地質中的金屬異常是怎麼回事
Ⅰ 異常成因判別方法
已有平原區區域地球化學調查資料顯示，在城鎮及其周邊土壤中，普遍存在著程度不同的地球化學異常，尤其是重金屬元素異常(張德存等，2001;吳新民等，2003;廖啟林等，2004;2005;賴啟宏等，2005;趙琦，2002)。由於表層土壤的地球化學環境已經普遍受到人類活動的擾動，即表層土壤承載了部分由人類活動產生的污染物(Lacerda，1997;Porcellaetal.，1997;Granatoetal.，1995;Wallschlaegeretal.，1997)。基此分析，構成城鎮及其周邊土壤重金屬異常的異常組分不只是來自自然地質作用，還來自人類活動擴散物，某些異常組分還可能是自然地質作用和人為作用的復合。容易理解，土壤中異常組分來源不同，異常的成因類型就不同，異常組分的存在形態也就不同，由此導致異常的生態效應及其影響途徑也不同。在這種情況下，要想全面系統地對地球化學異常進行查證和評價，首要問題就需要對異常的成因進行判別。
前面對利用元素相關關系法確定土壤地球化學基準值的理論和實際應用進行了論述，提出元素相關關系法的目的不僅僅是為了確定土壤中重金屬異常組分的基準值，還有一個重要目的是為判斷城市環境地球化學異常成因提供技術手段，本章內容即圍繞這一目的展開。具體辦法是採用土壤垂直剖面的方式，利用元素相關關系法確定異常區主要異常組分的地球化學基準值，而後計算出異常組分的疊加量;根據異常組分疊加量在土壤垂直剖面上的分布狀況，對通過平原區區域地球化學調查發現的城鎮及其周邊土壤地球化學異常，重點對重金屬元素異常的成因進行判別。一方面是對所選異常的主導成因類型進行探討，另一方面是為利用元素相關關系法確定土壤重金屬元素異常的成因提供試驗研究實例。
Ⅱ 地質異常單元的基本特點及劃分方法
陳永清趙鵬大陳建國
（中國地質大學數學地質遙感地質研究所，武漢430074）
摘要在礦床統計預測中，單元可大致概括為兩類：規則單元和自然單元；地質異常單元屬於自然單元。它是繼「網格單元」和「地質體單元」之後，提出的第三種統計單元。該單元以「地質異常致礦理論」為理論基礎，並能夠在多源地學信息提取及合成的基礎上，使用綜合信息定量標度。它易於實現單元的自動劃分，同時保持了單元信息的完整性。本文闡述了地質異常單元及其劃分的理論基礎、地質異常單元的基本特點和劃分方法。
關鍵詞地質異常致礦理論地質異常單元綜合信息金礦床統計預測
1引言
單元劃分是礦床統計預測的一項基礎性工作。其預測的結果皆建立在一定單元劃分基礎之上。單元不僅作為統計樣品，而且作為資源的載體是礦產資源定量預測中統計模型與地質模型有機關聯的關鍵環節。因此，在礦床統計預測中，單元劃分是一項十分重要的研究內容，其劃分的正確與否直接關繫到預測的精度及效果。
礦產資源統計預測中普遍採用的統計單元可概括為兩類：「網格單元」和「地質體單元」。「網格單元」劃分的關鍵問題是選擇單元的大小，但單元面積大小的確定，目前尚缺乏明確的准則[1]。「地質體單元」劃分的方法[2]是一種定性方法，不利於實現單元劃分的自動化。為此，我們提出了「地質異常單元法」。
「地質異常單元法」是地質異常單元劃分方法的簡稱。它以「地質異常致礦理論」為理論基礎，以計算機為手段，在多源地學信息提取及合成的基礎上，利用綜合信息定量自動劃分統計單元。
2理論基礎
2.1概述
地質異常單元及其劃分的理論基礎是「地質異常致礦理論」。70年代中期，原蘇聯學者M.A.Favorskaya和I.N.Tomson[3]認為：「礦體是與其它類型地質異常（geological anomalies）相聯系的地球化學異常」。首次提出了地質異常的概念。70年代末，原蘇聯學者D.A.Gorelov[3]從統計的角度給出了地質異常的定義：「地質異常是指在構造演化特定階段，地殼某一區段內地質體的總體特徵在統計意義上偏離同類地質體的總體背景」。90年代初，中國學者趙鵬大等[4]提出：「地質異常是在結構、構造或成因序次上與周圍環境有著明顯差異的地質體或地質體組合」。並認為：「與成礦作用有密切關系的地質因素控制而形成的地質異常體的存在是礦床形成的必備條件，這種地質異常體所表現的『地質異常，則是指示礦床存在的標志。」從本質上闡明了地質異常的概念及其與礦床（化）的關系。
2.2致礦地質異常
「地質異常並不一定導致成礦，但礦床形成必然以地質異常的存在為前提」[5]。致礦地質異常系指與礦床的形成和分布具有內在聯系的地質異常。它可初步劃分為兩種類型：控礦地質異常和地質礦異常。前者是指控制礦床形成和分布的地質因素，如控礦地層、控礦構造和控礦侵入體等；後者是指礦床及其原生暈、次生暈和由其引起的物化探、遙感異常等。在中小比例尺礦產統計預測中，預測的目標是成礦遠景區（帶），因此，整個致礦地質異常都是預測目標；而在大比例尺礦產預測中，預測目標是礦體及其組合，只有地質礦異常才是真正的預測目標。
不同尺度水平的地質異常與不同等級的礦產資源體之間的依次對應控制關系是「地質異常致礦理論」研究的一項重要內容。業已表明[6]：全球地質異常控制著洲際成礦帶的分布；區域性地質異常控製成礦省和成礦區帶的分布；局部地質異常控制礦田、礦床、礦體的分布；顯微地質異常是礦體空間定位的標志。
2.3地質異常與復雜度
某些學者[3]認為，礦場地質結構異常（atypicality）的概念一定不要與復雜度（complexity）、非均質性（heterogeneity）和變化梯度（gradient）等類似的概念相混淆。「復雜度」和「異常」的概念是相似的，但不是完全等同的。含礦區段的地質結構不是簡單（和絕對）的復雜，而是區別於其周圍環境的異常。構造帶結構越復雜，礦質越不易被封閉。但這里有一個尺度效應問題。對於受全球地質異常和區域地質異常控制的全球成礦帶（如環太平洋成礦帶）和成礦省、成礦區帶這樣的I、Ⅱ級致礦地質異常單元而言，地質異常與復雜度是近於等同。即地質異常的強度與復雜度成正比。某些大型內生金屬礦產分布於地質復雜度高的地質異常中。譬如，原蘇聯Kuznets Alatau內生磁鐵礦礦化帶分布於地質復雜度的高值區域[3]，中國一些已知大型內生金屬礦產亦分布於地質復雜度高的地質異常區[6]。在礦床、礦體尺度水平上，以地質復雜度標度的地質異常與地質礦異常（礦床、礦體）在空間分布上存在著明顯的差異。例如，在中國騰沖地區，金礦床（點）分布於斷裂組合熵標度的地質異常的邊緣[5]。這是因為地質結構高度復雜的區域是活動區，多期次的構造－岩漿活動為深部礦液的運移提供了通道和動力，而礦液的沉澱則需要一個相對穩定的空間。絕大多數內生金屬礦床不是賦存於多期復活大斷裂中和多組構造的交叉點上，而是賦存於大斷裂的次一級斷裂中和多組斷裂交匯的附近區域。這就啟示我們在大比例尺礦床統計預測中，應主要根據地質礦異常標志信息和控礦地質異常信息構置成礦有利度綜合預測變數，用成礦有利度（ore-forming favorability）而不是單純根據復雜度標度地質礦異常。
3地質異常單元的基本特點
「地質異常單元法」具有以下基本特點：
（1）由於地質異常是能夠定量表達並具有強弱的性質。因此，可按某種准則確定其臨界值定量圈定異常單元，這樣有利於實現單元劃分的自動化。地質異常具有空間概念。根據臨界值圈定的異常單元是一個空間實體。可利用數學手段研究其各種成礦信息的數學特徵（幾何特徵、空間特徵、結構特徵和統計特徵）及其變異性，有利於深化異常單元的立體評價，以實現三維成礦預測。
（2）由於地質異常在結構和物質組成上都與其周圍環境存在著顯著的差異和統計意義上的偏離；因此，地質異常總應伴有不同強度的物化探和遙感異常。前者是後者形成的根源，後者是在物理上、化學上對前者的反映。我們可以利用物化探和遙感等信息綜合定量標度地質異常[7]，從而奠定了地質異常單元綜合定量劃分的方法學基礎。
（3）按抽樣理論，地質異常單元法滿足統計理論的要求：統計樣品應來自同一母體，保證抽樣的隨機性和樣品的代表性。根據「地質異常致礦理論」，單元都是由同一地質異常標度、同一方法綜合定量劃分的，從而保證在同一成礦地質背景下單元的同母體性。單元劃分取決於致礦地質異常的強度，大於某一臨界值的區域都被視為單元。單元劃分不受其先後序次的影響，即單元之間是相互獨立的。由於地質異常事件可視為小概率隨機事件，保證了抽樣的隨機性。
（4）地質異常單元法劃分的單元較客觀地反映了礦產資源體產出的地質特徵及空間分布趨勢。單元是礦體存在（或可能存在）的具體位置，單元空間是礦化的可能區域。正是上述特徵保證了地質異常體及其信息的完整性。該方法劃分的單元使單元和礦產資源體的等級性與地質異常的尺度水平達到了高度統一。不同尺度水平的地質異常與不同等級的單元和礦產資源體一一對應。由於每個單元都是具有不同成礦概率的礦化局域，所以單元空間整體分布特徵較客觀地反映了礦產資源體的分布趨勢。
（5）地質異常單元具有復雜性特點。這是由地質異常和礦產資源體的層次性以及背景和異常的相對性等因素所決定的。譬如，大比例尺礦床統計預測通常是在中、小比例尺區域預測的最優靶區內（或已知礦化的局域）進行的。在中、小比例尺尺度上，這一成礦的有利局域雖然在某種組分和結構上被認為與周圍環境迥然不同，但在局域內部則被認為是相對均質的，即單元內任何部分都具有等同的成礦概率。但是，在大比例尺尺度信息水平上這一局域與區域具有等同的復雜性（表1）。表1表明：1:20萬信息水平的區域地質異常與1:5萬信息水平的局部地質異常在異常復雜性、異常信息和成礦功能等方面表現出高度的自相似性。即在近400km2范圍的1:5萬信息水平的局部地質異常特徵近似地反映了約40000km2范圍的1:20萬信息水平的區域地質異常特徵。不同尺度地質異常的這種自相似（分形）結構特徵啟示我們：濃縮整個區域成礦信息的局部區段是成礦的最佳遠景地段，通過對該地段的詳細解剖可近似地認識整個區域的致礦地質異常特徵。
表1魯西金礦化集中區區域地質異常與銅石金礦田局部地質異常對比
據陳永清.魯西綜合信息金成礦系列預測理論和方法研究（博士學位論文），長春地質學院，1994.
4地質異常單元的劃分方法
地質異常單元的劃分方法是一個探索中的課題。這是由地質異常的復雜性所決定的。不同尺度的地質異常具有不同的信息水平和研究內容，當然其定量計算方法亦有所不同。在大比例尺礦床統計預測中，地質異常單元劃分與該尺度礦床預測的一系列特點相聯系。大比例尺成礦預測的一個顯著特徵是預測目標由成礦遠景區（中、小比例尺）變為礦體和礦體組合。因此，預測的准確度、精度以及資料水平要高，預測難度大，而預測的成果可直接產生經濟效益和社會效益。根據這一特點，大比例尺礦床統計預測中的地質異常單元劃分包括以下內容：①在地質異常致礦理論指導下，利用高新信息處理技術從多學科地學資料中提取「診斷性」致礦地質異常信息；②選擇合適的數學方法，利用現代計算和圖像處理技術對上述信息進行有效合成；③運用合成（綜合）信息值繪制地質異常圖，然後確定臨界值，在地質異常圖上圈定地質異常單元。下面以地質異常單元在山東西部歸來庄金礦區大比例尺金礦統計預測中的應用為例闡明其劃分方法和應用效果。
4.1地質概況
研究區位於魯西斷塊隆起平邑—費縣中生代斷陷火山岩盆地南西邊緣的北西向隆起帶。控礦岩體為燕山期次火山雜岩體（銅石岩體）。該岩體主要由二長閃長玢岩和二長正長斑岩及相應成分的脈岩組成，並以富K2O（4.06%～10.12%）和Au（5.40×10-9～12.46×10-9）為異常特徵。控礦地層主要為前寒武紀泰山群變質岩系和寒武－奧陶系碳酸鹽岩系。前者主要岩性是斜長角閃片岩、片麻岩等，並以富含Au（5.90×10-9～139×10-9）、Cr、Ni、Co、V等組分為異常特徵；後者主要岩性是白雲質灰岩、硅質灰岩和泥灰岩。控礦構造主要為EW、NW和NE向斷層系統及其控制的隱爆角礫岩帶。已知金的工業礦體賦存於岩體東側受EW向斷層控制的隱爆角礫岩相中，其典型礦物組合是自然金、銀金礦和碲金礦；其異常元素組合是Au-Ag-Te。
4.2信息提取及信息合成
研究區資料包括1:1萬礦區地質圖、1:1萬高精度磁測數據和1:1萬Au、Ag、Cu、Pb和Zn等元素土壤地球化學數據。信息提取及合成包括單學科信息提取及合成和多學科信息提取及合成。該項工作的開展以「地質異常致礦理論」為前提，以各學科研究的方法原理為准則，以解決地質問題為目的。
4.2.1單學科信息提取及合成
高精度磁測數據主要用於研究不同地質體的異常邊界、隱伏地質體的三維分布以及斷裂格局等。其實質是通過對磁場磁性體地質體特徵的對比分析，揭示三者之間的內在聯系，從而達到解決上述地質問題之目的。具體做法是對高磁數據首先化極，然後做不同高度（100m、300m、500m）的位場變換並求取各高度、四個方向（0°、45°、90°、135°）的水平一階導數和垂向二階導數，提取磁特徵線（一階水平導數極值線和垂向二階導數零值線），編制高磁特徵構造異常圖。將該圖與同比例尺地質圖相疊置，據出露地質體的磁場特徵推斷其隱伏邊界和各種磁性界面（線形和環形界面），編制地質地球物理構造骨架異常圖（圖1）。
圖1歸來庄金礦區地質地球物理異常
1—第四系，2—侏羅紀火山沉積岩；3—奧陶紀碳酸鹽岩；4—寒武紀碳酸鹽岩；5—太古宙變質岩；6—燕山期閃長玢岩；7—燕山期正長斑岩；8—隱爆角礫岩；9—深斷裂；10—推測深斷裂；11—淺斷裂；12—推測淺斷裂；13—金礦床
1:1萬土壤地球化學測量數據用於確立地質礦異常的空間定位。首先對其數據分別做標准化數據處理，並編制相應的標准化地球化學圖[8]；然後通過相關分析和因子分析確立成礦元素（Au）組合。對組合元素的標准化數據應用（1）式合成。
數學地質和地質信息
式中：yi為第i個測點的組合元素合成值；xj為組合元素中第j個元素的標准化值；n為測點；m為組合元素數。
據yi值編製成礦組合元素的綜合標准化地球化學圖（圖2）。在該圖上取等值線由疏變密的臨界線作為組合元素的異常下限，並圈定組合元素異常。組合元素異常比單元素異常更准確地反映地質礦異常的可能位置。研究區成礦元素組合為Au-Ag-Cu。
圖2地球化學地球物理異常圖
4.2.2多學科信息合成
多學科信息合成包括定性合成和定量合成。定性合成是將上述單學科提取及合成的地質、地球物理和地球化學信息按空間坐標用不同的符號綜合表達到一幅圖上，形成綜合地質異常（即圖1和圖2的空間合成）。定量合成是將綜合地質異常圖上的信息按一定規則取值，並將不同信息的值按一定的數學法則合成，據合成值繪制定量地質異常圖。定性合成是定量合成的基礎。綜合地質異常圖全面反映了研究區地質體（地層和岩體）和礦產資源體（礦床、礦體）的地質、地球物理及地球化學特徵。對層狀岩系而言，中生代火山沉積岩通常顯示正磁場特徵，而前寒武、奧陶紀碳酸鹽岩系則顯示負磁場特徵。就塊狀岩系而論，岩性相同的侵入體，磁場強度不同，礦化強度亦有差異。譬如，研究區中部的岩體磁場強度大，Au-Ag-Cu組合異常強度亦大，並有繞等軸狀磁場呈環形分布的趨勢。其周圍出露的小岩體則磁場強度低，組合異常強度亦低或無異常顯示。Au-Ag-Cu組合異常除具岩（侵入岩）控性質外，亦具有裂控性質。異常分布總體上受中部侵入岩控制，但是具體受不同方面的斷裂控制。異常濃集中心的方向性排列表明：組合異常可分為EW、NW和NE三組，其濃集中心通常分布多組斷裂的交匯域（圖1和圖2）。因此，在大比例尺成礦預測中，斷裂的具體控礦作用比岩體的總體控礦作用顯得更重要。
4.3圈定地質礦異常單元
地質礦異常單元是在致礦地質異常圖上圈定的。致礦地質異常圖是根據控礦地質異常信息（變數）和Au-Ag-Cu組合異常強度信息（變數）的合成值繪制的。
（1）控礦地質異常信息的提取及合成
具體控制礦體就位的地質異常是斷裂構造和不同地質體的接觸面構造。單位面積內斷裂的規模，不同方向斷裂的交點數和岩性數反映了控礦地質異常的復雜程度。因此，以單位面積內斷裂交點數和岩性數的和為權系數乘以相應單位面積中各方向斷裂的總長度，將其乘積作為度量控礦地質異常復雜度的參數。其計算公式為：
數學地質和地質信息
式中：cx為復雜度；n1為單位面積內斷裂交點數；n2為單位面積內岩性數；lf為單位面積內各方向斷裂的總長度。
（2）成礦元素組合異常信息的提取及合成
將單位面積內成礦元素組合異常的最高值與其相應異常面積的乘積作為度量異常強度的參數。其計算公式為：
數學地質和地質信息
式中：M1代表異常強度；ymax代表單位面積內異常最大值；S代表單位面積內的異常范圍。
（3）致礦地質異常圖的編制
致礦地質異常的計算公式為：
數學地質和地質信息
圖3歸來庄金礦區致礦地質異常
式中：Of代表致礦地質異常強度；cx和M1分別代表控礦地質異常復雜度和成礦元素組合異常強度。
根據Of值編制致礦地質異常圖（圖3）。
在致礦地質異常圖上，選擇等值線由疏變密的臨界值作為異常下限，圈定地質礦異常單元，以圖2為例，取7為異常下限，共圈定5處致礦地質異常單元，其中Ⅴ號單元是歸來庄金礦床所在單元。
5結論
地質異常單元及其劃分方法具有堅實的地質理論基礎，並符合統計抽樣原理。在具體劃分程序上利用現代計算機和圖像處理等高新技術，最終以綜合信息自動定量標度單元邊界，從而為成礦預測的自動實現奠定了基礎。該方法在大比例尺金礦預測中取得了預期效果。由於不同尺度水平的地質異常與不同等級的礦產資源體相對應，並具有依次控制關系，因此，該方法亦適用於中、小比例尺礦產資源預測。然而，人類對自然界的認識是無止境的，不斷提高成礦預測的准確度和精度是數學地質研究的一個永恆主題。趙鵬大[1]曾經指出：目前，困擾成礦預測及礦產勘查精度和效果的主要原因歸根結底是成礦信息獲取的不充分性和線性預測模型的局限性。解決這一問題的有效途徑是運用系統科學和非線性科學的原理，以現代高新信息處理技術為手段，研製提取深層次礦化信息和建立高精度（非線性）預測模型的方法技術。這正是有待我們進一步探索的課題。
參考文獻
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Ⅲ 表層累積型異常
表層累積型重金屬元素異常的特點是異常組分在近地表土壤層中出現最大的累積，隨著剖面深度加大異常強度減弱，一般在地表幾十到一百厘米後異常消失。試驗研究結果表明，表層累積型異常消失的具體深度因自然景觀條件和異常組分累積的程度而異，總體規律是南方比北方異常消失的深度大，地表累積程度高的異常消失深度大。異常組分的這種累積特點具有明顯的「疊加」特徵，不難理解，此類異常的異常物質來源於自然地質過程之外，但是其疊加方式卻又可能與自然地質作用有關。
范圍廣、強度大的表層累積型異常多分布在人口密集地區，例如廣州、漳州、南京、長春以及東營等試驗區以Hg為典型代表的重金屬元素異常。結合異常產出位置和異常組分累積特徵分析，此類異常的異常物質與人類活動具有直接或間接的關系，也就是由人類的生產生活活動或人為地質作用形成。具體的異常物質來源多種多樣，關於這一點已經有許多研究者進行過系統的總結和論述，也歸結出排放重金屬元素的行業或企業類型;正是由於異常物質來源的復雜性使得這種總結對重金屬元素異常成因類型及其生態效應研究並沒有直接的指導作用，而具有直接指導作用的是這些異常組分是以什麼方式疊加到土壤中的。
自然界中的物質有固相、液相和氣相三種存在形式，由人類活動產生的物質的存在形式也不例外。除個別在常溫常壓下可以實現形態轉化的元素以外，例如Hg，其他重金屬異常組分主要是通過固態和液態兩種方式疊加到土壤中的。污灌是影響最大也是最具代表性的以液態形式疊加方式之一，因為污水中被證實含有大量重金屬物質，不過以這種方式疊加到土壤中的重金屬異常組分主要局限在污灌區，由此形成的土壤重金屬元素異常根據異常的產出地點容易識別。作者在試驗中選擇的異常類型均不屬於此類。由此分析不難看出，表層累積型重金屬元素異常的異常組分主要是通過固態形式疊加的(少數與深部礦化或構造有關的表層累積型異常除外)。這一認識是否成立對表層累積型異常的成因研究和生態效應評價意義重大，進一步的研究結果證實了這一點。
表層累積型異常多出現在城鎮及其周邊，是平原區土壤中最普遍的一種異常類型。區域生態地球化學調查結果表明，在城鎮及其周邊土壤中，幾乎都存在著Hg的地球化學異常。在絕大多數Hg異常中，異常組分僅在表層土壤中累積，對人類生存環境的影響可能更加直接，因而受到管理者和科研人員的極大關注，並相繼開展了大量研究工作，研究工作主要集中在異常成因探討及其生態地球化學效應評價等方面，試圖為Hg異常的環境質量評價以及Hg異常對農作物食用安全和人類健康等的影響提供地球化學依據。
然而由於土壤地球化學環境的復雜性，迄今為止針對Hg異常的成因仍未取得明確的認識，部分試驗結果與理論分析結果差異很大。目前，大多數研究者將城鎮區土壤Hg異常的廣泛存在歸結為人類活動的影響，並依此為基礎開展了Hg的環境質量評價，預測了可能存在的生態危害，但是所得到的結論仍顯得證據不足，而且缺乏一致的規律性。為此，作者研究中以城鎮及其周邊的Hg異常為研究對象，對表層累積型異常的形成機理進行了深入系統的探討。結果發現，城鎮及其周邊土壤中的Hg異常與表生條件下形成的辰砂有關，同時還發現其他重金屬元素異常主要與由礦質燃料燃燒產生的「微球粒」有關，這些發現給土壤中Hg等重金屬元素異常的形成機理研究提供了直接的證據。即表層累積型Hg異常的形成，實質上就是表生條件下土壤中的Hg從Hg0轉變為HgS，進而形成辰砂的過程;其他表層累積型重金屬元素異常的形成，主要受「微球粒」的產生過程、遷移途徑、擴散以及沉降方式等控制。
辰砂及「微球粒」的發現、形成過程及由此形成土壤重金屬元素異常的機理詳見第五章。
Ⅳ 表層累積型土壤重金屬元素異常成因機理探討
綜合本章前述各項研究成果可以發現，即便同為表層累積型重金屬元素異常，其成因也存在本質性差異。這種成因差異主要表現在Hg與其他異常組分，例如Cd、Cu、Pb、Zn、As、Cr、Co、Ni(當然也包括部分Hg)之間。成因類型不同，異常的形成機理自然也就不同。有一點是可以肯定的，即在這類異常形成過程中，起主導作用的並非土壤中有機質或黏土礦物的吸附－解析作用，因為至少有相當一部分異常組分是以固體顆粒物的形式存在或疊加到土壤中的。
在城鎮及其周邊土壤Hg異常區內發現Hg的硫化物礦物———辰砂，對探討土壤Hg異常成因機理具有重大和直接意義。試驗研究結果已經表明，土壤Hg異常區內出現的辰砂是在表生條件下形成的，那麼毫無疑問辰砂的形成過程、形成條件及其形成機理就是土壤Hg異常的成因機理。換句話說，針對土壤Hg異常成因機理的探討，必須圍繞土壤中辰砂礦物的形成來進行。
土壤中異常組分Hg的來源多種多樣，除自然地質作用以外，人類活動釋放的Hg對形成土壤Hg異常更為直接。這一認識可以從城鎮及其周邊Hg異常的分布規律中得到解釋，因為城鎮及其周邊土壤Hg異常基本上圍繞城鎮或人類活動密集區分布，充分說明Hg的來源與人類活動有關。其中燃煤過程釋放的Hg是最主要的Hg的來源，關於這一點已經有大量文獻資料證實。但是，由人類活動釋放的Hg，並非只在異常源附近的土壤中沉降進而形成相應的Hg異常，其中一部分Hg還要參與到大氣循環過程中去，並在適宜的環境條件下沉降到土壤中，由此形成的土壤Hg異常表現出區域性分布特點。
無論是在城鎮及其周邊，還是在區域尺度上，沉降到土壤中的呈氣態形式存在的Hg(Hg0)，將發生氧化作用生成Hg2+，這是形成辰砂的物質基礎。一旦土壤中生成Hg2+，就會與S2－結合生成HgS，這一過程及其反應機理已經在前面進行了詳細介紹。環境條件通過影響S2－的生成而間接地影響HgS的生成，進而決定了區域上表層土壤中Hg含量的分布分配特徵，並由此形成區域性Hg異常(例如南方和北方地區表層土壤中Hg含量的區域性差異)。
到此為止，關於土壤Hg異常區辰砂以及土壤Hg異常的成因機理基本上已經明確了，尚存在一個疑問就是在表生條件下，化合態的HgS是如何轉化成結晶態辰砂礦物的。土壤中HgS的形成機理毋庸置疑，而且間接的研究成果也表明土壤中的HgS可以轉變為礦物態的辰砂，但是直接的由HgS轉變為辰砂的試驗研究還有待探討。
表層累積型Cd、Cu、Pb、Zn、As、Cr、Co、Ni(當然也包括部分Hg)等重金屬元素異常與土壤中「微球粒」物質和黃鐵礦、磁鐵礦等礦物具有密切的空間聯系。「微球粒」的形成與煤燃燒過程有關，並隨煙塵一同擴散沉降。黃鐵礦、磁鐵礦等既可以產生於金屬礦礦石的選冶過程，也可以產生於煤的燃燒過程。由於這些礦物中重金屬元素含量普遍很高，它們的加入是形成土壤重金屬元素異常的又一個重要因素，是追蹤和確認異常組分來源的又一個直接證據。
土壤重金屬元素異常區內「微球粒」及黃鐵礦、磁鐵礦等礦物的發現，使得Cd、Cu、Pb、Zn、As、Cr、Co、Ni、(Hg)等重金屬元素異常的成因機理變得簡單和明了，因為至少有相當一部分重金屬異常組分是由「微球粒」及黃鐵礦、磁鐵礦等礦物攜帶並疊加到土壤中的，因此決定土壤中這些元素含量及其分布特徵的直接因素是「微球粒」及黃鐵礦、磁鐵礦等礦物的多少，以及其中重金屬元素的種類和含量。即「微球粒」和黃鐵礦、磁鐵礦等礦物的產生、擴散、沉降及固定過程，就是形成土壤中Cd、Cu、Pb、Zn、As、Cr、Co、Ni、(Hg)等重金屬元素異常的主要成因機理。
這里需要說明一點，在土壤重礦物中鑒別出的「微球粒」、黃鐵礦、磁鐵礦以及所有磁性、非磁性礦物，僅是由粉煤灰沉降形成的降塵組分的一部分，這些礦物質在一同沉降的粉煤灰中所佔的含量比例目前還沒有準確數據。因此，對土壤重金屬元素異常而言，「微球粒」、黃鐵礦、磁鐵礦等物質除了是一部分異常組分的直接載體之外，其意義還在於它們可以指示土壤環境是否受到了人為活動的影響。關於這一點，「微球粒」由於容易辨認其指示意義更加明確。
Ⅳ 地質隊究竟是干什麼的
主要是利用地質方法，物理方法，化學方法以及地質遙感衛星等技術，分析當地的地層，構造，岩漿岩，元素富集異常性等，在一定的地層中找到具有一定工業價值的金屬礦、非金屬礦、能源礦等。
對礦產普查中發明有工業意義的礦床，為查明礦產地質和量，以及開采利用的技術條件，供給礦山建設設計所需要的礦產儲量和地質資料。
(5)地質中的金屬異常是怎麼回事擴展閱讀
第一步：當然是區域地質調查，對偉大祖國960萬平方公里的熱土進行地質普查，這是一項十分艱巨的基礎工作。有了基礎的地質資料和前人總結、積累下來的經驗、成果，地質隊就能夠根據地質成礦條件，從理論上大體判明：什麼區域可能會生成什麼礦藏。
比如，從地質成礦理論的基礎常識上講，成都平原這塊沉積砂石的地下，就基本上不會有什麼珍稀的礦物。而如果想要探尋貴重的有色金屬礦，就得前往橫斷山、攀西這些大的地質斷裂帶上去下功夫。
第二步：逐步收攏范圍的專業詳查。大概知道了什麼地質區域可能會蘊藏什麼礦以後，地質專家就會要求或建議派上特殊的專業地質隊伍。
如物理探礦隊、化學探礦隊、水文地質隊等。由這些專業的隊伍用磁、電、重力、放射性或是化學分析地理、化方法，一步一步地去發現和診斷探尋出來的物、化「異常」。
而地質異常，恰恰是礦藏所反映出來的物、化特徵。經過逐步地聚焦地質「異常」，專家們就可以把礦藏的蘊藏區域縮小，最後圈定在某個較小的范圍內。
第三步：勘探取樣直觀解讀。如果圈定了礦藏存在的較小具體范圍，地質工程師們就會繼續建議要求，再上鑽探、坑探、槽探等地質隊伍，用鑽井、打洞、挖地溝槽的方法，取出實際的礦物標本，再用光譜、化學分析等物理、化學手段，進行一系列的岩礦分析鑒定，了解其樣品的成分、品位。
同時，在直接提取礦物樣品的勘探過程中，專家們也能較為准確地掌握礦帶的方位、走向、厚度，以及埋藏深度等寶貴的第一手真實數據。
第四步：提交地質探礦成果報告。經過前面大體三個步驟艱苦細致的探礦工作，地質專家們就可以根據所掌控的各種科學數據，撰寫最終的「地質報告」。
這份用國家投入的資金、物資，用各崗位上無數地質工人、專業技術人員，用汗水、鮮血，甚至是生命換來的「地質成果報告」，最終會基本准確地報告祖國——某個區域是否有某種礦藏。
有儲量是多少，品位、含量是如何。或者報告：某種礦產找礦成功或失敗（完全無功而返的概率不大，最一般的情況是多少都有點，只是價值不大）。
Ⅵ 與中酸性岩漿岩有關的銅多金屬礦田區域地質地球化學異常評價標志
4.1.1.1成礦區域地質環境
幾組構造或多組構造的密集區或復合部位，出露有碎屑岩、凝灰岩和碳酸鹽岩地層，有中酸性岩漿岩（小岩體）侵入，岩性以花崗閃長岩、石英閃長岩、花崗斑岩、花崗閃長斑岩為主。夕卡岩型銅礦賦礦地層以碳酸鹽岩和碎屑岩為主，斑岩和熱液型銅礦的賦礦地層則以碎屑岩和凝灰岩為主。中酸性岩漿岩體和圍岩岩性是預測這類礦床的基本地質條件。
4.1.1.2成礦的區域地球化學異常結構特徵
（1）在上述有利的地質環境下，包圍已知礦和成礦岩體在成礦有利地層（或賦礦地層）上出現大面積的成礦元素和伴生元素（如Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Cd、（Mo））的多元素正異常，即礦田異常。它們明顯受成礦機制（包括控礦構造、地層和岩體）的控制。
（2）間接指示元素（如As、Sb、Hg、W、Bi、（Mo）、Sn）的多元素正異常出現在礦田上，包圍已知礦（有異常水平分帶者除外），與礦田異常套合或重疊，與礦田異常分布趨勢相同或相近。
（3）反映成礦環境的鐵族元素和鹼性元素異常出現在礦田異常內，一般面積較小，與上述異常呈套合結構。
（4）有時在礦田異常周圍還出現直接指示元素或間接指示元素的負異常。
（5）中等剝蝕程度礦田的各組指示元素正異常可能出現異常的近似水平分帶現象（如德興和新橋-鳳凰山礦田），從中心（成礦岩體）向外由高溫元素異常（W、Bi、（Mo）、Sn）→中低溫元素異常（Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Cd）→低溫元素異常（As、Sb、Hg）。
（6）反映成礦環境的元素如鐵族和鹼性元素異常的分布由於成礦作用和成礦地質背景的差異，使得它們在斑岩、夕卡岩和熱液型礦之間有所差異。
① 在斑岩型礦田上有一組鐵族元素的多元素正異常和一組鹼性元素的多元素負異常同時出現在礦田異常內，一般與礦田異常呈套合結構，顯示富鐵貧鹼的成礦地球化學環境。
② 在夕卡岩和熱液型礦田上，鐵族元素和鹼性元素均以多元素正異常出現在礦田異常內，多數與礦田異常套合。顯示富鐵富鹼的成礦過程。
（7）上述各組多元素異常，以直接指示元素異常為中心，呈套合或重疊形式，總體上構成有規律的空間分布結構。
Ⅶ 引起重力異常的主要地質因素
重力異常是對地下地質構造和礦產賦存情況進行解釋的基本依據。它的產生是由地表 到地下深處密度不均勻體引起的。綜合起來，決定重力異常的主要地質因素有：(1)地殼厚 度變化及上地幔內部密度不均勻性；(2)結晶基岩內部構造和基底起伏；(3)沉積盆地內部構 造及成分變化；(4)金屬礦的賦存以及地表附近密度不均勻等。因此，為了更好地進行地質 解釋，必須首先了解各類地質因素引起重力異常的特徵。
（一）地殼厚度變化及上地幔內部密度不均勻性
引起重力異常的深部地質因素主要是地殼厚度的變化，此外，上地幔物質密度的變化在一定程度上也影響重力異常的分布。據測定，上地殼平均密度為2.6～2.7g/cm3，下地 殼為2.9g/cm3，上地幔為3.31g/cm3。可見康氏界面、莫霍界面都是明顯的密度分界面。它們的起伏對重力場基本背景起著決定性的影響。地殼增厚，顯示重力低；反之，顯示重 力高。地殼厚度可由海洋區最薄的5km變到高山區最厚的70km，相應的布格異常也從 ＋4000g.u.變到-5000g.u.左右。圖2-7是橫穿青藏高原南北剖面布格異常、地形與地 殼厚度對比圖。從圖中看出，青藏高原的地殼厚度，從南到北由35km增大到70km左 右，喜馬拉雅山正處在重力異常的梯度帶上。
圖2-7 橫穿青藏高原南北剖面布格異常、地形與地殼厚度對比（示意）圖
除地殼厚度變化外，上地幔物質密度的不均勻性也會引起重力異常。圖2-8是日本東北部已消除了地殼厚度變化影響後的布格重力異常，它反映出有一高密度俯沖帶（密度 差ρ＝0.07g/cm3）已插到約200km深處的上地幔中。
圖2-8 日本東北部上地幔與剩餘布格異常的關系
以上介紹的深部地質因素引起的異常范圍達上千平方千米，幅度達幾千重力單位。
（二）結晶基岩內部成分變化及基底起伏
在一些地台區，沉積岩下面是片麻岩、大理岩及各種結晶片岩組成的前寒武系結晶基 岩。結晶基岩內部又有酸性、基性等侵入體。同時還因構造運動而形成的褶皺和斷裂。這 些因素都使結晶基岩內部物質密度發生變化，引起重力異常。圖2-9是波羅的海地區重 力異常與結晶基岩密度變化曲線對比圖。此外由於結晶基岩與上覆沉積岩間存在一個大約 0.1～0.3g/cm3的密度分界面，所以在基岩內部密度比較均勻的情況下，重力異常可以很 好地反映結晶基底的起伏。在與油氣藏密切相關的沉積盆地內，重力異常的變化主要反映 盆地結晶基底的起伏，如圖2-10所示。圖中坳陷地區及其周圍就是油氣分布的有利 地段。
圖2-9 波羅的海地區重力異常與結晶基岩密度變化曲線對比圖（據蕭敬涌，1965）
（三）沉積岩的成分變化與內部構造
沉積岩內部不同岩性及不同時代的岩石往往存在著密度差異。因此在沉積岩系內部可 能存在不止一個密度分界面，並且它們往往與地質界面相吻合。例如我國華北平原奧陶系灰岩的侵蝕面與上覆石炭系、二疊系的煤系地層就是一個明顯的密度分界面。地質界面與 密度界面的一致，是用重力方法直接尋找沉積岩構造的主要依據。這類異常一般在 100g.u.以內，有時甚至只有幾個重力單位。分布范圍在幾平方千米至數百平方千米之 間。但是，沉積岩的岩性與岩相變化、礫石及礫石的局部堆積等，也可能引起重力異常，與構造引起的重力異常相混淆，給資料解釋帶來一定的困難。
圖2-10 布格重力異常與盆地基底起伏
（四）固體礦產的賦存
大多數金屬礦，特別是緻密狀礦體，一般都與圍岩有1～3g/cm3的密度差。但因礦體不大，所以引起的異常較微弱，多數只有幾個重力單位，個別達十幾到幾十個重力單 位，分布范圍也很小。而某些非金屬礦（如岩鹽、煤炭等）或侵入體及局部構造（如溶 洞、含水破碎帶等）其密度一般比圍岩要小。因此，當這些礦體或局部構造具有一定的規 模且埋藏深度又不大時，就能在地表觀測到比圍岩形成的背景場低的局部重力異常。
Ⅷ 金屬礦山環境地質問題
西南地區金屬礦山企業有3003個，占礦山總數14.2%。其中雲南1076個，四川1210個，貴州506個，西藏89個，重慶122個。主要分布在滇中、滇東南、川西南、川北、黔中、黔東等地區。重要的礦山企業有攀枝花釩鈦磁鐵礦、個舊錫礦、遵義錳礦、羅布莎鉻鐵礦、合川鍶礦、瀘沽鐵礦、東川銅礦、務川汞礦、拉拉銅礦、里伍銅礦、天寶山鉛鋅礦、大梁子鉛鋅礦、氂牛坪稀土礦、騰沖錫礦、會澤鉛鋅礦、蘭坪鉛鋅礦、大紅山鐵礦、斗南錳礦、鶴慶錳礦、銅仁汞礦、萬山汞礦、丹寨汞礦、赫章鐵礦、大塘錳礦、清鎮鋁土礦、玉龍銅礦、藏南金礦等。小型礦山遍布各地。金屬礦山主要環境地質問題是重金屬元素污染和滑坡、泥石流等地質災害嚴重。
（一）金屬礦山環境污染
西南地區金屬礦山普遍存在重金屬污染問題，尤以有色金屬汞和鉈污染最為嚴重，特別是貴州省萬山汞礦、濫木廠汞礦、丹寨汞礦等礦山，汞元素、鉈元素已進入食物鏈，危及人體健康，成為無形的殺手。
礦山開采過程中大量礦渣以及選冶過程中的尾礦、爐渣，是經過破碎、磨礦和不同方法處理後被棄置的礦石成分。同時許多礦山尾礦，尤其是浮選尾礦，其中殘留的選礦葯劑有氯化物、氰化物、硫化物、松油、有機絮凝劑、表面活性劑等。這些物質在堆放過程中，受到陽光、雨水、空氣的作用以及它們的相互作用，會產生有害氣體、液體或酸性水，加劇了重金屬的流失，污染了地下水和土壤，使周圍及下游土壤中生長的作物受污染，有的農作物因此而使其中重金屬含量成倍或幾十倍地增加，從而進入人類的食物鏈中，破壞了生態平衡，產生了一系列環境地質問題。資料表明，肺癌的高發與大氣中As，Cd，Ni，Mn，Tl，Be等微小顆粒有明顯關系。Pb，Hg，As可導致人急性中毒死亡，Cd，Mn，Ni等還誘發心血管疾病。可以看出，不論是大氣、水體還是土壤中，這些重金屬物質，都可以通過各種渠道進入人體，成為人類可怕的殺手。
1.貴州萬山汞礦山汞污染
貴州萬山汞礦原屬中央大型礦山企業，開采時間始於明洪武元年，至今已有600餘年的歷史。目前，該礦資源已枯竭，礦山關閉，但數百年采冶造成汞金屬對環境的污染，破壞了該地區生物鏈的良性循環，由於礦山空氣污染、土壤污染、水體污染、農田污染、農作物污染，對礦區及周圍居民的身體健康和生存環境造成了嚴重損害。造成了嚴重的經濟社會問題。萬山鎮普通居民尿汞平均超標3.5倍，煉汞工人尿汞超標一個數量級。汞中毒患病率占冶煉工人的40%，鄉鎮企業煉汞人員超過50%。全區338km2的流域總面積中，有180km2不同程度受到了汞污染的危害。礦毒性稻田達433.29hm2，占水稻總面積的27%。玉米、水稻含汞量分別超標10.25倍和33.1倍，含汞量最高的小白菜超標達98.1倍。礦區采礦巷道總長達970km，形成大片采空區，造成地表水大量滲漏，地下水位大幅度下降且多被污染，致使許多地區人畜飲水困難。當地特區政府不惜高價從17km以外的湖南省新冕縣境內引水解決礦區飲水困難問題，但目前仍有3.5萬人還在飲用被汞金屬污染的水。由此可見，水資源和土壤一旦被污染，要恢復生態環境，治理難度很大，使當地人民的身體健康受到嚴重威脅，形成了礦山及其周圍地區經濟社會問題。貴州是汞礦大省，類似的情況在其他礦山亦復存在，問題相當嚴峻。
2.貴州濫木廠汞礦山鉈污染
鉈（Tl）在地殼中的賦存狀態是以同價類質同象、異價類質同象、膠體吸附和獨立礦物存在，在內生作用下主要以類質同象存在，在外生作用下以吸附狀態存在。
在貴州黔西南、黔東北少數汞、銻、硫鐵礦床及其附近的土壤里都含有鉈組分，鉈主要賦存於相關的礦床中，特別與汞礦床關系密切。貴州客寨含鉈硒汞礦床、貴州戈塘含鉈銻金礦床、貴州濫木廠汞鉈共生礦床就含有鉈的組分。尤以濫木廠汞鉈礦床中鉈的含量最高。
鉈污染屬於局部污染，但其毒性不亞於As，S，Hg等。在貴州興仁濫木廠的汞鉈礦區已形成鉈污染區，區內的土壤、泉水、蔬菜及動物體內含量超標。濫木廠開采汞鉈礦導致鉈中毒在世界上是首例（張天付等，2005），中毒症狀是頭痛、肚子痛、渾身痛、失明、脫發、致死。人體只要攝入T12SO41g就會致死。濫木廠附近的村民僅在1960年1年中就有87例具有上述中毒症狀，1961年至1962年間就有200多人有上述症狀，嚴重的致死。直至1986年至1987年的研究才知道上述患者可能是鉈中毒。濫木廠村民鉈中毒主要是飲用了受鉈污染的水和吃了含高鉈糧食和蔬菜所致。
貴州濫木廠汞鉈礦的開采始於明末清初。1957年至1960年，經地勘隊伍勘明為大型汞礦，因為貧礦又是隱伏礦體，進一步探采較困難，就將其擱置。1958年以來，當地村民采礦煉汞，將堆積如山的礦石、礦渣堆置於山野。由於原生礦石、礦渣暴露地表，長期受風化淋濾，鉈改變了賦存狀態，從鉈的硫化物、砷酸鹽中進入土壤、水體、農作物和人體，由於鉈的表生地球化學循環，污染了土壤、水體、糧食、蔬菜等，人們飲用鉈污染水，食用了鉈污染的糧食和蔬菜導致鉈中毒。但當時還不知道是鉈中毒，是1995年6月中央電視台和中國青年報道了清華大學21歲的女生朱令患急性鉈中毒病狀與濫木廠村民病狀極其相似，才肯定了濫木廠村民病狀為鉈中毒。
3.貴州丹寨汞礦山環境污染
貴州丹寨汞礦，每年形成煉汞渣、尾礦、采礦廢石等固體廢棄物約21000t，其中含Hg0.001%～0.06%；選冶尾礦水、洗汞水、沖渣水、爐氣凝結水等廢水中，汞濃度為0.008～0.07mg/L；每年排放廢氣約達3500×104dm3，其汞濃度為50mg/dm3（林齊維等，1998）。由於「三廢」排放，礦山周圍土壤中汞含量為5.91～327.5mg/kg，而通過水體、大氣攜帶的汞，其污染范圍達數百平方千米。
4.雲南省錫、鉛礦山環境污染
雲南都龍錫礦共有選廠11家，其中僅銅街、興發、曼家寨、共和集團等約6家建有尾礦庫，其餘5家未建尾礦庫。另外還有約10餘家個體非法作坊式的小洗選廠，更是隨意亂排廢水尾礦。據統計，都龍錫礦每年直接排入河流的選洗礦污水達120×104m3，其中含有尾礦渣約27.8×104t。據雲南省地質環境監測總站監測，污水中硫酸根離子含量高達1160mg/L，懸浮物＞200mg/L，Zn為5.30mg/L，有8項指標超過GB8978—96《污水綜合排放標准》。雲南個舊錫礦火谷都尾礦庫1965年潰壩淹埋，污染的土地到2003年尚有8hm2「礦毒田」不能耕種。
雲南會澤鉛鋅礦冶煉廢水日排放總量7587m3，其中約1163m3的含酸廢水僅加石灰處理就排入石咀落水洞及水庫中。含酸廢水酸含量為30180mg/L，鋅4380mg/L，氟200.0mg/L，氮200.0mg/L，含大量有毒有害物質的廢水直接排入石咀落水洞中，從牛欄江黑魚洞排出，從而使深層地下水受到污染。另外，不含酸的冶煉廢水以882m3/d注入牛欄江中，不僅造成河水污染，還使河流兩岸砂礫層潛水受到污染。
（二）金屬礦山地質災害
西南地區金屬礦山環境地質災害比較突出，尤以雲南省最為嚴重。
1.金屬礦山滑坡地質災害
滑坡常發生於采空區，因塌陷引起地表陡坡失穩而致。大致有兩種類型：一是采空區位於山體下部，地下采空區面積過大，在重力、雨水或地震作用下產生冒頂，加之采空區地表山體坡度較陡，山體下部形成臨空面，山體上部拉裂，在雨水滲入作用下山體產生崩塌滑坡；二是采空區位於山體上部，采空區地表塌陷形成滑坡。
滑坡是常見的礦山地質災害，以雲南元陽老金山金礦曾發生過規模較大的滑坡。該礦具有600多年的采礦歷史，1992年群采活動劇烈，高峰期采礦人員達7000餘人。礦區岩體結構破碎，風化強烈，山坡陡峻，雨量豐富，滑坡災害發育。據雲南地質環境監測總站調查，在方圓27.6km2的范圍內就發育有體積大於500m3的滑坡、崩塌36個。其中以1996年發生的老金山「5.31」和「6.3」滑坡危害最嚴重，數天之內接連兩次滑坡共造成372人死亡或失蹤，直接經濟損失1.4億余元。滑坡發生於老金山礦區金子河南西岸老金山的北東坡群采區大木崗—柒合金礦段，3天內2次滑動，其崩滑過程和堆積體分布於老金山北東坡，直達金子河河道，全長1614.5m，寬120～300m，總面積26×104m2，堆積物厚0.5～7m不等，滑坡周界清晰，滑坡後壁呈東西走向的波狀陡立面，坡度70°～88°，長120m，高16～48m，標高1400～1210m；西側壁長180m，高7～10m，坡度55°，東側壁長120m，高10～15m，坡度55°，剪出口呈北西-南東向弧形展布，前緣為陡臨空面，寬200m（圖3-5，圖3-6），滑坡主滑方向20°～23°，前後2次滑動總體積約43×104m3。該滑坡啟動快，滑距短，崩解迅速，滑體離開剪出口解體後，具明顯的碎屑流運動特徵，滑面為中志留統硅質白雲岩中、強風化帶。目前滑坡後壁仍不穩定，在雨季常發生小規模的塌滑。
圖3-5 雲南元陽老金山滑坡平面圖
（據武軍等，2003）
1—滑體周界；2—滑坡-碎屑流邊界；3—剪出口；4—沖壁陡坎；5—滑坡分區界線；6—次生滑坡；7—次生堆積扇；8—裸露基岩；9—滑動方向；10—泉；11—危岩體邊界；12—采礦活動強烈區；13—滑坡分區代號；14—剖面及編號；15—斷層；16—地質界線；17—假整合地質界線；18—泥盆系中統老阱寨組灰岩；19—泥盆系中統宋家寨組頁岩夾灰岩；20—泥盆系中統馬鹿硐組灰岩；21—志留系中統白雲岩；22—閃長岩；23—輝長輝綠岩；24—河流
圖3-6 雲南元陽老金山滑坡縱剖面圖（Ⅰ-Ⅰ′剖面）
（據武軍等，2003）
1—白雲岩；2—灰岩；3—泥頁岩夾灰岩；4—閃長岩；5—滑坡巨塊石堆積物；6—滑坡碎石、粘土堆積物；7—中泥盆統宋家寨組；8—中泥盆統馬鹿硐組；9—中志留志統；10—閃長岩；11—泉；12—斷層；13—地層界線；14—岩層產狀；15—滑源區原地形線；16—滑坡分區代號：Ⅰ—滑源區線，Ⅱ—滑體崩解分離區，Ⅲ—平台阻容消能塊石堆積區，Ⅳ—剝蝕溝槽壠崗堆積區，Ⅴ—表皮鏟舌碎屑流堆積區，Ⅵ—金子河河道碎屑流扇堆積區
2.金屬礦山泥石流地質災害
西南地區金屬礦山的泥石流以小型為主，中、大型較少，類型主要有暴雨型泥石流（四川瀘沽鐵礦山泥石流）和尾礦庫潰壩型泥石流（雲南富民鈦礦和個舊火谷都泥石流）。其中暴雨型泥石流按物源又可分為以滑坡、崩塌、水土流失等鬆散堆積物為主和以采礦棄石土為主的兩種類型。因采礦棄石土堆放不當引起的泥石流較常見，約占總數的90%以上；以滑坡、崩塌等鬆散堆積物為主引發的泥石流所佔比例較少，約占總數的5%左右；尾礦庫潰壩型泥石流約占總數的4%左右。
（1）采礦棄土棄石堆放不當引起的泥石流
以四川省冕寧縣瀘沽鐵礦山泥石流地質災害為例，瀘沽鐵礦山位於四川涼山州冕寧縣瀘沽鎮，屬中山區。該礦為20世紀60年代建設、70年代投產的中型國有礦山。由於建礦以來，大量的廢渣堆積於鐵礦山礦區和大頂山礦區之間的鹽井溝內，致使1970～1984年間溝內暴發多次泥石流，直接經濟損失達1000萬元。其中1970年5月26日的泥石流就有104人死亡（劉希林等，2004），同時由於大量泥沙向下游輸送，使成昆鐵路、瀘（沽）—越（西）公路中斷運行，經濟損失巨大。
四川省政府對此非常重視，於1982年投資30萬元進行了應急治理，1986年開始進行全面治理，1990年5月治理工程完成。具體工程有：①修建3號攔渣壩一座（照片3-7）；②修建5號攔渣壩一座；③修建排導堤一段；④鹽井溝兩側山坡進行植樹造林；⑤鹽井溝鐵路大橋加「魚咀」工程；工程費用約500多萬元。工程投入運行後，又修建了2號攔渣壩、大頂山支溝壩等工程。該治理工程效果顯著，經過多年暴雨考驗，特別是1987年7月10 日92.9mm降雨及1989年1月8日110.4mm暴雨，雖然溝內發生泥石流，但各大壩成功攔截，工程運行正常，壩體安然無恙，起到了防災減災作用，達到了「固床穩坡、攔排兼施」的目的。具體成效為：①鐵礦山排土場坡腳趨於穩定；②溝床固體鬆散物質下運受到控制；3 號、5 號壩、大頂山支溝壩等攔蓄上游物質，回淤線大大上移，流失物減少，塊石搬動能力降低；③溝床縱坡得到新的調整，坡度降低，流速減弱；④溝床中下游兩側的擴寬逐步減弱（姜建軍等，2000）。
照片3-7 四川冕寧縣瀘沽鐵礦鹽井溝泥石流治理工程之一
盡管如此，但由於當地老鄉在鐵礦排土場挖礦、選礦，破壞了排土場的穩定，加上各攔渣壩內沙石已快堆滿，攔渣壩即將失去作用，新的泥石流隱患又在形成中。
（2）潰壩型泥石流地質災害
潰壩型泥石流主要發生在一些民營礦山，由於尾礦庫未經正規設計、尾礦盲目堆放和管理不力所造成。如滇中地區的富民縣、武定縣近年來就發生兩起尾礦庫潰壩事件。一些國有礦山由於尾礦壩設計不合理，也曾發生過潰壩型泥石流事件，如滇南的個舊錫礦火都谷尾礦庫等。
雲南富民縣單單箐羅仕德鈦礦廠潰壩型泥石流：單單箐位於富民縣北東部，為一「U」形沖溝，匯水面積2.8km2，縱坡降8.5%。羅仕德鈦礦廠為民營企業，其尾礦庫位於單單箐上游，尾礦庫長150m，平均寬約70m。匯水面積0.2km2，壩體為機械碾壓土壩，壩高19m，頂寬12m，背水坡坡比1∶1。由於壩體未經設計，尾礦堆放不合理（壩前為清水區，無干灘）導致壩體浸潤線位置較高，加之庫容小，壩體增高過快，導致壓實度達不到要求而出現管涌，1999年7月壩體出現直徑約2m的管涌後造成潰壩。潰壩後庫中蓄積的尾礦和廢水藉助壩頂與壩底落差及較陡的溝谷縱坡，瞬間形成沖擊力巨大的泥石流，約4×104m3的泥沙尾礦和廢水急速下泄，沖入下游150m處的另一個民營企業的尾礦庫中，在壩上沖出一缺口後繼續下泄，最後沖出谷口，匯入散旦河，沿途掃盪溝中民房和農田。此次災害共8人死亡、4戶民房和下游兩個村莊的飲水工程被沖毀，溝谷兩岸長約3km的大片農田被淤埋，距壩體1km、庫容約12000m3的農灌水庫被淤滿決堤，局部溝床被抬高1～2m，直接經濟損失上百萬元。
雲南個舊錫礦火谷都尾礦庫潰壩型泥石流：1965年個舊錫礦火谷都尾礦壩發生壩前滑坡，造成潰壩，庫內約370×104m3尾礦泥漿形成泥石流，沖毀下游乍甸農場及12個村莊的房屋575間、耕地35.53hm2，因災死亡171人，傷92人，損失糧食67×104kg，傷耕牛37頭，沖壞公路、橋梁和水利、輸電設施多處，迫使雲錫公司及地方廠礦停產10天，經濟損失上千萬元。
3.金屬礦山地面塌陷地質災害
西南地區金屬礦山地面塌陷一般以小型規模為主，類型主要有岩溶地面塌陷和采空區地面塌陷兩類。岩溶地面塌陷主要發生於滇東和貴州碳酸鹽岩半裸露區的礦山企業，其成因主要是礦山利用岩溶漏斗或岩溶窪地堆放尾礦，在尾礦壓力及尾水侵蝕作用下，庫底產生岩溶塌陷。岩溶塌陷具有突發性，往往造成人員傷亡、財產損失和地下水污染。雲南個舊錫礦、玉溪上廠鐵礦和貴州遵義、松桃錳礦等都發生過地面塌陷。
（1）礦山岩溶地面塌陷地質災害
個舊錫礦岩溶地面塌陷：個舊錫礦先後使用過31個尾礦庫，設計總庫容達19550.7×104m3，尾礦庫大多位於岩溶漏斗或岩溶窪地中，其中有27個尾礦庫先後發生過規模不一的岩溶塌陷，火都谷、牛壩荒、老廠等尾礦庫岩溶塌陷危害較大。
玉溪上廠鐵礦岩溶地面塌陷：玉溪上廠鐵礦選擇用選廠附近的岩溶窪地作尾礦庫，岩溶窪地處於背斜軸部、地表分水嶺地帶，窪地西側發育一落水洞，地下岩溶管道發育。尾礦庫建成後，多次發生岩溶塌陷，其中危害最大的1次發生在1980年12月，這次塌陷使近10×104m3的礦泥和水沿落水洞灌入地下岩溶管道中，堵塞了地下暗河，使下游供應近萬畝農田灌溉和3個自然村人畜飲水的大龍潭泉水斷流，直接經濟損失140萬元。
（2）采空區地面塌陷地質災害
易門銅礦塌陷：礦山開採的4個礦段均發生塌陷，塌陷面積達530hm2，其中獅子山礦段塌陷面積達400hm2，塌陷影響和破壞山林21hm2、耕地16.7hm2，威脅3個村莊安全，部分生產生活設施搬遷，14人死亡。
東川銅礦塌陷：塌陷面積達111.5hm2，嚴重威脅礦區生產生活安全。
都龍錫礦塌陷：有花石頭等6個采空區地表發生塌陷，總面積大於50hm2，塌陷坑最大深度40m，有4人死亡，42戶民房損壞，28hm2耕地被毀。
個舊礦區塌陷：地面塌陷總面積約19.5×104m2，破壞建築物面積為4000m2，破壞森林、農田、耕地共約10hm2，僅老廠塌陷40餘棟8000餘m2房屋破壞，財產損失約2000萬元。現在仍有居民1000餘人和財產4000萬元受到威脅。
4.金屬礦山礦坑突水地質災害
西南地區金屬礦山礦坑突水地質災害相對於能源礦山要少，一般形成於斷裂破碎帶或不規范、無設計開採的坑道。如雲南省大理市鶴慶北衙金礦主斜井及通風井E211與E212接觸帶1789～1819m標高段發生的突水，其涌水量為80～120m3/h，瞬時最大突水量為150m3/h，造成1734m（1760m）中段車場及北沿脈和1774m（1800m）中段車場被淹，采場進水，部分坑段垮塌的嚴重後果，為處理事故停產達40天。該礦坑涌水的原因，主要是主斜井鄰近東山河，在掘進過程中遇斷裂破碎帶，由於支護不及時，導致頂板隔水層變形、冒落而引起河流漏水而造成。
5.金屬礦山地裂縫地質災害
地裂縫一般與采空區有關，常常是采空區塌陷造成地面開裂。地面開裂將損壞民房，破壞耕地，威脅礦區生產安全。如雲南省易門銅礦獅子山東南坡、鳳山西北坡、東坡、起步郎山頂等伴隨采空區塌陷，山體均發生開裂，裂縫長10～600m不等，寬0.5m至數米，最大的深不見底，裂縫發展主要在雨季，導致地表山體失穩，發生崩塌和滑坡。雲南都龍錫礦曼家寨采區主要是民采區，有曼家寨和大地村兩個相鄰的村寨，共110戶517 人，兩村附近有采礦坑道83個，由於采礦形成大面積的采空區，使地表發生不均勻沉降造成地面開裂，曼家寨和大地村共有42戶民房發生開裂變形，其中有16戶房屋牆體開裂、傾斜嚴重，曼家寨村後山坡開裂，形成一條長200m，寬20～30m的裂縫，使兩村寨村民生命安全受到嚴重威脅，目前村民已逐步搬遷。
西藏羅布莎鉻鐵礦區和朗縣鉻鐵礦都有地裂縫，前者有10條（照片3-8），後者有5條，長3～20m，寬0.1～0.5m，深0.4～1.0m（李震等，2005），形態上寬下窄，呈「V」字形，或漏斗形。其成因與采空區塌陷拉張應力有關。
（三）金屬礦山對資源的破壞
西南地區金屬礦山佔用和破壞土地資源面積較能源礦山和非金屬礦山為少。根據四川省統計的資料，四川礦山佔用土地面積為91720.72hm2，其中能源礦山佔用土地面積最大，達68251hm2，非金屬礦山佔用土地面積次之，為19386.2hm2，金屬礦山佔用土地面積最少，為4119.52hm2。金屬礦山一般是采場、固體廢棄物及尾礦庫佔用土地面積較大。如四川攀鋼集團礦業公司攀枝花鐵礦為全國有名的大型鐵礦山，采場和固體廢棄物堆放占壓土地面積1039hm2。
西藏自治區礦業開發比較滯後，礦山企業較少，共有253個，但由於露采礦山較多，特別是砂金礦的開采，仍占壓和破壞了大量土地。西藏自治區礦業開發共占壓、破壞土地9940.46hm2，其中50%以上為砂金礦山所佔壓，對礦區草場破壞造成了嚴重後果（照片3-9至3-12）。
照片3-8 西藏羅布莎鉻鐵礦區地裂縫
照片3-9 西藏達查砂金礦選礦場
照片3-10 西藏馬攸木砂金礦采礦場
照片3-11 西藏崩納藏布砂金礦選礦場
照片3-12 西藏崩納藏布砂金礦采礦場
Ⅸ 甘肅白銀廠銅多金屬礦田區域地質地球化學異常結構模式
3.1.3.1礦田區域地質環境
白銀廠礦田位於祁連加里東褶皺系的南山褶皺帶，石青洞－白銀廠褶皺帶內，為一復式背斜構造。
區域上出露的地層主要有
本區岩漿侵入作用發育，加里東期岩漿活動強烈，主要是花崗岩、花崗閃長岩、花崗斑岩、斜長花崗岩、石英閃長岩，但礦田內出露岩體較小，其中花崗閃長岩和花崗斑岩與成礦關系密切。
圖3-1-10甘肅白銀廠多金屬礦田區域地質礦產簡圖（據甘肅1∶20萬靖遠幅地質礦產圖縮編）
1—第四系；2—中細粒砂岩、粘土、礫岩、粘土岩、黑色頁岩；3—砂岩、礫岩、泥岩；4—砂岩夾千枚岩、硅質岩；5—燧石岩、硅質千枚岩、絹雲千枚岩、變質流紋英安凝灰岩、流紋英安岩、安山凝灰岩；6—角閃石英片岩、石英片岩、石英角斑凝灰岩、千枚岩、凝灰砂岩；7—花崗岩；8—花崗閃長岩；9—斜長花崗岩；10—石英閃長岩；11—花崗斑岩；12—斷裂；13—地質界線；14—礦床（1.折腰山，2.火焰山，3.四個圈，4.小鐵山，5.銅廠溝）
有NW向區域性構造通過本區，礦田位於一個大型環形構造中，其次級的NE、NW向斷裂構造發育。礦床分布在次級NE、NW向斷裂交匯部位。火焰山、折腰山為火山通道（據靖遠幅1∶20萬化探掃面報告）。
岩石均遭受到區域變質，具有明顯的片理與豆莢狀構造，受斷裂作用影響，沿構造帶發育角礫岩帶，變質作用形成的以絹雲母、綠泥石、方解石為主組成的低級變質帶，組成各種礦物組合的千枚岩。礦田各礦床圍岩蝕變劇烈，主要熱液蝕變是硅化、絹雲母化、綠泥石化、黃鐵礦化、白雲石化、重晶石化及綠簾石化。次生蝕變有高嶺石化、明礬石化與黃鉀鐵礬化。
本礦田由5個不同規模銅多金屬礦床組成：折腰山（大型）與火焰山（中型）Cu-S礦床，小鐵山（大型）和四個圈（小型）Pb-Zn-S礦床，銅廠溝（小型）Cu-S-Pb-Zn礦床。
該區景觀為半乾旱荒漠向黃土覆蓋區過渡。
各礦床剝蝕程度：折腰山、火焰山為中等剝蝕，小鐵山、銅廠溝為淺剝蝕—半隱伏。成因類型屬海相火山岩型。
3.1.3.2礦田區域地球化學異常分布特徵
與本礦田成礦作用有關的多元素異常組合劃分如下：
（1）成礦元素異常組合，Cu-Pb-Zn。
（2）指示元素異常組合：①直接指示元素異常組合，Cu-Pb-Zn-Ag-Cd；②間接指示元素異常組合，Hg-Bi-Sb-Au、W-Sn。
（3）成礦環境元素異常組合，Mg-V-Ti-Cr、Si-Be、As-P-Mo。
1）成礦元素異常分布特徵
由於本礦田內有5個已知礦床，它們的成礦元素不完全一致，而且異常又不能分割，故我們以Cu、Pb、Zn作為本礦田的成礦元素。礦田上出現有Cu-Pb-Zn多元素正異常，呈近南北走向，分布於賦礦地層O1-2和T3yn上，包圍了折腰山、火焰山、小鐵山和四個圈礦床，但濃集中心分布在O1-2中。異常面積約120km2。在強度和面積上均是本區最好的異常（圖3-1-11）。外圍有其負異常分布，是成礦作用的直接反映。
2）指示元素異常分布特徵
（1）直接指示元素異常分布特徵
本礦田成礦元素及伴生元素為Cu、Pb、Zn、Ag、Cd。其多元素正異常呈南北走向發育於已知礦田之上，包圍4個已知礦床，分布在T3yn和賦礦地層上方及γπ岩體邊部。有明顯濃集中心，范圍較大。與成礦元素異常分布趨勢一致，並且在其正異常外圍有負異常出現，可作為礦田異常直接指示多金屬礦化活動（圖3-1-11）。
（2）間接指示元素異常分布特徵
① Hg-Bi-Sb-Au
多元素正異常呈「弧形」分布在礦田上方，包圍已知礦床，與礦田異常分布趨勢一致，空間套合很好。異常主體在賦礦地層中，面積較大，有明顯濃集中心。負異常發育，分布在其正異常兩側賦礦地層中，並與Cu-Pb-Zn-Ag-Cd負異常空間位置重合（圖3-1-11）。
圖3-1-11白銀廠銅多金屬礦田多元素異常圖
② W-Sn
在礦田異常內出現W-Sn正異常，走向NNW，包含有已知礦床，面積較小。與礦田異常空間重合較好。負異常不發育。
間接指示元素正、負異常與礦田異常重合，且分布趨勢一致說明它們與成礦作用密切相關，可作為指示元素異常指示礦化作用（圖3-1-11）。
3）成礦環境元素異常分布特徵
（1）Mg-V-Ti-Cr
這是一組Fe族元素，在區域上它們的正異常主要分布在偏基性的岩石中（如An
（2）Si-Be
Si、Be我們籠統稱為鹼性元素。在礦田上方賦礦地層中出現了Si-Be負異常，並包圍有已知礦。范圍較礦田異常小，被包在礦田異常內，與Mg-V-Ti-Cr的正異常空間位置疊合度高。但是，在礦田異常外圍之同一套地層（O1-2）中卻不出現Si-Be負異常。說明它們的形成可能與成礦作用有關（圖3-1-12）。
由Mg-V-Ti-Cr/Si-Be的比值異常圖（圖3-1-12）上也可清楚地看出，在賦礦地層O1-2中只有礦田上出現了正異常，外圍局部還有負異常。這說明了一種富鐵貧鹼的成礦地球化學環境。
（3）As-P-Mo
這三個元素均是與構造熱液活動密切相關的元素。它們的異常在賦礦地層上的分布很特別。正異常呈NNW走向出現在礦田異常兩側，與指示元素負異常空間位置重合，而在礦田異常上無As-P-Mo異常出現。在區域上As-P-Mo異常的分布無明顯規律（圖3-1-12）。在阿舍勒和紫金山礦田上也有類似現象出現，只是由於本研究區范圍所限，As-P-Mo異常圍繞礦田異常呈「環狀」分布現象不很明顯。
3.1.3.3白銀廠礦田區域地質地球化學異常結構模式
1）礦田地質特徵結構模式
NW向區域性斷裂的次級NE、NW向斷裂密集區，地層為O1-2的海相火山碎屑岩系，岩性為燧石岩、硅質千枚岩、絹雲千枚岩、變質流紋英安凝灰岩、流紋英安岩、安山凝灰岩。有火山機構構造。
2）礦田區域地球化學異常結構模式
在上述地質環境中，在O1-2的海相火山碎屑岩地層中γπ岩體邊部，出現范圍較大的Cu-Pb-Zn-Ag-Cd多元素正異常，在其異常范圍內出現Hg-Bi-Sb-Au和W-Sn之多元素正異常。同時有上述各組元素的負異常分布在其正異常周圍，且各組元素異常之間空間疊合度高。另外，在Cu-Pb-Zn-Ag-Cd多元素正異常范圍出現空間位置重合的一組鐵族元素（如Mg-V-Ti-Cr）的正異常和一組鹼性元素（如Si-Be）的多元素負異常。As-P-Mo多元素異常圍繞Cu-Pb-Zn-Ag-Cd多元素正異常周圍分布，而在其正異常范圍內不出現。總之，上述各組元素異常分布於賦礦地層上及岩體邊部，並受斷裂構造和火山機構構造控制。其中以直接指示元素異常范圍為最大，其他組元素異常范圍較小，分布於已知礦田上，總體上構成了輪廓清晰的多元素異常空間「有序」分布結構（如圖3-1-13）。
圖3-1-12白銀廠銅多金屬礦田多元素異常圖
圖3-1-13甘肅白銀廠銅多金屬礦田區域地質地球化學異常結構模式
Ⅹ 異常圈定及地質解譯
1. Ⅰ-Ⅰ'主剖面電性特徵與地質解釋
從可控源頻率-視電阻率斷面圖(圖4-5(a))和深度-電阻率斷面圖(圖4-5(b))可以看出，Ⅰ-Ⅰ'主剖面視電阻率變化范圍相當大，從幾十到幾萬Ω·m。
1000～1100號點視電阻率值小於2500Ω·m，並在1100號點存在一較明顯的視電阻率等值線梯度陡變帶。1150～1750號點視電阻率橫向基本上沒有變化，形成一個寬緩平台狀高阻異常帶，且視電阻率值隨深度的增加而增加，是華力西期石英閃長岩電性特徵的反映。
1750～2300號點出現一明顯的低阻帶，視電阻率值介於800～2500Ω·m，為花牛山深大斷裂帶部位。地表對應地質體為砂岩、含炭絹雲千枚岩和碳酸鹽岩，碳酸鹽岩與含炭絹雲千枚岩接觸帶部位見似層狀鉛鋅礦化，砂岩與石英閃長岩接觸部位形成含金黃鐵礦角岩帶。該范圍內發育3個視電阻率梯度陡變帶:①1750～1850號點間視電阻率值梯度陡變帶，視電阻率值2500～4000Ω·m，與石英閃長岩北接觸帶黃鐵礦化角岩帶(含金)相對應;②2100～2150號點間視電阻率橫向梯度變化大，縱向變化劇烈，視電阻率值800～2500Ω·m，既是花牛山深大斷裂主斷裂面部位，又是三礦區鉛鋅礦和蝕變超基性岩產出部位;③2200～2300號點間視電阻率梯度陡變帶視電阻率值1000～5000Ω·m，是花牛山三礦區賦鉛鋅礦硅化絹雲母千枚岩夾碳酸鹽岩與玄武岩、玄武安山岩接觸帶的反映。
2300～3800號點之間為一高阻帶，縱、橫視電阻率均變化不大，視電阻率值5000～20000Ω·m，是地表出露的玄武安山岩、印支期花崗岩和綠泥絹雲母千枚岩等岩性電性特徵的反映。但在3250～3600號點，淺部出現一個相對低阻電性扭曲帶，視電阻率值2000～5000Ω·m，而深部高阻電性層平緩穩定，視電阻率值大於15000Ω·m。考慮到該相對低阻電性扭曲帶位於花黑灘鉬礦礦體走向的西北延伸方向，視電阻率值與花黑灘鉬礦區礦化長英質角岩相近(4000Ω·m)，推測地表第四系覆蓋層之下有隱伏鉬礦化體產出。3850～4150號點為一明顯的低阻帶，縱、橫向視電阻率變化劇烈，視電阻率值變化於100～2500Ω·m，兼具炭質千枚岩與花牛山礦區硫化物礦石的電性特點。
3800～6200號點為低、高視電阻率值交替變化帶，視電阻率值100～10000Ω·m，是花牛山鉛鋅礦一礦區四、三、二礦帶的主要產出部位。①3850號點-4150號點為一明顯的低阻帶，縱、橫向視電阻率變化劇烈，視電阻率值變化於100～2500Ω·m，兼具炭質千枚岩與花牛山礦區硫化物礦石的電性特點。探槽揭露，該低阻地段地表岩性為炭質千枚岩和炭質板岩，其中見有薄層狀及細脈狀鉛鋅礦化體。前人在Ⅰ-Ⅰ'剖面東側施工的1個深達400m的鑽孔中，均為含炭千枚狀板岩，其中見有星點-稀疏浸染狀黃鐵礦。該低阻帶北側4150～4350號點寬度不大的中、高阻帶與地表發育的黃鐵礦化花崗斑岩脈相對應，視電阻率值為1500～10000Ω·m，與礦區印支期鉀長花崗岩電性特徵吻合。②4350～4750號點是明顯的低阻區，且橫向變化劇烈，視電阻率值500～3500Ω·m，岩性為灰色薄層大理岩化結晶灰岩、黃鐵礦化粉砂質千枚岩、鉛鋅礦體和少量花崗細脈。岩性復雜，是花牛山層狀鉛鋅礦賦礦層位。因此，該帶低阻帶是一礦區四礦帶含礦岩系與鉛鋅礦層電性特徵的綜合反映。
4800～6100號點，為一縱、橫向阻值相對穩定的中、高阻帶，視電阻率值為4000～20000Ω·m，主體為條帶狀大理岩化灰岩和千枚岩化粉砂泥質板岩的電性特徵反映。但在4850～5100號點和5550～5750號點淺部出現兩個相對低阻電性扭曲帶，視電阻率值為800～5000Ω·m，分別與花牛山鉛鋅礦一礦區三、二礦帶相對應。該電性特徵同樣是地表出露的薄層大理岩化結晶灰岩、黃鐵礦化粉砂質千枚岩和鉛鋅礦層等含礦岩系電性特徵的綜合反映。而深部高阻電性層平緩穩定，視電阻率值大於10000Ω·m。
6100～8000號點，主體為中、低阻背景場，視電阻率值100～5000Ω·m。該帶地表大部分被第四系覆蓋。經探槽揭露:①6100～6250號點間的視電阻率值梯度變化帶是薄層大理岩化結晶灰岩與炭質千枚岩接觸帶的反映，視電阻率值為400～2000Ω·m。地表探槽中見有2m寬的鐵錳帽帶，電性特徵及地表揭露的鐵帽均表明該梯度帶是有利的成礦部位。②6250～7000號為一低阻帶，視電阻率值為100～800Ω·m，阻值變化不大，地表探槽中岩性主要為炭質千枚岩。由測定的電性參數分析，炭質千枚岩不足以引起如此低的視電阻率異常。考慮到該低阻帶正處於五井河斷裂帶上，低阻異常中心位於中深部，且向深部延伸穩定，因此推測該低阻帶是炭質千枚岩和含水斷裂破碎帶電性特徵的綜合反映。當然，不排除深部有隱伏的塊狀硫化物鉛鋅多金屬礦體。③7000～8000號點間電性縱、橫向變化較大，視電阻率值為800～2500Ω·m，處於長黑山華力西早期花崗閃長岩南緣外接觸帶。地表出露岩性主要為砂岩、粉砂岩，其中穿插有數條規模不大的花崗岩脈。因此，上述中、低阻電性特徵應是砂岩和深部隱伏岩體頂部外接觸帶黃鐵礦化角岩帶電性特徵的綜合反映。
2.Ⅰ-Ⅰ'主剖面異常圈定
通過以上電性特徵分析，結合花牛山礦田內噴流沉積型金銀鉛鋅礦床產出受淺變質細碎屑岩與碳酸鹽岩(或中基性火山岩)接觸帶控制，與花崗岩有關的金銀鎢鉬礦床受花崗岩接觸帶控制的成礦特點，在Ⅰ-Ⅰ'主剖面可圈定出7個可能的礦致異常(帶)。
(1) 1號異常
異常位於1750～1900號點間，電性特徵為一視電阻率值梯度陡變帶，視電阻率值2500～4000Ω·m。地質上處於華力西中期石英閃長岩與薊縣紀砂岩、砂板岩接觸帶黃鐵礦化角岩帶(含金)上。激電測深顯示(圖5-1(b))，該梯度帶上對應有比兩側圍岩高的中等視極化率異常(ηS=5%～6.5%)，並伴有形態相似的低阻異常(圖5-1(a))。槽探揭露，岩體接觸帶砂板岩硅化和角岩化強烈，其中含有稀疏浸染狀黃鐵礦，局部形成黃鐵礦化次生石英岩。黃鐵礦化角岩及次生石英岩揀塊樣分析，蝕變岩石普遍含金、銀。故該異常是尋找與石英閃長岩接觸帶有關的蝕變岩型金銀礦床的成礦有利地段。
(2) 2號異常
異常位於2100～2300號點間，電性特徵為一低阻異常帶，視電阻率值800～5000Ω·m。地質上處於薊縣系炭質千枚岩與大理岩、千枚岩或玄武安山岩、玄武岩接觸帶部位，是花牛山噴氣-沉積型金銀鉛鋅礦床礦體賦存的主要部位。空間上又與花牛山深斷裂相耦合，沿斷裂帶超基性岩和華力西中期石英閃長岩出露。鑒於該部位激電測深剖面上有低阻而無強極化率異常顯示(圖5-1(b))，故認為該異常部位銀鉛鋅礦床找礦潛力不大。考慮到該部位發育有以Ag、Pb、Zn、As、Sb、Mn、Sn等元素為主的AR3岩屑測量化探異常，又處於深大斷裂帶上，豎井探礦有淺隱伏的石英閃長岩體及含金黃鐵礦化次生石英岩蝕變岩，因此，在該異常區內應加強蝕變岩型金銀礦床的尋找。
(3) 3號異常
異常位於3250～3600號點間，電性特徵表現為淺部具相對低阻(ρS=2000～5000Ω·m)，而深部為平穩高阻異常體(ρS＞10000Ω·m)。該低阻異常位於花黑灘鉬礦礦體走向的西北延伸方向，視電阻率值與花黑灘鉬礦區礦化長英質角岩相近(4000Ω·m)，推測由隱伏鉬礦化體引起。
(4) 4號異常
異常位於3850～4150號點間，電性特徵表現為一明顯的低阻帶。縱、橫向視電阻率變化劇烈，視電阻率值100～2500Ω·m。探槽揭露，該低阻地段地表岩性為炭質千枚岩和炭質板岩，其中見有薄層狀大理岩化灰岩透鏡體及細脈狀鉛鋅礦化體。激電測深結果反映，3950～4150號點存在一個低阻異常前圖5-2(b)，ρS＜80Ω·m;地表以下50～350m深度與其對應有一個明顯的橢圓狀高極化率異常體前圖5-2(c)，ηS＞50%，極大值達65%以上。鑒於該異常位於花牛山鉛鋅礦一礦區四礦帶南側，層位相同(Jxp3c)，推測該異常為隱伏塊狀硫化礦體引起。
(5) 5號異常
異常位於4350～4750號點間，電性特徵表現為一明顯的低阻異常帶，縱、橫向視電阻率變化較大，視電阻率值800～5000Ω·m。地質上為花牛山鉛鋅礦田一礦區四礦帶出露部位，異常與已知鉛鋅礦體和絹雲千枚岩與大理岩化結晶灰岩接觸帶賦礦有利部位吻合好，是花牛山噴氣-沉積型金銀鉛鋅礦床礦體賦存的主要部位。瞬變電磁和激電測深低阻異常重現性好(圖5-2(a)，5-2(b))，但異常中心向北偏移至4650～4850號點間，與礦體向北傾斜相吻合。激電測深揭示，低阻帶地表100m以下伴有3個高極化率異常體，ηS為35%～50%，推測為塊狀硫化礦體引起。
圖 5-8 花牛山金礦區248線激電測深反演斷面圖