矿床垂直分带特征研究及应用综述

常丹　张静思　廖敏

摘要：矿床垂直分带是指矿区或矿床中的不同矿物或有用组分，或在成因上有密切联系的不同矿石建造，在垂直方向上具有规律的带状分布特征。国内外的找矿实践充分证明，矿床垂直分带规律和模式研究是预测隐伏矿床（体）最为有效的理论和方法。

关键词：垂直分带；隐伏矿体；地球化学晕

在化探在找矿中，从大量不同元素组合的致矿异常中把矿体中—上部异常、矿化异常和矿尾残留异常区分出来十分重要，分带性规律理论则可以用以实现这项工作[1]。矿床分带的概念是指矿体的形态、矿石的构造、矿物成分及其化学成分、地球化学原生晕和S同位素的数值等一系列规律性变化在空间分布上的表现特征，分为垂直方向和水平方向。国内外的找矿实践充分证明，矿床垂直分带规律和模式研究是预测隐伏矿床（体）最为有效的理论和方法[2]。因为矿床的垂直分带研究工作将对今后找矿和“成矿系列”理论的丰富具有现实应用意义，本文就关于矿床分带特征研究的进展和在不同类型矿床的应用进行了简要分析和综述。

1. 国内外研究历史背景

地球化学异常在形成的过程中，同种指示元素的含量在空间上有规律变化形成浓度分带，不同指示元素的异常在空间上递次分布的现象称为组分分带，其原因是地球化学活动性不同所致。其中对于浓度分带的划分方法没有多大争论，比较简单；而组分分带序列的确定则争论较多，相对也比较复杂[3]。

1936年，美国地质学家艾孟斯于关于矿床周围矿物组分的分带现象提出了矿床分析带理论，苏联地质学家柯尔任斯基提出交代矿床的交代分带，和斯米尔诺夫提出了硫化物矿床氧化带有次生分带。而在对某些热液金矿床周围的微量元素研究之后，我国和苏联的勘察地球化学家邵跃、李善方、格里戈良以及别乌斯等，同样在成矿元素和伴生元素中发现了分带现象，并且将这种理论用于对盲矿体和矿体剥蚀程度的评价并取得了成功。

对于研究轴向分带的方法，20世纪60年代的研究方法主要为目估法；70年代先后提出了组合指数法、线金属量衬度系数法、线金属量梯度法、分带指数法（也称格里戈良法，简称格氏法）等[4]。80年代开始，进入改进和完善阶段。进入90年代，又提出了浓集指数法和重心法等。元素空间分带理论与当前的区域成矿理论是一脉相承的。到目前为止，元素分带理论已经逐步走向成熟，并且在找矿实践中得到了广泛的研究和应用。[1]

2. 现有学术观点和理论

在国外，比较早的关于矿床垂直分带的公认的优秀例子有在墨西哥、西蒙斯和Mapes[5]描述的Zimapan Carrizal矿区，日本加藤的火山岩矿区，科罗拉多州的红山地区等。Charles F. Park， JR.（1957）对矿床垂直分带现象的普遍性进行了论证。

热液总是向压力降低方向运移，其运移具有方向性，所以元素晕的分带性是一个矢量概念，具有成因意义，它能够反映热液流动的方向性。不同指示元素于不同标高上发育的差异，以及由此产生的一系列派生出的规律、在不同的高程上产生不同的元素组合、某些元素对比值随着深度的增加而发生有规律地变化等都属于热液矿产原生晕的垂直分带现象[6]。因此，原生晕的垂直分带性对于深部盲矿体的追索、矿床最初矿体的剥蚀程度的预测等具有非常重要的参考价值。[7]

对于多金属矿床，资料显示，Ba、As、Sb、Ag、Cd等可作为多金属（Cu、Pb、Zn）矿床的原生晕前缘元素组合，Bi、Co、W、Mo、Sn（Be、Ni）则可作为尾部元素组合，通过研究可以了解微量元素垂直分带序列以及矿体延深信息，利用微量元素在矿体中的分带关系可以判断矿体（矿床）的剥蚀程度，

对于金矿床，李惠认为金矿床的分带既在岩石地球化学异常方面有所表现，也在某些矿物（如黄铁矿等）和包裹体的成分方面有所表现。研究和发现典型金矿床的地球化学分带规律，尤其是地球化学垂直分带规律，在对蚀变破碎带深部的含矿性或石英脉的预测、判断金矿的剥蚀程度、以及探寻盲矿都具有重要实用价值。[8]

同其它一些重要矿床一样，铀矿床找矿目前也面临着如何预测和寻找深部隐伏矿床的问题[9]。前苏联非常重视铀矿床垂直分带的研究，安泰一斯特列措夫矿床俄罗斯最大的铀矿床，其最大的特点就是：它不仅储量独一无二，垂直矿化范围也颇为巨大[10]。

我国对于铀矿床的垂直分带规律研究主要集中在华南地区花岗岩型铀矿床，而对于传统观点普遍认为的受层位控制明显的碳硅泥岩型铀矿，陈友良首次发现若尔盖地区具有代表性的510-1碳硅泥岩型铀矿床中产出的大量与铀成矿密切相关的热液成因石英、方解石脉，其在空间分布上显示出“上酸下碱”的垂直分带规律，与华南地区花岗岩型铀矿床极为相似，对矿石、脉石矿物等进一步在微观尺度上的研究亦发现具有垂直分带性。[4]对各典型矿床作深入细致的垂直分带研究工作，有助于提高隐伏矿床找矿效果[9]。

3. 结论

（1）元素分带序列的理论和方法在勘查地球化学中已成功被广泛应用，也取得了许多实例，矿体原生晕元素分带现象的发现意义主要是预测盲矿体、对矿体剥蚀程度的评价以及丰富了“成矿系列”理论。

（2）矿床垂直分带的实质是：流体演化、流体混合以及流体与围岩相互作用的结果。矿床垂直分带规律研究及隐伏矿预测的关键问题是对伊流体成矿地球化学界面的确定和识别；

（3）存在问题：对传统普遍具有垂直分带特征矿床研究的比较多，应突破传统观点，把矿床的分带理论运用到对更多种类型的矿床研究上去。

参考文献：

[1]金献革.矿床原生晕元素空间分带序列计算方法研究[J].科技与企业，2012，20：274-275.

[2]陈友良.若尔盖地区碳硅泥岩型铀矿床成矿流体成因和成矿模式研究.[D].成都：2008.63-65.

[3]朴寿成，杨永强，连长云.原生晕分带序列研究方法综述[J].世界地质，1996，15（1）：44-48.

[4]黄薰德，吴郁彦.地球化学找矿[M].北京：地质出版社，1986：51-58.

[5]胡鉴.红道巷金矿矿物组分垂直分带规律探讨[J].河南理工大学学报（自然科学版），2010，29（1）：51-55.endprint