前言
传统地球化学勘查将原生晕和次生晕分布模式各自独立描述，怎样构建原生晕和次生晕之间的空间对应关系，创立从原生晕到次生晕联合地球化学勘查模型是覆盖区地球化学勘查急需处理的科学问题。
选题依据及道理
1、胶东金矿集区
胶东金矿集区已探明金资源储量 5000 余吨，是我国最大、世界第三大金矿集区
（宋明春等，2020）。2005 年之后，随着浅部资源日趋枯竭，勘探方向已逐步由浅部转向深部，已探明深部超大型金矿床 10 个，大型金矿床 8 个，其中在 500～2000m 深度范围内累计探明金资源储量达 2700 余吨
是我国攻深找盲及实现深部找矿重大突破的典型表率（宋英昕等，2017；宋明春，2015；宋明春等，2020；于学峰等，2016）。曲家金矿区位置于胶东地区西北部最重要的成矿构造带——焦家断裂带（JJF）。
该矿区海量的地表化探数据、钻孔岩芯数据、矿床成因机理科研成果等，为构建和深化金矿三维地球化学模型供给了强有力支撑。金矿三维地球化学模型构建触及成矿过程中及其后深部成矿元素以何种形式、由何种通道运移至浅部形成原生晕，
以及随后在表生风化功效下原生晕又是怎样在地表土壤或水系沉积物中形成反常，换而言之，即厘定地表反常形成的内、外生掌控原因，构建成矿流体-矿体-原生晕-次生晕完整证据链，针对解释地表化探反常成因及其深部继承关系供给强有力的实证性理论支撑（王学求等，2020；杨德平等，2020）。
传统地球化学勘查将原生晕和次生晕分布模式各自独立描述，怎样构建原生晕和次生晕之间的空间对应关系，创立从原生晕到次生晕联合地球化学勘查模型是覆盖区地球化学勘查急需处理的科学问题。
地球化学勘查模型
过去地球化学勘查模型都是二维模型，既原生晕的剖面模型和次生晕的曲线模型，创立三维模型是精细刻画地球化学反常空间几何形态亟待处理的技术问题。基于以上科学与技术问题，本论文以近年在胶东焦家成矿带覆盖区发掘的曲家金矿为例
开展从钻孔原生晕到地表次生晕联合三维地球化学探测模型科研，以便为覆盖区找矿供给新的技术手段和理论支撑。
三维地球化学建模能够集成区别类型和区别尺度的数据，经过对曲家金矿各元素进行三维地球化学模式精细表征，能够从宏观的三维立体方向加深对矿区地质、地球化学过程的认识针对深入认识金矿、反常的形成机制、元素组合和指示元素的提取、反常成因解释以及深部隐伏金矿靶区预测等拥有重要道理。
从而针对推动胶东深部找矿示范区建设、提高我国深部矿产资源探测技术水平和找矿效果拥有重要的指点道理。本论文以国家重点开发计划专项项目“穿透性地球化学勘查技术”（2016YFC0600600）、国家自然科学基金 （41903071 和 42002108）和河北省重大科技成果转化项目（19057411Z）为依托
过去地球化学勘查模型都是二维模型，即原生晕的剖面模型和次生晕的曲线模型，创立三维模型是精细刻画地球化学反常空间几何形态急需处理的技术问题。基于以上科学与技术问题，本论文以近年在胶东焦家成矿带覆盖区发掘的曲家金矿为例
开展从钻孔原生晕到地表次生晕联合三维地球化学探测模型科研，以便为覆盖区找矿供给新的技术手段和理论支撑。胶东金矿集区是中国第1和世界第三大金矿集区。
本文以莱州曲家金矿为例，基于 9 条勘探线共计 38 个钻孔、1130 件钻孔岩芯样品和地表 652 件土壤微细粒样品，经过运用 Micromine 软件构建成矿和指示元素三维地球化学模型，针对解释地表化探反常成因及与深部继承关系供给强有力的实证性理论支撑。
科研内容A、B矿床
外来覆盖层 外来覆盖层隐伏矿是当今地球化学勘探面临的重点挑战之一（王学求等，2012a， 2012b，2016；龚庆杰等，2020）。王学求等（2012a）总结了区别矿体产出类型和相应的化探办法技术。
其中，A 类矿床是出露矿，B 类矿床是地球化学出露矿，C 类矿床上方覆盖物是原地风化残积物，其继承了矿体组分，因此呢针对 A 类、B 类和 C 类矿床能够采用土壤、岩石测绘、水系沉积物测绘或原生晕元素分带等传统地球化学勘探办法对其反常加以识别。
Ｄ类矿床表率的是外来运积物（如运积土壤、风成沙、黄土、冲洪积物等）覆盖的隐伏矿床，这类矿床上覆沉积物与下伏矿床成份无任何关系（新疆金窝子 210 金矿）。E 类矿床则是矿床被沉积岩或火山岩所覆盖（如奥林匹 克坝铜铀金银矿）。
F 类矿床表率产出于盆地中的沉积矿床或盆地底部的热液矿床（如鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿、紫金山悦洋盆地低温热液型银-金-铀矿）。而 D-F 类矿床则因为外来覆盖层的存在引起传统地球化学办法没法有效识别关联矿致反常，因此呢必须采用特殊手段提取或捕捉下伏隐伏矿成份穿透盖层迁移至地表的信息以指示隐伏矿外来覆盖层的存在会引起两种情形
风化产物
一是出露原生晕风化产物出现横向分散迁移，在远离原生晕的部位形成次生反常，从而削弱了其对隐伏矿勘查的指示道理；二是厚覆盖层的存在会引起原生晕正上方存在弱反常，乃至是无反常。
而这种弱反常因为区域强反常的存在，常常被忽略。无论是以上哪种情形，都对隐伏矿的勘探导致剧烈干扰。针对这一挑战，化探学者亦提出了有些处理方法，如地气测绘（Kristiansson and Malmqvist，1987；Kristiansson et al.，1990；王学求和谢学锦，1995；童纯函和李巨初，1999）、土壤微细粒测绘（Wang et al.，1997；
Zhang et al.，2020a；张必敏等，2016；刘汉粮等，2015，2016，2018）、偏提取测绘（王学求和程志中，1996；Wang，1998；叶荣等，2003）等。原生金矿或金矿化在表生要求下，因为理学化学等风化功效金被释放出来，而原生金矿或金矿化中金的存在状态为Au0 或Au、Ag等合金，总体上是不溶于表生水的；少量是离子态的。
然则Au0 或在自然要求下能够被氧化形成Au+ 或Au3+Emmons（1911）和Boyle（1979）推断，在酸性要求下（如硫化物分 解产生硫酸）经过产生游离的氯气做为媒介将Au0 氧化为可溶解Au3+络合物。
Ta et al.（2015）实验显示，在酸性环境下水钠锰矿能够将Au+氧化为Au3+，中性水的流入将吸附在铁锰矿物上的Au3+快速释放进入溶液中活化迁移，这亦是澳大利亚盐湖环境下发掘Au3+络合物的一个恰当解释；
Au与锰联吡啶反应则显示生物成因类似物亦能够氧化Au，然则需要进一步科研氧化过程的中间产物和最后产物。因为离子金拥有极高的离子电位，因此呢以独立离子状态存在的可能性低，重点与水中的各样配体或离子等形成络合物。
氧化还原反应
这些金能够在化学和生物化学功效下出现氧化还原，并在有利的要求下与自然界中的配体络合以络合物或螯合物的形式迁移。简而言之，原生金矿在化学风化、微生物以及植物等功效下出现活化、迁移和再沉淀，金重点与含硫配体、卤族离子以及氰化物等形成络合物或以纳米金胶体的形式出现运移
在迁移过程中理学化学要求出现变化失稳出现还原、沉淀（Rimstidt and Vaughan，2003；Kleinjan et al.，2005；Melashvili et al.，2015）；另一方面，原生金矿受理学风化功效，会在有利的部位经重力分异功效以及叠加次生富集形成砂金矿或含金地球化学反常。
金在表生要求下能够出现横向（如地表水流或地下水流动）和垂向运移（如纳米颗粒本身或以地气、降水淋滤功效等），并在特定部位沉淀（如钙质结砾岩、铁结砾岩、不整合面等）或在特定介质中形成反常（如地气和植物等）
金表生地球化学行径-沉淀含硫配体氧化破坏：在酸性要求下，23 2−被源于氢氧化铁中的3+氧化而分解（Rimstidt and Vaughan，2003），然则在碱性要求下相对稳定，虽然会出现缓慢氧化 36 2− → 3 2− → 4 2− （方程式（1–18）–（1–20））（Rimstidt and Vaughan，2003；Melashvili et al.，2015）；
同期值得重视的是，23 −在向下迁移的过程中，23 2−被还原亦会引起形成胶体金（Benedetti and Boulegue，1991）或纳米金硫化物或元素金，从而在黄钾铁矾中沉淀，随后随地质时间演化保存在铁帽中（Shuster et al.，2014）。
而Au（HS）2 -则会因为pH和氧化还原电位的微小变化而与硫化物等在表生带的底部沉淀。这些过程已有众多学者经过实验室科研得到证实（Webster，1986；Rimstidt and Vaughan，2003；Melashvili et al.，2015）。这些过程可能会有微生物参与，并且重点是出现在硫化物氧化表面酸性环境。
结论
基于胶东莱州曲家金矿土壤微细粒和钻孔岩芯地球化学数据进行应用统计分析和三维地球化学建模，本文取得如下新认识： 经过成矿元素和指示元素连续空间分布三维地球化学模型
展示矿体-原生晕-地表反常完整几何形态：在原生晕中 Au、Ag、TFe2O3、S 和 Bi 沿控矿构造断裂带呈稳定连续高含量分布，Cl 在垂向上存在连续分布，Hg 在垂向上呈不连续的串珠状分布，并伴同着低缓 Au 反常和高含量 Pb 反常；
在矿体上方和构造带上方地表微细粒土壤中存在 Au-Ag-Hg 组合反常，显示 Au、Ag、Hg 既出现了沿主断裂带的轴向迁移，又出现了垂向迁移。这一模型为地表化探反常的成因及与深部矿的继承关系供给强有力的实证性理论依据。
2地球化学数据
.随着岩石风化，Au、Ag 在表生风化功效下出现活化、迁移和再富集，在土壤中被粘土矿物等吸附形成次生反常。指示元素 Hg 则更易在矿体上方形成强反常，因为其拥有类气体性质，基本不出现横向迁移。
基于土壤微细粒地球化学数据 alr（SiO2）变换后的因子分析，得出 F4 alr（Au-Ag 组合）是曲家金矿区土壤化探成矿关联元素组合。F2alr（Hg-Br-I-S-Se-Sn 组合）是深部热液流体迁移至地表浅部的产物，能够做为指示元素。
因此呢，土壤微细粒 Au-Ag-Hg 组合反常指的是示深部隐伏矿有效指标。土壤微细粒反常和矿体（或原生晕）之间的高度吻合性进一步从三维立体方向证明在暖温带湿润气候区土壤微细粒测绘办法是一种有效的深穿透地球化学勘查办法
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发表于 2024-10-10 17:32:09