隐伏矿深度、储量品位三要素预测同位素模型及其在危机矿山评价中应用.pdfVIP

592 矿 物 学 报 2009年 隐伏矿深度、储量与品位三要素预测同位素 模型及其在危机矿山评价中的应用 朱炳泉，郭丽芳，崔学军，李中兰，涂湘林 (中国科学院广州地球化学研究所，广东广州510640；中国科学院同位索 510640) 年代学与地球化学重点实验室，广东广：f}I 危机矿山的重要出路是加强隐伏矿预测，扩 的地球化学研究已表明在成矿作用的矿化前缘、 大就近的深部与横向找矿。隐伏矿定量预测中成 浅源矿至深部矿，铅同位素组成变化范围很大。 矿深度、储量和品位是人们最关心的三大要素。 因此提供了矿床从矿化前缘、中心主矿体至矿化 一般的化探或地气化探方法均不能定量回答这些 尾部的定量标尺。其它微量元素在成矿过程中也 问题。物探方法对于绝大部分热液矿床深部预测 会因迁移能力的差异而产生不同成矿部位具有不 也同样无能为力。近年来的研究表明，同位素地 同的元素组合关系。但其只具有定性指示意义。 球化学与矿床地球化学、勘查地球化学理论和方 在许多热液矿床中，锶同位素这种变化现象也已 法的有机结合已有可能对隐伏矿成矿深度、储量 被广泛观察到，并应用混合等时线理论解决流体 和品位做作出定量回答。 作用的成矿时代测定。对于Au、Cu矿，铅同位素 在各种类型成矿过程中元素的迁移能力均存 矢量y与成矿深度关系可以简化为： 在明显的差别，而且顺序性相近，如迁移能力表现 (2) y=Aexp(j}1日)+B(￡)exp(庀2Ⅳ) 为HgAsSbUAuCtlPbZnMoNi式(2)中A、曰、毛与如可以通过已揭示矿体三维 等，因此形成了成矿元素和相关同位素组成的垂 定位同位素数据来回归计算确定。根据式(2)则 向或侧向分带性。应用元素的扩散理论、放射成 可以预测隐伏矿的成矿截止深度％。根据同位 因同位素体系不均匀混合理论和矿床类型的理 素质量平衡定律，成矿元素总资源量Q／探明资 论，可以建立矿床三维空间同位素变化规律的描 源量口。之比R(定义为隐伏系数)可表达为： 述方程。以铅同位素体系为例，设^代表平面某 R=[(‰-K)(‰·匕)]／[(‰一％。) 勘探点的深度，c1。、C加代表u与拟Pb的地壳或地 (3) (K一亿)] 幔丰度，c，～与Q一代表富集中心的相应u与 式中‰与％。为矿体中已观察到的铅同位素矢 量最大与最小值；K与k为地壳与地幔的铅同 删Pb的含量，^。。与k代表u与Pb富集中心的深 位素矢量值。据隐伏系数足值和浅都矿已探明 度，D，与绣为U与Pb的迁移参数，t为成矿年 的储量Q，就可以估算矿体的总储量Q。预测的 龄，A为衰变常数据。以206Pb／204Pb(口)为例，Pb 同位素组成与深度的关系可表达为： 隐伏矿量则为Q—Q。。 结合隐伏矿深度预测和隐伏系数模型，进一 a=a50+{clo+Cl～·exp[一(^一无lo)2／ 步引入富集系数K的概念，主要用于说明深部隐 D1]}／{％+c2傩·exp[一(^一k)2／D：]}·exp [(A‘一l】