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内蒙古煤油沟铜多金属矿综合找矿模式的研究

更新时间:2016-07-05

随着地质矿产开发的不断发展,地表矿即将开发殆尽。为更好的满足社会经济发展的需要,寻找隐伏矿、盲矿已经成为矿产资源调查的主流,但是单一的地质填图、物探、化探等传统方法的命中率低,效率差,且存在多解性的问题日益凸显,因此综合方法找矿模式的研究势在必行。作为普查前期工作的成矿预测,多学科、多工种、多手段的开展综合找矿预测系统可以极大的发挥找矿的成效性、精确性,着实提高工作效率,且找矿预测模型的综合研究,可以多方面提取各种信息归并为最终的成矿预测理论及成矿规律,为进一步的工程验证做理论指导。

研究区位于大兴安岭中南段多金属成矿带上[1-3],伴随着白音诺尔、黄岗、大井、浩布高等大型有色金属矿床的发现,该区域一时被誉为“草原上的小南岭”。许多地质工作者对该区的地质特征、控矿条件及成矿模式进行了探讨,其中芮宗瑶、赵一鸣、王之田、王京彬、陈良、张梅等对该区多金属成矿背景、成矿特征、矿床类型、成矿模式进行了研究[4-9];任耀武、要梅娟、邵济安等对该区多金属的矿源层进行了探讨[10-12];王忠等、张喜周、李泓明等对该区成矿构造条件、火山机构及构造控矿进行了深入的研究[13-14]。研究程度相对成熟,但相应的找矿模式的建立、矿产预测模型的研究较少,本文着重对研究区找矿模式的应用效果及矿产预测模型[15-18]进行了研究总结,希望对临区及其他地区同类型矿床研究提供一定帮助。

1 成矿地质背景

研究区大地构造位置属华北板块北大陆边缘早古生代陆缘增生带与华北地块的接触部位(Ⅱ41)(图1),属内蒙古中部地槽褶皱系之苏尼特右旗华力西地槽褶皱系次级构造单元—哲斯-林西复向斜,是锡林浩特微板块、南部的华北板块与东部松辽微板块的交接带,为晚古生代强烈坳陷地带。在二叠纪至侏罗纪造山过程中,伴随着华力西及燕山运动(中、晚期)一系列成矿作用,区域内形成了矿床系列。华力西运动使二叠系地层强烈褶皱并伴随中酸性岩浆侵入和区域岩石浅变质作用,形成了区内较为显著的北东向构造形迹,组成了区内构造格架的主体,它对于华力西晚期岩浆活动及燕山期岩浆侵入、火山作用及内生矿产的形成均具有明显的控制作用,也决定了区内岩体及火山建造的展布形态。燕山运动主要特点是断裂、地壳上隆和岩浆活动。与此伴生的成矿作用十分强烈,是区内内生矿产的重要生成时期。燕山运动早期继承了华力西晚期构造应力场,晚期以岩浆侵入及断裂活动为主要表现形式,形成北北东及北东向断裂和长轴北东向展布的火山机构。

图1 内蒙古大地构造分区略图(据参考文献[19]) Fig.1 Schematic map of tectonic division in Inner Mongolia

2 矿床综合信息

2.1 研究区地质特征

研究区发育的地层有二叠纪的大石寨组、哲斯组及侏罗纪的新民组、玛尼吐组。其中大石寨组以中-基性火山岩及火山碎屑岩为主;哲斯组为一套紫红色粉砂岩、细砂岩、泥灰岩组合;新民组以灰绿色粉砂岩、黑色砂质板岩、流纹质火山碎屑岩及流纹岩为主;玛尼吐组在区内大面积出露,为一套火山岩,岩性主要为英安岩、火山角砾岩、晶屑凝灰岩、碎斑熔岩。区内北部发育燕山中-早期的石英闪长岩及斑状花岗岩,侵入大石寨组地层(图2)。

NE、NW向断裂构造相互切割分布,环形断裂被后期脉岩充填形成环形岩墙。区内火山岩是阿布德龙台山火山机构一部分,在其北部和中部发育两个火山口,间歇式喷发所形成的火山沉积韵律以爆发相(火山角砾岩、凝灰岩)-喷溢相(熔结凝灰岩、凝灰熔岩)-火山沉积相(凝灰砂岩、层凝灰岩)-侵出相(英安岩、碎斑岩)组合为特征。

2.2 地球化学特征

图2 研究区地质草图 Fig.2 Geological sketch map of the study area 1.坡洪积及洪积砂碎石;2.玛尼吐组;3.新民组;4.哲斯组凝灰质粉砂岩;5.大石寨组;6.英安岩;7.斑状花岗岩;8.石英闪长岩;9.性质不明断层,逆断层

研究区异常面积19.4 km2,北西向,L面型展布。针对研究区1/5万综合异常及矿点检查工作,开展了1/1万地质草测和1/1万土壤测量[20],测量精度为100×40(线距×点距),采集了土壤地球化学样品,样品由河北省区域地质矿产调查研究所实验室进行分析,结果显示异常组分以Pb、Zn、Cu、W、Bi、As为主,Cu元素异常次之。平均强度:Pb 71.91×10-6、Ag 0.27×10-6、Zn 178.9×10-6、Cu 80.25×10-6。最大强度:Pb 360.7×10-6、Ag 2.1×10-6、Zn 226.9×10-6、Cu 100×10-6。异常强度均达二、三级以上,各元素组合紧密,分为两个显著浓集中心,浓集分带清楚。Cu在内带,Pb、Ag、Zn、As、Sb在外带。1/1万土壤测量结果显示11种元素异常强度大,均高出水系沉积物异常强度,集中在2.5 km2范围。Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb、W、Bi异常明显,Cu可达340×10-6、Bi50×10-6(图3)。

2.3 地球物理特征

为查明矿体赋存状态,在研究区开展了1/1万面积性高精磁和激发极化测量[20],面积性工作精度为100×40(线距×点距)。测量结果显示,高磁测量的硫化物矿体显示效果较差,磁异常总体比较平静,表现为弱磁异常(图4)。南部有一较强的正负交替磁异常,差值达3 000 nT。东西向延伸,长约1.5 km,宽约500 m。经检查发现在该区南部阿布德龙台山底部,有含磁铁矿角砾火山角砾岩露头,异常由磁铁矿角砾所引起。为屏蔽局部场干扰进行了水平一阶化极及二阶导数对矿体进行了定位(图5),但较为凌乱。为确定磁化体埋深进行了50 m、100 m、200 m向上延拓处理(图6),可以看出北部磁化体没有延伸,南部M-1异常有延伸,推测可能其下部存在隐伏沉积型或火山岩型磁铁矿床。

图3 煤油沟地球化学异常剖析图 Fig.3 Geochemical anomaly map of Meiyougou area

图4 煤油沟磁异常图 Fig.4 Magnetic anomaly map of the Meiyougou area

图5 煤油沟高精磁化极异常图 Fig.5 High precision magnetization pole anomaly map of the Meiyougou area

图6 煤油沟高精磁化极向上延拓50 mΔT、100 mΔT、200 mΔT等值线图 Fig.6 High precision magnetization pole upward continuation of 50 mΔT,100 mΔT,200 mΔT Contour map of the Meiyougou area

激电测量主异常JD-1表现出一个低阻高极化区,北部有较好的视极化率异常,视极化率异常范围较大,形态呈Y型。南北长度约3 km,东西向长度约2 km。视极化率平均值为2.2%,最高值12%,并且视极化率异常由强变弱趋势平缓,延展性较好(图7),故推测该异常由隐伏硫化物极化体引起,该区有较好的硫化物矿床找矿前景。

毕书清把媒介融合的模式分为四个方面:技术融合、内容融合、渠道融合和结构融合。技术融合是基础,数字技术支持下,给多种融合提供了内在动力。平台的多样化使得内容的呈现也变得多样化,报纸上的内容呈现不能满足网页新闻的要求,内容必须要适应融合。渠道融合指的是不同领域下的传统媒体之间,传统媒体与新媒体之间的共享合作。结构融合指的就是媒介内部组织融合以及媒介之间所有权的融合。本文对渠道融合和结论融合不过多阐述。只探讨媒介融合对教育的意义。

3 工程验证

(7)强弱趋势平缓、延展性较好的低阻高极化异常,具有较好的硫化物矿床找矿前景。

4 找矿方法

研究区基岩出露差,在前人1/20万地球化学异常及1/5万地质填图的基础上[21],通过对1/5万化探工作圈定的异常进行分类及评价,(异常优选评价结合了地质环境和异常元素组合特征,照顾到强度低,排序靠后的以前缘元素为主的异常,以便寻找或发现隐伏矿床),确定了两处异常浓集中心,在异常踏勘检查时发现了地表矿化信息,因此对其进行了1/1万土壤地球化学检查,圈定的异常浓集中心显著,浓集分带清楚,随后,对其进行了1/1万高精磁测,在土壤化探异常浓集中心和物探视极化率异常显著位置开展了地物化综合剖面的测量,最终通过工程验证圈定出煤油沟铜多金属矿床,矿床综合特征见表1。

⑧Keynes J.M.,The Collected Writings of John Maynard Keynes,Vol.26,Activities 1941 ~1946.

图7 煤油沟电性异常图 Fig.7 Electrical anomaly map of the Meiyougou area

表1 煤油沟铜多金属综合找矿模式表 Tab.1 Comprehensive prospecting model of the Meiyougou copper polymetallic deposit

类别地质背景大地构造成矿带地层岩浆岩地质地球化学地球物理构造围岩蚀变成矿元素异常特征异常峰值异常特征形态特征标志信息华北板块北大陆边缘早古生代陆缘增生带与华北地块的接触部位大兴安岭中南段多金属成矿带大石寨组中-基性火山岩及火山碎屑岩燕山中-早期的石英闪长岩;次火山岩英安岩、流纹斑岩、花岗斑岩北东向断裂和北西向断裂相互分割,北东向构造是区内的控矿构造,北西向断裂为区内的容矿构造硅化、高岭土化、绿帘石化为直接找矿标志主要成矿元素:Cu、Ag 、Pb、Zn;前缘元素:As、Sb;近矿元素:W、Bi、Mo、Sn多金属矿化引起的Cu-Pb-Ag异常高度吻合,呈L型面状展布Pb:2.08×10-2、Cu:1.38×10-2、Ag:254×10-6较强的正负交替磁异常,具低阻高极化特征,视极化率12%,且视极化率异常由强变弱趋势平缓低阻高极化对应明显,形态呈Y型分布,延展性较好

5 找矿模型的建立

5.1 成矿模式

煤油沟铜多金属矿属于次火山热液型矿床,其成矿模式概括如下:在早古生代的变质岩基底及部分侵入岩基底上,由于板块构造作用的影响,二叠纪中期发生了大规模的拉张作用,研究区内地壳大幅度下降,同时诱发的海底火山喷发作用,带来了大量铜、铅、锌、银等元素,形成初始的富含铜多金属的地层。晚古生代末期,全区接受来自中朝板块与西伯利亚板块的北西-南东向的斜向挤压,发生由南东向北西俯冲作用,使二叠纪地层发生北东向褶皱与断裂,构建了区内的构造格架,同时形成了后期成矿热液运移的通道,此后,全区隆起成为陆地,并伴有大量中-酸性岩浆侵入,为地层铜、铅、锌多金属元素的富集创造了储矿条件。燕山晚期岩浆多期次的热力活动事件,导致基底成矿元素富集层产生元素迁移,致使形成富含成矿元素的岩浆热液、火山热液在活动间隙期或晚期,于北西向构造带中形成了煤油沟次火山热液型矿床,断裂及侵入岩接触带是重要的赋矿部位,燕山晚期是重要成矿时代。

5.2 综合找矿模型

随着矿产资源量的减少,深部找矿已经得到了广泛的重视,而深部找矿需要找矿模型为指导[22],笔者以成矿模式为基础,识别和提取了区内与成矿密切相关的各类异常,建立了煤油沟铜多金属矿的找矿模型。

1.4 统计学方法 采用 SPSS 22.0统计学软件进行统计学分析,脑瘫严重程度、家庭经济状况、户籍、出生排序、儿童年龄、儿童性别、康复时长、父亲文化水平、父亲工作、主要照顾者、母亲文化水平、母亲工作12项因素是分类变量,为自变量;脑瘫儿童家长PHQ-9和GAD-7问卷结果是等级资料,为因变量。脑瘫儿童家长抑郁和焦虑之间的相关性采用Spearman等级相关分析。12项因素对脑瘫儿童家长抑郁和焦虑的影响采用最优尺度回归分析,以P<0.05为差异有统计学意义。

(1)次火山热液型矿床与岩浆活动密不可分,燕山晚期岩浆多期次的热力活动事件是寻找该矿床的必要条件。

[8]王京彬,王玉往,王莉娟.大兴安岭南段中生代伸展成矿系统[J].矿床地质,2002,21(增刊):241-244.

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(4)地表氧化形成的黄铁矿化、孔雀石化、褐铁矿化是寻找矿床的直接标志。

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(6)正负交替的磁异常(异常差值>3 000 nT),是寻找铜多金属矿的间接找矿条件。

在土壤化探异常浓集中心和物探视极化率异常显著位置及地表观察矿化集中出露地段实施槽探工程揭露。经探槽揭露:风化淋滤的铁帽有30~40 cm。地表见金属硫化物矿石主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。围岩是碎斑状熔岩,脉石矿物为石英等,发育条带状硅化、高岭土化、绿帘石化。铜平均品位1.0×10-2,最大值1.38×10-2;银平均品位91×10-6,最大值254×10-6;铅分别是2.08%和1.53%,达工业品位。

6 结论

(1)综合找矿模式的高效率和高精度需要我们重新认识,不仅局限于浅覆盖区,其在矿产调查工作中的功能日益凸显,地质、物探、化探、遥感等综合方法的应用及相互认证体系在基础地质解释、异常查证效率、矿体位置规模的确定等方面起到了至关重要的作用。

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(2)基于综合找矿模式及矿产预测模型的应用,于该矿区取得了显著的成效,且在相邻图幅的工作中亦有较大的发现(另文发表)。

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降水量是衡量一个地区降水多少的数据,指从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)水,未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度[5]。降水观测是研究流域或地区水文循环系统的动态输入项目,是水资源最重要的基础资料之一,对于工农业生产、水利开发、江河防洪和工程管理等具有深远的意义。

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(2)区域北东向深断裂是矿液活动的运移通道,北西向次级断裂与北东向深断裂相互分割分布,两者的交汇处是含矿热液汇集的有利通道。

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由式(17)和(18)可以看出,在蜂窝夹芯基本结构参数相同的条件下,双壁厚类方形蜂窝夹芯的面内等效剪切模量、面外刚度以及等效密度均比等壁厚类方形蜂窝夹芯大。

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前人在评价磷矿点时,在原矿(编号IIIRD-1)和IIIRD-1-9矿石的光谱半定量分析(表5)及化学分析结果(表6)中发现稀土元素钇、铈、镧含量较高,尤其是钇。

(5)矿床主要成矿元素:Cu、Ag 、Pb、Zn;前缘元素:As、Sb;具有较好的浓集分带特征(内带以Cu、Ag、W为主,外带主要为Pb、Zn、As、Sb)。

[13]Eby G N.Chemical subdivision of the A-tape granitods:petrogenetic and tectonic implications[J].Geology,1992,20:641-644.

(3)北东向阿布德龙台山火山岩机构是寻找铜银多金属矿的有利地段。

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测量不确定度是测量结果的科学表达,也是测量结果可靠性、可比性和可接受性的基础[1]。目前,中国各行业实验室为实现与国际接轨,开始进行国家实验室认可评审,目的是评价测定结果的准确性,需对检测过程进行不确定度评定。根据实验室认可准则要求,在分析检测过程中,需要建立并应用评定结果的不确定度程序[2]。目前国内外文献报道关于分析方法测量不确定度的评定多见于食品分析[3,4]、环境分析[5,6]等领域,且在药物分析领域也得到了一定的应用[7,8],并将得到越来越多分析工作者的重视。测量不确定度是对测量结果的定量表征,不确定度越小,测量结果越准,使用价值越大[2]。

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[19]邵积东,王惠,张梅,等.内蒙古大地构造单元划分及其地质特征[J].西部资源,2011,(02):51-56.

水力旋流器入口设为速度入口,连续相介质为水,流速为3 m/s,设定颗粒入口处的射流源为面源,颗粒入口速度与液相入口速度相同,离散相密度为2 600 kg/m3,且颗粒粒径分布服从Rosin-Rammler分布[11];溢流及底流出口均为压力出口,压力设置为0,设置溢流口为逃逸,底流口为捕集;压力-速度耦合方式为SIMPLE,压力离散格式为PRESTO。其他控制方程的离散格式均采用QUICK格式。设置重力加速度为9.81 m/s2。

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王金贵,张鑫全,张子轩,许凡,周敬,张振利,任陪林
《地质调查与研究》 2018年第01期
《地质调查与研究》2018年第01期文献

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