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GiAMT挖矿机

发布时间: 2022-05-17 23:47:21

⑴ 岩矿石在破裂过程中的电磁辐射性质

前已述及,某些多金属矿体在音频弹性波作用下,能产生无线电波频段内的脉冲电磁辐射现象。这种震电效应已被利用作为一种新的物探方法——震源电磁辐射法来寻找含有方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黄铜矿、毒砂、辉锑矿、辉钼矿、辰砂等金属硫化物矿体。

岩石在破裂过程中伴随的电磁辐射效应,作为一种地震的前兆现象,在国内首先由地震工作者开展了这方面的研究。在室内标本实验研究中,标本均集中于岩石样品(主要是花岗岩、石英岩、灰岩)。但发表的实验结果与认识有较大差异。国外对矿石的实验亦仅在某些文献中见到几条铅锌矿石与磁铁矿石的原始记录曲线。

根据地科院矿床所和合肥工大在对百余块岩石、矿石样品单轴方向加压至破碎过程中,观测到的电磁辐射、声发射及应变现象可得到如下几点认识。

图4⁃5⁃10 花岗岩标本(4)破裂过程中的电磁辐射与声发射

横坐标为采样点号(间隔10 μs);No.004⁃3—电磁道;No.004⁃4—声波道

(1)脉冲电磁辐射的产生与标本受压后破裂的形成、发展、解体过程有关。在主破裂前,多次微破裂发生时都可能有电磁信号相对应(有时可多达5~7次)。如图4⁃5⁃10所示,为花岗岩(石英含量20%,颗粒直径1~8mm)标本上观测到的在破裂过程中产生的多次电磁辐射与声发射信号的部分波形曲线。根据大量明显的电磁波与声波信号的初至时差,乘以声波在空气中传播的速度所求得的距离,恰在声传感器至标本体积范围的距离之内,因此电磁信号为标本破裂所引起无疑。

(2)脉冲电磁辐射的产生与岩、矿石的成分与结构构造有关。实验表明,凡脉石英或含有一定量石英的岩、矿石标本大都观测到明显的电磁辐射信号,而不含或极少含石英的岩、矿石标本大都未观测到大于干扰水平的电磁辐射信号。岩、矿石破裂辐射电磁波的机理是复杂的,国内外学者在不断的探索中提出了多种假说。根据上述实验结果,可以认为“离子晶体破裂效应”可能是一种主要机理。即离子晶体点阵对称性差、无解理面、破裂面完全是随机的,晶体因破碎而形成的高速荷电粒子或电偶极子群是辐射电磁波的场源。石英正是这样一种晶体(常见α石英、β石英属三方、六方晶系,为中级晶族,无解理面)。因此,绝大部分由细粒结晶石英颗粒组成的含矿或不含矿脉石英类标本产生的电磁辐射信号强且稳定。含有一定量石英的花岗岩或矿石类标本有的能记录到,有的则记录不到电磁信号。这可能取决于石英含量的多少,最主要的是标本在解体过程中,结晶石英颗粒本身是否破裂。这就有很大随机性。因此,即使是脉石英类标本,若其在结构上后生的裂隙或含其他杂质的细脉较发育,则破裂沿裂隙或细脉形成,而石英晶体颗粒本身很少破裂,故也难于发射电磁波。

此外,实验还表明一些富含量(>90%)的矿石标本(如中粗粒结构的黄铁矿石,铅锌矿石)稍加压即破碎,而且其解体主要是沿矿物晶体之间的界面或矿物本身的解理面(黄铁矿、方铅矿、闪锌矿都属等轴晶系为高级晶族,方铅矿、闪锌矿都有完全解理面)发生,因此也观测不到电磁辐射。对一些致密坚硬,细粒结构富含量的金属矿石标本(如含铜磁铁矿),即使不含石英,因其可能产生晶体破裂效应,故也能观测到电磁辐射。根据野外矿区试验结果可认为,“含有多金属矿脉地带,不总是在所有地段都能产生电磁辐射。宏观来说,多少是单一的块状矿体不产生辐射,而在单一金属矿物的浸染、聚集处,或在块状矿体包裹的岩石上恰能产生辐射”。

图4⁃5⁃11 震源电磁辐射信号的振幅频谱

图4⁃5⁃12 PRRER信号最大熵法振幅谱

(纵坐标为归一化谱密度)

(a)Sullivan矿区;(b)Giant Yellowknife矿区

(3)岩矿石在破裂过程中产生的电磁辐射是一种大体从几百千赫到几兆赫无线电波段范围内的广谱辐射,但也能见到较低频率的电磁辐射,图4⁃5⁃11 是在多金属矿区实测信号的二条振幅谱曲线。图4⁃5⁃12 是用最大熵法求得的两个矿区实测信号的振幅谱。

⑵ 在《迷你世界》中如何召唤石巨人

您需要找到神秘图腾左边换,一个蓝10块右边放三个孔雀石块,隔三个放一颗心,痛快再隔三个,放一块男状态这样再重复三遍放,治完之后再进行一些仪式,你就可以召唤出来了。

⑶ 电影《阿凡达》资料。

名:Avatar
导演:詹姆斯·卡梅隆
编剧:詹姆斯·卡梅隆
主演:萨姆·沃辛顿
佐伊·索尔达娜
西格妮·韦弗
史蒂芬·朗
米歇尔·罗德里格兹
音乐:詹姆斯·霍纳
制作:Lightstorm Entertainment
20世纪福克斯电影公司
Giant Studios Inc.
Dune Entertainment
Ingenious Media
分级:PG-13
国家:美国/英国
类型:动作/惊悚/科幻/冒险
官网: http://www.avatarmovie.com/
公映日:2010年1月5日 中国 《阿凡达》概述 阿凡达(Avatar)是一部科幻电影,由著名导演詹姆斯·卡梅隆执导,二十世纪福克斯出品。该影片预算超过5亿美元,成为电影史上预算最高的电影。此外,由卡梅隆导演注入心血的全平台同名游戏《阿凡达(JamesCameronsAvatar:TheGame)》已于2009年12月1日率先推出,游戏类型为TPS(第三人科幻称射击动作游戏),支持3D显示器。该片有3D、平面胶片、IMAX胶片三种制式供观众选择。《阿凡达》词义解析 阿凡达,化身(梵文:?????,拉丁写法:Avatar)在印度哲学中,最普遍被认为和众神在地面上的肉体表现形式有关。在梵文中,化身一词具有透过深思熟虑,并且由于特殊目的而从较高境界“下降”、“转世”的涵义。通俗的说,就是天神降临,或者说是天神附体。是毁灭之神湿婆凡身的化身。或者可以理解成神下降到人世用人的肉体施展神的力量,降世神通、天神下凡等词比较接近这个单词的含义。《阿凡达》剧情简介阿凡达美国海报故事从地球开始,杰克·萨利(JakeSully,萨姆?沃辛顿饰)是一个双腿瘫痪的老兵,他觉得没有任何东西值得他去战斗,因此他对被派遣去潘多拉星球的采矿公司工作欣然接受。这个星球上有一种别的地方都没有的矿物元素“unobtanium”,能够吸引人类不远万里来到这里拓荒的原因就是它“unobtanium”将彻底改变人类的能源产业。但是问题是,资源丰富的潘多拉星球并不适合人类生活,这里的空气对人类致命,本土的动植物都是凶猛的掠食者,极度危险。这里的环境也造就了与人类不同的种族:10英尺高的蓝色类人生物“Navi族”。Navi族不满人类拓荒者的到来,也不喜欢人类的机器在这个星球的土地上因为到处挖矿而留下的斑斑伤痕。由于潘多拉星球环境严酷,人类传统的宇航服、机甲都不足以保护矿工,于是科学家们转向了克隆技术:他们将人类DNA和Navi人的DNA结合在一起,制造了一个克隆Navi人,这个克隆Navi人可以让人类的意识进驻其中,成为人类在这个星球上自由活动的“化身”。然而并不是任何人都可以操纵这个克隆Navi人,只有DNA与他身上人类DNA配型相符的人才有这样的能力。杰克?萨利的弟弟是这个克隆Navi的人类DNA捐献者,他就可以操纵这个克隆Navi人,然而他被杀死了,采矿的公司为了不让砸下去的钱白砸(克隆Navi人价格不菲),必须找到一个可以代替他操纵克隆Navi的人,这个人的DNA还必须和其配型相符,于是他们自然就找到了杰克?萨利,杰克?萨利对此很高兴,因为那意味着他又能走路了。几年后,杰克?萨利到了潘多拉星球,他发现这里的美景简直无法用语言来形容,高达900英尺的参天巨树、星罗棋布飘浮在空中的群山、色彩斑斓充满奇特植物的茂密雨林、晚上各种动植物还会发出光。就如同梦中的奇幻花园。不过很快他就体验到了这里的危险,一头毒狼(潘多拉星球一种本土生物)与他狭路相逢,眼看就要被吃掉,一支箭射死了毒狼,杰克得救了。救他的是Navi族的一个女孩(佐伊?萨尔达娜饰),杰克从她口中了解到了更多潘多拉星球的知识。Navi族人一直以来都与潘多拉星球的其他物种和谐相处,过着一种简朴天然的生活,杰克在和这个Navi女孩的相处过程中逐渐转变了对人类来这里采矿的看法,他意识到他已经找到值得为之战斗的东西了。不过杰克?萨利如果要加入Navi族人对抗人类入侵者的战争,要付出很大的代价:他并不能永远呆在“化身”中,当“化身”——克隆Navi人睡觉时,他就会回到自己半身不遂的人类身体中,只有通过专门的连接设备才能重新回到“化身”中。一旦与自己的同胞为敌,他就失去了与“化身”结合的可能,只能困在残疾的身体里,并失去那个他越来越喜欢的Navi女孩。

⑷ 岩浆型铜镍硫化物矿床

一、内容概述

岩浆型Cu-Ni-PGE硫化物矿床是指与镁铁质-超镁铁质岩浆成矿作用有关的、以硫化物为主的矿床,是赋存Cu、Ni 及铂族元素的重要矿床类型。目前,世界的镍、铜和铂族金属主要来源于镁铁质、超镁铁质岩有关的岩浆硫化物矿床,在镍、铜、铂族资源中占有重要地位。世界镍储量的34%、开采量的60%及世界铜储量的55%来自岩浆型铜镍硫化物矿床;90%以上的铂族金属来自镁铁质、超镁铁质岩有关的铂族矿床和铬铁矿等岩浆型矿床。

超大型岩浆型Cu-Ni-PGE硫化物矿床所处的构造环境主要有:①大陆内部裂谷带,如加拿大的萨德伯里(Sudbury)和俄罗斯的诺里尔斯克(Noril'sk)等矿床;②大陆边缘裂谷带(如中国的金川矿床等);③太古宙—元古宙绿岩带,如澳大利亚卡姆巴尔达(Kambalda)和加拿大的托普逊矿床(Thompson)。而活动的造山带环境只形成较小的矿床,如美国的莫希矿床(Moxie)。

世界级超大型岩浆型Cu-Ni-PGE硫化物矿床主要形成于以下几个时代:新太古代,如Abitibi成矿年龄为2700Ma(Ayer et al.,2002);古元古代,如Pechenga成矿年龄为1900Ma(Naldrett,2004);中元古代,如沃伊赛湾(Voisey's Bay)成矿年龄为1120Ma。全球性的镍成矿事件主要集中于约3000 Ma、2700 Ma、1900 Ma以及二叠纪—三叠纪之交(270~230Ma),而这些成矿事件是由大规模地幔柱活动引起的初始地壳生长和原始科马提质和拉斑玄武岩质岩浆的发展演化以及同源溢流玄武岩有关的矿化镁铁质±超镁铁质侵入岩形成所致(Hoatson et al.,2006)。

矿床赋存的岩体几乎都与镁铁质或超镁铁质岩体相关。镁铁质和超镁铁质岩体的母岩浆可以分为2个岩浆系列:科马提岩岩浆和拉斑玄武岩岩浆。超镁铁质科马提岩岩浆限于太古宙—元古宙,如澳大利亚卡姆巴尔达(Kambalda)、佩赛维兰斯(Perseverance)、加拿大的托普逊(Thompson)等矿床。拉斑玄武岩岩浆形成的矿床主要发育于克拉通地区,如加拿大的沃伊塞湾(Voisey's Bay)、俄罗斯的贝辰加(Pechenga)、中国的金川等地。

对岩浆型铜镍硫化物矿床的成矿作用研究始于加拿大萨德伯里(Sudbury)矿床(1886年)。经过一百多年的研究和世界二十多个大型岩浆型铜镍硫化物矿床的发现,在矿床的成矿时代、成矿地质环境、成矿机制、成矿物质来源、含矿岩体特征以及成矿规律等方面取得了大量的研究成果。人们对矿床的成因也有了进一步的认识。Hoatson et al.(2006)和Paznicka(2006)、李文渊(2007)等根据含矿岩石、岩体形态、构造环境将该类矿床划分了5个亚类:①与科马提岩质火山岩流及岩床有关的矿床:如澳大利亚的基斯山(Mt.Keith)、佩塞维兰斯(Perseverance)、雅卡宾迪(Yakabindie)、卡姆巴尔达(Kambalda)、加拿大的托普逊(Thompson);②与陆上溢流玄武岩岩床有关的矿床:如俄罗斯的诺里尔斯克(Noril'sk-Talnakh)、美国的德卢思(Duluth);③与拉斑玄武岩岩浆分异的镁铁质-超镁铁质侵入体有关的矿床:如加拿大的沃伊塞湾(Voisey's Bay);④与陨石撞击有关的苏长岩-辉长岩型矿床:如加拿大的萨德伯里(Sudbury);⑤与大型层状镁铁质-超镁铁质侵入杂岩有关的铂族矿床、铜镍硫化物矿床:如南非布什维尔德(Bushveld)、津巴布韦大岩墙(Great Dyke)等。

关于镍铜铂族成矿机制,传统观点认为是岩浆在岩浆管道或深部岩浆房中由于物理化学条件(包括温度、压力、氧逸度和硫逸度)的变化最终导致富硫化物的液相和岩浆失去平衡而产生不混熔作用,并以重力下沉的方式富集成矿。在镍铜岩浆硫化物矿床的主要成因模式中,岩浆熔离成矿作用模型是经典的,这种模型认为在岩浆演化过程中硫化物出熔,形成不混熔液滴,并在硅酸盐岩浆中聚集、熔离沉淀形成硫化物熔浆。可见,硫在岩浆中达到饱和是铜镍硫化物矿床形成的必要条件,硫在岩浆中的溶解度是温度、压力、氧逸度和硫逸度的函数。温度与硫的溶解具有负相关关系(Liand Ripley,2005)。关于硫化物从硅酸盐岩浆出熔的原因主要有:①岩浆混合作用:通过岩浆混合所产生的硫化物熔浆量较少,可以形成铂族元素矿床,但很难形成Cu-Ni矿床。②氧化作用:如CO2使岩浆中的Fe2+转化为Fe3+,从而降低硫在岩浆中的溶解度。③地壳硫的加入。当前对世界级镍铜铂族硫化物矿床研究表明,此矿床成矿的必要条件是:岩浆中有足够的Ni、Cu亲铜元素;必须有S熔离出来;熔离出的S必须有机会充分与大量岩浆发生反应,以便萃取大量的Ni;硫化物必须积聚在某一特定部位,否则成不了大矿、富矿,甚至不成矿。

二、应用范围及应用实例

(一)诺里尔斯克(Noril'sk)式(溢流玄武岩型)铜镍硫化物矿床

诺里尔斯克式铜镍硫化物矿床位于西伯利亚地块Tunguska盆地西北缘,地块西部为叶尼塞凹槽。区内褶皱及断裂发育,岩浆活动激烈而频繁,形成了西伯利亚“暗色岩建造”。区域上主要为北北东向(近南北向)断裂,也有少量的北北西向断裂和错动距离较大的羽状断裂,与矿床成矿作用密切相关的断裂为诺里尔斯克-Kharaelakh断裂。诺里尔斯克式铜镍硫化物矿床的赋矿地层为玄武岩、泥盆纪碳酸盐岩、硬石膏、泥板岩。含矿岩体主要为晚二叠世—三叠纪岩浆活动产物,含矿岩石类型有苦橄岩、辉绿岩、橄榄辉长岩、苏长岩、粗玄岩;成矿时代为246Ma左右。诺里尔斯克矿床与暗色岩,特别是与辉长岩、辉绿岩分异侵入体在空间上密切相关,富含较多的矿体通常产于这种分异岩体的底部;矿区主要矿石矿物有磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿、硫铁铜矿、富铁磁黄铁矿、陨硫矿等;岩浆作用与成矿作用受断裂控制。含矿岩体沿断裂呈群状分布,形成诺里尔斯克矿区和塔尔纳赫矿区,包括诺里尔斯克、十月等4个超大型矿床和其他一些规模较小的矿床。

Naldrett(1999,2005)经研究认为,诺里尔斯克矿床成矿过程为:①由地幔形成的玄武质岩浆,沿着诺里尔斯克-Kharaelekh断裂上升到深部岩浆房,岩浆发生结晶分异作用,岩浆房顶部岩石发生熔融、顶部岩浆受到混染,导致岩浆房上部岩浆中的硫化物达到了饱和并发生熔离,亲铜元素进入到硫化物中,形成含有硫化物的“晶粥”;②“晶粥”上升到地壳内的高位岩浆房,在发生结晶分异作用的同时受到围岩(蒸发岩、石膏层)的混染,使硫化物进一步饱和;③后期岩浆不断涌入岩浆房,与残余岩浆充分混合使硫化物在新的岩浆推动作用下向南侵出形成Noril'sk矿体,向北侵出形成Talnakh矿体。因此,诺里尔斯克地区铜镍矿形成的模式可以概括为图1。

图1 诺里尔斯克(Noril'sk)矿床成矿模式图

(据Naldrett,2005)

总之,该矿床具有如下特点:①矿体沿着深大断裂呈带状分布;②矿体赋存于分异明显的镁铁-超铁镁质火山岩的底部,含矿岩体与大陆溢流玄武岩有亲缘关系,属拉斑系列的铁质岩石;③矿床属通道型矿床,矿床的形成与地壳物质的加入、深部岩浆房结晶分异及熔离作用有关。

(二)沃塞湾(Voisey's Bay)式(拉斑玄武岩型)岩浆型铜镍硫化物矿床

沃塞湾超大型Cu-Ni-Co矿床位于加拿大拉布拉多海岸,太古宙Nain省和元古宙Chunchill省的碰撞边界,赋矿地层为太古宙长英质片麻岩、角闪片麻岩、辉长片麻岩以及元古宙的石榴石矽线石片麻岩、含硫化物石墨片麻岩、紫苏花岗闪长质片麻岩等。矿体赋存于一个长6km的岩墙状岩浆通道系统中,容矿岩石为橄长岩和辉长岩,是Nain侵入岩套的一部分;岩体的Re-Os同位素年龄为(1323±135)Ma。矿石类型主要有侵染状和海绵陨铁状矿石,致密块状岩石出现在岩体底部岩浆通道附近。

Lambert et al.(2000)研究了Voisey's Bay铜镍硫化物矿床矿石的Re/Os值后认为,它们较高的Re/Os比值(2.9~38)和高的γOs值是由玄武质母岩浆与老地壳的强烈相互作用引起的。该矿床的Re-Os同位素资料支持其至少包括2个阶段地壳混染、2个岩浆房及不同地球化学性质的多脉冲岩浆成因模型。Li et al.(2000)研究认为,Voisey's Bay超大型Ni-Cu-Co矿床形成的关键因素包括:①相对过分异的玄武岩浆上升进入地壳;②岩浆和含硫副片麻岩的反应;③不混溶硫化物液体产生后岩浆的持续流动;④新的富Ni、Cu岩浆的重新上涌,并使已存在的硫化物含量增高。该矿床的成矿过程可以概括为图2。

图2 沃伊塞湾(Voisey's Bay)矿床成矿模式图

(据Li et al.,1999;转引自毛景文等,2012)

总之,该矿床具有如下特征:①矿体赋存于岩浆通道系统,属通道型矿床;②所有岩体均含矿,具有全岩矿化特征:③矿体处于岩浆通道的膨大部位、转折部位、坡度变缓部位、分叉部位。

(三)加拿大萨德伯里陨石撞击型铜镍硫化物矿床

加拿大萨德伯里(Sudbury)是陨石撞击型铜镍硫化物矿床的典型代表。Л.П.Лихачев(2006)总结了萨德伯里的成矿过程:①陨石坠落与下面岩体相撞发生破裂,坠落体呈颗粒流持续运动,颗粒流长达几千米;②运动过程中,重的金属颗粒快于轻颗粒聚集在被撞岩体的接触面上,然后渗入岩体底部形成支脉状矿石;③撞击形成的等离子蒸气、熔融体和固态物质的混合物进入大气,经过减压和迅速冷却随后返回到早先形成的火山口;④熔融体降落后其中的金属颗粒又回到了落体的锋面位置,形成了萨德伯里矿区中的次层状接触带型矿石(图3)。

图3 萨德伯里矿床成矿模式图

(据Л.П.Лихачев,2006;转引自施俊法等,2010)

总之,该矿床具有如下特点:①矿床沿萨德伯里盆地周边岩带断续产出,与基性火成杂岩体在空间上密切相关;②主要分布于基性火成杂岩体底部的围岩角砾岩、苏长岩、老岩层剪切带内及伴生的角砾岩、苏长岩-石英闪长岩体的放射状分支岩体中,主要分布于苏长岩边缘及支脉内;③顶板为角砾岩,底板为花岗质砾岩、角砾岩;④主要矿石矿物有磁黄铁矿-镍黄铁矿-黄铜矿-黄铁矿-磁铁矿典型组合;⑤为宇宙源成矿代表。

三、资料来源

柴凤梅,张招崇,毛景文.2005.岩浆型Cu⁃Ni⁃PGE硫化物矿床研究的几个问题探讨.矿床地质,24(3):325~335

陈毓川,赵逊,张之一等.2000.世纪之交的地球科学-重大地学领域进展.北京:地质出版社,1~69

毛景文,张作衡,王义天等.2012.国外主要矿床类型、特点及找矿勘查.北京:地质出版社,245~292

王瑞廷,毛景文,柯洪等.2003.铜镍岩浆硫化物矿床成矿作用研究综述.矿产与地质,17(增刊):281~284

韦延光,冯本智,邓军.2004.铜镍硫化物矿床研究进展.吉林地质,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

Li C,Ripley E M,Enrique M et al.2004.Replacement of base metal sulfides by actiolite,epidote,calcite,and magnetite in the UG2 and merensky reef of the Bushveld Complex,South Africa.Economic Geology,99(1):173~184

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

Zhou M F,Yang Z X,Song X Y et al.2004.Tectonic setting of magmatic Ni⁃Cu(⁃PGE)sulphide deposits in China.In:Shellnutt J G,Zhou M F,Pang K N eds.Recent Advances in Magmatic Ore Systems in Mafic Ultramafic Rocks.Hong Kong:Hong Kong SAR China,29~32

⑸  超大型矿床寻找和探索理论研究

超大型矿床由于其巨大的经济意义,使近20年来,受到国际矿床学界的普遍重视,超大型矿床的形成背景和成矿作用过程及其预测研究成为矿产资源研究的重要方向。

超大型矿床的定义尚不够一致,加拿大Laznika(1989)提出巨大(Giant)型矿床为金属的异常地球化学聚集,其吨位聚集指数为矿床的经济金属吨位与地壳中金属平均含量(10-6)的比值大于1011,而超巨型(Supergiant)矿床该指数大于1012。涂光炽(1994)将超过我国储量手册中的大型矿床储量5倍以上的矿床称为超大型矿床。对若干有色金属与贵金属(如Cu、Pb、Zn、Au、Ag)来说与Laznika的巨型矿床大致吻合,即二者储量落在同一个数量级范围,但对黑色金属与若干稀有金属来说二者储量相差很大,可达几个数量级的差别。

1)超大型矿床赋存特征及分类

超大型矿床矿化类型具明显的选择性,对某一金属和非金属而言并非所有矿床类型都可以形成具超大型规模的矿床,这是一个涉及超大型矿床找矿方向及成矿理论的问题。一般情况下,某一矿种的矿化类型中有一二个或二三个类型可形成超大型矿床,其出现的机率是不同的,例如中国钼矿虽有多种具工业价值的钼矿类型,但只有斑岩型形成超大型矿床;锡矿则是锡石硫化物类型可形成超大型矿床;汞矿(如中国务川)层控矿床常赋存于碳酸盐岩中。铅锌矿为层控型,世界级铅锌矿床均产于沉积岩中的SEDEX和MVT类型为主。金矿带有较强的区域性色彩,如中国大陆是中生代热液型金矿,台湾是陆相火山岩型金矿,加拿大是太古代形成之花岗岩-绿岩带型金矿;南非几乎是清一色的古砾岩金矿;在前苏联有穆龙套、宗毫巴等浅变质含碳碎屑岩型金矿;在西伯利亚东部,至少有两个(达拉松、巴列依)火山岩-次火山岩型金矿具超大型规模;美国的超大型金矿则主要是硅铁建造(BIF)型的赫姆斯塔克(Homestake)金矿及卡林型金矿。戴自希(1996)统计了全球14种金属108个最大矿床(区)的矿床类型。更进一步说明了全球超大型矿床对其矿化类型是有选择的。例如,世界铁矿石储量在10×108t以上的超大型铁矿床有18个,其中11个为沉积变质型,占总数的61%,占其储量数的84%。但储量在100×108t以上的只有7个,全部属沉积变质型。铜金属储量超过1000×104t的巨大铜矿至少有22个,其中12个是斑岩型,占总数的54%,占总储量的61%;6个为砂页岩型,占总数的27%和其储量的24%;其它类型铜矿只有4个,占总数的18%和其储量的15%。铅锌储量在1000×104t以上矿床初步统计有21个,其中9个为喷气沉积(SEDEX)型,占总数的43%和其储量的47%;4个为密西西比(MVT)型,占总数和总储量各19%。铝土矿储量超过10×108t的巨大矿床初步统计有8个,全部是新生代的红土型矿床。银储量大于2×104t的巨大矿床约有8个,全部为中、新生代的火山、次火山岩型矿床。说明各类巨大矿床矿化类型偏在性十分明显,这也为我们寻找各类超大型矿床指明了方向。

涂光炽(1994)在Laznick 1989年提出二分法分类的基础上,将超大型矿床划分为点式分布、面式分布和过渡式分布3类:第一类几乎是在世界上“独一无二”的,即同一类矿床在大面积内、甚至在世界范围内,均尚未发现第二个,如白云鄂博、奥林匹克坝等矿床。第二类超大型矿床是有“子孙”的,即同一类型矿床的大、中、小型矿床分布较广,如中国玉龙铜矿和中国凡口密西西比型铅锌矿。第三类过渡类型确有一批超大型矿床存在,如广西大厂和云南个旧的锡矿床。而且在大厂锡石硫化物矿床中锑也形成了十分罕见而独特的超大型矿床。柿竹园钨锡矿床和金顶铅锌矿床亦可归入此类。超大型矿床的分类问题尚有待深入探讨,不管是二分、三分或多分法都宜抓住超大型矿床之间,它们与大中小型矿床之间的共性和特性,这样才有利于寻找新的超大型矿床和提高成矿理论水平。

2)超大型矿床全球背景研究

为深入了解超大型矿床的形成机制与分布规律,应当立足于全球总的地质背景进行研究。戴自希(1996)在综合了全球108个矿床资料后提出了超大型矿床在全球的共性。这种共同规律性往往是中、小型矿床不具备的。其主要共性如下:

(1)时控特征:全球超大型矿床往往局限于地质历史的某一时期,其时控特征很明显,如超巨型铁矿多形成于新太古代—中元古代,铁矿石储量超过100×108t的7个矿床全部出现在这一时期,绝大多数斑岩铜矿集中在晚白垩—老第三纪以及古生代。砂页岩型铜矿则主要出现在元古宙和二叠纪两段地史时期,前者包括赞比亚-扎伊尔铜矿带、俄罗斯乌多坎铜矿带、美国贝尔特铜矿带以及亚洲最大的铜矿——阿富汗艾纳克铜矿,后者有波兰卢宾铜矿以及德国曼斯费尔德铜矿等;SEDEX型铅锌矿床在全世界范围内集中在古元古代—中元古代和早古生代—中古生代,产在元古宙的矿床有西伯利亚的Hologin和Gorebek、澳大利亚布罗肯希尔(Broken Hill)、麦克阿瑟河(Mc Arthur River)芒特艾萨(Mt Isa)、“世纪”、加拿大沙利文(Sullivan)和南非甘斯堡(Gamsburg)等,产在古生代的有中国厂坝、德国Meggen和Rammelsberg、美国“红狗”、加拿大塞尔温盆地的霍华兹山口等矿床。这种超大型热水沉积型矿床虽为数不多,但其中具超大型规模者占很大比例,在世界各大洲均有分布,其空间相距颇远而形成时代却很近似,且都是储量上的庞然大物。MVT铅锌矿多集中在古生代,像美国密苏里州的维伯纳姆矿带和老铅矿带等,此类型虽常成群出现,超大型矿床却少见。红土型铝土矿全部出现在第三纪—第四纪。不整合脉型铀矿出现在古中元古代,如加拿大的阿萨巴斯卡(Athabaska)盆地和澳大利亚(中)北部阿利格特地区的一些巨大铀矿床等,这类矿床不仅储量大,而且品位高,为其它类型铀矿所不及。这两个地区中,在不大的面积内分布若干个不同类型超大型铀矿,可称之为超大型矿“密集区”。类似的“密集区”也见诸卡林型金矿。美国60年代后在内华达州、中国80年代后在扬子克拉通的西南缘和西北缘发现了各有约40个卡林型金矿密集区,其中若干具大型-超大型规模,其共同性很值得注意。首先它们都发育以元古宇浅变质岩系为主的基底,含矿岩系是未变质的细碎屑岩-碳酸盐岩-硅质岩建造。特别是其中的浊积岩和碳酸盐岩及相变处,在卡林型金矿密集区除金矿外,常可出现其它的低温矿床组合,如汞、锑、雄黄、雌黄、冰洲石、铅锌等。矿石的特征元素组合是Au-Hg-Sb-As-Tl-Ba。原生矿石中的金主要呈准微米级的自然金出现。卡林型金矿形成时代很新,在美国西部主要是新生代,而在中国西部则为晚中生代。上述两密集区的许多相同之处导致了卡林型金矿在全球分布的一定局限性。从全球角度看,上述各类矿床中的多数在产出地层的时代上具明显的一致性,即有时控特征。

(2)多元素综合成矿特征-多期多次成矿作用:许多大型矿床常具有独特的矿物组合特征、同位素和伴生元素等。超大型矿床中的多元素不仅以伴生元素形式出现,且各自均能达到巨大矿床的规模,如美国犹他州宾厄姆矿床铜、金、银、铅锌储量均很大;加拿大基德克里克矿床,铜、铅锌、金和银的储量也都很大;澳大利亚奥林匹克坝矿床更是富集了大量铜、铀、金、铁和稀土;中国内蒙古的白云鄂博矿床富集了大量铌、铁和稀土金属;同样,中国湖南柿竹园矿床中的钨、锡、钼、铋均构成巨大的矿床。这些都说明形成巨大矿床往往在同一地点有多次成矿作用的叠加,作用的时间也较长,由于叠加和富化作用造成大而富的矿床,如美国克莱梅克斯斑岩钼矿和乌兹别克斯坦的穆龙套金矿,就是在这种多期侵入成矿和长期叠加富化条件下形成的。

(3)构造因素对巨大型矿床形成具有重要意义:构造因素对巨大型矿床形成至关重要,大型矿床多产于构造活动较为复杂的地段,这些地段往往是成矿作用长期多次出现、矿化程度较高、矿质来源不同和形成时间不连续的矿化在空间上共存的场所。大型线性构造、裂谷、同生断层、破火山口等与矿床的关系尤为密切,如美国西南部诸州主要的斑岩铜矿区位于几个重要构造单元的交汇地段;澳大利亚奥林匹克坝矿床产在NWW向与NNW向区域重力线性体的交汇处,矿化出现在以NW向断裂为界的地堑中,在这一地壳薄弱地带发生一系列张性断裂;中非巨大的砂页岩型铜矿与两次裂谷作用有关,沉积在NW向的裂谷带内;澳大利亚布罗肯希尔巨大的铅锌矿床受中元古代裂谷或地堑控制;许多巨大的绿岩带金矿与韧性剪切带有关;加拿大赫姆洛金矿紧靠苏必利尔湖剪切带,矿化产在剪切带内变形作用最强烈的中部;破火山口和火山角砾岩筒控制了许多巨大金、银矿和铜矿,如美国的克里普尔克里克等3个最大的火山岩型金矿和智利的埃尔特尼恩特属世界第二大斑岩铜矿即产在角砾岩筒中。

形成巨型矿床往往不是单一因素,最常见的是时代-地层(包括火成岩)-构造组合控矿。如太古宙-绿岩带-剪切带(绿岩带金矿)、元古宙-火山沉积变质岩带-裂谷(元古宙砂页岩型铜矿)、元古宙-碎屑沉积地层-同生断层(SEDEX型铅锌矿)、元古宙-大型沉积盆地-不整合面(不整合型铀矿)、中、新生代或古生代中酸性岩浆岩-大型断裂交汇造成的高渗透带(斑岩铜矿)和中、新生代-陆相火山岩-破火山口(浅成热液金银矿)等等。这对超大型矿床的勘查具有重要意义。

3)展望

在国内外需求和理论发展推动下,超大型矿床形成环境和分布规律的研究已成为地球科学的前沿领域,一些国际学术组织和一些发达国家已将超大型矿床的研究列为重点项目,以求加深对超大型矿床成矿条件的认识,逐步建立起能指导超大型矿床勘查的理论基础。例如1987年国际地球物理与大地测量联合会(IUGG)提出90年代地球科学12个重大课题之一为“超大型矿床全球背景环境”,1994年在加拿大召开了超大型矿床讨论会。1992年中国国家科委批准了“与寻找超大型矿床有关基础研究”项目列入国家攀登计划A中,取得较好效果。涂光炽(1996)提出超大型矿床的寻求和探索理论研究的内容、方法及条件为:①对我国已知近60个各种金属及非金属超大型矿床进行深入剖析,着重解决其形成机制,提出其规律性认识,探索找矿方向;②在某些大、中型矿产密集区探索超大型矿床前景;③我国若干重要含矿岩系超大型矿床前景剖析,如在与俄、蒙、哈、吉等相邻国相似的含炭岩系和陆相火山岩系中研究寻找超大型Au、U、Cu、Ag等矿床;④一些地质作用(如同生构造、热水沉积作用、有机质演化等)与超大型矿床形成关系的研究;⑤对特殊成矿条件与超大型矿床形成关系的研究,这是需要填补的空白领域,如超大型金矿产出于高寒冻土带,世界上5个超大型Cu-Ni硫化物矿床中,围岩硫的参与在其中三个矿床起重要作用;⑥矿床类型的开拓,如研究较晚的金矿、独立银矿、独立铂族矿床等其新类型矿床开拓的潜力甚大,一些老矿种,如金刚石,也有可能发现新类型矿床,其中可能蕴育超大型矿床;⑦探索锗、铊、硒、碲等分散元素形成独立矿床,甚至超大型矿床的条件,在高技术领域中十分重要的分散元素矿床可以说是21世纪矿产新领域,应当重视研究对这些有利的成矿条件;⑧应重视超大型矿床保存条件的研究;⑨与其他学科结合进行隐伏超大型矿床的综合地球物理和地球化学探测新技术、新方法及对取得数据、资料合理解释的研究;⑩超大型矿床的全球背景研究,从全球角度进行综合剖析对比研究将对在世界范围内寻找超大型矿床及提高成矿理论水平大有裨益。

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