地质找矿什么情况下需要磁法
Ⅰ 正确处理用什么方法找矿的矛盾关系
一、正确处理理论找矿与经验找矿的关系
理论找矿与经验找矿是哲学中的一对重要范畴。主要是解决靠什么来找矿的问题。处理这对矛盾时应注意3点。
1.找矿既需要有经验又需要有理论
理论找矿与经验找矿之间的关系是辩证的关系。按照辩证唯物论的观点,理论来源于实践,是实践经验的总结;理论又高于实践,实践是基础,理论是指导。
找矿实践表明,找矿既需要有经验,又需要有理论。而且随着时间的推移与矿产勘查工作程度的提高,越来越要依靠科学理论来指导找矿。
由于地球是一个整体,在统一的地壳运动总过程中,地壳的各个不同地区的地质构造条件必然有它共性的一面。由于受地质构造条件的制约,各个地区之间的矿产形成与分布的特点也必然会有类似之处。因此,在这一个地区勘查某种矿产所积累的经验,运用地质人员常用的地质类比分析法来指导另一个地区的找矿工作无疑是有益处的。一个地质工作者,随着他到的地区越多、亲自勘查的矿产地越多,积累的找矿经验也就越多,因而对指导找矿就有更好的成效。由此可见,运用成功经验指导找矿是应该的,也是必要的。运用经验指导找矿不仅要运用自身的经验和本地区的经验,还要善于运用别人、别地在找矿方面的经验,这对于克服盲目性和提高找矿成功率也是必要的和有益的。
运用地质理论指导找矿同样是非常重要的。因为地质理论是在许多前人实践基础上(包括野外实践和室内实验)加以总结、提炼、概括而成的。与经验相比,具有更为广泛适应的特点,对于年轻的地质工作者来说尤为重要。因为他们实践得还很不够,缺乏经验,或者经验还不丰富,如果没有理论的指导是难以取得很好成果的。
运用地质理论无论对于开展新区找矿或在老区进行就矿找矿都是十分重要的。在新区,由于找矿方面还没有突出的成果,没有土生土长的成功经验,因此,以地质理论来指导,是卓有成效地开展找矿工作不可缺少的。在老区,由于工作程度较高,露在地表的矿、容易找的矿和易于识别的矿已基本找出来,下一步的找矿任务就是要找埋藏深的隐伏矿、难找的矿和不易识别的矿。这样,凭一般的经验就不行了,就需要从地质理论上进行分析,弄清楚哪里可能还有找矿的潜力和远景,然后再有目的地、有依据地开展勘查工作,就是说要以理论来指导才有可能取得成功。
2.对待经验和理论都要采取分析的态度
由于地壳运动的差异性,在地壳的不同部位的地质构造特征与存在共性的同时,一定还有特性的一面。就是说,不同地区之间的地质条件、成矿条件有它的差异性。因此,勘查人员在运用这个地区勘查经验去指导另一个地区找矿工作时,要充分考虑该区地质构质条件特性的一面。要对具体情况作具体分析,切忌犯照抄照搬的经验主义错误。这里还要注意处理好外地经验与本地区实际的关系。
从实际出发确定找矿方针,学习外地或外国经验和理论时要因地制宜,要按本地区客观地质条件办事。外地、外国的经验和理论是他人以往实践的总结,吸收其精华,为我所用,无疑是对的。只要符合本地区客观地质条件的实际,也是会有效果的。世界范围之大,情况千差万别,不同地区的成矿地质条件不尽相同,现有的经验不可能将每个地区的特性都概括进去。因此,对待外国的经验、外地经验就不能不作具体分析地照抄照搬,而应从本地区地质构造实际情况出发,批判地加以吸收。
3.要用发展的观点对待理论和经验
对于先进经验和理论还要用发展的观点正确地加以对待。因为任何事物都不会永远停留在一个水平上,经验和理论也是处于不断的丰富发展之中。所以,一方面,要注意及时与善于运用丰富发展了的经验和理论来指导找矿;另一方面,也是更为重要的是应贯彻学习与独创相结合的原则,吸收其适合于本地区或本国的经验和理论,而对那些不适合的部分则应以新的事实、新的经验来加以突破,创造新的理论来指导找矿,以使整个人类找矿的经验和理论得到丰富与发展。有关处理学习与创新的矛盾关系问题,在继承与发展一节中将详加讨论。
二、正确处理原有理论与新理论的关系
原有理论与新理论也是找矿哲学的一对重要范畴。找矿需要有理论的指导,指导找矿的理论和一切事物一样,也是发展的。随着矿产勘查实践的深入与广泛展开,随着整个科学技术的进步,找矿的理论也会不断地获得丰富与发展。因此,在矿产勘查工作中既要充分运用原有的在实践中证明仍然有效的理论,又要注意积极研究与摸索创造新的理论,以指导找矿更有效的开展。
由于矿产勘查工作在全球的广泛开展,由于地质学家们的创造性思维,以及由于同矿床的复杂多样性,成矿理论的百花园里出现绚丽多彩、百花争艳的局面。从导致成矿的能量来源的角度分析,先有水成论和火成论之分,尔后有内生成矿作用、外生成矿作用和变质成矿作用之分,现在又增加了叠生成矿作用。从成矿的大地构造角度分析,先有槽台成矿理论,尔后有地质力学成矿理论、多旋回成矿理论、断块构造成矿理论、地洼成矿理论等等。近几十年来,板块构造成矿理论又在全球兴起。从控制矿床地质体的主要形态特征来看,又有层控矿床、岩控矿床、裂控矿床和复控矿床理论之分。从成矿物质来源又有单源矿床、双源矿床和多源矿床之分……
总之,成矿理论很多,在矿产勘查工作中既要从本地区客观地质条件的实际出发,善于运用已有的并为实践证明有效的理论来指导找矿,又要积极总结已有经验和探索与创造新的理论来指导找矿。
近若干年来,我国地质学家在探索新的理论方面有一定进展。程裕淇教授、陈毓川研究员等人根据矿床间成因联系及时空关系特点提出成矿系列理论。这对于找矿与扩大已知矿床的资源远景具有重要指导意义。矽卡岩型矿床成矿理论也有新进展。过去按矿物组分将矽卡岩分为镁矽卡岩和钙矽卡岩两类。赵一鸣研究员根据对中国大量矽卡岩矿床的研究并与国外对比,提出锰质矽卡岩和碱质矽卡岩两个新的矽卡类型。前者伴有Pb、Zn(Ag、Cu)矿化,后者伴有V、Tb、Tr、Nb矿化。特别是锰质矽卡岩的提出,具有重要理论意义和应用价值。它是矽卡岩类型铅锌(银)矿的重要找矿标志,并为近年来内蒙古、湖南等地找矿实践所证实。煤的成因又有新的认识。刘焕杰教授根据对煤田的研究,提出海相成煤的新理论。
我国油气地质工作者在以往几十年的勘探实践与科学研究中,在应用已有的石油地质学理论的同时,不断产生一些适应我国实际情况的找矿找气的思路,并逐步总结形成一些重要的观念与理论。经过“六五”期间深入研究形成的一些观念和理论,拓宽了勘探领域,在此基础上经过“七五”的勘探实践和科研攻关,又总结出一些新的思路,值得我们重视。
三、正确处理原有找矿思路与新的找矿思路的关系
找矿总是按一定的思路进行的,而找矿思路又是不断发展的。因此,在找矿中既要注意与运用原有找矿思路的同时,积极引进和开拓新的思路来指导找矿,又要注意不因有新思路就排斥仍然有效的原有思路。所以,原有找矿思路与新的找矿思路也是找矿哲学的一对重要范畴。
以磁法勘探为例。在20世纪50年代,运用物探方法寻找铁矿,主要是通过寻找又大又强的规则的磁异常来找矿,曾取得巨大成就。如,在湖北大冶地区根据磁法资料找到了兴林山铁矿,并发现了程湖盲矿体;在内蒙古白云鄂博地区和四川攀枝花外围红格、白马、太和地区,利用磁法找矿也获得成功。60年代中期,开始研究利用“低缓异常”而不仅是利用强磁异常来找铁矿,也获得很好效果。如,河北邯郸地区铁矿是产出在火山岩与灰岩接触带中的铁矿,开始把强异常作为找矿对象,而低缓异常认为是岩石引起,找矿效果不好。后来冶金地质队对低缓异常进行探索,结果发现了100多米厚的大矿体。
运用新思路找矿不等于不要原有思路找矿。如找油气,过去都主要是找构造圈闭,特别是找背斜圈闭,后来利用断层圈闭、地层圈闭、岩性尖灭圈闭以及构造、地层复合圈闭等思路找油,均获得成功。近一二十年来,利用大推覆体下找油思路勘查油气也获得巨大成功。但是出现了新的思路,并不排斥继续利用构造圈闭思路来找油,如塔北已发现的油气田还主要是构造圈闭。
四、正确处理原有技术方法与新的技术方法之间的关系
矿产勘查技术方法和一切事物一样都处于不断的发展变化之中。特别在当今科学技术日新月异的时代,找矿技术方法的发展变化就更为迅速。从客观条件分析,一方面随着矿产勘查工作的探入,找矿难度逐步加大,为了能继续发现与探明新的矿床,勘查工作者总是不断研究一些新的技术方法来进行找矿。另一方面,由于整个科学技术的进步,为勘查技术方法的发展又创造了有利条件。正由于这方面原因,矿产勘查技术方法在近若干年来有了迅速发展。于是就产生一个问题,就是在找矿实践中如何对待新老方法技术问题,如何正确处理新技术方法与原有技术方法之间的关系问题。这里有几种情况:
1.积极采用高新技术方法
当代矿产勘查工作的一个重要趋势,就是迅速引入电子计算机技术和遥感技术等先进的高新技术。当今自然科学发展的一个重要趋势是由定性研究走向定量研究。地质科学也不例外。早在莱伊尔时代,他依据古生物化石的统计对第三纪地层的划分就开始了地质学与数学的相互结合的萌芽。100多年来,这种结合日益扩展与紧密,逐步形成了数学地质这门学科。进入20世纪60年代之后,数学地质和电子计算机开始引入我国地质工作和地质学研究,并逐步形成了一支独立的力量,有力地推动了地质勘查和地质研究向定量化发展。目前,计算机技术的应用已广泛深入到地质工作的的每一个领域,深入到矿产勘查的各个阶段,贯穿于全过程并在下列主要领域取得很好的效果:
(1)各种地质地球物理、遥感、地球化学、观察和测量仪器的数学化和计算机化,以及探矿工程设备采用计算机技术,大大提高了观测的精度、灵敏度和操作的自动化程度,既提高了质量和速度,又减轻了劳动强度,还可以帮助我们从宏观方面更好地认识地壳中之矿产及其成矿分布规律。
(2)各种野外观测数据的计算机处理,使地质工作面貌发生了深刻的变化。运用计算机技术,使各种信息处理、数理统计得到广泛运用,一方面大大加快了信息与数据的处理速度;另一方面,也是更为重要的方面,能帮助我们更为全面地、客观地认识客观地质矿产情况,从而有助于正确地作出有关的判断与决策。
(3)各类岩矿分析测试与鉴定仪器,尤其是大型仪器已经绝大多数实现了数字化与计算机控制,使分析鉴定的精度和效率达到前所未有的程度,帮助我们在微观世界里获得更多的自由。
(4)运用电子计算机和数学方法建立多种模型指导找矿和对矿产资源进行定量评价和定量预测。
(5)计算机成图及图示技术已较为普遍地得到采用。使用计算机可以方便地对地质图件进行制作、修编、复制与储存。
(6)计算机技术在地质工作管理中也被广泛采用并取得显著效果。如,地质勘查项目登记管理,地质矿产勘查工作的计划、财务、人事、劳动、统计、设备材料管理,储量管理,地质材料、情报管理,机关文书档案管理,办公自动化,等等。
(7)开始出现各种地质专家系统。人工智能地质勘查领域的开发正在不断出现新成果。
(8)地质矿产信息系统将在电子计算机的帮助下逐步趋于统一与完善,从而可使分散的、局部的成果转化成有认识的网络,使各种信息能够更有效地交换、综合与加工,从而形成新的经验与知识,进一步促进矿产勘查工作的发展。
遥感遥测技术是近20年来发展很快的先进技术。该技术是利用电磁波的理论,应用现代化设备和先进技术方法,不必直接接触被测物体,就可以从卫星轨道上(航天遥感)或从飞机、飞艇、气球上(航空遥感)远距离收集地球上或地球某一测区所需要收集的信息。这种技术应用范围很广。找矿即其中应用领域之一。目前用于地球资源勘查的航天遥感有:多波段扫描(MSS)、反束光导摄像(RBV)、热红外扫描(IR)以及测试雷达(SLR)等。目前用于找矿的航空遥感方法有:全色照像、多波段照像、热红外扫描、测试雷达、红外热辐射测量、微波辐射等。通过电子计算机及其先进的图像处理技术,对遥感所获信息进行科学认识,可以帮助我们解决许多与找矿有关的地质问题。首先从宏观上可以帮助查明区域构造的大致轮廓,如大的盆地、大的岩体、地层的展部及主要的构造线方向等等。这对于我们了解区域地质背景将有帮助。因为不同地体或块体可能赋存的矿产往往是很不同的。盆地可以为找油气、煤等沉积矿产指明方向;岩浆岩体、火山机构则可为找与岩浆作用有关的矿产提供条件;一些大型剪切带、大型推覆体等构造对指明找矿靶区很有帮助。其次,许多大型和超大型矿床往往分布在两个不同性质的地质构造单元之间接合部位或过渡地带。而利用遥感技术、影像解译可以帮助我们发现分属不同构造单元的接合部位,从而可以为我们找矿从区域宏观上指明方向。第三,许多内生金属矿床因围岩蚀变而产生褪色带或硫化矿氧化而成红褐色的铁帽带,通过遥感测量因颜色差异而能显示出来,从而可以为我们提供具体的找矿靶区和找矿标志。第四,通过遥感可以直接发现某些矿产,如地热。
2.用新技术代替旧技术
新技术在找矿中作用和效果无疑要优越于旧技术,所以用新的技术方法代替旧的技术方法是历史发展必然趋势,是不可阻挡的潮流。如,在石油勘查中使用的地震仪器已经经历了光点地震仪、模拟地震仪和数字地震仪三代。在20世纪50年代和60年代前期,油气勘查中使用的是光点地震仪;60年代中期到70年代中期,由于模拟地震仪技术性能较光点地震仪为先进,从而代替了光点地震仪;70年代中期,开始使用数字地震仪;到70年代末、80年代初我国油气勘查用地震仪已均实现了数字化。现在数字地震仪也在不断改善中。石油地震仪器每一次换代与进步,都大大地提高了油气勘查工作的效率和质量,都有力地促进了油气勘查工作的发展。
3.新、老技术方法并存
这种情况是一方面积极使用新技术方法,同时继续使用仍然有效的老技术方法。
在矿产勘查实践中,长期以来形成了一套工作方法与找矿技术,如地质人员依靠铁锤、罗盘、放大镜这三件宝到野外进行地质观察研究,利用探槽、探井、坑道和钻孔来揭露地质现象与矿化情况。这样一些传统方法虽然使用时间很久,但是它们在今天以及今后相当长的一个时期内还是需要与有效的。因此在科学技术现代化水平已大为提高之时,在广泛采用遥感、电脑等高新技术的同时,也不应摒弃它,而应继续合理地使用它。正在广为采用新三大件即GPS野外定位、数码像机、手提计算机的今天,某些新老方法技术并存使用还有这样一种原因,即它们具有各自的适用性。以地球化学探矿为例。最初采用次生晕法和水化学法,尔后逐步采用扩大分散流法和原生晕法。但由这些新、老方法在不同地质地貌条件地区有各自的适应性,所以新方法并不能全部用来代替原有的方法。
新、老技术方法之所以能在一定时期内并存还可能由于思想认识方面的原因和财力方面的原因。由于经济条件所限,而不能使新技术全面推广,以致在一定时期内出现新、老技术并存的局面。如,钻探技术方面就有这种情况。
4.采用适用技术
采用适用技术就是既不继续使用旧的技术方法,又不普遍推广使用最新的先进技术,而是从本国的国情出发,从本地区本部门的实际情况出发,采用与本国、本地区或本部门财力和人员技术文化素质相适应的技术。在我国目前适用技术的比例还是比较大的。中国的方法技术在第三世界发展中国家普遍受到欢迎,原因也在此。
Ⅱ 模型三十 广西大厂式锡多金属矿床找矿模型
一、概 述
中国广西大厂矿田的锡多金属矿床与花岗岩体、沉积建造以及构造样式关系密切,矿体规模大,矿床类型复杂,其中以锡石 - 硫化物型多金属矿床最为重要,其次为矽卡岩型锌铜矿床。大厂矿田有长坡锡石 - 硫化物多金属矿床、巴里 - 龙头山锡石 - 硫化物多金属矿床、鱼泉洞 - 铜坑和黑水沟矽卡岩型锌铜矿床、拉么 - 龙箱盖矽卡岩型锌铜矿床、茶山锑钨矿床、灰乐、亢马等锡多金属矿床等。大厂矿田矿产资源丰富,主要矿产有 Sn、Zn、Pb、Sb、Cu、W、Ag、In、S、As 等,其中,Sn、Zn、In 等的金属储量均达到超大型矿床的规模,驰名中外。
二、地 质 特 征
1. 地质背景
中国广西大厂矿田位于华南褶皱系西南端的右江褶皱带上,处于古特提斯构造域和滨太平洋构造域的复合部位 ( 图 1) 。矿床产于南丹 - 河池晚古生代裂谷盆地的泥盆系中。盆地位于江南古陆西南缘,是右江晚古生代裂谷盆地更靠近大陆一侧的次级盆地,盆地内地层为泥盆纪—三叠纪的泥质岩、碳酸盐岩、硅质岩和碎屑岩等。
图 1 中国广西大厂矿田大地构造图( 引自秦德先等,2004,修编)
丹池大背斜和丹池大断裂组成的丹池褶断带,主体构造呈 NW - SE 走向,背斜轴部逆冲断层发育,叠加东西向、南北向的断裂和次级褶皱构造,在构造叠加处有花岗岩侵入,形成大厂、芒场和五圩等多个构造隆起,控制了成矿带内主要矿田的成岩、成矿作用。
在北西向丹池成矿带内,自北向南,依次分布有麻阳汞矿、芒场锡多金属矿田、益兰汞矿、大厂锡多金属矿田、北香锡多金属矿和五圩铅 - 锌 - 锡多金属矿田。已知超大型矿床 2 个,大型矿床 5个,中型矿床 11 个,Sn、Zn、Pb、Sb、Ag、Cu、W、Hg 等矿产地 200 多处。矿床基本上集中分布于大厂、芒场和五圩 3 个矿田,其中又以大厂矿田最为重要。
( 1) 地层
区域地层均为晚古生代裂谷盆地滨海相至浅海相沉积建造,以碳酸盐岩为主,其次为碎屑岩。大厂矿田中的地层由新到老依次为: 第四系冲洪积层,局部有砂矿; 二叠系中统合山组灰岩、硅质岩夹砂页岩; 二叠系下统茅口组灰岩; 二叠系下统栖霞组灰岩、硅质岩; 石炭系上统马平组灰岩; 石炭系中统黄龙组灰岩; 石炭系下统寺门组灰岩; 泥盆系上统同车江组灰页岩互层; 泥盆系上统榴江组扁豆状和条带状灰岩; 泥盆系上统榴江组硅质岩; 泥盆系中统马家坳组灰岩; 泥盆系中统马家坳组结晶灰岩 ( 西外带巴里山至龙头山一带为礁灰岩) ; 泥盆系下统车河组灰岩、页岩和砂岩 ( 图 2) 。
图 7 中国广西大厂矿田不同剥蚀面地质、地球物理和地球化学异常响应图
Ⅲ 湖南三江口铀矿床
姜必广陈旭
(湖南省核工业地质局三〇六大队,湖南衡阳421000)
[摘要]三江口铀矿床位于湖南省汝城县三江口瑶族镇,处于鹿井铀矿田南部,由湖南省核工业地质局三〇六大队发现并勘查。通过收集大量地面地质调查研究、工程揭露、物化探测量、化学分析和岩矿鉴试等资料,系统总结了工作区地层、岩浆岩、构造、围岩蚀变以及放射性地球物理场等特征。梳理了区内构造系统,重新归并和延扩了F101、F101-1、F23、F205等主成矿构造带;进一步总结了区内成矿构造的形态、规模、产状及空间展布和活动期次等特征;大致查明铀矿化特征,区内围岩蚀变和热液脉体的种类、期次、规模、分布规律及与铀矿化的关系;初步查明矿区矿石物质成分和铀的存在形式。
[关键词]湖南三江口;铀矿床;地质特征;资源潜力
矿区位于诸广山岩体南部。诸广山岩体处于赣粤湘褶皱区,为万洋山-诸广山走滑岩浆带的重要组成部分[1]。受九峰-大余东西向隆起带、万洋-诸广南北向隆起带和万洋山北东向隆起带的三重控制。北西面为武功诸广地幔斜坡带,而岩体中心铀成矿的主要部位则为幔坡过渡带[1~2]。这种褶皱区、隆起叠加区、斜坡带三位一体的区域构造格局,对岩体的形成与演化、构造的发生和发展极为有利,为相伴产生的铀活化转移与富集成矿提供了得天独厚的条件。
1发现和勘查过程
三江口铀矿床是在原中南地勘局、华南地质局等多家地质勘查大队地质前辈们工作成果基础之上,被逐步发现并查明的。从发现三江口铀矿床地表线索,到圈定该铀矿床,先后施工数千立方米槽探和数十个钻孔,最终将该地区的九龙江地段提交为可供详查的普查报告[3]。
1.1本地区的铀矿地质勘查工作
三江口地区1958年即有核工业原三〇九队和七〇三航测队在此进行过铀矿地质调查,1960年以来,核工业三〇二大队、三〇四大队先后进行过矿点检查和初步揭露评价工作。20世纪年代后期,核工业三〇二大队在该区工作的队伍撤回鹿井矿田。20世纪80年代后期,核工业七〇三航测队又在该区进行了1∶5万航空伽马能谱测量。
1988~1989年,华南地质局二九六大队在工作区南部城口—长江一带进行了1∶5万铀矿区域地质调查。
1998~1995年,湖南省核工业地质局三〇六大队在该区及周边进行了铀矿初查和区调。
1991年湖南省核工业地质局三〇六大队在该区开展了1∶1万铀矿普查工作,提交了《湖南省鹿井矿田西南部上禾村—浒松地段铀矿初查总结报告》。
1992年湖南省核工业地质局三〇六大队在九龙江地段实施了1∶2000铀矿详测工作,提交了《湖南省汝城县九龙江铀矿点普查评价报告》。
1994年湖南省核工业地质局三〇六大队科研分队对该区进行了调查研究,提交了《湖南省汝城县“三九”地区铀成矿地质条件研究及远景评价》报告。
1994~1996年,湖南省核工业地质局三〇六大队对该区开展了1∶5万铀矿区调。
2007年湖南省核工业地质局三〇六大队在九龙江地段和木洞地段开展普查工作,完成1∶1万地质简测和伽马总量测量9.52km2,钻探工作量705m,槽探1825m3,铀、镭分析138项。伽马总量测量圈定异常点41个(部分为老异常点)、异常带15条。
2010~2012年湖南省核工业地质局三〇六大队在九龙江地段开展普查工作,完成1∶5000地质修测16.00km2,钻探工作量18016m,槽探800m3,铀、镭、钍分析277项,其他分析115项,并提交了《湖南省汝城县三江口铀矿床普查地质报告》。
1.2发现和勘查过程分析
1.2.1成矿地质背景分析
三江口铀矿床位于“三九”矿田毗邻鹿井矿田,与其同处我国华南铀成矿省南岭地区。南岭是我国著名的纬向构造带之一,基底由加里东运动形成[4],主要为花岗岩体,其上覆岩层被侵蚀后,花岗岩得以出露形成山峦,如骑田岭、香花岭等。山体走向或呈北东—南西后,如萌渚岭、都庞岭、越城岭;或呈正东西向,如大庾岭;宏观而言,南岭地区为东西走向山地。三江口铀矿床与鹿井矿田在区域上具有类似的地质成矿地质条件和地质环境。从宏观地域来看,南岭地区铀成矿具不连续性,但具有广泛分布的特征[5~6] 。在数十年的地质工作中,我国在该地区发现了众多的铀矿田、铀矿床,且地表铀异常点带分布十分广泛。
1.2.2循序渐进的勘查工作
20世纪50年代,地质工作仅仅根据地表异常进行探索性调查揭露,而到了80年代后期,随着大比例尺(1∶5万)航空伽马能谱测量工作的开展,地质找矿重点地段逐渐明朗起来。鹿井矿田外围重点地段的铀矿初预查、区调、科研工作逐一展开,结合各种物化探工作综合成果,具备良好铀矿化异常的三江口地区就这样被划分为重点远景区,直至三江口铀矿床的发现。这一过程历时多年,说明铀矿田外围的铀矿床发现和勘查周期长、难度大,因为各项工作要按部就班,要遵循地质找矿特点和规律进行。这期间需要各时期的地质工作者充分运用该时期发展起来的先进物化探技术,然后运用各种勘查手段去逐步发现、排查、探索、验证铀异常、铀矿化点带,直到发现并控制铀矿床。这一铀矿找矿过程体现了地质找矿是一个循序渐进的过程[7]。
2矿床基本特征
三江口铀矿床位于九峰岩体的北部,黄竹垄断裂带东南侧、塘湾断裂东侧。有上堡断裂、热水断裂从北东方向延伸至南西方向通过本区,三江口铀矿床定位于工作区中近EW向的九龙江断裂和NE向黄洞口断裂的夹持区及邻近地段(图1)。
图1 湖南省汝城县“三九”矿田地质略图
1—第四系;2—石炭系上统;3、4—石炭系大塘阶中上段;5—石炭系大塘阶下段;6—石炭系岩关阶;7、8—泥盆系锡矿山组;9—泥盆系棋桥组;10—泥盆系跳马涧组;11—寒武系中组;12—寒武系下组;13—震旦系上组;14—震旦系下组;15—木溪头单元;16—中棚单元;17—高奢单元;18—东岭单元;19—鱼王单元;20—益将单元;21—细粒花岗岩;22—伟晶岩细晶岩;23—地质界线;24—接触(气化)式热力变质带;25—实测及推测断层;26—铀矿床;27—工作区范围
2.1岩浆岩
区内出露均为九峰岩体(三江口超单元)的花岗岩。九龙江地段地处东岭单元(J2D)岩体中,且有晚期中棚单元(J3ZP)岩体产出,为工作区主富铀岩体。在这两期岩体超动接触界面附近铀矿化有富集的趋势,认为不同期次岩体间的接触界面对铀成矿有一定的控制作用。岩体的自变质作用主要有碱交代,表现为钾钠长石化和单一钠长石化;后者主要见于中棚单元,主要为白云母交代黑云母或交代长石和石英,交代黑云母后有氧化铁析出。区内花岗岩大致经历了3次碱交代(白云母化)作用:第一次为155Ma左右,第二次为130Ma左右,第三次为115Ma左右[8],相当于晚侏罗世木洞超单元,三江口超单元的高奢、中棚、木溪头3个单元岩体晚阶段的自变质作用,每一次碱交代(白云母化)作用均伴有铀元素的迁出。
铀矿床含矿主岩岩性为燕山期灰白色中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩,铀矿带内岩性主要为碎裂花岗岩、花岗碎裂岩、碎裂岩、构造角砾岩等。
2.2构造
矿区位于诸广-万洋复式岩体的中南端,区域热水断裂带的南部,城口矿田菱形格状构造的北部。本区内断裂构造发育,形态多样,构造成分复杂,除上述区域性大断裂外,区内一般断裂构造按其走向可分为NNE、NE、近EW、NW 向4组,主要断裂有热水断裂(F103)、木洞断裂、F101断裂、黄洞口断裂等。区内次级NE、NNE向断裂,尤其在九龙江不同级别的三角断块中的次级断裂是有利的含矿断裂[8]。三江口矿区主要断裂构造特征见表1。
2.3围岩蚀变
铀矿带中的赤铁矿化(钾长石化)、紫(黑)色萤石化、水(绢)云母化、绿泥石化、微粒(胶状)黄铁矿化较发育,然而晚期硅化与上述某种或多种蚀变共生却是最重要的蚀变找矿标志,此外多类型蚀变叠加也较有利于矿化富集。蚀变的强弱与矿化的强弱常具正相关[9],蚀变规模越大,矿化规模一般也相应较大。
2.4物化探异常
三江口矿区有90%以上的异常点带集中于东岭单元(J2D)中,发现并圈定的15条异常带中有13条产于东岭单元,这都反映了东岭单元岩体是铀成矿的有利围岩。此外伽马总量场晕的长轴方向主要为北东向,与区内主要的构造形迹基本一致。从前人其他放射性物探成果来看,本区的伽马能谱和放射性水化学晕,具有场晕规模大、场值高、分布集中、方向性明显、各种场晕重合性好等特点。这些场晕多沿接触带展布,受构造和接触带控制。
表1 三江口矿区主要断裂构造特征一览表
2.5矿体地质
2.5.1矿体特征
本次普查工作圈定工业矿体39个,矿体主要呈脉状产出在 F101、F23F205、F101-1等含矿断裂构造中。F101号带组32个矿段平均厚1.92m,单工程最厚7.23m(ZK07-01),最薄0.44m(ZK08-02);12个矿体平均厚1.71m,矿体最厚3.40m(F101-1-Ⅱ-1号矿体),最薄0.55m(F101-Ⅱ-1号矿体)。厚度变化系数66.77%,矿体厚度沿走向和倾向变化较为稳定,相对而言,靠近九龙江断裂的北段较厚,南段稍薄,反映了不同断裂交汇部位附近对矿化较为有利。
F23号带4个矿段平均厚2.58m,单工程最厚4.66m(ZK39-01),最薄0.75m(ZK3101);3个矿体平均厚2.84m,矿体最厚3.65m(F23-Ⅱ-1号矿体),最薄1.27m(F23-Ⅲ-1号矿体)。厚度变化系数67.21%,矿体厚度沿走向和倾向变化较为稳定。
F205号带10个矿段平均厚1.21m,单工程最厚2.87m(ZK79-05),最薄0.72m(ZK79-03);6个矿体平均厚1.14m,矿体最厚1.47m(F205-Ⅲ-1号矿体),最薄0.85m(F205-Ⅰ-1号矿体)。厚度变化系数47.53%,矿体厚度沿走向和倾向变化较为稳定。
F31号带2个矿段平均厚1.00m,F31-Ⅰ-1号矿体平均厚1.02m;F3-2号带1个矿段厚0.80m,F3-2-Ⅰ-1号矿体平均厚0.80m。
本区矿化具有上酸下碱、上氧化下还原特征,矿体垂直分带规律[10]和侧伏规律明显,从九龙江地段矿体见矿标高示意图中展示出矿体具明显的侧伏特征(图2),其侧伏规律是自北往南矿体埋深变深,侧伏角约为300,一般为20°~35°之间。上部矿石为铀-玉髓-微晶石英型,中部矿石为铀-萤石型,深部矿石为铀-方解石-黄铁矿型。
图2 九龙江地段矿体见矿标高示意图
1—矿体露头出露线及勘探线编号;2—坑道及编号;3—探槽及编号;4—构造及编号;5—工业矿孔及编号;6—
2.5.2矿石特征及加工技术性能
本区铀矿石主要为赤铁矿化花岗碎裂岩型、微晶石英脉型、构造角砾岩型。原生铀矿物主要为沥青铀矿,多以吸附形式存在于花岗碎裂岩中。次生铀矿见有黄绿色透明片状钙铀云母、铜铀云母等,常见于花岗碎裂岩溶蚀空洞中。矿石共生组合比较简单,主要金属矿物为赤铁矿、黄铁矿,脉石矿物以石英细脉为主,少量玉髓、方解石。
三江口铀矿床的发现过程中因经费预算未作专门的矿石加工技术性能测试,但鹿井矿田毗邻“三九”地区,二者的花岗岩型铀矿具有相同成矿地质背景条件和矿石类型,且加工选冶各技术指标相似。通过收集相关资料,在对比研究基础上对三江口铀矿床矿石加工性能进行评价。
三江口铀矿床矿石遭受断裂构造不同程度的破碎。于矿石中发育有含矿热液脉体及伴随的蚀变现象,节理裂隙也较为发育,常见脉体充填胶结。在各主含矿断裂构造及其附近出现的东岭单元、中棚单元花岗岩,岩石完整致密,围岩牢固。
各矿体均赋存在最低侵蚀基准面以上,埋深一般为50~400m。
矿石和围岩体重差异不大,分别为2.63g/cm3和2.65g/cm3。
岩石硬度一般为5~6级,局部地段因硅化可达8~9级。
松散系数为1.48~1.50。
安息角为40°~450。
为研究铀矿石的工艺性能及其经济技术指标,核工业二三〇所于1979年3月在牛尾岭矿床中的KD13-3、KD13-15、KD14-1-1、KD14-2-7等处,用刻槽取样法,采取水冶试验样一个,重164.5kg,铀含量为0.114%。
矿石岩性主要为硅化、赤铁矿化碎裂花岗岩及花岗碎裂岩,铀以细粒或微细粒分布以及呈细脉状和发丝状沿裂隙分布的沥青铀矿为主。铀与黄铁矿化、硅化、紫黑色萤石化、微晶石英脉关系密切,与三江口铀矿床铀矿石类型类似。
铀浸出试验采用酸法搅拌浸出探索试验。为了解影响铀浸出的主要因素,选定硫酸用量6%(占矿重)、二氧化锰用量0.5%(占矿重),浸出温度50℃,浸出时间3h,粒度0.5mm,矿重100g,液固比1∶1进行搅拌浸出。制浆一次,用pH =1.5的稀硫酸液,搅拌10min,水洗一次,用液固比1∶1的热水直接在漏斗上洗涤。试验结果为:铀浸出率96.33%,尾渣铀含量0.0042%,浸出液剩余酸度10g/L。
3主要成果和创新点
3.1普查主要成果
通过湖南省核工业地质局三〇六大队多年地质工作,在三江口矿区九龙江地段施工48个钻探,其中,工业矿孔30个,矿化孔6个,异常孔11个,无矿孔1个,见矿率98%(图3),工业矿段累计视厚度102.58m,矿化段累计视厚度52.93m。三江口铀矿床的特点是矿体数目较多、主矿体规模较大,沿走向延伸较好。铀矿体标高一般在-200~300m,垂幅超过500m,埋深一般在100~500m,走向长30~150m,倾向延伸20~150m。平均厚度为1.66m,厚度变化系数69.68%;矿化较均匀,平均品位0.142%,品位变化系数147.04%。铀矿体主要呈脉状、透镜状、网脉状赋存在近SN 向F101、F101-1、F23, NE向F205等含矿断裂构造中。
3.2铀矿普查创新点
1)加强了综合研究。根据区域成矿规律和已有矿床、矿点、矿化点的详细研究,确定成矿远景区和进一步开展地质工作的找矿靶区,从区域展开部署,达到面中求点的目的。三江口地区从20世纪50年代开始铀矿地质工作,探矿工作是几上几下,时间跨度大,很多工程技术人员已经更换了新人,但是过去数十年该地区“只见星星,不见月亮”,找矿没有实质性的突破。我们对前期的大量资料进行了整理,包括各种图件、化验分析报告、岩矿鉴定报告、物化探成果等,通过已有资料的分析研究对于矿区的矿床和成矿地质体有了较为深入的认识,形成一个空间概念。同时,通过可能符合客观实际的分析研究,推断矿体可能的赋存位置,来指导下一步工程部署。
图3 三江口铀矿床地质概况示意图
1—中棚单元细粒(含斑)黑云母二长花岗岩;2—东岭单元中—粗粒似斑状黑云母二长花岗岩;3—细粒花岗岩脉;4—实测及推测地质界线;5—断裂构造编号及产状;6—探槽及编号;7—工业矿孔及编号;8—矿化孔及编号;9—异常孔及编号;10—无矿孔及编号;11—勘探线及编号
2)重视弱异常。磁法找铁矿、激电找多金属矿、化探找贵金属矿都经历了从重视找强异常到注意弱异常的类似历史[11]。在异常筛选中,在该区以往重视强异常和大异常,结果在强异常、“高大全”异常找不到矿,地面也施工了大量的槽探、井探和硐探工程,但找矿效果甚微。本轮工作中我们通过对该区强、大异常区边部的弱异常和小异常进行分析、研究后进行探索验证,终于实现了找矿突破。
4开发利用状况
三江口铀矿床目前还只完成部分地段的普查工作,矿体均未封边,有待进一步开展详查工作。主要矿石类型为硅酸盐型,矿石物质成分较简单,矿石中铀可分别采用酸法浸取,根据同类矿床矿石选冶加工工艺试验,铀浸取率高,耗酸量低,尾渣铀含量低,水冶成本低。
5结束语
5.1有待解决的问题
通过前期综合研究分析认为,三江口铀矿床铀资源潜力较大,其主要含矿构造南部延伸段尤其是深部含矿潜力较大。目前三江口铀矿床仅在九龙江地段进行了普查工作,此外在三江口矿区南部的石壁窝—木洞地段,其地表铀矿化较九龙江地段更好,其铀矿普查前景更值得期待。
另外,九龙江地段与石壁窝—木洞地段在相同的成矿地质背景影响下,受相同的成矿断裂构造带控制,二者的成矿机理、矿体分布特征、控矿含矿规律是否具有相似性都需要进一步开展科学研究。
5.2勘查开发前景
前已叙及,三江口铀矿床地处“三九”地区,毗邻鹿井矿田、城口矿田等著名矿田。矿山建设条件良好,矿石品位富,易采、易选、耗酸量低,具有很好的技术加工性能。如能投资开发利用将会获得较好的经济效益和社会效益。
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我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例
[作者简介]姜必广,男,1968年生,硕士,高级工程师,现任湖南省核工业地质局三〇六大队总工程师。1991年毕业于中国地质大学(武汉)地质系岩石学矿物学专业,一直从事地质勘查工作,先后任地勘项目技术员、专业负责、技术负责、项目负责、地矿公司经理、大队总工程师。
Ⅳ (二)地质找矿主力军作用
国有地勘单位是在计划经济体制下成长壮大的,几十年来为国家地质事业发展作出重要贡献,具有地质找矿无可替代的优势。
他们不仅占有我国绝大多数的地质技术力量和地质技术装备,而且占有大量地质信息资料。这些资料对找矿区块的优选,进而对地质找矿的大突破,具有不可替代的作用。
目前,国有地勘单位正处于改革的过渡时期,当国有地勘单位摆脱旧体制,成为真正意义上的市场主体时,将会发挥更大的作用。
1.国有地勘单位的优势
当前国有地勘单位优势主要表现:一是掌握有长期工作积累的大量、系统的地质资料信息;二是具有比较完备、先进的地质勘查工作技术手段和装备;三是有一支素质较高的、专业齐全的、经验丰富的地质工作专业技术人才队伍。
在当前实施地质找矿突破战略行动、整装勘查中,这些优势已得到充分的发挥,是地勘单位在这些工作中发挥主力军作用的最关键支撑要素。
2.找矿突破中的主力军作用
各省(区、市)地质找矿突破、整装勘查工作都是建立在地勘单位长期工作提供的资料信息基础上的。
(1)提供了大量的基础地质信息成果
甘肃省地勘局建局50多年来,在基础地质调查、固体矿产勘查和水工环地质工作中取得了丰硕成果。在找矿突破战略行动中,发现和评价了格尔珂、早子沟、大桥等超大型金矿,石板墩大型磁铁矿,尤其是国宝山铷矿等具有超大型规模前景的重大找矿成果,有望成为国家级稀有金属勘查开发基地。
西藏自治区国有地勘单位在驱龙铜矿、甲玛铜矿等重大发现中作出了突出贡献。
(2)承担了大量的地质找矿项目
各省(区、市)在实施地质找矿突破战略、整装勘查中,绝大部分勘查项目是由国有地勘单位承担,各地勘单位也把主要勘查工作要素投入到整装勘查、找矿突破工作中去,许多地勘部门把三分之二的力量投入其中,真正起到主力军作用。
青海省国有地勘单位在实施地质找矿战略突破行动中,承担了该省绝大多数财政出资和社会资金投入的矿产勘查项目,探索实施探采一体化,效果明显。
西藏自治区国有地勘单位在推进改革、走企业化道路的过程中,地质生产能力逐步增强,在实施地质找矿新机制、青藏专项、地质找矿突破战略行动中发挥了主力军作用。
河南省属地勘单位承担了该省绝大多数财政出资和社会资金投入的矿产勘查项目,找矿效果明显。同时,积极拓展省外市场,各国有地勘单位在新疆、西藏、内蒙古等10多个资源丰富的省(区、市)建立了资源勘查基地,部分地区已取得找矿突破。如在新疆哈密、内蒙古探明了两处特大型钼矿;在新疆西昆仑西段查明了一处特大型优质铁矿;在西藏当雄、嘉黎一带查明了6处大中型矿产地,获得一大批银铜铅锌资源储量等。
(3)与企业合作,充分发挥承担地质找矿主力军作用
企业化程度比较高的地勘单位,也是地质找矿效果比较好的地勘单位。地质找矿投资和地质找矿技术劳务的结合,在一个企业的主体内,或者在两个主体之间通过企业对企业的连接,才能形成高效的地质找矿机制。青海省有色地勘局就是这方面的良好例证。他们现有从业人员1943人,其中各类专业技术人员384人(地质人员318人)。“十一五”期间,共承担各类地勘项目240个,投入地勘费6.18亿元,累计圈出水系沉积物异常501处,磁法异常118处,普查基地16处,提交可供开发矿产地10处,新增资源量:金98 t、铁矿石2.9亿t、铜铅锌206万t、银1092 t、钴2万t、钨1.1万t。
甘肃煤田地质局是从事煤田地质勘查的一支专业化工作队伍,与甘肃省煤炭资源开发投资有限责任公司一套人马,两块牌子。
(4)积极实施矿产资源“走出去”战略
河南省积极走向非洲、美洲、大洋洲、中亚及东南亚等国家或地区,在几十个国家进行矿产勘查,其中多个国家找矿取得重大进展和突破。如几内亚铝土矿勘查,累计探明铝土矿资源储量超过我国铝土矿保有资源量总和;利比亚铁矿勘探,已探明铁矿资源量为特大型规模;坦桑尼亚维多利亚金矿普查,矿床规模已达大型以上等。
海南省地质局在非洲、东南亚、南美洲有关国家开展地质找矿和矿业开发工作,努力实现探、采、选、冶及深加工一体化经营。目前,该局已在国外申请获得矿权50多个,面积1600多平方千米。
Ⅳ 大道尔吉式蛇绿岩型铬矿
大道尔吉式铬矿产于甘肃南祁连蛇绿岩带,为柴达木与早古生代裂解形成的边缘海闭合遗迹。其形成时间应早于泥盆纪,侵位时间大约中寒武—早奥陶纪。岩体主要由堆晶岩组成,北部边缘有少量地幔橄榄岩。具工业价值的铬矿赋存于底部旋回纯橄岩中(南带)。铬尖晶石成分含铝较高,属铝铬铁矿,矿床规模为中型,但矿石品位较低,多为耐火级铬矿石。除大道尔吉铬矿床外还有与早古生代祁连洋闭合有关的玉石沟铬矿床,其形成时代可能略早于大道尔吉铬矿床。
甘肃肃北县大道尔吉铬矿床
(一)概况
大道尔吉铬矿位于甘肃省祁连山西部,肃北县盐池湾乡,西距县城100km,东距盐池湾40km。中心位置坐标,东经95°45'00〞;北纬95°45'00〞。工业类型属耐火级块状铬矿床,为蛇绿岩型铬矿之岩浆结晶分异亚型。
1956年,中国科学院祁连山地质调查队发现了大道尔吉西段超基性岩体。1967年,甘肃省地质局第二地质队在该区进行综合普查,圈出9个铬矿体群。1969~1970年,第二地质队对3、5、7、8号矿群进行了槽井探和深部找矿,提交铬矿石储量34万吨。1971~1973年,由第二地质队和第四地质队对该矿区共同进行普查-勘探。1974年3月,第四地质队提交探明C+D级铬矿石储量94.8万吨。1974~1976年,第二地质队对大道尔吉岩体继续进行普查及深部找矿工作,甘肃地质局物探队在此开展了不同比例尺的重力和磁法普查和详查工作,发现了野入沟铬矿化点和小道尔吉磁铁矿点,1977年7月提交了《甘肃省肃北县大道尔吉铬矿区地质勘探报告》,至此,累计探明铬矿石储量C+D级200.56万吨(姚培慧等,1996),确定该矿床为一个中型铬矿床。该矿区共投入钻探工程量227321.52m,槽探56727.64m3,浅井164.05m,小圆井1282.80m;完成了1/1万地质简测10.10km2,1/5000地形地质简测8.57km2,1/2000地形地质测量6.801km2,1/1000地质简测0.86km2,各类测试样品11533件。据本次全国重要矿产资源潜力评价工作结果,全省发现的铬矿产地有40余处,其中除大道尔吉中型铬矿一处外,其他均为矿点、矿化点。铬矿预测资源总量7414.17千吨,查明资源量变化不大。由于铬矿品位低,矿体规模较小,除地方小规模土法开采外,大部分尚未开发利用。
(二)区域控矿地质条件
甘肃大道尔吉铬矿床地处北祁连南缘Pb-Zn-Au-Cu-Ni-Cr三级成矿带(Ⅲ-22)(
该区位于北祁连南缘弧后构造带西段,东端为中震旦统灰岩,北侧与中震旦统和下石炭统接触,南侧与加里东期石英闪长岩为界,均为断层接触。断层倾向南西,倾角42°~75°。钻孔中见侏罗系紫红色砂砾岩不整合在蛇绿岩残片之上(图3-46、图3-47)。而蛇绿岩形成时间,应为北祁连南缘拉张最强盛时期——中寒武—早奥陶世(汤中立,2002)。
区内构造形式为一北西西向的复式背向斜,它由一系列走向为北西西的大致互相平行的背向斜和岩浆岩带组成。北西向断裂发育,以大规模逆冲断裂为主,构成区域控岩构造。其中,党河(沙拉果河)大断裂成为区域三级大地构造单元之分界,其北侧的次级断裂控制着大道尓吉超基性岩体及铬矿床的分布。
图3-46 大道尔吉岩体地质图
(据甘肃地质矿产局第二地质队1:1万地质图,1977年缩绘,转引自鲍佩声等,1999)
1—中震旦系燧石灰岩;2—下石炭统灰岩、砂砾岩;3—低辉方辉橄榄岩;4—纯橄岩;5—单辉橄榄岩;6—斜方辉石岩;7—单辉辉石岩;8—硅化碳酸盐化超镁铁岩;9—辉长岩;10—石英闪长岩;11—单辉橄榄岩-单辉辉石岩;12—透辉石岩单辉橄榄岩-纯橄榄岩;13—矿群编号;14—岩带编号;15—流面产状;16—地层产状;17—铬矿体;18—岩石莫霍面;19—逆断层;20—正断层;21—岩相界线;22—实测及推测地质界线;23—剖面线及编号
图3-47 大道尔吉岩体Ⅴ-Ⅴ'线横剖面图
(据甘肃地质矿局第二地质队,1977)
(图例同3-46)
(三)岩体特征
大道尔吉岩体属被肢解的蛇绿岩残片,长8.3km、最宽1.1km,面积约8km2,呈一弯曲的长透镜状(图3-46),主要由两类岩石组成,由北向南分述如下:
1)亏损地幔橄榄岩:分布于岩体北侧及东部,宽约130~470m,长3.1km,由全蛇纹石化纯橄岩(占70%±)、斜辉辉橄岩(即低辉方辉辉橄岩,占15%±)组成,另有一些伟晶斜辉辉石岩和中震旦统和下石炭统碎块混杂其中。基本不含单斜辉石,铬尖晶石富铬。
2)堆晶岩:出露于地幔橄榄岩南侧,由纯橄岩(常含少量单斜辉石)、单辉橄榄岩类(由不同比例的单斜辉石和橄榄石组成的岩石)、单辉辉石岩类及辉长岩组成。宽390~1350m,断续出露长5.7km。岩石在空间上显示规律的带状分布,将其自下而上划分为3个岩浆旋回,每个旋回均以超镁铁质岩石(纯橄岩、含单辉纯橄岩)向镁铁质岩石(单辉辉石岩)演化(图3-48)。岩石蚀变程度各不相同,常见闪石化、绿泥石化、绢云母化、黝帘石化及葡萄石化,为主要具工业价值铬矿的赋矿母岩(鲍佩声等,1999)。
图 3-48 大道尔吉岩体堆晶杂岩层序柱状图及含矿部位
(据甘肃地质矿产局第二地质队,1977,B和C剖面缩绘;转引自鲍佩声等,1999)
a.8矿群东侧(原C剖面);b.5矿群东侧(原B剖面);P.M岩石莫霍面
1—纯橄岩;2—方辉橄榄岩;3—单辉橄榄岩;4—单辉橄榄岩+单辉辉石岩;5—斜方辉石岩;6—铬矿层
大道尔吉蛇绿岩岩石化学特征表明地幔岩中纯橄岩和斜辉辉橄岩以富镁为特征(MgO平均为47.28%),而堆晶岩中MgO明显偏低(42.20%~42.45%);且堆晶岩每个旋回底部纯橄岩Cr2 O3含量较高,向上则明显减少,显示了典型的岩浆分异特征。
(四)矿床特征
堆晶岩由北到南出现3条纯橄岩带(即3个岩浆旋回之底部:Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅲ1,图3-48)。其中Ⅰ1、Ⅱ1纯橄岩带含矿性较差,底部的纯橄岩带(Ⅲ1)为主要含矿带,工业矿体产于此带中。含矿带呈北西向展布,倾向南西,倾角70°~80°,部分矿体明显向西侧伏。全区共圈定铬矿体371个,南纯橄岩带(Ⅲ1)约356个,北带(Ⅰ1、Ⅱ1)仅15个,矿体集中分布在南矿带长206m、宽80m、深0~600m范围内(图3-46、3-47)。东段矿体较富(152个矿体),西段则以贫矿为主(204个矿体)。贫矿体以透镜状和扁豆状为主,中、富矿体多为脉状、团块状及扁豆状。矿体规模一般较小,长20~80m,厚0.8~3m,延深40m。储量万吨以上的矿体,最长达280m,最厚达16m。见矿最深达157m。北矿带矿体小,均为贫矿。
矿石主要结构为半自形-他形晶中-粗粒结构,半自形-他形晶中粒结构,他形-半自形晶中-细粒结构,他形-半自形晶细粒结构。还有少量包含结构、显微文象结构、蠕虫状结构、交代结构、熔蚀结构和碎裂结构等。矿石构造主要有块状构造、均匀浸染状构造、浸染条带状构造、压入(压滤)条带状构造、斑杂状构造、反斑杂状构造、网状构造和角砾状构造等。
矿石自然类型有块状铬矿石和浸染状铬矿石两种,按Cr2O3含量,矿石分为中富矿和贫矿两类,前者Cr2O3>25%,后者Cr2O3在8%~25%之间。铬尖晶石成分为铝铬铁矿,属耐火级铬矿石。
矿石成分主要由造矿铬尖晶石(铝铬铁矿)组成,少量磁铁矿,黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿、镍铁矿呈微细乳滴状包体分布于蛇纹石中,偶见呈铬尖晶石包体。脉石矿物主要为橄榄石、辉石,多蚀变为蛇纹石、绿泥石、次闪石、帘石等,此外还有少量水镁石、皂石、伊丁石、碳酸盐等。
矿石中伴生的Pt族元素中,Pt、Pd含量甚微,Pu、Os、Ir含量较高,在富矿石中平均含量0.306×10-6;在贫矿石中平均0.149×10-6,全区平均0.154×10-6,常见矿物有硫钌矿或饿硫钌矿、钌硫饿矿等。
Co在富矿内含量平均为0.02%,贫矿中含量平均=0.02%;Ni平均0.179%;Au在矿石中含量甚微,仅部分样品中有显示,含量为0.1g/t。由于颗粒细小,选冶困难,很难回收。
矿石平均化学成分(中富矿石):Cr2O3:33.74%、<TFe>:7.28%、A12O3:11.52%、SiO2:11.98%、MgO:19.89%、CaO:0.66%、K2O:0.019%、Na2O:0.030%。主要为铝铬矿。
(五)矿床成因探讨及找矿模式
大道尔吉铬矿的成因,可能是由上地幔高度熔融形成的超基性岩浆,形成壳下岩浆房。铬矿以液体重力分异及堆积底带晶间熔浆作用为基本的成矿富集机制,具有典型的岩浆岩分异结晶特征。含矿超基性岩属于橄榄石-透辉石堆晶系列,具有旋回性(韵律层)特征,即:每个单元底部均由最基性的纯橄岩(含少量辉石纯橄岩)组成,往上依次为单辉橄榄岩、单辉辉石岩和辉长岩,矿化分布于不同旋回的底部最基性部位。矿石具岩浆结构,矿体形态相对简单。矿床形成后,经俯冲、碰撞造山运动,蛇绿岩被肢解,包括大道尓吉铬矿床在内的蛇绿混杂岩沿党河(沙拉果河)断裂带断续零星分布再历经多次构造运动和岩浆活动的破坏,直到风化剥蚀露出地表,形成大道尔吉岩浆型铬矿床如今的面貌(图3-49)。
(六)找矿模型
鉴于超基性岩岩石密度约为2.40×103~2.60×103kg/m3,铬矿石一般为3.30×103~4.00×103kg/m3二者之间存在一定的物性差异,具有开展重、磁工作的地球物理前提,因此用重、磁圈定岩体边界及确定产状,可获得较好效果,铬矿如果埋藏浅且有一定规模,也可用地球物理探测直接找矿。大道尔吉铬矿地球物理特征表现为:高重力低磁为成矿的异常区,并可结合激电场变特性圈定矿体;磁化率平均2300×10-6SI单位;剩余磁化强度平均值为495×10-3A/M。选出1/5千、1/2千重力异常32个,作为研究对象,其中18个位于纯橄岩内,经检查有3个为含矿异常(图3-50、图3-51)。
地表直接找矿标志:蛇绿岩中超基性岩体。
区域重力场:正异常场。
区域磁场:在重力正异常场中出现磁负异常或正、负异常转折处。
图3-49 大道尔吉铬矿床成矿模式图
(甘肃省地调院铬矿成矿规律课题组提供,2012)
图3-50 大道尔吉Czs-23异常290线综合剖面
(据河昌荣等,1996)
Q—第四系;φ1s—硅化纯橄榄岩;
图3-51 大道尔吉Czs-6异常175线综合剖面图
Q—第四系;φ1s—硅化纯橄榄岩;
区域地球化学场:高铬、高镁。
矿区地球化学特征:Cr、Mg正异常。
遥感图像特征:未研究。
预测标志:
1)层状超基性岩体的底部最基性部位;
2)超基性岩体要有相当规模,越大越好;
3)通过岩体地球化学性质分析,一般来说m/f值在9~11±最有利于成矿。
Ⅵ 豫西方山地区铝土矿地质特征及找矿方向
仇建军1,2 秦明1,2 方荣2
(1.中国地质大学(北京);2.河南省有色金属地质矿产局第三地质大队)
豫西是我国重要的铝土矿集中产地,石炭系含铝岩系分布在豫西的郑州—许昌—平顶山—三门峡—焦作所构成的近似三角形的区域内,出露面积约2000km2。铝土矿床属赋存于寒武系—奥陶系碳酸盐岩地层古岩溶风化剥蚀面上的一水硬铝石沉积型铝土矿,成矿时代为晚石炭纪本溪期。目前已发现铝土矿床(点)1000多处(戴耕等,2000),主要分布在隆起区四周(图略),如中条山-太行山隆起区南侧的焦作-济源成矿区,中条隆起区、岱眉寨隆起区东侧的陕县-渑池-新安成矿区,以及嵩山-箕山隆起区周围的嵩箕成矿区、汝阳-汝州-宝丰成矿区。本研究区指河南省西部方山地区,位于嵩山-箕山隆起区周围的嵩箕成矿区东南侧,研究区范围属禹州西部,北起白沙水库—无梁镇一线,南至郏县北,西起方山—黄道一线,东止无梁镇—安良镇一线。研究区内已发现铝土矿床(点)20余处,其中中型铝土矿床3处,显示该研究区尤其是中深部具有较大的铝土找矿前景。笔者通过对研究区铝土矿床的区域成矿地质背景、含矿岩系特征和典型矿床特征等方面进行分析,指出下一步该区的找矿方向。
一、区域地质概况
本区大地构造位置属华北地台的Ⅱ级构造单元豫淮台褶带西段,北临山西台北斜,南靠秦岭褶皱带。该区构造位于中朝准地台西南部,华北中断坳和嵩箕中台隆交界的部位。
本区属华北地层豫西分区嵩箕小区地层。区域出露地层主要有震旦系、寒武系、下-中奥陶统、上石炭统、二叠系及第四系。上石炭统本溪组是本区铝(粘)土矿的含矿岩系,含矿岩系与下伏的碳酸盐岩地层呈平行不整合接触,与典型的产于碳酸盐岩古侵蚀面之上的沉积型铝土矿床的赋存特征一致。
区内褶皱平阔平缓,断裂发育,成组平行展布。主要褶皱轴向为NWW-SEE,自北而南依次发育有白沙向斜、许禹背斜和景家洼向斜;断裂发育有两组,主要为方向大体与褶皱轴压应力方向一致的NE-SW向断层,如箕山、杏山坡、官山岩、祖师庙、尚沟及下白玉等断层,其次为与褶皱轴近于平行的NW-SE向的阶梯状北降南升正断层,包括有庄沟、玻璃沟、彭沟、井沟、殷村、梁北、峰山、富山及黄道镇-王英沟等断层。
本区成矿区划属于嵩箕成矿区登封-新密-禹州铝土矿成矿带东段,包含有方山-鸠山、磨街和神后-新峰及黄道等4个成矿亚带。区内已发现铝土矿床(点)达20余处,其中,包括有方山铝土矿床及磨街、鸠山、黄道等铝土矿点。
二、矿床地质特征
本区代表性矿床为方山铝土矿床,为河南冶金地质三队(河南省有色金属地质矿产局第三地质大队前身)于1978~1981年通过3年的勘探工作而探明的中型铝土矿床,探明铝土矿矿石量800多万吨,矿床平均品位:Al2O363.56%~68.14%,A/S为6.14~7.66;探明富钾铝土矿矿石量2000多万吨,伴生TiO2总资源量近30万t,伴生Ga金属量近800t。下面以方山铝土矿床为例,简述本区的铝土矿床地质特征。
(一)含矿岩系特征
1.含矿岩系地质特征
方山地区铝土矿床含矿岩系赋存于上石炭统本溪组,下与中奥陶统马家沟组白云质灰岩呈平行不整合接触,局部呈角度不整合接触,上与上石炭统太原组呈假整合接触。本溪组自下而上大体分3个岩性段:下部以富铁为特征,呈黄褐、紫红、浅黄等杂色铁质粘土岩,局部地段含铁较高,形成赤铁矿、褐铁矿,矿体受下伏奥陶系古风化面影响呈似层状、透镜状、鸡窝状,分布不规则,俗称“山西式”铁矿,其上部为铁质粘土岩,在氧化带以下多含星散状和结核状黄铁矿,局部含硫高时可达工业品位,焦作、济源、新安、渑池的多处硫铁矿即开采该层位。中部以富铝为特征,为铝土矿的主要层位,主要为深灰—灰色铝土矿、高铝及硬质粘土矿、铁质粘土等组成,层位分布稳定。上部以富碳质及陆源碎屑为特征,一般由碳质粘土岩、铁质粘土岩、粉砂质粘土岩高岭土矿及少量的石英砂岩组成,顶部多见煤层。
本溪组在区内岩性变化不大,但由于受古地形影响厚度在小范围内有明显差异,薄者1~2m,厚者110m。
2.含矿岩系的放射性特征
方山铝土矿床的放射性伽马测量结果显示,该地区铝土矿含矿岩系表现为低强度放射性异常,其伽马强度为:铝土矿体内正常值为100γ,最大值为192γ,而底板奥陶系灰岩平均强度为30γ,顶板二叠系石英砂岩平均强度为20γ;钻孔的岩心正常场为25γ,矿心部位极大值为34γ,顶底板强度值分选明显。
3.矿体地质特征
本区铝土矿均为一水硬铝石型沉积矿床。铝土矿赋存在本溪组中部,层位单一。矿体常呈似层状、透镜状、漏斗状断续产出,有时可互相连接,严格受区内褶皱构造和基底古岩溶地形的控制,或作长条形延伸,或近等轴状产出,古地形较平坦者,矿体呈似层状;古地形低洼处,矿体呈透镜状。
矿体产状与上覆围岩基本一致,矿体一般倾角较缓,为25°左右,古岩溶斗处局部较陡。由于古岩溶地形的控制,不同矿体、不同部位产状有差异,总的规律是矿体底板产状变化较大,顶板比较稳定。有时受古岩溶地形的影响,矿体明显向中心倾斜,形成盆状,“矿盆”里的矿层倾角随着古岩溶侵蚀面或古凹地的原始倾斜陡缓而定。
据研究显示,矿体与围岩存在有两种接触关系。其一为突变接触关系,肉眼很易区分矿体与围岩的界线,此种情况下一般矿石质量较好,其围岩为燧石结核灰岩、碳质页岩、粘土质页岩等。其二为渐变过渡接触关系,肉眼很难区分矿体与围岩的界线,需经化学分析才能区分,矿石质量略差,一般围岩为硬质粘土。矿体中偶见夹层,夹层基本上全为硬质粘土,少量为粘土页岩,呈透镜状产出。
矿体规模受古侵蚀面影响,矿体长度一般为68~400m,宽度一般为36~340m;矿体厚度一般随着含矿岩系厚度变化或受古地形而变化,古侵蚀面隆起部位的厚度变薄或尖灭,最薄处0~0.5m,最厚处可达57.95m(方山中型铝土矿床的8号矿体),位于古侵蚀面低洼部位。
(二)矿石特征
1.矿石矿物成分及赋存状态
据差热分析、X光验证和镜下岩矿鉴定结果,本区铝土矿石的矿物成分主要为一水硬铝石,其次有三水铝石、勃姆石、高岭石、铁质矿物、金红石、锐钛矿、榍石、绢云母、水云母、白云母等。
(1)一水硬铝石:为组成本区铝土矿的主要有益成分,含量70%~98%,颗粒极细,一般0.01~0.1mm,微晶质或隐晶质粒状、他形粒状,其集合体常呈鲕粒、豆粒、凝块或碎屑,也可呈胶结物形式出现,组成砾石时颗粒粗于胶结物。热谱曲线特征,在500℃左右,迅速脱水失重,550℃即终止,如图1和图2所示。
图1 一水硬铝石热谱曲线图
图2 一水硬铝石和少量三水铝石热谱曲线图
一水硬铝石除原生者外,尚有后生形成的,表现为后生的一水硬铝石呈脉状和不规则状集合体分布在铝土矿中,或者后生的一水硬铝石生长在由菱铁矿形成的褐铁矿流失孔中。
(2)高岭石:在铝土矿中含量不高,分布也不均匀,最高含量约20%,多呈隐晶质,少数为显微晶质,其粒度为0.005~0.03mm,呈鳞片状或聚集体或呈胶结物出现,也充填于蜂窝孔中,从中取出的黄白色粉状高岭石的热谱曲线如图3所示。
图3 充填在蜂窝孔中高岭石的热谱曲线图
在镜下常见高岭石被水铝氧石交代,交代高岭石的水铝氧石又被一水硬铝石。
(3)绢云母、白云母、水云母等:在铝土矿中含量极微,但在硬质粘土和粘土页岩中含量很高。在铝土矿中分布不均匀,局部呈团块鳞片状集合体,多见于胶结物中。热谱曲特征从340℃缓慢脱水失重,一直到800℃才徐徐终止,没有急剧失重的特征,它表现为绢云母和少量的一水硬铝石、三水铝石的特征。
(4)勃母铝石:系镜下定名,分布不均,大多不及10%,集中时达98%,颗粒较小,一般小于0.01mm,大者不超过0.015mm,见于砾石、鲕粒的环带和核心,胶结物中也可见到。
(5)含铁矿物:以褐铁矿、黄铁矿、菱铁矿等形式出现,分布不均,呈结核状、团块状、薄膜状、不规则细脉状沿裂隙充填,集中时可达稠密浸染状,集中处主要见于铝土矿层下部。有的褐铁矿空洞呈菱形,显然是菱铁矿形成。
其他矿物尚有三水铝石、金红石、榍石、斜长石、石英、玉髓等,因含量极微,颗粒极细,不再一一叙述。
2.矿石的结构构造及自然、工业类型
本区矿石结构按照矿物的形态大小和空间分布,分为胶状和粒状结构。
矿石构造根据矿物集合体的形态大小和空间分布特征为基础,主要可分为以下几种:
(1)砾状构造:一般见于矿体的中上部,滚圆度较好,多呈扁平状,其扁平面与层面平行,表面光滑,常附有粘土和铁质薄膜。砾石大小不等,分布不均,砾径小者0.3~0.8mm,一般为1~3mm,个别大者可达15cm。有时大砾石中包有小砾石和鲕粒的现象。砾石多者可占70%以上,少者呈稀疏星点状、条带状分布。
砾石中矿物成分以一水硬铝石为主,其次尚有铁质和粘土等。一水硬铝石粒度较胶结物中的粗大,铁质也较胶结物中的高。
(2)鲕状构造:多见于矿层中下部,鲕粒均呈扁平状,扁平面沿层面平行分布,外壳亦有粘土和铁质薄膜包裹,鲕粒内部多做同心环状构造,其中心多由水铝石、勃姆铝石组成,个别为铁质、锐钛矿。由中心向外往往粘土质成分有所增加。鲕粒小者0.2mm,一般0.5~0.8mm,大者可达4mm。鲕粒分布极不均匀,集中时矿石几乎全由其组成。有时呈浸染状或与砾石混杂呈鲕粒状构造。有时还可见后生鲕粒。
(3)蜂窝状-多孔状构造:以矿层中部为多,为本区铝土矿床Al2O3含量最高的矿石,但有时含铁亦高,蜂窝形态不规则,常呈圆形和椭圆形,也有呈菱形者。蜂窝中有时有黄白色粉末———高岭石充填,蜂窝壁及壁之间周围常有褐铁矿及铁染现象,因此认为蜂窝的形成系黄铁矿、菱铁矿等金属矿物流失所致。
(4)致密块状构造:以矿层下部为多,在本区属低品位矿石,SiO2含量较高,多由水铝石组成,并有泥质混杂,有时含少量的小砾或鲕粒,具半贝壳状或粗糙状断口。
矿石自然类型属于一水硬铝石型铝矿,工业类型属于低铁低硫型铝土矿。
3.矿石的化学成分及其变化特征
(1)矿石的主要化学成分,详见表1。
表1 铝土矿化学成分统计表
①组合分析资料;②3个组合全分析资料。
从差热分析、X光验证和显微镜下鉴定与化学分析结果比较,Al2O3主要来源于一水硬铝石。Fe2O3是黄铁矿、褐铁矿供给,SiO2是高岭石、石英、玉髓等矿物中的总量,Na2O、K2O是水云母、白云母、绢云母和少量的斜长石及一些粘土矿物对钾、钠离子的吸附总和,CaO、MgO是由碳酸盐提供,TiO2来源于金红石和锐钛矿。Ga未见单矿物,可能是Al的类质同象混入物。
(2)在垂向上存在某些规律性的变化:Al2O3、TiO2和Ga有由下而上逐渐增高的趋势,互呈明显的正相关关系;Fe2O3、SiO2和K2O自下而上逐有降低,并且与Al2O3、TiO2呈明显的负相关关系,尤其是与TiO2的负相关关系更为明显,不仅总的趋势如此,在每个具体点上也毫不例外。
(3)在水平方向上Al2O3和Al2O3/SiO2总的有从露天到深部逐有降低,但在局部上有所变化。
(4)矿体厚度与品位的关系:总的呈正相关关系,厚度大时品位也高,但有例外,如果矿体虽厚但其中夹石较多时品位就不尽然。
(5)Al2O3/SiO2与品位的关系:Al2O3/SiO2与Al2O3、TiO2是天然的正相关关系,与SiO2呈绝对的负相关关系,但如有Fe2O3干扰亦可出现反常现象,即Al2O3并不很高时,也可出现高Al2O3/SiO2值。
(6)Al2O3与Ga的关系:Ga与Al2O3呈明显的正相关关系,Al2O3高Ga也高,反之亦然。方山大型铝土矿床全区铝土矿石中Ga的加权平均品位为0.0097%(组合样平均),已达铝土石中伴生Ga的工业要求。
(7)Fe2O3的分布特征:在剖面上Fe2O3总的从上而下逐渐增高,矿体的局部见有例外;Fe2O3高低与矿体厚度似有正相关关系。
三、区域地质发展史分析
综观方山地区沉积建造和岩层接触关系及古生物化石特征等,结合前人资料分析,本区的区域地质发展史可分析如下:
(1)本区前震旦系属地槽型建造,构成本区的基底,震旦纪时本区抬升,直至震旦纪末期始有薄层砂岩类碎屑沉积,晚期气候寒冷冰碛砾石的出现是其明证。
(2)寒武纪时本区下沉为海洋,且气候温暖,生物繁盛,沉积了含三叶虫的厚大碳酸盐岩建造,末期地壳又上升出海平面,直至奥陶纪中期始有白云岩、石灰岩的沉积。
(3)中奥陶世末地壳回升,海水退却,本区长期遭受侵蚀,不仅缺失上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统,就是中奥陶统也遭受了不同程度的侵蚀,有的地方还见有卡斯特溶洞溶斗的出现。温暖潮湿的气候,有利于风化作用,特别是红土化作用的加速,加上长期的侵蚀,给后来铝土矿的生成和物质来源提供了有利的环境和条件(图4)。
图4 豫西地区上石炭世古构造示意图(据《河南省铝土矿成地质条件及找矿方向研究报告》)
(4)石炭纪晚期,地壳小幅度升降频繁,形成海陆交替相的灰岩、铁铝岩石、砂岩、页岩和煤建造。到石炭纪晚期末,海水全部退出本区,地壳进一步上升成大陆湖泊,此时气候温和,雨量充足,植物茂盛,形成了二叠系含煤建造。
(5)二叠纪末,本区地壳上升海水一直未达到本区,又遭受长期侵蚀,缺失三叠系、侏罗系、白垩系,燕山运动使本区发生褶皱断裂,奠定了本区构造雏形,前述背斜向斜断裂构造均是这个时期形成的。
四、找矿方向
20世纪60年代以来,国家对豫西包括禹县西部,投入相当大的人力物力,对该区的铝、粘土矿资源开展了很多地质工作,相继发现铝土矿床(点)20余处(包括禹县的方山大型铝土矿床等),经过数十年的探矿,浅中部(300m以浅)铝土矿体已基本勘探完毕,找矿难度越来越大。今后一段时期,对该区的铝土矿找矿工作应该由寻找地表及浅中部氧化矿体,转为寻找地下隐伏的原生铝土矿体。具体到豫西方山地区的铝土矿找矿,应注意以下问题:
(1)根据古地理特征,寻找古陆或古高地的洼地或沉积盆地,进而寻找铝土矿含矿岩系即上石炭统本溪组。
(2)重视构造和岩溶控矿的作用,岩溶的发育对铝土矿有着直接的控制作用,而岩溶的发生和发展大部分与一定方向的基底断裂有关,因此,要不断总结现有成矿洼斗的分布规律,指导深部勘探工作。
(3)利用地球物理方法间接找矿,可提高找效率,节约找矿成本。如利用磁法测量可确定古岩溶侵蚀风化面的位置,利用激发极化法可以圈出铝土矿(化)体的大致位置及第四系的埋深。以瞬变电磁测深为主的多方法(参数)测深方法试验,结合视电阻率测深、超长波探测、音频大地电磁测深、视电阻率剖面、放射性等方法,定位基底碳酸盐岩上的岩溶洼斗位置。根据放射性差异,可使用放射性伽马测量方法,其数据可作为鉴别矿石与非矿岩石的参考。
(4)对已勘探和开发利用铝土矿床周边的深部远景区进行深部找矿,如方山铝土矿区东侧的白沙向斜核部,根据向斜构造的对称分布特征,含铝岩系向东及南部仍有延伸;景家洼向斜两翼出露地层为二叠系,其他地段为第四系覆盖,该向斜两翼的深部及向斜核部含铝岩系应有延伸,因此从区域上看,该区从方山铝土矿床向东仍有延伸,在白沙向斜、许禹背斜西段,景家洼向斜的核部和两翼往深部,铝土矿床中深部找矿远景很大。
参考文献
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朱永红,朱成林.2007.遵义铝土矿(带)找矿模式及远景预测.地质与勘探,43(5):23-28.
Ⅶ 求助:电法、磁法在地质找矿尤其是金属矿中怎么应用
如果你是地质人员:那么如下步骤1.收集以往地质物化探资料。看对本区的成矿机专理是什么。
看本区以前的属物化探工作有哪些。
有什么经验教训。2.根据前人资料,确定本区的物探的物性差异是什么?
磁性差异?电性差异?以此确定物探方法的选择3.根据工区矿化体的埋藏深度,任务,确定具体的方法以及工作技术参数4.多和物探沟通。反之,如果你是物探人员,设计多和地质沟通
Ⅷ 模型五 豆荚状型铬铁矿矿床找矿模型
一、概 述
豆荚状型铬铁矿,又称阿尔卑斯型铬铁矿或蛇绿岩型铬铁矿,是一种产于阿尔卑斯型橄榄岩或蛇绿岩杂岩体中的富铬铁矿体。该类型矿床最早发现于 1799 年前苏联的乌拉尔山区,比层状型铬铁矿矿床的发现要早很多,曾是 18、19 世纪世界铬铁矿的主要来源。其主要成分变化范围较大,一般以铬尖晶石和硅酸盐矿物为主。
豆荚状型铬铁矿矿床按成分的差异,可分为富铬型、富铝型和富铬富铝型 3 类; 若根据成分与用途的差异,可将其分为富铝冶金型、富铬冶金型、富铝耐火型、富铬耐火型 4 类。不管是哪种分类方法,划分的关键因素都在于铬铁矿成分到底是富 Cr 还是富 Al。这与豆荚状型铬铁矿化学成分所具有的高 Cr 和高 Al 的双峰态特征是相对应的。研究结果显示,高铬型 ( 冶金型) 铬铁矿矿床与橄榄岩 -辉石岩 - 苏长岩系列有关; 高铝型 ( 耐火型) 铬铁矿矿床则与橄榄岩 - 橄长岩 - 橄榄辉长岩系列有关。
豆荚状型铬铁矿矿床在全球的分布与蛇绿岩带的分布一致,具有明显的区带性,主要位于造山带或岛弧带内,如乌拉尔、喜马拉雅 - 阿尔卑斯等造山带和西太平洋岛弧带等显生宙蛇绿岩内 ( 图 1) 。矿石品位与铬铁矿的结构有关,变化范围较大,Cr2O3含量为 20% ~60%。矿床规模变化也很大,从几千吨至几百万吨。与层状型铬铁矿矿床动辄几百万吨至上亿吨的矿石储量规模相比,豆荚状型铬铁矿矿床的规模要小很多。但是,由于发现时间早、开采历史长,其产量占世界铬铁矿总产量的比例( 虽已大幅减少) 仍在 55% 以上。
全球典型的豆荚状型铬铁矿矿床有哈萨克斯坦肯皮尔赛 ( Kempirsai) 、土耳其古里曼、阿尔巴尼亚布尔奇泽 ( Bulquize) 、菲律宾三描礼士 ( Zambales,包括阿科贾和科托两大矿体) 、希腊武里诺斯( Vourinos) 、古巴卡马圭、中国罗布莎等。但是,大于 1000 × 104t 的豆荚状型铬铁矿矿床为数不多( 表 1) 。哈萨克斯坦的肯皮尔赛铬铁矿矿床显然是个例外,仅其南部矿区的铬铁矿矿石储量规模就在3 × 108t 以上,是世界上迄今发现并开采的唯一超大型豆荚状型铬铁矿矿床。
表 1 世界主要豆荚状型铬铁矿矿床
图 7 豆荚状型铬铁矿矿床成矿模式( 引自 Shoji Arai 等,1995; 李江海等,2002)
2. 找矿标志
( 1) 区域地质找矿标志
1) 阿尔卑斯型蛇绿岩带多沿造山带的原岛弧位置和逆冲带分布,往往成为大型推覆体构造的一部分,与蛇绿岩一起常发现有混杂堆积。大型蛇绿岩带的分布常具有全球规模或洲际规模,它是板块缝合带位置的标志。这些蛇绿岩体在航片卫片上具有明显的地貌特征,如纯橄岩多为圆形小丘,植被稀疏。区域重力和航磁测量也可确定盖层下或红土层下的超镁铁质岩体。
2) 规模较大的蛇绿岩套往往赋存一定规模的铬铁矿矿床,尤其是发育较完整、地幔橄榄岩较发育的蛇绿岩带常有大型铬铁矿矿床产出,铬铁矿矿体成群分布于蛇绿岩带的超镁铁质岩系中,因此岩带中大的超镁铁质岩体或超镁铁质岩密集出露的地段应特别加以注意。
3) 根据与铬铁矿矿体之间的成矿专属性,镁质超基性岩最为重要,其次分别为镁铁质基性 - 超基性岩、铁质基性 - 超基性岩和富铁质基性 - 超基性岩。
4) 纯橄岩 - 异剥橄榄岩 - 方辉橄榄岩 ( 或斜辉橄榄岩) 等岩石组合组成的堆积杂岩相与浸染状铬铁矿矿床密切相关; 而方辉橄榄岩、纯橄岩等岩石组合组成的超镁铁质构造岩相主要产出致密块状的豆荚状型铬铁矿矿体。
5) 在仰冲较大的蛇绿岩推覆体中的橄榄岩体内,往往产有较大型的豆荚状型铬铁矿矿床。
( 2) 局部地质找矿标志
1) 岩浆分异作用形成的浸染状铬铁矿矿体与上地幔中的豆荚状型铬铁矿矿体在空间上具有一定的 “层位”关系和规律性分布。豆荚状型铬铁矿矿体多产于阿尔卑斯型蛇绿岩体最下部的堆积纯橄岩、地幔橄榄岩—堆积岩过渡带和过渡带下面的变质橄榄岩中,即辉长岩与变质橄榄岩接触带之下约2km 范围内。
2) 铬铁矿矿体常与纯橄岩共生,纯橄岩密集的地段也是矿体富集的地段,且两者产状一致。当铬铁矿矿石储量很小时,几乎见不到纯橄岩。而且纯橄岩往往构成铬铁矿矿石的外壳,不仅反映了两者密切的空间关系,也可指示未出露的铬铁矿矿体。
3) 蛇绿岩带超镁铁质岩体的内部构造对铬铁矿矿体的分布具有控制作用,如哈萨克斯坦肯皮尔赛超镁铁质岩体中的主要矿带和矿床,都位于出现重力高异常的岩体深部穹窿部位。
4) 后期岩浆扰动或构造变形常使铬铁矿矿体发生破裂、肢解,成为不完整的矿段或矿团,成群、成带、分段集中出露在某矿带内,因此现有的局部出露的矿体可以作为寻找其他隐伏矿体的线索。
5) 线理的走向方向,即矿体多沿线理方向排列,所以当发现一个矿体的时候,沿线理的方向就可发现第二、第三个矿体。
6) 叶理垂直的地带,即铬铁矿矿体通常是整合型的,矿体多平行于叶理并沿叶理方向延伸,往往在叶理垂直的地方见到大矿。
( 3) 地球物理找矿标志
1) 矿体与容矿岩体之间往往存在着高密度和强剩磁异常的特征 ( 图 8) 。例如,藏北地区几个铬铁矿矿体的重磁测量均显示了强烈的异常特征,可用于直接发现和圈定地下盲矿体; 而低磁、高重力异常,可作为寻找埋深较浅矿体的重要参考依据。
图 8 埋深较浅的阿尔卑斯型岩体中铬铁矿矿体的重、磁、电响应( 引自 Ю. Е. Кустов 等,2009)
2) 豆荚状型铬铁矿容矿的超基性岩体与围岩相比,也存在着较大的地球物理异常特征,如航磁异常和重力异常。此异常特征可作为豆荚状型铬铁矿矿体的间接找矿标志。例如,哈萨克斯坦肯皮尔赛岩体显示出高值重力异常,表明在岩体下面存在着较大的扰动质量体; 国内根据重磁剖面圈定了西藏罗布莎超基性岩体 ( 图 9) 。
3) 地震 P 波 ( 较深) 或者声波透视 ( 较浅) 所表现出的低速特征,往往是构造破裂带与矿体界线的综合反映。可通过井 - 井、井 - 地电磁波透视、声波透视寻找盲矿体。此外,井中电磁法能分辨岩石与浸染状和致密块状铬铁矿矿石; 在植被覆盖较密、交通条件不便的地区,可采用遥感技术圈定超基性岩体等。
综上所述,在应用勘查地球物理方法寻找豆荚状型铬铁矿矿体时,可根据高值重力异常场和局部低磁力异常场测量结果初步圈定矿体所在的区域。例如,利用磁法测量配合地质找矿,在矿群、矿带附近就近找矿,追索和圈定已知矿体和圈定超基性岩体的形态和产状。对地形条件较好,干扰不太严重且规模较大、埋藏较浅由致密块状矿石组成的铬铁矿矿体,采用重力法能得到较好的效果。在高山区干扰因素较多、情况复杂的情况下,要关注大重力异常的分布和乱磁异常的分布,可将其作为一种间接找矿标志。
图 9 中国西藏罗布莎超基性岩体西段重磁剖面图( 引自靳宝福,1996)
( 4) 岩石地球化学找矿标志
1) 以富铬或富铝为特征,矿石的 Cr 与 Al 含量呈负消长关系。
2) 含矿岩石具双峰分布的特点,MgO 含量高,FeO 含量较低,Cr / Fe 比值和 Mg / Fe 比 值 高,TiO2含量低而相对稳定。
3) 含矿岩石 PGE 经球粒陨石标准化图谱多为负斜率倾斜,并显示 Pt、Pd 亏损。豆荚状铬铁矿矿石富集高熔点的铱族元素 ( IPGE) ,相对亏损低熔点的铂族元素 ( PGE) ,常显示 Ru 正异常,Os、Ir 和 Ru 相对平缓,Ir 略负异常,从 Ru 到 Pd 向右陡倾斜。高铬型与高铝型铬铁矿矿石的 PGE 模式基本相似,但高铬型有时比高铝型铬铁矿矿石具有较高的 Os、Ir、Ru 及 Rh 含量,而两者的 Pd、Pt 含量类似。
( 周 平 唐金荣)
Ⅸ 抓住有利契机促进地质找矿再上新台阶
王志山 高红伟
(河南省有色金属地质矿产局第七地质大队)
地质找矿改革发展大讨论活动是继2008年在全国开展学习实践科学发展观大讨论活动之后,国土资源部结合当前国际形势和国内地质工作实际,为全面加强地质找矿工作,提高资源保障能力,夯实经济发展基础,积极应对金融危机,实现扩内需保增长而采取的一项重大举措。目的在于进一步贯彻落实中央对加强地质找矿工作的指示和要求,完善地质找矿的思路和布局,构建地质找矿新机制。作为基层地勘队伍,我们是从事地质找矿工作的主体力量,如何实现地质找矿新突破,如何使产业结构调整到最佳、管理方式最科学、经营机制最优化,从而实现增强队伍活力,壮大综合实力的目标,此次地质找矿改革大讨论活动为解决上述问题提供了极好的契机。
一、转变思想观念,提高对地质找矿改革发展的认识
随着地勘单位改革的不断深化,国家对地质工作提出了新的要求,属地化之前,地勘队伍作为驻地单位,其主要任务是完成指令性计划。随着社会主义市场经济体制的逐步建立和属地管理的推进,地勘单位也在发生根本性的转折———从计划经济向市场经济、从事业单位向事业单位企业化管理、从单一地质勘查向主业以外多元化延伸、从地质找矿向融入地方经济建设发展,这些从封闭走向开放的变化促使地勘单位在社会中的重新定位,不断谋求在激烈的市场竞争中寻求生存促发展的策略。但是在改革的过程中,一些职工在思想观念方面,无论是从观念形态上,还是思维模式上,由于长期受计划经济的影响,都还存有大量的滞后时代的现象,仍有许多不适应市场经济的思想观念。形成了惯于“吃皇粮”的依靠思想。在市场经济中,我们要努力实现如下几个转变:一是实现由单一管理为主向经营管理为主的转变。二是要实现由一业为主向多种经营发展为主的转变。三是实现由等经费向自己找经费的转变。在进入市场中还须要经受风风雨雨的考验与艰难的拼搏,才能适应市场经济的发展。因此,通过开展地质找矿大讨论活动可以引导职工改变观念,逐步把职工的思想引导到求生存、求出路、求发展的意识上来。以崭新的观念和形象活跃在市场经济中。
二、统一思想、聚焦问题,加快改革步伐
地勘单位在进入社会主义市场经济的过程中,虽然做了不少工作,取得一定的经济效益,为推动国家经济建设作出了很大贡献,但从当前情况看还存在一定的困难和问题,并且要采取相应的对策,才能使地勘单位得到更好的发展。
(1)在国民经济中的地位亟待加强,体制改革还需大力推进。
(2)基础地质工作薄弱,具有重大影响的地质找矿成果仍比较少。
(3)地勘队伍结构不合理,人员数量庞大,一些单位人员老化,素质较低,科技人才短缺。
(4)设备陈旧,配套性差,技术装备落后,效率低。
(5)地勘单位收入不均衡,职工待遇不是很高。
(6)资金不足,不能够形成有效投入。
(7)市场不稳定,影响因素多,难以形成稳定的产业结构,使地勘单位在市场经济中的发展受到一定的影响。
随着我国经济的快速发展,地质工作的基础性、前沿性、保障性日益凸显,借着“地质找矿改革发展大讨论”活动,各地勘队伍要解放思想、转变观念,将思想和行动统一到中央的总体要求和部署上,要认真总结正反两方面经验和教训,按科学发展观要求,全面把握符合国情的地质工作发展的目标、思路,积极构建地质工作新机制;要按照市场经济的要求提供广泛的地质技术服务和矿产资源保障;要主动融入地方经济建设,为当地的经济建设作出突出贡献;要深化改革、增强调整结构促发展的紧迫感,抓住机会促进地质行业又好又快发展。
三、找准改革的切入点、结合点、关键点,实现可持续发展
当前国家对地勘单位主要实行事业单位企业化管理的模式,这是由地勘行业几十年发展的特殊性决定的。在改革中我们首先要在事业单位身份不变的前提下,在认真做好事业单位的各项工作的同时,按照企业管理的模式,利用自身行业优势积极承担社会上各类商业地质项目,获取利润用以弥补事业经费的不足。在“戴着事业单位帽子,走企业路子”的进程中,我们必须转变工作方式,提高服务水平,克服管理方面的传统惯性,全面清理地质找矿工作各项业务管理制度,按照“突出主业、拓宽实业、发展辅业、致富家业”的发展方针,全面提升业务技术管理水平,增强公共服务能力,按照建立现代企业制度的原则,遵循市场规律,找到有效组合地质找矿产业链的适当形式。创新地质找矿的体制和机制,真正实现我国地质找矿工作的突破和可持续发展。
(1)认真研究国家政策,破解难题。改革开放以来,国家对地勘单位的改革和发展出台过许多优惠和扶持的政策。在破解改革发展中遇到的困难和问题时,要认真研究政策,充分挖掘利用政策的潜力,坚持用足、用好、用活原则,不能出现守着金山过苦日子的现象。
(2)树立科学的找矿观,尽快实现地质找矿新突破。一是要利用新的成矿理论,特别是物化探新技术、新理论、新方法实现找矿突破;二是要重视矿产资源规划和资料的二次使用及开发,尤其是20世纪80~90年代各地质队完成的成矿预测资料,成果报告,形成新的找矿思路;三是在工作基础好、资料多的老矿山和老矿区与经济实力强的大企业合作开展“攻深找盲”工作。
(3)树立大地质观念,拉长产业链条,拓宽地质工作服务领域。矿产资源不可再生和发展空间越来越小,制约了经济社会的快速发展。但是党和国家为实现全面建设小康社会的宏伟目标而大力推进社会主义经济建设、文化建设和社会建设,要求地勘单位不断拓宽现代地质调查服务领域,从传统为矿山建设和能源、交通、水利等基础设施建设服务,扩展到为生态环境保护、地质灾害防治、城镇化、农业和旅游业等服务。为此各地勘单位要看到商机,树立大地质的观念,积极介入环境地质、灾害地质、农业地质、城市地质、旅游地质等非矿产地质领域,进一步拓展地勘队伍的作为空间。同时还要大力发展钻探、测绘、化验、工勘、岩土等辅助产业。
(4)树立大矿业理念,实现探采结合的突破。国务院《关于加强地质工作的决定》中关于加强矿业权管理的要求,为地勘单位走探采结合的路子提供了依据。要积极争取,大胆尝试,改变过去只探不采的传统做法,进一步增强地勘单位可持续发展的后劲。
(5)努力开拓市场,实现“走出去”突破。参与市场竞争是市场经济条件下地勘单位生存发展的必由之路。在改革开放和经济全球化的大背景下,要将视野放得更开阔一点,触角伸得更远一些。要面向社会、主动出击、积极参与市场竞争,主动占领地质市场;要建立健全业务开拓方面的激励机制,调动和激发广大职工开发业务的潜能和积极性;要加强信息沟通与联系,做到兄弟单位优势互补,资源共享,合作共赢;要积极捕捉社会中的经济业务信息,参与省际国内市场的投资与开发,条件成熟时要不失时机地把业务扩展到国际市场。
(6)坚持人才兴地、人才兴队战略。科技是第一生产力。人才问题是关系地勘事业成败的关键因素之一。一方面,地勘单位发展需要大量人才;另一方面,地勘单位工作环境恶劣,条件艰苦,地质工作者为寻找宝藏付出了巨大代价,容易造成人才流失的现象。对此,一是要进一步深化干部人事制度改革。扩大领导干部选拔和竞争上岗的范围,使想干事、敢干事、能干事的人脱颖而出;二是要更新用人观念,做到不拘一格选人才;三是制定更多的优惠政策或激励措施,如提高工资收入、住房分配等吸引人才;四是强调人文关怀,加强沟通,以感情留住人;五是通过院校输入、项目带动等直接、间接方式培养人才。
(7)谋划长远,打造地勘单位品牌,塑造完美形象。良好的企业形象和品牌效应不是一朝一夕、一年半载能做成的,要有持久战思想。要以质量求信誉,以诚信求生存,通过加强地质项目管理、提交可行性成果报告等手段吸引更多资金投入。要重视宣传发动工作,充分发挥宣传骨干和各种宣传工具、媒介的作用增加知名度。要强化干部职工的学习意识,全面提高人员素质。通过这些措施,地勘单位可以培育企业精神,打造企业品牌,建立企业文化,塑造企业形象,使社会更加关注地勘行业。
(8)坚持以人为本,和谐发展。改革创新谋发展、统筹兼顾谋发展都要以“好”字当头。要坚持以人为本谋发展的理念,逐步形成发展为了职工,发展依靠职工,发展成果由职工共享的有效机制;正确处理好各类矛盾和关系,最大限度地把职工群众的发展积极性引导到科学发展观上来,形成风正气顺,业兴人和的局面。以人为本,不是在形式上摆花架子,不是简单的口号,而是应体现在地勘单位发展、管理、服务活动的各个过程与细节中。体现在各级领导干部在想问题、做决策、办事情的说与行的行动中,要坚持群众利益至上的原则,想办法、出实招、办实事,切实解决好大家关心的民生问题,让大家得到实惠。尤其要教育和引导广大干部、职工,包括离退休职工,积极参与到为地勘事业发展出谋献策上来,形成联手互动的局面。
四、在地质找矿改革发展大讨论活动中取得的成果
国家开展任何一次大的活动,目的都是为了促进各项事业更好更快地发展。随着地质找矿改革大讨论活动走向深入,七队广大职工进一步统一了思想,转变了观念,提高了认识。并且在应对危机,提高技术创新和工作水平,加快“走出去”步伐,充分利用“两种资源,两个市场”,增强地质工作对经济社会发展的资源保障能力和服务能力等方面达成共识。尤其在全面贯彻落实局“突出主业、拓宽实业、发展辅业、致富家业”的发展战略,努力实现推动经济快速发展,实现家业更加殷实迈出坚实的一步。
(1)“走出去”步伐坚定,进展迅速。为了响应局工作会议精神及局长朱东晖提出的抢抓机遇,强力实施“走出去”战略,我队积极制定措施,多方出击,广泛搜集信息,寻找捕捉境外勘查开发的新机遇。2009年三月初与刚果(金)地质调查公司(CGS)签署的探矿权共计17个(只取得部长令的10个探矿权未包括其中),分别位于世界著名的中非铜钴成矿带、刚果金北部铜金成矿带和中部锡金成矿带上,面积约合2819.67km2(3241个区块)。五月,在蒙古国成功注册了“金泰达”有限责任公司,打开了在国外进行矿权登记,实现境外探矿权经营的另一突破口。
(2)矿权生产喜获丰收。4月初参与内蒙古国土资源厅探矿权挂牌,获得“内蒙古自治区赤峰市松山区上官地镇南锑金矿普查”探矿权,面积7.91km2;5月初参加青海省国土资源厅探矿权采矿权挂牌拍卖,竞得“都兰县扎么日地区多金属矿预查”,面积8.47km2;继我队2007年中标“青海省都兰县1∶5万矿产调查”项目以来,在青海省取得的又一突破。
(3)商业地质又添亮点。4月下旬,与新疆福海县富山矿业有限责任公司签订了《新疆福海县中北部地区航空磁测异常评价》合同书,该项目航空磁测面积4000余平方千米,发现航测异常40多处。需要投入1∶1万地质、磁法面积性工作和地物化综合剖面、激电测深进行评价并设计钻孔验证。一月以来,测绘队积极开拓市场,先后中标第二次土地调查农村外业调查项目、第二次土地调查数据库建设项目、城镇地籍调查项目、土地利用总体规划修编项目,项目金额1300多万元。
(4)以高质量赢得信誉。2008年实施的“青海省都兰县J47E022009、J47E022010、J47E022011、J47E023009、J47E024009五幅1∶5万水系沉积物地球化学及地面高精度磁法测量”(编号:招标〔2007〕03号)项目质量优秀,受到青海省国土资源厅的好评。该项目在青海省2008年度实施的全部国家级、省级项目评比中排名第一。
(5)其他地质工作进展顺利。从4月初以来,我队各项目已全部铺开,各项目负责人已带领员工先后奔赴青海、新疆、内蒙古,以及刚果(金)等地开展业务,到目前为止各项目进展顺利。5月又中标河南省地质勘查基金项目“河南省新县白果树钼矿预查”。
Ⅹ 模型二十一 密西西比河谷型铅锌矿床找矿模型
一、概 述
密西西比河谷型 ( MVT) 铅锌矿床是以碳酸盐岩为容矿岩石的层控硫化物矿床。硫化物主要组分为闪锌矿和方铅矿。它之所以这样命名,是因为几个经典的 MVT 矿床均位于美国中部密西西比河流域盆地内的碳酸盐岩中。这类矿床大约占世界铅和锌资源的 25%,是世界铅锌矿床中仅次于SEDEX 型的第二大类型。
MVT 矿床规模从几百万吨到几千万吨,铅、锌合计品位低于 SEDEX 型矿床,一般在 3% ~ 10%之间,很少超过 15%。
MVT 矿床分布在世界各地,但在北美较为集中 ( 图 1) ,初步统计全球 MVT 型超大型铅锌矿床( 区) ( Pb + Zn 金属储量超过 500 ×104t) 大约有 14 个 ( 表 1) ,其中美国就占有 5 个。这类矿床在美国主要集中分布在密西西比河谷地区,有密苏里州东南部巨大的老铅矿带和新铅矿带———维伯纳姆( Viburnum) 矿带 ( 图 2) ,威斯康星 - 伊利诺伊州的密西西比河谷上游地区 ( Upper Mississippi) ,堪萨斯 - 密苏里 - 俄克拉何马州交界的三州地区 ( Tri State) ,以及靠近阿巴拉契亚山脉的东田纳西的马斯科特 - 杰斐逊 ( Mascot - Jefferson) 矿床和中田纳西的埃尔姆伍德 ( Elmwood) 矿床等; 加拿大重要矿床有西北地区的派因波因特 ( Pine Point) 和波拉里斯 ( Polaris) 矿床,以及西北地区马更些山脉中的盖纳河 ( Gayna R. ) 地区矿床和 20 世纪 90 年代新发现的西北地区普雷里克里克 ( PrairieCreek) 矿床,还有阿巴拉契亚地区的加斯河 ( Gays R. ) 矿床等; 欧洲有波兰的上西里西亚地区( Upper Silesia) ,奥地利的布莱贝格 ( Bleiberg) ,前南斯拉夫的梅日察和意大利的莱勃尔 ( Raibl) 矿床,后 3 个国家的矿床集中在阿尔卑斯山脉区; 亚洲有伊朗的迈赫迪耶巴德 ( Medhdiabad) 和乌兹别克斯坦的乌奇库拉奇 ( Uchkulach) 矿床以及中国广东的凡口铅锌矿床; 澳大利亚有阿德米勒尔湾( Admirals Bay) 矿床等; 20 世纪 90 年代在南美洲和非洲也发现了 MVT 矿床,如阿根廷的埃尔韦西亚和纳米比亚的斯科比翁 ( Skorpion) 矿床等。
图 4 MVT 矿床产出位置示意图( 引自地矿部矿床地质研究所,1985)
( 4) 流体包裹体和同位素特征
对粗晶闪锌矿、重晶石和碳酸盐内流体包裹体的研究表明,MVT 矿床平均矿化温度为 80 ~200℃ ,含矿流体是高盐度的 Na - Ca - Cl 卤水,盐度为海水的 5 ~ 10 倍。流体包裹体中常见有石油,容矿岩石中常见有呈干酪根或沥青形式出现的有机质。
同位素研究表明,硫通常为重硫,其值域很宽,表明硫来自壳源。铅同位素也显示出相当大的值域,并且放射性铅含量高,多来源于基底。
因为矿床产在相对未受变动的地台环境,所以地层证据可以表明矿化发生在较浅部,深度多半为几百米至 1000m,压力不超过几百大气压。在这种环境中,标准的地温梯度为 25 ~30℃ /km,形成容矿岩石的平均温度小于 100 ~150℃。
( 5) 成矿时代
形成 MVT 矿床的重要时期是泥盆 - 二叠纪和白垩 - 第三纪。迄今为止,世界上 MVT 矿床 70%以上产在泥盆 - 二叠纪时期。这与地球演化历史中强烈的挤压构造事件密切相关。
三、矿床成因和找矿标志
1. 矿床成因
尽管 MVT 矿床还没有统一的描述性模式和成因模式,但人们认为 S. A. 杰克逊和 F. M. 比尔斯于1966 年和 1967 年以加拿大派因波因特矿床为例提出的沉积 - 成岩模式可以解释 MVT 矿床的许多特征,即 MVT 矿床是成岩作用晚期阶段正常沉积盆地演化的产物。该模式认为,在大型盆地内由沉积物的压实作用所产生并驱动的流体,通过卤水的淋滤作用获得金属,并以氯化物或有机络合物状态携带金属,当它们从盆地深处排出时,在碳酸盐岩中遇到 H2S 便沉淀出硫化物 ( 图 5) 。
图 5 与 MVT 矿床有关的沉积盆地总体概念示意图( 引自地矿部矿床地质研究所,1985)
因此,MVT 型矿床成矿的基本模式是: Pb、Zn 以 Cl 的络合物形式搬运,H2S 呈气态,二者在同一地点出现,但并不一定同时,可能一个先到,另一个后到,两者相遇,络合物不稳定,就沉淀出PbS 和 ZnS:
( Pb,Zn) Cl2( 液态) + H2S( 气态) →PbS 或 ZnS↓
当然,两种溶液来自何处,怎么成矿,仍有很多争论。MVT 矿床矿石的就位时间,通过各种方法测试得到的结果差异也很大,许多问题仍有待进一步研究。
不过,近十年来,在 MVT 矿床矿化年代的测定方面有了显著的进展,测年表明,大多数 MVT 矿床形成于泥盆纪—二叠纪,认为这与泛古陆同化作用有关的收缩构造事件有关,矿化也形成于白垩纪—第三纪时期,认为这与北美西部边缘和非洲 - 欧洲微板块同化作用的拼贴构造事件有关。所以Leach 等 ( 2001) 强调,MVT 矿化与区域性和全球规模的构造事件有成因联系。
2. 找矿标志
( 1) 区域地质找矿标志
1) 大地构造环境。MVT 矿床形成的有利大地构造环境多为稳定的克拉通地台。
2) 区域基底构造、基底隆起和断裂。MVT 矿床往往就位于大的区域断裂控制系统中; 某些 MVT矿床产于基底高地之上或附近,基底高地控制着沉积相、角砾岩化、断裂作用等。
3) 断层和破碎带。这是 MVT 矿床重要的控矿因素,矿体多集中产于与断层有关的膨胀带。
4) 巨大的沉积盆地。MVT 矿床一般产在盆地的边缘。
5) 地台碳酸盐岩系。常构成 MVT 矿床的容矿岩石。
6) 矿石受碳酸盐岩前沿 ( 碳酸盐岩 - 页岩的相变部位) 控制。
7) 与 MVT 矿床同时代的 SEDEX 型矿床可以存在于邻接的大陆裂谷盆地。
8) 成矿时代。从中奥陶世到第三纪之间,多数矿床形成于泥盆纪 - 二叠纪或白垩纪 - 第三纪时期。
9) 不整合。在碳酸盐岩地层中,不整合为岩溶构造、溶解角砾岩等的生成创造了条件,这些构造常常成为容矿空间。
10) 存在蒸发岩。它在形成卤水方面有重要作用,因此,盆地内蒸发岩层的存在被看作是一个好兆头。
( 2) 局部地质找矿标志
1) 矿床主要产在碳酸盐岩系的白云岩中,少量在灰岩和砂岩中。
2) 矿床常出现在不整合面之下,受礁堡杂岩、溶解坍塌角砾岩、古岩溶、断裂或裂隙等开放空间控制。
3) 矿床往往受碳酸盐岩 / 页岩沉积边缘、岩相圈闭、基底高地所控制。
4) 碳酸盐岩中广泛发育热液白云岩化,它与矿化密切伴生,因此,是一个好的标志。
5) 有机质存在也是一个良好的标志。
6) 在碳酸盐岩中浸染状硫化物的出现可以作为各类矿体的近矿标志。
( 3) 地球物理找矿标志
1) 矿床上方能显示出电阻率低和重力高。与 MVT 矿床有关的某些地质特征,例如断裂、古岩溶、岩溶坑、碳酸盐岩/页岩相变处、基底高地等,常可能被地震、磁法、重力、地面电磁测量所鉴别。
2) 激法极化测量 ( IP) 是有效的,地面电磁法 ( EM) 可以在含铁硫化物矿床中应用。如果矿床组分中大部分是闪锌矿,那么这些方法可能会失效。
3) 分析区域物探数据对识别有远景的地质背景是极为重要的找矿手段。地震、航磁和重力综合测量对区域分析极为有用。航磁和重力测量可以识别控矿的要素,如基底高地、碳酸盐岩台地和断层等。尤其是地震反射数据,能提供有关构造、构造演化、沉积作用,可能还有流体和金属源区的详细深部信息。
( 4) 地球化学找矿标志
1) 在残积物中有 Pb、Zn、Cu、Mo、Ag、Co 和 Ni 的区域性异常。垂向分带由下往上大致为Cu( ± Ni, ± Co) - Pb - Zn - Fe 硫化物; 碳酸盐岩中 Pb、Zn 和 Cu 的背景值较高,一般为: Pb 为 9 ×10- 6,Zn 为 20 ×10- 6,Cu 为 4 ×10- 6。
2) 在土壤和水系沉积物测量中,可能存在有 Zn、Pb、Fe、Ag 和 Mn 异常。
3) 有远端的热液沉积物,如有 Mn - Fe - Ca - Mg 碳酸盐岩存在。
( 戴自希 唐金荣)