确定热液矿床深部隐伏板状矿体产状的特征元素

本发明涉及一种确定热液矿床深部隐伏板状矿体产状的特征元素组合异常导数方法，属于矿产资源勘查领域。背景技术：1、依据地球化学原生晕或次生晕异常确定深部隐伏矿体产状，是找矿预测学的前沿研究课题，也是地球化学勘查领域的主要难点之一，对于矿山生产探矿工作意义重大。通常情况下，矿体产状主要通过探矿工程直接控制，其确定方法主要集中于已揭露矿体的空间分布及其产状的研究。骆学全(1995)报道了一种确定矿体产状的数学方法；梁攀峰(2014)介绍了运用几何原理推断板状隐伏矿体产状的几何方法；afzalet al.(2015)、afzal etal.(2013)运用浓度-体积、沉积物浓度-数量等分形模型，结合矿体三维建模和地质模型，定性推断矿体产状。但是，金属矿山的矿体三维建模和解析几何方法定位预测，因受探矿工程和矿体空间延伸(深)、延展和连续性的局限，其推断的矿体赋存部位常与实际矿体产出位置存在偏移。2、纵观过去数十年地球化学勘探进展，建立了以热液成矿作用中金属元素扩散机制为基础的各类含矿介质中金属元素原生晕或次生晕异常来圈定深部隐伏矿矿体(床)的找矿方法，在不同类型金属矿床找矿勘查中取得了重要成果，揭示了地球化学勘查在深部隐伏矿定位预测中具有意义。但是，迄今为止，缺乏具有普适性的确定热液矿床隐伏板状矿体产状的技术方法。尤其是，以特征元素组合异常分布的数学模型为原理，表征直接受断裂构造控制的自然界普遍存在的板状矿体的特征元素组合异常分布规律与判定深部隐伏矿体产状(走向、倾向、倾角及侧伏向)的方法，未见报道。技术实现思路1、本发明提供了一种确定热液矿床深部隐伏板状矿体产状的特征元素组合异常导数方法，该方法基于工作区内成矿构造精细测量、多元素定量分析，构建基于不同剖面特征元素组合异常随采样点空间位置变化的函数及表征深部隐伏矿体产状的一次导数函数的数学模型，根据其模型判定深部隐伏矿体的产状，进而实现热液矿床隐伏板状矿体产状的判定，对新一轮找矿突破行动中矿山深部及外围找矿勘查意义重大。2、本发明目标通过如下技术方案实现：3、第一步：工作区内成矿构造精细测量与样品系统采集4、主旨为识别出区内成矿构造类型，系统鉴定和采集控制矿化蚀变带的断裂构造岩样品。5、1、首先识别成矿构造类型：运用矿田地质力学理论和方法(孙家骢、韩润生，2016)，通过对矿区或勘查工作区内不同中段、不同穿脉或剖面中成矿构造的精细测量，鉴定工作区内控制矿化蚀变带的不同方向断裂的力学性质，如张性、压性、扭性、压扭性断裂构造，区分成矿期构造和成矿后构造，并绘制构造地质剖面图；6、2、样品系统采集和鉴定：在地表或穿脉坑道内确定含矿构造和矿化蚀变点，根据这些地质点分布的密度，以5～20米的点距采集成矿断裂构造岩或矿化蚀变岩样品，在矿化蚀变强烈处加密采样，其采样长度，根据含矿地质体的宽度，一般不超过2m，将采集的样品标注在构造地质剖面图上，并配合显微镜和x粉晶衍射确定构造蚀变岩的岩石类型。7、第二步：样品加工与多元素定量分析8、1、样品加工：在无污染的条件下将采集的样品加工缩分处理至200目，分正样和副样；其中正样在具有国家测试甲级资质认证的测试单位进行定量分析，副样作为检查或重测备用；9、2、多元素定量分析：选择不同的测试方法，采用化学法定量分析成矿断裂构造岩和矿化蚀变岩样品中的主成矿元素(如pb、zn)。采用icp-ms法分析与矿床成矿作用相关的微量元素含量；对元素含量达到强矿化或矿石边界品位的样品采用化学法重测。按照样品总数的3％送测密码样或平行样，检测数据的准确性，主要元素的平均误差小于5％，测试方法、仪器精度均达到分析要求；检验元素含量分布是否符合正态或对数正态分布，经检验后选出满足正态或对数正态分布的元素。10、第三步：多元素含量和特征元素组合异常的数学模型构建11、1、基于实测剖面中符合正态或对数正态分布元素的含量，采用因子分析和聚类分析方法，获得指示深部矿化信息的特征元素组合及其异常，解析剖面上特征元素组合异常的变化规律；12、2、成矿元素含量分布的数学模型：构建以不同剖面采样地质点位置距离x为自变量、特征元素含量ci为函数的数学模型：13、ci＝f(x)＝a1×exp(-((x-b1x)/d1)2)    (1)14、式中：f(x)为元素含量，10-6；x为距离，m；a1、b1、d1为常数；i为某元素；15、成矿元素含量在剖面上均具对数正态分布的特点；16、3、构建特征元素组合异常分布的数学模型：构建基于不同剖面采样地质点位置x为自变量、特征元素组合异常cj为函数的数学模型：17、cj＝f(x)＝a1×exp(-((x-b1x)/d1)2)        (2)18、式中：f(x)为特征元素组合异常，非量纲单位；x为距离，m；a1、b1、d1为常数；j为特征元素组合；19、式(2)反映了特征元素组合j在剖面上具有正态分布的特点；20、对式(2)求取一次导数，得到反映深部隐伏矿体倾向的一次导数函数：21、22、第四步：深部隐伏板状盲矿体产状判定23、特征元素组合的一次导数函数可指示深部盲矿体的产状：24、(1)隐伏板状盲矿体倾向和倾角判定25、若f'(x)<0，指示隐伏板状盲矿体的倾向与异常发散方向一致；26、若f'(x)>0，指示隐伏板状盲矿体的倾向与异常发散方向相反；27、若f'(x)＝(-0.01，0.01)但≠0，指示隐伏板状盲矿体倾角较陡；若∣f'(x)∣>(0.01，0.1)，指示隐伏板状盲矿体倾角较缓；28、(2)深部隐伏板状盲矿体走向判定29、f'(x)＝0且呈线状分布，则深部隐伏板状矿体的走向与线状方向一致；30、(3)隐伏板状矿体的侧伏向判定31、不同高程平面的异常漂移方向指示隐伏板状矿体的侧伏向；32、若深部平面的特征元素组合异常位于浅部平面的特征元素组合异常的左侧，则指示隐伏板状矿体向左侧侧伏；33、若深部平面的特征元素组合异常位于浅部平面的特征元素组合异常的右侧，则指示隐伏板状矿体向右侧侧伏；34、若深部平面的特征元素组合异常与浅部平面的特征元素组合异常在平面相同位置，则指示隐伏板状矿体不侧伏。35、采用的比例尺是指1:200～1:10000的比例尺；36、所述中段是指某一个高程的平面。37、本发明方法中第一、二步成矿构造精细测量与样品系统采集、样品加工与多元素定量分析是本方法的基础，第三步多元素含量和特征元素组合异常的数学模型构建是本方法的关键，第四步深部盲矿体产状判定是本方法的最终目标。38、本发明方法的优点和技术效果：39、(1)本方法适用于井巷或地表半裸露-裸露岩石区中，直接进行热液矿床隐伏板状矿体产状的确定；40、(2)解决了基于矿体三维建模和解析几何方法受限于探矿工程和矿体空间延伸(深)、延展和连续性而推断的矿体赋存部位常与实际矿体产出位置存在偏移的不足，提供了具有普适性的热液矿床隐伏板状矿体产状的确定方法；41、(3)解决了物探找矿方法因异常多解性强而导致矿体产状难以确定的技术瓶颈；42、(4)本方法应用区间宽、准确度高，可适用1:200～1:10000比例尺的深部矿体产状的确定；(5)本方法程序清楚，操作性强，工作成本低。43、本发明不仅适用于岩浆热液型矿床，如斑岩型铜、钼、金矿床与中高温岩浆热液型钨、锡、铜、“四稀”矿产等金属矿床，而且也适用于非岩浆热液型多金属矿床深部矿体产状确定，如构造热液型、变质热液型等类型的铜、铅、锌、金、铁、“四稀”矿产等多金属矿床。另外，对沉积型金属矿床，仅实施后三步即可确定深部矿体的产状。