免费视频|新人指南|投诉删帖|广告合作|地信网APP下载

查看: 8027|回复: 19
收起左侧

[论文] 《铁锰铬地质勘查规范》和铁锰矿成矿预测理论与方法

[复制链接]

17

主题

81

铜板

1

好友

助理工程师

Rank: 5Rank: 5

积分
148
发表于 2010-12-18 22:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 paoichang 于 2010-12-20 00:24 编辑

《铁锰铬地质勘查规范》和铁锰矿成矿预测理论与方法
中国冶金地质总局  王永基
铁锰矿成矿预测理论-王永基.part3.rar (7.11 MB, 下载次数: 614)

评分

参与人数 1铜板 +5 收起 理由
一声叹息 + 5 很给力!

查看全部评分

17

主题

81

铜板

1

好友

助理工程师

Rank: 5Rank: 5

积分
148
 楼主| 发表于 2010-12-18 22:59 | 显示全部楼层
第一部分  铁锰铬地质勘查规范中各勘查阶段的要求(表1)
表1               铁矿各勘查阶段的要求
预  查        普查        详查        勘探
极少量的工程        数量有限的工程        系统的工程        加密工程
初步了解        大致查明        基本查明        详细查明
预测的资源量        推断的资源量        控制的资源/储量        探明的资源/储量
类比研究,是否可能        对比研究,可否工业利用的评价        实验室流程试验,工业利用的评价        实验室流程试验、半工业试验,选择最佳工艺流程
收集水、工、环地质资料        收集研究水、工、环地质资料,了解水体分布,围岩稳定性,环境地质条件        基本查明含水层、隔水层、地表水体与充水含水间的关系,岩石力学性质,对人体有害的元素、地震、泥石流、岩溶等        详细查明
初步了解有无有益矿产        大致查明共伴生矿产        基本查明共伴生矿产        详查查明共伴生矿产
        经济概略评价        经济初步评价        经济详细评价

17

主题

81

铜板

1

好友

助理工程师

Rank: 5Rank: 5

积分
148
 楼主| 发表于 2010-12-18 23:00 | 显示全部楼层
第二部分  铁矿成矿预测理论与方法
一、我国铁矿床类型
1、岩浆晚期铁矿床
(1)岩浆晚期分异型铁矿床—攀枝花铁矿
(2)岩浆晚期贯入式铁矿床—大庙铁矿
2、接触交代—热液铁矿床—大冶铁矿
3、与火山—侵入活动有关的铁矿床
(1)与陆相火山—侵入活动有关的铁矿床—梅山铁矿
(2)与海相火山—侵入活动有关的铁矿床—大红山铁矿
4、沉积铁矿
(1)浅海相沉积铁矿床—庞家堡铁矿(震旦纪)和火山坪铁矿(泥盆纪)
(2)海陆交替—湖相沉积铁矿床—土台铁矿
(3)海相沉积菱铁矿床—黄梅菱铁矿
5、沉积变质铁矿床
(1)变质硅铁建造铁矿床—鞍山铁矿
(2)变质碳酸盐型铁矿床—大栗子铁矿
(3)变质磁铁菱铁矿床—大西沟铁矿
6、风化淋滤型铁矿—大宝山铁矿
7、其他类型铁矿床—石录铁矿、白云鄂博铁矿、切列克其菱铁矿、凤凰硼(镁)铁矿。
二、我国铁矿资源特征
据统计,我国已勘查的铁矿资源/储量为578.72亿吨,目前保有储量463.50亿吨。其特征如下:
1、我国铁矿的时空分布
(1)成矿时代及矿床类型
我国从太古代至新生代均有铁矿形成,主要成矿时代和铁矿类型有:①太古代和早古生代沉积变质铁矿床;②古生代海相沉积铁矿床;③古生代岩浆晚期铁矿床;④中生代陆相火山-侵入铁矿床;⑤新生代风化淋滤及残坡积铁矿床。
(2)地域分布
我国铁矿资源/储量主要分布于辽宁、河北、四川、山西、安徽、湖北、云南、山东、内蒙古、河南和北京等省(市、自治区)。按产地集中程度可划分出10大成矿区(表2、图1):
表2             我国铁矿资源主要集中地简表
序号        铁矿资源集中区        矿产地数量/处        资源/储量/亿吨        占当时查明铁资源/储量比例/%
1        鞍山-本溪        45        125        23.0%
2        冀东-密怀        118        62.7        11.5%
3        攀枝花-西昌        67        61.8        11.3%
4        五台-吕梁        32        33        6.1%
5        宁芜-庐枞        60        21.9        4.0%
6        包头-白云鄂博        16        11.6        2.1%
7        鲁中        46        9.25        1.7%
8        邯郸-邢台        73        8.3        1.5%
9        鄂东        75        7.12        1.3%
10        海南        7        4.24        0.7%
合计        539        344.41        63.3%


图1     十大成矿区铁矿资源分布情况

2、我国铁矿资源/储量在不同矿床类型中的分布
(1)沉积变质型铁矿床(鞍山式铁矿):围岩为变质岩(花岗片麻岩、角闪片麻岩、绢云母片岩及混合岩等),以磁铁矿为主,铁含量20%~40%。此类型铁矿在鞍—本地区资源/储量达120亿吨,冀东地区为50亿吨。另外在山西、江西、湖北、安徽、云南等地也广泛分布,资源/储量达120亿吨。因此“鞍山式”铁矿资源/储量的总量可达290亿吨。
(2)晚期岩浆分异型铁矿床(攀枝花式铁矿):围岩为基性—超基性岩,以磁铁矿、钛磁铁矿为主,含铁量33%,TiO211.68%、V2O50.3%。在攀枝花一带此类型铁矿的资源/储量达63亿吨。
(3)接触交代型铁矿床(大冶式和邯邢式铁矿):围岩为中酸性花岗闪长岩与石灰岩接触形成的矽卡岩,主要为磁铁矿,铁含量30%~65%,中国的富铁矿主要产于此类型铁矿中。在邯邢地区、晋南地区和长江中下游一带此类型铁矿的资源/储量达50亿吨。
(4)沉积变质—热液改造型铁矿床(白云鄂博式和石碌式铁矿):围岩为碎屑岩和碳酸盐岩,受热液改造形成以磁铁矿、赤铁矿和镜铁矿为主的铁矿床,并有一定数量的菱铁矿。此类型铁矿以富矿为主,铁含量31%~68%,与之共生的有铌稀土和铜钴矿床。在内蒙古、海南、甘肃和滇中一带此类型铁矿的资源/储量达30亿吨。
(5)与陆相火山—侵入活动有关的铁矿床(梅山式玢岩型铁矿):围岩为陆相火山岩和次火山岩,以磁铁矿为主,铁含量35%~60%,富矿占一半,此类型铁矿资源/储量达16亿吨。
(6)沉积型铁矿床(宣龙式和宁乡式铁矿):围岩为沉积砂页岩、页岩、灰岩等。以赤铁矿为主,含铁量30%~55%,含磷高,难利用。在河北宣化一带和湖北鄂西一带此类型铁矿的资源/储量达47亿吨。
(7)与海相火山—侵入活动有关的铁矿床(大红山式和蒙库式铁矿):围岩为火山岩、沉积岩,以磁铁矿为主,铁含量35%~60%,富矿占一半,在云南和新疆一带此类型铁矿的资源/储量达17亿吨。
以上各类型铁矿的资源/储量总量达513亿吨。
沉积变质铁矿在我国占有非常重要的地位,其保有储量占全国保有储量的58.1%(表3),我国10个特大型铁矿床中有6个属这一类型(表4)。因此,我国已有的大中型铁矿山一半以上开采的是此类型铁矿床。
表3            我国主要矿床类型及保有储量情况
序号        矿床类型        保有储量(亿吨)        占总量比例(%)
1        沉积变质型        269.4        58.1
2        晚期岩浆型        55.6        12.0
3        接触交代型        54.7        11.8
4        沉积型        41.7        9.0
5        火山岩型        22.2        4.8
6        风化淋滤型        4.6        1.0
7        其它        15.3        3.3
合计        463.5        100.0

表4                 我国特大型铁矿床
序号        矿床名称        类型        资源/储量(亿吨)
1        辽宁齐大山铁矿        “鞍山式”铁矿        16.4
2        辽宁胡家庙子(红旗)铁矿        “鞍山式”铁矿        11.3
3        辽宁东鞍山铁矿        “鞍山式”型铁矿        12.6
4        辽宁西鞍山铁矿        “鞍山式”铁矿        17.28
5        辽宁南芬铁矿        “鞍山式”铁矿        12.89
6        河北司家营铁矿        “鞍山式”型铁矿        17.02
7        内蒙白云鄂博铁矿        “白云鄂博式”铁矿        13.89
8        四川攀枝花铁矿        “攀枝花式”铁矿        10.83
9        四川红格铁矿        “攀枝花式”铁矿        18.35
10        云南惠民铁矿        火山沉积变质型铁矿        11.27
总计        141.12
3、我国铁矿资源基本特点
(1)分布广泛但又相对集中:中小型铁矿分布遍及全国,但又以大型、“特大型”矿床为集中区成群成带产出。
(2)铁矿的资源/储量主要集中在大型和“特大型”矿床中。据2000年统计资料,我国2034处铁矿产地中,“特大型”(>10亿吨)10处,大型(1亿~10亿吨)99片,中型(0.1亿~1亿吨)500片,小型(0.01亿~0.1亿吨)837处。
10个“特大型”铁矿床的资源/储量为141.12亿吨,占已探明资源/储量的25.93%;大型铁矿99处,其资源/储量约250亿吨,占已探明资源/储量的45.93%。“特大型”和大型铁矿床的资源/储量达近391.12亿吨,占已探明铁矿资源/储量总量578.72亿吨的67.58%。
(3)成因类型多样:我国地域辽阔,地质条件复杂,形成了不同时代不同类型的铁矿,国外不同成因类型的铁矿在我国均有发现。
(4)贫矿多、富矿少:我国平炉富矿(炼钢)和高炉富矿(炼铁)探明资源/储量仅为14.8亿吨,占全国总探明储量的2.8%。在已勘查出的富矿中除石碌,弓长岭铁矿外绝大部分富矿赋存于贫矿中的个别地段,不能单独开采。随着现有富矿不断开采,富矿找矿难以突破,富矿资源正日趋减少。
(5)共(伴)生组分多:据2000年储量套改结果,2034个铁矿区中单一铁矿1588处,以铁为主的矿区280处,有共伴生组份的铁矿区166处。随着分离和应用技术的提高,这些共伴生组分可得到较好的综合利用,使一矿变多矿,从而提高经济效益。
(6)开发利用条件:根据各铁矿区经济技术条件,勘查程度和开发利用情况,现有铁矿可分为如下三类:①已开发利用矿区(不含民采小矿山)672处,保有资源/储量194.41亿吨,其中保有基础储量110.22亿吨;②可供设计和规划的矿区472处,保有资源/储量178.68亿吨,其中保有基础储量79.50亿吨;③暂难利用矿区693处,保有资源/储量122.25亿吨,难以利用的原因:矿石难选、水文地质条件复杂、埋深大、矿石贫、交通不便、规模小而分散。
三、我国铁矿勘查的理论和经验
五十多年来,我国铁矿地质勘查取得了巨大成绩,这些成绩的取得是全国地质工作者辛勤奋斗的结果,是在铁矿勘查工作中执着的探索,不断研究和总结铁矿地质规律和物探综合技术,并在勘查工作中进行实践而取得的。其主要经验如下:
(一)向斜控矿,储量巨大增长
前寒武纪沉积变质型(鞍山式)硅铁质建造铁矿床在我国分布广泛,矿床规模大,是我国铁矿中最为重要的类型。这类铁矿床在变质岩系中呈多层状产出,曾被认为是产于单斜构造中的层状矿体,虽通过多个时期不同程度的勘查工作,均未取得大的进展。七十年代初开展了前寒武纪沉积变质硅铁质建造型铁矿的矿田和区域构造研究。首钢地质勘探公司对冀东地区迁安宫店子等铁矿进行构造研究分析,突破了铁矿只产于单斜构造的认识,查明铁矿赋存于向斜(或向形)构造中,并在向斜轴部铁矿体增厚。这一认识的总结和应用,不仅促进了此类型铁矿床的勘查工作,而且进一步扩大到沉积改变造型和海相火山沉积铁矿的勘查工作中,相继发现了一大批隐伏矿体,大幅度的增加了储量。初步估计,向斜控矿的认识,使铁矿储量增长了近百亿吨。这一认识在近期的铁矿勘查,尤其是危机矿山深边部找矿工作中,又近一步发挥指导作用,相继发现一批此类型铁矿床,并在深部发现富铁矿,这是铁矿成矿理论指导铁矿勘查工作的重大成果,同时也推动了“鞍山式”铁矿的科学研究,为矿床学的深入发展提供了条件。
1、河北迁安水厂铁矿勘查
水厂铁矿是一个储量达9亿吨的大型铁矿床。其储量的增长是研究了向斜控矿规律而实现的。
1963年前由冶金华北分局503队、石景山钢铁厂地质队、河北地质队和唐山综合地质大队进行勘探,提交铁矿储量3亿吨。
1973年首钢勘探队在“全国前寒武纪沉积变质铁矿地质科技协作会议”上,发表了题为“河北省迁安铁矿地质特征”的论文,首次明确指出:“前震旦系的主要褶皱形式是以一系列复杂的线状紧密褶皱为主,而不是过去所认为的简单单斜构造”。首先建立了水厂南山、北山向斜构造模型及矿区、矿床褶皱构造模式。
1975年10月由首钢地质队按向斜构造模式提出了铁矿勘探设计,委托冶金地质会战指挥部一队施工;于1978年提交了《首钢迁安水石铁矿二期地质勘探总结报告》。通过勘探工作,证实了向斜构造模型,获铁矿储量6.73亿吨(图2、3)。
1982年,又提出“统一大向斜”认识,并在水厂南段姑子山对此认识及磁异常进行验证,证实水厂铁矿存在上、中、下三层矿,新增铁矿储量1.6亿吨。1978年继续向北探索,证实“统一大向斜”槽部存在厚大矿体,新增铁矿储量1.02亿吨。
至此,水厂铁矿经历了由单斜控矿到向斜控矿的认识过程,进行了8次勘探,最终探明铁矿储量9.02亿吨。
2006年在水厂矿区的东南部杏山和二马矿段,开展危机矿山深部找矿工作。在杏山C22线施工4个钻孔(图4),其中XZK0610孔在816.10—853.17m,见矿三层,累计厚33.07m;向下穿过断层破碎带后,在912.66—1073.66m,见厚大矿体,厚达161m;在1151.92—1166.84m,1187.17—1189.37m又见矿两层,累计厚度17.12米。全孔累计见矿209.04m,其中917.77—970.33m为富铁矿(其中夹1.70m贫矿),厚54.49m,mFe53%。XZK0618孔在989.45—1059.50m和1066.30—1124.25m见到连续的厚大矿体,累计深度128.29m,mFe33%,其中亦有50%以上的富矿。通过工作,二马和杏山两矿段合计新增333类铁矿资源量1.7亿吨。这一成果使得水厂铁矿的资源/储量从原来的9.02亿吨增加到10.72亿吨。
水厂矿区二马和杏山矿段的深部找矿成果的意义:

一是使我国又增加了一个铁矿资源/储量超过10亿吨的特大型铁矿床;
二是进一步证实沉积变质型“鞍山式”铁矿在向斜(形)中矿体变厚变大,而且向斜核部的标高从北部的-500m,向南部延伸到-1000m,开辟了新的找矿空间。
三是厚达54.99m的富铁矿(mFe%)的发现,其意义重大。冀东地区的“鞍山式”铁矿一直是贫矿,铁矿石平均mFe28%—35%,从来没发现富铁矿。杏山矿段富铁矿的发现,不仅为在冀东地区深部开展富铁矿提供了依据,而且为“鞍山式”铁矿富铁矿的形成机理的研究提供了依据。
随着冀东迁安地区沉积变质型铁矿向斜控矿理论的建立和找矿成果的不断扩大,用磁法研究向斜(形)状铁矿体也取得了明显的找矿效果并建立了相应的模型。如沙厂铁矿:1972年开展了1/2千地磁详查(图5),根据浅部已知矿体做了正演,在Ⅰ、Ⅱ矿带间发现有很大的剩余磁异常,据此布设ZK41孔,在深部见70米厚的铁矿体,ZK36孔见矿不好,井中三分量磁测认为矿体在该孔西侧。1973年进行了全面勘探,查明该矿为一完整的向斜(形)状矿体。
通过对迁安地区岩、矿石物性研究,发现铁矿石余磁大于感磁,矿石具明显的磁各向异性,因此研究剩余磁异常是深入找矿的主要目标。据此建立了该类铁矿床的磁异常模型:地面有断续分布的两个(或两个以上)的铁矿带,磁异常亦相应的分布,磁异常带之间有较宽大的剩余磁异常,其深部可能有向斜(形)控制的较大的铁矿体存在。
2、山西娄烦县尖山铁矿
该铁矿为“鞍山式”沉积变质型铁矿床,产于太古界吕梁群袁家村组绢云母石英片岩、斜长角闪片岩、石英岩和石英片岩中。铁矿层为磁铁石英岩,赋存于向斜(形)构造中(图6、7)。
通过勘探,获铁矿资源/储量1.46亿吨,平均品位TFe35.51%。其深部仍有矿大的可能。
3、内蒙古白云鄂博铁矿西矿
白云鄂博铁矿西矿为沉积变质改造型铁矿床,铁矿赋存于前寒武系浅变质的石英岩、板岩、白云岩夹云母片岩中,产于白云岩中,在白云岩与硅质板岩接触处呈似层状和透镜状产出。
1978年,在西矿的找矿设计审查时,有关专家并运用沉积变质岩系中铁矿受向斜(或向形)构造控制的规律,认为白云鄂博西矿向斜两翼内分布的十多个小矿体,沿走向在同一层位可以相连,磁异常显示深部异常连成一个整体,因此推测铁矿体在深部可能呈向斜构造形式产出。通过审查,决定按向斜控矿的认识,重新编设计,并进行施工。到1978年8月,内蒙地质勘探公司二队在向斜深部发现厚达铁矿体,证实了铁矿受向斜控制(图8、9)。
通过工作、探明铁矿资源/储量7.48亿吨,铁矿平均品位TFe33.15%,同时探明铌矿(Nb2O3)5.01万吨,平均品位0.079%,找矿取得了重大进展。
4、海南石碌铁矿
石碌铁矿是产于寒武—奥陶系石碌群泥岩、粉砂岩和碳盐岩中的层状铁铜钴矿,其成因为火山沉积变质型矿床。铁矿在上部层位,铜钴矿在下部层位,铁铜矿赋存于走向近东西向复式向斜中(图10、11)。该向斜西端紧密,东部宽缓,向东作10—42°倾状。

通过勘探工作,控制北一矿体长2570m,宽326m,厚100-460m,矿体赋存于向斜核部;枫树下矿体长1800m,宽14-222m,厚35m;南六的体长930m,宽207—384m,厚15m;铜矿1号矿体长440m,厚9m,平均品位Cu1.55%;钴矿1号矿体长1265m,厚4-10m,平均品位Co0.32%。全矿区获铁矿资源/储量3.68亿吨,铁矿平均品位51.15%,该矿是我国重要的富铁矿产地;并获铜矿7.58万吨Cu1.58%;钴矿1.31万吨Co0.307%。
该矿1964年勘探结束后,又于1975年-1979年开展外围找矿工作,通过地质研究和物探重磁测量,认为北-矿体以东地段以及北一向斜和石灰顶向斜之间具有较好的找矿前景,通过验证,找矿成果不佳。
2007年在向斜东部开展危机矿山深部找矿工作。已施工4个钻孔,在斜向核部见到厚大铁矿体,其下部还见铜钴矿体。找矿取得重大突破(图12)。
ZK1101孔在487.50m以下见三层厚大铁矿体,累计见矿厚159.12m,TFe53.91%,(其中有53.5m厚的矿体,铁矿品位达61.17%);铜矿厚2.2m,Cu0.251%;钴矿体厚3.7m,Co0.257%;
ZK1302孔见铁矿体厚17.02m,铜矿体厚1.70m,钴矿体厚1.70m,Co0.041%。
正在施工的ZK1201孔和ZK1202孔均已见铁矿,是矿厚分别为40m和92.45m。
初步估算,新增333铁矿资源量2000万吨,远景可达1亿吨。
5、新疆富蕴县蒙库铁矿
蒙库铁矿产于泥盆统康布铁堡组海相火山岩夹碳酸盐地层中,原认为是矽卡岩型铁矿,铁矿储量仅1855万吨。通过对该铁矿矿床成因和控矿构造的研究,认为该矿铁矿为火山沉积变质型铁矿,地表几条平行排列的铁矿体,往深部可能形成向斜并相连接。经钻探验证,证实了这一认识,并且在向斜核部形成厚大矿体(图13)。  
通过进一步勘查,该矿资源/储量达2.08亿吨,实现了找矿的重大突破。
2007年对该矿床1号及其以东矿体开展危机矿山接替资源勘查,对Fe-11号矿体深部进行工作,施工DZK137-1、DZK139-4、DZK141-1、DZK143-1等4个钻孔,在深部均见厚大矿体,见矿厚86.95-169.10m,TFe43.99-49.32%,初步估算,Fe-11号矿体333铁矿资源量2092万吨,平均品位TFe43.23%,深部找矿又取得较大进展。
(二)、“玢岩铁矿”模式推动了陆相火山岩铁矿找矿
此类铁矿床主要分布于下扬子庐枞和宁芜等地区的以偏碱性玄武质岩浆为特征的继承式火山岩盆地中。铁矿床往往围绕一个火山-侵入活动中心分布。在每一个中心往往围绕辉长闪长玢岩-辉长闪长岩出现一组不同类型的矿床,它们是同一成矿作用在不同部位形成不同类型或形式的矿床,这些矿床虽然独立产出,但互有成因联系,其成矿模式为“玢岩铁矿”(图14),典型矿床是江苏梅山铁矿。
1、江苏南京梅山铁矿
梅山铁矿是一个隐伏铁矿床(图15),矿区内分布侏罗系陆相火山岩系和上侏罗-下白垩统红层;火山岩系构成平缓开阔的短轴背斜;辉石闪长玢岩侵入于辉石安山岩及其夹层层凝灰岩中;铁矿呈饼状赋存于辉石闪长玢岩顶部接触带内,矿石矿物为磁铁矿、赤铁矿,菱铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方柱石、钙铝榴石、透辉石等;围岩蚀变为矽卡岩化、绿泥石化、方柱石化等。
    1957年冶金部地质局物探三区队在此进行1/2.5万地面磁测,发现规模较大、强度较高、形态规整的异常。随即进行1/5000地面磁测详查。同时江苏冶金物探队先后进行磁法、重力、化探、电法等大中比例尺测量。磁力和重力异常基本吻合。1958年江苏冶金第一地质队进行钻探验证,发现梅山铁矿,且证实为一大型铁矿床,通过勘探,获铁矿资源/储量2.65万吨,铁品位TFe42.63%(图16)。
梅山铁矿的发现及地质和物探规律的总结,并形成“玢岩铁矿”成矿模式,推动了我国陆相火山岩铁矿找矿工作,在尔后的铁矿找矿中,先后发现和扩大了一批铁矿床,找矿有了重大突破,如安徽白象山铁矿、姑山铁矿等。
2、安徽马鞍山市和尚桥铁矿
和尚桥铁矿为“玢岩型”铁矿,矿区出露地层主要有三叠系黄马青页岩,侏罗系中、下统象山群长石英砂岩,侏罗系上统-白垩系下统龙王山组安山岩、大王组块状晶屑凝灰岩、凝灰角砾岩、层凝灰和块状粗安岩等。岩浆岩主要有闪长玢岩、花岗闪长岩和花岗岩。

磁铁矿体主要产于闪长玢岩中。通过勘探,于1990年提交铁矿资源/储量8912.10万吨,矿石品位TFe20.7-
23.69%。2006-
2007年在该矿的东部开展危机矿山接替资源勘查(图17.18),到2007年底施工钻孔38个计6888.06米,见矿孔23个,磁铁矿体在闪长玢岩中呈似层状、透镜状产出。ZKT4503孔见矿5层,累计厚度98.93米,TFe16.28-30.32%。
初步估算,新增333铁矿资源量3597.35万吨,加上原来提交的8912.10万吨,该铁矿资源/储量达1.25亿吨,成为一个大型铁矿床。

3、安徽庐江具罗河铁矿和尼河铁矿
该铁矿为火山气液交代充填型矿床(图19)。矿区位于庐枞中生代火山岩盆地的西北边缘,与铁矿有关的地层为上侏罗统火山岩(凝灰岩、角砾凝灰岩,安山岩和粗面岩等),岩浆岩有闪长玢岩和岩脉(正长斑岩、安山玢岩和辉绿玢岩等)。
该铁矿是通过1/10万航磁发现异常,尔后开展1/1万地面磁测圈定异常,并采用重力、电阻率和测深等工作进行综合评价,认为该异常为具有一定规模的磁性体所引起。1966年,安徽省327队与异常中心布设ZK11钻孔验证,于484米以下见厚70米的磁(赤)铁矿体,找矿取得突破。
通过进一步的勘探,全矿区共获铁矿资源/储量3.41亿吨,平均品位TFe35.82%。
2006—2007年安徽省地矿局在罗河铁矿的外围开展国土资源大调查,以大比例尺度高精度地面物探和数据处理技术方法研究“低缓重磁异常”地质体三维结构,利用成矿模式进行类比,以深部钻探验证地质体性质。据此,在尼河地段(在罗河北东3公里处)施工ZK0501钻孔(孔深1096.8米),于676.78米—1062.7米共见铁矿12层,累计见矿厚250.93米(单层厚2.43—66.07米),TFe40.62%,mFe35.57%。
尼河铁矿主矿体赋存于早白垩世砖桥组火山—次火山中,其上部为双庙组火山岩所覆盖,铁矿体隐伏在676米以下,沿闪长玢岩与火山岩的接触带两侧分布,主要产于闪长玢岩内部,为典型的“玢岩型”铁矿。目前已控制矿体长1200m,厚117—250m,矿床规模可达大型,尼河铁矿的发现是深部找矿工作取得的又一个重大突破,将进一步推动了长江中下游火山分布区铁矿的找矿工作。
(三)接触交代型铁矿取得重大的突破
接触交代型铁矿床是我国铁矿中又一重要类型。此类铁矿床在全国已探明铁矿总量中所占的比例不高,仅为9.3%,但它在我国钢铁工业中的地位却相当重要,因为其含铁矿品位高,是我国富铁矿的重要来源。因此,此类型铁矿一直是地质工作者进行勘查工作的重点对象。但六十年代之前,接触交代型铁矿虽然分布广,但规模小,仅大冶铁矿达大型(1.03亿吨),其它均为中小型,找矿没有大的突破。六十年代中期以后,随着地质工作的深入以及对铁矿地质规律认识不断深化,促进了铁矿找矿及成矿预测理论的发展。邯邢地区及长江中下游的鄂东和宁羌地区接触交代型铁矿成矿模式的建立,以及物探工作对低缓,次级磁异常模型的建立和应用,使得接触交代型铁矿找矿取得一系列发展,发现了一批深部大型隐伏矿体,找矿工作取得重大突破。
1、“邯邢式”铁矿和低缓磁异常
70年代冶金地质在邯邢地区以“岩基论”成矿为基础,建立了“层状岩体”成矿新理论,总结了中性(偏基、偏碱性)岩体形态、侵入层位、接触带形式和铁矿体特征等地质规律,建立了“邯邢式”接触交代型铁矿多层位、多接触带成矿的“三层楼”模式,推动了华北地台内接触交代型铁矿勘查工作。在“邯邢式”成矿模式建立的同时,物探磁法测量的研究也取得重要进展,对低缓磁异常的认识逐步深化。六十年代中期首先对上郑低缓磁异常进行验证并见矿;1965年6月中关低缓磁异常经验证为一大型隐伏铁矿,引起了国内物探界和地质勘查部门的重视。在“邯邢式”铁矿模式和低缓磁异常模型建立和逐步完善的过程中,相继突破了一批低缓异常,发现了一批“邯邢式”接触交代矿床,使此类铁矿床的储量成几十倍的增长。
(1)山东张家洼铁矿(图20、21)。
其矿床类型为“邯邢式”接触交代矿床。1956年开展1/5万地面磁法普查时发现磁异常,由于异常低缓而未进一步工作。1958年又进行1/1万地面磁法详查和1/2.5万重力工作。在重力异常中心布设3个钻孔,见到闪长岩、矽卡岩和薄层铁矿,未见大矿体。1965年11月山东冶金地质勘探公司物探队和地质队,借鉴中关低缓磁异常见到厚大隐伏铁矿体的经验,对张家洼低缓磁异常首次开展1/5000地面磁法详查,同时对已往的岩心重编录进行磁化率测定。在此基础上,对张家洼磁异常进行再推断解释,并结合地质模式进行分析,认为:磁异常位于菜芜矿山闪长岩体北部

倾没部位,成矿条件有利;原有钻孔见到闪长岩,并有矽卡岩和20cm磁铁矿,分析磁异常认为在钻孔附近可能有大的铁矿体;根据磁异常形态判断,磁性体可能是缓倾斜的板状体,用水平消除法计算磁性体和中心埋深和强度,并向下延拓,计算磁化强度为20A/m,与区内矿体磁参数相近。据此,推断该低缓异常可能是磁铁矿体引起。
1965年12月,山东冶金地质2队开始对张家洼Ⅰ号异常进行钻探验证。1966年4月在327m处见厚达23m的磁铁矿。接着对Ⅱ号异常进行钻探验证,在427m处见22m厚的铁矿。尔后对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号异常施工10个钻孔,均见到较厚的磁铁矿。至此,初步肯定了张家洼隐伏接触交代型铁矿的远景,为以后大规模开展地质勘查工作奠定了基础。1970—1977年又进行了勘探工作,共提交铁矿储量2.75亿吨,TFe46.83%。
(2)山东淄博市金岭铁矿
该铁矿为“邯邢式”接触交代型铁矿床。2007年在此开展危机矿山接替资源勘查工作,施工的21个钻孔,有12个见到磁铁矿体,其中ZK5-14孔见矿厚9.42米,平均品位mFe44.28%。初步估算新增333铁矿资源量720万吨,找矿取得了一定进展(图22)。
2、“大冶式”铁矿和次级异常
通过对鄂东地区中酸性岩体的产状、形态、接触带形式、围岩蚀变、三叠系地层性质和矿体赋存部位等的研究,由舒全安等提出了“一体多式复合型”成矿模式。
王永基提出与接触交代型矿铁有关的中酸性岩体的接触带受褶皱构造控制的认识,认为在平面上或剖面上向斜构造的围岩多伸入岩体,形成舌状体和残留体;在背斜构造部位中酸性岩体多凸入到围岩中。这些向斜和背斜所控制的中酸性岩体接触带,是厚大铁矿体赋存的部位。这就对鄂东地区接触交代型铁矿常沿中酸性岩体凹凸相间的接触带,在不同标高形成富厚矿体的现象,从理论上做了解释(图23)。
(1)湖北黄石市大冶铁矿
该矿为“大冶式”接触交代型铁矿的典型矿床,是一个百年老矿,是伟大领袖毛主席视察过的唯一一个矿山。原地矿部429队提交1.03亿吨,储量后经多次勘探,共获铁矿资源/储量1.60亿吨,铜67万吨。
2005年开展危机矿山接替资源勘查试点,通过三年的工作,深部找矿取得重要进展(图24、25、26)。

      图24                   大冶铁矿地质图

通过褶皱构造控制接触带形态的分析,提出接触带的三个台阶(部位)控矿的认识;
通过1/1万航空磁测,发现多个磁异常;
通过1/1万高精度磁测,计算出剩余异常,圈出了次级异常,指导了深部找矿;
通过磁测井发现多个旁侧异常,指导了钻孔施工;
通过钻探工程,发现地表以下-500— -1000米范围中的多个铁矿体,其中Ⅱ号矿体,长1100米、宽200-400米,平均厚25米。
通过3年的勘查工作,新增333铁矿资源量2000万吨,铜资源量7万吨,伴生金资源量4吨,找矿取得了重要进展。
(2)湖北鄂州市程潮铁矿
该矿是“大冶式”接触交代型铁矿床。五十年代429队提交了铁矿储量3161万吨,后经多次勘探,找矿有了重大进展,发现了深部的Ⅵ号和Ⅶ号铁矿体,共提交铁矿资源/储量2亿吨,TFe45.05%。
2004年武钢矿业公司在此进行深部找矿,中国冶金地质总局中南地勘院在分析了成矿条件后,对重磁异常进行了研究,提出深部Ⅵ号和Ⅶ号铁
矿体在0线以东应有较大的延长(图27、28、29)。通过钻探验证,在0线、8线、16线均见到了铁矿体,初步估算新增铁矿资源量3000万吨以上,深部找矿取得重大进展。





(四)岩浆晚期铁矿深部找矿潜力巨大
1、河北省承德市大庙铁矿
该矿为岩浆晚期贯入式钒钛磁铁矿,是“大庙式”铁矿床的典型矿床。铁矿产于斜长岩和苏长岩中。(图30、31)。通过勘探(勘探深度900-600米标高)共提交铁矿资源/储量4657.2万吨TFe25.69%,TiO26.71%,V2O50.23-0.43%。


2、河北承德市黑山铁矿
该矿床为“大庙式”钒钛磁铁矿床。2007年开展危机矿山接替资源勘查(图31、32),共施工11个钻孔,10个钻孔都见矿。在①号矿体群下部发现①-5和①-6两个矿体群,②-1主矿体之下还有②-5矿体群, ①-5矿体群


ZK0402孔见矿126.86米,Tfe37-67%。原勘探深度为+500米-+800米,新发现的矿体厚赋存标高为+300~ -200米。
通过接替资源勘查,扩大了深部找矿空间,新增333铁矿资源量3000万吨。

3、四川省攀枝花铁矿
该矿为岩浆晚期分异型钒钛磁铁矿床,是“攀枝花式”铁矿的典型矿床。铁矿体产于海西期辉长岩中(图34、35),铁矿体在辉长岩中是似层状产出,有6个铁矿体,长800-1490米,厚16.6-45米。
  
通过勘探,共提交资源/储量10.83亿吨,TFe33.23%,TiO211.68%,V2O50.3%,其深部有巨大找矿前景。
四、我国大中型铁矿资源潜力预测
1、预测的范围
已开采的大中型铁矿山分布在我国16个成矿省(区)内,在91个Ⅲ级成矿区带中的80个成矿区带有铁矿资源量。因此,在Ⅲ级成矿区带内,在大中型铁矿山的深部、边部和外围进行预测,预测深度地表1000米以上和1000米以下的范围。
2、预测依据
已有的勘查成果、多年铁矿勘查建立的铁矿成矿理论、成矿模式和对磁异常分析认识形成的模型。
(1)“鞍山式”沉积变质型铁矿、“白云鄂博式”和“石录式”沉积变质改造型铁矿和“镜铁山” 、“蒙库式”和“大红山式”海相火山—侵入型铁矿运用向斜(形)成矿模式和磁各向异性所形成的低缓背景磁异常模型进行预测;
(2)“大冶式”接触交代型铁矿床运用中酸性岩浆岩与三叠系碳酸盐岩接触形成的接触带的凸凹部位(台阶)成矿模式和磁异常的剩余异常和次级异常模型进行预测;
(3)“邯邢式”接触交代型铁矿床运用中酸性岩浆岩与中奥陶系碳酸盐岩形成的平缓和多层接触带成矿模式和低缓异常模型进行预测;
(4)“梅山式”铁矿床运用“玢岩型”成矿模式和在杂乱磁异常中的低缓磁异常模型进行预测。
3、预测方法
分两个层次进行。
(1)基础储量的预测,限于已知大中型铁矿山深边部,预测区有一个以上钻孔控制矿体,且有磁异常或剩余磁异常存在。预测方法是对已知矿山的深部和边部,通过已知探矿工程、矿床类型、控矿构造等,对矿体深边部和延伸进行推断评估。预测的这部分资源是通过实施勘探工程可供近期开发利用的。
(2)资源远景预测,预测目标是在大中型铁矿外围及所在成矿带的Ⅲ级成矿区。方法是运用成矿理论分析和经验类比法,并结合体积估计法、矿床模型综合地质信息定量预测法、矿床地质经济模型法、德尔菲法或主观概率法。
4、大中型铁矿资源潜力预测结果
预测我国铁矿资源潜力约900亿吨,其中大中型铁矿的深边部200吨,占22%;外围Ⅲ级成矿区带预测远景铁矿资源潜力700亿吨,占78%。
(1)预测较可靠的资源储量200亿吨
通过大中型铁矿危机矿山接替资源勘查项目的实施,对取自我国86个大中型铁矿危机矿山的样本进行分析研究,评估铁矿(332+333)资源量30多亿吨。表7是部分评估资源量和实施工程后查明资源量的对比,两者基本吻合,说明评估的这部分资源量基本可靠。我国现有大中型铁矿600余处,其深边部大多具有找矿前景,由此可推断我国大中型铁矿的深边部尚有资源潜力200亿吨,这部分资源量通过进一步勘查所获得的铁矿资源/储量近期可供开发利用的。
(2)预测远景的资源量按不同的工业类型预测,总量约700亿吨
1)“鞍山式”沉积变质型铁矿
a、鞍山—本溪地区。是我国当前最大的铁矿原料基地。共发现和勘查大、中、小型矿区53处,累计探明储量125亿吨,现保有储量106.5亿吨。目前开采的大型铁矿有:齐大山、大孤山、东鞍山、眼前山、弓长岭、南芬、歪头山、北台铁矿等特大型、大型和中型铁矿。另外,还有一批可供建设的大中型铁矿。该区预测有200亿吨的铁矿资源潜力,如:弓长岭深部、南芬外围、辽西一带磁异常集中区等等。
b、冀东—北京密云地区。发现和勘查大、中、小型矿区80多处,保有储量58.1亿吨。已开采的矿山有迁安水厂、大石河、棒磨山,遵化石人沟和青龙庙沟,北京密云铁矿等大中型铁矿。由于存在大量民采,该区近年铁矿石产量跃居我国首位。通过对航磁异常分析和近年勘查工作的进展,预测该区有50亿吨的铁矿资源潜力,主要产地有:司马长一带、迁安杏山一带、密云一带。
c、五台—吕梁地区。是太原钢铁公司的主要原料基地。发现和勘查铁矿区峨口、尖山等大中型铁矿30多处,保有储量30.8亿吨。该区预测有约50亿吨的铁矿资源潜力。
2)“攀枝花”岩浆分异型钒钛磁铁矿
在四川攀西地区已开采两个特大型铁矿床(攀枝花铁矿和红格铁矿)预测该区铁矿资源潜力为200亿吨。
3)“梅山式”玢岩型铁矿。主要分布于长江中下游宁芜地区,已开采梅山、凹山、姑山、东山和南山等大中型铁矿。预测资源潜力30亿吨。
4)“大冶式”接触交代型铁矿。主要分布于鄂东一带,已开采铁山、程潮、张福山、灵乡等大中型铁矿,预测资源潜力10亿吨。
5)“邯邢式”接触交代型铁矿。主要分布在华北地台上,已开采张家洼、西寺门、塔尔山等大中型铁矿,预测资源潜力10亿吨。
6)“石录式”沉积改造型铁矿。主要分布海南省,已开采石录铁矿,预测资源潜力5亿吨。
7)新疆蒙库海相火山—侵入型铁矿。主要分布在新疆,已开采蒙库铁矿,预测资源潜力10亿吨。
此外,还有一些地区,如江西、云南、甘肃等地的大中型铁矿山没有纳入预测中,因此大中型铁矿山的资源潜力还有一定的增加,而且随着工作程度和认识水平的提高,以及预测深度的增大,我国铁矿资源潜力还会有增长,因此,我国铁矿资源的远景可达700亿吨。
综上所述,我国铁矿找矿潜力最大的工业类型是“鞍山式”沉积变质型铁矿,其次是“攀枝花式”岩浆型钒钛磁铁矿、“大冶式”和“邯邢式”接触交代型铁矿、“梅山式”玢岩型铁矿等。这些类型不仅是生产矿山开发的主要类型,也是新一轮铁矿找矿的主要方向。其中,最具有找矿潜力的区域是:鞍本铁矿成矿区、冀东铁矿成矿区、攀西成矿区、宁芜-庐枞铁矿成矿区、鄂东铁矿成矿区、鲁中铁矿成矿区、邯邢铁矿成矿区,以及西部新区。这些地区应当成为我国新一轮铁矿勘查的重点并加以部署。
在新一轮铁矿地质勘查中要重视新技术方法的集成,特别要重视通过多年勘查工作总结的成熟的铁矿成矿地质理论的应用,如沉积变质铁矿向斜(形)控矿、接触交代型铁矿阶梯式分布等;特别要重视物探方法的高精度—弱信息技术的研究和应用,即航空物探和地面高精度磁测技术、重磁联合反演技术,以及低缓磁异常以及复杂磁异常弱信息提取技术等的集成和应用,尤其空(航空)地(面)井(测井)联合反演技术的应用,将对我国铁矿勘查工作起到重要作用。

17

主题

81

铜板

1

好友

助理工程师

Rank: 5Rank: 5

积分
148
 楼主| 发表于 2010-12-18 23:02 | 显示全部楼层
第三部分   锰矿成矿预测理论与方法
一、我国锰矿床主要类型
我国锰矿床的主要类型有海相沉积锰矿床、沉积变质锰矿床、层控铅锌铁锰矿床、沉积—热液锰矿床和风化锰矿床等(表5)。
表5  我国锰矿床分类表
类  型        亚  类        实  例
海相沉积锰矿床        产于硅质岩、泥质灰岩和硅质岩中的碳酸锰矿床        广西下雷锰矿床
        产于黑色页岩中的碳酸锰矿床        湖南湘潭锰矿
        产于细碎屑岩中的氧化锰、碳酸锰矿床        辽宁瓦房子锰矿
        产于白云岩、白云质灰岩中的氧化锰、碳酸锰矿床        云南白显锰矿床
        产于火山沉积岩系中的氧化锰、碳酸锰矿床        新疆莫托沙拉锰矿床
沉积变质锰矿床        产于热变质或区域变质岩系中的氧化锰矿床        陕西黎家营锰矿床
        产于热变质或区域变质岩系中的氧化锰、碳酸锰矿床        湖南棠甘山锰矿床
层控铅锌铁锰矿床                湖南后江桥锰矿床
沉积—热液锰矿床                山西硐沟锰(银)矿床
风化锰矿床        由沉积含锰岩系或锰矿床经风化形成的锰帽矿床        广西东平锰矿床
        由沉积—热液锰矿床经风化形成的锰帽矿床        广东小带锰矿床
        由热液型贵金属、多金属矿床经风化形成的锰帽矿床        湖南七宝山铁锰矿床
        淋滤型锰矿床        福建兰桥锰矿床
        第四纪堆积锰矿床        广西思荣锰矿床
二、我国锰矿资源特征
1、我国锰矿的时空分布
我国锰矿的分布极不均匀,广西、湖南、贵州、四川、辽宁和云南6省(自治区)占全国总储量的90%,一些省(市、自治区)如黑龙江、浙江、上海、山东、宁夏、西藏、台湾尚无锰矿产地。
中国锰矿资源主要赋存在广西、湖南、贵州、云南等省(区),广西锰矿储量占全国锰矿储量的31%,湖南占21%。
中国锰矿主要有8大矿区:
(1)广西锰矿区。主要有大新锰矿和靖西湖润锰矿,储量分别有1.28亿吨和2300万吨。
(2)湖南、贵州、重庆交界地区。此区有锰矿区9处,保有锰矿储量0.77亿吨,其中:湖南花垣民乐锰矿储量2800万吨。
(3)贵州遵义地区。有锰矿区8处,保有锰矿储量4100万吨,其中遵义锰矿储量3200万吨。
(4)辽宁朝阳地区。保有锰矿储量4000万吨,其中瓦房子锰矿储量3300万吨。
(5)云南东南地区。有锰矿区12处,保有储量4000万吨,其中:建水锰矿储量694万吨,斗南锰矿储量1303万吨。
(6)湖南湘中地区。有锰矿区18处,保有锰矿储量3045万吨,其中湘潭锰矿储量996万吨,桃江锰矿储量952万吨,宁乡棠甘山锰矿,储量433万吨。
(7)湖南永州道县地区。此区有东湘桥和后江桥两个锰矿,永州东湘桥锰矿储量431万吨,道县后江桥锰矿储量2935万吨。
(8)陕西汉中大巴山地区。有锰矿7处,保有储量为2402万吨,其中:天台山锰矿储量813万吨,宁强黎家营锰矿储量220万吨,城口高燕锰矿储量1085万吨。
以上8个锰矿区,保有储量4.67亿吨,占全国储量的82%,属我国重要锰矿基地。
我国锰矿床的产出时代除白垩纪和第三纪以外,从前寒武纪到第四纪均有产出,其中以前寒武纪和泥盆纪的资源/储量为最多,其次分别为第四纪、奥陶纪、二叠纪、三叠纪等。
2、我国锰矿资源/储量在不同矿床类型中的分布
(1)海相沉积型锰矿:其时代主要为震旦纪、奥陶纪、泥盆纪、二叠纪和三叠纪;含锰岩系主要为含锰黑色页岩系、含锰杂色泥质岩系、含锰碳酸岩系和含锰磷质岩系。主要分布于扬子地台及其周边地域,其资源/储量达3亿吨。
(2)沉积变质型锰矿:主要为元古界变质岩系中的锰(银)矿,分布于华北地台北缘,资源量达5000万吨。
(3)风化型氧化锰矿:主要分布在北纬23°带(北纬22°~24°)内,已有千万吨级以上的氧化锰矿床9个:
①广西木圭锰矿(2468.8万吨);
②广西东平锰矿(1622.3万吨);
③广西龙怀锰矿(1000万吨);
④广西八一锰矿(1107.4万吨);
⑤广西平乐锰矿(1075万吨);
⑥(新发现的)广西宁干锰矿(1000万吨);
⑦(新发现的)广西龙邦锰矿(1000万吨);
⑧云南斗南锰矿(1569.4万吨);
⑨云南白显锰矿(1136.7万吨)。
9个氧化锰矿床的资源/储量达1.20亿吨,加上其他的氧化锰矿床,在北纬23°带内氧化锰矿的资源/储量达1.5亿吨。
3、我国锰矿资源基本特点
(1)矿产地多。目前锰矿区有237处,与世界大多数锰资源国只有少数几个或一个大矿床形成鲜明对比。
(2)锰矿资源相对缺乏。截至1999年底,我国锰矿保有储量中基础储量1.97亿吨,仅占世界基础储量108.6亿吨的1.81%。
(3)地理分布极不均匀。我国锰矿资源/储量的86%集中于中南区和西南区。
(4)矿床规模较小。资源/储量超过1亿吨的仅1处(下雷锰矿);大型(≥2000万吨)5处,其资源/储量占锰矿总资源/储量的41%;中型(200万~2000万吨)54处,占总资源/储量的46%;其余为小型。
我国大型锰矿床是:
①广西下雷锰矿,资源/储量13159.6万吨;
②辽宁瓦房子锰矿,资源/储量3765.8万吨;
③贵州遵义锰矿,资源/储量3635.4万吨;
④湖南民乐锰矿,资源/储量2969.8万吨;
⑤广西木圭锰矿,资源/储量2468.8万吨。
5个大型锰矿床的资源/储量为2.60亿万吨。
(5)贫矿多、富矿少。我国锰矿石平均品位约22%,符合国际商品级的富矿石(Mn≥48%)缺乏。我国富矿石(氧化锰≥30%,碳酸锰矿≥25%)资源/储量仅占全国总资源/储量的6.7%。
(6)矿石质量差。高硅、高磷、高铁锰矿石在我国占有较大的比例,有些矿石结构复杂、粒度细、选矿难度大。
(7)有一定数量的共伴生矿床。在237个矿区中,有锰的共伴生矿25个,以锰为主的矿区17个。共伴生组分主要是Pb、Zn、Ag、Co。
(8)开发利用条件差。我国锰矿规模偏小,难以充分利用现代化工业技术采掘。适合露采的矿区69处,几乎全为小矿;需地下开采的原生矿大多矿层薄、倾角缓、埋深大。我国大部分锰矿石产自县办及民采矿山。目前我国已开发利用的锰矿山115处(不含近年来民采矿小矿床、点),共保有资源/储量33025.1万吨,其中保有基础储量17096.2万吨;可供设计规划矿区41处,保有资源/储量8864.7万吨,其中保有基础储量1882.8万吨;暂难利用的矿区58处,保有资源/储量11859.5万吨,其中保有基础储量2343.8万吨。较难利用的原因:矿石太贫、难选、交通条件差,构造、水文条件复杂等。
三、我国锰矿勘查的理论和经验
(一)海相沉积型锰矿床
1、成矿条件及找矿思路
我国的海相沉积型锰矿床主要分布在扬子地台周边地域内。通过对扬子地台及周边锰矿成矿条件的分析,以及以往和近期锰矿找矿实践的总结,对海相沉积锰矿应按盆地—岩相(含锰岩系)—锰矿层—褶皱构造形变的思路进行找矿。
扬子地台周边主要成锰沉积盆地划分为两种板块构造背景和8种成锰盆地类型(表6),其分布见图36。
主要含锰岩系为:
(1)含锰黑色岩系
①下震旦统大塘坡组、湘锰组
②中奥陶统磨磨刀溪组
③上奥陶统五峰组
表6                          扬子地台周边主要成锰沉积盆地类型
板 块构 造背 景        盆地类型及实例        地 质
时 代        基 底
性 质        盆地构造位置        地球
动力
成因        主要成锰作用        主 要
矿 床









境        拗

槽        ⑴龙门山—锦屏山盆地        O2、O3        T        陆块边缘        断陷        热水(?)、化学、生物化学        轿顶山
                ⑵丽江—鹤庆盆地        T3        T        板块边缘        断陷        热水        鹤  庆
        被动
陆缘
裂谷        ⑶黔湘盆地        Z1        T        陆块边缘          拉张、断裂        热水、(生物)化学        松 桃、
湘  潭
                ⑷秦巴盆地        Z2        T        陆块边缘          拉张、
断裂        热水(?)(生物)化学、洋流上涌        屈家山、
高燕
                ⑸湘中盆地        O2        T        陆块边缘          挤压、
断陷        (生物)化学、重力流        桃  江
                ⑹桂南盆地        D3        C-T        板块边缘          走滑、
拉张        热水、重力流        下  雷
                ⑺桂北盆地        C1        C-T        板块边缘          走滑、
拉张        热水(?)、化学、重力流        龙  头
        转换
拉张
裂谷        ⑻南盘江盆地        T2        C-T        板块边缘          走滑、
拉张        (生物)化学、重力流         斗  南、
白  显
                ⑼桂西南盆地        T1        C-T        板块边缘          走滑、
拉张        化学        东  平
        内克
拉通        ⑽黔北盆地        P2        C        板内        拗陷        热水(?)、化学        遵  义
        残留
洋盆        ⑾孟连—澜沧盆地        P1        O        板块边缘        断陷        热水(?)、化学        河边寨(?)



境        弧前        ⑿摩天岭盆地        Pt2-3        O        陆块边缘        断陷        受变质或改造        黎家营
        弧后        ⒀澜沧盆地        Pt3        O        陆块边缘        断陷        受变质或改造         巴  夜、
勐  宋
        弧间        ⒁龙胜—城步盆地        Pt3        O        陆块边缘        断陷        受变质或改造        清  源
注:基底性质:C¬¬—大陆壳;T—过渡壳;O—大洋壳。
(2)含锰杂色泥质岩系
①上震旦统陡山沱组(屈家山)
②上二叠统乐平组
③中三叠统法郎组(斗南)
(3)含锰硅质(硅泥灰质)岩系
①上泥盆统榴江组和五指山组
②下二叠统当冲组/孤峰组
③上三叠统松桂组
(4)含锰碳酸盐岩系
①中奥陶统巧家组
②下石炭统大塘组
③中三叠统法郎组(白显)
(5)含锰磷质岩系
①上震旦统陡山沱组(城口)
②下寒武统宽川铺组
(6)含锰火山—沉积岩系
①“碧口群”下亚群下岩组
②中上元古界澜沧群惠民组
2、典型矿床及近期找矿成果
(1)广西下雷锰矿及外围找矿
该锰矿赋存于上泥盆统五指山组硅泥质含锰岩系中,由上、中、下三层锰矿组成。矿区为一近东西走向,向西抑起的向斜构造(图37、38)。

   累计探明资源/储量1.31亿吨,碳酸锰矿石平均品位:Mn22.07%,TFe6.18%,P0.118%,SiO223.01%;氧化锰矿平均品位Mn32.81%,TFe9.58%,P0.158%,SiO223.55%。
2003年在下雷锰的外围湖润-爱屯一带开展国土资源大调查,在向斜中发现了碳酸锰矿层,其特征与下雷锰矿相似(图39、40),I层矿厚0.74米,II层矿厚0.6~4.96米,III层矿厚1.24米,通过工作,共获锰矿333+334资源量460万吨。碳酸锰矿石品位:Mn20.22%,TFe8.89%,P0.063%,SiO224.56%;氧化锰矿石品位:Mn16.87~44.33%,TFe6.60~11.80%,P0.084~0.279%,SiO27.60~29.80%。


图40  下雷—湖润评价区P27剖面图示意图
(2)重庆市城口锰矿
该锰矿位于扬子地台北缘坳陷中,分布于上震旦统陡山沱组含锰磷质岩系中。1991年在矿区高燕矿段(图41、42)进行勘查,提交锰矿资源储量1085.2万吨,锰矿石品位:Mn21.43%,TFe1.72%,P0.213%,SiO220.81%。由于锰矿层产于含锰磷质岩系中,磷含量较高,难以利用。


2003在城口一带开展国土资源大调查,通过对该区锰矿成矿条件的分析研究,特别是引进了国内关于锰矿在沉积环境中锰磷分异的条件的研究成果,即沉积环境的PH值控制了锰和磷的沉积。
PH=7.78是磷酸钙沉淀与菱锰矿沉淀的一条重要的分界线,这对于菱锰矿来说相当于酸碱度“阈值”,即当PH<7.78时菱锰矿不可能发生沉淀,而磷酸钙却可以在菱锰矿不能沉淀的很大的PH值范围内(PH=4.46~<7.78)沉淀。因此,可以把自然界磷锰互层的现

图43  P、Mn及有关矿物沉淀时的PH值
象,解释为海水溶液PH值周期性波动的结果。即当PH<7.78时,胶磷矿沉淀,与其共生的有方解石、黄铁矿、菱铁矿及硅质,此时MnCO3不沉淀,并且在弱还原条件也不会沉淀出Mn2O3等,从而实现了磷锰分离。随着溶液中磷不断析出、浓度下降和PH值逐渐增大至超过7.78时,菱锰矿开始沉淀。此时参与菱锰矿沉淀的磷酸钙含量不会很大,形成的是碳酸锰矿层(共生的矿物有方解石、菱铁矿、重晶石、硅质等)。以上理论分析可以说明:(1)锰矿层中的含磷量,取决于前期磷酸钙沉淀的程度;(2)由于形成菱锰矿和磷酸钙的反应均不是氧化还原反应,因此影响P、Mn分离的关键,是PH值的变化;Eh值只是对共生矿物组合有控制作用。
通过对上述锰磷分异研究成果的应用,在高燕矿段采用分层采样方法重新采样,即把碳酸锰矿层和含锰的磷矿层分别采样,取得良好的效果,锰矿层中的磷含量大大降低,并成为优质富锰矿。这一成果不仅救活了高燕锰矿,而且进而在高燕外围全面开展了以锰矿资源评价的国土资源大调查工作,最终提交锰矿333+334资源量2347.1万吨。其中优质锰矿1300万吨,锰矿找矿取得了重在突破。
(3)湖南响涛源-祖塔锰矿
该锰矿是产于中奥统磨刀溪组黑色岩系中的锰矿床(图44)。
锰矿呈层状产出,赋存于六通公向斜内,在向斜南翼南士冲矿段获锰矿资源/储量783.80万吨,后在向斜北翼木鱼山矿段获锰矿资源/储量460万吨。响涛源锰矿共获锰矿资源/储量1243.8万吨。锰矿石品位:Mn18.81%,TFe2.1%,P0.053%,SiO215.92%,CaO15.27%,MgO3.28%,Mn/Fe=8.96,P/Mn=0.0028,锰矿石属低磷低铁高钙自熔性优质锰矿石。
2001年~2004年在响涛源-祖塔一带开展国土资源大调查,在六通公向斜以南的斗笠山向斜,梅岭仑向斜和冲天蜡烛向斜开展锰矿找矿。
通过地表和深部钻探工作,在梅岭仑向斜北翼的黑油洞矿段、南翼毛腊矿段发现锰矿层,此两矿段的锰矿在向斜核部相连形成一个完整的矿层;在冲天腊烛向斜北翼的月山铺矿段,向斜南翼的祖塔矿段亦发现较大规模的锰矿层,经钻探工程控制,锰矿在向斜内延深达300~400米,向斜核部较深,目前还未控制。
通过国土资源大调查和尔后进行的矿产资源补偿费地质工作,在该区新增锰矿333+334资源量1337.07万吨,其中优质锰矿资源量897.96万吨。
(4)云南砚山县斗南锰矿
该锰矿是产于中三叠统法郎组含锰杂色泥质岩系中的锰矿床,地表为锰帽型氧化锰矿,深部原生锰矿为灰质氧化锰矿和碳酸锰矿。锰矿层主要分布在斗南向斜中。(图45、46)。
    勘探工作主要在戛科矿段和白姑矿段进行,共提交锰矿资源/储量1569.4万吨。该锰矿质量好,为低磷低铁低硫自熔-碱性锰矿石。锰矿石品位:Mn23.45%,TFe2.49%,P0.048%,S0.062%,SiO217.70%。
2003年在斗南矿区外围开展国土资源大调查,在岩子脚矿段,大菁矿段和龙潭等矿段相继发现了锰矿(图47)。通过工作,共新增333+334锰矿资源量1172.73万吨,矿石品质亦为低磷低铁低硫自熔-碱性锰矿石。

(二)风化型氧化锰矿
1、成矿条件分析及找矿思路
氧化锰矿主要分布在我国南方,尤其是在北纬23°带[以北纬23°为中心,南到北纬21°,北至北纬24°,东起福建沿海,西止云南边界的地域,其东西长1500km,南北宽200km,面积约300000km2的范围(图48)]内,氧化锰矿床分布最多,在此地域内已探明的锰矿资源/储量占全国探明的锰矿资源/储量的41.28%,其中氧化锰矿资源/储量占全国氧化锰矿资源/储量的70%。因此,北纬23°带是我国氧化锰矿的主要分布地带(图48)。
(1)北纬23°带氧化锰矿特征(表7)
表7                        北纬23°带氧化锰矿特征
矿区名称        维度位置        原生锰矿(胚)类型        时代        氧化深度(m)        产出形式        矿床类型        矿床规模
云南巴夜锰矿        21°50′        锰榴石英岩蔷薇辉石        元古代        50-60        线状        锰帽型        百万吨
广东新榕锰矿        22°36′        碳酸锰、含锰粘土岩        中泥盆世        60        线状面状        锰帽型
淋积型        千万吨
广西龙邦锰矿        22°50′        碳酸锰        晚泥盆世        200        线状        锰帽型        千万吨
广西下雷锰矿        22°54′        碳酸锰        晚泥盆世        50-100        线状        锰帽型        千万吨
广西木圭锰矿        23°26′        碳酸锰        晚泥盆世        50-80        线状        锰帽型        千万吨
广西钦州锰矿        21°57′        含锰硅质岩        晚泥盆世        50        面状        淋积型        千万吨
广西宁干锰矿        23°10′        碳酸锰、含锰硅质岩        早石炭世        50-60        线状        锰帽型        千万吨
广西龙头锰矿        24°15′        碳酸锰        早石炭世        30-50        线状        锰帽型        百万吨
广西板苏锰矿        22°30′        含锰硅质岩        早石炭世        60        点状        岩溶型        几十万吨
福建兰桥锰矿        25°24′        含锰硅质岩        晚石炭世
早二叠世        50        点状        岩溶型        百万吨
广西八一锰矿        23°57′        含锰灰岩、页岩        早二叠世        30-50        面状        淋积型        千万吨
广西东平锰矿        23°20′        含锰粘土岩        早三叠世        60-80        面状        淋积型        千万吨
云南老乌锰矿        23°36′        碳酸锰、含锰硅质岩        中三叠世        50-80        线状面状        锰帽型
淋积型        百万吨
①氧化锰矿分布广而集中
在北纬23°带内已知氧化锰矿床大小百余处,集中分布区为广东的梅州、罗定;广西的木圭、东平、天等、靖西;云南斗南、景洪等地。
②氧化深度大
北纬23°带内已知的氧化锰矿床的氧化深度一般在50-60m,最深可达200m,与北纬23°带以外的同类氧化锰矿床相比,带内锰矿床的氧化深度比带外锰矿床的氧化深度大一倍以上。
③矿床规模大、品位富
在北纬23°带内的氧化锰矿床,其规模一般为大到中型,其中千万吨级的氧化锰矿有9个。这些氧化锰矿床不仅规模大,而且品位富,一般含锰为23—45%,其中含锰大于30%的富矿石占1/3—1/2,且含磷较低,一般为0.01-0.2%,达优质富锰矿标准。
④矿源(矿胚)层可氧化成大矿
这是北纬23°带内氧化锰矿床的一个重要特点。如广西东平氧化锰矿,产于下三叠统北泗组内,矿源(矿胚)层为含锰泥质页岩、含锰硅质岩,夹贫碳酸锰矿。矿源(矿胚)层含锰8-10%,厚度几厘米到十几厘米,不具工业价值。但风化后形成淋积一迁聚型氧化锰矿,矿层厚度增大到3-5cm,含锰(净矿品位)23-35%,达优质富锰矿标准,矿床规模达千万吨以上。又如广西八一锰矿,产于下二叠统孤峰组内,含锰岩系厚21-43m,矿源(矿胚)层为含锰灰岩,含铁锰质生物碎屑硅质灰岩,局部有碳酸锰小透镜体,风化后形成淋积-迁聚和凝聚型氧化锰矿,氧化锰矿体厚0.12-6.2m,平均2.3m,含锰(净矿品位)27-33%,达优质富锰矿标准,矿床规模亦达千万吨。
○5氧化锰矿床的产出形式具点、线、面特征
带内氧化锰的产出形式与矿床类型密切相关。由原生碳酸锰矿形成的锰帽型氧化锰矿呈线状分布,其长度达几百米至十几千米,因此可形成千万吨的大型氧化锰矿;由矿源(矿胚)层形成的淋积—迁聚、凝聚型氧化锰矿呈面状分布,其面积达几平方千米到上百平方千米,也形成千万吨级的大型矿床;由构造—喀斯特溶洞形成的岩溶型氧化锰矿呈点状分布,矿床规模一般为中小型,但多为富矿。
○6氧化锰矿体埋藏浅
北纬23°带内氧化锰体埋藏浅,一般埋深为5-60m,最深达200m。大部分氧化锰床均可露天开采。
○7氧化锰矿赋存部位受构造和地貌控制
北纬23°带内的氧化锰受褶皱构造和地貌控制。锰帽型氧化锰主要赋存于褶皱构造的两翼;淋积—迁聚型氧化锰矿赋存于向斜构造和地貌洼地内;岩溶型氧化锰矿赋存于由断裂构造形成的岩溶洼地和洞穴中。
(2)北纬23°带氧化锰形成条件分析
○1丰富的原生沉积锰矿层(矿胚层)
北纬23°带内的沉积锰矿层(矿胚层)有元古界澜沧群惠民组中的锰榴石英岩,上泥盆统五指山组中的碳酸锰矿层,下石炭统大塘阶及上石炭统壶天组中的碳酸锰矿层和含锰硅质岩,下二叠统孤峰组中的含锰粘土岩和含锰硅质岩,下三叠统北泗组中的含锰粘土岩,中三叠统法郎中的碳酸锰矿层和含锰粘土岩等。在这些锰矿层中不仅探获了占全国锰矿资源/储量40%的碳酸锰矿,而且为氧化锰的形成提供了丰富的物源。
○2良好的自然条件
北纬23°带主要分布在北回归线以南,为我国的热带地区。是我国热带季风雨林砖红壤性红壤地带分布区,其气候特点是四时皆夏,一雨成秋。
Ⅰ、季风交汇,年积雨量大
在我国境内有三种季风,即东南夏季风,西南季风和西北冬季风。在23°带内的南岭一带是我国的三大季风交汇部位,在南岭以南的北纬23°带内,受季风的(尤其是东南夏季风)影响强烈。季风带来强的降雨,在23°带内年积雨量达1500-2000mm,在山地迎风坡处,年积雨量更大,可达2500mm以上。这种积雨环境,为锰的碳酸盐和硅酸盐矿物的氧化水解以及Ca、Mg等元素的流失和氧化锰矿的富集提供了条件。在我国东南沿海一带,由于海洋的影响,以及武夷山的阻滞,东南夏季风向北东方向漂移,自然氧化环境亦局部北移。因此,在闽西和粤东一带的氧化锰矿分布范围超过北纬23°,达到北纬24°-26°范围。
Ⅱ、气候炎热、年积温高
在北纬23°带内,是我国热量最丰富的地区,日平均气温≥10℃,年平均气温20-26℃,平均气温高于25℃的日数达150天以上,年稳定积温为7000℃-9500℃。这样的积温环境,为原生锰矿层(矿胚层)的物理化学风化提供了良好的条件。
Ⅲ、季雨林型常绿阔叶林广布,微生物活动强烈
在北纬23°带内季雨林型常绿阔叶林广布,覆盖了区内的大半范围。阔叶林的根系发育,有机土层厚度大,这为锰矿的生物化学作用提供了良好条件。此外,常绿阔叶林的覆盖,对已形成的氧化锰矿还起到保护作用,使其不被剥蚀而保留下来,形成规模较大的氧化锰矿床。
以上表明在我国北纬23°带内具有氧化锰形成的有利条件,还有较大的资源潜力。因此,在我国进一步开展氧化锰找矿工作,应主要部署在北纬23°带范围内。
2、典型矿床
(1)广西靖西县龙邦—壬庄锰矿
该锰矿分布在下雷—灵马坳陷的西端,是近期开展国土资源大调查发现的一个锰矿床,地表以下50-100米为锰帽型氧化锰矿,深部为原生碳酸锰矿。
锰矿层赋存于上泥盆统五指山组硅泥质含岩系中,有三层锰矿(Ⅰ、Ⅱ+Ⅲ层锰矿)。矿区的褶皱控制着锰矿分布,龙邦复式背斜是区内的主体构造,背斜两翼的次级向斜构造控制了锰矿的分布(图49、50)
通过工作,共获锰矿333+334资源量903万吨,主要为氧化锰矿石,其品位Mn20.78-46.56%,平均35%。

TFe3.65-25.03%,平均7.36%,
P 0.025-0.215%,平均0.088%,
SiO23.89-55.30%,平均19.79%,
Mn/TFe 1.15-9.90,平均5.53,
P/Mn 0.001-0.005,平均0.003
氧化锰矿石的品级为优质氧化锰矿石。
深部碳酸锰矿石品位:Mn15.48-25.45%,TFe4.2-4.58%,P0.06-0.095%,SiO216.32-26.60%。
(2)广西足荣-东平锰矿
该锰矿为锰帽型和淋积型锰矿床(图51),分布在摩天岭复式向斜的次级向斜中,赋矿地层为下三叠北泗组含锰硅质岩系中,原生含锰泥质灰岩多达13层(图52),呈薄-层级状产出。
含锰泥质灰岩锰品位仅3.60%-10%,不具工业要求,但风化富集后形成工业锰矿层。
锰矿层赋存于那社、龙怀和江城等次级向斜中,平面上呈“蛇形”展布。矿区内普遍出露Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ矿层,Ⅰ矿层长12.52km,Ⅱ矿层长13.43km,Ⅲ矿层长13.10km。

通过国土资源大调查和那社矿级详查,共获氧化锰矿石333+334资源量1288.20万吨,Mn8-22%,经水洗后氧化锰净矿含Mn达18-40%。
四、我国锰矿资源潜力预测
截止1998年底,我国锰矿保有资源/储量为6.65亿吨,其中储量1.23亿吨,基础储量1.99亿吨,资源量3.43亿吨。
1999年国土资源大调查项目开展以来,实施的“优质锰矿资源评价”项目累计估算锰矿资源量(333+334)13250.26万吨(已审查的项目提交10495.73万吨,待审查的项目提交2236.05万吨,正在执行的项目初步估算518.48万吨)。铁锰矿10400.13万吨(已审查提交)。
根据锰矿成矿条件和地质勘查程度,我国锰矿资源潜力为3—4亿吨。具体分布如下:
1、桂西南锰矿富集区预计锰矿资源量在1.2亿吨左右。
2、巴山锰矿富集区锰矿资源潜力3400万吨左右,其中优质锰矿1300万吨左右。
3、湘中锰矿富集区优质锰矿资源潜力在1000-2000万吨以上。
4、滇南锰矿富集区锰矿资源潜力2200万吨左右,其中优质锰矿1100万吨左右。
5、松(桃)花(垣)秀(山)锰矿富集区锰矿资源潜力5000万吨左右,其中优质锰矿1000万吨左右。
6、滇东北-黔西北锰矿富集区优质锰矿资源潜力在1000-2000万吨以上。
7、四川龙门山铁锰矿富集区优质锰矿资源潜力1000-2000万吨。
8、滇西南富集区:优质锰矿资源潜力1000-2000万吨。
9、湘南—粤西北富集区,氧化铁锰矿资源潜力1亿吨。
10、闽西南—粤东北富集区:优质锰矿资源潜力500-1000万吨。
11、晋冀蒙交界富集区:优质锰矿资源潜力2000万吨。
12、西天山富集区:优质锰矿资源潜力500-1000万吨。
13、陕西南秦岭锰矿富集区:优质锰矿资源潜力500-1000万吨。




作   者   简   介
王永基:湖北郧县人,1938年出生,1961年毕业于中南矿冶学院地质系。中国冶金地质总局中南局原总工程师。教授级高级工程师,李四光地质科学奖获得者。长期从事铁、锰、铜、金和铅锌矿等固体矿产勘查工作,主持制定《铁、锰、铬矿地质勘查规范》,参与中国工程院重大咨询项目—中国可持发展矿产资源战略研究,发表了《菱铁矿与层状接触交代铁矿床的可能联系》、《褶皱构造与隐伏矿床预测》、《中国北纬23°带氧化锰矿》和《中国铁矿床勘查五十年》等多篇论文。现为国土资源部危机矿山项目监审专家和中国地质调查局项目评审专家。

0

主题

391

铜板

1

好友

工程师

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

积分
420
发表于 2011-4-2 16:58 | 显示全部楼层
下载学习,谢谢分享!

28

主题

8823

铜板

48

好友

资深会员

Rank: 18Rank: 18Rank: 18Rank: 18Rank: 18

积分
3050
发表于 2011-11-11 07:52 | 显示全部楼层

谢谢分享:)

0

主题

5

铜板

12

好友

高级工程师

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
866
发表于 2011-11-12 07:27 | 显示全部楼层
感谢楼主分享
该会员没有填写今日想说内容.

11

主题

4120

铜板

19

好友

高级工程师

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
716
QQ
发表于 2012-3-27 10:32 | 显示全部楼层
多谢楼主的宝贵资料。。。。
回复 支持 反对

使用道具 举报

1

主题

110

铜板

3

好友

技术员

Rank: 3Rank: 3

积分
47
QQ
发表于 2015-4-21 13:29 | 显示全部楼层
老师  您好 您这一成果公开出版了吗 该如何引用?
回复 支持 反对

使用道具 举报

0

主题

9941

铜板

24

好友

高级工程师

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
808
发表于 2015-4-25 15:37 | 显示全部楼层
感谢楼主分享啊。。。。。。。。。。。。。
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

在线客服
快速回复 返回顶部 返回列表