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萤石矿作为我国重要的战略性的非金属矿产资源,萤石基础储量为世界的1/4,且在分布上具明显的优势,我国地处环太平洋成矿带,萤石矿产资源丰富,主要分布在我国东部省份,包括浙江、内蒙古、福建等省,然而由于以前的大规模过渡开采,资源优势也逐渐被削弱,因此开拓其他地区萤石矿有其必要性。近些年来,随着找矿、勘探与开发生产实践的不断深入,已知矿、露头矿与浅层矿逐渐趋于减少,找矿难度加大。因此,在今后的成矿预测领域内,特别是针对隐伏矿体的空间定位预测,需要新的理论、新的技术方法的综合应用,这也是找矿研究的一个重要的发展趋势。以此本文基于“中国东部地区萤石矿隐伏矿体定位预测技术方法组合研究”项目,以中国东部地区中生代火山岩带低温热液裂隙充填型萤石矿床为研究对象,以隐伏-半隐伏萤石矿找矿预测为目的,由于中国萤石矿产资源主要分布在中国东部地区,根据这一分布特征,优选该区有代表性的萤石矿集区的典型萤石矿床,以区域萤石矿成矿规律和典型矿床成矿模式研究为基础,通过多种物化探方法(甚低频电磁法、γ能谱法、X-射线荧光、高精度磁测等)的有效性试验与推广实践,总结隐伏萤石矿体定位预测的有效技术方法组合,进而开展隐伏-半隐伏萤石矿找矿预测工作,以求发现新的萤石矿找矿靶区。
本文选择的实验区为内蒙古东部赤峰地区代表性的萤石矿集区。该地区位于古亚洲构造成矿域与滨太平洋构造成矿域的交汇部位(萤石矿三大成矿域:古亚洲、滨太平洋、喜马拉雅构造成矿域),在大地构造位置上位于华北地块北缘东段。优选区构造控矿较为明显,其中萤石成矿带主要受北北东向区域性构造-岩浆岩带控制,绝大多数的萤石矿床都产在NNE向断裂构造带或其与其他方向断裂构造带的复合部位,因此该矿集区萤石矿成带成群展布。矿集区萤石矿的赋矿围岩以侏罗系火山岩-火山碎屑岩和同时期的中-酸性侵入岩为主体。优选区内萤石矿体受断裂构造控制,多呈脉状、不规则透镜体状等产出,产状与控矿断裂裂隙产状一致。区内围岩蚀变主要有硅化、绿泥石化、绢云母化、高岭土化、黄铁矿化等,成矿阶段分为中低温热液成矿期和表生期。
本文在水头萤石矿区采用了甚低频电磁法、高精度磁测法、X-射线荧光、伽玛能谱测量法、近红外光谱、电化学方法、土壤热释汞测量方法、气体地球化学方法等方法,本文主要研究其中4-5种方法的测量效果。甚低频电磁法是利用世界上海军通讯台发射的无线电波作为场源,在地下探测场的参数变化下,获得局部差异或地下构造异常信息,该方法主要用于识别控矿构造,且在实际应用过程中效果较好;γ能谱测量法是依据一些岩性、地层热蚀变带、构造断裂带、矿化体放射性强度较围岩低或高,通过地表露头或土壤覆盖层上直接测量K、U、Th及放射性总量,主要用于识别含矿蚀变带、岩体界线等,该方法在本次的实验工作中,效果良好,并能够准确定位矿体位置;高精度磁测根据不同岩性受到不同程度的磁化,利用高精度磁力仪记录由磁化岩石引起的地球磁场的分布特征,因此其主要用于评价含矿地质体的分布、断裂构造的存在以及反映深部地质体的延伸情况;X-射线荧光是一种野外原位非破坏性定性和定量地测量土壤中的元素种类和含量,该法能够现场快速发现异常并及时追踪评价,进一步圈定矿化界线,减少地球化学采样工作,该方法利于普查阶段,进行远景区圈定工作,且该方法在水头矿区应用效果能够反映萤石矿附近的Ca高异常。通过整体评价这些方法的应用效果及有效性,根据有效方法的异常标志进行综合,将这些有效的技术方法进行组合,得出一套隐伏萤石矿预测技术方法的组合模式,该模式能够为我们在相邻地区进行萤石矿的找矿工作方法的应用提供指导依据。