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GiAMT挖礦機

發布時間: 2022-05-17 23:47:21

⑴ 岩礦石在破裂過程中的電磁輻射性質

前已述及,某些多金屬礦體在音頻彈性波作用下,能產生無線電波頻段內的脈沖電磁輻射現象。這種震電效應已被利用作為一種新的物探方法——震源電磁輻射法來尋找含有方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、輝銻礦、輝鉬礦、辰砂等金屬硫化物礦體。

岩石在破裂過程中伴隨的電磁輻射效應,作為一種地震的前兆現象,在國內首先由地震工作者開展了這方面的研究。在室內標本實驗研究中,標本均集中於岩石樣品(主要是花崗岩、石英岩、灰岩)。但發表的實驗結果與認識有較大差異。國外對礦石的實驗亦僅在某些文獻中見到幾條鉛鋅礦石與磁鐵礦石的原始記錄曲線。

根據地科院礦床所和合肥工大在對百餘塊岩石、礦石樣品單軸方向加壓至破碎過程中,觀測到的電磁輻射、聲發射及應變現象可得到如下幾點認識。

圖4⁃5⁃10 花崗岩標本(4)破裂過程中的電磁輻射與聲發射

橫坐標為采樣點號(間隔10 μs);No.004⁃3—電磁軌;No.004⁃4—聲波道

(1)脈沖電磁輻射的產生與標本受壓後破裂的形成、發展、解體過程有關。在主破裂前,多次微破裂發生時都可能有電磁信號相對應(有時可多達5~7次)。如圖4⁃5⁃10所示,為花崗岩(石英含量20%,顆粒直徑1~8mm)標本上觀測到的在破裂過程中產生的多次電磁輻射與聲發射信號的部分波形曲線。根據大量明顯的電磁波與聲波信號的初至時差,乘以聲波在空氣中傳播的速度所求得的距離,恰在聲感測器至標本體積范圍的距離之內,因此電磁信號為標本破裂所引起無疑。

(2)脈沖電磁輻射的產生與岩、礦石的成分與結構構造有關。實驗表明,凡脈石英或含有一定量石英的岩、礦石標本大都觀測到明顯的電磁輻射信號,而不含或極少含石英的岩、礦石標本大都未觀測到大於干擾水平的電磁輻射信號。岩、礦石破裂輻射電磁波的機理是復雜的,國內外學者在不斷的探索中提出了多種假說。根據上述實驗結果,可以認為「離子晶體破裂效應」可能是一種主要機理。即離子晶體點陣對稱性差、無解理面、破裂面完全是隨機的,晶體因破碎而形成的高速荷電粒子或電偶極子群是輻射電磁波的場源。石英正是這樣一種晶體(常見α石英、β石英屬三方、六方晶系,為中級晶族,無解理面)。因此,絕大部分由細粒結晶石英顆粒組成的含礦或不含礦脈石英類標本產生的電磁輻射信號強且穩定。含有一定量石英的花崗岩或礦石類標本有的能記錄到,有的則記錄不到電磁信號。這可能取決於石英含量的多少,最主要的是標本在解體過程中,結晶石英顆粒本身是否破裂。這就有很大隨機性。因此,即使是脈石英類標本,若其在結構上後生的裂隙或含其他雜質的細脈較發育,則破裂沿裂隙或細脈形成,而石英晶體顆粒本身很少破裂,故也難於發射電磁波。

此外,實驗還表明一些富含量(>90%)的礦石標本(如中粗粒結構的黃鐵礦石,鉛鋅礦石)稍加壓即破碎,而且其解體主要是沿礦物晶體之間的界面或礦物本身的解理面(黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦都屬等軸晶系為高級晶族,方鉛礦、閃鋅礦都有完全解理面)發生,因此也觀測不到電磁輻射。對一些緻密堅硬,細粒結構富含量的金屬礦石標本(如含銅磁鐵礦),即使不含石英,因其可能產生晶體破裂效應,故也能觀測到電磁輻射。根據野外礦區試驗結果可認為,「含有多金屬礦脈地帶,不總是在所有地段都能產生電磁輻射。宏觀來說,多少是單一的塊狀礦體不產生輻射,而在單一金屬礦物的浸染、聚集處,或在塊狀礦體包裹的岩石上恰能產生輻射」。

圖4⁃5⁃11 震源電磁輻射信號的振幅頻譜

圖4⁃5⁃12 PRRER信號最大熵法振幅譜

(縱坐標為歸一化譜密度)

(a)Sullivan礦區;(b)Giant Yellowknife礦區

(3)岩礦石在破裂過程中產生的電磁輻射是一種大體從幾百千赫到幾兆赫無線電波段范圍內的廣譜輻射,但也能見到較低頻率的電磁輻射,圖4⁃5⁃11 是在多金屬礦區實測信號的二條振幅譜曲線。圖4⁃5⁃12 是用最大熵法求得的兩個礦區實測信號的振幅譜。

⑵ 在《迷你世界》中如何召喚石巨人

您需要找到神秘圖騰左邊換,一個藍10塊右邊放三個孔雀石塊,隔三個放一顆心,痛快再隔三個,放一塊男狀態這樣再重復三遍放,治完之後再進行一些儀式,你就可以召喚出來了。

⑶ 電影《阿凡達》資料。

名:Avatar
導演:詹姆斯·卡梅隆
編劇:詹姆斯·卡梅隆
主演:薩姆·沃辛頓
佐伊·索爾達娜
西格妮·韋弗
史蒂芬·朗
米歇爾·羅德里格茲
音樂:詹姆斯·霍納
製作:Lightstorm Entertainment
20世紀福克斯電影公司
Giant Studios Inc.
Dune Entertainment
Ingenious Media
分級:PG-13
國家:美國/英國
類型:動作/驚悚/科幻/冒險
官網: http://www.avatarmovie.com/
公映日:2010年1月5日 中國 《阿凡達》概述 阿凡達(Avatar)是一部科幻電影,由著名導演詹姆斯·卡梅隆執導,二十世紀福克斯出品。該影片預算超過5億美元,成為電影史上預算最高的電影。此外,由卡梅隆導演注入心血的全平台同名游戲《阿凡達(JamesCameronsAvatar:TheGame)》已於2009年12月1日率先推出,游戲類型為TPS(第三人科幻稱射擊動作游戲),支持3D顯示器。該片有3D、平面膠片、IMAX膠片三種制式供觀眾選擇。《阿凡達》詞義解析 阿凡達,化身(梵文:?????,拉丁寫法:Avatar)在印度哲學中,最普遍被認為和眾神在地面上的肉體表現形式有關。在梵文中,化身一詞具有透過深思熟慮,並且由於特殊目的而從較高境界「下降」、「轉世」的涵義。通俗的說,就是天神降臨,或者說是天神附體。是毀滅之神濕婆凡身的化身。或者可以理解成神下降到人世用人的肉體施展神的力量,降世神通、天神下凡等詞比較接近這個單詞的含義。《阿凡達》劇情簡介阿凡達美國海報故事從地球開始,傑克·薩利(JakeSully,薩姆?沃辛頓飾)是一個雙腿癱瘓的老兵,他覺得沒有任何東西值得他去戰斗,因此他對被派遣去潘多拉星球的采礦公司工作欣然接受。這個星球上有一種別的地方都沒有的礦物元素「unobtanium」,能夠吸引人類不遠萬里來到這里拓荒的原因就是它「unobtanium」將徹底改變人類的能源產業。但是問題是,資源豐富的潘多拉星球並不適合人類生活,這里的空氣對人類致命,本土的動植物都是兇猛的掠食者,極度危險。這里的環境也造就了與人類不同的種族:10英尺高的藍色類人生物「Navi族」。Navi族不滿人類拓荒者的到來,也不喜歡人類的機器在這個星球的土地上因為到處挖礦而留下的斑斑傷痕。由於潘多拉星球環境嚴酷,人類傳統的宇航服、機甲都不足以保護礦工,於是科學家們轉向了克隆技術:他們將人類DNA和Navi人的DNA結合在一起,製造了一個克隆Navi人,這個克隆Navi人可以讓人類的意識進駐其中,成為人類在這個星球上自由活動的「化身」。然而並不是任何人都可以操縱這個克隆Navi人,只有DNA與他身上人類DNA配型相符的人才有這樣的能力。傑克?薩利的弟弟是這個克隆Navi的人類DNA捐獻者,他就可以操縱這個克隆Navi人,然而他被殺死了,采礦的公司為了不讓砸下去的錢白砸(克隆Navi人價格不菲),必須找到一個可以代替他操縱克隆Navi的人,這個人的DNA還必須和其配型相符,於是他們自然就找到了傑克?薩利,傑克?薩利對此很高興,因為那意味著他又能走路了。幾年後,傑克?薩利到了潘多拉星球,他發現這里的美景簡直無法用語言來形容,高達900英尺的參天巨樹、星羅棋布飄浮在空中的群山、色彩斑斕充滿奇特植物的茂密雨林、晚上各種動植物還會發出光。就如同夢中的奇幻花園。不過很快他就體驗到了這里的危險,一頭毒狼(潘多拉星球一種本土生物)與他狹路相逢,眼看就要被吃掉,一支箭射死了毒狼,傑克得救了。救他的是Navi族的一個女孩(佐伊?薩爾達娜飾),傑克從她口中了解到了更多潘多拉星球的知識。Navi族人一直以來都與潘多拉星球的其他物種和諧相處,過著一種簡朴天然的生活,傑克在和這個Navi女孩的相處過程中逐漸轉變了對人類來這里采礦的看法,他意識到他已經找到值得為之戰斗的東西了。不過傑克?薩利如果要加入Navi族人對抗人類入侵者的戰爭,要付出很大的代價:他並不能永遠呆在「化身」中,當「化身」——克隆Navi人睡覺時,他就會回到自己半身不遂的人類身體中,只有通過專門的連接設備才能重新回到「化身」中。一旦與自己的同胞為敵,他就失去了與「化身」結合的可能,只能困在殘疾的身體里,並失去那個他越來越喜歡的Navi女孩。

⑷ 岩漿型銅鎳硫化物礦床

一、內容概述

岩漿型Cu-Ni-PGE硫化物礦床是指與鎂鐵質-超鎂鐵質岩漿成礦作用有關的、以硫化物為主的礦床,是賦存Cu、Ni 及鉑族元素的重要礦床類型。目前,世界的鎳、銅和鉑族金屬主要來源於鎂鐵質、超鎂鐵質岩有關的岩漿硫化物礦床,在鎳、銅、鉑族資源中佔有重要地位。世界鎳儲量的34%、開采量的60%及世界銅儲量的55%來自岩漿型銅鎳硫化物礦床;90%以上的鉑族金屬來自鎂鐵質、超鎂鐵質岩有關的鉑族礦床和鉻鐵礦等岩漿型礦床。

超大型岩漿型Cu-Ni-PGE硫化物礦床所處的構造環境主要有:①大陸內部裂谷帶,如加拿大的薩德伯里(Sudbury)和俄羅斯的諾里爾斯克(Noril'sk)等礦床;②大陸邊緣裂谷帶(如中國的金川礦床等);③太古宙—元古宙綠岩帶,如澳大利亞卡姆巴爾達(Kambalda)和加拿大的托普遜礦床(Thompson)。而活動的造山帶環境只形成較小的礦床,如美國的莫希礦床(Moxie)。

世界級超大型岩漿型Cu-Ni-PGE硫化物礦床主要形成於以下幾個時代:新太古代,如Abitibi成礦年齡為2700Ma(Ayer et al.,2002);古元古代,如Pechenga成礦年齡為1900Ma(Naldrett,2004);中元古代,如沃伊賽灣(Voisey's Bay)成礦年齡為1120Ma。全球性的鎳成礦事件主要集中於約3000 Ma、2700 Ma、1900 Ma以及二疊紀—三疊紀之交(270~230Ma),而這些成礦事件是由大規模地幔柱活動引起的初始地殼生長和原始科馬提質和拉斑玄武岩質岩漿的發展演化以及同源溢流玄武岩有關的礦化鎂鐵質±超鎂鐵質侵入岩形成所致(Hoatson et al.,2006)。

礦床賦存的岩體幾乎都與鎂鐵質或超鎂鐵質岩體相關。鎂鐵質和超鎂鐵質岩體的母岩漿可以分為2個岩漿系列:科馬提岩岩漿和拉斑玄武岩岩漿。超鎂鐵質科馬提岩岩漿限於太古宙—元古宙,如澳大利亞卡姆巴爾達(Kambalda)、佩賽維蘭斯(Perseverance)、加拿大的托普遜(Thompson)等礦床。拉斑玄武岩岩漿形成的礦床主要發育於克拉通地區,如加拿大的沃伊塞灣(Voisey's Bay)、俄羅斯的貝辰加(Pechenga)、中國的金川等地。

對岩漿型銅鎳硫化物礦床的成礦作用研究始於加拿大薩德伯里(Sudbury)礦床(1886年)。經過一百多年的研究和世界二十多個大型岩漿型銅鎳硫化物礦床的發現,在礦床的成礦時代、成礦地質環境、成礦機制、成礦物質來源、含礦岩體特徵以及成礦規律等方面取得了大量的研究成果。人們對礦床的成因也有了進一步的認識。Hoatson et al.(2006)和Paznicka(2006)、李文淵(2007)等根據含礦岩石、岩體形態、構造環境將該類礦床劃分了5個亞類:①與科馬提岩質火山岩流及岩床有關的礦床:如澳大利亞的基斯山(Mt.Keith)、佩塞維蘭斯(Perseverance)、雅卡賓迪(Yakabindie)、卡姆巴爾達(Kambalda)、加拿大的托普遜(Thompson);②與陸上溢流玄武岩岩床有關的礦床:如俄羅斯的諾里爾斯克(Noril'sk-Talnakh)、美國的德盧思(Duluth);③與拉斑玄武岩岩漿分異的鎂鐵質-超鎂鐵質侵入體有關的礦床:如加拿大的沃伊塞灣(Voisey's Bay);④與隕石撞擊有關的蘇長岩-輝長岩型礦床:如加拿大的薩德伯里(Sudbury);⑤與大型層狀鎂鐵質-超鎂鐵質侵入雜岩有關的鉑族礦床、銅鎳硫化物礦床:如南非布希維爾德(Bushveld)、辛巴威大岩牆(Great Dyke)等。

關於鎳銅鉑族成礦機制,傳統觀點認為是岩漿在岩漿管道或深部岩漿房中由於物理化學條件(包括溫度、壓力、氧逸度和硫逸度)的變化最終導致富硫化物的液相和岩漿失去平衡而產生不混熔作用,並以重力下沉的方式富集成礦。在鎳銅岩漿硫化物礦床的主要成因模式中,岩漿熔離成礦作用模型是經典的,這種模型認為在岩漿演化過程中硫化物出熔,形成不混熔液滴,並在硅酸鹽岩漿中聚集、熔離沉澱形成硫化物熔漿。可見,硫在岩漿中達到飽和是銅鎳硫化物礦床形成的必要條件,硫在岩漿中的溶解度是溫度、壓力、氧逸度和硫逸度的函數。溫度與硫的溶解具有負相關關系(Liand Ripley,2005)。關於硫化物從硅酸鹽岩漿出熔的原因主要有:①岩漿混合作用:通過岩漿混合所產生的硫化物熔漿量較少,可以形成鉑族元素礦床,但很難形成Cu-Ni礦床。②氧化作用:如CO2使岩漿中的Fe2+轉化為Fe3+,從而降低硫在岩漿中的溶解度。③地殼硫的加入。當前對世界級鎳銅鉑族硫化物礦床研究表明,此礦床成礦的必要條件是:岩漿中有足夠的Ni、Cu親銅元素;必須有S熔離出來;熔離出的S必須有機會充分與大量岩漿發生反應,以便萃取大量的Ni;硫化物必須積聚在某一特定部位,否則成不了大礦、富礦,甚至不成礦。

二、應用范圍及應用實例

(一)諾里爾斯克(Noril'sk)式(溢流玄武岩型)銅鎳硫化物礦床

諾里爾斯克式銅鎳硫化物礦床位於西伯利亞地塊Tunguska盆地西北緣,地塊西部為葉尼塞凹槽。區內褶皺及斷裂發育,岩漿活動激烈而頻繁,形成了西伯利亞「暗色岩建造」。區域上主要為北北東向(近南北向)斷裂,也有少量的北北西向斷裂和錯動距離較大的羽狀斷裂,與礦床成礦作用密切相關的斷裂為諾里爾斯克-Kharaelakh斷裂。諾里爾斯克式銅鎳硫化物礦床的賦礦地層為玄武岩、泥盆紀碳酸鹽岩、硬石膏、泥板岩。含礦岩體主要為晚二疊世—三疊紀岩漿活動產物,含礦岩石類型有苦橄岩、輝綠岩、橄欖輝長岩、蘇長岩、粗玄岩;成礦時代為246Ma左右。諾里爾斯克礦床與暗色岩,特別是與輝長岩、輝綠岩分異侵入體在空間上密切相關,富含較多的礦體通常產於這種分異岩體的底部;礦區主要礦石礦物有磁黃鐵礦、黃銅礦、鎳黃鐵礦、硫鐵銅礦、富鐵磁黃鐵礦、隕硫礦等;岩漿作用與成礦作用受斷裂控制。含礦岩體沿斷裂呈群狀分布,形成諾里爾斯克礦區和塔爾納赫礦區,包括諾里爾斯克、十月等4個超大型礦床和其他一些規模較小的礦床。

Naldrett(1999,2005)經研究認為,諾里爾斯克礦床成礦過程為:①由地幔形成的玄武質岩漿,沿著諾里爾斯克-Kharaelekh斷裂上升到深部岩漿房,岩漿發生結晶分異作用,岩漿房頂部岩石發生熔融、頂部岩漿受到混染,導致岩漿房上部岩漿中的硫化物達到了飽和並發生熔離,親銅元素進入到硫化物中,形成含有硫化物的「晶粥」;②「晶粥」上升到地殼內的高位岩漿房,在發生結晶分異作用的同時受到圍岩(蒸發岩、石膏層)的混染,使硫化物進一步飽和;③後期岩漿不斷湧入岩漿房,與殘余岩漿充分混合使硫化物在新的岩漿推動作用下向南侵出形成Noril'sk礦體,向北侵出形成Talnakh礦體。因此,諾里爾斯克地區銅鎳礦形成的模式可以概括為圖1。

圖1 諾里爾斯克(Noril'sk)礦床成礦模式圖

(據Naldrett,2005)

總之,該礦床具有如下特點:①礦體沿著深大斷裂呈帶狀分布;②礦體賦存於分異明顯的鎂鐵-超鐵鎂質火山岩的底部,含礦岩體與大陸溢流玄武岩有親緣關系,屬拉斑系列的鐵質岩石;③礦床屬通道型礦床,礦床的形成與地殼物質的加入、深部岩漿房結晶分異及熔離作用有關。

(二)沃塞灣(Voisey's Bay)式(拉斑玄武岩型)岩漿型銅鎳硫化物礦床

沃塞灣超大型Cu-Ni-Co礦床位於加拿大拉布拉多海岸,太古宙Nain省和元古宙Chunchill省的碰撞邊界,賦礦地層為太古宙長英質片麻岩、角閃片麻岩、輝長片麻岩以及元古宙的石榴石矽線石片麻岩、含硫化物石墨片麻岩、紫蘇花崗閃長質片麻岩等。礦體賦存於一個長6km的岩牆狀岩漿通道系統中,容礦岩石為橄長岩和輝長岩,是Nain侵入岩套的一部分;岩體的Re-Os同位素年齡為(1323±135)Ma。礦石類型主要有侵染狀和海綿隕鐵狀礦石,緻密塊狀岩石出現在岩體底部岩漿通道附近。

Lambert et al.(2000)研究了Voisey's Bay銅鎳硫化物礦床礦石的Re/Os值後認為,它們較高的Re/Os比值(2.9~38)和高的γOs值是由玄武質母岩漿與老地殼的強烈相互作用引起的。該礦床的Re-Os同位素資料支持其至少包括2個階段地殼混染、2個岩漿房及不同地球化學性質的多脈沖岩漿成因模型。Li et al.(2000)研究認為,Voisey's Bay超大型Ni-Cu-Co礦床形成的關鍵因素包括:①相對過分異的玄武岩漿上升進入地殼;②岩漿和含硫副片麻岩的反應;③不混溶硫化物液體產生後岩漿的持續流動;④新的富Ni、Cu岩漿的重新上涌,並使已存在的硫化物含量增高。該礦床的成礦過程可以概括為圖2。

圖2 沃伊塞灣(Voisey's Bay)礦床成礦模式圖

(據Li et al.,1999;轉引自毛景文等,2012)

總之,該礦床具有如下特徵:①礦體賦存於岩漿通道系統,屬通道型礦床;②所有岩體均含礦,具有全岩礦化特徵:③礦體處於岩漿通道的膨大部位、轉折部位、坡度變緩部位、分叉部位。

(三)加拿大薩德伯里隕石撞擊型銅鎳硫化物礦床

加拿大薩德伯里(Sudbury)是隕石撞擊型銅鎳硫化物礦床的典型代表。Л.П.Лихачев(2006)總結了薩德伯里的成礦過程:①隕石墜落與下面岩體相撞發生破裂,墜落體呈顆粒流持續運動,顆粒流長達幾千米;②運動過程中,重的金屬顆粒快於輕顆粒聚集在被撞岩體的接觸面上,然後滲入岩體底部形成支脈狀礦石;③撞擊形成的等離子蒸氣、熔融體和固態物質的混合物進入大氣,經過減壓和迅速冷卻隨後返回到早先形成的火山口;④熔融體降落後其中的金屬顆粒又回到了落體的鋒面位置,形成了薩德伯里礦區中的次層狀接觸帶型礦石(圖3)。

圖3 薩德伯里礦床成礦模式圖

(據Л.П.Лихачев,2006;轉引自施俊法等,2010)

總之,該礦床具有如下特點:①礦床沿薩德伯里盆地周邊岩帶斷續產出,與基性火成雜岩體在空間上密切相關;②主要分布於基性火成雜岩體底部的圍岩角礫岩、蘇長岩、老岩層剪切帶內及伴生的角礫岩、蘇長岩-石英閃長岩體的放射狀分支岩體中,主要分布於蘇長岩邊緣及支脈內;③頂板為角礫岩,底板為花崗質礫岩、角礫岩;④主要礦石礦物有磁黃鐵礦-鎳黃鐵礦-黃銅礦-黃鐵礦-磁鐵礦典型組合;⑤為宇宙源成礦代表。

三、資料來源

柴鳳梅,張招崇,毛景文.2005.岩漿型Cu⁃Ni⁃PGE硫化物礦床研究的幾個問題探討.礦床地質,24(3):325~335

陳毓川,趙遜,張之一等.2000.世紀之交的地球科學-重大地學領域進展.北京:地質出版社,1~69

毛景文,張作衡,王義天等.2012.國外主要礦床類型、特點及找礦勘查.北京:地質出版社,245~292

王瑞廷,毛景文,柯洪等.2003.銅鎳岩漿硫化物礦床成礦作用研究綜述.礦產與地質,17(增刊):281~284

韋延光,馮本智,鄧軍.2004.銅鎳硫化物礦床研究進展.吉林地質,23(3):20~25

Hoatson D M,Jaireth S,Jaques A L 2006.Nickel sulfide deposits in Australia:Characteristics,resources,and potential.Ore Geology Reviews,29(3~4):177~241

Laznicka P.2006.Giant metallic deposits⁃future sources of instrial metals.Berlin,Springer:732

Li C,Naldrett A J.1999.Geology and petrology of the Voisey's Bay intrusion:reaction of olivine with sulfide and silicate liquids.Lithos,47:1~31

Li C,Naldrett A J.2000.Melting reactions of gneissic inclusions with enclosing magma at Voisey's Bay,Labrador,Canada:Implications with respect to ore genesis.Economic Geology,95(4):801~814

Li C,Naldrett A J,Ripley E M.2001.Critical factors for the formation of a nickel⁃copper deposit in an evolved magma system:Leasons from a comparison of the Pants Lake and Voisey's Bay sulfide occurrences in Labrador,Canada.Mineralium Deposita,36(1):85~92

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Naldrett A J.1997.Key factors in the genesis of Noril'sk,Sudbury,Jinchuan,Voisey's Bay and other world⁃class Ni⁃Cu⁃PGE deposits:Implication for exploration.Australian Journal of Earth Sciences,44:281~315

Naldrett A J.2004.An overview of Ni⁃Cu mineralization with conclusions guide in exploration.International Geological correlation programme IGCP479 short course notes,154~164

Naldrett A J.2004.Magmatic sulfide deposits.Springer,Heidelberg,481~522

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⑸  超大型礦床尋找和探索理論研究

超大型礦床由於其巨大的經濟意義,使近20年來,受到國際礦床學界的普遍重視,超大型礦床的形成背景和成礦作用過程及其預測研究成為礦產資源研究的重要方向。

超大型礦床的定義尚不夠一致,加拿大Laznika(1989)提出巨大(Giant)型礦床為金屬的異常地球化學聚集,其噸位聚集指數為礦床的經濟金屬噸位與地殼中金屬平均含量(10-6)的比值大於1011,而超巨型(Supergiant)礦床該指數大於1012。塗光熾(1994)將超過我國儲量手冊中的大型礦床儲量5倍以上的礦床稱為超大型礦床。對若干有色金屬與貴金屬(如Cu、Pb、Zn、Au、Ag)來說與Laznika的巨型礦床大致吻合,即二者儲量落在同一個數量級范圍,但對黑色金屬與若干稀有金屬來說二者儲量相差很大,可達幾個數量級的差別。

1)超大型礦床賦存特徵及分類

超大型礦床礦化類型具明顯的選擇性,對某一金屬和非金屬而言並非所有礦床類型都可以形成具超大型規模的礦床,這是一個涉及超大型礦床找礦方向及成礦理論的問題。一般情況下,某一礦種的礦化類型中有一二個或二三個類型可形成超大型礦床,其出現的機率是不同的,例如中國鉬礦雖有多種具工業價值的鉬礦類型,但只有斑岩型形成超大型礦床;錫礦則是錫石硫化物類型可形成超大型礦床;汞礦(如中國務川)層控礦床常賦存於碳酸鹽岩中。鉛鋅礦為層控型,世界級鉛鋅礦床均產於沉積岩中的SEDEX和MVT類型為主。金礦帶有較強的區域性色彩,如中國大陸是中生代熱液型金礦,台灣是陸相火山岩型金礦,加拿大是太古代形成之花崗岩-綠岩帶型金礦;南非幾乎是清一色的古礫岩金礦;在前蘇聯有穆龍套、宗毫巴等淺變質含碳碎屑岩型金礦;在西伯利亞東部,至少有兩個(達拉松、巴列依)火山岩-次火山岩型金礦具超大型規模;美國的超大型金礦則主要是硅鐵建造(BIF)型的赫姆斯塔克(Homestake)金礦及卡林型金礦。戴自希(1996)統計了全球14種金屬108個最大礦床(區)的礦床類型。更進一步說明了全球超大型礦床對其礦化類型是有選擇的。例如,世界鐵礦石儲量在10×108t以上的超大型鐵礦床有18個,其中11個為沉積變質型,占總數的61%,占其儲量數的84%。但儲量在100×108t以上的只有7個,全部屬沉積變質型。銅金屬儲量超過1000×104t的巨大銅礦至少有22個,其中12個是斑岩型,占總數的54%,占總儲量的61%;6個為砂頁岩型,占總數的27%和其儲量的24%;其它類型銅礦只有4個,占總數的18%和其儲量的15%。鉛鋅儲量在1000×104t以上礦床初步統計有21個,其中9個為噴氣沉積(SEDEX)型,占總數的43%和其儲量的47%;4個為密西西比(MVT)型,占總數和總儲量各19%。鋁土礦儲量超過10×108t的巨大礦床初步統計有8個,全部是新生代的紅土型礦床。銀儲量大於2×104t的巨大礦床約有8個,全部為中、新生代的火山、次火山岩型礦床。說明各類巨大礦床礦化類型偏在性十分明顯,這也為我們尋找各類超大型礦床指明了方向。

塗光熾(1994)在Laznick 1989年提出二分法分類的基礎上,將超大型礦床劃分為點式分布、面式分布和過渡式分布3類:第一類幾乎是在世界上「獨一無二」的,即同一類礦床在大面積內、甚至在世界范圍內,均尚未發現第二個,如白雲鄂博、奧林匹克壩等礦床。第二類超大型礦床是有「子孫」的,即同一類型礦床的大、中、小型礦床分布較廣,如中國玉龍銅礦和中國凡口密西西比型鉛鋅礦。第三類過渡類型確有一批超大型礦床存在,如廣西大廠和雲南個舊的錫礦床。而且在大廠錫石硫化物礦床中銻也形成了十分罕見而獨特的超大型礦床。柿竹園鎢錫礦床和金頂鉛鋅礦床亦可歸入此類。超大型礦床的分類問題尚有待深入探討,不管是二分、三分或多分法都宜抓住超大型礦床之間,它們與大中小型礦床之間的共性和特性,這樣才有利於尋找新的超大型礦床和提高成礦理論水平。

2)超大型礦床全球背景研究

為深入了解超大型礦床的形成機制與分布規律,應當立足於全球總的地質背景進行研究。戴自希(1996)在綜合了全球108個礦床資料後提出了超大型礦床在全球的共性。這種共同規律性往往是中、小型礦床不具備的。其主要共性如下:

(1)時控特徵:全球超大型礦床往往局限於地質歷史的某一時期,其時控特徵很明顯,如超巨型鐵礦多形成於新太古代—中元古代,鐵礦石儲量超過100×108t的7個礦床全部出現在這一時期,絕大多數斑岩銅礦集中在晚白堊—老第三紀以及古生代。砂頁岩型銅礦則主要出現在元古宙和二疊紀兩段地史時期,前者包括尚比亞-扎伊爾銅礦帶、俄羅斯烏多坎銅礦帶、美國貝爾特銅礦帶以及亞洲最大的銅礦——阿富汗艾納克銅礦,後者有波蘭盧賓銅礦以及德國曼斯費爾德銅礦等;SEDEX型鉛鋅礦床在全世界范圍內集中在古元古代—中元古代和早古生代—中古生代,產在元古宙的礦床有西伯利亞的Hologin和Gorebek、澳大利亞布羅肯希爾(Broken Hill)、麥克阿瑟河(Mc Arthur River)芒特艾薩(Mt Isa)、「世紀」、加拿大沙利文(Sullivan)和南非甘斯堡(Gamsburg)等,產在古生代的有中國廠壩、德國Meggen和Rammelsberg、美國「紅狗」、加拿大塞爾溫盆地的霍華茲山口等礦床。這種超大型熱水沉積型礦床雖為數不多,但其中具超大型規模者占很大比例,在世界各大洲均有分布,其空間相距頗遠而形成時代卻很近似,且都是儲量上的龐然大物。MVT鉛鋅礦多集中在古生代,像美國密蘇里州的維伯納姆礦帶和老鉛礦帶等,此類型雖常成群出現,超大型礦床卻少見。紅土型鋁土礦全部出現在第三紀—第四紀。不整合脈型鈾礦出現在古中元古代,如加拿大的阿薩巴斯卡(Athabaska)盆地和澳大利亞(中)北部阿利格特地區的一些巨大鈾礦床等,這類礦床不僅儲量大,而且品位高,為其它類型鈾礦所不及。這兩個地區中,在不大的面積內分布若干個不同類型超大型鈾礦,可稱之為超大型礦「密集區」。類似的「密集區」也見諸卡林型金礦。美國60年代後在內華達州、中國80年代後在揚子克拉通的西南緣和西北緣發現了各有約40個卡林型金礦密集區,其中若干具大型-超大型規模,其共同性很值得注意。首先它們都發育以元古宇淺變質岩系為主的基底,含礦岩系是未變質的細碎屑岩-碳酸鹽岩-硅質岩建造。特別是其中的濁積岩和碳酸鹽岩及相變處,在卡林型金礦密集區除金礦外,常可出現其它的低溫礦床組合,如汞、銻、雄黃、雌黃、冰洲石、鉛鋅等。礦石的特徵元素組合是Au-Hg-Sb-As-Tl-Ba。原生礦石中的金主要呈准微米級的自然金出現。卡林型金礦形成時代很新,在美國西部主要是新生代,而在中國西部則為晚中生代。上述兩密集區的許多相同之處導致了卡林型金礦在全球分布的一定局限性。從全球角度看,上述各類礦床中的多數在產出地層的時代上具明顯的一致性,即有時控特徵。

(2)多元素綜合成礦特徵-多期多次成礦作用:許多大型礦床常具有獨特的礦物組合特徵、同位素和伴生元素等。超大型礦床中的多元素不僅以伴生元素形式出現,且各自均能達到巨大礦床的規模,如美國猶他州賓厄姆礦床銅、金、銀、鉛鋅儲量均很大;加拿大基德克里克礦床,銅、鉛鋅、金和銀的儲量也都很大;澳大利亞奧林匹克壩礦床更是富集了大量銅、鈾、金、鐵和稀土;中國內蒙古的白雲鄂博礦床富集了大量鈮、鐵和稀土金屬;同樣,中國湖南柿竹園礦床中的鎢、錫、鉬、鉍均構成巨大的礦床。這些都說明形成巨大礦床往往在同一地點有多次成礦作用的疊加,作用的時間也較長,由於疊加和富化作用造成大而富的礦床,如美國克萊梅克斯斑岩鉬礦和烏茲別克的穆龍套金礦,就是在這種多期侵入成礦和長期疊加富化條件下形成的。

(3)構造因素對巨大型礦床形成具有重要意義:構造因素對巨大型礦床形成至關重要,大型礦床多產於構造活動較為復雜的地段,這些地段往往是成礦作用長期多次出現、礦化程度較高、礦質來源不同和形成時間不連續的礦化在空間上共存的場所。大型線性構造、裂谷、同生斷層、破火山口等與礦床的關系尤為密切,如美國西南部諸州主要的斑岩銅礦區位於幾個重要構造單元的交匯地段;澳大利亞奧林匹克壩礦床產在NWW向與NNW向區域重力線性體的交匯處,礦化出現在以NW向斷裂為界的地塹中,在這一地殼薄弱地帶發生一系列張性斷裂;中非巨大的砂頁岩型銅礦與兩次裂谷作用有關,沉積在NW向的裂谷帶內;澳大利亞布羅肯希爾巨大的鉛鋅礦床受中元古代裂谷或地塹控制;許多巨大的綠岩帶金礦與韌性剪切帶有關;加拿大赫姆洛金礦緊靠蘇必利爾湖剪切帶,礦化產在剪切帶內變形作用最強烈的中部;破火山口和火山角礫岩筒控制了許多巨大金、銀礦和銅礦,如美國的克里普爾克里克等3個最大的火山岩型金礦和智利的埃爾特尼恩特屬世界第二大斑岩銅礦即產在角礫岩筒中。

形成巨型礦床往往不是單一因素,最常見的是時代-地層(包括火成岩)-構造組合控礦。如太古宙-綠岩帶-剪切帶(綠岩帶金礦)、元古宙-火山沉積變質岩帶-裂谷(元古宙砂頁岩型銅礦)、元古宙-碎屑沉積地層-同生斷層(SEDEX型鉛鋅礦)、元古宙-大型沉積盆地-不整合面(不整合型鈾礦)、中、新生代或古生代中酸性岩漿岩-大型斷裂交匯造成的高滲透帶(斑岩銅礦)和中、新生代-陸相火山岩-破火山口(淺成熱液金銀礦)等等。這對超大型礦床的勘查具有重要意義。

3)展望

在國內外需求和理論發展推動下,超大型礦床形成環境和分布規律的研究已成為地球科學的前沿領域,一些國際學術組織和一些發達國家已將超大型礦床的研究列為重點項目,以求加深對超大型礦床成礦條件的認識,逐步建立起能指導超大型礦床勘查的理論基礎。例如1987年國際地球物理與大地測量聯合會(IUGG)提出90年代地球科學12個重大課題之一為「超大型礦床全球背景環境」,1994年在加拿大召開了超大型礦床討論會。1992年中國國家科委批准了「與尋找超大型礦床有關基礎研究」項目列入國家攀登計劃A中,取得較好效果。塗光熾(1996)提出超大型礦床的尋求和探索理論研究的內容、方法及條件為:①對我國已知近60個各種金屬及非金屬超大型礦床進行深入剖析,著重解決其形成機制,提出其規律性認識,探索找礦方向;②在某些大、中型礦產密集區探索超大型礦床前景;③我國若乾重要含礦岩系超大型礦床前景剖析,如在與俄、蒙、哈、吉等相鄰國相似的含炭岩系和陸相火山岩系中研究尋找超大型Au、U、Cu、Ag等礦床;④一些地質作用(如同生構造、熱水沉積作用、有機質演化等)與超大型礦床形成關系的研究;⑤對特殊成礦條件與超大型礦床形成關系的研究,這是需要填補的空白領域,如超大型金礦產出於高寒凍土帶,世界上5個超大型Cu-Ni硫化物礦床中,圍岩硫的參與在其中三個礦床起重要作用;⑥礦床類型的開拓,如研究較晚的金礦、獨立銀礦、獨立鉑族礦床等其新類型礦床開拓的潛力甚大,一些老礦種,如金剛石,也有可能發現新類型礦床,其中可能蘊育超大型礦床;⑦探索鍺、鉈、硒、碲等分散元素形成獨立礦床,甚至超大型礦床的條件,在高技術領域中十分重要的分散元素礦床可以說是21世紀礦產新領域,應當重視研究對這些有利的成礦條件;⑧應重視超大型礦床保存條件的研究;⑨與其他學科結合進行隱伏超大型礦床的綜合地球物理和地球化學探測新技術、新方法及對取得數據、資料合理解釋的研究;⑩超大型礦床的全球背景研究,從全球角度進行綜合剖析對比研究將對在世界范圍內尋找超大型礦床及提高成礦理論水平大有裨益。

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