4、根据已有资料,编制概略岩相古地理图:内容包括某一地层单元的海陆分布,即沉积盆地和陆源区,海水来源方向及古水流方向,陆源碎屑供给方向,沉积区的岩石、古生物组合及沉积环境、沉积厚度等。
5、沉积建造古构造研究:划分沉积建造,并圈定不同建造分区,分析沉积阶段基底的隆起,坳陷及古断裂特点,分布规律、相对强度、古构造对岩相古地理的控制特点,划分古构造分区。
6、以时间、空间、物质成分三方面说明沉积,或层控矿床与沉积建造环境的具体关系以及古地理环境,岩相对矿床的控制特点。
7、编制沉积建造古构造图。
三、火山岩区地质构造特征研究
1、划分对比火山喷发旋回,编制火山岩柱状对比图。
2、按照火山喷发旋回研究火山岩矿物成分、岩石化学成分、地球化学成分、阐明其物质成分来源以及在空间上、时间上的演化特征,恢复其原始大地构造环境特征。
3、进行岩性岩相分析:根据火山岩岩性组合,结构构造变化、产状、厚度及其变化、空间分布特征等标志,划分火山岩岩相,确定火山机构及次火山岩体,圈定火山热液蚀变区。
4、分析控制火山活动构造特征,划分火山构造类型、喷发类型,确定火山岩浆构造带及其空间分布规律及时间演化特征。
5、根据已有资料,编制火山岩岩性岩相图。内容包括某一喷发旋回火山岩相空间分布范围,各岩相带内岩性变化特征,火山机构、次火山岩体、火山热液蚀变区、火山构造类型、火山岩浆构造带等。
四、侵入岩区地质构造特征研究
1、对侵入岩三维空间形态进行分析,研究岩体特征,包括:出露面积、剖面形态、产状、接触关系、接触变质作用、侵入角砾岩、相带划分、原生构造、侵入深度、剥蚀程度、隐伏岩体、侵入方式、侵入时代等。
2、岩石物质成分研究:矿物成分、副矿物、岩石结构构造、岩石化学、地球化学、微量元素、同位素、稀土元素等成分,气液包裹体等。
3、分析岩浆演化特征,说明岩浆侵入过程,分析岩浆分异过程,说明各阶段物质成分演化特征,划分侵入作用期次,编制侵入岩浆作用柱状图。分析侵入岩物质成分来源,侵入岩成因以及岩浆侵入作用反映的构造环境。
4、研究控岩构造特征以及确定岩浆构造带,确定其分布特征和发生发展历史。
5、从时间、空间、物质成分三方面说明岩浆侵入作用与成矿作用的关系。
6、编制侵入岩浆构造图,内容包括侵入岩类型,空间分布特征,控制侵入岩分布推断构造,划分岩浆构造带。
五、变质岩区地质构造特征研究
(一)变质作用特征研究
一般情况下主要在深变质岩区要求开展变质特征研究:
1、变质岩岩石学研究:岩石矿物成分组合、结构构造、矿物形成世代、标型特征、岩石化学特征、地球化学特征(包括微量元素、稀土元素)等。恢复原岩建造,分析变质作用过程中物质成分的迁移情况。
2、划分变质相带,确定空间分布特征,编制变质相带图。根据变质相带分布特征,确定构造热事件期次及空间分布特征,确定热中心。
3、分析成矿作用和区域变质作用在时间、空间、物质成分方面的关系。
(二)变形地质构造环境分析
1、分析区域变形构造特征,划分变形构造带,确定规模、产状、划分变形期次,确定每一期变形特征,包括空间分布、构造类型、时间演化特点。
2、分析推覆断裂带、剥离断层、走滑剪切带、古断裂等构造带,确定规模、产状、推断切割深度,分析发生发展历史,并划分构造级别。
3、判断变质核杂岩、韧性剪切带,构造混杂岩带、多期褶皱等变质构造,确定其规模、产状、空间和时间演化特征。
4、分析各类变形构造之间的相互关系,建立统一的构造应力作用体系。
(三)编制变质构造图
内容包括变质建造、变质相带、变形构造等。
六、综合地质构造图编制
成矿地质背景的研究成果集中体现在综合地质构造图上,综合地质构造图的编制工作是矿产预测工作的关键环节。
(一)造山带大地构造相图编制
大地构造相是指在相似大陆动力学环境中形成的,经历了相似的变形和就位作用、并且有类似的内部构造和岩石构造组合。根据Robertson(1994)的划分方案,共分4种环境28个相,包括离散背景的大地构造相:被动裂谷相、活动裂谷相、夭折裂谷相、台间盆地相、碳酸盐岩台地相、边缘海山相、扩张洋脊相、深海平原相、大陆碎块相、大洋海山或海台相;汇聚背景的大地构造相:上消减带蛇绿岩相、大洋岛弧相、消减/增生杂岩相、弧前盆地相、弧后盆地相(陆内)、弧后盆地相(洋内);碰撞背景的大地构造相:洋内碰撞相、残余洋盆相、碰撞前伸展盆地相、具洋壳侵入的前渊相、具陆壳侵入的前陆盆地相、与隆升相关的构造相;走滑背景的大地构造相:转换裂谷的被动边缘相、大洋转换断层相、拉张盆地的洋壳相、与会聚有关的(碰撞前)构造相、走滑和旋转相(碰撞前)、走滑和旋转相(碰撞后)。根据各地区实际情况,在上述基础上进一步划分亚相和微相。
1、建立构造演化序列:根据造山带离散、会聚、碰撞、陆内造山等过程划分构造演化的不同时段,通过沉积建造、岩浆活动、盆地构造分析、大型变形构造分析判别造山带处于离散、会聚、碰撞、陆内造山的具体构造活动序列。
2、进行大地构造相分析:根据沉积建造地质构造环境分析、岩浆活动构造环境分析、变形构造组合分析、盆地构造分析确定大地构造环境,判别具体的构造发育阶段,同时根据大型变形构造界线具体确定大地构造相界线。
3、编制大地构造相图
全面反映造山带不同构造旋回离散、会聚、碰撞、陆内造山等阶段大地构造相空间位置以及相类型。内容包括不同构造相内的主要沉积建造、火山建造的岩性组合、产状、空间分布,侵入岩体岩性、产状、空间分布,大型变形构造性质、产状、空间分布等。
(二)陆块区大地构造图编制
陆块区的地质构造演化历史经历了前寒武纪变质基底、古生代稳定陆块,中生代构造岩浆活动三个阶段,因此大地构造图的编制方法和造山带有着一定的区别。
1、前寒武纪基底构造研究内容
华北陆块应研究早太古代高级变质区,确定晚太古代花岗绿岩地体,研究元古代基底构造多期裂陷槽及大陆边缘活动带,元古代构造岩浆热事件的确定,大型变形构造研究和确定,多期褶皱构造研究等。
2、古生代盖层构造研究内容
陆块区古生代盖层对煤、磷、铝、锰、铅锌、铜等矿产关系非常密切,因此必须十分重视沉积环境岩相古地理,建造古构造的研究工作,还应研究不同构造旋回隆起,拗陷以及水下古构造的发育特征,局部地区发育的海底热液活动等特征。
3、中(新)生代构造研究内容
我国东部陆块区中(新)生代构造岩浆活动非常强烈,因此必须深入研究。主要有:盆地构造研究、火山岩浆活动研究、大型构造研究等,建立陆内构造火山岩浆演化序列,分析不同阶段大地构造动力学环境等。
4、编制陆块区大地构造图
内容分别包括前寒武纪地质建造构造内容,早太古高级区、TTG组合,晚太古绿岩带、深成岩组合,元古宙裂陷槽及边缘拗陷带构造,沉积建造,火山建造,元古宙侵入岩等内容。
古生代不同构造阶段拗陷、隆起区,沉积建造岩性组合、分布、古地理环境、古缝合线、古活动构造、褶皱、断裂等大型变形构造性质、产状、空间分布。
中生代不同构造序列火山岩浆活动特征、盆地构造,大型变形构造等内容。
七、有关矿种特殊研究内容
(一)在上述一般内容研究基础上,下列矿产应根据其特殊矿产类型增加有关研究内容
1、煤炭矿产:突出研究含煤地层、煤盆地构造、聚煤期沉积环境与聚煤规律、变形构造与煤变质作用等内容。
2、盐湖矿产:突出研究现代盐湖卤水及沉积物,如盐类建造再溶性研究,补给蒸发浓缩条件研究等。
3、基性、超基性岩铬镍矿产:突出研究基性超基性岩石成分、矿物成分、铁镁比值、微量元素、岩相、重力与动力分异特征、岩体构造等内容。
4、离子吸附型稀土矿产:突出研究基岩成分及现代剥蚀残坡积物物理化学富集环境条件等特征。
(二)针对有关矿种特殊研究内容编制针对性很强的单矿种专题基础图件
如:某一时段、某一地区的岩相古地理图、煤盆地构造图,盐湖等深线图、第四纪沉积物等厚度图等。
第三节 物探、化探、自然重砂、遥感综合信息研究
物探、化探、自然重砂、遥感综合信息研究工作分省级和全国汇总两部分工作进行,省级工作内容如下:
一、区域物探资料应用
(一)准备工作
1.全面收集1:20万-1:5万比例尺(局部地区为1:50万、1:100万比例尺)的重力、磁法资料,包括:原始图件、成果解释图件、异常查证成果、各类成果报告。
2.编制局部异常卡片,全面分析前人异常推断结果,异常验证结果。
3.归纳物探资料需要并能够解决地质构造及找矿的关键技术问题。提出本次物探资料解释工作中需要解决的技术问题。
4.建立找矿模型:利用预测区内已知矿带、矿田、矿床的物探资料建立相应的地质-地球物理找矿模型,作为物探资料推断解释工作的重要基础资料。
(二)异常分区
1.按成片异常的强度、形态、规模、走向、数量等特征进行分区,主要依据剖面平面图进行分区。
2.分析研究异常分区与不同级别大地构造单元的关系。提出构造格架的推断解释。一般异常分区应和不同的大地构造单元相对应,如果不对应应进一步通过更深入的推断解释工作解决。
(三)局部异常定性解释
1.分析异常特征:包括形态、走向、规模、展布特点、内部结构等特征。
2.收集异常区物性数据,进行估算对比;或者利用已知地质起因的异常特点判断类似异常的地质起因。
3.定性判别地质构造特征:根据局部异常特征识别岩性、地层、侵入体、断裂构造、盆地构造变质基底等地质构造。
4.结合更大比例尺的重磁资料推断矿化信息。
(四)数据处理
1.研究区内地质、物探资料特点,确定数据处理的具体目的,并据此确定数据处理的具体方法。
2.根据需要解决的问题进行延拓、化极、求导、异常分离、伪重力换算、曲化平等数据处理。
(五)定量反演
1.根据异常定性解释结果,对具有重要地质找矿意义的推断解释地质体的位置埋深、推断矿致异常、进行定量反演。
2.对定量反演结果可靠性程度进行分级。
(六)编制成果图件
1.物探推断解释地质构造图
2.物探综合异常图
3.物探找矿预测图
二、区域化探资料应用
(一)准备工作
1.全面收集区域化探资料,包括原始图件、成果解释图件、异常查证成果、各类最终成果报告。
2.资料分析工作:分析野外工作方法、样品测试质量情况,分析原有数据处理、异常圈定、成果解释情况,分析异常查证工作情况。
3.编制地球化学景观地理分区图,分析自然地理景观分区特征,以及对采样介质的干扰因素。
4.提出本次化探资料推断解释工作中需要解决的地质构造和矿产预测的问题以及关键技术问题。
(二)地球化学地质构造推断解释
1.研究已知地质体、构造带元素组合,建立地质体构造带元素组合模式。
2.提取区域地球化学主要元素异常特征线,并根据其元素组合模式进行地质构造特征推断解释。
3.根据地球化学元素区域分布特征划分异常分区,推断区域构造格架。
(三)区域化探异常推断解释
1、建立地球化学找矿模式,根据预测区内矿带、矿田、矿床的地球化学异常特征建立相对应的地球化学找矿模式。
2、圈定化探异常,运用各种数学方法圈定单元素异常。在单元素异常基础上,进行综合异常分析。
3、异常评价:
(1)首先分析地质地球化学背景条件,研究地球化学区域异常特征,元素组合富集序列,进行异常区(带)分布范围的地质构造及矿化蚀变分析,推断不同系列、不同组合的异常源,研究异常源空间分布规律。
(2)异常解释推断:通过地质地球化学背景分析,由已知到未知,类比地球化学找矿模式,进行异常推断解释,判别矿致异常。
4、化探异常优选排序
应用各种数学工具,根据异常规模、元素组合、元素强度进行优选排序。
5、编制成果图件:
(1)化探推断解释地质构造图
(2)地球化学综合异常图
(3)化探找矿预测图
三、自然重砂资料应用
(一)准备工作
1、编制或校对修改汇水盆地分区图
2、整理核对自然重砂原始数据,分析数据精度。
3、收集已往重砂异常圈定资料以及重砂异常检查结果有关资料。
(二)编制重砂矿物分布图
1、矿物含量标准化处理
2、编制单矿物分布图
3、编制组合矿物分布图
(三)编制重砂异常图
1、编制重砂异常图,如:矿物含量分级图、八卦图、条形图、等值线图等。
2、分析重砂异常源。
(四)圈定成矿有利地段
综合分析地质构造特征,结合其它矿化蚀变信息,圈定成矿有利地段,编制自然重砂找矿预测图。
四、遥感资料应用
(一)准备工作
1、全面收集各类遥感资料:包括各种原始数据、各种遥感影像图、各种遥感解译成果资料。
2、提出本次遥感解释工作需要解决的地质构造和找矿问题,及其关键技术问题。
(二)地质构造特征推断解释
1、线性影像解译:通过方向滤波,结合目视解译,判断断裂构造带空间展布特征、性质、划分期次等。
2、环状影像解译:通过目视、人机交互方法,研究各种环状影像的形状、大小、清晰程度、空间展布特征,以及环状影像与线状影像的关系。
3、带状影像解译:判断各类地质建造的空间分布。
4、色异常解译:根据多时相图像、多波段合成图像、比值图像等目视解译,判断蚀变带、特殊地质体等。
5、块状影像解译:块状影像的推断地质体特征,判断块状影像的边界断裂,菱形块状影像,判断特殊的地质构造特征,如判断交叉构造、挤压构造、断裂密集区等。
(三)遥感异常提取
1、根据不同数据(一般使用TM、ETM数据)选择遥感异常提取的方法。有主成分分析法、比值法、光谱角制图法等,并提取遥感异常。
2、遥感异常分类筛选:根据已知矿床、矿田上的遥感异常,通过类比方法进行异常筛选排除干扰,进一步进行分类和排序。
(四)编制成果图件
1、遥感影像图。
2、遥感地质构造解译图。
3、遥感异常图。
4、遥感找矿预测图。
五、综合信息地质构造研究
综合信息地质构造研究工作根据地质、物探、化探、遥感各专业的理论原理和特点在地质构造研究的基础上,对物探、化探、遥感的推断解释成果进行分析取舍、扬长避短,实现互补。
综合信息分析工作,具体操作过程是通过编制综合信息图件而实现的。
(一)地质、物探、化探、遥感提供的地质构造资料信息分析
1、地质构造编图依据的资料基础分析
(1)地质观察实测资料分析:例如实测地质界线、断层等。
(2)综合研究推断资料分析:例如大地构造相边界线、岩浆构造带界线、火山机构边界线等。
2、物探推断地质构造的资料基础分析
(1)物性基础
(2)定量反演计算和定性推断合理性分析
(3)位场转换数据处理结果合理性分析
(4)构造线及地质体边界推断依据合理性分析
(5)多种物探方法推断解释吻合程度分析
3、遥感推断解释地质构造的资料基础分析
(1)遥感影像图假彩色波段合成时不同地区波段选择的合理性分析,镶嵌图影像校正畸变分析
(2)地质构造信息提取的重现性判别
(3)已知地质体确定的解释标志的代表性分析
(4)剔除影响因素分析
4、化探推断解释地质构造的资料基础分析
(1)元素组合的选择合理性分析
(2)地球化学异常轴线位置准确度分析
(二)综合信息地质构造分析
1、区域地质构造总体格局分析
包括前寒武纪基底分布格局分析、火山岩浆构造带的确定、地质构造单元分区界线,中新生代沉积盆地构造分析,判别物性差异地质体隐伏界线等。
2、侵入岩体分析
判别侵入体不同类型空间分布范围,推断隐伏岩体埋深及平面分布、判别侵入体产状、划分不同岩性组合、补充地表界线,判别蚀变矿化等。
3、大型变形构造分析
判别断裂构造平面展布、延深、规模、位移、性质、推断隐伏构造带等。
(三)编制综合信息地质构造图
分为陆块区综合信息地质构造图、造山带综合信息地质构造图。基本内容和陆块区大地构造图、造山带大地构造相图一致。在原来综合地质构造图基础上增加物探、化探、遥感推断地质构造内容,以不同图例表示。
说明:综合信息地质构造图独立编制,还是在各类专题图件编制过程中分别吸收物探、化探、遥感等综合信息推断解释的成果,在编制技术要求时确定。
六、综合异常研究
在完成物探、化探、自然重砂、遥感等单方法异常提取的基础上,进行物探、化探、自然重砂、遥感等综合异常研究。
(一)根据物探(重力、磁法)、化探、自然重砂、遥感等异常在空间上的不同配置关系对两种以上重叠的综合异常进行剖析研究、推断解释、判别矿致异常与非矿异常。
(二)对物探、化探、自然重砂、遥感等综合异常和矿产地空间分布资料进行套合,建立典型矿床找矿模型。
综合异常研究工作属于矿产预测工作的内容,由矿产预测工作人员在物探、化探、自然重砂、遥感等专业人员配合下完成。
七、全国汇总工作内容
(一)编制技术指南和技术要求。
(二)指导省级完成综合信息研究工作。
(三)完成全国跨省(区)重要成矿区带汇总编图工作。
(四)汇总并建立全国物探、化探、自然重砂、遥感综合异常及找矿预测区数据库。
第四节 区域成矿规律研究
区域成矿规律研究的工作内容主要包括:成矿地质构造环境研究、区域成矿特征研究、典型矿床研究、建立典型矿床(矿床式)成矿模式、划分成矿系列、亚系列、划分成矿区带,建立区域成矿模式、建立区域成矿谱系、编制区域成矿规律图。
一、准备工作
(一)整理各类基础资料
1、编制矿产地卡片:由于矿产地数据库属性内容比较详细,矿种也比较齐全,因此需要根据本次工作目标矿种,进一步综合成矿规律研究、科研论文等各方面成果,填制专用于本次矿产预测工作的矿产地卡片。
2、整理物探、化探、自然重砂、遥感异常资料:对局部异常的推断解释方法、可信度进行分析,整理分类排序资料。
(二)归纳矿种组合
依据课题目标任务,根据不同矿种的成矿地质条件,划分矿种组合。
(三)划分矿床类型,确定典型矿床(点)
根据控矿因素一般在Ⅲ级成矿区带内每一种矿床类型选择数个典型矿床进行深入研究,有的地区如没有成型矿床可以用矿点代替。
二、典型矿床研究
(一)划分矿床类型
矿床类型是指在特定的成矿地质作用过程中,受特定的成矿地质因素控制而形成的矿床,同一矿种可以根据其成矿地质因素划分为不同的矿床类型。矿床类型的概念既不同于矿床成因类型,也不同于矿床工业类型。
1、本次工作,矿床类型的划分主要依据陈毓川院士的成矿系列中矿床式的内容为基本内容。
2、要求分矿种划分矿床类型。
3、矿床类型划分因素:成矿时代、大地构造环境、控矿因素、成矿作用特征。
4、矿床类型分两类:第一类为确定的,指工作区内有典型矿床的类型,第二类为探索的,指工作区内具备成矿地质条件,但尚未发现规模型矿床,根据周边地区或国内外已知矿床提出的类型。
5、典型矿床的研究工作必须在划分不同矿床类型的基础上进行。
(二)控矿地质因素研究
1、矿区沉积建造研究:确定地层时代、划分岩性层序,研究岩性组合、岩石特征、结构构造、矿物成分、岩石化学、微量元素,研究反映成岩特殊环境的岩石标志,分析沉积作用与成矿作用的关系。一般矿床类型编制矿区岩性构造图。对于沉积矿床,沉积改造矿床,层控矿床,热卤水沉积矿床,应进一步研究岩相、古地理、古构造、沉积构造、盆地构造等并分析与成矿作用的关系。编制反映成矿作用的专题图件。
2、矿区火山喷发建造研究:针对火山矿床要求研究以下内容:确定喷发阶段、划分火山喷发序列,收集年龄数据。研究岩石特征:结构构造、矿物成分、岩石化学成分、微量元素、同位素成分、稀土元素、气液包裹体等。编制矿区火山岩相构造图,在火山岩性图基础上划分岩相,圈定火山机构及次火山岩体,火山热液蚀变区,分析火山作用和成矿作用的关系。
3、矿区侵入岩研究:研究岩体特征:包括侵入期次,同位素年龄,岩体产状,侵入深度,侵入构造,岩性岩相带,接触带,侵入角砾岩,捕虏体,顶垂体,蚀变带,原生构造等。研究岩石特征:包括结构构造,矿物成分,岩石化学,微量元素,同位素,稀土元素、气液包裹体,成矿元素含量。分析岩浆演化序列,分析岩浆作用与成矿作用的关系。以侵入岩为主的矿区或岩浆矿床,应编制岩体地质图。
4、矿区变质建造研究:主要针对中深变质岩区。研究岩性特征、结构构造、矿物成分、岩石化学、微量元素、稀土元素、同位素等,收集年龄数据。恢复原岩成分,划分变质相带。划分表壳岩和深成岩,编制矿区构造岩性图,分析变质作用与成矿作用的关系。
5、控岩控矿构造研究:根据不同矿床类型,控岩控矿构造大致可以分为下列几类:线性构造,褶皱变形构造,侵入体接触构造,火山构造,沉积构造,岩浆侵入构造,复合构造等。研究内容归纳起来主要有以下几个方面:区分成矿期,成矿后构造,鉴别控矿构造的力学性质,判别控矿构造运动方式,确定控矿构造的空间形态展布特征,分析控矿构造强度,确定控矿构造活动期次,确定构造活动不同期次的物质成分,分析控矿构造的可能应力作用方式,控制岩浆侵入构造研究,研究区域构造边界条件,建立矿区构造体系,编制矿田构造图。
(三)成矿特征研究
1、研究矿床三度空间分布特征:编制矿床立体图或不同中段水平投影组合图及不同勘探线剖面组合图。分析矿床形态、产状、规模、矿体空间关系,剥蚀程度、分布深度等特征。
2、研究矿床物质成分:矿物成分、主元素及伴生元素的赋存状态,时空分布特征。
3、划分矿床成矿阶段:研究成矿阶段及演化,各阶段物质组分在各成矿阶段的富集变化。
4、收集成矿年代数据,确定成矿时代和期次。分析多期成矿、叠加成矿作用。
5、分析成矿地球化学特征:研究蚀变矿物组合、空间分布特征、交代作用、同位素资料、包裹体成分、成矿温度、压力、酸碱度、氧逸度、硫逸度等数据资料,分析流体作用,判别流体富集标志,成矿元素迁移沉淀物理化学条件,判断流体运移,成矿物质迁移标志,流体卸载成矿物质沉淀标志。
6、分析可能的物质成分来源,包括金属元素、氧、硫、流体,热液、能量源等。
7、联系沉积作用、岩浆作用、构造活动,变质作用等控矿因素,分析成矿就位机制及成矿作用过程。
(四)建立矿床成矿模式
1、成矿模式分为矿床(包括矿田)和区域两种,按照成矿作用和控矿地质因素的关系以立体空间图像表示,一般以剖面图形式简化表达。
2、成矿模式的内容。包括地质背景:地层岩性,构造、侵入岩、火山岩等全部控矿地质因素。矿床空间特征:包括矿体形态、产状、不同矿化类型,矿体空间关系。成矿作用数据:包括物理化学条件数据:温度、压力、酸碱度、流体成分、元素逸度等。
3、成矿模式应表达成矿特征和各控矿地质作用的推断关系。
4、成矿模式表达由下列几种情况:一是同一控矿地质因素组合在不同空间与同一成矿作用的不同矿化类型的关系,二是不同控矿地质因素在同一空间形成叠加改造成矿作用的关系。三是同一控矿因素组合分期演化在同一空间形成不同阶段成矿作用矿床组合的关系。
三、研究区域成矿特征,划分成矿系列
(一)大地构造环境与区域矿产时空分布关系研究
1、在所研究成矿区带内研究划分出各类成矿地质构造环境,研究不同矿种,不同矿床类型在各类成矿地质构造环境中不同区块的空间分布规律。确定区域矿产的空间分布规律,按照大地构造区块(造山带为大地构造相,陆块区为构造区块、区带)分析产出的各种矿床类型的空间位置。
2、研究大地构造环境不同演化阶段与不同矿床类型的关系,说明各种矿床类型属于大地构造不同演化阶段的时间关系。
3、研究相同大地构造环境下相同区块相同演化阶段不同地质建造与区域矿产的关系。
(二)区域控矿因素研究
1、区域控矿因素研究内容:根据综合地质构造背景研究结果,在相同的大地构造区块内进一步分析具体的控矿因素,包括地层及沉积作用,侵入岩及岩浆作用,火山岩及火山作用,变质岩及变质作用,大型变形构造及各类构造。
2、根据已经完成的区域成矿地质背景的研究成果,按照不同矿床类型及其总结的成矿模式,分别研究各种矿床类型的地层、火山岩、侵入岩、变质岩、构造等具体的控矿地质因素。
(三)划分成矿区带
成矿区带是指相同地质环境范围内,成矿信息密集,已知矿床集中并具有资源潜力的地质单元。
1、由于成矿作用是地质作用的组成部分,因此一般情况下,成矿区带的边界和大地构造边界基本吻合。但是对于某些地区也可以不完全吻合。当不同地质时代的成矿区带迭加在同一地区时,采用成矿作用最强、保存最好的地质时代的成矿区带,但需说明其他时代成矿区带的情况。
2、区域矿产空间分布的集中性和区域成矿作用的相对一致性。
3、按照逐级圈定的原则,级次划分:成矿域(Ⅰ级)、成矿省(Ⅱ级)、成矿区(带)(Ⅲ级)、成矿亚区(Ⅳ级)、矿田(Ⅴ级),其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级总体上可与相应级别的大地构造分区相当。
4、陈毓川院士等于2005年提出了我国成矿域、省、区带划分方案,原则上作为本次工作的方案。各省(区)工作主要考虑Ⅳ、Ⅴ级成矿区的划分,对Ⅲ级成矿区(带)可提出调整意见、建议。Ⅳ级成矿区,基本上在Ⅲ级区、带的次级地质构造基础上圈定,Ⅴ级成矿区,主要在Ⅳ级成矿区中围绕某一成矿中心矿床或者矿化密集分布的地区(带)。
5、划分单矿种(组)成矿区带:本次预测25种矿产,其成矿区带划分是不同的,因此要求在综合方案基础上,在编制单矿种(组)矿产预测图件时,按照各矿种(组)区域成矿规律的特点,划分单矿种(组)成矿区带。
(四)划分成矿系列
成矿系列分类序次如下:矿床成矿系列组合-矿场成矿系列类型-矿床成矿系列组-矿床成矿系列-矿床成矿亚系列-矿床式-矿床。在成矿区带内正确的划分矿床成矿系列及矿床式是基础工作。
1、划分矿床成矿系列应遵循的原则:
(1)成因上受相同的区域地质成矿作用控制,空间上发育于同一构造分区的地质构造环境内,时间上产生于同一地质构造旋回演化的同一时间段。在此特定的时空范围内,在同一的地质成矿作用下形成的不同矿床类型、矿种组合,都可归入同一矿床成矿系列。当成矿时段较长,作用范围较大,在所属成矿区带的次级构造区块内,形成具有一定区块特色的矿床组合时,可分出矿床成矿亚系列。
(2)多数矿床其成矿作用是长期的、多阶段的,或者由不同地质作用叠加而成的,对此应按矿床主要就位时期的成矿地质作用因素划分成矿系列。
(3)对于某些成矿区带,由于不同成矿地质作用的叠加而形成了不同成矿系列的叠加,应明确区分表述。
2、划分矿床成矿系列、成矿亚系列:按照矿床成矿系列划分原则划分本成矿区带中的矿床成矿系列和亚系列。
由于Ⅲ级大地构造分区内存在着与不同构造演化系列有关的不同的矿床组合,也有不同构造位置分布而形成的不同的矿床式组合。为此进一步划分成矿亚系列。
3、划分矿床式:根据典型矿床研究成果,划分全区的矿床式,按照相同矿种、相同的矿床类型,依据相同的控矿因素,在相同成矿地质背景条件下,对全区的所有矿床、矿点、矿化点进行矿床式划分。为此对每一个矿产地都要尽量收集控矿因素,矿床特征,成矿作用特征等基础资料,并据此归入矿床式。矿床式的命名一般按照具有代表性,研究程度较高,资料基础相对齐全的典型矿床。
4、建立矿床成矿系列组:在成矿区带内在同一个大地构造旋回中,如果形成多个矿床成矿系列,就组成一个矿床成矿系列组,应分析研究这些矿床成矿系列之间在时空域中的分布规律及相互存在的联系。
5、矿床成矿系列命名原则:地域名+时代+成因类型+成矿元素组合。
(五)建立区域成矿模式
在上述各项工作完成的基础上建立区域成矿模式,区域成矿模式是区域矿产特征、区域成矿作用与区域地质构造特征相互关系的表达,也是区域成矿规律的表达。
1、按照不同的成矿系列及其相对应的大地构造单元内的块体建立区域成矿模式。
2、首先编制控制该阶段成矿作用的表达大地构造环境特征的抽象综合地质剖面图,反映与成矿有关的地层建造、火山建造、侵入岩浆建造、变质建造、褶皱形态、断裂构造等。
在此基础上按照各类典型矿床或者矿床式根据其产出因素表达在地质构造空间位置上,并尽量反映矿床特征的有关资料,以及与地层、侵入岩、构造等控矿因素的关系。表示能反映成矿作用以及成矿特征的各种数据。
3、区域成矿模式只是一种概念化的空间表达。主要目的是为了形象地表达区域成矿规律,主要作用为了下一步矿产预测时进行区域类比。因此尽量依据已有资料,不宜过于发挥主观想象和复杂化,理想化。
区域成矿模式一般应是区域内主导的矿床成矿系列的成矿模式,当区域内存在矿床成矿系列组时,应为矿床成矿系列组的成矿模式,如果一个成矿区带中存在不同时代的矿床成矿系列,则应分别建立各自的成矿模式。
(六)建立区域成矿谱系
在上述工作的基础上,总结成矿区带内,各阶段地质构造演化过程中成矿作用及其产物的演化历程,建立区域成矿谱系,可以图表表示,并分析研究其演化规律及可能存在的内在联系。
四、划分矿产预测类型
(一)矿种确定
根据全国确定的矿种,结合本省成矿地质条件确定预测矿种。凡是有小型矿产地的矿种,必须开展预测工作;本省只有矿化线索,但具有成矿地质条件的,应进行评价工作,经评价后认为没有意义者,不再进入预测程序,但必须明确提出无资源前景的结论。除了全国规定的矿种以外,各省根据本省需要,也可以增加其他预测矿种,应说明任务来源。
(二)划分矿产预测类型
矿产预测类型定义:为了进行区域矿产预测,根据相同的矿产预测要素以及成矿地质条件,对矿产划分的类型。
矿产预测类型是开展矿产预测工作的基本单元,凡是由同一地质作用下形成的,成矿要素和预测要求基本一致,可以在同一张预测底图上完成预测工作的矿床、矿点和矿化线索可以归为同一矿产预测类型。同一矿种存在多种矿产预测类型,不同矿种组合可能为同一类型,同一成因类型可能有多种类型,不同成因类型组合可能为同一类型。
矿产预测类型的划分是贯穿预测全过程的纲。预测工作全过程按预测类型贯穿始终。
(三)圈定矿产预测类型工作范围
矿产预测类型工作范围是指该预测类型的矿产可能产出的空间范围,也就是矿产预测工作区分布范围,也是成矿规律研究工作区的范围。底图为地质矿产图叠加构造分区内容,根据矿产预测类型划分方案标明矿产地(矿床、矿点)的矿产预测类型,根据不同类型分布区参照大地构造单元和成矿区带范围,确定矿产预测分布区范围。在设计阶段确定的矿产预测分布范围是初步的,需要在今后的研究工作中不断修改完善。矿产预测工作区全部划定以后,要求和全省地质构造分区图、全省成矿区带划分图、全省地球物理异常图、全省地球化学异常图、全省遥感异常图、全省自然重砂异常图、进行全面综合核对,不允许发生遗漏。
五、编制区域成矿规律图
区域成矿规律图是区域成矿规律研究成果的空间表达,也是矿产预测的底图,这是本次工作的主要成果图件。
(一)编制综合性区域成矿规律图(成矿系列图),反映区域内各类矿产成矿的时空规律,要求以本成矿区带的综合地质构造图与矿产分布图为基础,划分出成矿区带,用符号表达出不同成矿系列的矿床。
(二)根据不同矿种的特点,针对25个矿种划分16类矿种(组):(1)煤炭,(2)铁,(3)锰,(4)铝土矿,(5)铜、铅、锌、银、钨、锡、钼、锑,金,(6)铬、镍,(7)钾,(8)萤石,(9)重晶石,(10)磷,(11)硼,(12)硫,(13)菱镁矿,(14)稀土,(15)锂,(16)铀,编制矿种或矿组的区域成矿规律图,因此图面内容不宜一刀切,以反映该矿种(组)成矿规律内容即可。
(三)编制区域成矿规律图的底图要求也不完全相同,沉积矿产的底图和内生矿产的底图内容是不完全相同的,因此应根据不同矿种(组)确定不同底图的内容要求。
(四)成矿规律图应包括如下内容:
1、矿床、矿点,标明矿种、规模、类型。
2、成矿时代。
3、成矿区带界线及区带名称、编号、级别。
4、主要矿化标志:蚀变带、铁帽带、老窿、古采坑等。
5、附成矿系列划分表。
(五)控矿地质构造因素表达:
控矿地质构造因素主要反映在底图上,具体如下:
1、金、银、铜、铅锌、钨、锡、钼、锑等矿产,以综合信息地质构造图为底图。
(1)陆块区以大地构造图为底图。前寒武基底包括:古太古高级区,新太古花岗绿岩带或绿岩带、深成岩,古中元古陆内裂陷带、边缘裂陷带,新元古稳定陆缘等内容。古生代包括:隆起区、拗陷区、边缘活动带、拼接带等内容。中生代火山岩浆构造带按早-中侏罗世阶段、晚侏罗世-早白垩世阶段、晚白垩世-新生代阶段、划分构造区块。通过上述大地构造块体的精细划分,确定区域矿产的大地构造位置及控矿因素。
(2)造山带以大地构造相图为底图。按照不同构造旋回离散、会聚、碰撞,陆内造山等构造演化序列,按28种大地构造相类别划分大地构造相,某些地区可以进一步划分亚相。通过大地构造相、亚相的精细划分,确定区域矿产的大地构造位置及控矿因素。
在上述图件基础上编制区域成矿规律图。
2、煤炭、铝土矿、锰矿、磷矿等沉积矿产,成矿规律图的底图应以主要赋矿层位在岩相古地理图(或构造古地理图)基础上编制的沉积建造构造图为底图。其内容应反映沉积岩相、建造、盆地原始构造(拗陷中心,水下隆起等)含矿层位等有关内容。
在此基础上编制成矿规律图。
3、其他矿产成矿规律图底图内容,根据上述两种类推即可。
第五节 矿产预测
本次预测评价技术方法是以成矿系列理论为指导,以矿床模型综合地质信息预测方法体系为主要方法,辅以地球化学法和磁法资源潜力评价方法。矿床模型综合地质信息预测方法主要围绕预测评价中的矿产预测要素信息提取、找矿模型建立、预测区圈定、优选和资源量估算等需要的方法展开。应用已有地质工作积累的资料(地、矿、物、化、遥和有关科研成果),在分析工作区的地质背景、研究总结成矿规律、划分成矿区(带)、建立区域的(或矿田、矿床的)成矿模式或矿床成矿模型的基础上,进行矿产预测要素信息提取与综合,建立区域评价预测模型和数字找矿模型。根据相似类比原则和“求异”理论,使用科学的预测方法,圈定不同类别的预测区,估算资源量,划定资源量级别,并提出地质找矿工作部署建议。矿产预测主要任务是圈定成矿远景区、预测远景区优选排序、预测资源量。
一、数据准备、处理与信息提取
(一)数据准备与质量评估
在确定矿产预测类型、预测对象、预测区范围和预测比例尺之后,开展数据准备工作(含相关资料的收集、整理、分析和数据库的更新、维护)。基础数据是定量预测的基础,数据的质量直接影响到最终预测结果的精度和可靠性。在开展矿产预测工作之前对地质构造组、综合信息组、数据组和成矿规律组等提供的专题图件和数据进行综合质量评估与验收。
1、数据准备
系统整理与矿产预测工作有关的各类基础资料,主要包括:基础空间数据库、地质建造构造专题图数据库;矿产评价综合信息推断解释地质图数据库、文字报告、图表等。其中,基础空间数据库包括:地质、航磁、重力、化探、自然重砂、遥感、矿产地、典型矿床、地理、工作程度等数据库;地质建造构造专题图数据库包括:构造岩相古地理、沉积建造古构造、火山岩性岩相构造、岩浆构造、变质建造构造图库、综合地质建造构造图;矿产评价综合信息地质图数据库包括:在地质图空间数据库和区调原始资料基础上,应用地质专家综合分析和 GIS 技术,通过人机交互建立各类地质构造综合信息辅助图件包括:区域成矿要素图、区域预测要素图等。
2、数据质量检查与评估
检查各类数据,并补充数据库建成以后新获取的数据及相关资料。检查的主要内容包括:
(1)空间数据与属性数据
(2)数据的完整性及缺失情况;
(3)数据精度;
(4)数据类型与数据结构;
(5)数据的逻辑错误(含空间位置错误和属性错误)等。
(二)数据处理与信息提取
矿产预测评价涉及到基础地质背景、区域矿产成矿规律、物探、化探、遥感、重砂等多学科信息。通过大量的典型矿床的定性对比研究,建立预测找矿模型,辅以统计定量方法,确定各预测要素的重要性。确定反映预测评价矿产类型的成矿信息,预测评价的必要要素、主要要素和次要要素,预测未发现的资源量的要素等。信息提取的主要主要方法:
1、地质预测要素的信息提取
地质预测要素是开展矿床模型综合信息矿产预测最重要的基本要素,也是地质人员较熟悉的预测要素来源。一般包括地层、构造、岩浆岩、矿床、矿化与蚀变等多方面的要素。从复杂的地质特征及其相互关系中提取与矿产预测有直接或间接联系的地质信息是预测工作的重要环节。采用GIS技术可以帮助人们从地质图中获取各种与成矿有关的地质信息,并以点、线、面、体等形式进行表达。
成矿构造信息提取:大多数矿产预测类型与构造要素有关,构造可以起到“控岩”或“控矿”的作用,可以具有直接和间接的控矿作用。构造具有期次、级次、性质、产状、以及与其他地质体的关系等特征。因此,构造信息的提取是复杂的和多样的,要根据具体地质环境和矿床类型等情况而定。常见的构造信息的方法,包括构造属性特征、构造频数及密度特征、构造方向特征、构造交汇特征、构造影响区域确定等。
岩体控矿信息提取:岩体要素在许多与岩浆岩有关的矿产预测类型中是涉及的,岩体要素可以包括岩体的岩性、时代、规模、形态及产状、及其与其它地质体的关系等等。可以通过编制区域岩浆专题图,并研究不同岩浆岩与矿床分布的空间关系,进而确定岩体有关的成矿预测因素。岩体要素是多方面的,要根据具体地质情况来确定何种要素。常见的岩体要素的提取方法包括:岩体属性特征提取、岩体的归并、岩体出露面积、岩体缓冲区分析、岩体含矿性分析等。
地层建造信息提取:地层无论作为矿源、赋矿围岩、还是影响成矿溶液变化的因素,都会对有些矿床起到影响和控矿作用,因此往往是预测要素的考虑因素。地层要素的特征包括:地层时代、主要岩性建造、地层中成矿及伴生元素含量等。在区域成矿作用过程中,地层可以以不同的方式参与区域成矿作用。常见的要素包括:地层属性提取与归并、控矿地层建造信息的提取、地层建造组合要素等。
矿化信息提取:矿化信息的获取是预测的目的,同时也是建立模型的依据。通常在模型单元中矿化信息的可以获得的,这样可以建立起矿化信息与其他预测要素之间的函数关系,并这种函数关系对未知区进行矿化信息的预测。可见,矿化信息的获取是很关键的。矿化信息的主要来源是通过对已知矿床、矿点、矿化点、矿化蚀变、成矿及伴生元素地球化学异常等的研究获得的。再获得矿化信息的基础上,将矿化信息与其它地质体之间进行空间配置,可以获得与矿有关的预测要素。在区域矿产资源评价中,通常把研究区内已知矿床(矿点、矿化点)和矿化蚀变岩出现的数量和质量等作为区域成矿作用的最重要标志。把已知矿床点信息、矿化蚀变岩信息和成矿及伴生元素地球化学异常信息综合起来,作为区域成矿作用的直接信息标志。通过研究区域成矿作用直接信息标志与地质体、地质构造、地球物理和遥感等间接信息标志之间的关联和转换规律,揭示区域成矿控制因素,建立区域综合信息找矿模型。常见的方法包括:矿床(点)信息、矿化强度信息等。
2、地球物理、地球化学、遥感信息获取
地、物、化、遥等综合信息获取是开展矿床模型综合信息的重要环节。地、物、化、遥信息获取方法多样,内容丰富,在各重力、航磁、化探、遥感、自然重砂等专业的数据处理和信息提取基础上,重点研究这些预测要素用于资源定量化预测。
二、预测评价模型建立
(一)建立成矿规律和概念地质模型
成矿规律研究是矿产预测与评价的基础,同时又对预测工作起指导作用。深入分析矿床的时间、空间分布规律及矿种、矿床类型的共生组合规律,研究在成矿系列体系在本地区矿床的“缺位”问题,重视各类控矿因素的匹配与最优组合问题。成矿规律研究的具体内容包括:典型矿床地质要素、预测要素与成矿模式及相关图件;区域地质要素、预测要素与区域成矿模式及相关图件。
开展预测要素与找矿模型(地质概念模型)研究,通过预测要素的研究实现找矿标志(直接找矿标志和间接找矿标志)的确定和优化组合。在找矿标志确定的过程中,注重研究预测区与模型区之间的信息不对称性问题。
(二)找矿模型与建模技术研究
从找矿模型到评价模型的建立,必须将找矿标志与找矿信息相关联,GIS 环境下开展矿产预测的基本途径是通过信息的提取和综合来实现的。如何表达找矿标志和构建标志组合,形成意义明确、内涵丰富、满足定量化预测需要的信息图层是将地质概念模型与评价模型有机关联的关键。根据具体预测目标需对各种找矿标志(或预测变量)进行不断地筛选、优化、组合,形成一套最优化预测要素(找矿标志)组合,从而有效地提高发现矿产资源体的预见性。利用 ArcGIS 和 GeoDAS 的建模器技术(Model Builder)实现建模与自动实施的有机结合与统一。建立模型的基本流程和步骤包括:确定合理的模型、确定模型的输入和输出、确定建立模型的参数和确定模型的实施条件。
三、预测要素与要素组合的数字化、定量化
预测要素及其组合的定量化是开展矿产资源定量预测的重要环节之一。在矿床模型知识库的指导下,从预测底图及相关专业图件上逐一提取与成矿关系密切的各预测要素,形成一系列要素图层。对各种要素、找矿标志进行逐一分析。进行预测要素数值化和定量化处理。可采用的方法很多,如证据权方法提供的空间相关分析(空间相关系数)已经被广泛应用于缓冲区最佳宽度、距离、密度等的确定,也被用于最佳图层组合确定等。
四、预测单元划分