CN116297798B - 一种利用副矿物电气石高效判断含矿斑岩成矿前景的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用副矿物电气石高效判断含矿斑岩成矿前景的方法。本发明首先利用电气石的Fe3+/(Fe2++Fe3+)确定岩浆的氧化还原性质;然后利用电气石中的H2O、Cu的含量,确定岩浆的含水量和金属Cu的含量;最后利用电气石B同位素确定岩浆的来源,最终判断岩浆的水含量、氧逸度、金属含量及来源,最终综合判断是否具有斑岩成矿潜力。本发明仅利用电气石一种矿物确定了斑岩铜矿的关键控制因素,克服了传统方法判断成矿潜力效率低下、周期长、成本高的难点。通过本发明找到铜矿床的可能性大于80%,是一种非常值得推广的斑岩铜矿成矿潜力判别方法。
Description
技术领域
本发明涉及矿探测技术领域,尤其涉及一种利用副矿物电气石高效判断含矿斑岩成矿前景的方法。
背景技术
斑岩矿床作为铜矿资源的重要来源,具有典型的大吨位、低品位和大规模热液蚀变和富集金属硫化物的特征。大型斑岩型矿床的形成需要岩浆具有较高的氧逸度、含水性及金属含量。其中,岩浆水对金属元素的迁移、含矿热液的析出都具有重要的控制作用,高的氧逸度使得深部金属从硫化物相中释放出来而带入到浅部成矿系统。幔源岩浆的加入也将是形成斑岩铜矿的关键条件。因此岩浆具有高的水含量、氧逸度及金属含量是形成大型-超大型斑岩铜矿的重要条件,判断是否有幔源岩浆加入是成矿的必要条件。
如何判断岩浆的水含量、金属含量及来源是难点,也是制约矿集区尺度快速找矿潜力评价的关键。前人主要通过全岩的主微量Sr/Y、V/Sc、Al2O3/TiO2、Cu等指标来反映岩浆的氧逸度和金属含量等,但是岩体在热液改造过程中容易遭受蚀变,导致全岩数据很难真实反映岩浆的氧逸度和金属含量。部分学者利用锆石微量元素组成来反演岩浆的氧化还原性质,进一步预测岩浆岩成矿潜力和判断矿化规模。但是锆石微量元素变化存在多解性,并不能很好的反映岩浆的含水性及金属含量等关键因素,不能完全满足现今找矿评价的需求。因此,需要从斑岩铜矿成矿的关键控制因素(水含量、氧逸度及金属含量及来源)挖掘一种新的、高效的、适合斑岩铜矿成矿潜力的方法,特别是针对西部生态环境脆弱地区,创新矿集区尺度快速铜矿找矿方法是一项迫在眉睫的重要任务,也是保障我国战略性矿产资源安全的亟需。
在斑岩铜矿成矿岩体判别方面,目前利用全岩的主微量元素(Sr/Y、V/Sc、Al2O3/TiO2、Cu)及Sr-Nd-Hf-Pb同位素结合锆石进行成矿潜力判别。但是在斑岩铜矿中,全岩主微量元素并不能反映岩浆的水含量、氧逸度及金属含量,因为矿区的岩体广泛遭受热液蚀变改造,含矿热液带来的大量金属会导致全岩主微量中金属含量升高,同时热液蚀变也会改变Sr/Y、V/Sc、Al2O3/TiO2比值和Sr-Nd-Hf-Pb同位素等,导致氧逸度及源区判断存在不确定性。锆石是相对稳定的矿物,在热液蚀变过程中不易遭受改造,但是锆石的微量元素和Hf同位素只能反映氧逸度和源区,不能反映出水含量及金属含量。
发明内容
本发明的目的在于,针对现有技术的上述不足,提出一种利用副矿物电气石高效判断含矿斑岩成矿前景的方法。
本发明的一种利用副矿物电气石高效判断含矿斑岩成矿前景的方法,具体包括以下步骤:
步骤S1:圈定成矿地段:依据选定的研究区进行地质、物探、化探资料收集,并综合分析成矿前景,圈定成矿的有利地段;
步骤S2:样品采集:在成矿有利地段对有成矿潜力的斑岩进行样品采集,挑选里面的电气石;
步骤S3:电气石分析
电气石主量元素分析;然后在显微镜和阴极发光图像下观察对应电气石的特征,详细记录电气石的岩相学特征,利用电子探针分析不同区域电气石中的主量元素含量,得到电气石的分子式,并利用电气石的分子式确定电气石中的H2O含量;
电气石微量元素分析:将上述相同位置的电气石样品开展激光剥蚀电感耦合等离子质谱原位微区元素分析,获得每个测试点的电气石微量元素含量包括Sr、Y和Cu元素含量分析;
电气石的B同位素(δ11B)分析:将上述同样位置的电气石样品开展多接受激光剥蚀电感耦合等离子质谱原位B同位素分析,获得每一个测点的δ11B同位素组成;
步骤S4:利用分析的氧逸度、水含量、金属含量及来源判断斑岩成矿潜力:
氧逸度判别:分析主量元素分析所得的数据,如果Fe3+/(Fe2++Fe3+)小于0.45之间,且Mg/(Mg+Fe)比值低于0.5,说明这些斑岩不具备斑岩成矿潜力,反之说明这些含电气石的斑岩具有形成斑岩铜矿的潜力;
水含量判别:分析主量元素分析和微量元素分析得到的数据,如果H2O小于3.58,且Sr/Y比值低于200,说明这些斑岩不具备斑岩成矿潜力,反之说明这些含电气石的斑岩具有形成斑岩铜矿的潜力;
金属含量判别:分析微量元素分析得到的数据,如果Cu的含量小于1.5,且Sr/Y比值低于200,说明这些斑岩不具备斑岩成矿潜力,反之说明这些含电气石的斑岩具有较高的Cu含量,具有形成斑岩铜矿的潜力;
来源判别:分析B同位素分析得到的数据,如果这些斑岩中的电气石满足δ11B在-8.5到-5之间,且Sr/Y比值低于200,说明这些斑岩存在幔源岩浆贡献,具有形成斑岩铜矿床的潜力;
如果这些斑岩满足上述四方面的判别条件,说明这些斑岩具有高的岩浆的水含量、氧逸度、金属含量,存在幔源物质的贡献,具有很好的铜成矿潜力,可以判断为铜成矿岩体,找到铜的可能性>80%,则根据斑岩的出露位置在一定半径内圈定找矿靶区;若斑岩体不满足上述四个方面的指标,说明为非成矿岩体,找矿潜力小,则不进行靶区圈定。
进一步的,主量元素包括Si、Al、Fe、Mg、Mn、Fe2+、Fe3+、Ca、Na、K、P、F。
本发明的一种利用副矿物电气石高效判断含矿斑岩成矿前景的方法,首先利用电气石的Fe3+/(Fe2++Fe3+)确定岩浆的氧化还原性质;然后利用电气石中的H2O、F、Cu的含量,确定岩浆的含水量和金属Cu的含量;最后利用电气石B同位素确定岩浆的来源,最终判断岩浆的水含量、氧逸度及金属含量及来源,最终综合判断是否具有斑岩成矿潜力。
本发明仅利用电气石一种矿物确定了斑岩铜矿的关键控制因素,克服了传统方法判断成矿潜力效率低下、周期长、成本高的难点。
通过本发明找到铜矿床的可能性大于80%,是一种非常值得推广的斑岩铜矿成矿潜力判别方法。该方法提出利用电气石判断岩浆的水含量、氧逸度及金属含量及来源,在国际、国内属于首次提出,属于原始创新成果,能够为矿集区尺度进一步缩小找矿靶区提供理论依据,提高找矿效率。
本发明解决了岩浆的水含量、氧逸度、金属含量及来源难以在同一标准下准确、快速判断的国际难题,建立了利用电气石元素和B同位素反演斑岩铜矿成矿的关键控制因素(水含量、氧逸度及金属含量及来源)的方法和流程,为进一步预测斑岩铜矿成矿潜力提供了可能。
本方案是一种经济、绿色、高效的找矿新方法,通过搜集大量的数据验证发现,通过该方法找到斑岩铜矿床的可能性大于80%。
附图说明
图1为北姆朗地区电气石的Fe3+/(Fe2++Fe3+)vs.Mg/(Mg+Fe)图解
图2为北姆朗地区电气石的H2O vs.Sr/Y图解
图3为北姆朗地区电气石的Cu vs.Sr/Y图解
图4为北姆朗地区电气石的δ11B vs.Sr/Y图解
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
本发明的一种利用副矿物电气石高效判断含矿斑岩成矿前景的方法,具体包括以下步骤:
步骤S1:圈定成矿地段:依据选定的研究区进行地质、物探、化探资料收集,并综合分析成矿前景,圈定成矿的有利地段;
步骤S2:样品采集:在成矿有利地段对有成矿潜力的斑岩进行样品采集,挑选里面的电气石;
步骤S3:电气石分析
电气石主量元素分析;然后在显微镜和阴极发光图像下观察对应电气石的特征,详细记录其电气石的岩石,利用电子探针分析不同区域电气石中的主量元素含量,得到电气石的分子式,并利用电气石的分子式确定电气石中的H2O含量;其中,主量元素包括Si、Al、Fe、Mg、Mn、Fe2+、Fe3+、Ca、Na、K、P、F
电气石微量元素分析:将上述相同位置的电气石样品开展激光剥蚀电感耦合等离子质谱原位微区元素分析,获得每个测试点的电气石微量元素含量包括Sr、Y和Cu元素含量分析;
电气石的B同位素分析:将上述同样位置的电气石样品开展多接受激光剥蚀电感耦合等离子质谱原位B同位素分析,获得每一个测点的δ11B同位素组成;
步骤S4:利用分析的氧逸度、水含量、金属含量及来源判断斑岩成矿潜力:
氧逸度判别:分析主量元素分析所得的数据,如果Fe3+/(Fe2++Fe3+)小于0.45之间,且Mg/(Mg+Fe)比值低于0.5,说明这些斑岩不具备斑岩成矿潜力,反之说明这些含电气石的斑岩具有形成斑岩铜矿的潜力;
水含量判别:分析主量元素分析和微量元素分析得到的数据,如果H2O小于3.58,且Sr/Y比值低于200,说明这些斑岩不具备斑岩成矿潜力,反之说明这些含电气石的斑岩具有形成斑岩铜矿的潜力;
金属含量判别:分析微量元素分析得到的数据,如果Cu的含量小于1.5,且Sr/Y比值低于200,说明这些斑岩不具备斑岩成矿潜力,反之说明这些含电气石的斑岩具有较高的Cu含量,具有形成斑岩铜矿的潜力;
来源判别:分析B同位素分析得到的数据,如果这些斑岩中的电气石满足δ11B在-8.5到-5之间,且Sr/Y比值低于200,说明这些斑岩存在幔源岩浆贡献,具有形成斑岩铜矿床的潜力;
如果这些斑岩满足上述四方面的判别条件,说明这些斑岩具有高的岩浆的水含量、氧逸度、金属含量,存在幔源物质的贡献,具有很好的铜成矿潜力,可以判断为铜成矿岩体,找到铜的可能性>80%,则根据斑岩的出露位置在一定半径内圈定找矿靶区;若斑岩体不满足上述四个方面的指标,说明为非成矿岩体,找矿潜力小,则不进行靶区圈定。
下面以西藏北姆朗地区的为例,按照上述方法进行判定成矿潜力判别
(1)依据选定的研究区进行地质、物探、化探等资料收集,并综合分析成矿前景,在冈底斯成矿带圈定成矿的有利地段;
(2)样品采集:在冈底斯成矿带成矿有利地段对可能有成矿潜力的花岗岩选择了两个区域,采集一系列有代表性的样品;
(3)参照步骤S3进行数据分析和计算;
(4)依据实施例S4对北姆郎两个区域的样品进行氧逸度、水含量、金属含量和来源判别,以查明其是否具有成矿潜力,区域1用圆形表示,区域2用正方形标型,其中:
区域1的样品Fe3+/(Fe2++Fe3+)的含量在0.25-0.4之间(图1),H2O为3.45-3.58之间(图2),Cu的含量为0.10-1.05之间(图3),δ11B介于-10--9.5之间(图4),这些数据结合S4中的判别标准,说明区域1的电气石具有较低的水含量、氧逸度、金属含量,及不存在幔源物质的贡献,因此不具备成矿潜力。经过后期验证,在该区域也没有发现斑岩铜矿。
区域2的样品Fe3+/(Fe2++Fe3+)的含量在0 -0.7之间(图1),H2O为3.45-3.78之间(图2),Cu的含量为0.17-100之间(图4),δ11B介于-8--5之间(图4),这些数据结合S4中的判别标准,说明区域2的电气石具有较高的水含量、氧逸度、金属含量,及存在幔源物质的贡献,满足了S4中斑岩成矿潜力,因此具备成矿潜力,经过后期验证,在该区域也发现北姆郎斑岩矿床。
以上未涉及之处,适用于现有技术。虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围,本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解,凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种利用副矿物电气石高效判断含矿斑岩成矿前景的方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
步骤S1:圈定成矿地段:依据选定的研究区进行地质、物探、化探资料收集,并综合分析成矿前景,圈定成矿的有利地段;
步骤S2:样品采集:在成矿有利地段对有成矿潜力的斑岩进行样品采集,挑选里面的电气石;
步骤S3:电气石分析
电气石主量元素分析;然后在显微镜和阴极发光图像下观察对应电气石的特征,详细记录电气石的岩相学特征,利用电子探针分析不同区域电气石中的主量元素含量,得到电气石的分子式,并利用电气石的分子式确定电气石中的H2O含量;
电气石微量元素分析:将上述相同位置的电气石样品开展激光剥蚀电感耦合等离子质谱原位微区元素分析,获得每个测试点的电气石微量元素含量包括Sr、Y和Cu元素含量分析;
电气石的B同位素分析:将上述同样位置的电气石样品开展多接受激光剥蚀电感耦合等离子质谱原位B同位素分析,获得每一个测点的δ11B同位素组成;
步骤S4:利用分析的氧逸度、水含量、金属含量及来源判断斑岩成矿潜力:
氧逸度判别:分析主量元素分析所得的数据,如果Fe3+/(Fe2++Fe3+)小于0.45,且Mg/(Mg+Fe)比值低于0.5,说明这些斑岩不具备斑岩成矿潜力,反之说明这些含电气石的斑岩具有形成斑岩铜矿的潜力;
水含量判别:分析主量元素分析和微量元素分析得到的数据,如果H2O小于3.58,且Sr/Y比值低于200,说明这些斑岩不具备斑岩成矿潜力,反之说明这些含电气石的斑岩具有形成斑岩铜矿的潜力;
金属含量判别:分析微量元素分析得到的数据,如果Cu的含量小于1.5,且Sr/Y比值低于200,说明这些斑岩不具备斑岩成矿潜力,反之说明这些含电气石的斑岩具有较高的Cu含量,具有形成斑岩铜矿的潜力;
来源判别:分析B同位素分析得到的数据,如果这些斑岩中的电气石满足δ11B在-8.5到-5之间,且Sr/Y比值低于200,说明这些斑岩存在幔源岩浆贡献,具有形成斑岩铜矿床的潜力;
如果这些斑岩满足上述四方面的判别条件,说明这些斑岩具有高的岩浆的水含量、氧逸度、金属含量,存在幔源物质的贡献,具有很好的铜成矿潜力,可以判断为铜成矿岩体,找到铜的可能性>80%,则根据斑岩的出露位置在一定半径内圈定找矿靶区;若斑岩体不满足上述四个方面的指标,说明为非成矿岩体,找矿潜力小,则不进行靶区圈定。
2.如权利要求1所述的一种利用副矿物电气石高效判断含矿斑岩成矿前景的方法,其特征在于:主量元素包括Si、Al、Fe、Mg、Mn、Fe2+、Fe3+、Ca、Na、K、P、F。
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