贵州遵义—水城地区二叠纪锰矿成矿区带划分及找矿潜力分析

贵州遵义-水城地区二叠纪锰矿已先后发现锰矿床(点) 29个,累计提交锰矿资源储量达1. 76亿吨,所有锰矿床均位于黔北裂谷盆地分布范围内,据其特征可分为"遵义式"锰矿和"水城式"锰矿,典型矿床分别为铜锣井-深溪锰矿床和徐家寨锰矿床。结合锰矿成矿地质背景,本文将贵州遵义-水城地区二叠纪锰矿成矿带划分为遵义-黔西、水城-宣威2个锰矿成矿亚带、5个矿带和18个锰矿预测区。通过总结提取贵州二叠纪锰矿"古天然气渗漏沉积型锰矿床预测要素",根据预测要素、成矿规律开展找矿潜力分析,预测遵义-水城二叠纪锰矿成矿带资源潜力2. 45亿吨,找矿潜力巨大。     

黔湘渝毗邻区南华纪武陵裂谷盆地结构及其对锰矿的控制作用

黔湘渝毗邻区南华纪“大塘坡式”锰矿是我国最重要的锰资源基地,现已发现沉积型菱锰矿上亿吨,占全国已探明锰矿资源量的50%左右.通过对南华纪地层系统和地层分区的研究,提出在Rodinia超大陆裂解背景下,南华裂谷盆地 (I级) 西段分别由武陵、雪峰次级裂谷盆地和其间的天柱-怀化隆起 (地垒)3个Ⅱ级构造单元构成.武陵次级裂谷盆地控制形成了黔渝湘毗邻区锰矿成矿带,内部由3个Ⅲ级断陷 (地堑) 盆地、2个Ⅲ级隆起 (地垒) 和至少16个Ⅳ级断陷 (地堑) 盆地组成.3个Ⅲ级断陷 (地堑) 盆地分别控制形成了松桃-古丈、玉屏-芷江以及溪口-小茶园锰矿成矿亚带.其中,松桃-古丈锰矿成矿亚带是武陵次级裂谷盆地的裂陷中心,锰矿成矿作用强烈,形成的锰矿资源量巨大,已成为世界级锰矿资源富集区之一.Ⅳ断陷 (地堑) 盆地则控制形成研究区各锰矿床;提出南华纪早期同沉积断层是锰矿床形成的前提,并识别恢复出研究区15条同沉积断层及所控制形成的断陷 (地堑) 盆地和主要锰矿床.同沉积断层不但是深部锰质和古天然气上升的通道,更是连接古天然气渗漏沉积型锰矿成矿系统中地内系统与表层系统的纽带.      

贵州省遵义播州区和尚场锰矿床地质特征

遵义锰矿是贵州首次发现具有工业价值的锰矿床,其中和尚场锰矿是最早发现的锰矿床。利用和尚场锰矿勘查开发成果,详细总结了矿床地质、成矿地质体和矿石特征,锰矿体呈层状、似层状产于二叠纪茅口组第三段含锰岩系,矿石矿物主要为菱锰矿,自然类型为碳酸锰矿石,工业类型为贫锰矿、富锰矿。认为矿床位于二叠纪遵义次级裂谷盆地(Ⅱ级)中团溪—尚稽(Ⅲ级)地堑盆地的和尚场Ⅳ级地堑成锰盆地中,区内发现了1个尚未圈边的喷溢沉积中心,富锰矿体分布在成矿系统中心相。矿床类型划为"内生外成气液喷溢沉积型锰矿床"。     

贵州遵义深溪大型锰矿床主要地质特征

贵州遵义地区是我国二叠纪锰矿的重要分布区之一,深溪锰矿是遵义地区继铜锣井锰矿发现的第二个大型隐伏锰矿床。本文结合深溪锰矿找矿实践,详细总结了深溪锰矿床地层、构造、矿石等特征,并对锰矿的矿床成因进行了探讨。研究表明,深溪锰矿严格受地层层位控制,呈层状、似层状产于二叠纪茅口组第三段浅灰至灰黑色含锰岩系中,矿石矿物主要为菱锰矿,含少量黄铜矿、重晶石、毒砂等矿物,矿石为块状、斑杂状、角砾状构造,自然类型为碳酸锰矿石,工业类型为贫锰矿、富锰矿。分析认为深溪锰矿为深部的气液成矿物质喷溢至地堑盆地中沉积成矿,为"内生外成"的"古天然气渗漏沉积型锰矿床"。     

贵州遵义二叠纪锰矿气液喷口群的发现及地质意义

在通过对遵义市锰矿整装勘查区及周边所有探矿工程资料整理、分析研究的基础上,结合野外大比例尺专项地质填图、剖面实测和测试的成果。将贵州遵义二叠系锰矿与华南古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿理论进行详细对比,认为遵义锰矿总体是"内生外成",成锰物质主体来自地幔,遵义锰矿属"古天然气渗漏沉积型锰矿床",借鉴古天然气渗漏沉积型锰矿床的成矿理论和研究方法,运用遵义锰矿裂陷槽盆地结构的划分、同沉积断裂的识别和中心相、过渡相和边缘相判别标志,在断陷盆地中喷溢口及附近,发现矿石及其顶底板具有古天然气渗漏沉积型锰矿床独有的结构构造、同位素、生物组合等特征。研究认为遵义成锰盆地至少存在5个气液渗漏喷溢口,分布于Ⅲ级断陷盆地内,每一个喷溢口构成一个相对独立的气液渗漏喷溢沉积成矿系统,遵义锰矿床是形成由若干个气液渗漏喷溢沉积成矿子系统构成的沉积成矿系统。贵州遵义二叠纪锰矿成矿的气液渗漏喷溢口的发现,对遵义锰矿"内生外成"成因研究提供了宏观地质证据,为建立深部锰矿找矿预测模型提供了重要依据,为研究遵义锰矿的古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿系统具有重要意义。     

古天然气渗漏沉积型锰矿床找矿模型——以黔湘渝毗邻区南华纪“大塘坡式”锰矿为例

产于Rodinia超大陆裂解背景下、武陵次级裂谷盆地中的黔湘渝地区南华纪古天然气渗漏沉积型锰矿床已成为中国最重要的锰矿床类型。通过分析总结该类型矿床地质背景、南华纪早期构造古地理与矿床地质特征,基于古天然气渗漏沉积型锰矿床的成矿模式,总结建立了该类型锰矿床找矿模型:即以南华纪早期同沉积断层、Ⅳ级断陷盆地、两界河组及其中古天然气成因的白云岩透镜体存在与否、锰矿成矿地质体与大塘坡组厚度和裂谷盆地古天然气锰矿成矿系统中渗漏喷溢中心相、过渡相、边缘相等为主要地质标志建立地质找矿模型;以Ⅳ级、Ⅲ级断陷盆地中不同的Mn/Cr微量元素比值指标和δ~(34)S值在中心相、过渡相、边缘相判别指标建立地球化学找矿模型;以锰矿成矿地质体的低电阻率、高极化率与其上覆及下伏地层高电阻率、低极化率的物性差异特征,建立AMT地球物理间接找矿模型。项目团队运用建立的地质、地球化学和地球物理找矿模型,在黔东地区锰矿整装勘查实践检验中,已先后新发现了亚洲最大的松桃道坨和松桃普觉(西溪堡)两个隐伏超大型锰矿床,最近又新发现松桃桃子坪、高地两个超大型锰矿床,使黔东地区成为新的世界级锰矿资源富集区。古天然气渗漏沉积型锰矿床已成为继传统的海相沉积型、沉积变质型锰矿床之后,全球最重要的三大锰矿床类型之一。     

贵州遵义二叠系茅口组锰矿成矿建造、盆地原型及锰矿相带特征*

为提高勘查效率,降低找矿勘查风险及成本,需建立贵州遵义二叠系锰矿深部找矿预测模型。近年来通过“贵州遵义锰矿整装勘查区矿产地质调查与找矿预测”项目4个1︰50000图幅专项地质填图工作,总结了贵州遵义二叠系茅口组锰矿成矿建造、盆地原型及锰矿相带特征及标志。根据不同的岩性组合和结构构造等,将锰矿成矿期沉积(茅口组三段)划分为6个建造类型,分别为富锰建造、贫锰建造、含锰建造、黏土岩建造、硅化岩建造、生物灰岩建造,并划分出中心相、过渡相和边缘相3个锰矿相带;依据地层厚度、硅化角砾岩、特殊沉积构造、AMT地球物理标志,对盆地原型进行了分析。以上述理论为指导开展找矿预测工作,在研究区圈定了3个全隐伏找矿靶区,为钻探工程部署提供依据。2018—2019年在谢家坝找矿靶区施工了4个验证钻孔,均揭露厚层富锰矿体,初步探获新增锰矿资源量逾2200×10⁴ t,显示该理论方法运用在遵义锰矿区深部找矿预测是有效的,对勘查工作指导效果显著。     

黔东西溪堡-寨英南华纪早期成锰盆地特征 及锰矿潜力预测

黔湘渝毗邻区南华纪“大塘坡式”锰矿床,近年被认为是一种新的锰矿床类型,即Rodinia超大陆裂解背景下的古天然气渗漏沉积型锰矿床（周琦等,2007,2008,2012）。随着Rodinia超大陆裂解,南华裂谷盆地（I级）的进一步发展,其间的松桃～古丈断陷盆地（Ⅲ级）成为武陵次级裂谷盆地（Ⅱ级）的裂陷中心,锰矿成矿作用强烈,形成的锰矿资源量巨大（安正泽等,2014;杜光映等,2013;侯兵德,2011;杨胜堂等,2013;张遂等,2015）,已成为世界级锰矿资源富集区之一。黔东西溪堡-寨英南华纪早期成锰盆地系松桃～古丈断陷盆地（Ⅲ级）中圈定的若干Ⅳ级断陷盆地之一。目前,该盆地北东端已发现西溪堡（203Mt）和桃子坪（106Mt）两个超大型锰矿床,南西端经初步钻探工程验证,已证明预测的正确性,发现了厚1.14～3.14m的锰矿体。     

华南成冰纪“大塘坡式”锰矿沉积成矿作用与重大地质事件的耦合关系*

华南地区成冰系大塘坡组锰矿近年来在找矿勘探方面取得了突破性进展,同时,由于该套锰矿在时空分布及成矿背景上的特殊性,长期以来都受到研究者关注,累积了大量研究成果。在系统性总结大塘坡组锰矿研究成果的基础上,结合新元古代全球大地构造、古气候演变、古海洋环境变化及微生物演化等重大地质事件的最新研究进展,综合分析了华南成冰纪大规模锰沉积成矿作用与这些重大地质事件之间的联系。从新元古代中期开始,罗迪尼亚(Rodinia)超大陆的裂解在全球范围内形成了广泛分布的裂谷盆地系统,以中国南方南华盆地为代表的成锰盆地即是在裂谷盆地基础上发展而来的。裂谷盆地系统为锰矿沉积提供了必须的容矿空间,决定了其展布规律,并且盆地底部的热液系统为锰质输入盆地提供了必要途径。新元古代冰期(“雪球地球”)事件中覆盖全球的冰川系统切断或阻碍了地球各子圈层的物质与能量交换,可能导致冰期海洋缺氧状态的广泛出现。而冰期—间冰期的古气候变化使冰盖消失,海—气循环与海水圈层循环重新启动,随之而来的是古海水氧化还原条件的改变。针对南华盆地而言,表层海水的氧化及可能存在的含氧底流为锰矿沉淀提供了所需的氧化环境。此外,新近的证据表明间冰期微生物复苏背景下的锰微生物成矿作用可能是锰矿形成的重要机制。以上这些重大地质事件之间具有复杂的相互联系,同时它们也为“大塘坡式”锰矿沉积成矿作用提供了必不可少的成矿控制条件。因此, 华南成冰纪“大塘坡式”锰矿沉积成矿作用与新元古代重大地质事件间存在耦合关系。     

燕辽坳拉槽古—中元古代裂谷盆地演化及其对锰矿沉积的控制作用*

燕辽坳拉槽中元古界高于庄组桑树鞍亚组底部为锰富集层段,虽然对于锰质来源、锰矿成因及形成环境存在认识分歧,但多数学者均认为高于庄组锰矿的形成与燕辽坳拉槽的盆地裂谷背景有着密不可分的联系。在搜集前人锰矿勘查资料的基础上,重点对典型锰矿床——迁西秦家峪锰矿进行了矿床地质特征、矿石类型及元素地球化学分析,结果显示其锰质主要来源于海底热液。通过分析主要锰矿点分布与燕辽裂谷盆地主要断裂之间的关系,发现在裂谷盆地内北东向主断裂与北西向传递断裂的交汇处,或被断裂所围限的闭塞、深水滞流环境,是高于庄组锰矿形成的最有利部位,矿层厚度大,品位相对较高。该研究表明燕辽坳拉槽裂谷盆地结构对高于庄组锰矿的形成具有重要的控制作用,且同沉积断裂作为热液活动的通道,为成锰盆地提供了主要的矿质来源。     

南苏丹Melut盆地Ruman凹陷白垩系层序地层级次与砂质滩坝的沉积响应*

湖相滩坝砂体是陆相盆地广泛发育的一类油气储集层,已成为成熟油田岩性油气藏勘探的重要领域。基于层序界面识别与划分、古地貌恢复、物源体系、砂体展布以及成藏条件分析,论证了Melut盆地Ruman凹陷白垩系Gayger-Galhak组的层序地层特征及其对滩坝沉积的控制。结果表明:(1)目的层段发育1个二级层序和SQ1、SQ2、SQ3等3个三级层序,SQ3又可进一步细分为6个准层序组(四级层序)。(2)不同级别的层序分别控制着滩坝沉积的发育位置、平面展布及岩性圈闭的成藏要素,表现为: 二级层序控制滩坝沉积的垂向发育位置,滩坝砂体主要发育于二级基准面下降期;三级层序控制滩坝沉积的发育规模和沉积模式,三级基准面下降半旋回与上升半旋回转换位置发育的潜山隆起周缘型坝砂面积(约10km²)和厚度(10~20m)较大、孔隙度高(20%~25%),而发育于三级基准面上升期的水下潜山台地型坝砂面积(1~4km²)和厚度(2~3m)较小、孔隙度相对较低(15%~20%);四级层序洪泛期沉积的泥岩作为局部盖层,不仅控制着滩坝储盖组合的分布,而且决定了滩坝成因岩性圈闭的有效性。     

新疆伊犁盆地的构造特征与形成演化

伊犁盆地是在天山造山带所夹持的微地块上发展演化而成的山间叠合盆地,其现今垂向结构为自下而上由中、新元古代变质基底、石炭纪裂谷火山岩系变形基底和二叠纪以来的盆地沉积岩系组成的３ 层结构,南北向剖面形态总体为两侧造山带相对向盆地逆冲的对冲构造几何学样式,伊犁盆地内则呈现为二山三盆的复杂次级山 盆构造组合。伊犁盆地的形成演化与天山造山带,尤其与其南北两侧相邻的不同性质造山带密切相关。伊犁地块和盆地的形成演化可概括为４ 个大的构造阶段和４ 个成盆期。现今的伊犁盆地正是不同成盆期的原型盆地复合叠置的综合产物。石炭－ 二叠纪和侏罗纪是伊犁山 盆构造系统的主造山成盆期。     

四川盆地东部茅口组白云岩成因: 来自岩石学、矿物学和地球化学的证据*

四川盆地中二叠统茅口组白云岩中蕴藏丰富的天然气资源,但是这套白云岩的成因多年来一直存在争议。盆地东部茅口组白云岩储集层多发育在茅三段中下部,纵向上厚度介于3.0~46.8 m之间,平面上沿北西—南东向基底断裂呈带状展布。野外和钻井岩心观察发现,白云岩内发育交织状张性裂缝,将岩石切割呈角砾状,裂缝多被粗晶方解石、白云石充填或半充填。根据围岩和裂缝中白云石晶体形貌和产出状态,在显微镜下识别出4类不同组构的白云石: 第1类为灰泥基质中“星散状”自形粉晶—细晶白云石; 第2类为半自形面状组构细晶白云石,呈他形—半自形镶嵌状; 第3类为具“雾心亮边”的自形晶面状组构细晶—粗晶白云石,具糖粒状结构,晶间孔隙发育; 第4类为脉体充填的粗晶鞍状双晶白云石。背散射照片显示前3类白云石的“雾心”部分晶面混浊、表面分布方解石残斑及微孔, 而第3类白云石的“亮边”部分与第4类鞍状粗晶白云石脉则晶体明亮、洁净、致密,属新生矿物。上述4类白云石的成分均具有富Ca和贫Fe、Mn、Sr的特点,MgO含量变化较大,其中前两类白云石MgO含量总体低于白云石标准计量,而后两类白云石的MgO含量则接近或略高于标准计量。岩石学、矿物学和地球化学特征表明:茅口组白云岩主要经历了2期白云化作用,初次白云化作用形成第1类、第2类白云石及“雾心”白云石,二次白云化作用形成“亮边”白云石和粗晶白云石脉体; 2期白云化作用均发生得很早,可能始于同沉积期至浅埋藏期。白云石原位微量元素和原位锶同位素分析表明,白云化作用流体具有混源的特点,流体可能由富Ca地下水以及与火山活动有关的热液混合而成。推测中二叠世末期峨眉山地幔柱的喷发引起四川盆地内基底断裂再次活动,造成茅口组内张性构造裂缝发育,这为白云化流体混合及运移提供了通道。     

四川盆地中二叠统茅口组米兰科维奇旋回及高频层序

四川盆地中二叠统茅口组形成于中二叠世中晚期。通过分析四川盆地中二叠统茅口组露头剖面岩性特征、对比广元上寺长江沟露头剖面碳氧同位素变化趋势与沉积层序发育特征,将茅口组划分为2个可全盆地追踪的Ⅱ型三级层序,并分析了茅口组三级层序的主控因素。在此基础上,对钻穿中二叠统茅口组典型井的自然伽马能谱测井曲线开展频谱分析,识别出多种具有米兰科维奇旋回特征的高频旋回,并计算出茅口组沉积的平均速率及沉积时限等相关参数。最后,采用数字滤波消除掉其他次要旋回因素的影响而仅保留与主控因素相关的旋回信息,建立茅口组的高频层序划分方案。结果表明,茅口组三级层序在形成过程中主要受控于构造升降及全球海平面变化;茅口组米兰科维奇旋回特征明显,其中长偏心率旋回(413.0 ka)和短偏心率旋回(123.0 ka)分别是形成四级层序(准层序组)和五级层序(准层序)的主控因素,与之对应的平均旋回厚度在龙17井区分别为13.44m和4.31m,在安平1井区分别为16.03m和4.68m;茅口组大约发育15个四级层序,其发育时限大约为6.11Ma;根据构造背景曲线和长偏心率旋回曲线的叠加曲线划分高频层序,其高频层序界面更加接近实际地层的发育情况。     

中国地台区张裂盆地沉积

本文着重讨论中国地台区某些张裂盆地的沉积与演化特征。张裂盆地可分为陆内断陷和裂谷、克拉通边缘裂陷槽和被动大陆边缘。裂谷在发展过程中依次形成玄武岩-红层-蒸发盐组合或玄武岩-红层-煤系组合→深湖相组合→红层组合。中小型断陷的岩石组合类似但多不完整。豫陕裂陷槽的岩石组合为下部硅碎屑岩组合,以钾玄岩系为主体的火山岩组合,上部硅碎屑岩-碳酸盐组合,以及较深水相泥硅质岩组合。地处被动大陆边缘的扬子地台南部早寒武世海是以波浪作用为主的陆架,其东南边缘的石煤可能是远洋、半远洋沉积。本文还扼要讨论了张裂盆地在控制某些矿产资源的形成与分布方面的一些问题。     

滇黔桂典型锰矿床矿相学特征及其对成矿过程的指示

滇黔桂地区代表性锰矿包括贵州松桃大塘坡锰矿、广西大新下雷锰矿、遵义铜锣井锰矿和云南砚山斗南锰矿.本文利用显微镜、X衍射仪、扫描电镜等仪器,通过研究滇黔桂地区典型锰矿矿相学特征,结合碳酸盐岩研究方法,查明产于南华系大塘坡组第一段(Nh1d1)贵州松桃大塘坡锰矿矿物组合包括菱锰矿、钙菱锰矿、锰白云石、锰方解石、石英、伊利石,微相为SMF2、沉积相FZ1(盆地相),形成于沉积环境伸展阶段;产于上泥盆统五指山组(D3w)广西大新下雷锰矿矿物组合包括褐锰矿、锰钾矿、菱锰矿、钙菱锰矿、蔷薇辉石、透闪石、石英,微相为SMF2和SMF15-M、沉积相FZ7(台地相),形成于沉积环境伸展阶段;产于中二叠统茅口组第二段(P2m2)遵义铜锣井锰矿矿物组合包括菱锰矿、钙菱锰矿、锰方解石、锰白云石、硫锰矿、黄铁矿、闪锌矿、高岭石、伊利石、菱铁矿,微相为SMF15-C和SMF17、沉积相FZ7(台地相),形成于沉积环境收缩阶段;产于中三叠统法郎组(T2f)其矿物成分包括云南砚山斗南锰矿矿物组合包括褐锰矿、水锰矿、钙菱锰矿、含锰方解石、方解石、石英,微相为SMF4和SMF13、沉积相FZ4(斜坡相),形成于沉积环境伸展阶段.     

遵义地区锰矿成矿模式及找矿前景分析

遵义锰矿是中国为数不多的晚二叠世沉积锰矿,通过对历年来遵义锰矿勘查成果总结分析,提出了遵义地区锰矿的成矿模式,指出了该区的成矿远景区,认为该区具有寻找到大型—特大型碳酸盐型锰矿的潜力。     

北山-阿拉善地区侏罗纪盆地构造特征及其演化

北山—阿拉善地区侏罗纪盆地受近东西向断层的控制，为东西向展布的断陷湖盆；盆地经历了早、中侏罗世断陷、晚侏罗世坳陷及其以后的改造三大阶段。目前控制侏罗系展布的断层有正断层、逆冲断层和反转断层等。白垩纪盆地受北东向断层的控制，对侏罗纪盆地进行了叠合改造。两个时代的盆地在空间上存在翘倾叠合、叠合保存、部分叠合改造三种干涉方式。盆地的叠合保存区对侏罗系烃源岩埋藏较好，对油气形成有利。