典型铜矿类型深穿透地球化学物质存在形式及异常机理研究

Deep-penetrating geochemistry is critically needed for concealed deposits. Deep-penetrating geochemical methods have revealed that anomalies do exist at surface overlying deep-seated mineral deposits. We do not yet fully understand the dispersion processes though many researchers recently have carried out research. It is necessary to carry out investigation into occurrences of nanoparticles and their migration mechanism. This research will focus on shapes, size, occurrences, compositions, crystal structures of nanoparticles in gases, soils and copper ore rocks. The results will provide (1) direct evidences for formation of deep-penetrating geochemical anomalies, (2) nanoparticle characteristics originating from the copper mineralization, (3) indicators to location of deep-seated copper depoists based on nanoparticle characteristics, (4) migration models based on observations.

深穿透地球化学技术是国际前沿和深部找矿急需。我国正在这些地区从事的矿产资源调查对深穿透技术需求迫切。中国深穿透技术在许多矿床进行了广泛的试验，取得了一定的效果。但对其异常机理的认识，还非常有限。近些年在地气、土壤和矿石中都发现纳米金属微粒，但对这些金属微粒的存在形式，地球化学性质和来源等等还都不清楚。本项研究，通过选择覆盖区典型类型Cu矿床（斑岩型铜矿、岩浆硫化物型、热液型铜矿），系统采集矿床上方地气和土壤以及矿石样品开展微粒空间分布，微粒形态、粒径、成分、结构等研究。① 确定深穿透物质存在形式，给出深穿透地球化学物质存在的直接微观证据；② 解译微粒成因，总结出有普适意义的可示踪隐伏矿化微粒性质；③ 实用意义上，提出深穿透微粒找隐伏矿识别指标；④ 建立实证性深穿透异常模型。

深穿透地球化学实践与理论研究表明地气与土壤异常均可用于反映覆盖层下隐伏矿床。 但对元素如何能穿透其上覆盖层（沉积盖层、火山岩盖层和土壤盖层）迁移到达地表的迁移机理研究一直停留在推测模型或描述性模型阶段。中国深穿透技术在许多矿床进行了广泛的试验，取得了一定的效果。但对深穿透异常物质形式、地球化学性质及机理的认识，还非常有限。本项研究，通过选择覆盖区典型Cu矿床类型：斑岩型铜矿（公婆泉铜矿），岩浆硫化物型铜镍矿（周庵Cu - Ni-PGE矿床），热液型铜矿（紫金山热液型Cu-Au及外围悦洋-罗卜岭斑岩铜矿类型），采用项目自主研制的地气微粒采集器、抗干扰地气捕集载体，实现了地气微粒的采集与抗干扰测试。开展异常机理研究，确定了异常迁移介质链，介质链微粒深穿透地球化学物质的采集与观测实证，解译深穿透地球化学异常机理。研究取得以下主要成果：.1、系统获得我国典型铜矿床类型：紫金山悦洋铜银矿床，岩浆硫化物型铜镍矿-周庵Cu - Ni-PGE矿床，斑岩型铜矿-公婆泉铜矿等深穿透成矿及伴生元素分布规律、总体分布形式。成果丰富了矿床地球化学元素空间分布内容，对于在同类覆盖类型识别同类型矿化有积极意义。.2、确定微粒是深穿透迁移模型介质物质存在形式。项目研究在典型矿床上采集到有继承关系的异常微粒。给出了深穿透地球化学物质存在的直接微观证据。用本项目研制的采集装置、抗干扰载体可实现微粒采集、分离提取。.3、在项目确定的异常迁移证据链介质中，通过矿床覆盖层土壤-气体-矿石深穿透地球化学微粒形态、粒径、成分、结构性质观测研究，对比源区矿石微粒测定结果，确定土壤、地气矿石中深穿透微粒的一致性，同为内生成矿作用产物。实证深穿透微粒来自隐伏矿，微粒是异常传递物质，深穿透微粒具有继承其源区，穿越地质时空地球化学性质。.4、研究我国代表性覆盖区典型铜矿床，证实微粒矿石-土壤-地气中的具有同源性和遍在性，微粒是异常元素稳定存在形式。在实践意义上，提出深穿透微粒找隐伏矿识别意义。异常微粒迁移至近地表，可以存在于土壤气体中、或被土壤地球化学障吸附滞留形成深穿透地球化学异常。. 项目成果深化、丰富深穿透地球化学理论，并在实用意义上为深穿透地球化学技术提供理论支持的新观测数据，实证结果和认识结论。研究成果对保持中国深穿透地球化学理论研究与深穿透地球化学技术方面的国际领先地位有重要意义。