gè)采樣單元同時(shí)采集多個(gè)構(gòu)造樣品，能夠最大程度地捕捉地球化學(xué)異常信號(hào)，又能兼顧采樣的代表性和均勻性[10]。礦區(qū)內(nèi)通常實(shí)施 1∶10 000 或 1∶5 000 比例尺的構(gòu)造地球化學(xué)測(cè)量，一般采用100 m×40 m 網(wǎng)格單元的方格網(wǎng)，以單個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)為圓心，以 20 m 為半徑，在圓形區(qū)域內(nèi)仔細(xì)尋找各種構(gòu)造類(lèi)型，并采集構(gòu)造化學(xué)樣(圖2)，在構(gòu)造發(fā)育等需要重要控制的地段適當(dāng)加密布點(diǎn)和采樣。

2.3 采樣原則和采樣介質(zhì)

采樣原則：針對(duì)勘查區(qū)采樣網(wǎng)格布設(shè)范圍內(nèi)的采樣介質(zhì)(構(gòu)造巖、蝕變巖石和斷層泥、膠結(jié)物、節(jié)理和裂隙充填物、剪切帶和劈理帶以及各種脈體等) 進(jìn)行全面查找和系統(tǒng)采樣，以單個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)為圓心，以 20 m 為半徑，突出樣品的“有”和“無(wú)”，即在圓形區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)構(gòu)造即采樣，未發(fā)現(xiàn)構(gòu)造和蝕變巖石則不采樣，也不采集新鮮巖塊樣品，要求所有類(lèi)型構(gòu)造控制的介質(zhì)均需采樣，采集的多個(gè)樣品以圓心節(jié)點(diǎn)的編號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行順序編號(hào)，所有樣品不組合，以異常程度最高的樣品和坐標(biāo)代表本采樣點(diǎn)，所有樣品都沒(méi)有異常則舍棄，突出化學(xué)異常的“有”和“無(wú)”，允許存在空白區(qū)。這里提到的異常信息的“有”和“無(wú)”是指異常元素的含量(例如在黔西南卡林型金礦分布區(qū)異常元素為Au、As、Sb、Hg、Tl元素組合)與容礦巖石的背景值相比，接近或低于背景值則視為無(wú)異常，一般以高于背景值 5 倍視為存在異常。這里合理舍棄沒(méi)有異常信號(hào)的點(diǎn)位是為了突出和放大有異常信號(hào)的位置和信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)，沒(méi)有異常信號(hào)的空白區(qū)也不能說(shuō)明該區(qū)域深部就沒(méi)有熱液礦床的存在，具體的礦化異常信息圖件的使用還要結(jié)合控礦構(gòu)造類(lèi)型及其展布特征進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)。采用這種采樣原則的依據(jù)是單個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)采集的多個(gè)構(gòu)造介質(zhì)樣品含礦性或異常梯度存在較大差異，甚至大部分樣品不存在地球化學(xué)異常，這樣的一組樣品若進(jìn)行組合將大大降低組合樣品的異常梯度值，甚至是掩蓋了本來(lái)應(yīng)該存在的地球化學(xué)弱信息。而構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法則關(guān)注樣品的“有”和“無(wú)”的問(wèn)題，突出不同采樣介質(zhì)對(duì)于異常信息的代表性，對(duì)于評(píng)價(jià)何種采樣介質(zhì)能夠更加有效的提取深部成礦弱信息具有重要意義，同時(shí)大大減少的構(gòu)造樣品的數(shù)量，降低了分析測(cè)試成本，這也是構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取相較其他地球化學(xué)測(cè)量的優(yōu)越性之一。

構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取顧名思義，其采樣介質(zhì)主要為各種類(lèi)型構(gòu)造控制的介質(zhì)，主要包括斷裂破碎帶控制的構(gòu)造巖、蝕變巖石、斷層泥、膠結(jié)物、節(jié)理和裂隙充填物、剪切帶和劈理帶以及各種脈體(石英脈、方解石脈和黃鐵礦脈等，主要采集穿層脈)(圖3)。其采集的構(gòu)造地球化學(xué)樣品不是傳統(tǒng)的包含構(gòu)造樣品的大塊巖石樣品(如包含方解石脈的大塊灰?guī)r樣品)，而是嚴(yán)格摳取角礫巖、膠結(jié)物、石英和方解石細(xì)脈等介質(zhì)，堅(jiān)決要求不包含圍巖。對(duì)于單個(gè)節(jié)點(diǎn)附近采集的多件樣品分別做化學(xué)分析，沒(méi)有構(gòu)造樣品的點(diǎn)位則舍棄，允許圖幅內(nèi)有空白點(diǎn)出現(xiàn)，并以最大的異常值的數(shù)據(jù)和點(diǎn)位坐標(biāo)作為該點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行制圖。在滇黔桂卡林型金礦分布區(qū)還應(yīng)該重點(diǎn)采集構(gòu)造蝕變體(SBT)控制的硅化角礫巖，這種蝕變巖石類(lèi)型往往就是礦體或礦化體在地表的露頭，也是重要的找礦標(biāo)志。詳細(xì)描述介質(zhì)樣品所處構(gòu)造的類(lèi)型、性質(zhì)、形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、樣品蝕變類(lèi)型與特征、礦物組成等，標(biāo)注樣品編號(hào)、記錄采樣點(diǎn)坐標(biāo)，并拍下采樣點(diǎn)照片，同時(shí)對(duì)照片進(jìn)行整理保存。對(duì)于斷裂破碎帶和 SBT 控制的角礫巖、斷層泥、蝕變巖石等量大易采集位置，要求采集的樣品質(zhì)量在 300～500 g；對(duì)于膠結(jié)物、節(jié)理和裂隙充填物以及各種細(xì)脈，要求采集的樣品質(zhì)量在10～30 g，以滿(mǎn)足分析測(cè)試的最低樣品質(zhì)量要求。

圖3 構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取采樣介質(zhì)示意

2.4 化學(xué)分析及數(shù)據(jù)應(yīng)用

針對(duì)不同的礦種和礦床類(lèi)型，根據(jù)其特征元素組合將采集的所有構(gòu)造地球化學(xué)樣進(jìn)行化學(xué)分析(例如在黔西南卡林型金礦分布區(qū)主要分析構(gòu)造地球化學(xué)樣品的Au、As、Sb、Hg、Tl元素組合)，而以每個(gè)節(jié)點(diǎn)為中心采集的多個(gè)構(gòu)造地球化學(xué)樣品的分析數(shù)據(jù)，以其異常最大值及其所在位置代表該采樣單元的元素異常值和異常坐標(biāo)，若所有樣品均未有異常，則舍棄該點(diǎn)，查明礦區(qū)成礦信息的“有”和“無(wú)”，允許出現(xiàn)空白區(qū)。使用這種取值方法的理論依據(jù)是：熱液系統(tǒng)進(jìn)入成礦空間之后直到礦液冷卻和礦床形成，越是接近成礦中心或者礦體的采樣介質(zhì)，其元素異常梯度值越高，而采集的構(gòu)造地球化學(xué)樣品的異常值為客觀事實(shí)，除實(shí)驗(yàn)分析測(cè)試造成的誤差外，這種異常信號(hào)沒(méi)有被人為改變，能夠客觀地代表本采樣單元的異常信息，無(wú)需多件樣品組合和異常值平均化。如果將該采樣單元處的多個(gè)樣品組合或者將所有樣品的異常數(shù)據(jù)取平均值之后來(lái)代表該節(jié)點(diǎn)的元素異常梯度值，則會(huì)導(dǎo)致元素異常值被人為的降低甚至消失，同時(shí)，也不能真實(shí)地代表異常梯度最大值所在的坐標(biāo)位置，從而最終造成優(yōu)選的靶區(qū)或者靶位發(fā)生偏離，甚至導(dǎo)致找礦預(yù)測(cè)失敗。

3 構(gòu)造地球化學(xué)異常的地質(zhì)應(yīng)用

以采樣設(shè)計(jì)圖為基礎(chǔ)，增加采樣過(guò)程中獲得的構(gòu)造信息(突出構(gòu)造特色)，以地球化學(xué)圖譜來(lái)代表異常梯度，以單點(diǎn)形式表達(dá)在圖上形成單元素圖，選擇指示元素的單元素圖進(jìn)行組合，形成指示元素多元素綜合信息圖。

構(gòu)造地球化學(xué)元素異常值的高低和變化規(guī)律、數(shù)值突變以及元素組合特征的變化等信息可以為區(qū)域構(gòu)造特征及展布、構(gòu)造含礦性評(píng)價(jià)和隱伏礦體定位預(yù)測(cè)提供判斷依據(jù)。

1)強(qiáng)化弱礦化信息：已有研究顯示構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法能夠更大限度地強(qiáng)化與成礦相關(guān)的異常信息[13-15]。

2)有效預(yù)測(cè)地質(zhì)構(gòu)造及其展布特征：通過(guò)異常數(shù)據(jù)發(fā)生突變、消失、低—高—低等變化，可以推斷斷層、推覆構(gòu)造、背斜和穹隆構(gòu)造的存在，對(duì)于構(gòu)造控制的(巖漿)熱液礦床隱伏礦找礦具有重要意義。

3)查明流體運(yùn)移方向和圈定成礦中心：根據(jù)異常元素的梯度和元素組合變化趨勢(shì)，推斷成礦流體的運(yùn)移方向，并圈出可能的成礦中心。

4)明確礦區(qū)斷裂構(gòu)造的含礦性：斷層一般充當(dāng)(巖漿)熱液礦床的運(yùn)礦或?qū)УV通道和容礦空間，斷裂破碎帶角礫巖、斷層泥、膠結(jié)物和蝕變巖石的構(gòu)造地球化學(xué)元素異?？梢杂脕?lái)推斷該斷裂是否控制著含礦流體運(yùn)移，亦或是本身就是容礦構(gòu)造。

5)圈定異常區(qū)，定位預(yù)測(cè)隱伏礦體：綜合分析礦區(qū)資料，結(jié)合構(gòu)造地球化學(xué)元素異常，圈定找礦靶區(qū)和靶位，經(jīng)反復(fù)推敲后進(jìn)行鉆探工程驗(yàn)證。

4 應(yīng)用實(shí)例

黔西南卡林型金礦分布區(qū)位于滇黔桂“金三角”北部，是金三角最重要的組成部分，截至目前，區(qū)內(nèi)已查明金資源量超過(guò) 720 t[14]，成為我國(guó)重要的產(chǎn)金基地之一。構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法最早應(yīng)用于黔西南卡林型金礦找礦預(yù)測(cè)研究，是來(lái)源于實(shí)踐并反過(guò)來(lái)用于指導(dǎo)本區(qū)找礦勘查實(shí)踐的真實(shí)案例之一。該技術(shù)前后被用于灰家堡金礦田、泥堡金礦、包谷地金礦、架底金礦及蓮花山背斜、戈塘背斜和板其穹隆外圍隱伏礦找礦預(yù)測(cè)工作，均取得了較好的找礦成果，其中灰家堡背斜新增金資源量 100 余t，泥堡新增 48 t ，包谷地新增 30 t ，架底及蓮花山背斜新增 70 余t等，隱伏礦找礦成果顯著[11-12,26-28]。李松濤等[15]報(bào)道了在包谷地金礦區(qū)采用構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法圈定了數(shù)處重點(diǎn)異常區(qū)，后經(jīng)鉆探驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)深部賦存在龍?zhí)督M和 SBT 中的兩層金礦體，預(yù)測(cè)金資源量達(dá)大型規(guī)模。蒙明華[29]報(bào)道了在黔西南轎子山地區(qū)實(shí)施構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法，異常特征與區(qū)域主體構(gòu)造吻合較好，并圈定了 11 處異常區(qū)，新發(fā)現(xiàn)金礦體(點(diǎn)) 4 處(水井灣、轎子山、猴子坡、安者)，預(yù)測(cè)金資源量達(dá)大型規(guī)模(12 t)。李松濤等[15]報(bào)道了通過(guò)構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法結(jié)合探槽工程在泥堡金礦區(qū)外圍圈定了兩個(gè)金礦體，兩個(gè)金礦體均受斷裂破碎帶控制，結(jié)合礦區(qū)已知礦體控礦特征，推測(cè)斷裂深部具有一定的找礦潛力，同時(shí)，對(duì)比了土壤地球化學(xué)測(cè)量和構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法對(duì)于區(qū)域內(nèi)隱伏礦找礦預(yù)測(cè)的實(shí)際效果，認(rèn)為構(gòu)造地球化學(xué)在基巖覆蓋區(qū)對(duì)于深部全隱伏卡林型金礦找礦預(yù)測(cè)具有很好的應(yīng)用前景。本次主要以灰家堡金礦田東段者相預(yù)測(cè)區(qū)為例論述構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法的應(yīng)用效果。

灰家堡金礦田是黔西南乃至整個(gè)滇黔桂“金三角”最重要的卡林型金礦集中分布區(qū)，產(chǎn)出水銀洞和紫木凼等數(shù)十個(gè)金礦床(點(diǎn))。者相預(yù)測(cè)區(qū)位于灰家堡背斜東段背斜傾伏端，背斜兩翼相對(duì)寬緩，背斜軸向 SE 方向轉(zhuǎn)折，地表大部被第四系松散沉積物覆蓋，基巖出露較少，找礦預(yù)測(cè)難度大。早期的土壤地球化學(xué)測(cè)量發(fā)現(xiàn)灰家堡背斜東部(者相地區(qū)) Au-As-Sb-Hg 元素異常組合不明顯(或未發(fā)現(xiàn)異常的存在)(圖4)，同時(shí)，背斜翼間角較寬泛，被認(rèn)為成礦條件較差。后來(lái)在該區(qū)部署了構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取工作，對(duì)區(qū)內(nèi)局部出露的巖石和斷裂帶實(shí)施構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法，在1∶5 000 圖幅上布置 100 m×40 m的網(wǎng)格，系統(tǒng)采集網(wǎng)格節(jié)點(diǎn) 20 m畫(huà)圓范圍內(nèi)的方解石脈和斷裂帶中的方解石細(xì)脈、斷層泥和角礫巖樣品(第四系覆蓋區(qū)未采集樣品)，經(jīng)過(guò)化學(xué)分析，在原來(lái)土壤地球化學(xué)測(cè)量未發(fā)現(xiàn)元素異常的地區(qū)發(fā)現(xiàn)了異常，且異常分布緊鄰背斜軸部和主要斷裂構(gòu)造(圖5)。通過(guò)元素組合異常發(fā)現(xiàn)灰家堡背斜在通過(guò)斷層 F224之后背斜軸轉(zhuǎn)向SE方向，而不是之前一直認(rèn)為的近EW向[30]，同時(shí)調(diào)整了找礦方向，通過(guò)解讀元素異常分布特征發(fā)現(xiàn) F224斷裂應(yīng)該是導(dǎo)礦甚至是容礦斷裂。經(jīng)過(guò)與灰家堡背斜中西部進(jìn)行對(duì)比，認(rèn)為者相地區(qū)仍然具有很好的成礦條件，者相地區(qū)具有一定的找礦潛力，找礦空間向SE方向推進(jìn)了幾十平方千米。后經(jīng)靶區(qū)圈定和鉆探工程驗(yàn)證，在者相地區(qū)深部(1 400 m以淺)發(fā)現(xiàn)多層礦體(圖6)，預(yù)測(cè)金資源量 27 t ，達(dá)大型礦床規(guī)模，實(shí)現(xiàn)了找礦突破。本次構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取除了在者相地區(qū)發(fā)現(xiàn)了元素異常和導(dǎo)礦斷裂，證實(shí)了構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法能夠有效地提取深部成礦弱信息之外，還驗(yàn)證了團(tuán)隊(duì)早期構(gòu)建的灰家堡金礦田卡林型金礦找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型和礦床成礦模式[31]，具有重大的理論和找礦勘查意義。

1—嘉陵江組；2—夜郎組第三段;3—夜郎組第二段;4—夜郎組第一段;5—長(zhǎng)興組及大隆組;6—龍?zhí)督M第三段;7—地層界限;8—性質(zhì)不明斷層;9— 實(shí)測(cè)及推測(cè)正斷層;10—實(shí)測(cè)及推測(cè)逆斷層;11—背斜軸;12—向斜軸;13—超大型金礦床;14—金礦點(diǎn);15—大型汞礦床;16—小型汞礦點(diǎn);17—汞礦點(diǎn);18—鉈礦點(diǎn);19—Au-As-Sb-Hg組合異常;20—礦體就位空間;21—金元素異常;22—砷元素異常;23—銻元素異常;24—汞元素異常

1—嘉陵江組第三段;2—嘉陵江組第二段;3—嘉陵江組第一段;4—夜郎組第三段;5—夜郎組第二段;6—夜郎組第一段;7—地層界線(xiàn);8—實(shí)測(cè)正斷層及編號(hào);9—實(shí)測(cè)逆斷層及編號(hào);10—性質(zhì)不明斷層;11—背斜軸;12—向斜軸;13—探礦權(quán)邊界線(xiàn);14—金元素異常;15—砷元素異常;16—銻元素異常;17—汞元素異常;18—鉈元素異常;19—Au-As-Sb-Hg 組合異常

1—永寧鎮(zhèn)組第一段; 2—夜郎組第三段; 3—夜郎組第二段; 4—夜郎組第一段; 5—大隆組; 6—長(zhǎng)興組; 7—龍?zhí)督M第三段; 8—龍?zhí)督M第二段; 9—龍?zhí)督M第一段; 10—茅口組; 11—構(gòu)造蝕變體(SBT); 12—斷層; 13—礦體; 14—鉆孔及編號(hào)

5 結(jié)論與展望

1)與傳統(tǒng)的地球化學(xué)測(cè)量方法相比，構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法能夠更加有效地獲得與深部成礦作用有關(guān)的弱信息，通過(guò)實(shí)施該方法，我們?cè)趥鹘y(tǒng)的地球化學(xué)測(cè)量方法未發(fā)現(xiàn)異常的區(qū)域發(fā)現(xiàn)了新的異常，說(shuō)明構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法對(duì)提取深部成礦作用相關(guān)的弱信息是行之有效的。

2)在礦床的形成過(guò)程中，構(gòu)造扮演著流體運(yùn)移通道和礦質(zhì)沉淀場(chǎng)所的雙重角色，反過(guò)來(lái)，化學(xué)元素異常的存在及其梯度的規(guī)律性變化可以查明相應(yīng)斷裂構(gòu)造的含礦性、反演成礦流體的運(yùn)移方向和間接指明成礦中心，為靶區(qū)圈定和實(shí)施鉆探驗(yàn)證提供科學(xué)依據(jù)。在者相地區(qū)根據(jù)異常元素的梯度變化規(guī)律重新厘定了灰家堡背斜的沿伸方向，識(shí)別出導(dǎo)礦斷層 F224，重新論證了成礦有利區(qū)，并圈定靶區(qū)實(shí)施工程化驗(yàn)證。

3)經(jīng)大量實(shí)踐證實(shí)構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取方法在黔西南卡林型金礦隱伏礦找礦預(yù)測(cè)中的有效性，該方法可以推廣至全國(guó)乃至全球的基巖出露區(qū)與(巖漿)熱液作用有關(guān)的礦床的隱伏礦找礦預(yù)測(cè)實(shí)踐中去，具有廣闊的應(yīng)用前景。

4)構(gòu)造地球化學(xué)弱信息提取技術(shù)在野外實(shí)際操作起來(lái)對(duì)專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和采樣技術(shù)要求較高，裂隙充填物和穿層脈一般比較細(xì)小(部分小于 1 cm)，剝離難度大，需要投入大量的時(shí)間和人力。同時(shí)，何種采樣介質(zhì)能夠最有效地反映深部成礦弱信息尚需深入的分類(lèi)研究工作。