贵州省道坨超大型锰矿床精细全息三维地质建模研究

贵州省道坨超大型锰矿床属于"大塘坡式"锰矿床,具有世界上独特的成矿环境和机制,本文研究综合应用道坨超大型锰矿详实勘探资料,构建高精度全要素三维地质模型的方法。建立了道坨超大型锰矿床地上-地下一体化三维模型,包含着丰富的地质属性信息和更为精细的地质空间信息,形象地表达了矿体的三维空间分布状况、矿体与围岩之间的叠覆关系、燕山期形成的典型"W"型铲式重力滑脱构造的空间形态,以及该重力滑脱构造系统对地层及矿体的交切关系,直观表达了该矿床的成矿机制、赋存状况和分布规律。     

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。     

黔东地区南华纪主要锰矿床发现史

锰矿是国家战略紧缺矿产之一。黔湘渝地区南华纪锰矿(即“大塘坡式” 锰矿),自1958年贵州省地矿局103地质大队在贵州省松桃县大塘坡村铁矿坪发现以来,至今已有60年历史。通过省地矿局103地质队为主体的几代地质人的艰苦努力和科技创新,黔东地区南华纪锰矿地质找矿实现了我国有史以来的最大突破,新增锰矿资源量超过了2011年全国保有资源量的总和。改变了国家锰矿勘查开发格局和世界超大型锰矿床主要分布在南半球的格局,使黔东地区成为我国唯一的世界级锰矿资源富集区,维护了国家资源安全。值“大塘坡式”锰矿床发现60周年之际,本文特收集整理该地区主要锰矿床的勘查发现史,以不忘历史,激励后学。     

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。     

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.      

贵州铜仁地区南华系大塘坡组黑色页岩型菱锰矿碳、氧同位素特征及锰矿成矿作用

黔湘渝毗邻区是中国南华纪黑色页岩型锰矿的集中产区,近年来在该区域的找矿勘探取得重大进展。但是,该区域内黑色页岩型锰矿的成矿物质来源、成矿机制以及沉积盆地的氧化还原环境及其与成矿的关系尚存争议。文章对贵州高地锰矿的菱锰矿开展了详细的碳、氧同位素研究,样品采自钻孔岩芯,测试结果表明其δ13CV-PDB值和δ18OV-PDB值全部为负值,变化范围分别在-11.5‰~-6.8‰和-15‰~-3.9‰之间。结合前人研究成果,认为黔湘渝毗邻区南华系形成时古海洋处于氧化还原的分层状态,含锰的陆源碎屑物质通过海水的分解作用首先形成氧化锰和氢氧化锰,在浅水滞留盆地环境下古海水由弱氧化状态转变为还原状态,并在有机质降解作用的促使下使锰的氧化物和氢氧化物转化成菱锰矿,并富集沉积形成大塘坡组黑色页岩型菱锰矿矿床。     

黔东及毗邻区南华纪“大塘坡式”锰矿研究历史、主要进展及展望

锰矿是国家战略紧缺矿产。自上世纪1958年在黔东松桃大塘坡地区发现"大塘坡式"锰矿以来,经过三代地质科技工作者的不懈努力,终于在锰矿成矿理论、找矿方法和找矿成果等方面取得重大突破,使黔东地区成为新的世界级锰矿资源富集区和中国锰矿资源最丰富的地区。为纪念"大塘坡式"锰矿发现60周年,特撰文介绍该地区锰矿的主要研究历史、研究现状和近年来该类型锰矿主要研究进展与找矿突破性成果,同时展望未来,提出下步工作建议。谨以此文向为黔东及毗邻区南华纪"大塘坡式"锰矿找矿事业做出突出贡献的老一辈地质工作者表示崇高的敬意!     

贵州省从江县高增锰矿矿床地质特征及成因浅析

从江县高增锰矿严格受控于地层层位和古构造,矿体呈层状、似层状产于南华系大塘坡组底部灰色、浅黑灰色含炭粉砂质粘土岩中,本文总结分析了高增锰矿床矿床地质及矿石质量特征、分析研究成锰期沉积环境,认为该矿床属浅海海湾相沉积型碳酸锰矿床,为黔东及邻区又一典型南华纪“大塘坡式”锰矿床。     

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。     

基于勘查大数据和数据集市的锰矿床三维地质建模

以黔东北锰矿矿集区的李家湾-高地-道坨超大型"大塘坡式"锰矿床为例,探讨了在开展勘查地质大数据的特征和结构分析的基础上,厘定事实表和维度表,进而通过对勘查数据的收集、提取、ETL操作,并应用OWB工具建立锰矿山勘探数据的数据集市的思路与方法。进而探讨了以所建立的数据集市为数据支撑平台,建立黔东北超大型锰矿床高精度三维地质模型的途径。该矿床三维地质模型汇集了海量的空间数据与属性数据,是锰矿矿山异质异构勘查开发大数据的有效载体。基于该精细、全息的矿床三维地质模型,不但可以直观反映矿床和矿体特征,而且可以作为矿山管理及其深部和外围找矿预测的可视化分析工具。     

黔东北燕山期构造变形特征及对华南"大塘坡式"锰矿勘查的影响——以普觉锰矿床犁式正断层为例

黔东北地区大地构造位置位于扬子板块西南部,自元古宙以来经历了多期次构造变形。不同期次的构造叠加对区内早期形成的沉积型矿产的埋藏和保存产生了重要影响。文章针对黔东北地区燕山期构造变形,采用中小尺度构造解析的方法开展露头尺度的构造样式、叠加关系剖析研究,同时,对研究区广泛发育的犁式正断层及其对南华纪"大塘坡式"锰矿的找矿勘查进行深入探讨。现有勘查成果认为犁式正断层为燕山早期—燕山晚期应力体制转换产物,该类断层倾角随深度增加而渐趋于缓,断距和断层错断区域伴随深度增加而加大,并伴生少量次级陡倾角分支断裂。冷水溪犁式断裂及其分支断裂将贵州松桃普觉超大型锰矿床体切割为多个独立单元,造成锰矿层不连续,且在矿区内形成了大小规模不等的断层错断区域。同时,由于冷水溪断层上盘下降,上盘锰矿体的埋藏深度增加,断层错断区域亦伴随深度加深而加大。对冷水溪犁式断层及其对锰矿体之间关系的分析,有利于深入研究整个黔湘渝地区"大塘坡式"锰矿的埋藏与保存特征,对助推区域上深部锰矿勘查,合理规避勘探风险具有重要的现实意义。     

湖南省花垣县民乐锰矿地质特征及找矿方向分析

花垣县民乐锰矿属于典型的“大塘坡式”锰矿,位于松桃成锰沉积盆地中部,是我国南华系锰矿的集中分布区。锰矿赋存于南华系下统大塘坡组第一段炭质页岩下部,矿体呈层状、似层状产出,受地层、岩性、含锰岩系厚度、古构造、岩相古地理环境控制。本次通过对民乐锰矿地质特征、矿区锰富集规律分析,进一步从岩相古地理、古构造、后期断裂构造对矿体影响进行了综合研究,再结合物探音频大地电磁测深初步推测锰矿层埋藏深度,最后与毗邻松桃地区锰矿进行类比,提出了下一步找矿方向。     

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.     

贵州铜仁地区锰矿资源现状及开发利用前景

铜仁地区位于贵州省东北部,地处武陵山区,界于云贵高原向四川盆地与湘西丘陵之间的斜坡地带.区内锰矿资源赋存于南华系下统大塘坡组地层中,锰矿层厚0.58~3.58 m,平均厚1.65 m,资源储量较丰富.锰矿资源分布在区内的松桃、万山、印江等县（市、区）,以分布在松桃县境内的锰矿资源为主,是贵州松桃、重庆秀山、湖南吉首“锰三角”的重要组成部分.截至2009年12月底,区内累计查明碳酸锰矿石资源储量71607.15×10³ t,实际保有资源储量58935.56×10³ t.已占用资源储量63006.88×10³ t,未占用资源量8600.27×10³ t,具有一定的找矿潜力和开发利用前景.     

音频大地电磁测深在湘西“大塘坡式”锰矿勘查区应用研究

湘西磨石锰矿勘查区位于湘黔桂三省交界处,属于扬子地台东南缘,区内赋矿地层南华系大塘坡组与黔东松桃特大型锰矿赋矿层位属同一地层。但本文区内沉积锰矿层具有总体连续,局部断续的特点,而且后期构造变形复杂,因此确定深部矿体走向具有很大难度。赋矿地层大塘坡组岩性为黑色含锰炭质板岩,下伏地层南华系富禄组为中细粒石英砂岩,上覆地层南华系洪江组为含砾砂质板岩,含矿地层与围岩电阻率物性差异显著。本文在磨石矿区开展音频大地地磁测深,大致查明了地层走向与构造特征,为下一步勘查工作提供了重要依据。     

黔东松桃南华系大塘坡组锰矿层物源:来自Sr同位素的证据

锰矿床的物质来源是锰矿床研究的难点问题之一.辨别黔东松桃地区南华系大塘坡组锰矿沉积的物质来源有助于加深对锰矿成矿过程的理解.对黔东松桃地区南华系大塘坡组锰矿沉积的Sr同位素研究显示,15个锰矿石、锰质页岩及炭质页岩样品87Sr/86Sr同位素比值变化范围为0.705 727~0.732 536,其中炭质页岩样品具有最高的Sr同位素比值0.732 536,含锰岩系样品87Sr/86Sr同位素比值平均值为0.711 128.样品中87Sr/86Sr比值随着Al含量的上升,分别出现87Sr/86Sr比值上升与下降的两个分异趋势.87Sr/86Sr比值随Mn含量的上升总体呈现下降的趋势,但该趋势无显著相关性,残差分析显示这主要是由于样品中87Sr/86Sr比值随着Mn含量上升出现收敛性波动造成.上述现象是由于陆源碎屑成分和海底热液成分混合输入造成.通过与大塘坡组同时代(约660 Ma)古海水Sr同位素组成,世界范围内不同时代锰矿沉积以及现代红海沉积物的Sr同位素结果对比,发现黔东松桃地区南华系锰矿层中Sr同位素比值分布范围较宽,部分锰矿样品87Sr/86Sr比值低于古海水87Sr/86Sr比值,与典型大洋成因的锰矿层或铁锰结核具有不同的Sr同位素特征.联系黔东南华系大塘坡组锰矿层形成时期的特殊地质背景,认为锰质积累过程与沉淀过程为不同阶段产物——锰质的积累过程在Sturtian冰期盆地缺氧水体中完成,可能主要以海底热液喷溢系统完成;而锰矿的沉淀过程则是在间冰期伊始古海洋化学条件动荡的水体中完成.      

湘西地区黔阳次级成锰盆地锰矿地质特征及找矿潜力分析—以大岩坳向斜南东翼为例

湘西地区黔阳次级成锰盆地位于扬子陆块东南缘,构造位置上属雪峰山板内造山带南-东端。盆地内锰矿床为具有“内源外生”特征的南华系中统大塘坡组,处于大岩坳向斜的东南翼的半局限浅海盆地中,为沉积变质型锰矿床,据笔者工作资料矿体受大塘坡组黑色含锰炭质板岩控制,亦受加里东期构造控制,矿体呈层状、似层状及串珠状.物相分析表明矿石矿物近地表主要为氧化锰矿,地表10m以下为菱锰矿。本文通过对典型矿床照洞锰矿矿区的矿床地质特征、古构造环境综合分析,推测该区具有较大的找矿潜力。     

黔西南吴家寨金矿成矿地质条件及富集规律探讨

简要介绍了黔西南吴家寨金矿地质特征，通过对其地质背景、成矿地质条件的认识和分析，对矿体矿化的富集规律进行研究，指出其为红土型金矿，对该矿区及外围找矿，扩大矿产资源，发展地方经济，具有参考意义。     

由层序地层学角度分析大塘坡式锰矿沉积过程——以湘西北民乐锰矿为例

以湘西北民乐锰矿为例,基于矿区内钻孔信息对成矿期（大塘坡组下段）进行地层对比,由新分层信息及厚度变化分析沉积特征并建立三级、四级层序格架,由三级、四级层序尺度的古地貌变化分析成矿期沉积演变特征。主要认识有:1）民乐锰矿含矿层（大塘坡组下段）可根据岩性细分为下亚段1段（致密块状、密集条带状矿体夹黑色炭质页岩）、下亚段2段（黑色页岩夹薄层锰矿条带）、上亚段（黑色炭质页岩夹黄铁矿）。2）民乐锰矿的三级层序凝缩层体系域可划分为四个四级层序,其中第二、三层序菱锰矿发育较厚,形态以块状和密集条带状为主;第一、四层序菱锰矿发育薄,形态多为条带状。3）民乐锰矿沉积过程可以通过三级层序和四级层序两个研究尺度共同解释,三级层序尺度解释锰矿沉积过程,而四级层序尺度则揭示了多期不同形态、厚度锰矿的沉积过程。     

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。