地球物理与成矿有关问题讨论
区域勘查地球物理资料，不仅能有效地进行岩性和构造填图，而且还能为快速、准确地识别、圈定和扩大成矿远景区提供基础资料，这在地表覆盖区尤为重要。矿床的形成往往是各种因素综合作用的结果，因此应用区域地球物理资料，界定与区域成矿有关的各类地质因素的分布范围与边界，对研究矿床形成和分布具有重要意义。
（一）国外的方法和实例
（1）圈定矿化岩带范围。在西澳大利亚的耶尔冈地区，地表露头稀少（5%～10%），区内风化作用广泛而又强烈。风化层之下为花岗岩、片麻岩和绿岩带。调查结果表明，区内的大多数金、镍和贱金属矿化均产于绿岩带内。因此，划分绿岩带的界限和范围对圈定成矿远景区具有特别重要的意义。虽然早期的区域资料也能大体识别出不同的岩性区域，但分辨率甚低，界线往往比较模糊。而20世纪80年代以来澳大利亚地质调查机构开展的高质量航空物探测量所获数据不仅清晰地勾画出不同岩性的界限，而且能确定绿岩带内的构造。在区域航磁图像上所显示的大面积中、低磁性分布区与花岗岩和片麻岩区相对应，而平均磁性偏低但含有强磁性单元的长条状地带对应于绿岩带。与绿岩带相对应的布格重力异常，比相邻的花岗岩和片麻岩区的布格重力异常高得多。在耶尔冈克拉通东北部，绿岩带含有薄的强磁性超镁铁质岩和带状含铁建造及中等磁性的辉长岩和角闪岩，这些岩石单元反映了绿岩带内部构造的轮廓。在西澳耶尔冈的金矿勘查中，利用区域性物探测量结果，通过相关的数据解释及数字化图像处理技术，编绘出1∶25万到1∶2.5万比例尺的图件，均能从中识别出以前未曾认识的、许多与金矿化有关的地质特征。
（2）识别含矿构造。加拿大安大略和魁北克北部的阿比提比地区是加拿大主要的金矿产地。该地区的容矿岩石为太古代的火山岩和沉积岩。整个地区受现代冰蚀作用的影响，岩石或出露于地表，或被数十米厚的冰碛物覆盖。冰碛物为砾石、砂或黏土的集合体。这种自然地理条件和地质条件有利于航空和地面物探方法的广泛应用，物探方法能够对覆盖层下未风化基岩特征进行填图。在阿比提比的鲁安—诺兰达地区进行了航磁测量。探测器离地高度305米，飞行线距805米。这样的飞行高度和线距可分辨出大、中规模的地质体特征。磁测图反映出两条主断裂构造，分别是北面的波丘潘—德斯特断层和南面的柯可兰—拉尔德莱克和卡迪亚克断层。还反映出一些次级断层。因为断层附近的岩石受到了强烈的磁化作用，而远离构造的岩石一般具有较低的磁化强度。因此，往往通过长条线形磁力高和磁力低以及异常图形的断开或错位便可明显地识别出断层。阿比提比地区金矿床主要沿断层构造分布。在某些地区，矿床产于主构造上，但一般情况是矿床往往位于次级构造上。因此，这些断裂构造是本地区最重要的含金构造。该地区所有金矿床的总开采量在1.3亿盎司以上，其中的80%来源于主断裂或主断裂附近构造中的矿床。地球物探测量有助于识别可能含金的构造，为筛选勘探靶区指明了方向。
（3）查找深部矿源体。深部矿源体的分布对勘查选区具有导向作用。在俄国诺里尔斯克铜镍矿区，早在20世纪40年代就有人设想过在上地幔和含矿侵入体之间存在着中间岩浆房，但长期以来，并未找到可信的证据说明其位置、形状和大小。为解决这一问题，80年代以来，西伯利亚地质、地球物理和矿物原料研究所开始研究深源磁场，所遇到的主要困难是该区暗色岩广泛分布，厚度达3.5km且磁化强度大，因此要建立暗色岩干扰体的几何模型，计算出其磁场并从实测磁场中消除。总磁场是在2400米的高度上测的，选择这样的高度是为了压制近地表干扰。当把模型场从实测场中减去后，差值场形态仍很复杂，有许多局部异常是由模型中未考虑进去的暗色岩的不均匀性引起的。由于这种异常和深部地质体引起的异常的波谱成分不同，可通过滤波将二者区分开。结果得出几个由中间岩浆房引起的深源异常，其中的诺里尔斯克—哈莱拉赫异常面积3000km2，强度大于160nT，3个已知矿结的所有侵入体都与该异常有关。通过定量解释发现，矿结的规模愈大，相应中间岩浆房的厚度愈大。据此提出了下一步勘查铜镍矿的远景区。
（二）我国的方法和实例
我国小比例尺（<1∶100万）的区域重力和航空磁测已基本覆盖全国，在解决区域性地质构造问题方面具有独特的优势。由于地球物理解释的多解性，我国在应用地球物理数据解决区域地质构造与填图问题时，主要根据研究对象的地质—地球物理模型（基本形态和物性变化范围）的了解，获得在一定范围内多解性问题的约束。同时应用多种物探方法的优化组合，可以补充单一方法本身不可能解决的问题，减少单一方法的局限性。
我国华北地区以内生矿床为主，其断裂构造十分发育，构造线方向有北东、北北东、东西、北西等多组断裂叠加组合，相互切割，使整个地区呈现出断块式构造特征。这些深而大的断裂构造，多半都是岩浆和矿液活动的通道，既控岩，又控矿。本区北部的燕山金及多金属成矿带就产在阴山—燕山断裂系，在断裂系沿磴口—东胜—大同—北京—秦皇岛一带以北，布格重力异常图上存在一系列东西向的梯级带和同形扭曲带。其局部异常圈闭多呈条带状，异常轴走向呈东西向。航磁图上也表现为正负值变化较大的条带状异常。地质学家发现，在集宁以北的温都尔庙一带发育着超基岩-绿岩-硅质岩“三位一体”的蛇绿岩套。因此，推断这一带存在一系列东西向的深断裂。其中规模较大的有白云鄂博—赤峰深断裂（内蒙古地轴北界）和呼和浩特—承德深断裂，在该断裂系分布有十分丰富的多金属矿床。此外，在华北地区的郯庐断裂系、太行山断裂系、兰考—聊城—锦州深断裂、张家口—宝坻—莱州湾深断裂和秦岭断裂系均具有明显的重力与航磁特征，其主要标志概括如下：
（1）表现为不同规模的重磁异常梯级带，即重磁异常等值线的密集带。太行山断裂系就是重力梯级带一个典型例子。
（2）在呈线性伸展的等值线两侧，重磁的主要特征（如异常轴的走向、异常值的变化幅度和梯度、圈闭异常形态特征等）有明显的差异。这是因为某些断裂两侧的基底性质和内部构造、沉积建造和盖层构造、火成岩活动等特点各异，但相同密度的岩层在垂向上不一定有明显的落差所致。属于这种情形的典型例子是衡水—石家庄断裂。
（3）在一系列的重磁异常等值线簇中出现有规律的同形扭曲或突然转折等现象。如太行山重力梯级带在北京至张家口一带，等值线突然由北东向急转为东西向，推测是由于存在深断裂对重力异常产生了巨大的影响所致。
（4）在沿断裂有不同类型的岩浆活动的断裂带上，往往还有沿一定的方向出现一系列局部重磁异常的圈闭，即形成所谓的“串珠状异常带”。
在我国华南陆区，孙文珂等（2001）通过区域重力和航磁数据研究深部构造及矿产关系。已知全区6条大型重力梯度带，既是延续最长的莫氏面陡倾带，又是地壳活动剧烈的深大断裂带。据此将全区分成几大块体，在每一块体上，区域重磁特征有显著差异，反映了每一块体内断裂构造、地壳结构明显不同。这种深部构造的差别，造成华南各区沉积建造、岩浆活动、构造变动的不同，从而形成了不同成因类型的成矿分区。
尼日尔特吉达地区是一个铀成矿的有利区域，主要表现在目的层和断裂构造有利，同时在地表和地下均找到了矿床。通过我们的科研工作，虽然取得了包括地层、构造、岩浆岩及沉积相和成矿作用等多方面创新性的认识，为该地区的今后勘探指明了方向，但由于前人资料奇缺和工作环境恶劣，依然存在一些需要继续深入探讨的问题，概括起来有以下几个方面：
1）六价铀矿物能否在内生条件下形成问题。关于戴加玛组中铀的钒酸盐矿物，本研究认为有两种成因的可能，一种是由原生的沥青铀矿和铀石的转化而来，另一种是直接从热液中沉淀出来。据赵凤鸣（2005）介绍，在俄罗斯的山地铀矿中，存在两期铀矿化，早期为含铀磷灰石-石英细脉-含铀硅质细脉铀矿化，主要铀矿物为沥青铀矿和铀石；晚期为蒙脱石-沸石-石英-碳酸盐化铀矿化，主要铀矿物是β硅钙铀矿、硅钙铀矿、变钙铀云母、硅钾铀矿、硅镁铀矿等，铀矿化伴随着强烈的蒙脱石化、沸石化、赤铁矿化、碳酸盐化。俄罗斯学者根据β硅钙铀矿中方解石包裹体温度测定、铀矿化与碳酸盐化和沸石化关系、铀矿化脉体在垂向上的分带性以及四价铀和六价铀共存的现象认为，山地铀矿化与热流体活动有关。特吉达地区戴加玛组的铀矿化有可能存在类似的情况。下一步需要从矿物的组合规律、地球化学和同位素等多方面加以论证确认。同时，戴加玛组的铀矿化潜力需要给予更多关注。
2）在成矿模式中，成矿的年龄是关键。本研究由于样品采取等原因，未能进行U-Pb同位素等时年龄数据测定，这在一定程度上影响了成矿模式中成矿作用与构造、岩浆演化的各阶段建立联系。希望今后的研究工作采取适量的高矿化样品，对T矿、G矿、IR矿的成矿年龄进行精确测定，以厘定成矿作用的阶段与构造岩浆演化的关系，修正成矿模式。
3）关于阿萨乌阿组含矿层顶部的灰绿色泥岩层的成因未能合理解释的问题。从现有的资料来看，该灰绿色泥岩层与含矿层有较为密切的关系，不论是地表出露的，还是地下埋藏的，所有的矿床（矿体）中均存在这种关系。根据野外露头、岩心观察和镜下观察，初步认为其与油气或一种还原性的流体有关，但这种流体究竟是什么来源?它的具体成分是什么?它的活动时间与成矿是什么关系?是成矿前?还是成矿后?抑或成矿同期?现有的结果与认识还很难回答这些问题。需要通过进一步的地球化学测试分析来解决。
4）根据我们的研究模型，提出了5个成矿预测有利区域，它们是基于目的层岩性、岩相和岩相古地理分布与断裂构造的组合，以及地面伽马能谱测量异常值之间的关系确定的。由于区内其他资料稀缺或十分有限，尤其是矿区以外的深部资料缺乏，或几乎没有，所以断裂构造的分布和延伸具有推测性。建议在提出的5个预测区域范围内补做部分电法、EH4等地球物理工作，或设计适量的钻孔加以验证，以确定深部断裂是否存在，从而确定断裂活动与成矿的关系，优化和验证成矿预测区域的可靠性。
当今地球科学多学科交叉、多技术集成、大综合的发展趋势表明,对深部的了解必不可少。
对于地质历史时期形成的矿产而言,有的保持了形成时的状态,可以用地球物理方法直接探测,但是,更多的矿床经历了后期的改造,或破坏,或富集,因此,需要根据地质、地球物理资料综合分析,恢复成矿过程。对中国大陆岩石圈研究表明(邱瑞照等,2006),根据岩石圈的动力学性质,中国大陆可以划分出克拉通、造山带、裂谷、边缘海洋壳和岛弧等五大岩石圈类型。①克拉通型岩石圈具有稳定的特点,根据壳-幔演化模型,克拉通TTG陆壳与以方辉橄榄岩为主的强亏损地幔岩石圈岩石组成是对流地幔分异的互补产物,在壳-幔物质、结构形成时间上应该一致。以华北的鄂尔多斯块体为例,已有的地质证据表明华北地台陆壳形成于古太古宙-古元古代(程裕淇,1994邓晋福等,1999;张宗清,1998;沈其韩,1998;邱瑞照等,2006),新近获得的复县金伯利岩中的地幔岩包体Re-Os测定的TRD模式年龄2.6Ga和2.8Ga(高山等,2003)与陆壳时代一致,说明鄂尔多斯克拉通型岩石圈地幔与陆壳确实是同时形成的。②造山带型岩石圈形成于挤压机制,岩石物理性质决定了在造山带过程中地壳的加厚主要发生在下地壳,从造山带岩石圈演化加厚-拆沉-再加厚的过程看,造山带岩石圈根具有保留时间短、不稳定(活动)的特点,其岩石圈-软流圈边界(LAB)是伴随造山过程变化的。③大陆裂谷型岩石圈形成于岩石圈伸展环境,往往与岩石圈伸展、地幔热柱等事件对应,岩石圈-软流圈边界(LAB)总体上向上移动,如中国东部的松辽平原、华北平原、闽粤桂沿海、江汉平原、沿海大陆架区等地;④洋壳型岩石圈是大陆裂谷型岩石圈进一步发展的结果,如南海。⑤岛弧型岩石圈形成于俯冲挤压的洋-陆岩石圈相互作用环境,地球物理探测显示为不对称的俯冲岩石圈结构,实例如台湾。现今地球物理探测获得的岩石圈Moho面、岩石圈-软流圈边界(LAB)深度和形态、物质结构、热状态等是伴随中国大陆动力学场而变化的,并不能简单地直接运用或看作某一地区成矿作用时的状态,需要结合具体地区的地质演化过程、岩浆起源和演化机理等来反演成矿作用发生时的Moho和L/A的深度和形态、岩石圈结构、物质结构、热状态等,才能获得比较准确的成矿作用发生时的深部成矿背景,从而为更好地识别岩石圈不连续、判别壳幔物质结构代表的时代、辨析成矿作用发生时的深部背景和所经历深部过程提供有用信息。
成矿区(带)地球物理模型建立方法
答：②研究目标的形状、产状和埋藏深度等。③疏松沉积层、覆盖层、下伏地层的厚度及其起伏情况等。建立成矿区（带）地球物理模型的一般方法步骤（图4-16）如下：（1）广泛地收集建模所需的资料并对其进行筛选，在已知的矿床上广泛大量地收集与建模有关的资料，取得有代表性的地质、物性和地球化学剖面以及反...
中国及邻区前寒武纪陆块形成与成矿关系
答：华北地区的大地构造单元可以这么认识:侏罗纪之前属于中朝陆块,经过侏罗纪-白垩纪燕山运动后分化为两个单元:西部陆块(克拉通)和中东部造山带;伴随新生代裂谷作用发育,进一步分化为西部陆块(克拉通)、中部造山带和东部裂谷,因此,讨论中国及邻区前寒武纪陆块形成与成矿关系,应该关注与陆块形成、改造过程中有关的成矿...
成矿系统主要控矿因素
答：（三）热液蚀变作用 在与弧岩浆-热液成矿系统有关的矿床中，热液蚀变均很发育，蚀变范围远大于矿体，可以说没有热液蚀变就没有斑岩型、矽卡岩型等矿床的形成。Cu等成矿物质以络合物形式存在于热液中，它们在矿区范围内循环活动时，因和介质环境物理化学条件的差异，而发生物质交换即蚀变交代作用，使...
区域成矿规律研究的内容与目的和基本特点
答：以及应该在哪些具体的位置发现这些矿床等。对成矿预测而言，可依此指出找矿的靶区。在矿床(体)尺度上，研究内容更为具体和直接。通常将该尺度上的成矿规律研究称为矿化富集规律。对于矿床(体)层次上的矿化富集规律来说，一般是通常对矿床地质特征的详细解剖，并在地质、地球物理、地球化学、成矿学等...
区域地质-地球化学作用与成矿
答：通过搜集有关区域岩石圈和各类地质体的元素丰度资料，探讨区域内各类地质-地球化学作用及其继承发展关系和元素浓集的效率，同时考虑元素成矿所需的浓集程度，即可判断和预测成矿区带的优势矿种及成矿的机制、条件和远景。4.元素成矿的环境与空间位置 成矿带的形成是地球物理场、应力场及地球化学场发展不...
成矿地质特征
答：由于围岩的岩性和热液蚀变的物理化学条件变化,不同矿床的蚀变分带特征有一定的变化。但是最外部的蚀变带一般均为青磐岩化,其特征矿物是绿泥石、绿帘石和碳酸盐,并常常有浸染状的粗粒状具立方体晶形的黄铁矿。 (三)地球化学 (1)成矿温度 成矿热液蚀变温度一般较低,大多在120～300℃之间,但金的成矿温度多数在...
区域地质-地球化学作用与成矿
答：通过搜集有关区域岩石圈和各类地质体的元素丰度资料，探讨区域内各类地质-地球化学作用及其继承发展关系和元素浓集的效率，同时考虑元素成矿所需的浓集程度，即可判断和预测成矿区带的优势矿种及成矿的机制、条件和远景。4.元素成矿的环境与空间位置 成矿带的形成是地球物理场、应力场及地球化学场发展不...
地球系统、成矿系统和勘查系统
答：而厄尔尼诺是否与洋中脊热水系统间歇性喷涌、海水增温有关,也是值得研究的问题。再有,大洋中脊热水成矿系统与高温环境下洋底极端环境中的特殊生物群“相伴生”,这在以前是很难想象的。 以研究地球系统为对象的地球系统科学的基本研究内容是:①地球系统的联系(Earth System Linkage):探讨地球各层圈间的相互作用和...
成矿预测的理论方法
答：成矿预测是应用地质成矿理论和科学方法综合研究地质、地球物理、地球化学和遥感地质等方面的地质找矿信息,剖析成矿地质条件,总结成矿规律,建立成矿模式,应用“由已知到未知”的原则评价未知区的资源量或圈定不同级别预测区,提出勘查工作重点区段或布置具体的勘查工程,达到提高找矿工作的科学性、有效性和提高成矿地质...
地质-地球物理-地球化学找矿模型的意义及研究概况
答：截至二十世纪末，有关“矿床模型”方面的专著和文章已发表不少，其研究内容已由成矿模式延伸为找矿模型的研究，即进一步突出了找矿信息；涉及的学科也从狭义的地质学，扩展到地球物理学、地球化学、遥感地质学等领域，现已成为进行矿产资源预测和评价的基础或依据。我国是矿床成矿模式研究最早的国家之一，...
