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本论文以滇黔邻区峨眉山玄武岩分布区为研究区域,构造上处于小江断裂、垭都-紫云大断裂、弥勒-师宗大断裂挟持之下的三角地带及两侧。坐标范围为:北纬24°40′-27°20′东径104°00′-105°00′,从北至面涉及涵盖威宁幅、水城幅、盘县幅、罗平幅4个1:20万图幅,面积约为30000平方公里。行政辖属云南省罗平县、富源县、宣威市、贵州省威宁县、赫章县、六盘水市、兴义市。
论文针对以往工作较少涉及的滇黔邻区与峨眉山玄武岩有关的新类型铜金矿产资源,首次试图探索峨眉山玄武岩与铜金矿产在时-空-成因上的内在联系,建立起以玄武岩为纽带的成矿模式和找矿模型,预测其资源潜力。
研究表明,工作区铜、金、铅锌成矿作用及成矿过程既有共性,又有异性。共性主要表现在:共同的地质背景和地质演化历史、总体上均具有不同程度的层控特点、都有沿断裂褶皱构造富集的特征、主成矿期大多集中在100-250Ma之间的印支燕山期、均为150℃左右的低温成矿、都与地幔柱-峨眉山玄武岩活动有着不同程度的“三源”联系、铜-金在赋矿层位及矿化类型上基本可一一对应。差异性主要有:空间分布具有分带性(从玄武岩喷溢中心向外依次为铜-金-铅锌)、赋矿层位及其沉积相不同(铜主要为陆相碎屑岩、金-铅锌主要为海陆交互相或海相碳酸盐岩)、铅锌矿源具有多源性而铜-金矿源则主要与玄武岩关系密切、铅锌矿成矿时期具有明显的多期性而铜-金成矿期则相对集中在玄武岩活动期之后。
通过本论文建立研究区铜-金-铅锌成矿过程的综合模式为:晋宁一澄江运动后,扬子区基底基本固结、硬化。晋宁一澄江期多次喷发及侵入的中酸性、酸性岩浆,铅、锌丰度值普遍较高,可能为区内铅锌矿床成矿提供了最早的成矿物质来源;加里东期由于地台的逐步稳定,接受来自前震旦系基底风化剥蚀物的沉积,在藻类生物吸附作用下,形成下古生界的铅锌初始矿源层,在此基础上的进一步剥蚀沉积,则形成了上古生界铅锌初始矿源层,为后期岩浆活动-构造改造富集成矿提供了物质准备;加里东晚期-海西早期,发生了地幔上隆,在引发峨眉山玄武岩浆活动的同时,亦导致了六盘水裂陷槽的形成,成为区内地层、岩相岩性、构造、岩浆活动及矿产的主控因素。峨眉山玄武岩浆上涌喷溢,带来了丰富的铜、金成矿物质,不但在玄武岩及凝灰岩内形成了原位的铜、金矿化,亦为岩浆期后上覆层控型铜、金矿成矿提供了最主要的物源,玄武岩沿主干逆断带的喷流、喷溢活动,产生的巨大热力流及喷气可能改造了早期形成的铅锌矿源层,沿断裂上升的含矿热卤水循环,改造容矿层,导致铅锌矿的初步富集——贫矿床;印支-燕山期,本区经受了强烈的燕山运动,在区域NWW向挤压构造应力场的作用下,形成了一系列NNE向绵延数十公里的大型叠瓦状双冲构造和纵向压或压剪性断层,使地层隆起、直立甚至倒转,奠定了矿带控矿构造的基本格架。由于构造变形,纵横交错网络的形成,含矿流体由高压带流向低压带,由高温带向低温带而向褶皱隆起部位迁移。特别是断裂驱动效应以及岩浆活动的热效应,使地温再度升高,不仅加剧流体沿断层、裂隙向上迁移,而且增强了流体对围岩进行组分交换的活力,继续将初始含矿层中的主成矿元素,甚至能将其他岩石中成矿元素也溶于流体中,当上升到一定部位与大气降水水体混合,形成热液循环系统;循环的含矿热液随着温度、压力以及化学势的逐渐降低,开放系统的形成,最终导致物理化学条件的根本改变,促使成矿元素的沉淀。在容易造成压力和化学势变化的有利部位,铅锌、铜、金富集就位,形成矿体。由于纵向上岩石能干性与非能干性的多层替置,影响和制约了断裂构造,褶皱构造在不同岩性层中的发育程度,为含矿热液的运移提供了活动场所和分割的屏障,从而导致了矿床(体)现今的空间分布的“多层楼”构形。漫长的、多变的、间隙性的构造作用诱导了阀门式、脉冲式的成矿作用,并最终改造、叠加并富化了已形成的矿化体;喜山期,地壳整体抬升,使已有原生矿脉及成矿元素高丰度层位在下切剥蚀作用下曝露出来,经表生风化作用而形成铅锌砂矿及红土型金矿。
论文获得的主要成果有以下几点:
(1)通过区域地质背景分析,系统阐述了研究区区域地层、岩浆岩、大地构造、地球物理、地球化学、区域矿产分布特点,总结了区域地质演化历史。
(2)通过区域成矿多样性特征分析及典型矿床解剖,从矿种多样性、矿床规模及形态多样性、成矿时代多样性、控矿因素多样性、成矿作用及矿床成冈类型多样性、峨眉山玄武岩及典型矿床同位素特征等方面,探索了区内铜、金、铅锌矿之间及与峨眉山玄武岩的内在联系,建立了研究区主要矿种的空间谱系、时间谱系及成因谱系,在归纳总结研究区铜、金、铅锌矿的控矿冈素、找矿标志的基础上,进一步建立了综合成矿模式。
(3)主要以1:20万地物化遥资料为基础,确定“1-5P”找矿地段在研究区内的含义及圈定原则,从地质概念模型的角度对预测标志作了分级;以计算机GlS为平台,利用“矿产资源评价分析系统(MORPAS)”,通过各类找矿信息(显性与隐性、深部与浅部、直接与间接)的有效提取、关联、转换和综合处理,选择有利证据图层,应用“证据权法”,建立了研究区“1-5P”地段的数字找矿模型,偿试性地逐级圈定了成矿可能地段(1P)2个,找矿可行地段(2P)铜2个、金3个、铅锌2个,找矿有利地段(3P)铜9个、金5个、铅锌7个,矿产资源潜在地段(4P)铜18个、金7个、铅锌14个。在对不同级别找矿地段进行远景分析及排序基础上,提出下步工作建议,择区开展了野外大比例尺地物化测量、异常检查及工程验证(5P),发现了新的找矿线索和突破,在一定程度上表明了本次预测研究工作的有效性,为将来在区内开展进一步找矿工作提供了参考。
(4)对本次预测工作所圈定的矿产资源潜在地段(4P)进行了资源远景预测量概略估算,总计铜矿资源远景预测总量约为354万吨,金矿资源远景预测总量约为264吨,铅锌矿资源远景预测总量约为617万吨(含已探明的资源量),据此开展了资源不确定性分析及技术经济概略评估。
论文主要创新点有:
(1)以“三联式”成矿预测理论为指导,针对以往工作较少涉及滇黔邻区与峨眉山玄武岩有关的新类型铜、金矿产资源,较系统地探索了峨眉山玄武岩与铜、金、铅锌矿在时.空.成因上的内在联系,首次建立起了以玄武岩为纽带的综合成矿模式。
(2)对以前在铜、金矿方面相对研究薄弱、勘查程度较低的滇黔邻区,从地质异常分析入手,通过信息深度提取与多元信息综合,首次建立了研究区内铜、金、铅锌矿的数字找矿模型,对在一个新区进行“1-5P”找矿地段的系统圈定及找矿远景评价开展了探索性的偿试,并通过大比例尺野外实地验证,在一定程度上表明了本次预测结果的有效性,为这一地区的开展进一步新类型铜、金矿(及铅锌矿)地质找矿工作提供了参考。
(3)以模型区块找矿后验概率与矿产值进行关联的思路,探索性地对所圈定的“4P”找矿地段资源远景进行了定量化估算,为下步找矿生产实践提供了初步依据。
由于工作程度低、资料收集不够,以及笔者在成矿预测理论及方法上的局限性,针对本次预测评价工作存在的一些问题,为下步工作提出几点建议如下:
(1)除一些工作程度较高的矿集区外,大比例尺(1:5万-1:1万)地物化遥资料并未覆盖研究区,使得主要以1:20万资料为基础进行的矿产资源潜在地段(4P)的圈定具有较大的不确定性。在国家矿产资源补偿费安排下,研究区内正在开展1:5万战略性矿产远景调查工作,将会为区内大比例尺成矿预测提供更加坚实的资料。
(2)由于研究区内与峨眉山玄武岩有关的铜矿及赋存于三叠系地层中的砂岩型铜矿地质找矿的研究及工作程度极低,使得对其控矿因素、找矿标志、成矿规律的认识尚浅,因而所建立的成矿模式及找矿模型还很不成熟,导致了本次铜矿预测效果不如金矿、铅锌矿预测的预测效果。
(3)在下步工作中,建议加强对铜矿的成矿规律研究,并通过生产实践,不断总结其控矿因素及找矿标志,选择该类铜矿的最佳找矿技术方法手段组合,可能会在新的赋矿层位及矿化类型上取得突破;金矿主要应从人比例尺地质及化探测量入手,加强雄武背斜、阿岗背斜的找矿工作,力争在新的区块上获得金矿的找矿进展;铅锌矿找矿工作应主要集中在二方面:一是对于本次预测中工作程度较高的区块,应开展大比例尺找矿预测,集中力量加人就矿找矿、攻深找盲、探边摸底的工作力度,进一步扩大矿床规模,二是对工作程度较低而找矿概率较高的区块,应加强地表地物化测量工作,有效避免地球化学测量中的人为污染所造成的假异常,就能够在一些新区取得新的找矿突破。