煤与煤系战略性金属矿产协同勘查技术方法

战略性金属矿产在新材料、新能源、现代信息技术、国防军工等新兴产业均具有不可替代性,传统战略性金属矿产资源储备相对较低,供应风险较高。煤系战略性金属矿产资源作为重要补充,已成为新型战略性金属矿产资源勘查的重要方向,因此,基于煤与煤系战略性金属矿产的基本特征,亟需开展煤与煤系战略性金属矿产协同勘查方法研究。基于前人研究成果,以煤与煤系战略性金属矿产(铀、锂、镓、锗、铌-锆-镓-稀土)为研究对象,总结了煤与煤系战略性金属矿产的主要组合类型,探讨了煤与煤系战略性金属矿产协同勘查方法。从煤与煤系战略性金属矿产的赋存位置角度,总结了煤与煤系战略性金属矿产资源的主要组合类型,包括煤-铀矿床、煤-锂、镓矿床、煤-锗矿床、煤-铌-锆-镓-稀土矿床。根据不同岩石及矿产的物性差异,总结了不同勘查技术方法的响应原理及特征。基于煤与煤系战略性金属矿产的分布规律、赋存层位等,针对煤与煤系战略性金属矿产的地质条件、地球化学条件和地球物理条件,总结了主要组合类型的基本特征。从多矿种勘查的协同和各勘查技术的协同两方面出发,基于煤和煤系战略性金属矿产的勘查技术方法,遵循经济效益最大化和勘查方法最优化原则,提出了合理的煤与煤系战略性金属矿产的协同勘查方法。基于铀具有放射性特征,煤-铀矿床协同勘查应加强遥感、地质填图、放射性勘查方法(伽马总量、伽马能谱、氡及其子体测量和伽马录井)、穿透性地球化学、地面物探(高精度磁法/地震/电磁法)、钻探、测井和岩石地球化学等方法的协同运用。基于锂、镓的分散性和赋存位置,煤-锂、镓矿床的协同勘查应加强遥感、地质填图、山地工程、高精度地震、钻探、测井和岩石地球化学等方法的协同运用。基于煤-锗同体,且锗赋存在有机质中,煤-锗矿床协同勘查应加强遥感、地质填图、山地工程、钻探、测井和岩石地球化学等方法的协同运用。基于铌、锆、镓、稀土伴生元素具有高场强特征,煤-铌-锆-镓-稀土矿床协同勘查应加强遥感、地质填图、山地工程、钻探、测井(自然伽马)和岩石地球化学等方法的协同运用。

贵州盘县晚二叠世煤系天文轨道约束的战略性金属富集

贵州盘县地区晚二叠世煤系内发现各战略性金属含量在层序格架内的分布具周期性富集的规律,并伴随着自然伽马高异常的特征。由于记录海平面变化的层序构成与对气候敏感的自然伽马测井记录均受天文轨道的影响,所以战略性金属垂向周期性的分布可能与天文轨道周期性变化相关。基于沉积学、层序地层学、旋回地层学等理论与研究方法,对研究区的战略性金属富集周期与天文轨道周期之间的联系展开研究。结果表明,研究区晚二叠世煤系可识别出16.5个长偏心率周期与13个战略性金属富集周期,2者存在一定的耦合关系;依据研究区晚二叠世煤系的化学风化趋势和前人的华南化学地层成果可将古气候划分为6个阶段,其与战略性金属垂向分布存在一定的联系;战略性金属含量的周期性演化也同时受制于古环境变化及地球内部活动。古气候、古环境与海平面的变化均受天文轨道调控,因此天文轨道对与3者紧密联系的战略性金属富集起到约束作用。战略性金属周期性富集可归因于天文轨道的周期性活动,后者通过调控地球表面接收到的太阳辐射量,造成古气候与海平面的波动,从而引发古环境变迁,甚至在某种程度上影响了地球内部活动,既控制着前者的物质来源,又制约沉积物中黏土矿物和有机质含量发生改变,最终使前者呈不同程度吸附于2种载体上。