黔东松桃西溪堡南华系大塘坡组超大型锰矿床地质特征与找矿预测

贵州松桃西溪堡锰矿床是近年运用古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿模式与找矿模型理论发现的又一个隐伏超大型锰矿床。矿体呈似层状、层状产出,厚度与延展规模巨大。通过对西溪堡锰矿区中两界河组、含锰岩系地层柱状对比研究和含锰岩系、菱锰矿体和大塘坡组的沉积厚度等值线研究,发现控制超大型锰矿形成和分布的西溪堡地堑盆地长轴方向为北东60°左右,而非北东30°左右的地层走向。西溪堡地堑盆地中心相、过渡相和边缘相等古天然气渗漏喷溢沉积微相特征清楚,存在2个渗漏喷溢沉积中心。西溪堡地堑盆地锰矿找矿潜力巨大,预测其锰矿资源总潜力应是目前已控制锰矿资源量的2倍,是一个新的世界级超大型锰矿床。     

贵州松桃高地隐伏超大型锰矿床主要特征与找矿实践

位于贵州省松桃县乌罗镇高地村的高地锰矿床,是贵州省地质矿产勘查开发局103地质大队应用南华纪锰矿裂谷盆地古天然气渗漏成矿理论和方法,在贵州铜仁松桃国家锰矿整装勘查区找矿实践检验中,继近年新发现普觉、道坨、桃子坪等三个隐伏超大型锰矿床之后,又新发现的隐伏超大型锰矿床。该矿床属于典型的古天然气渗漏沉积型锰矿床,地处李家湾-高地-道坨南华纪地堑盆地中心区域,位于古天然气渗漏喷溢成矿系统的中心相区,以致该矿床的矿体平均厚度、锰矿平均品位是目前该地区该类型所有锰矿床之最。地表发育成矿后期(燕山期)以冷水溪断层(F_3)为代表的犁式正断层,目前控制的隐伏菱锰矿体均分布在其下盘,由于地表相关系列断层均未穿过F_3断层,故深部隐伏锰矿体保存完好,尚未圈边,深部仍有较大找矿潜力。     

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。     

贵州松桃高地特大型富锰矿床主要地质特征

位于贵州铜仁松桃国家锰矿整装勘查区内的高地富锰矿床,(332)+(333)类碳酸锰富锰矿石资源量达7 166. 84万吨,锰平均品位25. 75%,矿体平均厚度4. 52 m,富锰矿体赋存于总资源量达1. 61亿吨的高地超大型锰矿床之中,由一个单一的富锰矿体构成,是我国新发现的首个特大型富锰矿床,富锰矿资源量相当于我国富锰矿资源量总和的2倍。成因类型属古天然气渗漏沉积型锰矿床,富锰矿产于古天然气渗漏沉积成矿系统中心相区。高地富锰矿床地处独特的"新月形"南华纪早期李家湾-高地-道坨(Ⅳ级)地堑盆地中心,菱锰矿体中均出现以块状构造夹被沥青充填的气泡状富菱锰矿石。地表燕山期北北东向的断裂构造十分发育,但主要为上陡下缓犁式正断层,未触及高地深部隐伏巨型锰矿体,以致富锰矿体保存亦十分完整,易于开发利用。     

黔东大塘坡锰矿区古天然气渗漏喷溢口群发现及地质意义

在通过对大塘坡矿区所有钻孔原始资料以及野外地层剖面整理、分析研究的基础上,运用锰矿裂谷盆地古天然气渗漏沉积成矿系统理论关于中心相、过渡相和边缘相判别标志,在断陷盆地中心的渗漏喷溢口及附近,分布有大量的古天然气渗漏喷溢构造,如底劈构造、渗漏管构造、软沉积变形纹理等,特别是出现被沥青充填的气泡状构造的菱锰矿石是其关键标志。综合分析认为该矿区至少存在三个古天然气渗漏喷溢口,构成"一大两小"、十分罕见的古天然气渗漏喷溢口群。每一个喷溢口,即构成一个相对独立的古天然气渗漏喷溢沉积成矿系统,各自的中心相、过渡相和边缘相独立完整。故大塘坡锰矿床是形成于由三个古天然气渗漏喷溢沉积成矿子系统构成的一个统一的、复杂的古天然气渗漏喷溢沉积成矿系统。该发现对于研究古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿系统成矿模式与找矿模型具有重要意义。     

华南南华纪武陵锰矿成矿带松桃李家湾-高地-道坨地堑盆地研究新进展和潜力预测

华南南华纪武陵锰矿成矿带松桃李家湾-高地-道坨地堑盆地控制形成了系列著名的大型-超大型锰矿床。本文依托2020—2021年实施的贵州松桃高地超大型锰矿床大精查(勘探)项目最新成果,运用锰矿气液喷溢沉积成矿理论与隐伏锰矿找矿预测技术体系,对该地堑中的含锰岩系、(富)锰矿体厚度、矿石品位等变化规律及气液喷溢矿石相特征进行综合研究,进一步确定该地堑中呈北东70°方向展布的气液喷溢沉积中心,由里往外依次形成中心相、过渡相、边缘相三个矿石相,富锰矿体均分布在中心相区。中心相面积达5.5 km~2,说明锰矿大规模喷溢成矿作用强烈。预测该地堑矿权空白区资源量可能还有2亿吨,以致整个地堑盆地锰矿总资源量可达5亿吨,是一个隐伏的世界级巨型锰矿田。     

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.      

贵州铜仁松桃锰矿国家整装勘查区地质找矿主要进展及潜力预测

贵州铜仁松桃锰矿国家整装勘查区位于扬子地块东南缘的武陵山成矿带。著名的南华纪大塘坡早期(660-667 Ma)"大塘坡式"锰矿,形成于Rodinia超大陆裂解背景下的南华裂谷盆地。近年来,项目团队在该国家整装勘查区及黔渝湘毗邻区,通过长期的产学研协同攻关,厘清了锰矿大规模成矿作用的独特地质背景和构造古地理格架,发现了新的锰矿床类型——古天然气渗漏沉积型锰矿床,建立锰矿裂谷盆地古天然气渗漏成矿理论和深部隐伏矿找矿预测模型,圈定了若干找矿靶区。通过该整装勘查区的实践检验,累计投入各类勘查资金6亿多元,先后新发现了松桃西溪堡(普觉)、松桃道坨、松桃高地和松桃桃子坪四个隐伏超大型锰矿床。该整装勘查区新发现的超大型锰矿床数,占全球已发现超大型锰矿床总数约三分之一。新发现的锰矿资源量,超过了2011年全国锰矿保有资源量的总和,实现了我国有史以来锰矿找矿的最大突破,且锰矿找矿潜力依然巨大。使黔东成为中国锰矿资源最丰富的地区和新的世界级锰矿资源富集区。古天然气渗漏沉积型锰矿床成为中国最重要的锰矿床类型,是继传统的海相沉积型、沉积变质型锰矿床类型之后,全球最重要的三大锰矿床类型之一。     

贵州省松桃县桃子坪隐伏超大型锰矿床地质特征及潜力分析

贵州松桃桃子坪超大型锰矿床是华南南华纪武陵锰矿成矿带中松桃寨英-西溪堡(Ⅳ级)地堑盆地中发现的第二个超大型"大塘坡式"锰矿床,与亚洲最大的松桃普觉超大型锰矿紧邻,位于西溪堡(Ⅳ级)地堑盆地北西侧的渗漏喷溢中心相-过渡相-边缘相。矿体埋深9202 000 m,为全隐伏锰矿床。含锰岩系厚度15. 70 91. 00 m、锰矿体厚度1. 07 14. 58 m。含锰岩系与锰矿体空间展布的长轴方向呈狭长带状沿北东约65°方向展布,与地表北东向的燕山期构造存在约40°夹角。目前该锰矿床北东和南西侧矿体均未圈边,还存在较大的锰矿找矿潜力。     

贵州松桃杨家湾大型锰矿床地质特征与勘查实践

松桃杨家湾大型锰矿床是典型的"大塘坡式"锰矿床。该矿床是在上世纪80年代103队松桃黑水溪锰矿床外围找矿预测的基础上,历经5年(2006—2011年)的勘查实践,提交锰矿资源储量逾2 000万吨,结束了黔东地区当时没有大型锰矿床的历史。在对该矿床的矿床特征和构造古地理等特征分析研究的基础上,认为杨家湾锰矿床位于南华纪大塘坡早期北东65°70°方向展布的黑水溪-杨家湾狭长带状的Ⅳ级地堑盆地中。结合该矿床矮河溪一带发现有被沥青充填的气泡状构造和渗漏管构造等古天然气渗漏沉积构造分布特征,该矿床的成因类型与松桃大塘坡锰矿床一样,属典型的古天然气渗漏沉积型锰矿床。     

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"。     

古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿系统与成矿模式——以黔湘渝毗邻区南华纪“大塘坡式”锰矿为例

黔湘渝毗邻区"大塘坡式"锰矿床形成于南华纪裂谷盆地中,矿床主要分布于裂谷盆地中的次级断陷沉积盆地中心,受古断裂控制。矿物成分主要是菱锰矿和钙菱锰矿,具有低δ13C值(-7‰～-10‰)、高δ34S值(+40‰～+63‰)的特征。含锰岩系中,碳质页岩的Mn/Cr比值在40左右。结合菱锰矿体及相邻岩层中普遍发育由古天然气泄漏沉积形成的气泡状构造、底辟构造、渗漏管构造、帐篷构造、泥火山构造及相关的软沉积变形纹理等特征,提出该地区南华纪"大塘坡式"锰矿床是古天然气渗漏沉积成矿成因,并建立了古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿系统与成矿模式。     

贵州松桃普觉超大型锰矿床主要特征与找矿实践

贵州松桃普觉超大型锰矿床受南华纪普觉Ⅳ级地堑成锰盆地控制,由于同沉积断层作用,两界河组、含锰岩系、锰矿体、大塘坡组第二段、南沱组等地层均从南往北由薄变厚,盆地中存在2个呈NE65°方向展布的渗漏沉积中心。锰矿产于南华系下统大塘坡组第一段(含锰岩系)下部黑色碳质页岩中,呈层状、似层状缓倾斜顺层产出,矿体长大于6 000 m、宽大于2 000 m,盆地中心部位矿体中夹一层含碳玻屑晶屑凝灰岩透镜体。该矿床是近年来运用古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿模式与找矿模型理论发现的又一个隐伏超大型锰矿床,锰矿石资源量(332+333) 1. 92亿吨,位居亚洲第一、世界第五位。     

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"。     

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。     

黔东松桃大塘坡地区南华系大塘坡组锰矿相带及分布规律

在大塘坡矿区钻孔编录与野外地层剖面观察实测的基础上,结合近年来有关大塘坡式锰矿的研究成果,对大塘坡矿区的锰矿相带及分布规律进行了研究。对大塘坡地区含锰岩系、菱锰矿体的沉积厚度等值线以及菱锰矿体的品位等值线研究表明,矿体的走向与大塘坡地区沉积盆地长轴方向一致,为北东60°左右,存在一大两小3个锰矿沉积中心。同时对大塘坡地区盆地中心矿体结构构造的研究表明矿体可分为中心相、过渡相、边缘相3个相带,其中中心相以气泡状和块状菱锰矿为主,伴随有软沉积变形层理等特殊构造,一般为多层矿;过渡相以条带状菱锰矿为主,块状菱锰矿为辅,主要为单层矿;边缘相主要为薄层条带状锰矿与炭质页岩互层,主要为单层矿。该相带分布受古天然气泄漏控制,喷溢口的分布与锰矿沉积中心基本重合,且从中心相到过渡相再到边缘相含锰岩系厚度、矿体厚度以及矿体品位逐渐降低,它们的变化规律保持一致,呈正相关性。     

贵州松桃大屋锰矿床主要地质特征与找矿预测

松桃大屋锰矿是贵州省地矿局103地质队于上世纪70年代勘查评价的中型锰矿床。锰矿产于南华系大塘坡组第一段黑色岩系底部,矿体呈层状、似层状产出,矿层走向北东约70°,矿体平均厚1. 42 m,平均品位18. 85%。矿区从北西向南东,含锰岩系、锰矿体从无到有。大屋锰矿床只保留了古天然气渗漏沉积成矿系统中的过渡相和边缘相,中心相应在齐公坡一带,但已被剥蚀殆尽。通过构造古地理恢复分析,推测南华纪大屋地堑盆地长大于14 km、宽约4 km,沿北东70°方向展布。预测盆地北东柳树塘、大坳至孟溪一带还具有发现中-大型规模锰矿床的潜力。     

贵州松桃凉风坳锰矿床地质特征及找矿潜力预测

松桃凉风坳锰矿是黔湘渝毗邻华系大塘坡式锰矿唯有一个低磷锰矿床,其含矿地层为南华系大塘坡组第一段黑色炭质页岩,地表出露近20 km,含锰岩系及锰矿体从南东往北西方向均具有从无到有并逐渐变厚,再逐渐变薄的变化规律,长轴方向为北东60°70°左右,预测盆地长度1 200 1 500 m,宽度300 400 m,可划分中心相、过渡相、边缘相,其中:中心相带长300 400 m,宽50 100 m,以块状锰矿为主。矿区锰矿体最厚2. 20 m,平均厚1. 14 m,矿床平均品位17. 29%,含锰地堑盆地规模小,主体已剥蚀殆尽。南华纪大塘坡早期,该地堑盆地中含锰岩系下部出现可能为重力流或铁丝坳冰期末期的小冰期形成的、由陆源碎屑物组成的特殊地质体,其物源为毗邻凉风坳地堑盆地北侧的秀山-甘龙地垒。由于古天然气渗漏喷溢的中心相、过渡相的主体已被剥蚀殆尽,仅残存部分边缘相,故该锰矿床找矿潜力不大。     

贵州碧江长行坡锰矿床地质特征与勘查实践

碧江长行坡锰矿床位于南华纪万山中朝溪-盆架山-长行坡IV级地堑盆地中。该地堑控制形成了长行坡、盆架山、中朝溪、洪岩洞及湖南莫家溪等中小型锰矿床。矿床具体处于区域瓦屋向斜南西段,构造线总体呈NE向展布,锰矿赋存于南华系大塘坡组第一段底部黑色炭质页岩中,呈层状、似层状大致顺层产出,含矿层内部结构较简单,一般为1层矿。矿石矿物以菱锰矿、钙菱锰矿为主;矿石具泥晶、砂屑等结构,条带状、块状构造。矿床成因类型为古天然气渗漏沉积型锰矿床。