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关于我

笔名探矿者—一个立志执着于探索自然和学术的“打工者”。1962年5月生,福建人,1982年毕业于成都地质学院找矿系,地质调查专业 工学学士 高级工程师。长期从事地质调查、矿产勘查以及矿床学和矿床地球化学研究。在该职业生涯中,积累了三十多年来的地质勘查和找矿经验,脚踏实地一步一个脚印一路走来,具有丰富的工作经验,认识了矿产资源在地壳中的成矿机理,掌握了构造控矿因素与成矿地质规律对找矿预测的意义。本人的专长是既懂理论研究、也精通矿产勘查,善于将两者紧密结合,因而有关成果受到各地政府的关注及业内专家的高度肯定。

sedex矿床勘查方法(续一)  

2011-05-19 10:06:31|  分类: 构造地质论坛 |  标签: |举报 |字号 订阅

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sedex矿床勘查方法(续一)

编辑:探矿者

(二)SEDEX型铅-锌矿床的成矿预测方法

    SEDEX型铅-锌矿床的地质勘查阶段可划分为4个主要阶段,即:预查选区、概查找矿、详查评价与矿床勘探,因各阶段的地质任务与勘查目标不同,成矿预测的方法、预测目标具有差异,其特点如下:

第一阶段:预查选区中成矿预测目的主要为圈定有利成矿区(带)。

    (1)综合编图,初步确定野外调研区。对已有地质-物探-化探(1:20万~1:50万)资料总结分析,并与已知SEDEX型铅-锌矿床的地质特征进行对比分析,采用经验类比法、地质-地球物理法、地质-地球化学和遥感地质解译等方法,综合确定具有寻找该类矿床可能前提地质条件的预选地区。

    (2)野外路线地质观测与宏观选区。对所选的预选地区进行野外路线地质观测,已穿越路线地质法为主,对区域地层进行清理,并建立地层格架,划分岩石-构造层;局部结合追索路线地质法,初步调查岩石建造类型及其特征;对区内矿点进行初步踏查,了解矿石建造类型,寻找热水沉积岩,并进行沉积学研究。通过上述工作,初步确定勘查区形成的大地构造特征,基本了解伸展构造类型、热水沉积岩和建造类型特征,确定沉积盆地分布的大致范围和进一步地质勘查技术方案。

    前人对沉积盆地已有明确的定义和范畴(M1dl,1990;陆克政等,2001),从沉积盆地-造山带(古陆块)-金属矿床三者之间关系角度,沉积盆地的概念可理解为:

    ①在地质历史时期,在盆状的古地理空间单元中具有相应的沉积中心和沉降中心,堆积沉积物一般厚度超过1000m以上;

    ②这种单元的周缘古陆(块)或水下隆起成为它的蚀源岩区和物源区,这种岩石圈负向构造单元(沉积盆地)和正向构造单元(造山带或古陆块等)在地质历史时期相互耦合和转化。

    ③现今沉积盆地具有特定的沉积物层序、沉积相和沉积体系,而现今大陆上地质历史时期的沉积盆地多已经过构造变形,但通过“将今论古”的研究,能够恢复和重建原型盆地及其盆地动力学。如秦岭微板块曾控制泥盆纪陆表海域、沉积体系和沉积盆地(张国伟等,2001),而该海域并不是前人(祁思敬等,1993a,b;薛春纪,1997)所谓的一级沉积盆地,而是秦岭造山带晚古生代伸展构造域,该伸展构造域主要有同生断裂、剥离断层、陆表海域中的地堑-地垒式的盆-岛构造;褶叠层、分层剪切流变构造、滑塌同沉积构造、阶梯状同生断层等一系列伸展构造样式(方维萱等,200la)。在秦岭泥盆纪陆表海域中,一系列盆地-岛屿构造(图11-2-1)从南到北依次为勉略裂谷盆地一旬阳一留坝晚古生代隆起带一旬阳、镇安半地堑式沉积盆地一小磨岭、陡岭、佛坪、白水江海岛(垂向基底隆起)一柞山断陷盆地一商丹带中黑河弧前盆地一北秦岭古陆;从西到东为西成拉分盆地一白水江海岛(垂向基底隆起)一凤太拉分盆地一佛坪海岛(垂向基底隆起)一板沙拉分盆地一小磨岭海岛(垂向基底隆起)一柞山断陷盆地一陡岭海岛(垂向基底隆起)一淅川沉积盆地一武当海岛(垂向基底隆起)(方维萱等,200la)。沉积盆地与垂向基底隆起的大陆动力学如图11-2-2所示。这些沉积盆地从70年代起,一直是地质找矿的活跃地区,在今后仍是地质勘查投资的重点地区。

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第二阶段:概查找矿中成矿预测目的主要为圈定成矿远景区。

    对宏观选区优选出的地区开展1:5万比例尺的地球化学普查工作(水系沉积物或土壤地球化学普查)和遥感地质普查工作,开展异常查证和遥感地质地面调查;对于重要地区也可直接开展1:5万比例尺地质调查,同时采用同比例尺的地球化学普查工作配合,进行成矿预测,缩小找矿靶区,圈定成矿远景区带。

    调查和研究区域伸展构造样式、圈定和发现三级热水沉积成矿盆地是成矿预测中主要关键问题。在1:5万地质测量成果基础上,采用沉积盆地分析、岩相古地理填图、浅层反射地震和矿点检查等方法可有效的缩小勘查目标。

    沉积盆地分析和圈定成矿远景区是成矿预测的核心内容。如在秦岭凤太泥盆纪一级拉分盆地中,西河近南北向同生断裂将其分割为东北部太白二级盆地及西部凤县二级沉积盆地,银母寺一八卦庙一八方山拉分式三级构造热水沉积盆地位于凤县二级沉积盆地的东北边缘上,铅硐山一双石铺三级构造热水沉积盆地位于风县二级沉积盆地的西部边缘上,它们之间为苇子坪碳酸盐岩台地相和生物滩(礁)相所分隔(图11-2-3)。

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图11-2-2  秦岭泥盆纪沉积泥盆地及深部动力学背景示意图

1.碎屑岩;2.碳酸盐岩;3.火山岩;4.深变质岩;5.(同生)断层及运动方向;6.热流柱及运动方向;7.粗碎屑岩(杂砾岩及含砾杂砂岩)

    近年来,沉积盆地分析理论已逐渐完善成熟,在石油天然气勘探中发挥了重要作用,国外在寻找SEDEX型铅-锌矿床中,沉积盆地分析是重要的地质勘查方法之一,并取得了一系列新成果,我国在应用沉积盆地分析方法进行SEDEX型铅-锌矿床勘查尚处于起步阶段,但该方法在我国今后寻找SEDEX型铅-锌矿床具有广阔的应用前景,该方法主要特点如下:

    1.基本原则

    (1)资料收集、数据采集与综合分析:对于区内地质要素、区内和全球可对比的已知矿床(点)进行三维空间的资料收集整理,若有条件时,可进行标准化数据人工采集/计算机自动化采集,建立综合数据库和图形库。在矿床勘探层次上总结已有的规律,建立矿床范围内的盆地分析模型,一般可以建立三级热水沉积盆地-热水沉积矿床的构造-沉积容纳空间模型。对勘查区外围及深部开展必要的地质-地球物理-地球化学工作,完成资料收集-数据采集、综合分析与建模工作。

    (2)典型解剖与全局观念:进行热水沉积成矿盆地分析与研究,不但要对已知的三级盆地进行典型解剖,同时还要将三级热水沉积成矿盆地放在整个一级盆地中和伸展构造域研究,树立全局观念,进行已知矿区外围预测。从整个成矿区带的区域上研究一级沉积盆地,进行新区预测。

    (3)组织多学科、高层次的研究和矿产勘查人员协同工作:人员素质高,可能做到勘查经济效益的最大化。热水沉积成矿盆地分析涉及的学科有沉积学、矿床学、构造地质学、矿物岩石学、沉积盆地分析、地球化学、地球物理勘探及计算机技术。

    2,基本原理、方法、地质勘查和研究提纲

    (1)基本原理:以现代大陆板块构造理论和流体地质作用为指导,以山-盆转换和耦合及大陆构造作用为学术思路,合理运用沉积盆地分析的方法技术和基本理论。以沉积盆地为整体研究对象,以构造-沉积-热水成矿为线索,以“热水沉积岩相与沉积盆地”为核心,将“热水沉积岩相与沉积盆地”作为大陆造山带演化过程中一个特定的构造成矿单元,从岩石圈地幔尺度进行系统剖析和研究。通过地层分析恢复沉积盆地埋藏史;通过沉积-同生构造分析恢复控盆-导矿同生断裂格局与演化史;通过沉积体系分析恢复沉积充填史;通过热水沉积岩相研究重建恢复热水沉积成矿盆地空间几何学特征;通过盆-山耦合与转换、盆地改造变形-热叠加再造研究恢复成岩成矿演化史,重建盆地的构造古地理与原型盆地恢复。

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图11-2-3  秦岭风太泥盆纪一级拉分盆地的盆地分级示意图

1.古陆块边缘;2.三级盆地;3.古海底隆起;4.推测同生断裂;5.构造应力场及运动方向;

SBl为铅硐山-双石铺三级复合断陷型热水沉积成矿盆地;SB2为银母寺一八卦庙一八方山三级拉分式热水沉积成矿盆地;SB3为双王三级拉分式热水台盆;SB4为老铁厂三级单断型热水台盆;F1为商丹断裂带(西段);F2为礼县一风县一风镇一山阳同生断裂带(中段);F3为酒奠梁-镇安一板岩镇同生断裂带(西段);F4为留坝剥离断层[中泥盆统古道岭组上岩段等厚线据杨锦源(1995)]

(2)基本方法:

    ①点、线、面结合:选定具有代表性的三级热水沉积盆地进行详细的解剖研究。

    ②多学科、综合方法:对于热水沉积岩相、热水沉积岩及成岩成矿作用等方面研究,采用多学科综合方法,包括构造地质学、沉积盆地分析、沉积学、矿物岩石学、地球化学等。

    ③系统综合分析:在流体成岩成矿系统研究方面,进行构造-流体-成岩成矿作用的系统综合分析,研究总结流体成矿系统,重建古流体场,总结构造-流体-成矿作用示踪标志。

    ④综合信息成矿预测:在上述研究基础上,总结、提出综合信息成矿标志,建立综合信息成矿预测系统,进行成矿预测。

    ⑤采用计算机的数据库、图形图像库等可视化技术进行地质-地球化学-地球物理综合方法模拟和分析热水沉积成矿盆地。

(3)勘查和研究提纲:

    ①沉积盆地的形成、发展、演化及成矿特征。沉积盆地的基底岩石组成与特征、矿源层地球化学特点;盆地沉积体系和沉积充填史;盆地后期构造变形和热演化史;沉积盆地的分级与一级盆地特征、原型盆地恢复;热水沉积成矿盆地的分类及成矿特征。一级沉积盆地的面积一般在100kin2(Sangster,1999)~数百km2(方维萱,1999a),沉积充填地层体厚度多在1000m以上。二级沉积盆地的面积一般在数十km2~小于100km2,三级沉积盆地的面积一般小于20km2(方维萱,1999a)。

    ②三级热水沉积盆地空间几何结构及成矿特征(图11-2-4)。三级沉积盆地(四热水洼地)的发育特点、形态及容矿特征是热水沉积矿体和热水沉积岩相的容纳空间和重点研究内容,通过

栅状剖面图、地层柱状对比图和构造-热水沉积岩相等编图可以有效进行研究总结(方维萱等,1999a,2001c)。

    ③依据热水沉积岩相的岩石组成、岩石化学、含矿特征、亚相、微相分类及特征研究,划分沉积体系、热水沉积体系和构造-热水沉积岩相,进行沉积盆地古地理重建和原型盆地恢复(方维萱等,2000a、b,2001c、d)。按其成岩成矿方式、岩石组合(沉积建造)、矿石建造-地球化学动力学因素不同,热水沉积岩相可划分为两种亚相系列及其相应的微相(方维萱等,2001d),在沉积盆地分析中,它们是建立热水沉积盆地中地层格架的构造岩石地层单位的组成单元,因为在热水沉积盆地地层充填体中,热水沉积体系是以来自盆地下伏地层为主的特殊沉积体系。从热水沉积岩相的亚相、微相及其同生沉积相的研究可以恢复重建三级构造热水沉积成矿盆地的构造古地理环境(图11-2-5)。

    第三阶段:普查找矿中成矿预测核心为矿体定位预测,目的为指导探矿工程设计,提高探矿工程的见矿率。

    重点开展矿点评价和物化探异常评价、区域地质调查、沉积盆地分析等项工作。区域地质调查(1:5万)围绕已知矿化带(点)和物化探异常带(群)开展工作,并覆盖更大的有利地质背景区和基底地层区。物化探异常评价中,物化探异常评价的基本比例尺为1:2.5万,物理点位密度控制在40--80个物理点/km2,实际物理点位密度视具体地质特征和工作需要确定。在矿点评价中,矿化带采用槽探工程间距为200~400m,地表矿体槽探工程间距加密到50~100m;钻孔勘探线工程间距为400~600m,并辅以手坑控制近地表的矿体产状和形态特征。对矿体露头、坑道或钻孔进行方位充电测量和电测深工作,预测矿体产状和深部变化规律。对地表和深部探矿工程开展工程地球化学测量工作,采样点距一般为5~10m,矿(化)体上采样点距一般为2.5m左右。

    开展井-坑-地方式的充电方位地球物理测量和地球化学测量,预测矿体深部空间位置。采用热水沉积岩相的亚相-微相和构造-热水沉积岩相栅状剖面图等方法可有助于矿体定位预测,指导探矿工程设计,提高探矿工程的见矿率。但热水沉积岩相必须进行整体性研究,确定宏观特征后编制热水沉积岩相的亚相和微相的精细结构填图(图11-2-5)。刻意力争区分正常沉积与热水沉积之间的差别会走向误区,因为热水沉积岩向正常沉积岩之间是过渡性界面,采用岩相学中亚相和微相分析和填图进行热水沉积岩相确定亚相和微相界面是可行的途径之一;即使在陆相热水喷流沉积中也是具有类似特点。如王京彬(1990)认为云南兰坪金顶铅-锌矿床四种热水沉积岩为微晶白云岩、天青石岩、硬石膏岩和赤铁矿岩;王江海等(1998)认为同生构造作用诱发的液化砂流在成岩成矿过程中具有重要作用,据此和地质现象建立了金顶铅-锌矿床的陆相热水喷流成矿模式。湖相正常蒸发作用和沉积物软泥-砂体的扰动和再沉积与热水沉积作用同属统一的成岩成矿过程,热水喷口的角砾岩相、含矿砂岩相(热水沉积和沉积物软泥-砂体的扰动和再沉积)、盐湖化学沉积相(包括微晶白云岩、天青石岩、硬石膏岩和赤铁矿岩等热水沉积岩)等同属热水沉积盆地中的沉积体系。

    在该阶段工作结束前,对已获成矿进行系统总结,建立初步的某区SEDEX型铅-锌矿床勘查模式(主要为有效方法组合),进行沉积盆地分析工作。计算和预测某区SEDEX型铅-锌矿点的资源量(333十334)。

    第四阶段:详查评价中成矿预测核心为矿体三维空间形态模拟分析、矿体空间位置描述与隐伏矿体预测,目的为提高地勘资金的投资收益率。

    重点对已发现的地表矿(化)体的规模进行圈定,寻找和发现新矿体和隐伏矿体。采用100~200m槽探间距和钻孔勘探线间距对重要矿化带进行系统控制,采用200~400m槽探间距和钻孔勘探线间距对外围矿化带进行框架控制;坑道初步控制地表浅部矿体产状和形态特征。

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图11-2-4  风太泥盆纪三级盆地中构造-热水沉积岩相时空分布与演化示意图

1.含砾砂岩;2.泥质粉砂岩;3.含碳生物灰岩;4。生物(礁)灰岩,a为热水同生交代微相;5.铁白云质灰岩;6.硅化铁白云石化生物灰岩;7.硅质灰岩,b为热水混合同生沉积微相;8.铁白云质硅质岩;9.硅质铁白云岩;10.硫化物岩微相(含矿硅质铁白云岩-含矿菱铁矿铁白云岩),c为热水同生沉积微相;11.硅质岩;12.铁白云质泥岩(千枚岩)-铁白云岩,d为热水液压致裂微相;13.含矿硅质角砾岩-含矿硅质铁白云石角砾岩,e为封闭、滞水盆地相(矿体覆盖保存层);14.碳质泥岩(千枚岩);15.(含碳)铁白云质泥岩(千枚岩);16.绿泥石泥岩(千枚岩),f为热流体隐爆岩相;17.钠长石碳酸(角砾)岩-铁白云石钠长石(角砾)岩,g为热流体充填岩相;18.钠长石碳酸岩脉;19.基性岩脉-闪长玢岩脉;20.盆地下伏热源区;21.微相相变界线;22.同生断层及运动方向;23.浊积岩层序;Q为中石炭统;丁2一卜C2为中三叠统一二叠系-中石炭统;D>j为上泥盆统九里坪组;D3)/为上泥盆统星红铺第二岩性段;D3x1为上泥盆统星红铺组第一岩性段;D》82为中泥盆统古道岭组第二岩性段;D2g’为中泥盆统古道岭组第一岩性段;正一S为泥盆纪沉积盆地下伏寒武系一志留系;h为元古代富钠火山岩

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图11-2-5  银硐梁一手搬崖矿带构造-热水沉积岩相分析图

1.含碳生物灰岩;2.钙质千枚岩;3.生物灰岩;4.碳质灰岩;5.硅化铁白云石化含炭生物灰岩;6.石英铁方解石岩;7.铅-锌矿化层;8.铅-锌矿层;9.硅质灰岩;10.硅质铁白云岩(Mn异常);11.构造角砾岩;12.黄铁矿化铁白云质灰岩(As、Cu异常);13.铁白云质千枚岩;14.绿泥绢云母千枚岩;15.含碳绢云母千枚岩();15.含碳绢云千枚岩();16.碳质千枚岩夹薄层灰岩();17.碳质千枚岩();18.铁白云质绢云母千枚岩(1s、B);19.铁白云质千枚岩夹薄层灰岩(Ag、B异常);20.铁白云质千枚岩(B、bh、As异常);21.闪长玢岩,基性岩脉

    依据地质工作的需要,较系统的开展井-坑-地方式的充电方位地球物理测量,预测矿体侧伏方向等深部的空间位置;进行热水沉积岩相精细编图,进行成矿预测和矿体定位预测;指导重型山地工程设计和施工。采用岩石学-岩相学-地球物理-地球化学综合方法,以计算机图形图像处理和分析为技术支撑体系,进行热水沉积岩相的亚相-微相和矿体的三维精细结构填图和三维空间拓扑结构研究,可有助于矿体空间位置描述与隐伏矿体预测,提高地勘资金的投资收益率。计算和预测某区SEDEX型铅-锌矿床的资源量(332+333+334)。

    根据某地区工作程度不同,也可以直接从第二阶段或第三阶段开始进行地质工作。在以上该阶段工作请参阅已颁布的各专业技术规范。(续)

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