大型露天金属矿地球化学成矿预测模式构建

张 博，刘 波

（四川省冶金地质勘查局水文工程大队，四川 成都 610000）

我国对露天金属矿的成矿预测多采用物探技术完成，虽能探测出矿体的赋存位置，但对于隐伏矿体的找矿效果并不理想。随着信息技术的发展，为提高区域找矿效率，诸多学者进行了一系列研究，地球化学理论便是这一研究成果的集中体现。地球化学理论能够根据矿床的地球化学异常，对隐伏矿体进行综合预测[1]。基于此，为保证大型露天金属矿的找矿效率，本文设计一种地球化学成矿预测模式，根据矿区的地层、岩体、构造特征，建立地球化学综合找矿模型。预测结果表明，用地球化学逻辑对露天金属矿进行成矿预测，能够准确找到隐伏矿体的位置，并根据矿床的赋存特征，预测金属矿的成矿总量。说明本文设计的地球化学成矿预测模式具备有效性，符合实际推广应用标准。

1 某大型露天金属矿区的有利成矿信息提取

本次研究以某大型露天金属矿区为参考，矿区总面积约1200km2，坐标范围为南北3369～4218m、东西5417～6125m，高程为-3654～600m。以该矿区剖面为初始模型，以金属矿体为化学性质的连接纽带，根据矿体的航磁化极异常现象[2]，推断岩体的形态，再根据剩余重力的异常现象推断矿床的走向及赋存位置。

依据地层模型对矿区的基本矿体单元进行限定，将已知矿体的赋存信息作为先验条件，通过已知矿体的图层叠加特征，得出矿床内赋存量最多的矿体，并结合地球化学理论，对矿区内地层的金属矿进行分析，如表1所示。

分析表1可知，矿区内每500m为一个结构剖面，该大型露天金属矿区总共包含高值区、浓集区和贫化区三个缓冲区，且其中赋存的矿体具有叠加特征。由于岩体结构特征复杂，很难直接获取其有利的成矿信息，为此本文根据岩体间的分异作用[3]，对岩体的分异特征进行系数计算，并根据分异系数的大小，推断岩体的分布形式与密度。

表1 某矿区不同地层的金属矿赋存

矿区内的构造特征同样作为成矿信息的参考依据，主要包括断裂和褶皱两种。选取200m断裂缓冲区作为岩体断裂带的表征系数，并用方位异常度表示局部断裂的特征。经统计，该大型矿区的方位异常度为0.968～0.997，即代表该区间内的矿体质量较高，具有采矿意义。

对于褶皱矿区的预测，采用背斜和向斜的赋值区域作为成矿有利区间的预测系数，若矿区内超过76.4%的岩体均为褶皱，则说明该矿区方位异常度与主干褶皱相叠合，那么将此作为控矿的重要因素，对其有利区间进行测量，以得到准确的成矿信息，为地球化学成矿预测模型的构建提供准确的数据基础。

2 地球化学成矿预测模式构建

根据地球化学测定的成矿有利信息显示，铝、镁、锂、铍、镍、元素具有亲硫属性；钼、汞、铂、铑、金具有热水岩属性。根据这一指标对上述金属元素的平均值进行计算：

式中，r代表金属矿含量的平均值；Δp代表亲硫属性的金属与热水岩属性的金属特征差。

将r作为参考变量，对矿区的变异序列进行预测，结合地球化学的系数指标，最终确定铜、锡、金、银、汞作为矿区的成矿预测标准。也就是说，保证矿区内铜、锡、金、银、汞的含量较多，该矿区便具备实际勘探与开采意义[4]。

按照地球化学的有利度特征，构建矿区成矿的综合预测模型，其函数表达式如下：

式中，I代表矿区成矿预测模型的函数表达；max(i)代表金属元素的最大赋存量。

经过上述定义，选取逻辑信息为i的模式参数进行预测，保证i的最大化特征，实现隐伏矿体的准确预测。

3 预测结果对比分析

为保证本文提出的地球化学成矿预测模式的有效性，对其预测结果进行分析，同时为保证分析结果的严谨性与说明性，采用物探技术的预测结果作为对比。

本文预测模式对该矿区三叠纪地层的预测结果为：高值区赋存镍、钴、钨、钼四种金属；浓集区赋存金、银、镁三种金属；贫化区赋存镁、锂、铍三种金属。

物探技术对该矿区三叠纪地层的预测结果为：高值区赋存镍、银、钨三种金属；浓集区赋存金、铜、镁三种金属；贫化区赋存金、银、锂、铍四种金属。

结合表1，分析上述预测结果可知，本文预测模式仅在浓集区的预测出现一定偏差，没有预测到镁金属的赋存，但不影响最终的勘探结果。而物探技术对三叠纪地层内的所有金属的赋存都没有准确的预测，高值区没有预测出钼金属；浓集区存现错误预测现象；贫化区预测出了并不存在的金属。

经过上述分析，可以确定本文设计的地球化学成矿预测模式的有效性，与传统的物探技术预测模式相比，能够更加准确的划分金属矿的成矿范围，隐伏矿体的预测效果较为理想。

4 结语

本文对大型露天金属矿区的成矿预测模式进行了研究，并利用化学地球的相关理论，构建了基于地球化学的金属矿成矿预测模式。预测结果表明，该预测模式适用于大型金属矿区隐伏金属矿体的预测，能够准确划分矿体的赋存范围，说明该预测模式具备有效性。希望本文的研究能够为大型露天金属矿区内矿体的预测与勘探提供理论依据。