墨西哥圍岩怎麼打磨
① 有關化石的資料
·化石的概念
化石(Fossil)存留在岩石中的動物或植物遺骸。通常如肌肉或表皮等柔軟部分在保存前就已腐蝕殆盡,而只留下抵抗性較大的部分,如骨頭或外殼。它們接著就被周遭沉積物的礦物質所滲入取代。許多化石也被覆蓋其上的岩石重量壓平。
化石,經過自然界的作用,保存於地層中的古生物遺體、遺體和他們的生活遺跡。
簡單地說,化石就是生活在遙遠的過去的生物的遺體或遺跡變成的石頭。在漫長的地質年代裡,地球上曾經生活過無數的生物,這些生物死亡後的遺體或是生活時遺留下來的痕跡,許多都被當時的泥沙掩埋起來。在隨後的歲月中,這些生物遺體中的有機物質分解殆盡,堅硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包圍在周圍的沉積物一起經過石化變成了石頭,但是它們原來的形態、結構(甚至一些細微的內部構造)依然保留著;同樣,那些生物生活時留下的痕跡也可以這樣保留下來。我們把這些石化的生物遺體、遺跡就稱為化石。從化石中可以看到古代動物、植物的樣子,從而可以推斷出古代動物、植物的生活情況和生活環境,可以推斷出埋藏化石的地層形成的年代和經歷的變化,可以看到生物從古到今的變化等等。
【古人說法】
在有文字記載的人類歷史的早期,某些希臘學者曾被在沙漠中及山區有魚及海生貝殼的存在所大大迷惑。公元前450 年希羅多德(Herodotus)注意到埃及沙漠,並正確地認為地中海曾淹沒過那一地區。
公元前400 年亞里士多德就宣布化石是由有機物形成的,但是化石之被嵌埋在岩石中是由於地球內部的神秘的塑性力作用的結果。他的一個學生狄奧佛拉斯塔(Theophrastus)(約公元前350 年)也提出了化石代表某些生命形式,但是他認為化石是由埋植在岩石中的種子和卵發展而成的。斯特拉波(Strabo)(約公元前63 年到公元20 年)注意到海生化石在海平面之上的存在,正確地推斷,含有該類化石的岩石曾受到很大的抬升。
在中世紀的黑暗時代,人們對化石有各種各樣的解釋,人們或者解釋為自然界的奇特現象,或者解釋為是魔鬼的特別的創造和設計以便來迷惑人。這些迷信以及宗教權威們的反對,妨礙了化石研究達數百年。大約在15 世紀初,化石的真正起源被普遍接受了。人們懂得了化石是史前生物的殘體,但仍然認為是基督教聖經上所記載的大洪水的遺跡。科學家與神學家的爭論大約持續了300 年。
文藝復興時期,幾個早期自然科學家,著名的達芬奇論及到化石的問題。他堅決主張,洪水不能對所有化石負責,也無法解釋化石出現在高山上。們肯定地相信,化石是古代生物無可置疑的證據,並認為海洋曾覆蓋過義大利。他認為,古代動物的遺體被深埋在海底,在後來的某個時候,海底隆起高出海面,形成了義大利半島。在十八世紀末和十九世紀初,化石的研究打下了牢固的基礎,並形成一門科學。從那時起,化石對於地質學家越來越重要了。化石主要發現於海相沉積岩中,當海水中沉積物如石灰質軟泥、沙、貝殼層被壓緊並膠結成岩時,就形成了海相沉積岩。只有極罕見的化石出現在火山岩和變質岩中。火山岩原來是熔融狀態,它的裡面是沒有生命的。變質岩經歷了非常大的變化而形成的,使得原始的岩石中的化石一般都化為烏有。然而,即使在沉積岩中,所保留下來的記錄也只是史前動植物的很小一部分。如果考慮到形成化石這一過程所需要的苛刻條件,也就不難理解為什麼沉積岩中所保留下來的也只是史前動植物的很小一部分。
【形成條件】
雖然一個生物是否能形成化石取決於許多因素,但是有三個因素是基本的:
(1)有機物必須擁有堅硬部分,如殼、骨、牙或木質組織。然而,在非常有利的條件下,即使是非常脆弱的生物,如昆蟲或水母也能夠變成化石。
(2)生物在死後必須立即避免被毀滅。如果一個生物的身體部分被壓碎、腐爛或嚴重風化,這就可能改變或取消該種生物變成化石的可能性。
(3)生物必須被某種能阻礙分解的物質迅速地埋藏起來。而這種掩埋物質的類型通常取決於生物生存的環境。海生動物的遺體通常都能變成化石,這是因為海生動物死亡後沉在海底,被軟泥覆蓋。軟泥在後來的地質時代中則變成頁岩或石灰岩。較細粒的沉積物不易損壞生物的遺體。在德國的侏羅紀的某些細粒沉積岩中,很好地保存了諸如鳥、昆蟲、水母這樣一些脆弱的生物的化石。
【演變過程】
人們已知道,由附近火山落下的火山灰曾覆蓋過整片森林,在森林化石中有時還可見到依然站立的樹,以很好的姿態被保存下來。流沙和焦油瀝青通常也能迅速把動物掩埋起來。焦油瀝青的行為好像一個捕獲野獸的陷阱,又象防腐劑能阻止動物堅硬部分的分解。洛杉磯的蘭喬?拉?布雷(Rancho laBrea)瀝青湖由於在其中發現許多骨化石而聞名了,在其中發現的骨化石包括長著銳利牙齒的野豬、巨大的陸地樹懶以及其它已經絕滅的動物。在冰期生存的某些動物的遺體被凍結在冰或凍土之中。顯然,被冰凍的動物有的可以保存下來。
雖然地球上曾有眾多的人們並不知道的生物生存過,而只有少數生物留下了化石。然而,使生物變成化石的條件即使都滿足了,仍然還有其它原因使得某些化石從未被人們發現過。例如,很多化石由於地面剝蝕而被破壞掉,或它的堅硬部分被地下水分解了。還有一些化石可能被保存在岩石中,但由於岩石經歷了強烈的物理變化,如褶皺、斷裂或熔化,這種變化可以使含化石的海相石灰岩變為大理岩,而原先存在於石灰岩中的生物的任何痕跡會完全或幾乎完全消失。還有很多化石則存在於無法獲得來進行研究的沉積岩層中,也還有很好出露於地表的含化石的岩石分布在世界上的某些地方,卻沒有進行地質學研究。另外一個很普遍的問題是,可能由於生物的殘體變成碎片或保存得很差,而不能充分顯示出該生物的情況。
再者,當我們向過去回溯的時間越古老,化石記錄缺失的時間間隔越長。岩石越老,受到破壞性力量的機會就越多,化石也就越加不可辨認。而且由於較古老的生物和今天的生物不同,因而對它們進行分類就很困難,這一情況使問題進一步復雜化了。然而,盡管如此,大量保存下來的生物化石仍為我們認識過去提供很好的記錄。
動物和植物變成化石可以通過很多不同途徑,但究竟通過哪種途徑,通常取決於:
(1)生物的本來構成
(2)它所生存的地方
(3)生物死後,影響生物遺體的力。
大多數古生物學家認為生物殘體的保存有四種形式,每一種形式取決於生物遺體的構成或者生物遺體所經歷的變化。
生物的本來的柔軟部分只有當它被埋在能夠阻止其柔軟部分分解的介質中時,才能得以保存。這種介質有凍土或冰,飽含油的土壤和琥珀。當生物在非常乾燥的條件下變成木乃伊,也能保存它的身體上本來的柔軟部分。這種情況一般只發生於乾旱地區或沙漠地區,並且在遺體不被野獸吃掉的情況下。
大概動物柔軟部分的化石得以保存的最著名的例子是在阿拉斯加和西伯利亞。在這兩個地區的凍原上發現的大量的凍結的多毛的猛獁遺體——一種絕滅的象。這些巨獸有的已被埋藏達25000 年。當凍土融解,猛獁的遺體就暴露出來。也有些屍體保存得很不好,當它們暴露出來時,其肉被狗吃了,其長牙被象牙商倒賣。猛獁象的毛皮現在在很多博物館展覽,有的把猛獁象的肉體或肌肉放在乙醇中保存。
生物身體的柔軟部分在東波蘭的飽含油的土壤中也發現到,在這里有保存很好的一種絕滅的犀牛的鼻角、前腿和部分皮。在新墨西哥州和亞利桑那州的洞穴中和火山口裡發現了地樹懶的天然形成的木乃伊。這里的極端乾燥的沙漠氣候能夠使動物的軟組織在腐爛之前就全部脫水,並能保存部分的皮、毛、腱、爪等。
生物變成化石的更有趣和不尋常的一種方式就是在琥珀中保存。古代的昆蟲可被某些針葉樹分泌出的粘樹膠所捕獲。當松脂硬結後並進一步變成琥珀,昆蟲便留在其中。有些昆蟲和蜘蛛被保存得非常好,甚至能在顯微鏡下研究它的細毛和肌肉組織。
雖然生物體的軟組織的保存形成了一些有趣的和令人嘆為觀止的化石,但這種方式形成的化石是相對罕見的。古生物學家更經常地是研究保存在岩石中的化石。
生物體上的硬組織也能被保存下來。差不多所有的植物和動物都擁有一些硬部分,例如蛤、蚝或蝸牛;脊椎動物的牙和骨頭;蟹的外殼和能夠變成化石的植物的木質組織。生物體的堅硬部分由於是以能抵抗風化作用和化學作用的物質構成的,所以這類化石分布的較普遍。無脊椎動物例如蛤、蝸牛和珊瑚等的殼是由方解石(碳酸鈣)組成的,其中很多沒有或幾乎沒有發生物理變化而被保存下來。脊椎動物的骨頭和牙以及許多無脊椎動物的外甲含有磷酸鈣,因為這種化合物抵抗風化作用的能力非常強,所以許多由磷酸鹽組成的物質也能保存下來,如曾發現一枚保存極好的魚牙。由硅質(二氧化硅)組成的骨骼也具有這種性質。微體古生物化石的硅質部分和某些海綿通過硅化而變成化石。另一些有機物具有幾丁質(一種類似於指甲的物質)的外甲,節足動物和其它有機物的幾丁質外甲可以成為化石,由於它的化學成分和埋葬的方式,使這種物質以碳的薄膜的形式而保存下來。碳化作用(或蒸餾作用)是生物埋葬之後在緩慢腐爛的過程中發生的,在分解過程中,有機物逐漸失去所含有的氣體和液體成分,僅留下碳質薄膜。這種碳化作用和煤的形成過程相同。在許多煤層中可以看到大量的碳化植物化石。
在許多地方,植物、魚和無脊椎動物就是以這種方式保存下它們的化石。
有些碳的薄膜精確地記錄了這些生物的最精細的結構。
化石還可以通過礦化作用和石化作用而保存下來。當含礦化的地下水把礦物沉澱於生物體的堅硬部分所在的空間時,使得生物的堅硬部分變得更堅硬、抵抗風化作用的能力更強。較普通的礦物有方解石、二氧化硅和各種鐵的化合物。所謂置換作用或礦化作用是生物體的堅硬部分被地下水溶解,與此同時其它物質在所空出來的位置上沉澱下來的過程。有些置換形成的化石的原始結構被置換的礦物所破壞。
不僅動植物的遺體能形成化石,而且表明它們曾經存在過的證據或蹤跡也都能形成化石。痕跡化石能提供有關該生物特點的相當多的情況。很多殼、骨、葉以及生物的其它部分,都能以陽模和陰模的形式保存下來。如果一個貝殼在沉積物硬化成岩之前就被壓入海底,它的外表特徵就會留下壓印(陰模)。如果陰模後來又被另外一種物質充填,就形成陽模。陽模能顯示出貝殼本來的外部特徵。外部陰模顯示的是生物體硬部分的外部特徵,內部陰模顯示的是生物體堅硬部分的內部特徵。
一些動物以痕、印、足跡、孔、穴的形式留下了它們曾經存在的證據。
其中如足跡,不僅能表明動物的類型,而且提供了有關環境的資料。恐龍的足跡化石不僅揭示了它的足的大小和形狀,還提供了有關它的長度和重量的線索,留有足跡的岩石還能幫助確定恐龍生存的環境條件。世界上最著名的恐龍足跡化石發現於得克薩斯州索美維爾縣羅斯鎮附近的帕盧西河床中的晚白堊紀石灰岩中,年代大約在1.1 億年前。留有恐龍足跡的大的石灰岩板被運到全世界的博物館中,成為這種巨大爬行動物的啞證據。無脊椎動物也能留下蹤痕。在許多砂岩和石灰岩沉積層的表面可以看到它們的蹤跡。無脊椎動物的蹤痕既有簡單的蹤跡,也有蟹及其它爬蟲的洞穴。
這些蹤痕提供了有關這些生物的活動方式和生活環境的證據。洞穴是動物為著藏身覓食而在地上、木頭上、石頭上以及其它能打洞的物質上打出的管狀或圓洞狀的孔穴,後來若被細物質充填,就可能得以保存下來。打出該洞穴的動物的遺體偶爾也能在充滿洞中的沉積物中找到。在松軟的海底,蠕蟲、節肢動物、軟體動物以及其它動物都可留洞穴。某些軟體動物,如鑿船蟲——一種鑽木的蛤、石蜊(Litho- domus)——一種鑽石的蛤,它們的洞穴化石和鑽孔化石也常常能被發現。在人們所知的最古老的化石之中,有管狀構造,據認為這種管狀構造是蠕蟲的洞穴。在許多最古老的砂岩中,就有這種管狀構造。
鑽孔是某些動物為了覓食、附著和藏身而打的洞。鑽孔經常出現在化石化的貝殼、木頭和其它生物體的化石之上。鑽孔也是一種化石。象鑽孔蝸牛這種食內動物就能穿過其它動物的殼來鑽孔以吃食其軟體部分。許多古代軟體動物的殼上可見到象是鑽孔蝸牛打的整齊的洞。
化石對於追溯動植物的發展演化是有用的,因為在較老的岩石中的化石通常是原始的和較簡單的,而在年代較新的岩石中的類似種屬的化石就要復雜和高級。
某些化石作為環境的指示物是很有價值的。例如造礁珊瑚似乎總是生活在與今天相似的條件下。因此,如果地質學家找到了珊瑚礁化石——珊瑚最初被埋藏的地方,就可以有理由地認為,這些含有珊瑚的岩石形成於溫暖的相當淺的海中。這就使得勾畫出史前時期海的位置及范圍成為可能。珊瑚礁化石的存在還可指示出古代水體的深度、溫度、底部條件和含鹽度。
化石的一個更重要的用途是用來進行對比——確定若干岩層間彼此相互關系的密切的程度。通過對比或比較各岩層所含的特徵化石,地質學家可以確定一個特定區域的某種地質建造的分布。有的化石在地質歷史上生存的時間相當短,然而在地理分布上卻相當廣泛。這種化石被稱為指示化石。由於這種化石通常只是和某一特定時代的岩石共生,所以在對比中特別有用。
微體生物的化石對於石油地質工作者作為指示化石特別有用。微體古生物學家(研究微體古生物的學者)通過對從鑽孔中取得的岩心進行沖洗、將微小的化石分離出來,然後在顯微鏡下進行研究。通過對這些細小的古生物遺體的研究所獲得的資料對於判斷地下岩層的年代和儲油的可能性是非常有價值的。微體古生物化石對於世界油田之重要可從某些儲油地層用某些關鍵的有孔蟲的屬來命名這一點見其一斑。其它微體古生物化石,例如:介形蟲、孢子和花粉,也被用來確定世界其它許多地區的地下岩層。
雖然植物化石對於指示氣候十分有用,但用於地層對比就不很可靠。植物化石提供了許多有關整個地質時代的植物演化的資料。
【分類情況】
地層中的化石,從其保存特點看,可大致分為四類:實體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學化石。
1、實體化石
指古生物遺體本身幾乎全部或部分保存下來的化石。原來的生物在特別適宜的情況下,避開了空氣的氧化和細菌的腐蝕,其硬體和軟體可以比較完整的保存而無顯著的變化。例如猛獁象(第四紀冰期西伯利亞凍土層中於1901年發現,25000年以前,不僅骨骼完整,連皮、毛、血肉,甚至胃中食物都保存完整)。
2、模鑄化石
就是生物遺體在地層或圍岩中留下的印模或復鑄物。一類是印痕,即生物遺體陷落在底層所留下的印跡,遺體往往遭受破壞,但這種印跡卻反映該生物體的主要特徵。不具硬殼的生物,在特定的地質條件下,也可保存其軟體印痕,最常見的就是植物葉子的印痕。第二類是印模化石,包括外模和內模兩種,外模是遺體堅硬部分(如貝殼)的外表印在圍岩上的痕跡,它能夠反映原來生物外表形態及構造;內模指殼體的內面輪廓構造印在圍岩上的痕跡,能夠反映生物硬體的內部形態及構造特徵。例如貝殼埋於砂岩中,其內部空腔也被泥沙充填,當泥沙固結成岩而地下水把殼溶解之後,在圍岩與殼外表的接觸面上留下貝殼的外模,在圍岩與殼的內表面的接觸面上留下內模。第三類叫做核,上面提到的貝殼內的泥沙充填物稱為內核,它的表面就是內模,內核的形狀大小和殼內空間的性狀大小相等,是反映殼內面構造的實體。如果殼內沒有泥沙填充,當貝殼溶解後久留下一個與殼同形等大的空間,此空間如再經充填,就形成與原殼外形一致、大小相等而成分均一的實體,即稱外核。外核表面的形狀和原殼表面一樣,是由外模反印出來的,他的內部則是實心的,並不反映殼的內部特點。第四類是鑄型,當貝殼埋在沉積物中,已經形成外模及內核後,殼質全被溶解,而又被另一種礦質填入,象工藝鑄成的一樣,使填入物保存貝殼的原形及大小,這樣就形成了鑄型。它的表面與原來貝殼的外飾一樣,它們內部還包有一個內核,但殼本身的細微構造沒有保存。
總的來說,外模和內模所表現的紋飾凹凸情況與原物正好相反。外核與鑄型在外部形狀上和原物完全一致,但原物的內部構造被破壞消失,其物質成分與原物也不同。至於外核和鑄型的區別在於前者內部沒有內核,而後者內部還含有內核。
3、遺跡化石
指保留在岩層中的古生物生活活動的痕跡和遺物。遺跡化石中最重要的是足跡,此外還有節肢動物的爬痕,掘穴,鑽孔以及生活在濱海地帶的舌形貝所構成的潛穴,均可形成遺跡化石。遺物化石方面,往往指動物的排泄物或卵(蛋化石);各種動物的糞團,糞粒均可形成糞化石。我國白堊紀地層中恐龍蛋世界聞名,過去在山東萊陽地區以及近年來在廣東南雄均發現成窩壘疊起來的恐龍蛋化石。
4、化學化石
古代生物的遺體有的雖被破壞,未保存下來,但組成生物的有機成分經分解後形成的各種有機物如氨基酸、脂肪酸等仍可保留在岩層中,這種視之無形,但它具有一定的化學分子結構足以證明過去生物的存在的化石稱為化學化石。隨著近代化學研究的進展,科學技術的提高,古代生物的有機分子(指氨基酸等),可從岩層中分離出來,進行鑒定研究,同時產生了一門新的學科—古生物化學。
5.特殊的化石
琥珀—古代植物分泌出的大量樹脂,其粘性強、濃度大,昆蟲或其他生物飛落其上就被沾粘。沾粘後,樹脂繼續外流,昆蟲身體就可能被樹脂完全包裹起來。在這種情況下,外界空氣無法透入,整個生物未經什麼明顯變化保存下來,就是琥珀。
中葯店的龍骨—被人們用作中葯的龍骨,其實主要是新生代後期尚未完全石化的多種脊椎動物的骨骼和牙齒石,絕大部分是上新世和更新世的哺乳動物,諸如犀類(Rhinocerotidae)、三趾馬(Hipparion spp.)、鹿類(Cervidae)、牛類(Bovidae)和象類(Proboscidae)等的骨骼和牙齒,甚至偶然還摻雜少量人類的材料。至於視為上品的五花龍骨或五花龍齒,顏色不像一般呈單調的白、灰白或黃白,而是在黃白之間尚夾雜有紅棕或藍灰的花紋.比較好看,則是象類的門齒。
1.標准化石
這是指特徵顯著、延續時間較短但分布較廣、且數量多且比較容易發現的化石,人們通常用它們來作為劃分對比地層的重要依據。屬於標志性化石之一。
2.指相化石
在不同的生物或生物組合中,有些對生活環境、生存的自然地理條件有比較嚴格的要求,這類生物形成的化石就是指相化石,人們通常以這些生物所形成的化石來推斷出當時各地的環境條件,而且數據相當准確。屬於標志性化石之一。
3.帶化石
這是指在地層學中可以用來作為劃分最小地層單位的生物帶的依據的化石。
4.持久化石
有些進化極緩慢的生物在時間跨度上比較大,其化石延續時間很長,人們將這類化石稱為持久化石。
5.化石鍾(古生物鍾)
我國學者馬廷英在研究現代珊瑚時於1933年首次提出古生代四射珊瑚外壁上有反映氣候季節變化的生長線,三十年後美國古生物學家研究古珊瑚時計算出當時一年的月數數和每天的小時數。人們將這些能推算出古地球公轉速度和自轉速度的化石稱為古生物鍾或化石鍾。
從化石的形態來看,可分為石質化石,煤化石, 冰凍化石,琥珀等.
石質化石有很多,恐龍蛋就是最典型的例子,煤上的樹葉痕跡是最常見的煤化石,包含有昆蟲的琥珀化石則非常多,在保存較好的原始森林裡非常容易看見.。而冰凍化石則比較少見,著名的猛獁象的屍體與保存完好的雪人屍體是其中最有吸引力的例子
② ETM<sup>+</sup>(TM)蝕變遙感異常提取方法研究與應用——地質依據和波譜前提
張玉君1楊建民2陳薇1
(1.中國國土資源航空物探遙感中心,北京2.中國地質科學院礦產資源研究所,北京)
摘要:本文為關於礦產資源預測新參數——蝕變遙感異常系列論文的第一篇。文中論述了蝕變遙感異常信息提取的地質依據和波譜前提,報道了東天山大東溝至赤湖地區兩萬余平方公里遙感蝕變異常提取及部分異常點的實地查證結果。區內有已知礦床、礦(化)點71個,所取得的遙感異常與其中61個互洽,吻合率達85.9%,且與已知礦床的吻合率為100%。經首批地面查證,擴大了一處已知礦點的找礦范圍。文中定義了某些相關的新技術術語。
關鍵詞:蝕變遙感異常;蝕變異常;鐵染異常;遙感異常
中圖分類號:TP753文獻標識碼:A文章編號:1001-070X(2002)04-0030-07
本文系中國地質科學院礦產資源研究所地質大調查項目(DKD9909001)資助
引言
地球物理和地球化學所提交的各類異常圖件,諸如航磁異常圖、布格重力異常圖、區域化探異常圖等等,都是獨立的參數。自從Landsat 4增設兩個短波紅外波段(TM5和TM7波段)以來,為提取具找礦標志意義的熱液蝕變岩石信息提供了有效的技術手段。20多年來,國內外遙感工作者為開發利用這種信息進行了卓有成效的試驗研究,證實了蝕變岩石信息與金屬礦床有較高的相關性,所提取的蝕變遙感異常作為一種找礦標志參數同樣具獨立性。TM(ETM+)數據的積累及計算機軟硬體功能的提高已使大面積進行「掃面性」遙感異常提取工作成為可能。此類工作所涉及的理論和技術性問題如此廣泛,可以和任何一個物化探獨立參數所涵蓋的內容相比擬,為了適應大面積TM蝕變遙感異常提取任務的需要,從本文起將系統介紹與ETM+(TM)蝕變遙感異常信息提取方法有關的各類問題。
1蝕變異常找礦的地質依據
近礦圍岩蝕變現象作為找礦標志已有數百年歷史,有文獻記載也可追索到約200a前,根據圍岩蝕變信息發現的大型金屬、非金屬礦床更是不勝枚舉,北美、俄羅斯的大部分斑岩銅礦、我國的銅官山銅礦、猶他州的大鋁礦、西澳大利亞的大型金礦、墨西哥的大鉑礦、美圍許多白鎢礦、世界大多數錫礦、哈薩克的剛玉礦等等找礦實例,充分證明交代蝕變岩石信息作為找礦標志的重要意義。
岩石的交代蝕變主要是不同類型的熱液與原生岩石相互作用的產物。最常見的蝕變為硅化、絹雲母化、綠泥石化、雲英岩化、矽卡岩化、白雲岩化、重晶石化及錳鐵碳酸鹽化。某種有用元素的逐步富集是形成礦床的必要條件,而這種成礦物質通常由成礦熱液進行遷移搬運和卸載沉澱。近礦圍岩蝕變是成礦物質逐步富集成礦過程中留下的印跡。地質學家斷言,絕大多數岩漿生成的礦床都伴隨有其圍岩的交代蝕變現象,而且蝕變帶范圍大於礦體分布的范圍數倍至數十倍。
遙感探測的是地表物質的光譜信息,因此只要有一定面積的蝕變岩石出露,遙感都有可能測出,也就是說,即或礦體隱伏,只要有蝕變岩出露,就有可能用TM發現,當然蝕變信息的強弱也很重要。
關於金屬礦床的圍岩蝕變專著甚豐[1-3],圍岩蝕變的理論和規律是十分復雜的,現以實例來闡述蝕變分帶及其強度分級(圖1,圖2)。
圖1主要蝕變類型在美國新墨西哥的Santa Rita斑岩銅礦的分布情況[2]
圖2江西德興銅廠銅礦分帶模型[4]
1-鉀長石化花崗閃長斑岩;2-水白雲母化花崗閃長斑岩;3-水白雲母化和綠泥石(綠簾石)千枚岩(凝灰岩)AnZ1j;4-千枚岩(凝灰岩)
為了說明熱液蝕變可能達到的強度,根據文獻[3]歸納成表1。在江西德興縣銅廠銅礦的強蝕變帶中,新生蝕變礦物占蝕變岩總組成的80%以上。
表1熱液蝕變強度分級
續表
這些數字說明中等強度以上的蝕變帶對於TM蝕變信息提取是十分有利的。這便是以找礦(首先是大礦、富礦)為最終目的蝕變遙感異常提取的地質依據。
2蝕變異常提取的波譜前提
近30年來,一批學者進行了大量岩石和礦物波譜特性研究工作,這些研究涉及晶體場理論的礦物學、固體物理學、量子力學、遙感岩石學等眾多學科 全國遙感地質協調小組新技術方法課題組等.高光譜遙感蝕變礦物岩石識別與填圖[M].譯文集,1991.
(1)主要造岩礦物的主要成分,即硅、鋁、鎂和氧,其振動基頻在中紅外和遠紅外區,波長位於10μm附近或更長區域,第一倍頻也在5μm附近或更長區域,高倍頻譜帶強度太弱,所以在可見—近紅外(VNIR)區不產生具有診斷性的譜帶。
(2)岩石中的次要成分,如鐵雜質或蝕變礦物,在岩石特徵譜帶形成中佔有優勢。換言之,在可見及近紅外區中,天然礦物和岩石最常見的光譜特徵是由以這樣或那樣形式存在的鐵產生的,或者是由水、OH-基團或
(3)熱液蝕變礦物在短波近紅外波段具有診斷性強的吸收特徵,它們是純礦物本身固有的特徵。不同礦物混合在一起組成的岩石,並不能改變礦物的波譜特徵,因此,岩石的波譜是組成岩石的純礦物波譜的線性組合,但某種礦物吸收特徵的強弱不但取決於其含量,而且還取決於輻射能量的可接近程度。例如,某一礦物被透明礦物所包圍時,其吸收特徵就較強,反之亦然。吸收特徵的尖銳程度取決於礦物的結晶程度,結晶程度越好,吸收特徵越明顯。
(4)絕對反射率和譜帶的光譜對比度對礦物顆粒大小非常敏感,對透明物質來說,一般粒級越小,總反射率越高,但光譜對比度降低;對不透明物質,粒級越小,反射率越低。
現將對岩石礦物在可見光一近紅外區反射光譜特徵起主導作用的離子和基團的重要吸收譜帶列入表2,並引用兩個波譜曲線圖(圖3,圖4),直觀地展示含三價鐵離子礦物及熱液蝕變岩石中常見礦物的反射波譜曲線。
圖3含Fe3+礦物的反射波譜曲線(縱坐標經零點偏移,據Lee和Raines,1984)
表2對岩石礦物在可見光—近紅外區反射光譜特徵起主導作用的離子和基因的重要吸收譜帶
圖4熱液蝕變岩石中常見礦物的反射波譜曲線(A-熱液蝕變岩石中常見礦物的反射波譜曲線,縱坐標經零點偏移;B-由左側礦物反射波譜曲線組合而成。據Knepper,1989)
表3列舉了我國西部某些地區典型地質體及地物在TM各波段的像元亮度值,並將它們繪製成為曲線圖(圖5)。
表3我國西部某些地區典型地質體及地物TM各波段像元亮度值(據圖像采樣統計結果)
續表
圖5我國西部某些地區典型地質體及地物TM各波段像元亮度值曲線圖
(a)表示銅、鐵、金礦床蝕變岩石反射波譜特徵曲線;(b)表示干擾地物反射波譜特徵曲線;(c)表示不同圍岩與植被等地物的反射波譜特徵曲線
從圖5可以看山:①曲線1~3反映了不同類型礦床(銅、鐵和金)蝕變岩波譜特徵,曲線具雙峰現象,它由蝕變帶中OH-離子對TM7波段的強吸收和Fe3+離子對TM1、TM2和TM4波段的吸收造成,是進行蝕變異常提取的依據;②線5~8為不同圍岩的波譜特徵曲線,其特徵明顯區別於上述各蝕變岩石的,故一般不會對蝕變岩提取造成干擾;③曲線4對應白色大理岩,由於
3東天山大東溝—赤湖地區蝕變遙感異常提取及查證
在中圍地質調查局大調查項目「東天山銅金成礦地質背景和成礦過程研究」的執行過程中,我們在大東溝—赤湖(200km×104km,約20800km2)的ETM+衛片范圍內提取了蝕變遙感異常。ETM+衛片編號為13931,成像日期為2000年10月23日,蝕變異常提取的范圍為東經91030′~93°40′,北緯41°30 ′~42°12 ′,提取的方法以主分量分析為主,具體流程與在甘肅柳溝峽所用基本相同[6]。
3.1 異常點與已知礦化點坐標對比
在完成了東天山地區20800km2ETM+蝕變遙感異常提取的基礎上,我們對大東溝一赤湖范圍內已知的71個銅、銅鉬、金、鐵、鐵錳、鉛、鎳等礦床、礦(化)點與提取的ETM+蝕變遙感異常進行了統計分析,其中61個礦床、礦(化)點的實測坐標與蝕變異常中心坐標吻合,吻合率為85.9%。需要指出的是,與已知礦床的吻合率達100%。
3.2實地查證
2001年6月至8月,項目組與新疆地調院第二地調所共同工作,將 ETM+蝕變遙感異常與地質、構造、化探、物探等多元信息綜合,選出一些可供查證的蝕變異常,進行了實地查證。經過兩個多月的工作,驗證了各類蝕變異常點50個,其中有17個為已知的銅、銅鉬、金、鐵、鐵錳、鉛、鎳等礦床、礦(化)點,17個為新發現的與銅、金等有關的礦化蝕變異常點,16個為非礦化蝕變點。在這17個新發現的與銅、金等有關的礦化蝕變異常點中,地表見到了黃鐵礦化、硅化、褐鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化、孔雀石化、黃鐵絹英岩化、碳酸鹽化等礦化蝕變。在這些新發現的異常區中,有的擴大了已知礦點的找礦范圍,有的具有良好的找礦前景。
3.3已知典型礦床的異常查證(以延東—土屋斑岩型銅礦床為例)
這一礦區內包括土屋、土屋東和延東3個大型銅礦床。銅礦床位於塔里木板塊與准噶爾板塊碰撞對接縫合帶的北側,即准噶爾板塊最南緣的石炭紀增生拼貼島弧帶中。
礦區內出露與銅礦(化)體相關的地層主要為石炭系(?)企鵝山群,出露岩性為玄武岩、安山岩、安山質礫熔料、火山角礫岩、岩屑砂岩、含礫岩屑砂岩、復成份礫岩、沉凝灰岩等。礦體及近礦圍岩普遍孔雀石化。土屋、土屋東和延東銅礦即分布在火山熔岩與碎屑岩、火山碎屑岩的接觸帶上。中酸性淺成岩體是重要的控礦地質體,主要有細碧岩、花崗斑岩、斜長花崗斑岩、安山岩、石英斑岩等,通常呈岩枝、岩脈狀產出,走向多為 NEE-SWW向,與區域構造線方向基本一致,單個岩體出露面積約0.30km2。
礦體賦存位置為細碧岩體的中底部,其間穿插少量斜長花崗斑岩。礦體直接底板主要為角礫狀沉凝灰岩、含礫砂岩和後期侵位的細碧岩,底板岩石多呈隱爆角礫狀,發育黃鐵礦碳酸鹽脈。礦體頂板為同期同成分細碧岩,與礦體呈漸變過渡關系,亦發育同成分隱爆角礫岩。(岩)礦體蝕變類型齊全,蝕變分帶明顯,礦體及頂板蝕變強度(暈寬)大於底板,自中心向兩側可依次劃分強硅化帶、黑雲母帶、石英-絹雲母帶、絹雲母-(泥化、石膏化)青盤岩化帶和青盤岩化帶。黑雲母帶基本分布在主礦體內部,其他蝕變帶與礦體間不存在專屬性(時有時無)。
土屋、土屋東和延東銅礦床蝕變異常的提取結果如彩版附圖13(6)所示。將土屋、土屋東和延東銅礦床蝕變異常圖與1∶1萬土屋、土屋東和延東銅礦床地質圖(圖6)進行對比,從中可以看出,兩者在地層、構造、岩漿岩及礦床等地質要素的空間展布上完全一致。驗證結果證實本次工作提取的ETM+蝕變遙感異常圖與已知礦床極為吻合。
圖6土屋—延東銅礦區地質略圖(據新疆地質調查院第二調查所姜立豐等改編,2002)
3.4對已知礦點擴大找礦范圍的查證(以A金礦點為例)
A金礦點位於阿奇克庫部克斷裂南側附近,屬於北天山古生代雅滿蘇—阿齊山島弧帶[7]。出露地層主要為玄武質火山岩、安山質火山岩與大量碳酸岩夾層。A金礦點是新疆地調院第二地調所於2001年5月發現的,探槽見到產於大理岩中的脈狀金礦體,主要為硫化物石英脈,大理岩蝕變強烈,表現為黃鉀鐵礬化、炭化、硅化、褐鐵礦化(彩版附圖13(7))。
與此同時所提取的蝕變異常中不僅有與A金礦點對應的異常,而且在它的西北方向約1.5km處還有東西向展布的蝕變異常(彩版附圖13(8))。後者在同年8月異常地面查證後,經探槽揭露也發現了金礦脈。這是蝕變遙感異常找礦方法及時快速擴大找礦范圍的又一個實例。彩版附圖13(9)是查證時所拍的自然景觀。
4討論
(1)大東溝至赤湖一帶蝕變遙感異常與已知金屬礦床完全互洽,對全部礦床、礦(化)點吻合率高達85.9%。因此有理由確信,蝕變遙感異常是一種廉價、快捷、定位精確且應用效果好的獨立參數,特別是對於高山、交通不便、工作程度較低的地區尤為重要。
(2)蝕變遙感異常在應用MSS圖像時期僅有可能圈定由蝕變作用產生或非蝕變作用產生的三價鐵氧化物;TM則呈獻了提取並區分蝕變異常及鐵染異常的可能性。為避免術語上的淆惑,在今後的討論中我們將二者統稱為遙感異常,並作為蝕變遙感異常的簡稱。現將相關術語定義如下:
①蝕變遙感異常(簡稱遙感異常)。依據地表蝕變岩石原、次生礦物中的Fe3+、OH-等引起的光譜強吸收現象,利用數學分析(變換)方法從TM數據中提取的特殊遙感信息——蝕變遙感信息。其灰度圖的背景值和異常下限一般由均值加k倍標准離差界定,高於背景值的蝕變遙感信息區、帶稱為蝕變遙感異常。
②蝕變異常。源於OH-等陰離子基團振動過程的蝕變遙感異常稱為蝕變異常。
③鐵染異常。源於Fe3+等陽離子電子過程的蝕變遙感異常稱為鐵染異常。
(3)迄今對於TM信息在找礦方面的利用大多限於局部地區,其潛力遠未被窮盡。中國地質調查局為適應西部開發及資源大調查的形勢,決定展開蝕變異常提取快速遙感掃面,這無疑是非常適時的,可以預言,這項規劃的歷史作用在某些方面將可與區域化探相比擬。
致謝:曾朝銘同志對本工作給予了很大關注,提出遙感異常是成礦預測的「新參數」,並多次參與討論,提出寶貴意見,特此致謝!
參考文獻
[1]Курек Н Н Измененные окодорудные лороды и их поисковое значение[М],Госгеотехизлат,Мосхва,1954
[2]Bames.熱液礦床地球化學(上、下)[M].北京:地質出版社,1985,1987
[3]Шехгман熱液礦床詳細構造預測圖[M].北京:地質出版社,1982
[4]黃崇軻等.中國銅礦床(上、下冊)[M].北京:地質出版社,2001
[5]遙感專輯,第一輯,礦物岩石的可見—中紅外光譜及應用[M].北京:地質出版社,1980
[6]張玉君,楊建民.基岩裸露區蝕變遙感信息的提取方法[J].國土資源遙感,1998,(2):46~53
[7]毛景文,楊建民,朝春明等.東天山銅、金多金屬礦床成礦系統和成礦地球動力學模型[J].地球科學,2002待刊
A STUDY OF THE METHOD FOR EXTRACTION OF ALTERATION ANOMALIES FROM THE ETM+(TM)DATA AND ITS APPLICATION: Geologic Basis and Spectral Precondition
Zhang Yu jun1,Yang Jian min2,Chen Wei1
(1.China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Land and Resources,Beijing 100083,China;2.Chinese Academy of Geological Sciences,Institute of Mineral Deposis,Beijing 100037,China)
Abstract:This is the first paper in the serial articles on the new parameter for the prediction of the nuneral resources alteration RS ammalies.The geological basis and the spectral presupposition for the alteration anomalies are discussed.The result of extracting alteration anomalies in an area of more than 20000 square kilometers within East Tianshan Mountains and the result of the in-situ investigation of some anomalies are reported.Among the 71 known deposits or mineralization spots in this area,61 have the corresponding alteration anomalies.The coincidence coefficient is as high as 85.9%.some new related terms are defined.
Key words: Alteration RS anomaly;Alteration anomaly;Ferric contamination anomaly;RS anomaly
原載《國土資源遙感》,2002,No.4。
③ 模型二十七 斑岩型鉬礦床找礦模型
一、概 述
斑岩型鉬礦床,又稱細脈浸染型鉬礦床,多分布於古老的地台邊緣與新的構造 - 岩漿活動帶之間的過渡帶內,具明顯的面狀礦化特點,多呈網脈狀產在花崗斑岩、石英二長斑岩等岩體的內部及其近旁的圍岩和接觸帶中,是岩漿侵入的產物。
根據構造、岩漿、熱液等特徵,可將斑岩型鉬礦分為高硅流紋岩 - 鹼質系列和分異二長花崗岩系列兩類。高硅流紋岩 - 鹼質系列礦床,具有偏鋁質、高硅流紋岩質的特徵,產於大陸拉張環境,僅限於大陸板塊內部,如厚層克拉通地殼區的裂谷帶,因此也稱裂谷型斑岩鉬礦。根據鹼質岩漿作用與克萊馬克斯 ( Climax) 型侵入體之間的關系,可將高硅流紋岩 - 鹼質系列進一步細分為克萊馬克斯型、過渡型和鹼質型 3 個亞型。分異二長花崗岩系列則包括在花崗閃長岩 - 二長花崗岩或二長岩 - 二長花崗岩侵入體晚期分異作用過程中形成的礦床。該類型礦床的構造背景屬大陸擠壓環境,常常與弧 - 陸或陸 - 陸碰撞相關的俯沖帶關系密切,也稱島/陸弧型斑岩鉬礦。一般來說,高硅流紋岩 - 鹼質系列斑岩鉬礦的鉬金屬富集程度要比分異二長花崗岩系列高; 從鉬金屬生產歷史來看,前者的產量也要大一些。
圖 8 斑岩型鉬礦床的成礦模式( 引自黃典豪,1996)
2. 找礦標志
( 1) 地質找礦標志
1) 活動大陸板塊邊緣弧內側的島弧岩漿活動帶、親弧裂谷和大陸裂谷,是有利於斑岩型鉬礦成礦的大地構造環境。
2) 裂谷型斑岩鉬礦多產於厚陸殼地區具有拉張構造背景的區域,厚陸殼的特徵是一種重要的區域構造標志,但不總是必需的。僅就中國東部重要鉬礦床的產出背景而言,以中基性火山變質岩為主,發育基底混合岩的陸殼基底是重要的。
3) 島 / 陸弧型斑岩鉬礦與弧 - 陸或陸 - 陸碰撞的俯沖帶關系密切,帶有斑狀鈣鹼性侵入體的島弧岩漿作用和板內長英質火山岩的文象結構是重要的成礦作用標志。
4) 與斑岩型銅礦可能存在著空間分帶關系。靠近大陸邊緣多產出斑岩型銅礦床,而在偏趨大陸內側則多產出斑岩型鉬礦床。
5) 淺地殼 3 ~ 4km 深度是斑岩型鉬礦產出的理想深度范圍。
6) 斑岩鉬礦為細脈浸染狀礦床,礦區的含脈率和裂隙發育程度可作為判定礦化強度的一個重要標志。
( 2) 岩石學與礦物學找礦標志
1) 成礦母岩通常為強酸性岩石,岩石地球化學具高酸、高鉀、高鹼 ( K2O + Na2O) 、低鎂鋁等特徵,K2O > Na2O,K / Na 高 ( 通常大於 2) 。
2) 與斑岩鉬礦成因相關的長英質侵入岩通常具有高 Nb( > 75 × 10- 6) 、富 Rb 的特徵。
3) 拉張背景中侵入的富氟斑狀或細晶狀侵入體,通常具有 SiO2> 73 % 、Rb / Sr 遠大於 1 的特徵。
4) 富氟礦物,如螢石、雲母等,是克萊馬克斯型斑岩鉬礦存在的一個重要標志。
( 3) 蝕變找礦標志
1) 熱液蝕變或矽卡岩化區域蝕變標志,尤其是鉀化帶、硅化帶、帶狀展布的黃 ( 褐) 鐵礦化帶、伊利石 - 高嶺石化帶,或地表有礦化露頭、鉬華顯示區,是斑岩型鉬礦勘查的重要目標區域。
2) 與斑岩型銅礦的圍岩蝕變標志類似,從中心向外依次可能出現鉀化、硅化、絹英岩化、泥化、青磐岩化等分帶特徵。其中,硅化和鉀化是兩種貼近礦化的蝕變類型,可有效地指示礦化。
3) 氧化帶中可能存在黃 ( 褐) 色鐵鉬華,其氧化後的產物可能出現在地表,是指示下部工業鉬礦體的最為直接的找礦標志。
4) 蝕變外圍帶可能出現 Ag - Pb - Zn 脈和黃玉、螢石、錳石榴子石等。
( 4) 地球物理找礦標志
1) 與礦化相關的侵入體中磁鐵礦缺位 ( 鈦鐵礦而非磁鐵礦佔主導) 可能造成低磁或弱磁的特徵,在區域上可能出現較大范圍的航磁異常,這種異常可為區域勘查提供目標。
2) 鉬礦帶外圍黃鐵礦富集區可能顯示高激發極化 ( IP) 、低阻、高導等特徵,因此可通過激發極化測量圈定那些環繞含鉬礦帶的黃鐵礦蝕變暈。
3) 角頁岩區的磁異常可能指示磁黃鐵礦或磁鐵礦的存在,可作為斑岩型鉬礦的一種間接的指示標志。
( 5) 地球化學找礦標志
1) 區域性 Mo 地球化學異常,大型 - 超大型鉬礦的成礦母岩 Mo 豐度值通常不低於 50 × 10- 6。
2) 與斑岩鉬礦成因相關的侵入岩中或與之相關的蝕變和礦化帶中可能存在 U、Th 或 K 等放射性元素異常。
3) 對於礦化帶和蝕變帶 ( 鉀化和石英絹雲母化) 中可能存在的高 K 異常,需要進行 Th / K 測量,以確定高 K 異常到底是由礦化蝕變引起,還是由那些高 K 岩石引起的。
4) 礦化帶附近的岩石可能存在 Mo、Sn、Cu、W、Rb、Mn 和 F 異常。
5) 水系沉積物或湖底沉積物中可能存在 Mo、Sn、W、F、Cu、Pb、Zn 等元素異常組合。
( 周 平)
④ ETM<sup>+</sup>(TM)蝕變遙感異常信息提取的地質基礎
近礦圍岩蝕變現象作為找礦標志已有數百年歷史,有文獻記載也可追索到約200年前;根據圍岩蝕變發現的大型金屬、非金屬礦床更是不勝枚舉,例如,北美、俄羅斯的大部分斑岩型銅礦,我國的銅官山銅礦,美國猶他州的大型鋁礦和許多白鎢礦,西澳大利亞的大型金礦,墨西哥的大型鉑礦,世界上大多數的錫礦,哈薩克的剛玉礦等,這些實例充分證明交代蝕變岩石作為找礦標志的重要意義(張玉君等,2002)。
岩石的交代蝕變主要是不同類型的熱液與原生岩石相互作用的產物。最常見的蝕變為:硅化、絹雲母化、綠泥石化、雲英岩化、矽卡岩化、白雲岩化、重晶石化及錳鐵碳酸鹽化。某種有用元素的逐步富集是形成礦床的充要條件,而這種成礦物質通常由成礦熱液進行遷移搬運和卸載沉澱。近礦圍岩蝕變是成礦物質逐步富集成礦過程中留下的印跡。地質學家認為絕大多數礦床都伴隨有圍岩蝕變現象。在研究近礦蝕變圍岩的基礎上進行找礦的問題是十分復雜的,能夠肯定的是熱液蝕變岩石的發現,可以指示找礦的空間范圍,可以增加找到礦床的機會。
前蘇聯全蘇地質研究所的地質學家於1954年撰寫了《蝕變圍岩及其找礦意義》的專著(Курек,1954),它是第一部系統討論蝕變圍岩的理論和實際意義的專著,該書詳盡地闡明了與岩漿成因礦床(主要是金屬礦床)共生的熱液蝕變岩石的各主要類型、多樣性、特徵區別、彼此關系、發展規律及含礦性等問題,該書至今仍不失其參考價值。在我國也有專著探討交代類型、形成過程及找礦意義(趙一鳴,1992)。這些研究不僅提供了提取蝕變遙感異常的地質依據,而且還加深了對蝕變遙感異常解釋的合理性。
在研究近礦蝕變圍岩的基礎上進行找礦的核心問題就是利用熱液蝕變岩石提出找礦方向,確定礦床位置。盡管有蝕變岩存在不一定有礦,然而圍岩的劇烈而較大范圍的蝕變常常與大礦床及富礦石的生成互為隸屬,特別是大型-特大型內生礦床一般均具有強烈且較大范圍的圍岩蝕變。這是以找礦為最終目的提取蝕變遙感異常的地質依據。
⑤ 地質成礦條件和資源開發條件2
1.區域地質和地質成礦條件分析
在大地構造上,墨西哥可劃分為南科迪勒拉褶皺帶和墨西哥灣沿岸地斜(灣岸地斜)兩大構造單位。前者構成墨西哥國土的主體,地貌上大多表現為雄偉的山脈與高原;後者自中生代以來長期處於穩定大陸邊緣的構造位置,接受了大量的陸相和海相沉積,在地貌上表現為低平狹長的平原和台地。
(1)南科迪勒拉褶皺帶
南科迪勒拉褶皺帶占據了墨西哥絕大部分國土,賦存有除石油以外的其它多種礦產。這些礦產的形成大多與中、新生代的岩漿作用有關。
主要由第三系火山岩石組成的西馬德雷山脈,以及中央高原均為墨西哥重要的有色金屬分布區,產有銀、鉛-鋅、錫、銻、鎢、鉍、汞等多種礦產,其中有世界聞名的雷亞德安琪爾斯銀礦、瓜那華托銀礦和拉美最大的維楚科銻汞礦等,西北部的索諾拉地區主要分布有銅、金、鉬和石墨,其中拉卡里達德和卡納內阿兩大銅礦位於美國斑岩銅礦帶的南延部分,它們的形成與中、新生代火山岩有關。南馬德雷山脈及巴爾薩斯河谷地區主要產有鐵礦。在下加利福尼亞區。在科阿韋拉、索諾拉等地的一些盆地中,賦存有中生代的煤。特萬特佩克地峽是墨西哥硫磺的主要分布區。
(2)灣岸地斜
范圍大致包括墨西哥灣沿岸平原及尤卡坦半島。墨西哥灣沿岸平原為已知的油氣集中分布區。從北部的薩比納斯盆地到南部的坎佩切盆地,綿延1000多公里,分布著大小幾十個油田。其地層主要為早白堊阿爾布階礁灰岩及第三紀碎屑岩。坎佩切灣海上油田,產層主要為白堊系與古新統白雲岩化灰岩。
墨西哥灣海岸盆地是中新生代的小洋盆地的周邊,基底由古生代變質岩和花崗岩組成。中侏羅統至第三系沉積蓋層最厚15000米。這一墨西哥灣小洋盆地在墨西哥的周邊分為若干個產油區。
2.主要礦產資源開發條件分析
墨西哥礦產資源豐富,主要有石油、天然氣、鉛-鋅、錳、汞、鐵、鉍、金、鉬、鎘、銻、鎢、鍶(天青石)、硫、石墨、螢石、重晶石、石膏、砷、磷塊岩、硅藻土等。其中,銀儲量居世界第一位;石油、鉍、鎘儲量居世界第四位;鉛、鋅、銅、汞、銻、砷、螢石、鍶(天青石)、錳、重晶石等礦種的儲量也居世界前列。豐富的礦產資源,為墨西哥發展成為世界上重要的礦業生產國提供了良好的資源基礎。
國內資源短缺需要進口的礦產主要是:鋁土礦、鉻、錫、鎳、鋰鹽等。
表5墨西哥主要礦產的儲量及儲量基礎(截至1999年)
續表
(1)能源礦產
石油和天然氣
墨西哥石油和天然氣資源豐富。已探明的油氣資源,主要分布在墨西哥灣沿岸和坎佩切灣。截至1999年底,全國石油剩餘可采儲量為41億噸,合284億桶,佔世界石油剩餘可采儲量的2.7%,列世界第10位;天然氣儲量8500億立方米,佔世界天然氣剩餘可采儲量的0.6%,列世界第25位。在500米等深海線以內的大陸棚(總面積達250萬平方公里)內,尚有180萬平方公里主要為海相沉積層,被認為具有良好的油氣勘查前景。現已探明和在開採的油氣田可分為五大油氣區,它們是:
東北部氣區:范圍包括布爾戈斯盆地和薩比納斯盆地,面積21.1萬平方公里,主要為天然氣田。布爾戈斯盆地為格蘭德河向斜西南翼,北部與美國得克薩斯沿岸區相連。地層向東北傾斜並增厚,發育許多向海灣下降的同生斷層及其伴生的短軸背斜,呈東南向。厚度和滲透性變化大,多呈透鏡狀,如雷諾薩氣田。由於砂岩的變化,油氣不完全受構造控制,各產層有獨立的油水和氣水界面。孔隙度為8.4%~27.7%。產層主要為第三系始、漸新統三角洲相砂岩。在薩比納斯盆地,產層為上株羅統砂岩和下白堊統白雲岩。
坦皮科油區:由塔毛利帕斯台地和契孔特佩克山前拗陷組成,面積6.2萬平方公里。又可分為三個小區:(Ⅰ)北部埃巴諾-帕努科構造區,又稱坦皮科區,產層主要為中、上白堊統灰岩,其次為下白堊砂屑岩和上侏羅鮞狀灰岩。(Ⅱ)黃金港區,產層主要為中白堊灰岩,油田呈弧狀分布,綿延180公里,近海也發現油氣。(Ⅲ)波薩里卡區,產層為中白堊灰岩。
韋臘克魯斯油氣區:是個復向斜盆地,面積3萬平方公里,產油層為中、上白堊統灰岩。
雷福爾馬油區:泛指墨西哥南部的陸上油氣區,面積6萬平方公里。沉積岩在盆地中厚8250米,在隆起處厚4000米。西部的伊斯特莫盆地,侏羅系鹽岩形成許多鹽丘構造,白堊系以碳酸鹽岩為主。在賈耳帕隆起,發育的白堊-侏羅系生物灰岩組成雷佛瑪油區的高產層。第三系主要為碎屑岩,不整合於白堊系之上,在隆起兩側的盆地區,岩性和岩相有差異。在馬庫帕納-坎佩切盆地的東半部,第三系向尤卡坦台地方向漸變為石灰岩為主。伊斯特莫含鹽盆地為鹽丘構造和鹽丘構造形成的油氣田,產層主要是下古新統恩坎托組砂岩,有4個砂岩組。產層主要為下古新統砂岩;中部賈耳帕隆起和韋芒吉洛盆地,是該區主要高產油區,產層為侏羅、白堊系泥質灰岩,生物碎屑岩和白雲岩;雷佛瑪油區包括韋芒吉洛盆地和賈耳帕隆起。賈耳帕隆起為北北西向傾沒的復背斜,在此隆起及其西緣已發現70多個中生代構造,產層主要為侏羅-白堊系礫屑灰岩,砂糖狀白雲岩,裂縫泥質灰岩和生物碎屑灰岩等,平均厚度100~1200米,儲集空間的形成與礁、白雲岩化、溶蝕作用和鹽丘侵入引起的裂縫等有關,平均孔隙度8.39%~13.28%,滲透率200毫達西以上。生油層為深色泥晶灰岩,上侏羅統生油層有機炭含量0.5%~4%,屬I類乾酪根,厚500~700米。以上白堊統頁岩、泥灰岩和始新統頁岩為蓋層,厚300~600米。油田主要屬短軸背斜圈閉,閉合度大,斷裂發育。油層一般埋深4000米以下。馬庫斯帕納-坎佩切盆地的儲層為第三系砂岩,以背斜油氣田為主。在盆地西南邊緣,構造呈北西向,中部呈北東向,主要產天然氣和凝析油。坎佩切海上油氣區是墨西哥1975年開辟的新油氣區,裂縫、洞穴和孔隙發育。已發現十多個油田,均屬構造圈閉。面積4.8萬平方公里,比雷佛瑪油區大7倍。人工地震發現200多個背斜構造,鑽到的上侏羅統至中新統地層厚3000米以上。上侏羅統主要是泥頁岩,夾碳酸鹽岩和砂岩,中部間夾石膏厚約600米。白堊系主要是白雲岩,裂縫和溶洞發育,厚度400~500米。古新統為白雲質角礫岩,厚200~300米。始-漸新統主要為頁岩,偶夾石灰岩和白雲質角礫岩,厚200~300米。中新統厚600~2600米不等。產層為白堊系和古新統白雲岩化礫屑灰岩、白雲岩和白雲岩。
坎佩切灣海上油氣區:面積4.8萬平方公里,有60個含油前景良好的構造,產層為白堊系和古新統白雲岩化碎屑灰岩。原油探明儲量佔全國儲量的一半。
鈾
全國已探明鈾儲量1萬噸,推測儲量10萬噸。其中回收成本80~130美元/kg鈾的儲量1700噸,≥130美元/kg鈾的1700噸。主要分布在奇瓦瓦、杜蘭戈、索諾拉、新萊昂和塔毛利帕斯州。
已知的鈾礦床主要有兩種類型:第一類是分布在西馬德雷山州火成岩和變質岩中的浸染狀礦床,包括奇瓦瓦中部的佩尼亞布蘭卡(全國最大鈾礦)、索諾拉州的洛斯阿莫萊斯及杜蘭戈州的拉普雷西薩等礦床,鈾賦存在第三紀火山岩與下伏的白堊系灰岩及古生代變質岩的接觸帶中。第二類是分布在沿岸平原的砂岩型礦床,主要有塔毛利帕斯州的拉科馬、布埃納維斯塔及埃爾恰波特等礦床,它們均產於漸新統砂岩中。
(2)貴金屬和有色金屬礦產
銀
墨西哥銀儲量十分豐富。擁有儲量基礎40000噸,佔世界總儲量的13.2%,與加拿大並列,為世界第一位。分布較廣,主要集中在墨西哥高原中部和西馬德雷山脈。
總體來說,西馬德雷山脈火山岩區是墨西哥最重要的銀成礦區,它是世界上規模最大的第三紀火山岩區之一,面積27.5萬km2,其火山岩蓋下部火山岩系平均厚度約1km,時代為古新世一早始新世(拉拉米期),由安山熔岩和火山碎屑岩及少量硅質火山岩組成,其上不整合覆蓋平均厚約1km,時代為漸新世-中新世的塊狀硅質熔結凝灰岩(上部火山岩系)。該區內的銀(-金-鉛-鋅)礦床主要與下部火山岩系有關。西馬德雷山脈火山岩區產有帕拉爾、聖巴巴拉、聖弗朗西斯科德爾奧羅、弗雷斯尼略、瓜那華托等著名銀礦床。
銀礦床主要成礦有三種類型:第一類是與中-新生代火山岩、次火山岩有關的淺成熱液銀礦床,主要分布在墨西哥中部;第二類為中深熱液銀-鈷-鎳礦床,主要分布在墨西哥中北部;第三類是交代型鉛-鋅-銀礦床。此外,作為斑岩銅礦副產品回收的銀,也是銀的重要來源。礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦組合。
表6墨西哥主要銀礦床一覽表
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薩卡特卡斯(Zacatecas)火山岩型銀、鉛、鋅(銅)礦墨西哥的主要銀礦床,位於薩卡特卡斯市郊。銀儲量23236噸,品位120克/噸。礦體產於破火山口北部邊緣同心狀和切向分布的斷裂、破裂帶中。區內有5個脈系:坎特拉、馬卡諾奇、韋塔格朗德、塔霍斯德帕努科和普洛莫薩。成礦與第三紀火山噴發活動中晚期的岩漿熱液活動有關,破火山口構造為流紋岩岩漿活動提供了有利通道。
奈卡(Naica)火山熱液型銀、鉛、鋅、銅(金、)礦位於奇瓦瓦州南部。銀儲量3200噸,品位150~200克/噸;金金屬儲量中型,品位0.34克/噸。浸染狀、塊狀硫化礦,成礦時代第三紀。礦體呈饅頭狀,筒狀產出,含礦岩石是灰岩,礦石為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦組合。礦區有11個管狀和50餘個柱狀礦體群,前者長約50米左右,最長達700米,厚1~10米;柱狀體直徑3米,最大處80米。地下開采,年產金40公斤,選廠日處理礦石2500噸。
塔約耳提塔(Tayoltita)火山熱液型銀、鉛、銅(金)礦位於杜蘭哥州西部。銀儲量14339噸,品位373克/噸。金屬儲量1噸,品位0.28克/噸,硫化礦,成礦時代第三紀。脈狀礦體充填在第三紀流紋岩、安山岩中,圍岩蝕變主要是硅化,方鉛礦、黃銅礦為主要金屬礦物。露天開采,年產金0.5噸,選廠日處理礦石2000噸。
聖歐拉里亞(Santa Eulalia)矽卡岩型銀、鉛、鋅礦位於奇瓦瓦東25公里。銀儲量在1萬噸以上,品位125~350克/噸;鉛金屬儲量11.5萬噸,品位2.6%,鋅金屬儲量32.8萬噸,品位7.4%。硫化礦。熱液交代層狀礦床。地下開采。
聖巴巴拉(Santa Barbara)熱液脈型銀、鉛、鋅、銅(金)礦位於奇瓦瓦南400公里。
聖馬莉亞(San Maria)熱液脈型鋅、銅、鉛(銀)礦位於薩卡特卡斯州西部。鋅金屬儲量111.3萬噸,品位5.3%,銅金屬儲量26萬噸,品位1.24%,鉛金屬儲量11.1萬噸,品位0.55%。硫化礦,成礦時代中新世。礦體呈脈狀、不規則狀,賦存於硅化灰岩和花崗岩接觸帶中,平行於花崗閃長岩株,礦脈長達數百米,寬幾厘米到3米。地下開采,日產礦石2400噸,選廠日處理礦石4400噸。
塔斯科(Taxco)熱液脈型銀、鋅、鉛礦位於格雷羅州。銀儲量2130噸,品位163.87克/噸;鋅金屬儲量33.6萬噸,品位4.2%,鉛金屬儲量15萬噸,品位1.9%。硫化礦。礦區有兩種類型:(1)鉛-鋅-石英脈型,脈長幾百米到1000米,寬1.5~10米,深300米。(2)灰岩中的不規則狀交代礦體,礦體寬20米,含鉛鋅較低。地下落頂充填法開采,礦石產量3000噸/日,選廠處理礦石3300噸/日,金屬回收率:銀90%,鉛92%,鋅78%。
雷亞爾德安琪爾斯銀礦位於薩卡特卡斯州東南部薩卡特卡斯城東南61km,構造上處於中央梅薩山脈西緣,靠近西馬德雷山脈火山岩區東南翼。礦床產在白堊系組成的穹窿(或短軸背斜)的軸部附近,平面上呈400×450m的橢圓形。全部礦化產於晚白堊世碳質砂岩和粉砂岩中,岩性單一的地層礦化很少發育,而互層-交互紋層相(單個紋層厚度小於5mm)為礦化提供了有利位置。在與厚3~9cm的砂岩呈交互紋層的粉砂岩中,礦化細脈最為發育,在砂岩層厚度增大時,銀品位大大降低。而在含有交互紋層狀粉砂岩並具有滑動或變形層理的砂岩透鏡體中,存在高品位網脈型礦化。銀以25g/t為邊界品位,以70g/t為工業品位(入選品位)圈出礦體。礦石儲量1億噸。入選礦石含鉛0.95%,鋅1%。該礦擁有銀儲量6375噸,平均品位65~128克/噸;鋅儲量54萬噸,鉛儲量58.8萬噸。1982年投產,目前日采選礦石1.5萬噸,年產銀200噸以上(1997年為219噸),成為墨西哥也是世界最大露天銀礦山。
金
金資源豐富。儲量基礎為340噸(12000000盎司)。大部分為中-新生代銀金礦,其形成多與火山岩、次火山岩有關,如瓜那華托州的托里斯塞德羅斯礦山,奇瓦瓦州的奧坎波礦山都屬此類。此外,還有在卡納內阿銅礦、奈卡鉛鋅礦、弗雷斯尼約銀-鉛-鋅礦中的伴生的金。上述礦床除卡納內阿銅礦外,均為火山熱液型礦床。墨西哥的主要金礦床有:
聖弗朗西斯科德爾奧羅(San Francisco del Oro)火山熱液型銀、鉛、鋅礦位於奇瓦瓦州南部。銀儲量大型,3200噸,鉛、鋅金屬儲量分別為4.89萬噸和4萬噸。金金屬儲量中型,品位0.34克/噸。硫化礦,成礦時代晚於白堊紀。礦體為寬0.5~1米的礦脈群,充填在強烈褶皺的鈣質白堊紀頁岩內,上面覆蓋有火山岩,礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦組合。地下充填法開采,年產金0.4噸,選廠日處理礦石3250噸。
奧坎波(Ocampo)火山熱液型金、銀礦位於奇瓦瓦州南部。金儲量中型,品位7.78克/噸。貧硫化礦,成礦時代第三紀。礦體為脈狀,產於安山岩及流紋岩中,圍岩蝕變有硅化、碳酸鹽化,礦物為紫水晶、方解石、銀金礦、輝銀礦、輝銅銀礦組合。至1982年累計產金5.44噸。
托里斯塞德羅斯(Torres-Cedros)火山熱液型金、銀礦位於瓜那華托州。金儲量大型,品位2.27克/噸。銀品位340克/噸。貧硫化礦,成礦時代第三紀。礦化帶長幾公里,賦存在流紋岩內,呈網脈狀產出,圍岩是頁岩、片岩。礦物為銀金礦、自然金、銀的硒化物、硫化物組合。地下開采,年產金0.8噸,累計產金233噸,選廠日處理礦石2000噸。
銅
銅資源豐富。儲量為2700萬噸,主要分布在北部的與美國斑岩銅礦帶毗鄰的索諾拉州。此外,在下加利福尼亞半島和米卻肯州也有銅礦分布。
按地質-工業類型,銅礦床分為:①斑岩型銅礦床。②沉積型砂頁岩銅礦床,如下加利福尼亞半島的波萊奧銅礦。③火山岩型黃鐵礦礦床。三種類型中以斑岩型銅礦床為主,它占總儲量的97%。墨西哥主要銅礦床有:
卡納內阿斑岩銅礦位於索諾拉州北部,是世界上最大的露天斑岩銅礦之一。礦化帶長9.6公里,寬4.1公里,共有12個礦體。成礦時代早第三紀。產於花崗斑岩小岩體內,局部也產於外接觸帶和角礫岩筒中。礦石為細脈-浸染狀構造。主要金屬礦物是黃銅礦、輝銅礦和斑銅礦。在礦體的邊緣有閃鋅礦和方銅礦。礦床氧化帶厚70米,次生富集帶不發育。共有銅金屬儲量1190萬噸,銅品位0.7%,鉬金屬儲量9萬噸(其中3萬噸可回收),鉬品位0.001%。伴生有金。圍岩蝕變有鉀化、絹細化、銀化、青盤岩化。露天開采,剝采比為3∶1,日產礦石3萬噸。
坎波莫拉多(Campo Morado)火山岩型銅、鋅、鉛(金、銀)礦位於格雷羅州伊瓜拉西南70公里。銅金屬儲量18萬噸,品位0.68%,鋅金屬儲量27萬噸,品位3.12%,鉛儲量5萬噸。塊狀、浸染狀硫化礦,成礦時代早白堊世。含礦岩石為長英質火山角礫岩,礦體為透鏡狀。下盤綠泥石蝕變帶具浸染狀金屬硫化物礦化。含礦岩系的上下盤岩石為凝灰質板岩、硬砂岩、安山岩和流紋質凝灰岩。
埃爾阿爾科(El Arco)斑岩型銅礦位於加利福尼亞半島。銅金屬儲量327萬噸,品位0.6%,浸染狀、網脈狀硫化礦,成礦時代白堊紀(107百萬年)。礦體呈網脈狀賦存於二長岩中。圍岩蝕變有鉀化、青磐岩化。
拉韋爾代(La Verde)斑岩型銅、鉬(金、銀)礦位於米卻肯州。銅金屬儲量130萬噸,品位0.69%,金品位0.3g/t,銀4.7g/t。網脈狀硫化礦,成礦時代晚白堊世。礦體屬角礫岩筒型,賦存於石英閃長斑岩中。礦區由兩個礦段組成。圍岩蝕變有鉀化、石英絹雲母化和青磐岩化。已建礦山,日產礦石1.65萬噸。
聖伊西德羅(San Isidro)斑岩型銅(金、銀、鉛、鋅)礦位於米卻肯州。銅金屬儲量15.75萬噸,品位0.45%。網脈狀硫化礦。礦床產於花崗閃長岩中,由兩個礦體組成。圍岩蝕變有硅化、絹雲母化、電氣石化、綠泥石化。
因瓜蘭(Inguaran)斑岩型銅(銀、鎢)礦位於米卻肯州南部。銅金屬儲量26萬噸,品位1.3%~1.5%。硫化礦,成礦時代白堊紀。該礦屬角礫岩筒型。礦體賦存於石英二長斑岩、花崗岩中。圍岩蝕變有硅化、電氣石化、青磐岩化。地下開采,日產礦石2000噸。
鉛-鋅
墨西哥鉛、鋅資源豐富。鉛儲量為100萬噸,儲量基礎為200萬噸,鋅儲量為600萬噸,儲量基礎為800萬噸。主要分布在北部的奇瓦州、索諾拉州及中部的薩卡特卡斯州。主要礦床類型為脈型和矽卡岩型礦床。墨西哥的主要鉛-鋅礦床有:
特科洛特(Tecolote)矽卡岩型鋅、銅(鎢、銀)礦位於索諾拉州。銀儲量超過1萬噸,品位125~350克/噸。鋅金屬儲量5.6萬噸,銅金屬儲量1.6萬噸,品位1.82%。硫化礦。礦體呈不規則狀,產於泥質和鈣質建造的接觸帶中。地下開采,年產礦石15萬~30萬噸。
帕拉爾(Parral)熱液脈型鉛、鋅、銅(銀)礦位於奇瓦瓦南。鉛+鋅金屬儲量大型,鉛品位5.8%~3.3%,鋅品位4%~10%。硫化礦,成礦時代第三紀。礦脈呈北東走向,傾向南東,賦存在粘土質灰岩、安山岩中。礦體厚達18米。礦石含銀250g/t。地下充填法開采,年產礦石30萬~50萬噸,選廠日處理礦石1000噸。
銻
銻資源較為豐富。儲量基礎18萬噸。主要分布在聖路易斯波托西、索諾拉、伊達爾戈(錫馬潘銻礦)、格雷羅和瓦哈卡州(洛斯特茹科茲銻礦)。該國有五個較大的礦床,屬汞銻石英脈型及銻鉛鋅多金屬型。按成礦作用及產出特點,有熱液層狀礦床(如聖路易波托西州的聖-何塞銻礦)及熱泉銻汞礦(如維楚科銻汞礦)等類型。
鉬
資源較為豐富。儲量基礎23萬噸,主要分布在索諾拉州,大多集中在大型斑岩銅-鉬礦床以及斑岩礦床中,這些礦床位於亞利桑那斑岩銅礦帶的南延部分,與第三紀淺成中酸性岩漿活動有關。其中的拉卡里達斑岩銅礦是世界上大型產鉬礦山之一。
(3)黑色金屬礦產
鐵礦
資源不太豐富,大多分布在太平洋沿岸和北部高原一帶,主要礦區有:
杜蘭戈-薩卡特卡斯鐵礦區,其中著名的有杜蘭戈州的塞羅·德梅爾卡多鐵礦;
高原南部和南馬德雷山脈礦區,分布范圍較廣,其中巴爾薩斯河谷的拉斯特魯斯鐵礦儲量1.85億噸,含鐵量高達63%;
北部高原和西北部鐵礦區,主要是分布在科阿韋拉和奇瓦瓦州的一些中小型鐵礦。
這些礦床大多為接觸交代型礦床。賦存在早白堊灰岩與晚白堊世花崗岩侵入體的接觸中。主要礦石礦物有赤鐵礦(奇瓦瓦州拉佩拉鐵礦)和磁鐵礦(拉斯特魯斯鐵礦)等。
錳礦
金屬儲量基礎900萬噸,主要分布在伊達爾戈州(莫蘭戈錳礦)、下加利福尼亞半島(盧西弗錳礦)和哈利斯科州(奧特蘭錳礦)。此外,在奇瓦瓦,杜蘭戈等州出也見有錳礦。
莫蘭戈錳礦為沉積成因,礦體賦存在碳酸鹽岩建造中;奧特蘭和盧西弗錳礦則與火山作用有關,屬火山-沉積礦床。
⑥ 和田玉伴圍岩是什麼意思
和田玉伴圍岩,是指石包著玉,皮殼是伴生岩石,內里才是和田玉。
這類通常需要打磨掉表皮,才能看到內里有沒有玉,玉質好壞,所以有一定風險性。