地球化学范文篇1

1矿石组构特征

矿石多呈鳞片状－粒状变晶结构、它形粒状结构、半自形粒状结构。矿石的构造类型多呈角砾状构造、块状构造、脉状构造，次为浸染状、土状、粉沫状构造、千枚状及片状构造。矿石类型按自然类型可分为氧化矿与原生矿两类。氧化矿以金—绢云母石英—褐铁矿组合为特征，原生矿以金—绢云母石英—黄铁矿组合为特征。

2矿床地球化学特征

天彩矿区主要是以Au、Ag、As、Sb、Cu、Ni为主要组分的综合异常，伴生有Cr、Co、Pb、Zn、W、Sn、Bi等元素弱异常，即所分析的14种元素中除Mo外13种元素均有不同程度的异常显示，各元素异常套合较好，异常强度大。其异常特征值见表1。从异常分布特征来看异常带长约9．0km，宽约1．0～2．5km。其东段南侧为铜华山钴多金属矿所致的Co、Cu、Pb、Ni、Cr多金属异常，北铡为另一超基性岩体所致的Cr、Ni、Co多金属异常。而该异常西段则以Au、Ag、Pb、Zn、As、Sb异常组合为主，全区排序第二名的高值大范围Au异常即分布于该区段，判断该异常西段应以寻找蚀变岩型金矿为主攻目标。

3矿产分布规律

根据区域地质、矿床地质特征以及矿床地球化学特征分析可知，天彩金矿分布有以下规律:①矿体受北西向、北西西向断裂控制，金矿化主要分布于北西向、北西西向千糜岩化带、糜棱岩化带及断裂带及层间破碎带内。②赋矿岩石为矿化蚀变绢云母石英片岩及褐铁矿化石英脉，尤其是强糜棱岩化绢云母石英片岩，并发育褐铁矿石英细网脉构成富矿体。③矿体围岩即有面状蚀变，又叠加线状蚀变，面状蚀变金矿化较弱，通过叠加线状蚀变，金矿化明显加强。④地表氧化带中金含量普遍高于地下原生矿金含量，显示出地表有淋滤富集作用。

4结语

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[关键词]地球化学探矿思考

一、地化探矿几个问题的分析

1.矿床区分和矿化异常,是多年来地球化学探矿工作的首要问题,使用当前世界上各种先进的地球化学测量办法可将金属矿床划归为一种地球化学异常。而寻找金属矿床问题,也就可以归结为寻找这种地球化学异常。用各种地球化学测量方法,可以查明各种地球化学异常。但所发现的异常数却要超过工业矿床数的许多倍,并且由于矿床产出的地质条件和景观地球化学条件的不同,往往会出现小矿异常大或大矿异常小的情况。在个别情况下,那种小(弱)异常还可能被天然的和技术上的干扰所掩盖。这就要求查明由一定规模和产出条件的矿床,在地球化学场中所产生的异常,并从发现的大量异常中,划分出那些与工业矿床有关的少量异常来。这就是地球化学异常评价问题。

地球化学异常评价的内容是:(1)定性,即确定异常性质,鉴别矿体异常与非矿异常。非矿异常中,主要是矿化异常,也就是达不到工业要求的矿化所引起的异常。(2)定位,即判断异常与矿体在空间上的关系。(3)定量,即估计矿体的埋深、规模、产状、形态、矿石组分、成因类型等。这三条中,第一条是异常评价的根本问题,对它有两种认识:一种观点是,认为化探能够区分矿体与矿化异常。理由是,元素集中到一定程度才成为矿体,元素组合和含量的变化与矿化应有本质的差异。据称,苏联就解决了异常评价中的这一关键问题。其准则是:a.矿化晕中组分比矿体简单,且异常孤立零散,没有中心,分带不明显。b.组合(累加或累乘)晕指数值的变化曲线在横交矿化走向方向上,不能形成明显的最大值。c.在相似地质条件下,矿化异常规模小。此外,结合构造、岩性、蚀变情况和其他方法,可以有效地鉴别矿体与矿化异常。地球化学障的研究,也可能有助于这种鉴别工作。另一种观点是,元素集中到什么程度就算是矿体,是根据当前采、选、冶的技术水平由人们确定的,今天属于矿化的,将来也可能算做矿体,即认为矿化与矿体没有本质差异,两者的异常不能区分。例如,斑岩铜矿床,平均Cu含量达0.2的矿化斑岩体,与含铜矿床的斑岩体0.4,根据地球化学资料基本上无法区别开来。如在理论上区分矿体与矿化异常是不可能的,而我们在实际运用中却硬要区分,那是徒劳。但如能区分,而人们不想法区分,那便是保守,因此这是个非常值得探讨的问题。

2.地球化学异常模型与实际运用

探寻地球化学异常通过模型设定并在实际中加以运用,是实现这一目标的有效方法。近年来,国内外通过编写例案,建立了一系列矿床地球化学异常模型,这种模型是矿床成因模型的重要组成部分,是成矿的客观表现。它是从大量实际资料中抽取出来的元素地球化学异常共同特点,概括地表达了元素或化合物在不同地区、不同类型金属矿床上,在周围空间上和时间上的变化规律性。它表达了:(1)地球化学异常的几何形态(异常的几何形态,大体上与矿体或矿化带的形态相一致),直观地反映了形成矿体或矿化带或晕的控制因素。(2)组分及其分带性,即对于各种类型矿床原生晕,晕中组分与矿石组分完全一致,并具有明显的垂直和水平的分带性,客观地反映了矿石的成分及矿物的空间分布规律。(3)元素浓度分带特征,即晕中元素浓度随着远离矿体、矿床、矿田乃至矿带,一般呈现逐渐降低的规律,它反映了元素含量梯度的变化,可用来判断矿化中心,以及鉴别富矿化与分散矿化。

建立地球化学异常模型,对于地球化学资料的综合分析和总结,都是一种较理想的表达方式。它简单、直观、易于理解又便于利用。由于资料的限制,新建立的模型可能会有不少欠缺,这就有待于今后有了更新的资料时,对原来的结论进行修改,这也是科学推理的正常过程。又由于地质情况的复杂性.不同地区,不同类型矿床.地球化学异常并非完全与模型符合不同地区,相同类型矿床,地球化学异常也往往不符合(重现)。因此.在实际运用中,在未知区所获得的异常.只要某些方面与模型符合、复合,就可大胆提出验证意见。因为完全符合、复合,在目前是不可能的。

3.试验测量工作的重要性

何为实验测量就是指在一个地区着手进行生产之前,选定最佳采样方法和分析方案是十分必要的。它是通过选择与所要寻找的矿床类型,地质及地球化学景观条件尽量相似的已知矿床进行试验确定的。这就是试验测量。

对不同的地球化学测量方法,实验测量的内容也不同。归结起来,其内容大体是了解覆盖物的性质、岩石性质、地质构造特点,选择取样介质,确定取样密度、样品粒级、取样层位:确定样品处理方案:选择指示元素:测定未受矿化影响或影响很小的岩层中的金属含量,确定地球化学区域背景值、局部背景值和异常值;研究地球化学异常特点,各种影响因素,提出找矿标志,确定解释评价地球化学异常资料的准则,等等。

试验测量是在以往的资料基础上.借鉴实际经验,有重点地进行。对样品类型、取样介质、指示元素等有效性检验,是实验测量的一个重要部分。

4.化探及应用程序基础工作

通过近二十年的地球化探矿工作的总结,我认为地球化探工作的工作程序是:取样一加工一分析一整理资料一检查异常一验证异常。从中可以看出,“验证异常”之前的工作,都是基础工作:笔者认为,化探基础工作中,最需加强的应为以下几方面。

(1)地球化学理论工作。研究各种地球化学异常的形成机理和影响因素,是最基本的基础工作,它是制定相应地球化学普查方法的依据、这一工作,一方面是积累和总结实际资料,另方面是实验,如进行成矿、成晕的地质和地球化学模拟实验及数学模拟实验。主要研究在各种地质和地球化学作用过程中,元素的迁移方式,集中的环境、条件及存在形式。第三方面是进行温压地球化学研究这些基础工作.能为制定地球化学普查方法、正确确定取样介质、选择合理的分析方法提供理论依据。

(2)地质基础工作。主要包括对构造、岩层、蚀变、矿化现象的观察了解,对矿化及成因类型的认识,并加强对岩石学及矿物学的研究。

(3)实现编录工作的标准化。

(4)分析基础工作。扩大分析元素的范围,今后应争取达到80种增加分析手段,努力研究出高灵敏度、高精确度、高准确度的相态和价态分析以及微区超微量分析方法一建立分析中心,实现基本分析的仪表化和自动化,提高质量。

(5)制定严密的取样、加工、分析、资料整理等一整套的质量监控方案。

(6)实现资料整理的标准化,建立基础资料。其中应包括:我国各种岩石的区域地球化学背景值,各种介质如水、空气、植物、土壤中元素的平均含量:各种岩浆岩的平均化学成分,各种类型矿床矿物的包裹体温度、成分、盐度、同位素测定数据:主要指示元素的存在形式;成矿、成晕的热力学数据:各种地球化学测量的原始数据图、元素地球化学图、地球化学成矿预测图、景观地球化学图等基本图件;报告书:各种地球化学异常模型和数学模型:典型研究例案及找矿例案等。

建立相应的系统。例如组织管理系统,元素的中心测试系统,岩石学和矿物学中心测试系统,地球化学数据处理系统等,是实现、加强基础工作的组织保证。

二、对地球化学探矿工作中几个技术补充说明

1.层控矿床在地层剖面上的岩性特点是:下部通常是一套碎屑岩,上部是碳酸盐岩石,工业矿体一般存在碳酸岩石的中下部。下部碎屑岩(特别是细碎屑岩)具隔水性,上部碳酸岩石是含水岩层,两套含水性不同的接触带有利于地下水活动,为成矿作用提供水源。

2.层控矿床成矿物质来自矿源层,矿源层中可能初步富集了某种成矿元素,但更主要的是分散于矿源层中的物质能否被“解放”出来转入溶液。正如“两次成矿说”所指出的:“物质的玻璃状态(火山玻璃)成混合物状态(如碎屑沉积),各组份之间没有化学平衡关系。这些岩石在扭应力和热力驱动下,容易晶化,在结晶过程中,不易进入晶格的某些金属元素则转入溶液形成矿液,所以在许多情况下,碎屑岩和火山岩通常是层控矿床的矿源层,为成矿作用的来源。

3.层控矿床工业矿体的形成是异地改造富集的控矿层位可分为矿源层和储矿层两部分。其中:矿源层层位稍低,在许多情况下由碎庸岩和火山岩组成;储矿层稍高,常由破酸盐岩石组成。

4.产于厚层状灰岩和厚层状白云岩中的矿体,大都呈不规则脉状,线状,串珠状产出,形态复杂,不易勘探;产于薄层状泥质灰岩和薄层状灰岩接触带(或两种岩性突变带)的矿床,一般顺层发育,形态比较规则,多呈似层状和层间透镜体产出,容易勘探。这种现象可解释为:厚层状灰岩和厚层状白云岩层理不发育,岩性单一,在扭应力牵引下,多产生节理裂隙,不易形成层间剥离,矿液只能沿节理裂隙活动,难于集中,矿体形态复杂,分散;薄层状泥质灰岩与薄层状灰岩接触带(或两种岩性突变带),由于岩性差异大以及层理发育,在扭应力牵引下,不易产生节理裂隙,却容易形成层间剥离,矿液易于集中,常形成顺层发育的大型矿床。可见,岩性时矿床的控制是不容忽视的。

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世界上3个产钼大国———美国、中国和智利。在20世纪90年代，美国无论其勘查成果和产量均为世界第一，中国第二。但90年代下半叶，尤其是21世纪以来，美国采取保守的找矿开发战略，转以进口为主。中国在这一阶段的钼矿产业获得了长足发展。特别是2005年以来中国陆续发现并探明5个超大型及数十个大、中型钼矿床，使得我国目前超大型钼矿床达到10个，事实上中国已成为世界上第一产钼大国。美国钼资源丰富，勘查程度亦较高，但其坚持不出口、不污染环境和稳步开发原则，1996年前钼产量一直居世界第一，1996年后开始有意识放慢开发和生产，转以进口为主。中国以钼产量高而著称，在1996年后钼产量和出口量开始稳居于世界第一。中国的钼产品1／3即可满足国内需求，2／3用于出口。18年来，我国钼外贸始终保持良好的顺差，由国内钼生产企业将钼精矿加工成氧化钼或钼铁，出口目的地是欧洲市场及美、日、韩、荷（台）等国和地区。尽管欧盟不断对中国钼产品实施反倾销并加收高额关税，然而欧洲各国钼生产能力总和远小于中国，加之欧盟对钼需求的缺口较大，中国事实上已占领欧洲市场，同时，美洲市场也部分接受中国的出口产品。

长期以来，世界钼资源形势始终以正弦曲线的形式发展。迄今为止出现过3个波峰。1979年氧化钼出现过33．00美元／磅钼的高势；至1981年开始下滑，1992年跌入低谷，为2．50美元／磅钼；1994年重新抬头，氧化钼价格升至18．00美元／磅钼，随后又下滑；至2003年下半年，全球钼市场又重新崛起，氧化钼价格迅速攀升至30美元／磅钼，至2005年5月，欧洲市场氧化钼价格为38．5～40美元／磅，美洲市场为38～39美元／磅，创下历史之新高，高位运行至2008年上半年。目前，全球金融危机造成市场运行机制不畅，企业经济下滑，但全球金融危机已历经6年，钼矿产业第二个春天可望可及，企业的腾飞尚可展望。由于国内对钼矿山的大力治理整顿，虽然规范了钼矿的勘查开发市场，有力地保护了矿产资源，但客观上也限制和制约了钼产品生产速度从而加大了世界钼需求的缺口。目前，我国一批新矿床勘查正好适应了这种形势。只要我们做好了钼资源战略储备，待钼矿产业第二个春天来临，我国必将再一次为世界钼业的需求和发展做出突出贡献。

2钼的矿物及其地球化学特性

2.1地球化学特性

钼位于周期表内铬系列，在第六副族内。为偶数原子序数，偶数原子量和大部分偶数同位素的情况下，钼的特征是电子层结构的不对称。同时第二个外电子层没有被充满，离子结构处于不等量子状态和它的不对称性，从而引起钼的亲铁性，离子强极化作用化合物的特征、颜色及其特有的顺磁性。钼的亲铁性，表现在钼原生矿物主要为硫化物，一般不形成复硫化物。钼的强极化作用还影响了钼化物的挥发性。在氟充足的情况下，钼能和二氧化硅、钨、铀一起进入汽化热液中，在自然条件下一般为四价和六价。钼的原子半径为0．14nm，与钨的原子半径0．141nm极相近，二者均为变价元素，主要有4＋与6＋两种价态，Mo4＋＝W4＋＝0．068nm，Mo6＋＝W6＋＝0．05nm，因此两者地球化学性质极为相似，钼原子的电子层结构为2－8－18－13－1，这也可以说明钼的价态变化以及为什么钼的4价和6价化合物具有最大稳定性。按前苏联地质学家维诺格拉多夫的研究成果，钼在地壳中的克拉克值为1．5×10－6，而钼在各种岩类中的含量如下：中基性岩浆岩为0．78×10－6；酸性岩为1×10－6；砂岩为0．4×10－6；粘土岩为0．7×10－6。钼在岩浆中表现为较强的亲硫性，而亲氧性较差。在原生－内生岩浆成矿作用过程中，钼以四价态的硫化物出现，而在氧化带中则是生成六价的氧化物。我国中生代燕山期各大地构造单元的地幔柱活动中，上地幔拉斑玄武岩浆经深大断裂上升并对下地壳的充分熔融和演化，转化为强酸性熔浆，在与地球深层地下水的结合阶段，岩浆熔融阶段结束，钼则富集于岩浆期后热液中；钼常与锡、铋、钨、铍和铼共生。我国10个超大型斑岩型钼矿大部为单一钼矿床，其形成机制是相同的。而在大理岩或矽卡岩作为部分赋矿围岩时，钨、钼均可富集为工业矿床，甚至还可共生其他矿种。

2.2岩浆的化学构成和矿元素

2.2.1岩浆的化学构成

（1）造岩元素：O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K8种元素其总量在90％以上，每种元素含量均在1％以上［2］，与成钼关系密切的酸性岩浆富Si、Al、K、Na。（2）微量组分元素：在岩浆岩中经常存在，含量在1％以下的有Ti、Ma、P、S、H等，而W、Sn、Nb、Li、Zr、Cu、Zn、Pb、Co等可形成付矿物。含量更低的有Mo、Re、Th、U等混入于造岩矿物晶格中或成为类质同像存在于造岩矿物中。挥发性组分：在深部岩浆结晶或喷出的过程中逐渐聚集或散逸。根据火山气体及岩浆期后气液活动产物及包体成分鉴定，其中主要是H2O、H和OH、H的作用随深度H2增加而加大。OH和H2O随深度而减小。一般在岩浆中的含量不低于1％～3％，不超过10％～20％；其他挥发分有CI、HCe、HF、S、SO2、B（OH）2、NH3、CO3、Co、CH4、H2、N2、H2S等，Mo、Hg、Fe都可以形成。总之，挥发分在结晶分异中形成残余溶液。

2.2.2矿元素

（1）成矿元素：W、Mo、Sn、Nb、Be、Bi（微量），Be、Bi在岩浆中转化可集中成矿。（2）控矿元素：O、Si、Al、Ca、Fe、Mg、Na、K对形成不同的矿床类型起控制作用。（3）运矿元素：挥发性元素是成矿物质携带剂，如Cl、F、B等，其中B、Cl均与Mo化合成络合物。挥发分的多少、分离时间和方式对成矿有很大影响。

2.2.3钼在侵入岩中的分布及存在性状在花岗岩的各种造岩矿物中，Mo主要赋存于碱性长石（钾长石系列）、钙长石辉石、角闪石、黑云母中，尤其是钛铁矿的Mo含量最高，锆石、磷灰石等矿物也都含有钼，但79％则集中于长石中，石英中含Mo很少。Mo在碱性长石等主要造岩矿物中存在主要有3种形式。即①置换三价铝；②置换三价铁；③置换四价钛。总的看来Mo的存在主要是由于置换上述矿物晶格中离子半径相近的元素以类质同像的形式出现。

2.2.4钼矿物的种类、主要特征及分布钼在地壳中的丰度不高，因此其矿物分布也不十分广泛，已知含钼矿物达20种之多，但仅有4种具工业价值，即辉钼矿、钼酸钙矿、钼酸铁矿和钼酸铅矿，其中又以辉钼矿一种矿物工业价值最高，分布最广，世界开采量中其占90％以上。辉钼矿化学成分MoS2，其矿物常呈大小不等的鳞片状，带深蓝的钢灰色，并具很强的金属光泽，条痕呈墨绿色，晶体属六方晶系，具层状构造，钼离子介于两层硫离子之间，这种3层构造之间具有较强的关系，由此形成辉钼矿一向完全解理。辉钼矿的化学成分比较稳定，其中钼含量59．96％，含硫40．04％，但有时可含少量铼（Re），因为铼的离子半径与钼相近，因而铼常在辉钼矿晶格中以类质同像混入物形式出现。辉钼矿的形成温度范围很广，从常温一直到高温均可形成（多出现于高温矿床），所以辉钼矿是一种多型变体，在中温热液350℃以下即可形成非晶质MoS2，而在350～600℃即可形成3R型MoS2，600℃以上可形成2H型MoS2。天然辉钼矿主要是2H型，为六方晶系，为复六方双锥对称型，而3R型则为三方晶系。辉钼矿呈钢灰色，硬度低易污手，具铅灰色条痕。表生条件下，辉钼矿主要与H2O与O2经长期作用形成米黄色钼华Fe2O3•3MoO3•8H2O。

3钼的地球化学找矿

3.1小比例尺水系沉积物测量（5万或20万）钼矿床的原始成矿均是在完全封闭条件下完成的［3］，花岗斑岩的侵位深度一般小于3km，因而钼矿体紧紧围绕在花岗斑岩微型岩株的顶部产出，其与花岗斑岩顶部起伏形态相“整合”，就像罩于花岗斑岩体顶部的草帽状，无一例外。表生条件下，矿床经1亿～2．5亿年［4］的风化剥蚀，一般就会出露地表。而Mo作为长石的类质同像混入物将会产生晶格解离，金属钼进入水系，被地表水带至1～3km距离混入泥沙，通过小比例尺水系沉积物测量，我们会从战略上圈出钼矿床的宏观范围。此阶段的钼地球化学异常以5×10－6为找矿下限。

3.2大比例尺土壤测量（1万）在小比例尺水系沉积物Mo异常基础上，选择Mo异常强度较高地段开展1∶1万大比例尺土壤测量，而在新疆、内蒙万里大草原上则由于在表生条件属于物理风化所致其土壤化极差，适于采用岩屑测量。但总的采样深度均是B、C2层物质，即岩矿石半风化剥蚀的残积物。比较二者的区别，岩屑的外来物质较土壤会稍高，可靠性稍降低。土壤（岩屑）测量所圈出的异常基本代表了钼矿床深部原始成矿位置。但是不是矿床，还要看其异常特征。从我国近几年发现和探明的5个超大型钼矿床土壤（岩屑）地球化学异常与矿床的关系研究的最新成果，10×10－6的异常范围基本上可认定为矿床主要工业矿体产出范围。但矿床的大小和品位还要看异常内的梯级带和高含量样品点的数量。一般地，梯级带愈多，高含量样品数愈多，矿产规模愈大，品位愈高。

4结语