论热液矿床深部大比例尺“四步式”找矿方法——以川滇黔接壤区毛坪富锗铅锌矿为例

深部矿床(体)定位探测是当前找矿预测学的科学前沿,是矿床勘查领域的主要难题和研究热点之一。本文基于川滇黔接壤区富锗铅锌矿近20年的综合研究和找矿实践,提出了热液矿床深部及外围大比例尺"四步式"综合找矿方法:(1)通过成矿地质作用、构造成矿系统及流体成矿作用研究,确定矿床的成矿地质体、厘定成矿结构面、揭示成矿流体作用特征标志,构建找矿预测地质模型,提出找矿方向,依次实现"空间择向";(2)通过成矿构造精细解析与大比例尺蚀变岩相填图,厘定成矿构造体系,揭示矿体定位规律,圈定矿化自然边界,筛选出有利的找矿区段,实现"面中筛区";(3)通过构造地球化学精细勘查技术应用,圈定热液矿化中心,提出重点找矿靶区和定位靶区,实现"区中选点";(4)综合应用大比例尺地球物理勘查技术(坑道重力、AMT、TEM、IP),优选重点找矿靶区,指出隐伏矿体产状和埋深,实现"点上探深"。进一步建立了"四步式"综合找矿勘查模型,最终通过验证和勘探发现深部矿床(体)。现以川滇黔接壤区毛坪富锗铅锌矿为典型实例,阐述该方法在热液矿床深部找矿预测中的具体应用过程。该方法无论对沉积盆地内的川滇黔接壤区会泽型(HZT)铅锌矿,还是对其他热液矿床的深部和外围找矿预测及矿产评价,必将发挥重要的指导作用。

川滇黔接壤区经济非均衡性的边界效应

以区域经济学为基础,选择基尼系数来研究川滇黔接壤地区的区域经济非均衡发展水平和空间分布特点。通过Chow检验,发现川滇黔接壤地区各县/市间存在结构性变化,行政边界阻碍了省间各县/市经济差异的缩小速度。运用Barro回归方程对川滇黔接壤地区1995—2008年经济非均衡性的边界效应进行了定量测定,研究发现虽然行政区边界对区域一体化趋势存在一定的阻碍作用,但川滇黔接壤区实际上已存在区域一体化的趋势。从边界效应的演化情况可知:川-黔接壤区经济一体化进程呈上升趋势,川-滇接壤区的经济非均衡性边界效应存在增大的趋势,滇-黔接壤地区经济一体化进程逐步加快。

川滇黔接壤区铅锌矿分布规律

川滇黔接壤区位于扬子地台西南缘,通过系统的分析川滇黔接壤区的大地构特征、矿床特征,将川滇黔接壤区铅锌矿床划分为:层控型铅锌矿床、风化淋滤型铅锌矿床(砂矿)、与中酸性岩浆岩有关的铅锌矿床.同时,厘定了川滇黔接壤区的构造单元的边界,划分了成矿单元.系统地统计了各构造单元铅锌矿床(点)赋矿层位、赋矿围岩、及各个构造单元内铅锌矿床分布规律.最后指出了不同构造单元的找矿方向.

GIS矿床定量综合预测在川滇黔接壤区铅锌多金属矿化域的应用

运用GIS矿床定量综合预测方法,在川滇黔接壤区铅锌多金属矿化域选取断裂、赋矿层位、地层组合关系、线环构造、构造复杂程度等控矿因素作为预测信息,提取找矿信息量,圈定和优选找矿靶区。以3 000m×3 000m作为基本统计单元格,选取NE向断裂、次级断裂构造、多个有利赋矿层位、线环构造交汇部分等控矿因素,提取变量信息,分析变量信息特征及变量计算结果优选找矿信息,通过分析单元信息量单元频数曲线,以横坐标1.3为临界值划分铅锌多金属矿床预测靶区,共划分出Ⅰ级靶区5个,Ⅱ级靶区6个,Ⅲ级靶区4个。

川滇黔接壤区MVT铅锌矿床年代学研究进展及成矿构造背景

川滇黔接壤区处于扬子地块西南缘,经历过复杂的地质演化过程并分布有大量的大中型MVT铅锌矿床。对该区MVT铅锌矿床成矿年代学研究开展的大量工作成果显示该区至少经历过2次铅锌成矿事件,分别处于晚泥盆世-晚石炭世和中三叠世-早侏罗世。早期成矿事件与古特提斯洋的扩张(382~328 Ma)密切相关,在伸展构造环境下形成天宝山、大梁子、毛坪等矿床。晚期成矿事件与古特提斯洋闭合、印支期强烈挤压造山运动阶段(245~205 Ma)相对应,在挤压构造环境下形成会泽、茂租、金沙厂等矿床。不同地质背景下形成的矿床在控矿构造性质、矿体赋存规律等方面具有较大差别。在对川滇黔接壤区MVT铅锌矿床成矿时空分布规律总结的基础上,结合该区区域构造演化、矿床的控矿构造特征以及矿体赋存规律,探讨了该区不同时期控制MVT铅锌矿床形成的成矿构造环境。

川滇黔接壤铅锌矿集区断裂构造分形特征及其地质意义

为定量探讨川滇黔接壤铅锌矿集区内断裂构造分形特征与中-大型铅锌矿床空间分布的耦合关系,利用分形几何学方法对川滇黔全区和分区断裂构造体系开展了系统分形研究。结果表明:川滇黔全区断裂构造分维值为1.539 5,其中(近) SN向断裂构造分维值为1.239 3,NE向断裂构造分维值为1.3870,NW向断裂构造分维值为1.069 9,(近) EW向断裂构造分维值为0.601 5,说明区域NE向断裂构造带和(近) SN向断裂构造带与铅锌矿床的成矿关系最大;分区中(近) SN向断裂分维值0.300 0~1.683 4,NE向断裂分维值0.475 5~1.652 8,NW向断裂分维值0.575 5~1.525 4,表明同一方向的断裂构造在不同分区与成矿的密切程度具有一定差异性;发育中型或大型铅锌矿床的分区或地区应满足两个条件:即本身分维值较高,利于成矿流体流通、渗透,邻区分维值较低,利于阻挡、封闭成矿流体;在边长为74.687 km的正方形分区中,分维值<1.22、1.22~1.38、1.38~1.60、1.60~1.83的分区发育中型及以上规模铅锌矿床的概率分别为0、20%、33%、70%,发育强度亦呈现递增趋势。综上,在边长为74.687 km的正方形分区中,断裂的分维值与中-大型铅锌矿床的发育具有较强的耦合关系。

川滇黔地区铅锌矿床稳定同位素地球化学研究现状综合分析

川滇黔接壤区是中国重要的铅锌多金属成矿区,目前已经发现了会泽、天宝山、大梁子等超大型-大型铅锌矿床。文章通过系统总结分析区域内铅锌矿床稳定同位素(C、H、O、S同位素)数据,结合区域构造控矿特征,表明成矿热液的碳、氧主要来源于碳酸盐岩围岩,个别矿床可能有有机碳或幔源碳参与成矿作用。黔西北地区从靠SE侧威宁-水城构造带上的铅锌矿床至NW侧垭都-蟒硐构造带上的铅锌矿床,方解石的δ^(13)CV-PDB值从0.6‰~2.5‰转变为-5.3‰~1.5‰,δ18OV-SMOW值从23.3‰~25.5‰转变为11.3‰~20.9‰,均显示出逐渐变小的趋势;SN向小江断裂带内各矿床表现出线性关系,并且具有向δ^(13)CV-PDB、δ^(18)OV-SMOW都亏损的方向偏移趋势,NE向断裂带内的各矿床C、O同位素则表现为集中一致的分布特征。H、O同位素显示成矿流体具有建造水(热卤水和油田卤水)特征,部分可能有大气降水、变质水和岩浆水参与成矿作用。矿床硫源主要为同时代海水硫酸盐的热化学还原(TRS)形成的还原硫,个别矿床细菌还原硫酸盐(BSR)形成的富含轻硫的油气藏中的H2S可能为成矿过程提供了部分硫来源。黔西北地区铅锌矿床S同位素组成具有从SE侧至NW侧向轻硫方向偏移的趋势,SN向小江断裂带内铅锌矿床S同位素组成较为集中一致,NE方向断裂带内铅锌矿床S同位素则具有从SW侧至NE侧向轻硫方向偏移的趋势,TSR的反应强度和反应速率降低可能是导致向轻硫方向偏移的重要原因之一。

贵州普定五指山地区铅锌矿床成矿模式

黔西北五指山铅锌矿集区是川滇黔接壤铅锌成矿域的重要组成部分之一,近年已探明多个大中型铅锌矿床,提交铅锌金属资源储量超250万t,实现了地质找矿的重大突破。文章对区内典型矿床的地质、地球化学等资料进行综合分析,并与邻区及MVT矿床进行比较。研究结果显示,本区矿体主要赋存于上震旦统灯影组和下寒武统清虚洞组白云岩中,呈层状、似层状和陡倾斜脉状产出,断控和层控特征明显。矿石自然类型为原生硫化矿型,主要金属矿物由闪锌矿和方铅矿组成。矿床形成受构造、层位及岩性、沉积岩相等因素的约束,构造是必要条件和主要控矿因素,灯影组和清虚洞组鲕状白云岩是有利赋矿层位和容矿岩性,局限-半局限的台地-泻湖相沉积为有利沉积岩相条件。成矿物质具有混合特征,其中成矿金属Pb、Zn等主要来源于基底岩石,而矿化剂C和S则分别来自赋矿海相碳酸盐岩及其内的蒸发膏岩。成矿流体属于与右江盆地演化有关的低温中低盐度盆地卤水,矿体是富金属流体在早燕山期区域挤压向伸展转换的动力学背景下卸载,与富硫流体混合的产物,成矿过程与MVT矿床相似。五指山地区铅锌矿床成矿模式的建立,有望推动区内找矿新突破,并为邻区铅锌成矿预测提供理论指导。

黔西北乐开铅锌矿床成矿物质来源及矿床成因:来自硫、铅同位素的证据

赋存于泥盆系望城坡组白云岩中的乐开铅锌矿床位于扬子地块西南缘川滇黔接壤铅锌矿集区,主要发育似层状矿体,具有典型的“逆(逆断裂)导-张(张断裂)运-岩(受断裂影响的碳酸盐岩破碎空间被碳质黏土岩圈闭形成的有利岩性组合)储”构造控矿模式。矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿,发育(网)脉状、角砾状、浸染状等构造与交代、充填、共边等结构,后生成矿特征明显。硫化物δ^(34)S值为11.1‰~18.1‰(均值约14.7‰),明显高于幔源岩浆硫的δ^(34)S值,与泥盆纪同期海水硫酸盐的δ^(34)S值相近,显示硫化物中的还原硫可能是赋矿地层中的高溶解度硫酸盐热化学反应(TSR)的产物。硫化物铅同位素^(206)Pb/^(204)Pb值为18.400‰~18.767‰(均值为18.565‰);^(207)Pb/^(204)Pb值为15.660‰~16.058‰(均值为15.791‰);^(208)Pb/^(204)Pb值为38.580‰~39.432‰(均值为39.059‰),变化范围相对较大。铅同位素的^(207)Pb/^(204)Pb-^(206)Pb/^(204)Pb图解与△γ-△β图解显示明显的壳源特征,同时暗示沉积岩石与基底岩石共同提供了成矿物质。综合矿床地质、硫化物硫、铅同位素特征,笔者认为乐开铅锌矿床的成矿过程为盆地流体循环萃取沉积岩石与基底岩石的金属元素后形成含矿流体,含矿流体被深大断裂导入上覆沉积地层的特殊构造部位(被碳质黏土岩圈闭的碳酸盐岩破碎空间)时,富含的热量导致沉积盖层中硫酸盐发生热化学反应(TSR),生成大量的S^(2-),与含矿流体中的Pb^(2+)、Zn^(2+)、Fe^(2+)等金属阳离子结合成矿。乐开铅锌矿床的地质地球化学特征与MVT型矿床类似,因此,乐开铅锌矿床属于MVT型铅锌矿床。成矿物质来源与矿床类型的确定有利于川滇黔接壤铅锌矿集区同类型铅锌矿床的勘查与开发。