A. 實習二 重砂找礦成果圖的編制和解釋
【實習目的】
學習重砂找礦成果圖的內容和底圖，重砂找礦成果圖的表示方法，重砂找礦成果圖的編制，重砂找礦成果圖的解釋和推斷。
【實習要求】
(1)了解圈式法、帶式法、符號法、等值線法的表示方法，並掌握等值線法的編制方法。
(2)學習重砂找礦成果圖的編制方法，並說明各方法的適用條件及優缺點。
(3)根據所給資料，編制重砂找礦成果圖的等值線圖，在重砂取樣點圖上圈定某礦的遠景區，推測礦產可能的成因類型。
(4)通過學習重砂找礦成果圖的解釋和推斷，簡述重砂礦物的共生組合、含量、晶型、物化性質、搬運距離和空間分布對重砂找礦成果的解釋和推斷意義。
【實習步驟】
1.學習重砂成果圖的內容和底圖
重砂成果圖應包括以下內容:
(1)地質資料:以礦產圖為底圖，應有礦點和含礦的直接標志(如礦體露頭、舊礦坑、礦礫等)、間接標志(如蝕變圍岩、偉晶岩脈等)以及與成礦有關的地質體(如侵入體、接觸帶、構造帶等)。有時還附有地貌資料(如坡積、沖積、階地等)。大比例尺成果圖(1∶2000～1∶1萬)須採用地形圖。
(2)重砂找礦成果:取樣地點、樣品編號、有用礦物含量。
(3)按礦種或礦物組合圈定的重砂異常和遠景地段。
2.學習重砂找礦成果圖的表示方法
(1)圈式法:即在取樣位置上按規定大小畫一圓圈，分為若干象限，並以不同顏色分別表示不同礦物，以塗色部分的大小表示礦物含量(圖2-1)。圓圈直徑一般為5mm。象限一般四分，也可以多分、少分或不分，視礦物分組情況而定。如採用四分象限，則一張成果圖上同時表示四種有用礦物。有的以線條或其他符號代替顏色。如果取樣點密集，圓圈可以向兩側外引。
(2)符號法:將有用礦物以化學元素符號標在取樣點旁(圖2-2)。此法簡便，多用於野外草圖。但如果一個取樣點有兩種以上有用礦物時，符號排列顯得擁擠，使圖面不清晰。
(3)帶式法:將相同礦種的相鄰取樣點連接成帶，以帶的顏色、寬窄及長軸方向，分別表示有用礦物種類、含量及搬運的途徑和方向(圖2-3)。此法能明確表示出有用礦物的富集地段，直觀地指出找礦的方向，適用於砂礦區。
圖2-1 圈式重砂圖
圖2-2 點式重砂圖
圖2-3 帶式重砂圖
(4)等值線法:以有用礦物含量作分散暈等值線。對於1∶1萬～1∶2000的大比例尺殘、坡積重砂測量或砂礦取樣(按密度較大的網格法取樣時)，常採用此種編圖方法。一般按單礦物分別編制。
【實例資料】
重砂法找金剛石礦床實例
1972年某地質隊採用綜合方法找礦，在某地找到了一個大型的金剛石礦床。
在找尋該金剛石礦床的過程中，重砂法收到了顯著效果。該隊運用水系重砂法尋找金剛石的伴生礦物:含鉻鎂鋁石榴石(含鉻量3%～10%)、鉻鐵礦、碳硅石等，並將其作為指示礦物來追索金伯利岩體。現將他們的具體作法與成效簡介如下:
水系重砂法採用的比例尺為1∶5萬。重砂采樣點主要分布在小於3km長的支流中，其采樣間距為300～500m。如大於3km的河流，采樣間距為1000～2000m。采樣點密度約為1.5個/km2，根據河流長度、坡度、寬窄、礦物搬運距離等因素靈活布點。采樣位置一般布置在河流轉彎內側，砂嘴前緣及障礙物後面，對有利的階段也作了取樣。采樣時先剝去表土層，挖至基岩面，一般深0.5～1m。樣品的體積不小於50L。
通過水系重砂測量(圖2-4)，在河流的支流1504號采樣點發現一粒鎂鋁榴石，在1512號采樣點的重砂中發現含鉻鎂鋁榴石、鉻鐵礦各一粒。之後，逆流而上進行追索，在小溪與支流交匯口1513號采樣點發現了2粒金剛石，繼續逆小溪追索，分別在1514、1515號采樣點又發現金剛石1～2粒，到了小溪源頭附近1516號采樣點重砂中金剛石則增高至6粒。經過上述追索工作，終於在該點附近的坡殘積層下面找到了含礦金伯利岩體。
圖2-4 金剛石礦床水系重砂采樣點分布圖
由於金伯利岩體容易風化，岩體被坡殘積物覆蓋，在重砂異常區，還開展了地面磁測工作，有效地圈定了金伯利岩體的分布范圍。後經槽探、淺井、鑽孔的揭露和人工重砂分析，證實A、B等號岩管具有規模較大、品位較高的金剛石礦體。
【實習資料及實習步驟】
實習資料及實習步驟也是等值線法成果圖的編制方法。
(1)某測區辰砂分散暈取樣位置，如圖2-5。
(2)異常下限的確定和異常的分級:異常下限一般用統計法確定，如圖2-6，以橫坐標表示某有用礦物含量，縱坐標表示樣品的頻率，繪出有用礦物的含量曲線。曲線由陡變緩的轉折處，可定為該有用礦物的異常下限(本例用圖2-6上的Ⅱ號分散暈異常下限值)。
異常的分級一般用統計法，或者以異常下限為最低一級，其餘按等比或一定間隔遞增劃分為若干級，但分級線不宜太密。
(3)將取樣點展繪到礦產圖上，並在取樣點上方(或下方)註上礦物含量(圖2-5取樣點及礦物含量已給在圖上)。
(4)按異常分級要求，用插入法在圖2-5上繪出等值線(如繪地形等高線一樣)。連接各點間的等值線時，需要考慮地形、地質條件、找礦標志、有用礦物含量、礦物的共生組合和礦物的特性等因素。
圖2-5 辰砂分散暈取樣位置圖
圖2-6 常下限統計曲線
等值線圖能夠反映原生礦體的主要走向、礦體分散暈的位移和地形的關系。如果地質依據充分，還能圈出推斷的含礦帶位置，以指導普查工作的部署。
B. 編輯重砂數據采樣點
1）選擇菜單：「編輯」→「地球化學過程編輯」→「1:5 萬」→「重砂」（圖 24.5.1）。版
2）點擊權「 」，選中重砂點，然後點擊「 」編輯屬性，操作步驟與「添加（新增）重砂點」相同（圖 24.5.2）。
圖 24.5.1 編輯重砂菜單
圖 24.5.2 選擇重砂圖元
C. 重砂成礦信息研究
在金礦資源總量預測中，金自然重砂能夠提供最直接的找礦信息，是最直觀的找礦標志之一。因此研究重砂礦物的組合特徵、分布規律以及重砂成果表達形式——重砂成果圖的編制，是金礦資源預測的重要內容。山東省在多年的找礦工作中積累了大量的重砂資料。
1.重砂整理研究方法
重砂組合礦物的選擇，是根據已知金礦床原生礦物的組合特點確定的，在山東省的成礦預測研究中選用了自然金、黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、白鎢礦、辰砂、泡鉍礦7種礦物組合。以玫瑰花瓣圖的形式表示重砂的種類和數量（圖9-3）。
圖9-3 重砂礦物量級及匯水盆地劃分圖
重砂分散暈的空間分布，主要受水系、地形條件和重砂礦物本身穩定性的綜合控制，匯水盆地網系圖的正確劃分，對追溯重砂源，圈定局部重砂異常以及對重砂的動態研究是至關重要的。匯水盆地的劃分原則是：
（1）每條獨立的入海河流，它是整個匯水范圍為Ⅰ級匯水盆地。它的次級支流的匯水范圍為Ⅱ級匯水盆地，依此類推可以劃分若干不同等級的匯水盆地。
（2）匯水盆地的邊界沿山脊、制高點劃分。邊界不切割自然水系。
匯水盆地網系圖，能覆蓋所研究的區域，是研究重砂分布規律的基礎。次一級別匯水盆地的劃分，是在高一級別匯水盆地的基礎上劃分的。匯水盆地的級別是確定的，不受成圖比例尺的影響。
2.重砂組合類型
根據已知床的礦物組合，結合不同成因的重砂組合特徵，金礦重砂可分為5個類型；
（1）自然金－黃鐵礦－白鎢礦型；絕大多數分布在招遠—萊州—昌邑成礦帶以東。玲瓏金礦田以西絕無僅有，以東比比皆是，界限非常清楚。該類型與燕山晚期艾山階段岩漿活動有著密切的成因關系。絕大多數分布在艾山階段岩體的周圍。如院格庄、三佛山、北峰頂等岩體周圍都有該類型的出現。白鎢礦較集中分布在蓬萊民山地區。
（2）自然金－黃鐵礦－辰砂型：辰砂是分布最廣泛的汞礦物，形成於低溫熱液過程中。在氧化帶中，有時也有外生成因的辰砂。這種類型主要分布在白堊紀青山群火山岩地區及斷裂帶內，受火山機構及斷層控制。
（3）自然金－黃鐵礦－泡鉍礦型：泡鉍礦是輝鉍礦的氧化礦物。輝鉍礦主要見於高、中溫熱液礦床中。在火山熱液成因的礦床中亦有出現。這種組合類型分布較集中，主要見於畢郭岩體傾伏端和官道地區西側。燕山晚期艾山、雨山岩體東西兩側也可見到。
白鎢礦、辰砂、泡鉍礦的出現，在膠東地區燕山晚期成礦熱液活動的產物，與燕山晚期的侵入活動及白堊紀青山群的火山活動有著密切的成因關系。
（4）自然金－黃鐵礦－多金屬型和（5）金－黃鐵礦型：主要分布在招遠－萊州－昌邑成礦帶，焦家、玲瓏礦田都屬於這兩種重砂組合類型（圖9-4）。它們與震旦期玲瓏超單元的岩漿活動有關。
3.金重砂異常的圈定和分級
金重砂組合異常，是綜合評價礦產資源的重要直接找礦信息，對尋找在表生條件下能夠形成穩定的重砂礦物的金礦種尤為突出。因此，對金重砂組合異常的研究，在重砂成果中佔有重要位置。根據已知礦床主要成礦元素的礦物組合（自然金、黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦以及白鎢礦、辰砂、泡鉍礦），膠北地區可分為兩個區域性的重砂異常區：①以招遠－萊州－昌邑成礦帶為中心的西部重砂異常區；②以牟平－乳山成礦帶為中心的東部重砂異常區。
局部重砂異常的確定主要考慮以下因素：①重砂組合類型；②重砂的來源及其指向特徵；③重砂在同一匯水盆地的連續性；④重砂礦物的含量、粒度和形態特徵及礦物的指示意義。根據金重砂組合類型，將金重砂常劃分為四級，由Ⅰ級到Ⅳ級所反映的金礦物含量和找礦意義逐級降低。各級的指標見表9-2。
圖9-4 某地重砂異常分布圖
1.膠東岩群；2.郭家嶺超單元；3.玲瓏超單元；4.含金石英脈；5.蝕變破碎帶；6.絹英岩化帶；7.絹英岩化花崗岩；8.破碎岩帶；9.斷裂；10.水系及匯水盆地界線
表9-2 金重砂異常級別與金含量點分級表
按分級指標，膠東地區金重砂異常主要為Ⅲ－Ⅳ級。據1:20萬蓬萊、萊陽兩幅圖統計，取樣點含金1～3粒者佔90%以上。總體看，金重砂粒度北部偏大，南部偏小，蓬萊、萊陽兩幅圖重砂粒度對比見圖9-5。
圖9-5 金自然重砂粒度直方圖
分析金重砂礦物的搬運距離，對於預測原生金礦床的產出位置有重要意義。影響重砂搬運距離的因素，主要是礦物本身的物理、化學性質，其次是地貌特徵及礦物在流水中的遷移方式。據文獻資料自然金能被搬運數百公里。膠東地區低山丘陵區金重砂的搬運距離可達10m以上。地勢較平坦的焦家地區，遷移距離一般為1～3km。
黃鐵礦屬於較穩定的礦物，遷移距離在5km左右。鉛礦物為半穩定礦物，遷移距離不大於1.5km。銅礦物為極不穩定的礦物，遷移距離一般不超過1km，銅礦物的出現，指示重砂距重砂源較近。
4.砂異常地質解釋
重砂異常的地質解釋水平，標志著重砂成果的實際應用效果。解釋的方法是以地質為先驗前提，結合物化探方面的信息，對重砂異常全面分析。重點是局部的組合異常。局部異常往往是某一成礦階段形成的，因此具有明顯的針對性，研究對應著主礦化階段的重砂組合特徵具有重要意義。焦家、玲瓏等特大型金礦床，主礦化階段是金－石英－黃鐵礦－多金屬型，所反映的重砂組合類型是金－黃鐵礦－多金屬型和金－黃鐵礦型兩種類型，和主礦化階段相吻合。
研究重砂異常與控礦因素的關系是地質解釋的重要內容。對膠東地區金礦床來說，斷裂構造與金重砂異常的關系是至關重要的。該區域特大型金礦床，重砂異常與導礦、散礦、容礦斷裂的方向是基本一致的。膠西北地區的驛道－岞村斷裂、北橫溝－姜格庄斷裂，金重砂異常沿斷裂帶呈北東向線狀分布，而且與化探異常也大致吻合，這些斷裂都有可能成為控礦斷裂。
沿岩體往往有環形重砂異常的出現，其組分、數量、粒度有規律的變化，是指示岩體是否成礦的重要標志。如畢郭岩體的內帶是金－黃鐵礦型，外帶是金－黃鐵礦－白鎢礦型、金－黃鐵礦－泡鉍礦型和金－黃鐵礦－辰砂型，和郭家嶺岩體近似，應具有較大的找礦潛力。
5.重砂測量的局限性
金重砂在金礦總量預測中，對區分預測單元，確定靶區發揮了重要作用，對成礦期次的劃分也有一定的意義。盡管如此，金重砂在靶區評價和直接找礦具有一定的局限性，表現在：
（1）有的金礦床金的粒度較細，如三山島金礦，原生金礦物的最大粒度為0.048mm，最小0.002mm，一般為0.015～0.03mm，因此在三山島地區很難形成金的自然重砂。
（2）自然金的賦存狀態復雜，有的包裹於硫化物中，有的包裹於石英、鋁硅酸鹽礦物中，很難從載體礦物中解析出來，所以也不容易形成金重砂。
（3）由於礦床的剝蝕程度不同，有的金礦床處於隱伏狀態，在周圍的水系中沒有金的機械分散暈。如大尹格庄礦區就沒有金重砂異常。另外在第四系覆蓋較厚的地區，如倉上、三山島礦區，礦體處於封閉狀態，也難以形成金礦床。
金重砂的這些局限性，使得重砂資料難以在大范圍內對比應用。這是直接找礦信息在成礦預測中的最大弊端。