华南南华纪古天然气渗漏沉积型锰矿AMT勘查技术方法研究

华南南华纪"大塘坡式"锰矿位于上扬子东缘国家重要成矿区带。近年来,锰矿资源预测评价科技创新人才团队建立了锰矿内生外成裂谷盆地古天然气渗漏沉积成矿系统理论,研发了该类型锰矿床深部隐伏锰矿找矿预测关键技术。通过贵州铜仁松桃锰矿国家整装勘查区实践检验,新发现了4个世界级隐伏超大型锰矿床和一批大中型锰矿床,实现我国锰矿地质找矿有史以来的最大突破,改变了国家锰矿勘查开发格局。本文介绍了项目团队研发的该类型锰矿床深部隐伏锰矿找矿预测关键技术组合中的音频大地电磁测量(AMT)勘查技术,主要包括数据采集和预处理关键技术、最佳反演模式和参数优选关键技术及建立音频大地电磁测量地球物理找矿预测间接模型等方面,以期能对华南其他地区的南华纪锰矿以及相似成矿地质背景条件下的其他时代锰矿找矿预测提供借鉴和参考。

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。

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。

黔东西溪堡古天然气渗漏沉积型锰矿成矿规律及找矿方向

本文应用黔东地区古天然气渗漏沉积型锰矿成矿理论与找矿预测模型成对松桃西溪堡一带锰矿进行研究，系统收集区内已有地质成果及研究资料，分析总结成矿规律，在成矿有利地段施工深部钻探验证，对沉积成锰盆地进行初步圈定，根据区内沉积成锰盆地矿石矿物组合及矿石结构构造等特征，初步圈出沉积成锰盆地中心带、过渡带、边缘带，指导区内锰矿找矿。

热化学硫酸盐还原作用(TSR)与贵州汞(金锑)矿床成因机制再探讨——从黔东锰矿古天然气渗漏沉积成矿理论得到的启示

受黔东地区南华纪锰矿的古天然气渗漏成矿理论启示,在研究贵州典型汞矿成矿作用的地球化学机理的基础上,本文将热化学硫酸盐还原反应(TSR)引入成矿过程。提出富含汞(包括气态汞)、还原硫、Cl^-的含矿—运矿流体与含汞围岩相互作用,进一步论证推断深部油气藏的圈闭体系和围岩都可能是汞的重要来源。在较高温度条件下,有油气(烃类)参与的硫酸盐热化学还原作用是还原硫(H_2S、HS^-、S^(2-))的主要来源,而油气(烃类)在成矿作用中发挥了还原剂的重要作用。含矿的热流体(藏)渗漏或者喷溢,同时又溶解流经围岩中以辰砂、单质汞等形式存在的汞,转变为可溶解的汞—硫配合物而运移,在系统从封闭转为开放的构造作用下,气体组分逸失,在还原硫浓度m(S^(2-))降低、Eh升高、pH降低、压力和温度降低以及盐度降低等物理化学条件下成矿。类比研究显示,贵州一些金、锑等金属矿床具有与此类汞矿床类似的成矿机理。故20世纪80年代以来的这类(汞、金、锑)金属矿床的沉积—改造成因及作者提出的相关地球化学机理应当加以适当修正。

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。