贵州松桃高地超大型锰矿深孔钻探工程难点与对策研究

随着地质矿产勘查不断深入,深孔钻探通常会遇到多套复杂地层,由于在勘探阶段对钻孔质量要求较高,施工难度剧增。本文针对贵州省松桃县高地锰矿勘探阶段钻探施工出现的难题,通过采取“一基两孔”布孔和施工技术、水泥封孔护壁技术、钻孔结构优化防垮塌埋钻技术、多措并举防孔斜技术、钻井液循环困难处理技术、钻杆脱扣处理措施、套管埋钻处理技术等技术的联合使用,在勘查区后续钻孔施工过程中取得了理想的效果,研究总结形成了一套较为完整的锰矿勘探阶段深孔钻探技术体系,为今后类似工程提供借鉴作用。

黔西北猪拱塘铅锌矿区数字勘查应用

勘查大数据是种科学大数据(张夏林等,2021)。它们是在矿产勘查过程中的不同时间、不同阶段,按照定规范所获取的,具有多源、多类、多维、多时空等特点(赵林林等,2019)。资源勘查野外数据采集具有数据量大、种类多样的特点,是地质大数据的主要来源之(李丰丹等,2019)。野外数据是实际情况真实信息记录的载体,具有原始性、基础性、可靠性,但很多工作前期由于环境艰苦,手段传统,基本上是呈纸质版零散分布.

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6000m、宽大于2000m,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。

贵州松桃李家湾锰矿矿体顶板变形破坏演化特征

以松桃县李家湾锰矿作为贵州省典型锰矿山,通过分析矿区工程地质条件,构建采场工程地质模型.基于室内试验、Hoek-Brown强度准则及国家规范确定出开采影响区岩体物理力学参数.依托3DEC离散元数值分析平台,研究不同开采支护方案下矿体顶板变形破坏特征及规律.结果表明:①无支护条件下,随着开采工作面推进,顶板竖向压应力逐渐减小,下沉量、现状塑性区体积逐渐增加,地层的挤压变形和预收敛变形明显;②在0.1、0.2、0.4和0.8 MPa支护压力下,顶板支护段与无支护方案相比,竖向压应力分别提高0.2、0.5、1.7和2.6 MPa,下沉量分别降低了1%、2%、6%和7%,除0.1 MPa支护压力外,其它3种支护压力下开采工作面及顶板现状塑性区均明显减少;③基于优选的0.25 MPa支护压力方案在该矿的应用效果,表明揭示的顶板变形破坏规律是合理、可靠的.

炭质页岩力学特性各向异性及其破坏机制研究

以贵州松桃李家湾锰矿矿体顶板炭质页岩为研究对象,开展页理面与加载方向不同夹角条件下纵波波速、单轴压缩及电镜扫描等试验,并以最大值与最小值的比值定义各参量的各向异性系数.结果表明:①纵波波速随入射方向与页理面夹角α增大而减小,其各向异性系数R v为1.44;弹性模量随加载方向与页理面夹角β增大而减小,其各向异性系数R E为1.14;单轴抗压强度σucs呈现出两头大中间小的“U”型特征,最小值在β为37°时取得,其各向异性系数Rσ为3.01.②不同β条件下,单轴压缩应力-应变曲线有起始压密和弹性压缩阶段,都具有明显的应变软化特征.③单轴压缩下,炭质页岩在β=0°时主要为拉破坏,页理面抗拉强度和基质体弯折拉断强度协同控制其力学特性;在β=32°时主要为沿页理面剪破坏,页理面抗剪强度控制其力学特性;在β=66°时主要为沿页理面和切断基质体的剪破坏,页理面和基质体的抗剪强度协同控制其力学特性;在β=90°时主要为拉破坏并含有少量沿页理面剪破坏,页理面抗剪强度和基质体抗拉强度协同控制其力学特性.

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。

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。

贵州松桃石塘锰矿床主要地质特征与找矿预测

松桃石塘锰矿床是上世纪60年代中期贵州省地矿局103地质队发现,并在本世纪初评价提交的小型锰矿床。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,矿体呈层状、似层状倾斜产出,矿体走向长700余米,倾向斜深800 m,矿体厚0. 221. 30 m,平均0. 86 m。本次通过对含锰岩系、锰矿体厚度等变化规律的分析研究,运用南华纪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进行类比分析,圈定了石塘IV级地堑盆地的空间分布范围,该盆地呈北东65°左右方向展布,长3 600 m,宽800 1 400 m,在盆地北东东方向尚具有较大找矿潜力。

关于贵州松桃高地超大型锰矿床冷水犁式断层(F_(3))特征再认识

本文结合松桃高地超大型锰矿大精查(勘探)成果对矿区内冷水犁式断层(F_(3))特征进行深入研究,对其特征有了新的认识。F_(3)犁式断层上陡、下缓,断层在上部的碳酸盐岩脆性层及相对脆性层中较陡,倾角随深度逐渐变缓,进入砂页岩等韧性层后迅速变缓,进入到大塘坡组泥页岩后断层滑脱面趋于平缓,断面倾角与地层倾角基本一致,变为层间滑动。音频大地电磁测深与宽频大地电磁测深资料的融合处理与解释也支持这种新的认识。F_(3)犁式断层延伸至大塘坡组地层后可能尖灭,并未对含锰岩系造成破坏,使得深部隐伏锰矿体得以较好的保存,如这一认识成立,则高地超大型锰矿床北西深部仍具有较大找矿潜力。

音频大地电磁法对黔东高地锰矿床电性结构及犁式正断层的识别

黔东高地锰矿是我国第一个特大型富锰矿床,也是黔东地区典型的南华纪“大塘坡式”沉积型锰矿床。区内主要断裂构造为犁式正断层(F_(3)),该断层对区内锰矿层的保护与破坏具有重要影响,其空间展布特征以及与含锰岩系接触关系的勘查分析对区内找矿预测尤为重要。为了识别犁式正断层在地下深部的展布特征,调查其对含锰岩系的破坏程度,采用音频大地电磁法(AMT)对研究区地下电性结构特征和断裂构造进行研究。在物性分析的基础上,结合钻孔揭露的地层信息,建立了简单的正断层理论模型,采取不同的反演模式对理论模型进行反演计算,经对比分析,优选出了区内二维反演模式。通过实测AMT数据反演,查明了剖面电性结构特征。结合钻孔工程控制,有效的识别了犁式正断层在剖面上呈上陡下缓的展布特征。推测F_(3)断层未对含锰岩系造成破坏,为研究区锰矿深部找矿提供了地球物理支撑。

黔渝毗邻区杨家湾-老木湾南华纪含锰地堑特征与找矿预测

黔渝毗邻区杨家湾-老木湾南华纪含锰地堑系南华裂谷盆地(Ⅰ级)中的武陵次级裂谷盆地(Ⅱ级)、松桃-古丈次级地堑盆地(Ⅲ级)中的众多Ⅳ级含锰地堑之一。运用锰矿裂谷气液流体喷溢沉积成矿理论与找矿预测模型,对该含锰地堑中的含锰岩系、锰矿体厚度等变化规律进行综合研究,圈定了杨家湾-老木湾Ⅳ级含锰地堑的空间分布范围。含锰地堑长轴沿北东70°左右方向展布,长大于10 km,宽3~4 km。由于后期地质作用,该含锰地堑大部分已被剥蚀掉,仅含锰地堑的中部、南部和南西部残存小部分。预测在贵州境内含锰地堑南部的石宝坪一带、含锰地堑南西部的沙湾河一带及重庆市秀山县境内含锰地堑中部的老木湾一带,具有较好的找矿潜力,可望找到2-3个中小型锰矿床。

黔东松桃超大型锰矿床道坨—高地—李家湾与西溪堡中心相喷溢差异的探讨

“内生外成”的含烃气液喷溢沉积型锰矿成矿理论和找矿预测方法指导的黔东地区锰矿勘查取得巨大成果,相继发现一系列的超大型锰矿床。其中具有典型代表的两个全隐伏超大型锰矿床道坨—高地—李家湾与西溪堡在相同成矿背景下中心相特征差异明显。道坨—高地—李家湾超大型锰矿床中心相广泛发育气泡状构造,而西溪堡超大型锰矿床通过四个矿区的勘查成果未发育这一构造特征。通过勘查资料对比分析,道坨—高地—李家湾矿床中心相气泡状构造位于最底部矿层之上,先经过一定阶段喷溢成矿后在“高密度喷溢”影响出现气泡状构造的富锰矿石,Mn品位变化幅度较大;西溪堡矿床Mn品位在成矿的过程中变化幅度较小,喷溢的过程中相对“平稳”无高密度的锰质气液而在中心相带无气泡状构造。说明该区域锰矿床含烃气液喷溢细节可能存在差异。

黔东松桃锰矿矿集区大型断裂特征研究

黔东松桃地区位于慈利-保靖断裂与鹤峰-龙山断裂的夹持区域内。区内褶皱与断裂十分发育,主要发育有NNE-SSW向断裂、线状褶皱,NE-SW向断裂、褶皱以及NW-SE向小型断裂、短轴褶皱。本文对区内主要大型断裂特征及其与汞铅锌金银等热液矿产成矿关系进行了探讨研究,结果表明区内大型断裂多为热液矿产的导矿通道,矿(化)体多产出在这些大型断裂的旁侧次级断裂裂隙中,同时对区内形成于南华纪早期的锰矿体的后期保存与破坏有重要影响作用。

黔东松桃下院子大型锰矿床地质特征及深部找矿标志

下院子锰矿产于南华系下统大塘坡组第一段下部,冷水溪犁式正断层(F1)的上盘,矿体呈层状、似层状缓倾斜顺层产出。文章通过对下院子锰矿系统的研究,对本区锰矿提出以下找矿标志:地层标志(大塘坡一段碳质页岩);含锰岩系厚度标志(>17 m);沉积相标志(成锰盆地);两界河组的厚度和岩性组合关系(厚度大,岩性组合复杂);构造标志(古断裂);地化标志(Mn/Cr≈40)。

黔东松桃西溪堡柑子园同沉积断裂发现及大塘坡组二段同沉积软变形层纹的解释

西溪堡锰矿床位于扬子地块东南缘与江南隆起造山带之间。由于Rodinia超大陆的裂解在华南形成被动裂谷盆地,在断裂拉张作用下形成多个次级裂谷盆地,因此在本区寻找同沉积断裂对寻找锰矿具有积极意义。本文结合矿区已施工钻孔利用厚度等值线判断柑子园同沉积断裂的存在,柑子园断裂在生长的过程中对两盘的拉拖使正在沉积的"软体"——大塘坡组二段粉砂岩层纹变形在钻孔岩心中形成轴夹角较陡的软变形层纹。

浅析贵州松桃普觉锰矿（整合）矿区南华系同沉积断裂F2的形成特征及意义

结合贵州松桃普觉锰矿（整合）矿区已施工钻孔，利用南华系含锰岩系、大塘坡组二段、南沱组厚度等值线图对比F2断裂两盘的厚度差异得出F2断裂为南华系时期同沉积断裂的证据。通过F2断裂的北东与南西南华系早期沉积的含锰炭质页岩的厚度变化判断F2断裂的形成方向是由北东往南西伸展的。通过两条剖面分析得出沉积南华系时沉积物的大致来源方向、沉积物的补给强度及F2断裂的多期活动特征。通过以上对F2断裂的研究：①为矿区下一步钻孔施工提供指导意义；②对整个矿床沉积环境的恢复奠定一定的基础；③引发对矿床的锰质来源思考。

贵州松桃高地超大型锰矿床矿体空间分布规律与找矿预测

松桃高地超大型锰矿床属于典型的古天然气渗漏沉积型锰矿床,位于断陷盆地中心的渗漏喷溢口及附近的中心相区,古天然气渗漏喷溢沉积成矿系统中心相、过渡相、边缘相特征十分典型,矿床矿体规模巨大,菱锰矿品位高。笔者通过对松桃高地超大型锰矿及邻区地质资料进行综合整理研究,并对其地质特征、矿体空间分布特征进行了论述,认为松桃高地超大型锰矿床、松桃道坨超大型锰矿床及松桃李家湾大型锰矿床属于同一Ⅳ级断陷(地堑)盆地,该盆地长轴方向大致为NE65°,目前已控制的资源量已逾3亿吨,但该断陷(地堑)盆地控制的菱锰矿体均未圈边,找矿潜力巨大。

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(F3)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。

贵州松桃-万山地区铅锌矿控矿因素及找矿方向

松桃-万山铅锌矿区与毗邻的湖南花垣渔塘铅锌矿床,同处滇黔成矿带和湘西-鄂西成矿带交汇部位,区内已发现粑粑寨、水源-代懂、嗅脑、卜口场等矿(床)点,其分布大致呈北东向10°~20°。根据产出类型的不同将铅锌矿床分为产于藻灰岩中铅锌矿床、产于蚀变白云岩中的铅锌矿床以及产于汞矿体间歇带中的铅锌矿床。NE向、NNE向断裂构造,藻灰岩和角砾白云岩以及蚀变白云岩,藻丘微相控制了矿床的形成和分布。在对矿床(点)地质特征、矿床成因、控矿因素、化探异常分析的基础上,结合实际勘查成果初步提出了木树-自坡、大坪、康金-小红岩地区具有一定的找矿前景。