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1、贵州西南部台地相区贵州西南部台地相区Sbt研究及有关问题的思考和研究及有关问题的思考和 大型特大型矿床发现关键因素分析大型特大型矿床发现关键因素分析刘建中刘建中 贵州省地质矿产勘查开发局贵州省地质矿产勘查开发局105地质大队地质大队 贵州贵州 贵阳贵阳 550018 2010年年01月月 第一部分第一部分 贵州西南部台地相区贵州西南部台地相区Sbt研究及研究及 有关问题的思考有关问题的思考 贵州西南部地区为中国“卡林型”金矿集中产出区域,金矿分布点多面广,资源/储量巨大,含矿层位各具特色,矿石类型丰富多彩。笔者通过对水银洞超大型金矿床a矿体的详细研究,提出了Sbt的概念,建立了矿床成矿模式,模
2、式指导下的找矿取得了显著的成效。一、Sbt的提出 60年代初,贵州省地质局l12队和睛隆锑矿在普查、勘探睛隆大厂锑矿床时,将产于中二叠统茅口灰岩顶部和峨嵋山玄武岩底部之间的一套硅质蚀变岩层作为找锑矿的标志层,定名为“大厂层”。随着黔西南地区卡林型金矿的发现和开发,“大厂层”的使用更加广泛。对产于P2m和P3l之间沉积间断面-不整合界面附近的一套强硅化灰岩、角砾状强硅化灰岩、硅质岩及角砾状粘土岩组合多有研究,但认识上各有不同,大多从沉积学的角度考虑,部分学者仍将其定名为P3dc(大厂层),部分学者则将其归为P3l1(龙潭组第一段),部分学者认为是火山碎屑沉积,部分学者认为是海底的喷流沉积。笔者在
3、水银洞勘探中发现控制a矿体产出的强硅化灰岩-强硅化角砾状粘土岩组合实为构造作用的产物,提出了Sbt的概念。二、Sbt的定义 产于P2m和P3l之间沉积间断面-不整合界面附近的一套由区域性构造作用形成的并经热液蚀变的构造蚀变岩石,为一套深灰色中层强硅化灰岩、角砾状强硅化灰岩、硅质岩及角砾状粘土岩组合。是沉积作用、构造作用和热液蚀变的综合产物,包含了P2m顶部灰岩和P3l底部粘土岩两部分,向下依蚀变强度由强硅化角砾状灰岩-强硅化灰岩-弱硅化灰岩-正常的P2m灰岩呈渐变关系,向上由硅化角砾状粘土岩-硅化碎裂化粘土岩向正常P3l粘土岩过渡,弱硅化灰岩-强硅化灰岩-强硅化角砾状灰岩-硅化角砾状粘土岩-碎
4、裂化粘土岩部分即划入构造蚀变体(Sbt)。岩石中常见斑块状及细脉状白色、绿色石英,偶见辉锑矿及片状石膏。岩石普遍具硅化、黄铁矿化、萤石化、雄(雌)黄化、锑矿化、金矿化等。厚度5.0841.51m,平均厚度16.23m。为一跨时的地质体。三、Sbt的分布及其有关的金矿床 通过深入的对比研究,发现广布于黔西南的这套强硅化灰岩-强硅化角砾状粘土岩组合与水银洞的Sbt一致,都是区域构造作用的产物。稀土元素特征都表现轻稀土含量大大高于重稀土、微弱右倾型、表明了物质组分的一致性。Sbt广布于贵州西南部台地相区,大致以盘县-兴义-安龙-贞丰-晴隆-普安连线围内,根据其顶界地层分别为龙潭组或峨眉山玄武岩组划分
5、为两个区域。龙潭组地层区:水银洞(超大型)、紫木凼(大型)、太平洞(大型)、贞丰背斜(中/小型)、戈塘(大型)、豹子洞(小型)、大丫口(小型)、雄武(小型)等。峨眉山玄武岩组地层区:老万场(中型)、泥堡(中型)、山节地(小型)、沙子岭(小型)、砂锅厂(小型)、砂厂(小型)、干沟(小型)、大麦地(小型)等。四、产于Sbt中的典型金矿体 水银洞a1:为水银洞金矿最大的矿体。赋存于灰家堡背斜轴部附近龙潭组与茅口组不整合界面间的构造蚀变体(Sbt)中。矿体呈层状-似层状产出,走向与背斜轴线一致呈东西向展布,东西走向长1400m,南北倾向宽680m,与Sbt的形态基本一致,倾向南或北,倾角10左右。资源
6、量达25999.96kg,矿石量5699211t,平均品位4.5610-6。单矿体达大型矿床规模。品位变化系数为51.54%,厚度变化系数为115.58%。有用组分分布均匀,厚度较稳定。五、区域成矿模式 与深部隐伏花岗岩有关的富含CH4-N2-CO2和Au2+、Sb2+、Hg2+、As2+、H2O的热液,在燕山期区域构造作用下沿深大断裂上涌,沿P2m与P3l间的不整合界面(区域构造滑脱面)侧向运移(与岩石产生交代形成构造蚀变体-Sbt,局部形成金矿体或矿床。如:水银洞a矿体、戈塘金矿床),背斜核部附近发育的F162、F163等斜切层面的断裂构造或一系列节理成为成矿流体穿透一些构造封闭层如碳质页
7、岩到达另外一些渗透性较好的地层碳酸盐岩的通道,热液向上运移过程中,部分含矿热液沿孔隙度大的碳酸盐岩侧向运移并富集而成层控型矿体,部分沿断裂带继续上升并于赋存于断裂破碎带中而成断裂型矿体。六、与Sbt研究相关的几个问题 1、Sbt的提出和区域成矿模式建立,水银洞金矿区取得了显著的找矿效果,矿区东段地表1400m以下处发现了赋存于Sbt中的金矿体,二度空间找矿取得了突破,使水银洞金矿成为了超大型矿床。西段太平洞金矿于地表750m以下发现了赋存于Sbt中的金矿体,使太平洞金矿可望达特大型矿床规模。贵州紫金水银洞金矿 但其是否真正具有区域找矿意义,即已经发现的除豹子洞、老万场、山节地、砂锅厂、砂厂、干
8、沟等“红土型”金矿资源有限外,大丫口、雄武、大麦地、贞丰背斜等区域内找矿潜力有多大?Sbt的区域含矿(化)能力如何?是否可以采用与水银洞勘查相似的直接采用钻探对这些区域进行探索?2、盆地相区目前除烂泥沟超大型矿床外围发现了Sbt具有含金矿化信息外,其余地方尚无发现,是否可以认为烂泥沟目前控制的仅仅为三叠系地层中由断裂控制的金矿体,深部产于二叠系吴家坪组与茅口组接触界面间由Sbt控制的金矿体还具有很大的找矿潜力?同样位于盆地相区的板其金矿和丫他金矿是否具有找寻深部由Sbt控制的金矿体的潜力?3、区内金矿年代学研究方面,诸多学者分别对不同的矿床作个研究,但往往限于单个矿床的几件样品的测试数据,测试
9、方法不一,且年龄跨度大(60-276Ma),解释不一。未能将黔西南地区卡林型原生金矿床作为一个完整的成矿系统予以研究,是否能针对该区主要金矿床采集同样的定年矿物,采用同一种测试方法准确定年,再造区域成矿年代?4、金的物质来源问题研究方面,主要有海底喷流说、地幔柱成矿说、沉积改造说、热水沉积说、盆地超压流体说、花岗岩浆成矿说、萃取淋滤说等等,无论哪种解释,都难以解释黔西南地区金大规模成矿作用。作为地球含量甚微的金的成矿,其成矿的动力学背景如何?巨量金的来源?5、现在及将来,深部找矿都是地质人面临的问题。针对黔西南地区卡林型金矿这种岩矿石的物性和电性几乎没有差异的矿床,深部找矿如何有效地开展?3公
10、斤金锭1公斤金锭 第二部分第二部分 大型特大型矿床发现关键因素分析大型特大型矿床发现关键因素分析 据施俊法等信息找矿战略与勘查百例收集了国外20世纪70年代以来发现的100个贵金属、贱金属矿床找矿实例。所选矿床涉及的地区包括北美、欧洲、大洋州和东南亚,共18个国家,大部分位于环太平洋地区。矿床类型涉及14个大类,矿床规模均在大型、特大型之列。一、矿床产出国家分布一、矿床产出国家分布 大部分位于环太平洋地区,涉及18个国家。美国、澳大利亚的矿床最多,分别占到20%和19%,其次是智利和加拿大,分别为17%和11%。二、矿床发现年代二、矿床发现年代 据收集的100例矿床发现年代的统计来看:最早的是
11、1971年发现的洛斯佩拉姆布雷斯矿床和阿夫顿矿床,最晚的是2000年发现的加拿大的伊勒湖矿床。发现于80年代的41个,90年代的35个,70年代24个。80-90年代发现的共76个,占2/3。三、矿床发现所需时间三、矿床发现所需时间 矿产勘查是一项长期的工作,一个新的矿床或矿体的发现有时需要几十年甚至上百年的时间。据收集的100例矿床发现时间的统计来看:时间最短的是智利斯潘塞铜矿和坎德拉里亚铜金矿,只用了1年时间;时间最长的是澳大利亚的世纪铅锌矿,长达100年。总体来看,一个矿床发现所需的平均时间为19年。同一成矿区带上矿床发现时间也相差较大,如紫木凼金矿床用了2年,水银洞金矿床用了14年。四
12、、矿床投产时间四、矿床投产时间 矿床从发现到投产所需的时间也相差较大。有的不到1年,如美国科夫、智利的埃尔印第奥和加尔比苏等;有的则长达22年,像智利的洛斯佩拉姆布雷斯和埃尔特索罗矿床;有的矿床发现多年至今还未开采。(贵州织金新华磷矿)矿床从发现到投产所需的平均时间在7年左右。因矿床和矿石类型的差异,矿床从发现到投产的时间悬殊较大,水银洞金矿碳酸盐岩型矿石从发现到开发投产花了9年,而Sbt中的角砾岩型矿石则尚未能利用;紫木凼金矿氧化矿石从发现到开发投产花了2年,但原生矿石的利用则花了13年。总体看来,易选冶矿石的开发时间短(老万场、砂锅厂、豹子洞等氧化矿石则当年发现,当年投产)。五、矿床的发现
13、五、矿床的发现 在统计的100例矿床中,至少有52%的矿床是在已知矿床周围找到的;有不少于8%的矿床是由偶然机会发现的;大约有11%的矿床是通过对过去评述性资料的整理而发现的。太平洞金矿是在紫木凼金矿外围发现的,豹子洞金矿处于戈塘金矿外围。六、矿床类型六、矿床类型 在统计的100例矿床中涉及矿床类型14种,主要以低温浅成热液矿床、斑岩型铜-金矿床、斑岩型铜矿和火山成因块状硫化物矿床为主。七、各类勘查技术的作用七、各类勘查技术的作用 在100例矿床勘查过程中所涉及的关键性的勘查方法进行了统计,大致分为6类:地质地表填图 理论找矿模型 地球化学方法 地球物理方法 遥感 钻探 统计显示,地质地表填图
14、在矿床发现中起作用的占77%(紫木凼、太平洞),地球化学方法占69%(烂泥沟、老万场、白层、板其、丫他),地球物理方法占47%,理论找矿模型占24%(水银洞中矿段及其东矿段、西矿段、雄黄岩、簸箕田、纳秧),遥感占12%,钻探占11%。(注:特别需要指出,大多数矿床的发现都需要钻探证实其储量的存在,该处所称钻探所起的作用,是指在没有做物化探工作的情况下,只根据地表特征便进行的钻探工作)。在100例矿床中,地球化学方法起作用的矿床有69个,所采用的地球化学方法主要包括:水系沉积物(D)占23%(黔西南主要金矿床)、岩石地球化学(R)占66%、土壤地球化学(S)占36%(黔西南主要金矿床)、岩屑测量
15、(T)占13%、大样堆浸(BLEG)占6%、重砂(PC)占1%、植物测量(P)占1%、X荧光(XRF)占1%。主要起作用的是岩石地球化学测量、土壤地球化学测量和水系沉积物测量,分别占到66%、36%和23%。在100例矿床中,地球物理方法起作用的矿床有47个,所采用的地球物理方法主要包括:航空磁法和地面磁法(M)占55%、激发激化法(IP)占45%、瞬变电磁法(TEM)占17%、电磁法(EM)占11%、重力测量(GSAMT)占9%。物探方法中占主导地位的仍然是常规的磁法和激发激化法,分别占到55%和45%。八、不同类型矿床适用不同的勘查方法八、不同类型矿床适用不同的勘查方法 斑岩铜矿:以地质填
16、图为主,其次是地球化学方法。斑岩铜金矿、卡林型金矿和低温浅成热液矿床:地质填图和地球化学方法几乎起到了同等重要的作用,明显优于地球物理、遥感、钻探等方法。火山成因块状硫化物矿床:地球物理方法占绝对优势,起重要作用。尤其是在寻找隐伏矿床方面,地球物理方法的作用更为明显,例如在澳林匹克坝Cu-Au-U矿床、欧内斯特亨利铜矿、坎宁顿铅锌矿床、西班牙东阿瓜斯-田尼达斯(AET)、内维斯-科尔沃多金属矿床等世界级矿床的发现中发挥了决定性作用。SEDEX型矿床:地质填图、理论找矿、地球化学和地球物理的作用相差不大,但遥感和钻探技术对它的作用不够明显。九、矿床发现后使用的勘查方法九、矿床发现后使用的勘查方法
17、 在一个地区,经过大量研究后,最终经过钻探验证,确定矿床的存在。在确定矿床存在之后,仍需做一系列地质工作,包括详细地质调查、物化探和钻探工作。几乎每个矿床都需要进一步做精细的地质工作。在大多数矿床发现后,需要对矿床周围进行细致的地质填图;或者对地表蚀变作用进行鉴别,确定蚀变规模和类型,进而确定成矿类型。在矿床勘查中,常常按已有理论模型进行预测,钻探也打到了矿体,但并非是原先的理论模型,在这种情况下,更需要进一步深入开展地质调查,以查明矿床类型,以便对矿床的成矿规律作出正确的判断。在矿床发现后,化探是一种常用的技术。主要使用方法为岩石、土壤地球化学测量,以及一些偏提取技术。在统计的100例矿床中
18、,33个矿床使用了岩石地球化学测量,14个矿床开展了土壤测量,3个矿床开展了偏提取技术研究,1个矿床(美国卡林地区的双河金矿床)开展植物地球化学测量。地电化学方法(地电化学方法(CHIM):在俄罗斯文献中,“地电化学法”这个术语包括了:元素赋存形式法、热磁地球化学法、扩散提取法、部分金属提取法等。其中部分金属提取法是地电化学法的核心,在国内通常称为电提取法。元素赋存形式法、热磁地球化学法、扩散提取法在西方文献和国内笼统地称为“偏提取技术“。在矿床发现后,为进一步查明矿体的产状,地球物理方法不仅是十分常用的技术,而且是十分关键的技术,主要包括激发激化法、可控源声频大地电磁法、电磁法、磁法和重力等
19、技术。在本次统计的100例矿床中,17个矿床使用了激发激化法,11个矿床采用了可控源声频大地电磁法,9个矿床采用了地面磁法,4个矿床采用了电磁法,3个矿床采用了重力测量,4个矿床采用了瞬变电磁法。地球物理方法对于深部矿体的定位,或在已知矿床外围和深部发现矿体起作十分关键的作用。十、矿床发现的关键因素十、矿床发现的关键因素 矿床发现过程中,肯定会有多种技术起作用,如果一种方法(理论)的使用,导致地质人员将目光投向矿床产出位置,并导致后来的矿床的发现,我们称之为关键因素。关键因素。统计了各类勘查技术方法在发现矿床的过程中所起作用的矿床数。其中占比例最大的是地表地质填图;其次是地球化学和地球物理学的
20、方法。然而,从矿床发现的关键因素来看,地球化学方法占到总矿床数的50%,地球物理方法占33%,地表地质填图占23%。地球化学方法中又以岩石地球化学(21%)、土壤地球化学(17%)和水系沉积物测量(12%)为主,岩屑地球化学测量(7%)、植物测量和X荧光分析仅是在美国卡林金矿带的双河金矿和加拿大霍华兹山口矿床发现过程中为不可获缺的关键因素。地球物理方法则以航磁和地面磁法(17%)、激发激化法(11%)为主;瞬变电磁法(4%)、其他电磁法和可控源声频大地电磁法(3%)、重力测量仅占2%。在统计的100例矿床中,最少有40%的矿床是采用了多种关键技术。(如在勘查美国的卡林金矿带的双河金矿过程中,岩
21、石地球化学测量和植物测量技术都起到关键的作用;在寻找智利的埃尔印第奥矿床时,地表地质填图、岩屑地球化学测量和可控源声频大地电磁法3项技术都起了关键的作用;在美国的克朗朱厄尔矿床的勘查中起关键作用的技术有土壤测量和电磁测量。)虽然也有些矿床仅仅用了一种关键技术,但在勘查过程中也应采用多种方法组合。统计分析表明:在63个金矿床(包括含金储量在20吨以上的伴生金矿床)中,有37个矿床采用地球化学方法起到关键作用,占总数的58.7%。由此可见,地球化学方法对金矿的勘查起着决定性作用。在37个铜矿(包括含铜量在20万吨以上的铜矿床)当中,涉及地球物理和地球化学起关键作用的数目分别为16个和14个,地球物理方法稍微高于地球化学方法。对于铜或铜镍矿中的块状硫化物矿床来说,地球物理方法占绝对优势91.7%(11个),地球化学只占25%。理论找矿在Au、Cu矿床类型中起关键作用所占比例基本维持在同一水平(Au-12.7%,Cu-17.6%),说明理论找矿与矿种无关。因此,对于任何矿床的勘查,都需要重视理论找矿。谢 谢!敬 请 各 位 指 正!