CN106526698B - 一种寻找火山岩型硫化物矿床有利成矿区域的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地质矿产技术领域，一种寻找火山岩型硫化物矿床有利成矿区域的方法，该方法通过遥感影像法、同位素测年法以及结合矿石本身的特性和性质，可以圈出火山岩型硫化物矿床的具体位置，和现有的钻探工程技术相比，具有成本低，周期短，安全性高的优点。本发明充分认识到浅成‑超浅成侵入岩或次火山岩是形成块状硫化物矿床诸多成矿条件中最核心的因素，并据此提出了本发明的寻找火山岩型硫化物矿床有利成矿区域的方法，为地质勘探行业提供了新的思路。

Description

一种寻找火山岩型硫化物矿床有利成矿区域的方法

技术领域

本发明属于地质矿产技术领域，涉及一种快速寻找火山岩型硫化物矿床有利成矿区域的方法。

背景技术

火山岩型硫化物矿床(Volcanogenetic sulfide deposit)，国内曾称为海相火山岩铜矿、黄铁矿型矿床，主要由铜、铅、锌等硫化物组成，经济意义大，是仅次于斑岩型矿床的第二矿床成因类型。火山岩型硫化物矿床形成的基本过程是：海相火山岩形成后，被后期形成的次火山岩加热，在火山岩层内形成一个以海水为主体的热卤水循环系统。热卤水从火山岩中萃取金属阳离子(即成矿元素)，这种金属阳离子与海水中的硫以及从火山岩中萃取的硫相结合，形成硫化物。含有硫化物的热卤水沿构造裂隙开拓出热液通道，部分或大部分热卤水沿热液通道上侵后经喷流-沉积过程形成具有纹层状构造的块状矿石。由于该类矿石形成时处于相对富氧的环境，与硫化物共生的脉石矿物有时会出现硫酸盐(重晶石)和碳酸盐。由于成矿热液反复从热液通道向上迁移，就导致这一部位的蚀变更强，矿化也较强。又由于热液活动具有间歇性，在间歇期通道会被堵塞，当热液再次上侵就需要重新开拓通道，形成隐爆角砾岩筒。所有的成矿热卤水不会干净、彻底地从火山岩中排出，全部喷出到海底。总会有一些含矿热卤水残留在火山岩中，形成分散状的矿体。这部分矿石必然会具有浸染状、细脉-浸染状等热液矿体中常见的结构构造。由此可见，一个完整的块状硫化物矿床应该由三部分组成：A.经喷流-沉积形成的具纹层状构造的块状矿体，俗称黑矿；B.形成于热液通道中的矿体，以硅化强、具团块状构造和隐爆角砾岩特征，俗称黄矿；C.赋存于火山岩层内部的矿体，以矿体形态不规则、鸡窝状、浸染状和细脉浸染状构造等特征。从经济价值角度看问题，上述三类矿体的经济价值按A、B、C的顺序递减。

随着铜、铅、锌等矿产资源的不断开采消耗，对寻找新的火山岩硫化物矿床，以及在老矿床深部及外围找矿预测越来越受到重视，而现有的勘查主要依靠大量的钻探工程，花费大、成本高、周期长、风险大。能否通过系统的地质研究工作，准确区分不同类型的矿体/矿体，圈定找矿有利地段，发挥地质先行的找矿方法，对于火山岩型硫化物矿床的找矿工作是十分必要的，而且意义重大。

发明内容

为了解决现有的寻找新的火山岩硫化物矿床时，通过大量的钻探工程，花费大、成本高、周期长、风险大技术问题，本发明提供以下技术方案予以解决：

一种寻找火山岩型硫化物矿床有利成矿区域的方法，具体包括，

步骤一，获取待研究区的遥感影像图，确定待研究区是否存在海相火山岩，若存在，则将该待研究区初步确定为研究区，执行步骤二；否则，执行步骤一；

步骤二，获取步骤一中初步确定的研究区的遥感影像图,确定该初步确定的研究区是否存在形成时限晚于海相火山岩的次火山岩或形成时限晚于海相火山岩的浅成-超浅成侵入岩，若存在，则将该初步确定的研究区作为研究区，进行步骤三；否则返回步骤一；

步骤三，在步骤二获取的研究区进行基岩化学采样分析，得到岩石中铜的品位，将岩石中铜的品位等于0.2％～0.3％作为边界品位，岩石中铜的品位大于边界品位时为矿体，即得到多个矿体，执行步骤四；

步骤四，在步骤二获取得研究区内，进行地质剖面测量，确定研究区的地层层序、各地层的岩性特征和各地层的厚度，根据研究区的地层层序、各地层的岩性特征和各地层的地层厚度，绘制综合地层柱状图；在步骤三得到的多个矿体分别进行地质剖面测量，确定每个矿体所处的地层、岩性特征和地层厚度，并在综合地层柱状图上标注出来，得到矿体地层柱状图；

步骤五，判断步骤三中得到的各个矿体分别属于喷流沉积型、热液交代型和热液通道型中哪一种类型，并在矿体地层柱状图上对每个矿体所属的类型进行标记，得到分类矿体的地层柱状图；

步骤六，根据步骤五得到的分类矿体的地层柱状图得到喷流沉积型矿体的地层柱状图，根据喷流沉积型矿体的地层柱状图确定喷流沉积型矿体所发生的地层层位；

步骤七，获取步骤二所述的研究区的地质图，根据步骤六中确定的喷流沉积型矿体所发生的地层层位，在研究区地质图中将喷流沉积型矿体所赋存的地层范围确定为火山岩型硫化物矿床的有利成矿区域。

所述的步骤一具体包括：

(1.1)获取待研究区的遥感影像图，在遥感影像图上将圆形的影像分布的区域确定为火山口和海相火山岩的分布范围；

(1.2)在(1.1)中圈定的海相火山岩影像范围所对应的地区内，若同时存在具枕状构造的岩石、含硫酸盐和碳酸盐夹层和含海相生物化石，则确定存在海相火山岩；则将该待研究区初步确定为研究区，进行步骤二；否则，执行步骤一。

所述的步骤二具体包括：

(2.1)获取步骤一中初步确定的研究区的遥感影像图并观察，若该遥感影像图上存在呈圆形或椭圆形的环斑，且环斑的影像的反射率大于15％，则确定具有环斑影像的岩石为次火山岩或浅成-超浅成侵入岩，执行步骤(2.2)；若不存在，执行步骤一；

(2.2)采集海相火山岩、次火山岩和浅成-超浅成侵入岩的同位素年龄样品；利用同位素测年法，分别获取海相火山岩、次火山岩和浅成-超浅成侵入岩的年龄，确定该初步确定的研究区是否存在形成时限晚于海相火山岩的次火山岩或浅成-超浅成侵入岩；若存在，则进行步骤三，否则返回步骤一。

步骤六具体包括，

根据步骤五的分类矿体的地层柱状图得到喷流沉积型矿体的地层柱状图，将各喷流沉积型矿体最下部对应的地层位置标定为底面，将最上部对应的地层位置标定为顶面，顶面和底面之间的层位即为喷流-沉积过程所发生的层位。

以上技术方案与现有技术相比具有以下技术效果：

1、本发明提供了一种系统的寻找火山岩型硫化物矿床有利成矿区域的方法，该方法通过遥感影像法、同位素测年法以及结合矿石本身的特性和性质，圈出火山岩型硫化物床的有利成矿区域；该方法和现有的钻探工程技术相比，具有成本低，周期短，安全性高的优点。

2、本发明充分认识到浅成-超浅成侵入岩或次火山岩是形成块状硫化物矿床诸多成矿条件中最核心的因素，并据此提出了本发明的寻找火山岩型硫化物矿床有利成矿区域的方法，为地质勘探行业提供了新的思路。

附图说明

图1是本发明寻找火山岩型硫化物矿床有利成矿区域方法的流程图；

图2是本发明遥感解译出的火山口分布图；

图3是本发明遥感解译出的次火山岩或浅成-超浅成侵入岩分布图；

图4是本发明的研究区矿体分布图；

图5是本发明的综合地层柱状图；

图6是本发明的矿体地层柱状图；

图7是本发明的分类矿体的地层柱状图；

图8是本发明的喷流-沉积型矿体的地层位置图；

图9是本发明圈定的有利成矿区域图。

具体实施方式

为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本发明的实施例进行说明。

本发明实施例所提供的一种寻找火山岩型硫化矿床有利成矿区域的方法在新疆哈巴河县阿舍勒地区寻找火山岩型硫化矿床的有利成矿区域。

如图1所示，本发明所提供的一种寻找火山岩型硫化矿床有利成矿区域的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，获取待研究区的遥感影像图，确定待研究区是否存在海相火山岩，若存在，则将该待研究区初步确定为研究区，执行步骤二；否则，执行步骤一；

(1.1)获取待研究区的遥感影像图，在遥感影像图上将近圆形的影像分布的区域确定为火山口和海相火山岩的分布范围，如图2所示，图中有两个近圆形影像，将这两个近圆形影像分布的区域确定为火山口和海相火山岩分布范围。

(1.2)在(1.1)中圈定的海相火山岩影像范围所对应的地区内，若同时存在具枕状构造的岩石、含硫酸盐和碳酸盐夹层和含海相生物化石，则确定存在海相火山岩；则将该待研究区初步确定为研究区，进行步骤二；否则重新选定待研究区，重复步骤一。

以新疆哈巴河县阿舍勒地区为待研究区，获取该区的遥感影像图，通过遥感解译出两个环形构造，形状近似呈椭圆形，其中一个位于研究区中部，面积约为0.6平方公里；另一个位于主矿区在东部高地，形状呈近似圆形，面积约为0.56平方公里，将这两个近圆形影像分布的区域确定为火山口和海相火山岩分布范围。

通过对阿舍勒地区野外地质观察，为中酸性火山碎屑岩，局部可见枕状构造；火山碎屑岩中见有重晶石矿物(属硫酸盐)夹层和海相生物化石。

将新疆哈巴河县阿舍勒地区初步确定为为研究区，进行步骤二。

步骤二，获取步骤一中初步确定的研究区的遥感影像图,确定该初步确定的研究区是否存在形成时限晚于海相火山岩的次火山岩或形成时限晚于海相火山岩的浅成-超浅成侵入岩，若存在，则将该初步确定的研究区作为研究区，进行步骤三；否则返回步骤一；

(2.1)在步骤一获取的遥感影像图上观察，若存在呈圆形或椭圆形的环斑，且环斑的影像的反射率大于15％，则确定具有环斑影像的岩石为次火山岩或浅成-超浅成侵入岩，执行步骤(2.2)；若不存在，执行步骤一；如图3。

(2.2)采集海相火山岩、次火山岩和浅成-超浅成侵入岩的同位素年龄样品；利用同位素测年法，分别获取海相火山岩、次火山岩和浅成-超浅成侵入岩的年龄，确定该研究区是否存在形成时限晚于海相火山岩的次火山岩或浅成-超浅成侵入岩；若存在，则进行步骤三，否则返回步骤一。

如图3，在新疆哈巴河县阿舍勒地区遥感影像图上观察，解译出3个椭圆形、1个圆形的环斑，对四个环斑影像的反射率进行测量，得到四个环斑的反射率均在15％～30％范围内，确定阿舍勒地区存在次火山岩、浅成-超浅成侵入岩；野外分别采集海相火山岩和次火山岩、浅成-超浅成侵入岩的年龄样品，识别出该次火山岩、浅成-超浅成侵入岩主要为次英安岩；进行同位素年龄测定，获得次英安岩的年龄为379Ma，而海相火山岩的年龄为387Ma，次英安岩的形成晚于海相火山岩，进行步骤三。

步骤三，在步骤二获取的研究区进行基岩化学采样分析，得到岩石中铜的品位，将岩石中铜的品位等于0.2％～0.3％作为边界品位，岩石中铜的品位大于边界品位时为矿体，即得到多个矿体，执行步骤四；

在阿舍勒地区以100米为间距，40米为点距采集基岩化学样品，通过实验，分析矿石中铜的品位，得到五个区域中岩石的铜的品位为0.8％，三个区域中岩石的品位为1.1％，两个区域中岩石铜的品位为1.3％，即在研究区共有10个区域中岩石铜的品位大于0.2％～0.3％，即找到10个矿体，如图4所示。

步骤四：在步骤二获取得研究区内，进行地质剖面测量，确定研究区的地层层序、各地层的岩性特征和各地层的厚度，根据研究区的地层层序、各地层的岩性特征和各地层的地层厚度，绘制综合地层柱状图，如图5；在步骤三得到的多个矿体区域中，分别进行地质剖面测量，确定每个矿体所处的地层、岩性特征和地层厚度，并在综合地层柱状图上标注出来，得到矿体地层柱状图，如图6。

在阿舍勒地区进行地质剖面测量，将阿舍勒地区地层层序从老到新依次为A组和B组，其中A组的岩性特征为，以中酸性火山碎屑岩为主体，A组可分为两个岩性段(A¹和A²)，其中A组第二岩性段(A²)又可分为三个亚段(A^2a、A^2b、A^2c)，A组第一岩性段(A¹)的岩性特征为火山角砾岩屑凝灰岩、安山质晶屑岩屑凝灰岩和粗面质岩屑凝灰岩，A组第一岩性段的地层厚度为273m；A组第二岩性段第一亚段(A^2a)的岩性特征为次英安斑岩、粗面质岩屑凝灰岩、岩屑凝灰岩和晶屑凝灰岩，A组第二岩性段第一亚段的地层厚度为447m；A组第二岩性段第二亚段(A^2b)的岩性特征为粗面质凝灰岩和角砾岩，A组第二岩性段第二亚段的地层厚度为195m；A组第二岩性段第三亚段(A^2c)的岩性特征为岩屑晶屑凝灰岩，A组第二岩性段第三亚段的地层厚度为173m；B组的岩性特征为晶屑凝灰岩，B组地层厚度为678m。依据研究区的地层层序、岩性特征和地层厚度，绘制综合地层柱状图，如图5所示。

在步骤三得到的10个矿体区域中，分别进行地质剖面测量，确定每个矿体所处的地层、岩性特征和地层厚度，并在综合地层柱状图上标注出来，得到矿体地层柱状图，如图6。

步骤五：判断步骤三中得到的各个矿体分别属于喷流沉积型、热液交代型和热液通道型中哪一种类型，并在矿体地层柱状图上对每个矿体所属的类型进行标记，得到分类矿体的地层柱状图，如图7；具体包括：

(5.1)在研究区所对应区域中确定；

若矿体呈层状产出，矿石具块状构造，矿石中硫化物含量达80％以上，矿石含碳酸盐和硫酸盐，此类矿体为喷流沉积型矿体；

若矿体呈脉状产出，矿石具星点状和细脉-浸染状构造，矿石中的硫化物具有交代结构，此类矿体为热液交代型矿体；

若矿体呈喇叭状或筒状产出，矿石具隐爆角砾结构、矿石中硫化物具交代结构，围岩硅化强烈，此类矿体为热液通道型矿体；

通过判断，该研究区中：1号、2号、7号和9号矿体显示出喷流沉积型特征；4号、5号、6号、8号矿体显示出热液交代型特征；3号、10号矿体显示出热液通道型特征；

(5.2)步骤四得到的矿体地层柱状图上，将喷流沉积型、热液交代型、热液通道型三类矿体标注出来，得到分类矿体的地层柱状图，如图7。

步骤六，根据步骤五得到的分类矿体的地层柱状图得到喷流沉积型矿体的地层柱状图，根据喷流沉积型矿体的地层柱状图确定喷流沉积型矿体所发生的地层层位；具体包括，

根据步骤五的分类矿体的地层柱状图得到喷流沉积型矿体的地层柱状图，将各喷流沉积型矿体最下部对应的地层位置标定为底面，将最上部对应的地层位置标定为顶面，顶面和底面之间的层位即为喷流-沉积过程所发生的层位。

如图8是阿舍勒矿区矿体中的喷流-沉积型矿体所对应的地层位置：在阿舍勒矿区矿体中，4个属喷流沉积类型，其中1号矿体赋存层位最高，赋存于A组第二岩性段A^2b顶部与A^2c的层间界面上且靠近A^2b一侧。2号矿体，产于A组第二岩性段A^2b中上部位；9号矿体，产于A组第二岩性段A^2b中。7号矿体：产于A组第二岩性段A^2a和A^2b中，赋存层位最低。将7号矿体所赋存地层的最底部层位标定为底面；将1号矿体所赋存地层的最顶部层位标定为顶面，从底面到顶面之间的层位即为喷流沉积过程所发生的层位。

步骤七，获取步骤二所述的研究区的地质图，根据步骤六中确定的喷流沉积型矿体所发生的地层层位，在研究区地质图中将喷流沉积型矿体所赋存的地层范围确定为火山岩型硫化物矿床的有利成矿区域。

在阿舍勒矿区，将1号、2号、7号和9号矿化区域确定为最有利成矿区域，如图9。

Claims (3)

1.一种寻找火山岩型硫化物矿床有利成矿区域的方法，其特征在于，包括，

步骤一，获取待研究区的遥感影像图，确定待研究区是否存在海相火山岩，若存在，则将该待研究区初步确定为研究区，执行步骤二；否则，执行步骤一；

步骤二，获取步骤一中初步确定的研究区的遥感影像图,确定该初步确定的研究区是否存在形成时限晚于海相火山岩的次火山岩或形成时限晚于海相火山岩的浅成-超浅成侵入岩，若存在，则将该初步确定的研究区作为研究区，进行步骤三；否则返回步骤一；

步骤二具体包括：

(2.1)获取步骤一中初步确定的研究区的遥感影像图并观察，若该遥感影像图上存在呈圆形或椭圆形的环斑，且环斑的影像的反射率大于15％，则确定具有环斑影像的岩石为次火山岩或浅成-超浅成侵入岩，执行步骤(2.2)；若不存在，执行步骤一；

(2.2)采集海相火山岩、次火山岩和浅成-超浅成侵入岩的同位素年龄样品；利用同位素测年法，分别获取海相火山岩、次火山岩和浅成-超浅成侵入岩的年龄，确定该初步确定的研究区是否存在形成时限晚于海相火山岩的次火山岩或浅成-超浅成侵入岩；若存在，则进行步骤三，否则返回步骤一；

步骤三，在步骤二获取的研究区进行基岩化学采样分析，得到岩石中铜的品位，将岩石中铜的品位等于0.2％～0.3％作为边界品位，岩石中铜的品位大于边界品位时为矿体，即得到多个矿体，执行步骤四；

步骤四，在步骤二获取得研究区内，进行地质剖面测量，确定研究区的地层层序、各地层的岩性特征和各地层的厚度，根据研究区的地层层序、各地层的岩性特征和各地层的地层厚度，绘制综合地层柱状图；在步骤三得到的多个矿体分别进行地质剖面测量，确定每个矿体所处的地层、岩性特征和地层厚度，并在综合地层柱状图上标注出来，得到矿体地层柱状图；

步骤五，判断步骤三中得到的各个矿体分别属于喷流沉积型、热液交代型和热液通道型中哪一种类型，并在矿体地层柱状图上对每个矿体所属的类型进行标记，得到分类矿体的地层柱状图；

步骤六，根据步骤五得到的分类矿体的地层柱状图得到喷流沉积型矿体的地层柱状图，根据喷流沉积型矿体的地层柱状图确定喷流沉积型矿体所发生的地层层位；

步骤七，获取步骤二所述的研究区的地质图，根据步骤六中确定的喷流沉积型矿体所发生的地层层位，在研究区地质图中将喷流沉积型矿体所赋存的地层范围确定为火山岩型硫化物矿床的有利成矿区域。

2.如权利要求1所述的寻找火山岩型硫化物矿床有利成矿区域的方法，其特征在于，所述的步骤一具体包括：

(1.1)获取待研究区的遥感影像图，在遥感影像图上将圆形的影像分布的区域确定为火山口和海相火山岩的分布范围；

(1.2)在(1.1)中圈定的海相火山岩影像范围所对应的地区内，若同时存在具枕状构造的岩石、含硫酸盐和碳酸盐夹层和含海相生物化石，则确定存在海相火山岩；则将该待研究区初步确定为研究区，进行步骤二；否则，执行步骤一。

3.如权利要求1所述的寻找火山岩型硫化物矿床有利成矿区域的方法，其特征在于，所述的步骤六具体包括，

根据步骤五的分类矿体的地层柱状图得到喷流沉积型矿体的地层柱状图，将各喷流沉积型矿体最下部对应的地层位置标定为底面，将最上部对应的地层位置标定为顶面，顶面和底面之间的层位即为喷流-沉积过程所发生的层位。