一种隐伏锰矿床勘查方法

摘要

一种隐伏锰矿床勘查方法，该方法首先获取预测区中数据并作为数据样本；再对得到的数据样本进行处理以得到特征值；并将得到的特征值与锰矿床的模型进行匹配确定气液喷溢沉积型锰矿床的中心相、过渡相和边缘相；其次对隐伏锰矿体进行空间展布规律预测；再断裂判别同生断层；恢复含矿岩系的盆地原型；根据控盆、控相、控矿同生断裂的走向，来确定含矿岩系的空间展布方向和规律；根据气液喷溢沉积型锰矿床的中心相、过渡相和边缘相的分布范围，确定勘查靶区的边界和申请探矿权区域的边界，该方法通过确定同生断裂来确定隐伏锰矿床，再通过盆地原型定向，确定成矿期构造与成矿后构造方向，然后通过矿相分带圈边，圈定中心相、过渡相和边缘相范围。

说明书

技术领域

本发明涉及一种隐伏锰矿床勘查方法，属于矿床勘查领域。

背景技术

在现代工业中，锰及其化合物应用于国民经济的各个领域。其中钢铁工业是最重要的领域，用锰量占90％～95％，主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂，以及用来制造合金。其余10％～5％的锰用于其他工业领域，如化学工业(制造各种含锰盐类)、轻工业(用于电池、火柴、印漆、制皂等)、建材工业(玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂)、国防工业、电子工业，以及环境保护和农牧业，等等。总之，锰在国民经济中具有十分重要的战略地位。

现有锰矿床勘查方法，如《浅析柳江县坡皂矿区锰矿勘查类型的确定方法》根据矿体规模、矿体形态复杂程度、矿体有用组分均匀程度和矿体构造复杂程度，来判断矿体是否为锰矿，但这种方法只能应用与规模较小、形态简单、矿体有用组分均匀和构造复杂程度简单的露头矿床，对于结构复杂的深部隐伏锰矿无法起到作用。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种隐伏锰矿床勘查方法；该方法通过专项填图选区，确定同生断裂与地堑盆地分布，通过同生断裂确定隐伏锰矿床，再通过盆地原型定向，确定成矿期构造与成矿后构造方向、盆地原型，然后通过矿相分带圈边，圈定中心相、过渡相和边缘相范围，来确勘察的范围，利用网度优化增效降低钻孔的数量；通过绿色钻探验证提高钻探效率。

实现本发明目的的技术方案为，一种隐伏锰矿床勘查方法，至少包括如下步骤：

(1)专项填图选区，确定同生断裂与地堑盆地分布

(1.1)根据地质数据中地层各组段厚度突变带、沉积岩相的突变带、斜坡角砾岩、气液喷溢中心相的连线和串珠状Ⅳ级地堑的连线来判别同生断裂；

(1.2)根据1/5万矿产调查专项填图对隐伏锰矿体进行空间展布规律预测；

(2)盆地原型定向，确定成矿期构造与成矿后构造方向

(2.1)恢复含矿岩系的盆地原型；

(2.2)根据控盆、控相、控矿同生断裂的走向，来确定含矿岩系的空间展布方向和规律；

(3)矿相分带圈边，圈定中心相、过渡相和边缘相范围

(3.1)获取预测区中喷溢沉积构造数据、菱锰矿体形态、菱锰矿体厚度、菱锰矿体品位、锰矿成矿地质体厚度数据，并且将这些数据作为数据样本；

(3.2)对步骤(3.1)得到的数据样本进行处理得到特征值；

(3.3)将步骤(3.2)得到的特征值与锰矿床的模型进行匹配，以确定锰矿床的中心相、过渡相和边缘相；

(3.4)根据隐伏锰矿体的中心相、过渡相和边缘相的分布范围，确定勘查靶区的边界和申请探矿权区域的边界；

(4)网度优化增效，对工程间距进行优化

(4.1)按照400×400m～600×400m工程间距布设勘探线；

(5)绿色钻探验证，验证和圈定锰矿资源储量

(5.1)判断钻孔所处位置是否为钻进区域或非钻进区域，非钻进区域包括限制区域和不可到达区域，若钻孔所处位置为钻进区域，采用定向钻进的方法钻探，若钻孔所处位置为非钻进区域，则绕开该区域。

对上述技术方案的进一步改进为：所述步骤(1.2)根据1/5万矿产调查专项填图对隐伏锰矿体进行空间展布规律预测，具体通过如下步骤获得：

(1.2.1)在地质数据中遥感影像图上填绘表层地层界线；再在表层地层界线上填绘后生断裂和褶皱；

(1.2.2)划分与锰矿成矿密切相关的专项填图单元；

(1.2.3)根据遥感影像图中专项填图单元相关位置填绘专项填图单元的空间分布范围；

(1.2.4)根据同生断裂，填绘成锰期的同生断裂的空间分布和走向；

(1.2.5)将富锰建造、贫锰建造、含锰建造和黑色页岩建造分布区确定为成矿期地堑盆地；将盖帽白云岩建造分布区确定为成矿期地垒；将成矿期地堑盆地与地垒分布区叠合而成成矿期古地理图；将成矿期同生断裂与成矿期古地理图叠合而成构造古地理图；

(1.2.6)根据构造古地理图进行隐伏锰矿体的空间展布规律预测。

且所述步骤(2.1)恢复含矿岩系的盆地原型，具体通过如下步骤获得：

(2.1.1)按照等间距和1∶500比例尺，分别测制与锰矿成矿期密切相关的各组段沉积相剖面，包括锰矿成矿期下伏地层、成矿期地层、成矿期上覆地层的沉积相剖面；

(2.1.2)绘制成矿前、成矿期和成矿晚期构造-平衡剖面图

(2.1.2.1)沿垂直地层最大厚度方向，确定构造-平衡剖面线以及线上或与线毗邻的相关沉积相剖面；

(2.1.2.2)以成矿前的地层单元顶面为水平线，用直线连接各个柱状剖面，向下绘制各沉积相剖面地层柱状图，划分等时相段和岩段，勾绘环境界线或岩相界线，获成矿前构造-平衡剖面图；

(2.1.2.3)以成矿期的地层单元顶面为水平线，用直线连接各个柱状剖面，向下绘制各沉积相剖面地层柱状图，划分等时相段和岩段，勾绘环境界线或岩相界线，获成矿期构造-平衡剖面图；

(2.1.2.4)以成矿晚期的地层单元顶面为水平线，用直线连接各个柱状剖面，向下绘制各沉积相剖面地层柱状图，划分等时相段和岩段，勾绘环境界线或岩相界线，获成矿晚期构造-平衡剖面图；

(2.1.3)根据各时期构造-平衡剖面图，按照等时面法分别编制锰矿成矿前、锰矿成矿期、锰矿成矿晚期岩相古地理图；

(2.1.4)根据测制各沉积相剖面，按照地层厚度等值线分析法，分别编制锰矿成矿前、锰矿成矿期、锰矿成矿晚期的地层等厚线图；

(2.1.5)根据各时期构造-平衡剖面图、各时期地层等厚线图，确定各时期的同生断裂、地堑盆地和地垒的空间分布，编制锰矿成矿前、锰矿成矿期、锰矿成矿晚期的古构造图；

(2.1.6)将各时期岩相古地理图和古构造图进行叠合，得到锰矿成矿前、锰矿成矿期、锰矿成矿晚期的构造古地理图；

(2.1.7)在各时期构造古地理图进行原型盆地恢复分析，确定控制锰矿成矿的地堑盆地中原生构造与地层格架。

且所述步骤(3.4)中确定勘查靶区的边界和申请探矿权区域的边界是根据地球化学和地球物理定量模型确定。

且所述步骤(3.4)中地球化学定量模型为Mn/Cr元素比值模型和δ

且所述步骤(3.4)中地球物理定量模型为音频大地电磁预测模型。

且所述步骤(5.1)中定向钻进技术为“一孔多枝、一基多孔”定向钻进。

由上述技术方案可知：(1)本方法通过判别同生断裂的存在来判别隐伏锰矿体的存在，并对隐伏锰矿体进行空间展布规律预测；

(2)本方法通过含矿岩系的空间展布方向和规律来进一步判断锰矿体成矿期构造与成矿后构造方向；

(3)本方法通过与模型进行匹配更进一步确定锰矿床的中心相、过渡相和边缘相，以确定勘查靶区的边界和申请探矿权区域的边界；

(4)本方法通过400×400m～600×400m工程间距布设勘探线，对工程间距进行优化。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细具体说明，本发明的内容不局限于以下实施例。

一种隐伏锰矿床勘查方法，包括如下步骤：

(1)专项填图选区，确定同生断裂与地堑盆地分布，地堑是地壳上广泛发育的一种地质构造，为两侧被高角度断层围限﹐中间下降的槽形断块构造，同生断裂处即为地堑盆地处。

(1.1)根据地层各组段厚度突变带、沉积岩相的突变带、斜坡角砾岩、气液喷溢中心相的连线和串珠状Ⅳ级地堑的连线来判别同生断裂；

同生断层是与沉积、火山、地震、流体以及锰矿成矿作用同时发生、持续进行的一种重要而特殊控矿构造类型；因此判断同生断层是否存在，就可以判断锰矿床是否存在；地层厚度突变带的两侧地层厚度相差一倍以上为同生断层的特征之一，沉积岩相的突变带出现盖帽白云岩或黑色页岩为同生断层的特征之一；斜坡角砾岩为地堑盆地中或盆地边缘的角砾状沉积物，地垒与角砾状沉积物之间的连线即为同生断层的特征之一，气液喷溢中心相可由一个或多个喷溢口组成的喷溢口群构成，总体受同生断裂控制，故其中心相长轴的连线为同生断层的特征之一；同生断裂既控制了多个喷溢口组成的喷溢口群线状展布，同时也控制锰矿喷溢沉积就位的Ⅳ级地堑，串珠状Ⅳ级地堑的连线即为同沉积断层的特征之一。

(1.2)根据1/5万矿产调查专项填图对隐伏锰矿体进行空间展布规律预测，其中包括如下子步骤：

(1.2.1)在地质数据中遥感影像图上填绘表层地层界线；再在表层地层界线上填绘后生断裂和褶皱；

(1.2.2)划分与锰矿成矿密切相关的专项填图单元；气泡状富菱锰矿石、块状中品位菱锰矿石、凝灰岩、黑色页岩划分为富锰建造单元；块状中品位菱锰矿石、条带状低品位菱锰矿石、黑色页岩为贫锰建造单元；条带状低品位菱锰矿石、黑色页岩为含锰建造单元；黑色页岩为黑色页岩建造单元；白云岩、灰绿色页岩为盖帽白云岩建造单元。

(1.2.3)根据遥感影像图中专项填图单元相关位置填绘专项填图单元的空间分布范围；

(1.2.4)根据同生断裂，填绘成锰期的同生断裂的空间分布和走向；

(1.2.5)将富锰建造、贫锰建造、含锰建造和黑色页岩建造分布区确定为成矿期地堑盆地；将盖帽白云岩建造分布区确定为成矿期地垒；将成矿期地堑盆地与地垒分布区叠合而成成矿期古地理图；将成矿期同生断裂与成矿期古地理图叠合而成构造古地理图；

(1.2.6)根据构造古地理图进行隐伏锰矿体的空间展布规律预测。

(2)盆地原型定向，确定成矿期构造与成矿后构造方向

(2.1)恢复含矿岩系的盆地原型，含矿岩体与矿床在时间上、空间上和成因上密切相关,是成矿的母岩；具体通过如下步骤：

(2.1.1)按照等间距和1∶500比例尺，分别测制与锰矿成矿期密切相关的各组段沉积相剖面，包括锰矿成矿期下伏地层、成矿期地层、成矿期上覆地层的沉积相剖面；

(2.1.2)绘制成矿前、成矿期和成矿晚期构造-平衡剖面图

(2.1.2.1)沿垂直地层最大厚度方向，确定构造-平衡剖面线以及线上或与线毗邻的相关沉积相剖面；

(2.1.2.2)以成矿前的地层单元顶面为水平线，用直线连接各个柱状剖面，向下绘制各沉积相剖面地层柱状图，划分等时相段和岩段，勾绘环境界线或岩相界线，获成矿前构造-平衡剖面图；

(2.1.2.3)以成矿期的地层单元顶面为水平线，用直线连接各个柱状剖面，向下绘制各沉积相剖面地层柱状图，划分等时相段和岩段，勾绘环境界线或岩相界线，获成矿期构造-平衡剖面图；

(2.1.2.4)以成矿晚期的地层单元顶面为水平线，用直线连接各个柱状剖面，向下绘制各沉积相剖面地层柱状图，划分等时相段和岩段，勾绘环境界线或岩相界线，获成矿晚期构造-平衡剖面图；

(2.1.3)根据各时期构造-平衡剖面图，按照等时面法分别编制锰矿成矿前、锰矿成矿期、锰矿成矿晚期岩相古地理图；

(2.1.4)根据测制各沉积相剖面，按照地层厚度等值线分析法，分别编制锰矿成矿前、锰矿成矿期、锰矿成矿晚期的地层等厚线图；

(2.1.5)根据各时期构造-平衡剖面图、各时期地层等厚线图，确定各时期的同生断裂、地堑盆地和地垒的空间分布，编制锰矿成矿前、锰矿成矿期、锰矿成矿晚期的古构造图；

(2.1.6)将各时期岩相古地理图和古构造图进行叠合，得到锰矿成矿前、锰矿成矿期、锰矿成矿晚期的构造古地理图；

(2.1.7)在各时期构造古地理图进行原型盆地恢复分析，确定控制锰矿成矿的地堑盆地中原生构造与地层格架。

(2.2)根据控盆、控相、控矿同生断裂的走向，来确定含矿岩系的空间展布方向和规律；具体为地堑盆地中锰矿成矿期沉积物厚度中心的连线方向即为含矿岩系的空间展布方向；地堑盆地中不同时期沉积物厚度中心的连线方向；

(3)矿相分带圈边，圈定中心相、过渡相和边缘相范围

(3.1)获取预测区中喷溢沉积构造数据、菱锰矿体形态、菱锰矿体厚度、菱锰矿体品位、锰矿成矿地质体厚度数据，并且将这些数据作为数据样本；

(3.2)对步骤(3.1)得到的数据样本进行处理得到特征值；

具体为获取喷溢沉积构造的喷溢口群长度和宽度，并只保留喷溢沉积构造数据中喷溢口群长度和宽度；对菱锰矿体形态进行赋值，若菱锰矿体为脉状则将该菱锰矿体赋值为A，同理透镜状赋值为B、似层状赋值为C、层状赋值为D等，并只保留菱锰矿体形态中的赋值，提取菱锰矿体厚度，并只保留菱锰矿体厚度值，提取菱锰矿体品位，并只保留菱锰矿体品位数，提取锰矿成矿地质体厚度数据，并只保留锰矿成矿地质体厚度值；

喷溢口群长度和宽度、菱锰矿体形态赋值、菱锰矿体厚度值、菱锰矿体品位数、锰矿成矿地质体厚度值即为特征值。

(3.3)将步骤(3.2)得到的特征值与锰矿床的模型进行匹配，以确定锰矿床的中心相、过渡相和边缘相；

锰矿床中心相的模型为；喷溢口群长度300-5000m、宽度为150-1800m。菱锰矿体形态为脉状、透镜状、似层状、层状、龟背状、莲花状；菱锰矿体厚度为6-20.0m。菱锰矿体品位为22-30％。锰矿成矿地质体厚度为40.0-95.0m。

锰矿床过渡相的模型为；环喷溢口群长度800-7000m、宽度为300-1500m。菱锰矿体形态为似层状、层状。菱锰矿体厚度为2-6.0m。菱锰矿体品位为18-22％。锰矿成矿地质体厚度为25.0-40.0mm。

锰矿床边缘相的模型为；环喷溢口群长度1000-8000m、宽度为300-1000m。菱锰矿体形态为似层状、层状。；菱锰矿体厚度为1-2.0m。菱锰矿体品位为10-18％。锰矿成矿地质体厚度为15.0-25.0mm。

(3.4)根据隐伏锰矿体的中心相、过渡相和边缘相的分布范围，确定勘查靶区的边界和申请探矿权区域的边界；在本实施例中根据地球化学和地球物理定量模型确定勘查靶区的边界和申请探矿权区域的边界，地球化学定量模型为Mn/Cr元素比值模型和δ

(4)网度优化增效，对工程间距进行优化

(4.1)按照400×400m～600×400m工程间距布设勘探线；

(5)绿色钻探验证，验证和圈定锰矿资源储量

(5.1)判断钻孔所处位置是否为钻进区域或非钻进区域，非钻进区域包括限制区域和不可到达区域，若钻孔所处位置为钻进区域，采用坑内钻探的方法钻探，若钻孔所处位置为非钻进区域，则绕开该区域。坑内钻探即在坑道内施工，隐伏锰矿床由于深度过大，矿体倾向延深大，从而地面施工无法更好的控制矿体，且坑内钻探采用定向钻进技术，定向钻进技术为“一孔多枝、一基多孔”定向钻进。