隐伏矿地表地球化学异常信息来源判断与识别研究

Prospecting for concealed ore deposits is an acknowledged difficulty in mineral exploration industry. In recent decades，several penetrating geochemical exploration methods have been developed to indicate the ore information at depth and also have created many successful cases. Even so, deep-penetration geochemistry is still controversial in fundamental research and application for lack of authentic evidences to prove the abnormal information captured for earth's surface are from deep concealed deposits. In this research, the study on the judgement and recognition of the source of geochemical anomalies will be carried out in Yueyang Ag-Au-U deposit blanketed by volcanic rocks in Fujian province, Shenjiayao Au deposit covered by loess in Henan province, Bairendaba Ag-Pb-Zn deposit concealed by eolian sand in Inner Mongolia. Experimental samples will be systematically collected in different kinds of deposits, different environment, different media and different position to obtain some direct evidences to judge the source of the geochemical abnormal information in the surface of concealed deposits, and to establish a set of marks to recognize the source of the anomalies. The results will cement theoretical basis of deep-penetration geochemistry and provide a great scientific support to mineral exploration in covered area.

隐伏矿勘查一直是找矿界公认的难题。近几十年，国内外陆续发展了多种能指示深部含矿信息的穿透性地球化学勘查方法，并取得较多成功案列。尽管如此，由于缺乏必要的实证性证据证明这些方法在地表所捕获的异常信息来自于深部隐伏矿体，其在基础理论研究和应用上一直存在争议。基于以上原因和研究现状，本项目提出在研究团队前期已开展过深穿透地球化学探测试验并取得理想效果的三个典型隐伏矿，即火山岩覆盖的福建紫金山悦洋银金铀矿、黄土覆盖的河南申家窑金矿、草原风成沙覆盖的内蒙古拜仁达坝银铅锌矿开展地表地球化学异常信息来源判断与识别研究。通过系统性地采集不同矿床、不同环境、不同介质、不同部位实验样品，从同位素组成、微粒形貌成分特征和微量元素特征三个角度为隐伏矿床地表地球化学异常信息来源判断提供直接证据，在此基础上建立一套异常来源识别标志。成果将巩固深穿透地球化学的理论基础，为其进一步应用于隐伏矿勘查提供科技支撑。

深穿透地球化学一直是勘查地球化学领域的前沿课题，如何能证明地表圈定的地球化学异常就是来自于深部隐伏矿体一直是业内争论的一个问题。本项目通过对三个典型隐伏矿的调查研究，利用透射电镜、扫描电镜等微观观测手段和同位素分析等方法，开展不同介质纳微金属微粒原位观测及特征分析、微量元素特征分析和铅同位素来源分析，最终判断并证实了地表土壤中与所研究矿床相关的成矿元素地球化学异常信息就是来自于深部矿体，并证明了这三种手段对于元素示踪和异常判别的有效性，并通过综合分析初步建立了三种矿床和覆盖类型条件下异常来源识别的标志。识别标志具体包括：（1）在地表地气和土壤中能观测到大量纳微金属微粒，微粒以合金、单质或化合物形式存在，在成分上需含存在Au、Ag、Cu、Pb或Zn等元素，金属微粒化学组成与矿种密切相关；纳米金属微粒具有序晶体结构，部分金属微粒具有六边形、多边形等晶体特征；微粒的大小从几十纳米到几百纳米；纳米微粒常以聚合体形式出现；（2）地表微细粒土壤中存在Au、Ag、As、Hg、Pb、Zn、Cd、Sb、Cu等元素异常，异常元素组合与矿种密切相关；（3）在地表土壤和地下水铅同位素组成与该区域已知矿矿石Pb同位素组成接近。利用以上这些识别标志初步形成异常来源识别技术，该技术可作为一种找矿技术应用于覆盖区勘查。通过该项目实施进一步丰富了深穿透地球化学基础理论，同时也探索性地建立了一种异常源识别技术，有利于深穿透地球化学方法技术的推广应用。