礦床垂直分帶特征研究及應(yīng)用綜述

常丹　張靜思　廖敏

摘要：礦床垂直分帶是指礦區(qū)或礦床中的不同礦物或有用組分，或在成因上有密切聯(lián)系的不同礦石建造，在垂直方向上具有規(guī)律的帶狀分布特征。國(guó)內(nèi)外的找礦實(shí)踐充分證明，礦床垂直分帶規(guī)律和模式研究是預(yù)測(cè)隱伏礦床（體）最為有效的理論和方法。

關(guān)鍵詞：垂直分帶；隱伏礦體；地球化學(xué)暈

在化探在找礦中，從大量不同元素組合的致礦異常中把礦體中—上部異常、礦化異常和礦尾殘留異常區(qū)分出來(lái)十分重要，分帶性規(guī)律理論則可以用以實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)工作[1]。礦床分帶的概念是指礦體的形態(tài)、礦石的構(gòu)造、礦物成分及其化學(xué)成分、地球化學(xué)原生暈和S同位素的數(shù)值等一系列規(guī)律性變化在空間分布上的表現(xiàn)特征，分為垂直方向和水平方向。國(guó)內(nèi)外的找礦實(shí)踐充分證明，礦床垂直分帶規(guī)律和模式研究是預(yù)測(cè)隱伏礦床（體）最為有效的理論和方法[2]。因?yàn)榈V床的垂直分帶研究工作將對(duì)今后找礦和“成礦系列”理論的豐富具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義，本文就關(guān)于礦床分帶特征研究的進(jìn)展和在不同類型礦床的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析和綜述。

1. 國(guó)內(nèi)外研究歷史背景

地球化學(xué)異常在形成的過(guò)程中，同種指示元素的含量在空間上有規(guī)律變化形成濃度分帶，不同指示元素的異常在空間上遞次分布的現(xiàn)象稱為組分分帶，其原因是地球化學(xué)活動(dòng)性不同所致。其中對(duì)于濃度分帶的劃分方法沒(méi)有多大爭(zhēng)論，比較簡(jiǎn)單；而組分分帶序列的確定則爭(zhēng)論較多，相對(duì)也比較復(fù)雜[3]。

1936年，美國(guó)地質(zhì)學(xué)家艾孟斯于關(guān)于礦床周圍礦物組分的分帶現(xiàn)象提出了礦床分析帶理論，蘇聯(lián)地質(zhì)學(xué)家柯?tīng)柸嗡够岢鼋淮V床的交代分帶，和斯米爾諾夫提出了硫化物礦床氧化帶有次生分帶。而在對(duì)某些熱液金礦床周圍的微量元素研究之后，我國(guó)和蘇聯(lián)的勘察地球化學(xué)家邵躍、李善方、格里戈良以及別烏斯等，同樣在成礦元素和伴生元素中發(fā)現(xiàn)了分帶現(xiàn)象，并且將這種理論用于對(duì)盲礦體和礦體剝蝕程度的評(píng)價(jià)并取得了成功。

對(duì)于研究軸向分帶的方法，20世紀(jì)60年代的研究方法主要為目估法；70年代先后提出了組合指數(shù)法、線金屬量襯度系數(shù)法、線金屬量梯度法、分帶指數(shù)法（也稱格里戈良法，簡(jiǎn)稱格氏法）等[4]。80年代開(kāi)始，進(jìn)入改進(jìn)和完善階段。進(jìn)入90年代，又提出了濃集指數(shù)法和重心法等。元素空間分帶理論與當(dāng)前的區(qū)域成礦理論是一脈相承的。到目前為止，元素分帶理論已經(jīng)逐步走向成熟，并且在找礦實(shí)踐中得到了廣泛的研究和應(yīng)用。[1]

2. 現(xiàn)有學(xué)術(shù)觀點(diǎn)和理論

在國(guó)外，比較早的關(guān)于礦床垂直分帶的公認(rèn)的優(yōu)秀例子有在墨西哥、西蒙斯和Mapes[5]描述的Zimapan Carrizal礦區(qū)，日本加藤的火山巖礦區(qū)，科羅拉多州的紅山地區(qū)等。Charles F. Park， JR.（1957）對(duì)礦床垂直分帶現(xiàn)象的普遍性進(jìn)行了論證。

熱液總是向壓力降低方向運(yùn)移，其運(yùn)移具有方向性，所以元素暈的分帶性是一個(gè)矢量概念，具有成因意義，它能夠反映熱液流動(dòng)的方向性。不同指示元素于不同標(biāo)高上發(fā)育的差異，以及由此產(chǎn)生的一系列派生出的規(guī)律、在不同的高程上產(chǎn)生不同的元素組合、某些元素對(duì)比值隨著深度的增加而發(fā)生有規(guī)律地變化等都屬于熱液礦產(chǎn)原生暈的垂直分帶現(xiàn)象[6]。因此，原生暈的垂直分帶性對(duì)于深部盲礦體的追索、礦床最初礦體的剝蝕程度的預(yù)測(cè)等具有非常重要的參考價(jià)值。[7]

對(duì)于多金屬礦床，資料顯示，Ba、As、Sb、Ag、Cd等可作為多金屬（Cu、Pb、Zn）礦床的原生暈前緣元素組合，Bi、Co、W、Mo、Sn（Be、Ni）則可作為尾部元素組合，通過(guò)研究可以了解微量元素垂直分帶序列以及礦體延深信息，利用微量元素在礦體中的分帶關(guān)系可以判斷礦體（礦床）的剝蝕程度，

對(duì)于金礦床，李惠認(rèn)為金礦床的分帶既在巖石地球化學(xué)異常方面有所表現(xiàn)，也在某些礦物（如黃鐵礦等）和包裹體的成分方面有所表現(xiàn)。研究和發(fā)現(xiàn)典型金礦床的地球化學(xué)分帶規(guī)律，尤其是地球化學(xué)垂直分帶規(guī)律，在對(duì)蝕變破碎帶深部的含礦性或石英脈的預(yù)測(cè)、判斷金礦的剝蝕程度、以及探尋盲礦都具有重要實(shí)用價(jià)值。[8]

同其它一些重要礦床一樣，鈾礦床找礦目前也面臨著如何預(yù)測(cè)和尋找深部隱伏礦床的問(wèn)題[9]。前蘇聯(lián)非常重視鈾礦床垂直分帶的研究，安泰一斯特列措夫礦床俄羅斯最大的鈾礦床，其最大的特點(diǎn)就是：它不僅儲(chǔ)量獨(dú)一無(wú)二，垂直礦化范圍也頗為巨大[10]。

我國(guó)對(duì)于鈾礦床的垂直分帶規(guī)律研究主要集中在華南地區(qū)花崗巖型鈾礦床，而對(duì)于傳統(tǒng)觀點(diǎn)普遍認(rèn)為的受層位控制明顯的碳硅泥巖型鈾礦，陳友良首次發(fā)現(xiàn)若爾蓋地區(qū)具有代表性的510-1碳硅泥巖型鈾礦床中產(chǎn)出的大量與鈾成礦密切相關(guān)的熱液成因石英、方解石脈，其在空間分布上顯示出“上酸下堿”的垂直分帶規(guī)律，與華南地區(qū)花崗巖型鈾礦床極為相似，對(duì)礦石、脈石礦物等進(jìn)一步在微觀尺度上的研究亦發(fā)現(xiàn)具有垂直分帶性。[4]對(duì)各典型礦床作深入細(xì)致的垂直分帶研究工作，有助于提高隱伏礦床找礦效果[9]。

3. 結(jié)論

（1）元素分帶序列的理論和方法在勘查地球化學(xué)中已成功被廣泛應(yīng)用，也取得了許多實(shí)例，礦體原生暈元素分帶現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)意義主要是預(yù)測(cè)盲礦體、對(duì)礦體剝蝕程度的評(píng)價(jià)以及豐富了“成礦系列”理論。

（2）礦床垂直分帶的實(shí)質(zhì)是：流體演化、流體混合以及流體與圍巖相互作用的結(jié)果。礦床垂直分帶規(guī)律研究及隱伏礦預(yù)測(cè)的關(guān)鍵問(wèn)題是對(duì)伊流體成礦地球化學(xué)界面的確定和識(shí)別；

（3）存在問(wèn)題：對(duì)傳統(tǒng)普遍具有垂直分帶特征礦床研究的比較多，應(yīng)突破傳統(tǒng)觀點(diǎn)，把礦床的分帶理論運(yùn)用到對(duì)更多種類型的礦床研究上去。

參考文獻(xiàn)：

[1]金獻(xiàn)革.礦床原生暈元素空間分帶序列計(jì)算方法研究[J].科技與企業(yè)，2012，20：274-275.

[2]陳友良.若爾蓋地區(qū)碳硅泥巖型鈾礦床成礦流體成因和成礦模式研究.[D].成都：2008.63-65.

[3]樸壽成，楊永強(qiáng)，連長(zhǎng)云.原生暈分帶序列研究方法綜述[J].世界地質(zhì)，1996，15（1）：44-48.

[4]黃薰德，吳郁彥.地球化學(xué)找礦[M].北京：地質(zhì)出版社，1986：51-58.

[5]胡鑒.紅道巷金礦礦物組分垂直分帶規(guī)律探討[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，29（1）：51-55.endprint