化探资料应用技术要求0908011.doc

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1、全国重要矿产资源潜力预测评价项目化探资料应用技术要求中国地质调查局发展研究中心二九年八月全国重要矿产资源潜力预测评价项目化探资料应用技术要求技术要求起草人：向运川 任天祥 牟绪赞 刘荣梅 吴 轩 张振芳 张 华 张振海 汪明启 龚庆杰 王永华 李宝强 陈国光 等编制日期：二九年八月目 录前 言1第一章 目的任务2第二章 准备工作3第一节引用技术标准与参考资料3第二节 工作流程4第三节 应用软件6第四节 数据准备6第五节 计量单位规定6第三章 地球化学研究方法8第一节 地球化学研究与应用基础8第二节 中国地球化学背景特征研究11第三节 地球化学研究要素16第四章 地球化学数据处理方法22第一节

2、常规地球化学数据处理22第二节 多元统计与异常分析30第五章 区域地球化学异常推断解释方法48第一节 地球化学景观特征48第二节 地球化学评价基本方法51第三节 地球化学找矿模式建立方法55第四节 地球化学推断解释方法59第五节 地球化学信息提取与预测方法61第六节 基于GIS 的地球化学综合分析66第六章 资源潜力定量预测的地球化学方法76第一节 面金属量法76第二节 丰度估计法78第三节 体积品位估算法86第四节 地球化学定量预测的必备的条件89第七章 地球化学图件编制90第一节 基础背景图件91第二节 地球化学系列图93第三节 地球化学解释推断图97附录一 设计与成果报告编写提纲100附

3、录二 部分矿种矿床类型区域地球化学找矿模型- 109 -附录三 国外部分矿种矿床类型地球化学特征表- 116 - 前 言我国经济快速发展对矿产资源需求剧增，“积极开展矿产远景调查和综合研究，科学评估区域矿产资源潜力，为科学部署矿产资源勘查提供依据”，是当前地质科学重要的研究课题。全国矿产资源潜力评价是利用近几十年来开展的地质矿产勘查所获取的资料，以现代信息技术及综合的手段，对全国重要矿产资源潜力进行预测。应用地球化学信息进行矿产资源预测是地学综合研究的重要手段，也是全国矿产资源预测评价的重要依据。我国开展的以矿产勘查为主要目的区域性地球化学调查工作，获得了系统而规范、大面积（650万平方公里）

4、、多参数（39种分析元素）的海量地球化学数据，如何应用区域地球化学资料进行全国矿产资源潜力评价，成为摆在化探工作者面前的紧迫课题。矿产资源潜力的预测评价是地学多学科的综合研究，作为研究地球演化过程中物质成分变化在地球表层的总体表现，地球化学资料为矿床形成物质来源和矿物富集赋存环境的空间分布提供了丰富的信息资源。通过对区域性地球化学数据处理、分析和综合研究，可以在基础地质研究、成矿构造研究、成矿规律研究、以及预测区圈定和矿产资源潜力的定性、定量预测中发挥重要的作用。本技术要求是以我国已完成的1:20万和1:50万区域地球化学调查数据为基础，结合1:5万和1:1万中大比列尺化探资料，以省（自治区、

5、直辖市）为单元，按照全国矿产资源潜力评价项目总体实施方案要求，对区域地球化学数据进行处理分析，编制地球化学解释推断地质构造图、综合异常图及矿产资源找矿预测图，为全国矿产资源潜力评价的定性、定量预测提供地球化学综合信息资料。本技术要求针对区域地球化学的特点，依据全国矿产资源潜力评价总体目标任务，提出了编制地球化学专题图件和资源潜力评价所涉及到的数据处理与分析、编图技术、地球化学找矿模型建立、异常解释推断、编制地球化学解释推断和综合应用系列图件等的技术要求，供各省（市、自治区）、大区中心及全国汇总的地球化学信息研究工作中参照执行。第一章 目的任务在现有地球化学勘查程度的基础上，充分利用30多年来我

6、国在区域地球化学和矿产地球化学勘查获取的丰富数据资源，全面总结地球化学在矿产勘查中的研究成果，应用现代计算计算机技术，以地球化学理论为依据，实现应用地球化学资料进行我国矿产资源潜力评价的任务目标。1、充分利用现代计算机技术和GIS技术，以省（自治区、直辖市）为基本单元，对已获取的区域地球化学勘查数据收集、整理、集成和综合，实现大区和全国区域地球化学数据的集成与综合。2、以成矿地质理论和地球化学理论为指导，开展我国矿产资源的区域地球化学找矿预测。化探拟选13种主要矿种是：铜、铅、锌、镍、钨、锡、金、铬、钼、锑、稀土、银、硼。其次有锰、铀、锂、磷、萤石、重晶石等6种。3、在研究分析元素和元素组合的

7、空间分布特征的基础上，结合区域地球化学数据处理与解释推断方法技术，编制地球化学异常图、地球化学推断地质构造图、地球化学找矿远景及靶区预测系列图，为省级和全国矿产资源潜力评价提供地球化学依据。4、以矿产预测工作区为单元，开展矿产资源地球化学定量预测方法研究及应用。第二章 准备工作第一节引用技术标准与参考资料一、引用技术标准GB/T14496-1993 地球化学勘查术语GB/T14839-1993 地球化学勘查技术符号GB2260-2002 中华人民共和国行政区划代码GB/T17694-1999 地理信息技术基本术语GB9649-2001 地质矿产术语分类代码DZ/T0011-1991 地球化学普

8、查规范（1:50000）DZ/T0197-1997数字化地质图图层及属性文件格式DZ/T0179-1997 地质图用色标准及用色原则DZ/T0167-2006 区域地球化学勘查规范DDB9702 GIS图层描述数据内容标准二、参考资料固体矿产预测评价方法技术 叶天竺等 中国大地出版社 2004区域成矿研究法 翟裕生等 中国大地出版社 2004中国矿产资源评价新技术与评价新模型 肖克炎等 地质出版社 2006走向21世纪矿产勘查地球化学 谢学锦等 地质出版社 1999矿产预测方法 朱裕生等 地质出版社 1997区域化探异常筛选与查证的方法技术 任天祥等 地质出版社 1998勘查地球物理勘查地球化

9、学文集，第2，11，14，17，23集，地质出版社中国主要类型铜矿勘查地球化学模型，吴承烈等，地质出版社，1998中国主要类型金矿床找矿模型，邹光华等，地质出版社，1996中国主要类型金矿床找矿模型论文集，邹光华等，地质出版社，1996大型、特大型金矿盲矿预测的原生叠加晕模型，李惠等，冶金出版社，1998物探化探异常优选和查证（培训教材），地矿部直管局，1997（内部资料）热液矿床岩石测量（原生晕法）找矿，邵跃，地质出版社 1997全国矿产资源潜力预测评价总体实施方案 叶天竺等 中国地质调查局 2006(内部资料)地球科学大辞典（上、下册），地质出版社，2006第二节 工作流程一、工作流程化探

10、资料应用工作主要分为各省解释与编图、大区与汇总组、总项目最终进行矿产资源综合预测等若干阶段。本项的主要工作内容与流程是：设计，技术要求编写，技术培训，各省数据资料汇集、数据处理与资料解释工作与检查、指导，各省解释成果汇总、验收，大区及全国成果汇总、集成与信息综合，成果报告与成果提交、验收。化探资料应用工作流程如图2-1所示。技术培训分省项目实施分省成果提交与验收大区成果汇总编制全国成果图编写全国成果报告编写技术要求编写工作设计全国成果汇总图2-1化探资料应用工作流程图二、技术流程化探资料的应用重点在数据处理、解释与编图工作，其基础是地球化学数据。化探资料应用的主要数据源是区域地球化学数据，其次

11、是各省收集的中大比例尺化探数据。通过应用地球化学数据处理技术，对化探数据进行二次开发研究，分析与信息提取，并进行推断解释，进而编制地球化学系列图、推断解释图和矿产资源预测图。化探资料应用技术流程如图2-2所示。各省数据收集、整理、基础数据建库数据参量图组合异常图综合异常图单元素异常图单元素地球化学图特征分析、信息提取矿产信息岩体信息构造信息地层信息回归分析、聚类分析、因子分析误差处理、坐标转换、网格化.多元统计与异常分析常规数据处理大比例尺岩石土壤测量数据1:5万水系沉积物数据1:20万和1:50万区域地球化学数据数据处理矿产资源预测地球化学模型省地球化学解释推断地质构造图、省地球化学找矿预测

12、图典型矿床地球化学模型区域地球化学成矿模型矿床预测地球化学模型地球化学定量预测地球化学分析评价省级成果报告编写省级区域地球化学成果库建立全国地球化学基础数据库及成果库集成编制全国地球化学推断地质构造图、综合异常图、靶区预测图全国矿产资源潜力地球化学评价成果报告编写图2-2 化探资料应用技术流程图第三节 应用软件为了实现区域矿产资源调查潜力评价的标准化管理和为项目相关课题组提供共享的地球化学数据及成果，同时考虑数据处理方法与编图的需求，推荐采用软件工具：(1) MapGIS 6.0以上(2) GeoExpl 或 GeoMDIS(3) Moras(4) GeoDas, Geosoft(5) 属性数

13、据采用MS Access 8.0 以上（大区及全国采用MS SQL Sever）第四节 数据准备全国区域地球化学信息研究的基本数据源主要采用1:20万和1:50万区域地球化学数据，各省在进行预测区、矿床局部异常研究时应收集该区1:5万水系沉积物和1:1万土壤测量数据，以及岩石地球化学资料等。尽可能地收集以往区域地球化学勘查与异常查证工作的成果报告（列出目录）、区域地球化学采样点位图等基础资料，在此基础上编制省地球化学勘查工作程度图（图件内容参见编图部分）。收集整理省地球化学景观资料，并编制地球化学景观图。数据整理方法是以建库和数据应用为目的，区域地球化学基础数据库建设参见附录二。第五节 计量单

14、位规定一、元素含量单位本次研究主要是基于区域地球化学39种元素，各元素含量单位见表1。表1元素编码及含量表编 码元素符号元素名称含量单位01Ag银10-902As砷10-603Au金10-904B硼10-605Ba钡10-606Be铍10-607Bi铋10-608Cd镉10-609Co钴10-610Cr铬10-611Cu铜10-612F氟10-613Hg汞10-914La镧10-615Li锂10-616Mn锰10-617Mo钼10-618Nb铌10-619Ni镍10-620P磷10-621Pb铅10-622Sb锑10-923Sn锡10-624Sr锶10-625Th钍10-626Ti钛10-62

15、7U铀10-628V钒10-629W钨10-630Y钇10-631Zn锌10-632Zr锆10-633SiO2氧化硅10-234Al2O3三氧化二铝10-235TFe2O3氧化铁10-236K2O氧化钾10-237Na2O氧化钠10-238CaO氧化钙10-239MgO氧化镁10-2二、空间坐标单位（1) 经纬度坐标采用十进制度。（2) 平面坐标采用千米为单位。（3) 面积计算采用平方千米。（4) 长度计算采用千米。三、矿产资源量单位Au、Ag 吨，其他 万吨。第三章 地球化学研究方法第一节 地球化学研究与应用基础化学元素在地壳和岩石圈中的分布是不均匀的，它随时间和地点而异。区域地球化学是研究

16、区域中化学元素的丰度、分布和分配状态，该区域地质演化过程中元素的迁移活动历史以及区域地球化学系统的成分、作用与演化。区域地球化学研究涉及成矿的根本前提物质基础，即成矿物质的来源、输运和浓集机制以及成矿环境等问题。一、元素丰度研究地壳和地幔岩石圈的元素丰度是地球化学研究的最基本信息，也是分析金属成矿条件的化学背景资料。测定元素丰度有各种方法。一般是通过对区域中土壤、水系沉积物以及各类基岩的地球化学测量，获得特定区域的地表（浅表）化学元素的丰度值。将有足够数量的元素丰度数值编绘出等值线图，可以清楚地反映出一种或多种元素在区域中的分布特征。一般将富含某种（些）化学元素的地域称为地球化学省或地球化学块

17、。富含某种（些）金属元素的地域又称作金属省。由地球化学省或金属省供应的成矿物质是多种金属矿床形成的主要物质来源。二、成矿元素的赋存状态及可活化度矿源层（岩）中成矿元素丰度对成矿具有重要意义，一般情况下其含量多寡是影响形成矿床的前提条件；这些元素在所在地质体中的赋存状态（物相）以及由其决定的是否能被活化析出从而参与成矿的性质则是能否作为实际矿质来源的决定条件。因此，研究化学元素在地质体中的赋存状态和活化能力是很必要的。可以设含矿地质体（矿源层、矿源岩）中某一成矿元素的总量为m，其中可活化萃取出的部分为R（活化分量，重量），则Rm称为“可活化率”，地质体中成矿元素的“可活化率”是影响其能否参与成矿

18、的重要参数。应用地球化学圈定的异常计算出的金属总量不能作为预测的资源量，只能有一小部分参与成矿，参与成矿部分与总量之比一般称为“矿化率”或“成矿率”。地质体中的成矿元素是否能被析出以及析出量取决于该元素的丰度、赋存位置、赋存状态、元素化学活性以及所施加的地质、地球化学作用的浓集元素的能力及作用时间。如果一种地质作用浓集元素的能力非常强而且有足够的作用时间，即使在元素的壳、幔丰度较低的地区也可能形成矿床。三、成矿的地球化学条件成矿作用过程是成矿元素有方向性的迁移的局部情况，在有利的条件下会导致成矿元素的富集。成矿元素在地壳矿物质中的分布特点是十分复杂的，根据化学元素分散作用和富集作用的比例关系，

19、参考地壳物质成分形成的地质因素，可以将成矿元素的富集作用划分为如下三类：主要的外生（沉积作用）和内生（岩浆活动和超变质作用）造岩作用，这些作用形成的成矿元素主要是以均匀分散状态存在的地球化学背景，同时在具地球化学专属性的岩系中出现相对不高的成矿元素富集(浓集系数在5060以内)。同生作用所导致的化学元素富集，足以形成克拉克值较高(0.nn)的金属成矿聚积。在不同温度和压力下透过岩石的溶液造成的后生叠加的外生（地下水和渗流水的渗滤）作用和内生（岩浆溶液和其它溶液的渗滤、热液交代）作用。这类叠加作用会造成稀有和分散元素（Mo、Au、Ta、As、Bi等）达到1000个单位以上的最大富集，形成其主要类

20、型的工业矿床。过渡性作用(区域变质作用、接触变质作用和动力变质作用，以及化学风化作用等)，这种作用使成矿元素的存在形式发生本质上的改变并使金属发生强度不大，但有时规模相当大的的再分布。各种地质-地球化学作用因其本身作用机制的不同以及控制参量的差异，使其从地质体中活化析出元素的能力不同。例如，地表流水的沉积成矿作用，由于是在常温下的由重力能驱动的近水平运动，而且是一快速过程，从固体岩石中萃取成矿物质活化转移的能力很小。具有这种动力学行为的地质系统，聚矿能力较低，一般只能促使浓集系数小的常量元素（如Fe、A1）形成矿床。但在风化作用比较透彻，矿物和元素解离程度较高的区域，稳定的长年流水也能携带一些

21、活泼性元素如铀等，在适宜的洼地中堆积形成相当规模的矿床。四、成矿作用地球化学研究要点区域成矿问题的本质就是元素从普遍的分散状态(地壳丰度水平)浓集到某些地质系统中可被工业利用的浓度水平，而元素的浓集则又受到元素的不均一分配的控制。这是一个地球化学过程，因而，地球化学研究是解决成矿问题的方法之一，这涉及物源系统和成矿系统中元素初始浓度与赋存形式，元素浓集的机制与控制因素，以及元素浓集环境与空间位置问题。物源系统元素初始浓度与赋存形式。一定区域中成矿元素的初始浓度仅为成矿的有利因素和必要条件，而非成矿的决定因素和充分条件。成矿元素的初始浓度无论有多么高，但还不能达到成矿所需浓度，成矿的关键还在于能

22、否存在浓集的条件。对矿源系统来说，成矿元素必须是能够活动迁移，并向成矿系统中作适度浓集，而对成矿系统来说，成矿元素的进一步浓集则是绝对必要的。元素在这些系统中能否活动转移和发生浓集，取决于多种因素，但元素的赋存形式总是最主要因素之一。在进行成矿区带研究时，既需注意区域与成矿系统中成矿元素的背景含量，尤其需重视各种体系中成矿元素的赋存形式及浓集趋势。元素浓集成矿的机制与控制因素。岩浆的分异结晶和地下溶液的蒸发等过程总是伴随着各相的成分变化，表现为元素在一种相中的逐渐浓集和在另一种相中的逐渐贫化。这说明元素的浓集是通过相的变化发生了重新分配的过程。各种地质作用过程中均包含着元素在不同相间的分配过程

23、，这些过程均能导致元素在特定系统中的浓集，可作为元素浓集成矿的机制。控制地质系统中元素浓集的因素是复杂多样的。其中有物理学的因素温度、压力和动力学因素等。温度和压力决定着化合物的稳定性和系统的相平衡，影响着元素在不同相间的分配系数。同时，温度和压力梯度还是流体相运移和物质输运的驱动力，有利于成矿物质局部汇集。应用地球化学有关元素分配的理论，结合区域地质作用的实际资料，可深入探讨成矿区带中各类地质环境浓集成矿元素方面的效能及控制因素。元素成矿所需的浓集程度。元素不仅在地壳中有着差别悬殊的丰度，而且它们与当前工业可用矿石的品位要求也相差很大，不同元素成矿所需的富集程度差别也是很大的。少数元素(主要

24、是Al、Fe、Si等高丰度元素和P等)只需富集几倍即可成矿，它们只需通过一次地质作用的浓集就可成矿。但大多数元素则需富集几十倍，几百倍，几千倍，甚至几万倍才能成矿。因此，这些元素则需经过多种地质-地球化学过程的逐步浓集才能成矿。由此可见，元素成矿所需的浓集程度也是分析矿床成因，研究成矿远景必须考虑的因素之一。在一个足够大的区域中，元素的成矿无非就是元素在区域岩石圈中通过各种地质-地球化学作用发生再循环、重分配，并浓集于局部地段。这里包括壳内的再循环与重分配及壳-幔间的物质交换。壳内的再循环表现为：a沉积区成矿对剥蚀区地球化学特征的继承和发展；b后继地质-地球化学过程对先行地质地球化学过程的继承

25、和发展。通过搜集有关区域岩石圈和各类地质体的元素丰度资料，探讨区域内各类地质地球化学作用及其继承发展关系和元素浓集的效率，同时考虑元素成矿所需的浓集程度，即可判断和预测成矿区带的优势矿种及成矿的机制、条件和远景。元素成矿的环境与空间位置。成矿带的形成是地球物理场、应力场及地球化学场发展不均衡性所引起的物质剧烈运动的结果。但是就其空间展布说来，大的构造运动带则是主导控制因素。同样，在矿带内各种级次构造也是控制矿田与矿床分布的主要因素。然而成矿必定需要其他有利地质-地球化学条件的配合，因此矿床、矿体并不出现于所有相同构造之中，甚至在同一构造中也只有局部地段形成工业矿体和矿床。探讨控制成矿带的规模较

26、大的构造，尤其是构造的性质与环境，是十分重要的。这种研究不仅对阐明区域构造发展历史具有意义，而且也是解决矿带成因及指示找矿所不可缺少的。研究成矿的地球化学(物理-化学)环境与条件，对于阐明成矿机制和模型，提供找矿依据和标志，均具有重大意义。然而成矿的地球化学环境与条件总是寓于地质环境与条件之中，因此必须善于从地质环境与条件中提取更具有实质意义的地球化学环境和条件等因素。第二节 中国地球化学背景特征研究地球化学研究的核心内容是研究地球表层系统中化学元素含量的变化，区域地球化学背景是从空间上研究元素含量所具有的相对波动不大的特征，从局部地区看，背景区元素含量分布具有相对均匀性，空间上趋于平缓。在成

27、矿区带的研究中，如何从大区域背景来分析地球化学异常结构与特征，是一个十分关键的问题。通过区域地球化学资料的分析，从区域成矿带的角度认识地球化学资料，研究区域地质构造背景，挖掘区域地球化学资料中的有利成矿信息，筛选出有利的地球化学异常。一、元素丰度特征与成矿（一）出露地壳的成矿元素特征出露地壳的成矿元素丰度为地壳最外层的元素平均含量。由于其化学组成的实测数据，出露面积及不同岩性的权重均可计算，因而相对地壳及中、下地壳元素丰度计算中数值不确定性相对较小，对分析研究地壳表层也即出露地壳的化学元素丰度和成矿的关系具有重要意义。（胡云中，任天祥等，2006）中国东部区域基岩出露区各地质体面积加权计算得出

28、的化学元素丰度与地壳化学元素丰度(Taylor and Mclennan, 1985,1995)之比值为元素的浓集系数，其1.5的元素视为浓集元素；10；带状异常：异常长度/异常宽度=10-3；面状异常：异常长度/异常宽度=3-1。三、元素异常浓度特征异常浓度特征是指形成异常的指标在异常区域范围内的数值特征，主要包括异常下限、异常特征值、异常强度、异常衬度等特征参数。1 异常下限区域地球化学异常是相对于区域地球化学背景而言的。区域地球化学背景不是一个确定的含量值，而是一个含量范围，将背景含量范围的最大值称为背景上限，当元素含量（或其他指标数据）超过区域背景上限时称其为异常，因此异常下限就等于背景上限。2 异常特征值异常特征值是异常区域内数据的描绘统计参数量，主要包括中位数、算术平均值与标准离差或几何均值与几何标准离差。3 变异系数反映区域内数据的变化程度，区域内标准差/平均值。4 异常强度异常含量的高低或异常含量超过背景值的程度。可以用异常的峰值、平均值、衬度等表示。5 异常元素分带特征异常分带指地球化学异常在空间上存在的指标之间或同一指标在量值上有规律的演变的现象。6 异常规模NAP表征异