深部找矿和深部矿床的有关概念

1. 深部找矿和深部矿床的有关概念

现有矿床及勘查文献中提到的深部找矿多指相对于浅部而言，很少作定量说明。各个国家(地区)的矿业发展历程、科技水平和市场需求及矿种的不同，使得对探矿的深度有不同的要求和不同的理解。中国现有金属矿山的探采深度一般为300～500m，有少量的控深钻孔达1500m以下，但采矿大于1000m的只是个别。考虑到中国的矿产勘查和矿山开采技术水平，对中国大部分地区的深部找矿似可定为500～800m以下的深度。对老矿业基地，此深度可考虑延深到1000m以下到2000m或更深。总的认为，深部找矿是一个相对概念，要考虑其深部是否有成矿的可能和开采深部矿床的经济、技术等多方面的因素。
1.深部找矿的地区和矿种
深部找矿地区没有固定的范围，视各地区的地质成矿条件、经济社会发展水平和矿业市场需求而定。它既指现有矿山的深部和外围找矿，也包括在一些有利成矿区带中对已发现矿床的深部勘查。在当今和今后一段时间内，抓紧开展对有市场需求和成矿条件的大中型危机矿山的“探边摸底”、“攻深找盲”工作有更大的现实意义。中国地调局和有关单位近10年来开展的危机矿山深部找矿项目已经取得很显著的效果。
根据当前的国际需求和市场经济动向，深部找矿应以煤、铀、铜、金、富铁、富锰、铅、锌、钨、锡、锑、钼等紧缺和优势矿种为重点，以尽可能找到大矿、富矿和易采选冶矿为目标。
2.矿床形成深度和矿床产出深度
矿床形成深度和矿床现在产出深度是两个概念，不能混淆。深部矿床指现阶段产在深部的矿床，而不一定就是指在深部形成的矿床。因为地壳和岩石圈是在不断运动变化的，早已生成的矿床因其所处地质环境的变化，其产出深度也会相应改变。例如，在较大深度形成的矿床，当其所在区段隆升，上部地层岩石受剥蚀后，矿床位置就会变浅甚至出露地表。相反，原生成在浅表的矿床可因后来所在区域的显著沉降，而被埋藏在深部。还有些产在稳定地块中的矿床，因成矿后缺少大的变动，其形成深度与现产出深度可大体一致。因此，深部产出矿床可包括:①原来形成在深部或很深部，现仍在深部保存的矿床(如多数岩浆矿床和高温热液矿床);②原生成在浅表，现埋藏于深部的矿床，如沉积变质矿床。
明确区别矿床形成时深度和矿床现在产出深度，有利于查明控矿条件和矿床形成后的变化历史，这对找矿和评价是很必要的。
3.深部矿床与浅表矿床的区别与联系
产出在深部的矿床与浅表矿床的对比见表11-1，这种比较只有相对意义，视矿床所在的内外动力环境和矿床类型的差异而有若干变数。
表11-1 深部和浅表矿床对比简表


深部矿床和浅表矿床的区别主要是产出深度及由此派生出的一系列差别。但同一类型的深部矿床和浅表矿床的基本成矿作用应是一致的，其产出深度的区别则是形成深度和由于以后地质变动引起的深度变化。
深部矿床和浅表矿床是有密切联系的，表现在:
1)矿床在地壳中的产出深度是可以变化的，是动态的。如前所述，原在深部可以变浅，原在浅部后来可以被深埋。深浅是相对的。
2)在一个区域中产出的同时代同类型的矿床中，有的产在深部，有的产在浅部，情况复杂多样。以铜陵矿集区为例，冬瓜山层控铜矿产在地下800～1000m，而同类型的铜官山层控铜矿则产在浅表。它们在形成时处于同一地质环境，因后来所处构造位置及剥蚀程度的差别而现在处于不同深度。
4.深部找矿的类型和对象
深部找矿工作可大体分为已知矿山(矿区)的深部找矿和新区的深部找矿，两者的对象和找矿思路与方法都有所不同，现分别加以论述:
矿山的深部找矿:已有矿区的深部找矿包括正在勘探矿区的深部找矿和生产矿山的深部找矿。当前，我国的矿业开发发展较快，约有1/3以上的矿山的后备资源储量明显不足，有的已达到资源危机状态。为了延长这些矿山的寿命，我国政府支持危机矿山深部找矿工作，实施近10年来，已取得显著成果，多数矿山都新增资源储量，说明我国深部找矿尚有较大的潜力，同时，也提供了关于深部找矿的工作经验。
矿山深部找矿的对象:已有矿体的延深或接续;在水平或近垂直方向的旁侧矿体的找寻(如雁行状矿体群);矿区及毗邻地段内新矿体、新矿种和新类型矿体的发现等。
找矿思路基本上是“就矿找矿”，即常讲的“探边摸底找外围”。就矿找矿的理论基础是成矿系统分析，建立整体观点，从已知到未知，从浅部到深部，从中心到外围，由此及彼，举一反三。
主要手段是精细的矿床构造研究，摸清控矿构造网络，以及成矿后的构造破坏。同时辅以物探和化探工作，如构造-地球化学晕等，还可以利用矿化网络的结构分析法，查明各矿床(矿体)的关联方式及示踪标志(这涉及成矿轨迹)，这包括:
1)控矿构造:如构造网络的结点常是矿体就位处;
2)火成岩体接触带:接触带的转折处、接触带与断层交汇处等;
3)地层岩性的界面、岩性转变地段等;
4)矿化蚀变的分带性，不同的蚀变类型常伴有不同的矿种和矿石类型;
5)矿体(矿石)类型的分带性;
6)成矿元素的分带性;
7)地球化学原生晕分带性等。
新区的深部找矿:即在一个有一定地质研究程度，有地质成矿条件，有若干地物化遥信息和找矿标志，但尚未发现矿床的地区。在这样的地区找矿时，矿床的隐蔽性明显，矿化信息少，经验少，风险较大，更需要加强综合研究和尽可能准确的判断和评价。
新区深部找矿的对象是隐伏矿床和隐伏矿带，即常称的“攻深找盲”，找矿思路是区域成矿学综合研究，明确找矿对象———何种成矿系统、何种矿床类型及矿种。找矿方法是地质分析-物化探先行-综合异常信息-综合研究-确定靶区-钻探查证。
在新区找矿时，由于区内缺乏成型的矿床，矿产信息少，尚难以建立该区的矿床模型以指导找矿工作。可以参照类似地质条件地区的已知矿床模型作对比研究。
在新区找深部矿床，常利用区域物探的明显异常信息，如显著的高磁异常区，经地质分析，可能深部有大型磁铁矿矿床，必要时经钻探查证，如山东济宁地区的隐伏沉积变质型铁矿就是这样发现的。
除了找寻隐伏矿床外，在有条件的地区，还应扩大找矿眼界，寻找可能存在的隐伏矿带，目前，在华北地块上已有多个地区发现隐伏的鞍山式铁矿，应注意在地质环境有利、重磁异常规模大、延伸广的区域找寻隐伏的鞍山式铁矿带，以全面认识区域中铁矿的资源潜力。
5.由浅部向深部开拓———深浅的结合
我们对矿床的寻找、开发及研究总是由表及里，由浅入深的。随着浅表矿越来越少，深部找矿已经提到日程，尤其在我国的东中部地区，深部找矿的任务更为繁重。可喜的是，在众多危机矿山找矿项目中发现了深部矿体，增加了储量，显示了很多矿集区深部有良好的资源潜力。不仅如此，在深部钻探中，还发现了新的矿石类型(如冀东杏山矿区1000m深处发现鞍山式铁矿的富铁矿石，这在河北省尚属首次)、新的控矿构造(如山东沂南金矿的深部不整合面控矿)(顾雪祥等，2008)、新的赋矿层位(如山东省发现隐伏的元古代地层———济宁群)(宋明春等，2008)等。这说明，深部找矿不仅是一项经济活动，还是一项科学探索活动，除发现矿床外，将可能发现更多的与矿床学乃至整个地质科学有关的新信息。深部探矿的重大发现将有可能在某些方面改变我们对我国矿产资源特征的传统认识。
矿床研究表明，地壳浅部的矿床，尤其是大型矿床，多是重要地质事件的产物，受深部过程主要是壳-幔作用的控制。大规模成矿又是在区域构造热事件中发生的，它们多集中在板块边缘和构造转换带中，其成矿热动力源于深部，而矿床就位于浅表环境，即矿在浅表，而根源在深部。因此，成矿的深部背景与浅表就位就成为一个统一过程的两个方面。
如前所述，深部成矿物质在向浅表的输运过程中，在不同的深度可形成不同的矿床类型。例如，与长英质岩浆有关的铜、钼、金、银组合，在地壳浅部常生成斑岩-矽卡岩型矿床，而其衍生的含矿流体溢出地表时则可生成热泉型矿床。同一个成矿系统，在不同深度环境中可形成不同矿种、不同成因类型的矿床，可见，矿源是基础，在深部或在浅表成矿是相对的。基于上述认识，在关注深部找矿的同时，不能忽略对浅部矿床的精细研究。因为，在一些延深很大的矿床，如在造山型金矿、岩浆管道型铜-镍矿、角砾岩筒型金刚石矿，以及沉积变质铁矿中，一个矿体可延深几千米，矿体的浅表部分与其深部是一个整体;在很多热液矿床中，呈断续分布或雁行排列的矿脉群可延伸几千米，从上到下也是一个整体;这是从矿体产状的整体性看。再从物质组成看，在浅部矿体中经常保存有深部矿的信息，如深部含金脉体的前缘晕(砷、锑、汞等异常)叠加在浅部矿体尾部之上，可作为深部找矿的标志。
由此可见，将深部矿与浅部矿结合起来研究，先是对浅部矿的精细研究，再扩展到对深部矿的探索，将浅部做细，向深部开拓，这符合认识规律，并已为众多成功找矿事例所证实。

2. 深部找矿和深部矿床的有关概念

现有矿床及勘查文献中提到的深部找矿多指相对于浅部而言，很少作定量说明。各个国家（地区）的矿业发展历程、科技水平和市场需求及矿种的不同，使得对探矿的深度有不同的要求和不同的理解。中国现有金属矿山的探采深度一般为300～500 m，有少量的控深钻孔达1500 m以下，但采矿大于1000 m的只是个别。考虑到中国的矿产勘查和矿山开采技术水平，对中国大部分地区的深部找矿似可定为500～800 m以下的深度。对老矿业基地，此深度可考虑延深到1000 m以下到2000 m或更深。总的认为，深部找矿是一个相对概念，要考虑其深部是否有成矿的可能和开采深部矿床的经济、技术等多方面的因素。
1.深部找矿的地区和矿种
深部找矿地区没有固定的范围，视各地区的地质成矿条件、经济社会发展水平和矿业市场需求而定。它既指现有矿山的深部和外围找矿，也包括在一些有利成矿区带中对已发现矿床的深部勘查。在当今和今后一段时间内，抓紧开展对有市场需求和成矿条件的大中型危机矿山的“探边摸底”、“攻深找盲”工作有更大的现实意义。中国地调局和有关单位近10年来开展的危机矿山深部找矿项目已经取得很显著的效果。
根据当前的国际需求和市场经济动向，深部找矿应以煤、铀、铜、金、富铁、富锰、铅、锌、钨、锡、锑、钼等紧缺和优势矿种为重点，以尽可能找到大矿、富矿和易采选冶矿为目标。
2.矿床形成深度和矿床产出深度
矿床形成深度和矿床现在产出深度是两个概念，不能混淆。深部矿床指现阶段产在深部的矿床，而不一定就是指在深部形成的矿床。因为地壳和岩石圈是在不断运动变化的，早已生成的矿床因其所处地质环境的变化，其产出深度也会相应改变。例如，在较大深度形成的矿床，当其所在区段隆升，上部地层岩石受剥蚀后，矿床位置就会变浅甚至出露地表。相反，原生成在浅表的矿床可因后来所在区域的显著沉降，而被埋藏在深部。还有些产在稳定地块中的矿床，因成矿后缺少大的变动，其形成深度与现产出深度可大体一致。因此，深部产出矿床可包括：①原来形成在深部或很深部，现仍在深部保存的矿床（如多数岩浆矿床和高温热液矿床）；②原生成在浅表，现埋藏于深部的矿床，如沉积变质矿床。
明确区别矿床形成时深度和矿床现在产出深度，有利于查明控矿条件和矿床形成后的变化历史，这对找矿和评价是很必要的。
3.深部矿床与浅表矿床的区别与联系
产出在深部的矿床与浅表矿床的对比见表11-1，这种比较只有相对意义，视矿床所在的内外动力环境和矿床类型的差异而有若干变数。

表11-1 深部和浅表矿床对比简表

深部矿床和浅表矿床的区别主要是产出深度及由此派生出的一系列差别。但同一类型的深部矿床和浅表矿床的基本成矿作用应是一致的，其产出深度的区别则是形成深度和由于以后地质变动引起的深度变化。
深部矿床和浅表矿床是有密切联系的，表现在：
1）矿床在地壳中的产出深度是可以变化的，是动态的。如前所述，原在深部可以变浅，原在浅部后来可以被深埋。深浅是相对的。
2）在一个区域中产出的同时代同类型的矿床中，有的产在深部，有的产在浅部，情况复杂多样。以铜陵矿集区为例，冬瓜山层控铜矿产在地下800～1000 m，而同类型的铜官山层控铜矿则产在浅表。它们在形成时处于同一地质环境，因后来所处构造位置及剥蚀程度的差别而现在处于不同深度。
4.深部找矿的类型和对象
深部找矿工作可大体分为已知矿山（矿区）的深部找矿和新区的深部找矿，两者的对象和找矿思路与方法都有所不同，现分别加以论述：
矿山的深部找矿：已有矿区的深部找矿包括正在勘探矿区的深部找矿和生产矿山的深部找矿。当前，我国的矿业开发发展较快，约有1/3 以上的矿山的后备资源储量明显不足，有的已达到资源危机状态。为了延长这些矿山的寿命，我国政府支持危机矿山深部找矿工作，实施近10年来，已取得显著成果，多数矿山都新增资源储量，说明我国深部找矿尚有较大的潜力，同时，也提供了关于深部找矿的工作经验。
矿山深部找矿的对象：已有矿体的延深或接续；在水平或近垂直方向的旁侧矿体的找寻（如雁行状矿体群）；矿区及毗邻地段内新矿体、新矿种和新类型矿体的发现等。
找矿思路基本上是“就矿找矿”，即常讲的“探边摸底找外围”。就矿找矿的理论基础是成矿系统分析，建立整体观点，从已知到未知，从浅部到深部，从中心到外围，由此及彼，举一反三。
主要手段是精细的矿床构造研究，摸清控矿构造网络，以及成矿后的构造破坏。同时辅以物探和化探工作，如构造-地球化学晕等，还可以利用矿化网络的结构分析法，查明各矿床（矿体）的关联方式及示踪标志（这涉及成矿轨迹），这包括：
1）控矿构造：如构造网络的结点常是矿体就位处；
2）火成岩体接触带：接触带的转折处、接触带与断层交汇处等；
3）地层岩性的界面、岩性转变地段等；
4）矿化蚀变的分带性，不同的蚀变类型常伴有不同的矿种和矿石类型；
5）矿体（矿石）类型的分带性；
6）成矿元素的分带性；
7）地球化学原生晕分带性等。
新区的深部找矿：即在一个有一定地质研究程度，有地质成矿条件，有若干地物化遥信息和找矿标志，但尚未发现矿床的地区。在这样的地区找矿时，矿床的隐蔽性明显，矿化信息少，经验少，风险较大，更需要加强综合研究和尽可能准确的判断和评价。
新区深部找矿的对象是隐伏矿床和隐伏矿带，即常称的“攻深找盲”，找矿思路是区域成矿学综合研究，明确找矿对象——何种成矿系统、何种矿床类型及矿种。找矿方法是地质分析-物化探先行-综合异常信息-综合研究-确定靶区-钻探查证。
在新区找矿时，由于区内缺乏成型的矿床，矿产信息少，尚难以建立该区的矿床模型以指导找矿工作。可以参照类似地质条件地区的已知矿床模型作对比研究。
在新区找深部矿床，常利用区域物探的明显异常信息，如显著的高磁异常区，经地质分析，可能深部有大型磁铁矿矿床，必要时经钻探查证，如山东济宁地区的隐伏沉积变质型铁矿就是这样发现的。
除了找寻隐伏矿床外，在有条件的地区，还应扩大找矿眼界，寻找可能存在的隐伏矿带，目前，在华北地块上已有多个地区发现隐伏的鞍山式铁矿，应注意在地质环境有利、重磁异常规模大、延伸广的区域找寻隐伏的鞍山式铁矿带，以全面认识区域中铁矿的资源潜力。
5.由浅部向深部开拓——深浅的结合
我们对矿床的寻找、开发及研究总是由表及里，由浅入深的。随着浅表矿越来越少，深部找矿已经提到日程，尤其在我国的东中部地区，深部找矿的任务更为繁重。可喜的是，在众多危机矿山找矿项目中发现了深部矿体，增加了储量，显示了很多矿集区深部有良好的资源潜力。不仅如此，在深部钻探中，还发现了新的矿石类型（如冀东杏山矿区1000 m深处发现鞍山式铁矿的富铁矿石，这在河北省尚属首次）、新的控矿构造（如山东沂南金矿的深部不整合面控矿）（顾雪祥等，2008）、新的赋矿层位（如山东省发现隐伏的元古代地层——济宁群）（宋明春等，2008）等。这说明，深部找矿不仅是一项经济活动，还是一项科学探索活动，除发现矿床外，将可能发现更多的与矿床学乃至整个地质科学有关的新信息。深部探矿的重大发现将有可能在某些方面改变我们对我国矿产资源特征的传统认识。
矿床研究表明，地壳浅部的矿床，尤其是大型矿床，多是重要地质事件的产物，受深部过程主要是壳-幔作用的控制。大规模成矿又是在区域构造热事件中发生的，它们多集中在板块边缘和构造转换带中，其成矿热动力源于深部，而矿床就位于浅表环境，即矿在浅表，而根源在深部。因此，成矿的深部背景与浅表就位就成为一个统一过程的两个方面。
如前所述，深部成矿物质在向浅表的输运过程中，在不同的深度可形成不同的矿床类型。例如，与长英质岩浆有关的铜、钼、金、银组合，在地壳浅部常生成斑岩-矽卡岩型矿床，而其衍生的含矿流体溢出地表时则可生成热泉型矿床。同一个成矿系统，在不同深度环境中可形成不同矿种、不同成因类型的矿床，可见，矿源是基础，在深部或在浅表成矿是相对的。基于上述认识，在关注深部找矿的同时，不能忽略对浅部矿床的精细研究。因为，在一些延深很大的矿床，如在造山型金矿、岩浆管道型铜-镍矿、角砾岩筒型金刚石矿，以及沉积变质铁矿中，一个矿体可延深几千米，矿体的浅表部分与其深部是一个整体；在很多热液矿床中，呈断续分布或雁行排列的矿脉群可延伸几千米，从上到下也是一个整体；这是从矿体产状的整体性看。再从物质组成看，在浅部矿体中经常保存有深部矿的信息，如深部含金脉体的前缘晕（砷、锑、汞等异常）叠加在浅部矿体尾部之上，可作为深部找矿的标志。
由此可见，将深部矿与浅部矿结合起来研究，先是对浅部矿的精细研究，再扩展到对深部矿的探索，将浅部做细，向深部开拓，这符合认识规律，并已为众多成功找矿事例所证实。