基于元素相态分析的金化探异常识别新方法研究

Identifying ore-induced anomalies from a large number of geochemical anomalies is a long-standing problem. An important reason is the lack of research on the mineral composition, element occurrence state and primary-secondary geochemical anomaly transformation. The phase and state analysis can be used to find out the mineral composition and element occurrence state in the epigenetic environment, which can provide an important basis for identifying and evaluating geochemical anomalies. This project intends to focus on the elemental phase and state analysis of the geochemical anomaly, geochemical anomaly’s source area and the lateral migration of surface materials. The research section is designed according to the geological-geomorphological features of the Hatu-Saertuohai gold ore belt in the West Junggar, Xinjiang. Collecting samples such as bedrock, weathered cuttings, and stream sediments; using phase and state analysis method to study the mineral composition and the occurrence state of gold mineralization associated elements, tracking the source of material for geochemical anomalies, and analyzing the material composition and spatial structure of geochemical anomalies; parameterizing the information about mineral composition, occurrence state of elements, geology, geomorphology; establishing a lateral migration model of elements related to geochemical anomalies, study the changes of mineral composition and occurrence state of elements in surface material transport path, and building a quantitative relationship between geological-geomorphological features and geochemical anomalies. Therefore, a new method for geochemical anomaly identification is established, which provides scientific basis and techniques for geochemical anomaly evaluation and mineral exploration.

从大量化探异常中识别矿致异常是长期存在的难题，一个重要的原因是对化探异常相关的矿物组成 、元素赋存状态和原生-次生异常转化关系研究不足。通过相态分析查明表生作用下的矿物组成和元素赋存状态，可为识别和评价化探异常提供重要的基础。本项目拟聚焦金化探异常区-物源区元素相态分析和表层物质横向运移，在新疆西准噶尔哈图-萨尔托海金矿带选择研究区，根据地质地貌特征设计研究剖面，采集基岩、风化岩屑、水系沉积物等样品；采用相态分析等方法，研究矿物组成和金成矿元素、伴生元素的赋存状态，追踪化探异常物源，解析化探异常物质组成和空间结构；将矿物组成、元素相态、地质地貌等信息参数化，建立金化探异常相关元素横向运移模型，研究表层物质运移路径中矿物组成和元素相态的变化、定量刻画地质地貌背景与化探异常的关系。由此，建立化探异常识别新方法，为矿集区化探异常评价和矿产勘查提供科学依据和技术手段。

成矿指示元素的含量分布为各种矿产资源勘查工作指明了方向和重点区域，其中起作用的主要是指示元素的高含量分布区。根据各种已知矿床与其指示元素的高值区的空间对应关系来看，确实大多数已知矿床都与指示元素高含量区相对应，但同时也有二者之间存在空间偏移甚至已知矿床周边出现指示元素低值区的情况。这种现象可能是采样密度不足或成矿预测指标选择问题造成的，也或者是其他原因，为了探究这种现象背后的原因，本项目以金矿为主要研究对象，在新疆西准噶尔地区的一处金化探异常区对各种样品中的各种元素含量、赋存状态及其空间分布特征进行了系统分析。本研究系统评估了便携式X射线荧光光谱仪在岩石和水系沉积物样品分析中的可靠性，由此建立了一种高效地球化学样品分析方法，为将来进行高效的大量地球化学样品分析奠定了基础；通过对比分析水系沉积物中多种成矿指示元素的赋存状态，发现金矿有利区的水系沉积物样品中指示元素的铁锰氧化物态和有机束缚态的含量高于残余态含量；通过对比分析水系沉积物和原位岩石风化物样品不同粒度中的各种元素含量特征发现，大多数样品倾向于赋存在细粒样品中，但也有些元素倾向于富集在粗粒样品中，而且有些元素在原位岩石风化物和水系沉积物中的富集趋势存在差异；通过分析各种综合地球化学指标与研究区内已知金矿的空间关系发现，很多综合指标都能够明确指示金矿有利区并且有些综合指标的效果好于砷和金等本身对金矿勘查具有很好效果的单元素指标，这为其他区域以及其他矿产资源的预测提供了新思路和方法支撑。通过本项目的执行，获得了丰富的金矿区多元素地球化学数据，产生了关于元素含量和赋存状态的新认识，也提出了成矿预测新思路和新指标，为后续深入开展表生地球化学元素运移规律研究和矿产资源勘查打下坚实基础。