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​找矿思维成功案例:重庆市城口县锰矿

 新用户21158657 2021-12-09

重庆市城口县锰矿

宋廖源 李建 陈龙 黄治清

(重庆市地质矿产勘查开发局205地质队)

城口锰矿是在“就矿找矿”理念基础上,引入“逆冲推覆构造”理论和“三位一体”找矿理论,通过研究区域构造演化,重建“逆冲叠瓦式”构造格架,建立构造控矿模型和找矿模式,实现重大找矿突破的一次成功案例。
一、任务来源

2011年12月8日,国务院办公厅转发了《找矿突破战略行动纲要(2011—2020年)》,提出2011—2020年全国新增锰矿资源量15×108t的总目标。按照找矿突破战略行动总体部署,国土资源部先后于2011年3月2日、2012年9月14日公告发布了首批47片和第二批31片找矿突破战略行动整装勘查区名单。为加快推进找矿突破战略行动,国土资源部发布了《关于开展2013年度新设整装勘查区遴选论证工作的通知(国土资电发〔2013〕37号)》,决定在全国设立第三批整装勘查区,在此背景下,重庆市国土房管局根据重庆市锰矿潜力评价项目成果,组织重庆市地勘局205地质队编制了《重庆市城口县锰矿整装勘查区实施方案》,并提交申报全国第三批整装勘查区。2013年11月12日,国土资源部发布了《关于设立第三批整装勘查区的公告(2013年第18号)》,“重庆市城口县锰矿整装勘查区”被正式列入全国第三批整装勘查区。

自城口锰矿整装勘查区正式设立以来,中央财政和市级财政共同出资在城口地区开展地质工作,其中由中央财政出资开展基础地质调查工作3项,累计投入经费1310万元;市级财政出资开展锰矿勘查项目5项、科研项目3项,累计投入经费10194万元。

二、找矿思路确定

1958年,四川省地质局石油地质大队在城口地区开展1∶20万城口幅区测工作时,在地表出露的下震旦统陡山沱组地层顶部发现了锰矿体,自此拉开了城口锰矿60多年的勘查序幕,先后发现了高燕、修齐、大渡溪等3个典型矿床,截至2010年,城口锰矿累计探明锰矿石资源量2914×104t,设置锰矿采矿权28宗,设计总开采能力65×104t,锰矿加工企业10家,其中生产硅锰合金企业8家,设计产能达14×104t,另有电解金属锰企业和磁选厂各1家。

城口锰矿位于川、陕、渝3省(市)接壤的重庆市城口县,距重庆主城区330km,大地构造位置位于南大巴山前陆褶皱冲断带,北以城巴断裂为界,南以乌坪断裂为界,整个锰矿带东西长49.0km,南北宽2.0~12.5km,面积386km2

城口锰矿为海相沉积型锰矿,矿体产于下震旦统陡山沱组二段顶部,是在新元古代晚期的罗迪尼亚(Rodinia)超大陆裂解背景下,扬子陆块北缘发生大规模海侵,海底含锰热液在合适的海水深度、pH环境及微生物等的共同作用下沉积形成的,然而在中生代,扬子陆块北缘经历了印支晚期的陆陆碰撞造山和燕山中晚期的陆内造山等多次构造运动,构造积极发育,锰矿体的空间位置受到严重破坏,新生代遭受喜马拉雅期的构造抬升剥蚀作用,最终形成了如今的城口锰矿。

城口锰矿体受断层破坏影响,在地表的露头分布广,大面积分布的矿体露头成为20世纪70-90年代的勘查和开采对象。进入21世纪以来,随着浅部矿体的采空和复杂构造导致矿山开采受阻,城口锰矿开始启动深部找矿,但是勘查深度都没超过500m,并且找矿效果差,勘查工作受阻。

2013年,经国土资源部批准设立城口锰矿整装勘查区后,勘查资金得到保障,但是城口锰矿怎么找?勘查工作如何开展?重庆市地勘局205队在罗远良、黄治清、张华等的带领下,开启了城口锰矿控矿因素、找矿思路和找矿模式的研究。通过分析认为,城口锰矿受沉积相和构造这2个因素控制,沉积相决定锰矿体的形成,而构造决定锰矿体的空间分布。因此提出城口锰矿的找矿突破分2步走:第一步是就矿找矿,通过对高燕、大渡溪和修齐这3个典型矿区开展构造控矿模式研究,解决锰矿体在深部的赋存和展布,为探矿工程的布设和施工提供依据;第二步是在就矿找矿取得突破的基础上,同过对空白区块开展岩相古地理研究,确定空白区块深部的找矿潜力,为今后的勘查工作提供新的找矿靶区。

找矿思路确定后,摆在城口锰矿整装勘查指挥部成员面前的首要问题就是如何来解决矿区构造控矿的问题,通过查阅区域内的构造研究最新研究成果资料,项目组人员发现以前建立的矿区构造格架不符合区域构造演化所形成的构造样式,我们必须摒弃各断块之间为单斜构造这一错误的构造认识,要结合区域构造演化和矿区实际情况,在充分吸收“逆冲推覆构造”理论基础上,重建矿区构造格架,通过理论研究和实际验证相结合的方式共同推动勘查工作的进行。2015—2016年,高燕、修齐和大渡溪3个矿区先后启动开展深部普查工作,各项目组在以往地质工作的基础上,对各矿区开展了精细化地表调查工作,重点调查内容就是各断层、褶皱的性质、分布、延伸等特征。通过开展构造样式与锰矿空间赋存规律的专题研究,提出了城口锰矿在成矿期后主要是受陆内造山运动影响而发育的一套逆冲走滑构造系统控制(图1),形成了一系列逆冲叠瓦式断层构造,这些断层将矿区划分为多个独立的断块,每个断块深部都有锰矿,并且锰矿体延伸和展布严格受构造形态控制。取得这一认识后,我们立即对修齐锰矿深部普查的孔部署进行了优化调整,首先施工1个钻孔揭露已知矿体深部延深情况,见矿;之后在无矿体露头的空白断块施工1个钻孔,见矿。这一连续的深部钻孔见矿,对我们的构造控矿研究成果进行了验证,证明采用的新理论和找矿方法是正确的,为城口锰矿整装勘查区的找矿突破增强了信心。我们及时将这个思路推广到高燕和大渡溪这两个勘查区,同样见矿效果好,找矿方向得到明确。

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图1 城口锰矿整装勘查区构造分带图

就矿找矿阶段取得了找矿突破,那么整装勘查区内的空白区块怎么实现找矿突破呢?我们在中央财政出资开展的2个基础地质调查工作中,都开展了陡山沱末期的岩相古地理研究,圈定出了锰矿有利沉积范围,采用综合地质信息预测方法圈定出5个最小预测区,并圈定8处找矿靶区,其中A类靶区4处,B类靶区2处,C类靶区2处(图2),预测8处靶区远景资源量共16400×104t。在构造控矿研究取得的成果基础上,对红籽村和杨家坝工区这两个A类找矿靶区进行深部钻探验证,3个钻孔均见矿,最大见矿深度1640m,取得了重大找矿突破,极大提高了整装勘查区其他空白区块实现找矿突破的信心。

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图2 城口锰矿整装勘查区最小测区及靶区分布示意图

三、技术方法选择

从提出准确定位深部矿体空间位置是取得找矿突破的关键问题后,结合矿区实际情况,运用了有效的技术手段:大地电磁测深+钻孔验证,引入了“逆冲推覆构造”理论,采用了对微型构造的编录及综合研究,为矿区找矿工作提供了有力支撑。

经过地表填图的初步认识,矿区内构造较复杂,深部构造复杂,断裂控制了矿体的空间分布,为查明深部构造,结合矿区内岩性差异较大而电阻率差异大的特征,本次找矿工作运用了音频大地电磁测深技术手段,为钻孔布设起到了十分重要的指导作用。例如在修齐矿区,通过对17勘探线进行的音频大地电磁测深测量及解译成果,认为矿区F、F1断层为总体倾向北东的陡倾断层,基于此种认识,将原设计布设在矿体南侧的钻孔调整至北侧,通过施工钻孔进行验证,取得成效。同时在大渡溪、高燕矿区也同样采用以上技术方法,均取得了找矿突破,为了解各矿区构造格架提供了重要的地质资料。面上,通过整装勘查区矿产调查与找矿预测项目开展的面积性地质调查,编制勘查区沉积建造构造图,对勘查区含矿建造分布、成矿构造特征进一步的分析研究总结,构建整装勘查区构造格架,城口锰矿位于大巴山逆冲推覆构造带上,由北到南主要断裂依次为城巴大断裂、坪坝-修齐断裂、乌坪断裂,这期间还发育了大量的次级断裂。因此,引入推覆构造理论,结合物探解译成果,构建了矿区以F城、F坪、F乌3条逆冲断层为主形成的叠瓦式逆冲推覆构造,并发育次级“人”字形北倾逆冲断层,与主断裂共同构成叠瓦式推覆构造样式,区内发育少量南倾断层,与主断裂形成对冲形式。断夹块内岩层多表现为紧闭、倒转、倾伏的背斜-向斜对。最终将勘查区划分为几个较大的断块,圈定5个最小预测区并开展矿产综合检查,最终圈定8处锰矿找矿靶区(见图1),并开展音频大地电磁测深+钻探进行验证,施工3个钻孔均见矿,见矿厚度0.56~3.17m,品位16.22%~19.56%,共探获锰矿(333+334?)资源量3664×104t,取得找矿突破。

四、勘查发现过程

城口地区锰矿于1958年首次发现,限于当时工作目的任务,暂未进行资源评价。其后,在面上陆续采用地质测量、槽探和少量浅部坑道揭露,见矿效果较好,于20世纪70—80年代,在高燕地区开展详查和初勘工作,主要采用钻探大致按200m×(100~150)m的勘探网度,提交了1处中型锰矿床,取得重要找矿突破。随后,在大渡溪、修齐等有利地段开展了浅部普查工作。21世纪以来,随着勘查深度的增加,区内深部构造亦趋复杂,找矿效果不尽理想。但是,近几年,根据整装勘查技术要求,引入“层序地层学”“三位一体”及“逆冲推覆构造”等新技术、新理论,选用音频大地电磁测深剖面测量等物探方法,解译城口地区深部构造,推断矿体深部空间位置,采用钻探进行深部验证,在高燕、大渡溪、修齐矿区均取得了阶段重大找矿突破,使得城口锰矿资源潜力由4457×104t提升至超过3.00×108t,探获的(332+333+334?)资源量由2015年年底的4457×104t到目前的2.33×108t。区内矿产勘查工作简介如下:

(一)早期勘查工作及认识

1958年,四川省地质局石油大队提交了《1∶20万城口幅、镇巴幅地质图说明书》,初步建立了区内陆层、构造的基本格架,首次在下震旦统陡山沱组顶部发现有锰矿体赋存,当时未做评价。随后从1967年起,在高燕、大渡溪、修齐、明月、高坪梁等5个矿区开展了普查、详查和初勘等不同程度的找矿工作,

1.高燕矿区

1)1967年年初,四川省地质局205地质队到城口地区进行锰矿检查工作,1970年选择高燕矿区进行详查,1972年勘探1矿段,同时对3、6、7矿段进行了初步普查, 1979年6月提交了《四川省城口县高燕锰矿区初步勘探地质报告》;探获1矿段主矿层氧化矿D级36.79×104t,主矿层原生矿983.92×104t(其中:C级415.64×104t,D级568.28×104t,次矿层表外458.97×104t);3矿段D级储量40.87×104t;6矿段主矿层D级储量24.85×104t,次矿层表外D级储量11.09×104t。其中1、3矿段资源储量估算下标高为+450m,6矿段资源储量估算下标高为+750m。1979年7月,该报告经原四川省地质局以川地发(79)537号文予以认定。矿区历时10余年的地质工作,比较系统地收集了大量地质资料,工作中比较重视构造研究,对4个次级向斜和三级以上断层构造形态、产状、规模基本查清。

2)2002—2006年,四川省冶金地质勘查局604大队对上山坪1、2、3、7号矿体(高燕初步勘探区的6矿段)及4、5、6号矿体(高燕初步勘探区的7矿段)进行了普查地质工作,2006年提交了《重庆市城口县上山坪优质(富)锰矿地质普查报告》,该次工作参照Ⅱ类勘查类型,重点对7矿段的④、⑤、⑥号矿体以(200~300)m×200m的控制网度施工探槽、短坑、结合老硐清理开展了普查工作,勘查下标高为+800m。最终共计提交锰矿石(333+334?)资源量724.48×104t,(333)资源量237.57×104t,其中主矿体④、⑤号矿体(333)锰矿石资源量为180.07×104t,(334?)矿石资源量246.73×104t,其他零星矿体探获(333)锰矿石资源量为57.5×104t,(334?)矿石资源量240.18×104t。该报告于2006年9月以渝国土房管函〔2006〕520号文备案。

3)2006—2008年,重庆市地勘局205地质队开展了城口县高燕矿区锰矿深部普查工作,工作对象为1矿段109~135勘探线间的锰矿体,勘查标高+450~+150m,工程网度(200~300)m×(100~200)m,于2008年提交了《重庆市城口县高燕矿区锰矿深部普查地质报告》,提交锰矿石(333+334?)资源量288×104t,由于工作量的限制,施工的5个钻孔仅ZK127-3控制到了+150m水平,其余钻孔均只控制到+346~+374m水平。该报告以渝国土房管发〔2009〕563号文通过了评审。

4)2010—2014年,重庆市地勘局205地质队在2006—2008年开展的高燕矿区锰矿深部普查的基础上,在原范围内继续开展了高燕锰矿区深部扩大普查工作,工作对象为1矿段,勘查标高+450~±0m,工程网度(200~300)m×(100~200)m,见矿效果较好,于2014年3月提交了《重庆市城口县高燕锰矿区锰矿深部详查第一阶段工作报告——重庆市城口县高燕锰矿区锰矿扩大普查地质报告》,提交锰矿石(333+334?)资源量317.91×104t,其中:主矿层(333)资源量153.99×104t,(334?)资源量148.82×104t; 次矿层(334?)资源量15.10×104t,资源潜力较大。该报告经重庆市地质调查院组织专家审查通过(渝地调矿勘审〔2014〕083号、渝地调函〔2014〕166号文)。

2.大渡溪矿区

1)1975年,四川省地质局205地质队对城口大渡溪锰矿区南部进行质量检查工作,完成1∶1万地质修测6km2,坑探128.4m,槽探180m3,提交了《四川省城口县大渡溪锰矿区质量检查报告》,发现锰矿呈层状、似层状产于下震旦统陡山沱组顶部,并有极薄层磷块矿伴生;估算了1、4号矿体锰矿石资源量,获表外C2级高磷锰矿石215.6×104t,于1976年经省地质局审查批准。

2)1992—1995年,冶金工业部西南地质勘查局604大队在大渡溪矿区南部首次开展了较为系统的锰矿普查工作,采用槽探和坑探等工作手段,按400×300m的控制网度布置探矿工作,圈出了4、5、6、7、8、9、10、12、14、15、16号共11个矿体,矿体控制最大深度为85m(12号矿体)。提交了《四川省城口县大渡溪锰矿区普查地质报告》,对4、7、8、9、10、12、14号共7个矿体进行了资源储量估算,探获D+E级富锰矿石资源量367.9×104t(西南地质勘查局发函〔1995〕地字53号文),其中,优质富锰矿190.0×104t。此次普查工作历时4年,较系统的搜集了大量的地质资料,基本查清了矿区地表和浅部主要褶皱及三级以上断层的构造形态、产状、规模等。报告还浅析了矿区的成矿地质条件,指出矿区深部具较大找矿远景。

3)2009—2011年,重庆市地质矿产勘查开发局205地质队在大渡溪矿区南部开展了深部普查工作,采用钻探工程,结合槽探、生产坑道编录等手段,在60~94线按400m×200m的网度布置8个钻孔,评价12号矿体锰矿资源潜力,竣工钻探进尺2025.37m,2孔见矿,另揭露12-5号矿块的ZK90-1钻孔见矿化,厚0.39m,锰含量7.69%;最大控制深度为460.25m(ZK60-2(75°斜孔)),提交了《重庆市城口县大渡溪矿区锰矿深部普查地质报告》,估算了12-1、12-4、12-5号矿块的锰矿石资源量,新增(333+334?)锰矿石资源量28.85×104t(渝国土房管〔2011〕488号)。该报告通过浅析区内控矿构造特征,指出本区次级构造有浅部南倾、深部向北倾伏的趋势,建议今后该区找矿重点为北部地区,如1、5、15、16号矿体深部。

3.修齐矿区

1)1996—1999年,四川冶金地质勘查局604大队在前人地质资料的基础上开展修齐锰矿地质普查工作,于1999年4月提交了《重庆市城口县修齐锰矿区普查(中间)地质报告》,求得D+E级锰矿石资源量301.89×104t。

2)2008—2010年底,重庆市205地质队在修齐矿区开展了深部普查工作。普查工作在1∶5000矿区地形地质修测的基础上,按Ⅱ~Ⅲ勘探类型,采用生产坑道调查编录结合深部钻探手段对1、3、7、8、9、11、14号矿体进行深部控制,钻探工程按(400~500)m×200m网度布置,共布实施钻孔16个,钻探进尺5024.61m,见矿3个,并提交了《重庆市城口县修齐矿区锰矿深部普查地质报告》,新增锰矿资源量(333+334?)116.93×104t,其中(333)锰矿资源量54.16×104t,占新增锰矿资源量的46.32%(渝地调矿勘审字〔2011〕003号文)。

3)2011—2013年,重庆市地勘局205地质队在修齐锰矿深部普查的基础上开展了详查工作。共施工钻孔9个,见矿6个,对7、9号锰矿体深部进行了资源量估算,共探获锰矿石资源量(332+333+334?)272.72×104t。其中:(332)41.68×104t,(333)182.29×104t,(332+333)223.97×104t,(334?)48.75×104t。在普查的基础上新增(333)以上锰矿资源量169.81×104t,(333+332)锰矿资源量占总资源量的82%(渝地调矿勘审字〔2014〕78号文)。

4.明月矿点

2012年,重庆市地勘局205地质队提交了《重庆市城口县明月锰矿普查阶段性工作总结地质报告》,探获锰矿(333+334?)资源量42.52×104t。由于找矿风险较大,重庆市国土房管局终止了该项目。

5.高坪梁矿点

2014年,重庆市地勘局205地质队提交了《重庆市城口县高坪梁锰矿普查阶段性工作总结地质报告》,探获锰矿(334?)资源量19.2×104t。由于找矿风险较大,重庆市国土房管局终止了该项目。

截至2014年,城口锰矿共提交锰矿(332+333+334?)资源量4457×104t。深部构造的复杂性制约了深部找矿突破。早期对城口锰矿的认识处于一个比较“肤浅”的阶段,认为城口锰矿位于城巴断裂及乌(龙)-坪(坝)断裂控制的一个新元古代断块内,受多期构造活动的影响,矿体零星分布,构造发育,但是对构造控矿模式认识不清,一直认为矿体在断块内为单斜构造,以往施工的钻孔见矿率低,这是早期锰矿找矿工作中的一个普遍现象。

(二)整装勘查工作历程及认识

如何才能找到新的锰矿?重庆市地勘局205地质队罗远良、张华、黄治清等认为,要想取得找矿突破,需重新查清地表地质情况,并加强对构造的调查,目的在于掌握区内陆层分布情况,构造特征,重新梳理区内断层系统。

整装勘查启动以来,新一轮的找矿工作全面展开,通过几个月的地表调查,对以往的地质界线、构造特征、断层延伸以及矿体分布进行了核实和校对,从而取得了新的认识:区内发育断层大多数为北西—南东走向逆冲走滑断层,总体倾向北东,矿体大多数位于断层北盘,总体倾向北东。通过开展构造样式及锰矿空间赋存规律专题研究,引入“逆冲推覆构造”理论,结合矿区构造发育条件,重新构建了整装勘查区构造格架,结合音频大地电磁测深解译成果,初步推测矿体深部埋深及空间展布。首先,在修齐矿区17勘探线实施一条大地电磁测深剖面(图3),通过物探解译,认为矿区F、F1断层为总体倾向北东的陡倾断层,矿体紧邻断层北盘向深部陡倾延深,基于此种认识,将原设计布设在矿体南侧的钻孔调整至北侧,随即施工钻孔ZK17-3进行验证,于+345m标高见矿,见矿厚度0.84m,品位21.34%,初步验证了之前推断;之后,选择在修齐矿区2号勘探线施工钻孔ZK2-1,该孔位于由F1断层控制的1、7号矿体之间无矿体露头部位,于+390m标高,埋深790m见矿,见矿厚度1.19m,品位20.92%,验证了矿区以F1断层控制的各零星矿体为一个整体,其深部是相连的,由于受断层的破坏导致矿体露头不连续;接着,在修齐矿区5号勘探线布设钻孔ZK5-3(图4),探索F1断层南盘的空白区块,该区块的地表无矿体出露,钻孔于标高+390m、埋深620m见矿,见矿厚度2.45m,品位22.85%,首次在空白区块深部揭露了全隐伏的锰矿体,进一步证实了区内锰矿体是在成矿后期受逆冲叠瓦断层构造破坏后分布在各断块内的。在此基础上,我们将矿区划分为4个较大且连续的断块,结合勘查工作绩效目标,有针对性地在各断块内布置钻探工作,从而取得阶段找矿突破,初步解决了制约城口锰矿找矿突破的关键问题。随即,在高燕、大渡溪矿区也划分出3~4个断块,通过钻孔验证均取得了找矿突破。

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图4 修齐矿区5号勘探线剖面示意图

1.高燕矿区深部延深普查(2015—2020年)

矿区历经5年勘查工作,主要采用地质填图、大地电磁测深、钻探、槽探、坑道编录和岩矿测试等工作手段开采普查工作,共竣工钻孔17个孔,其中13个孔揭露了含锰岩系(11个孔揭露矿体,2个孔揭露矿化体),提交新增推断资源量2454.8×104t,另外-1200m标高以浅还有潜在矿产资源3019.9×104t。137线以西最低控制标高-486m,以东最低控制标高+51m,所有钻孔都没有控制到矿体倾向边界,因此矿区深部还具有很大找矿潜力,特别是137线以东的区域还可以开展进一步工作查明-500m以浅的资源量。锰矿体厚0.54~5.42m,平均厚1.58m,平均品位20.81%。矿石以原生碳酸锰矿石为主,具细-中粒和球粒、隐晶质结构,呈豆鲕状、致密块状、条纹状、条带状及叠层石构造。

2.大渡溪矿区深部扩大普查(2016—2018年)

矿区勘查工作历经3年时间,主要采用地表地质调查、槽探、生产巷道编录、物探、钻探等手段对矿区西部的1、5、4、A号矿体及17、19、20号矿化体进行揭露和深部控制。勘查工作共竣工9个钻孔,其中6个孔揭露了锰矿体,3个孔揭露了磷矿体,见矿标高-247.021~+866.058m,埋深275~1200m,深部锰矿体厚0.43~2.07m,平均厚1.00m,平均品位16.68%。进一步查明了矿区总体构造格架,提高了地质研究程度。新获(333+334?)锰矿石资源量3313×104t,其中,(333)资源量1010×104t,占总量的30.49%;探获1处中型沉积型菱锰矿矿床。

3.修齐矿区深部扩大普查(2016—2019年)

矿区勘查工作历经4年时间,主要采用地表地质调查、生产巷道编录、物探、钻探等手段,对矿区1、7、9号矿体进行揭露和深部控制,竣工钻探16个孔,11个孔见矿,5个孔因构造形态极其复杂致使勘查深度加大,未揭露含矿层,总体上见矿效果好。深部锰矿体厚0.38~3.02m,平均厚1.00m,平均品位25.18%。提交(333)锰矿石资源量2414×104t,探获大型锰矿床1处。

4.红籽村锰矿预查(2018—2019年)

矿区预查工作历经1年时间,主要采用地表地质调查、物探、钻探等手段,对14号矿体深部进行揭露和控制,竣工钻孔1个,见矿厚度1.06m,品位18.80%,初步了解预查区构造格架,提高了地质研究程度。探获锰矿(334?)资源量2894×104t,具备大型锰矿床的潜力,取得空白区块找矿突破。

5.杨家坝工区预查(2019—2021年)

矿区预查工作历经1年时间,主要采用地表地质调查、物探、钻探和试验测试等手段,对13、17号矿体深部进行揭露和控制,竣工钻孔2个,见矿厚度0.30~1.21m,品位15.06%~30.82%,初步了解预查区构造格架,提高了地质研究程度。探获锰矿(334?)资源量1001×104t,具备中型锰矿床的潜力,取得空白区块找矿突破。

五、矿床基本情况

城口锰矿位于扬子陆块北缘、大巴山弧形构造带的中段,大地构造单元属于大巴山逆冲推覆构造带前缘的南大巴山前陆褶皱冲断带。城口锰矿整装勘查区属于城巴磷锰矿带重庆段,包含高燕、大渡溪、修齐3个典型锰矿区和红子村、杨家坝工区、田家湾3个找矿靶区,另外还有明月、高坪梁2个磷锰矿点。城口锰矿整装勘查区东西长49.0km,南北宽2.0~12.5km,面积386km2,行政区划属城口县明月乡、高燕乡、修齐镇、复兴街道办事处所辖。地理坐标东经108°26′30″~108°53′26″,北纬31°49′43″~32°04′55″。

城口锰矿属于海相沉积相锰矿,锰矿体产于下震旦统陡山沱组二段(Z1d2)顶部,为一套锰矿+碳质页岩建造,锰矿床的形成受岩相古地理和构造控制。新元古代晚期,在大陆裂解背景下,城口地区位于大巴山地堑,随着海水至东向西侵入,携带的含锰热液和含锰陆源碎屑在台缘盆地中的弱氧化还原环境、水体深度50~200m、微生物共同作用下沉积形成的;成矿构造为扬子陆块北被动陆缘盆地和城巴大断裂,破矿构造主要是在以城巴断裂为主滑脱面而发生北大巴山推覆构造过程中形成的逆冲走滑构造系。

锰矿体呈层状或似层状产出,层位稳定,矿体产状与上下围岩一致。因构造发育、矿体产状多变,总体倾向北东,倾角较陡。各断块内的锰矿体长数百米至数千米,矿体厚0.56~5.42m之间,锰含量一般15%~25%之间,属高磷贫锰矿石。矿石类型主要为原生碳酸锰矿石和氧化锰矿石, 按结构、构造可分为豆-鲕粒块状锰矿石、隐晶质块状锰矿石及条纹条带状锰矿石。

截至2021年3月,城口锰矿整装勘查区探获高燕和修齐2个大型锰矿床和大渡溪、田家湾2个中型锰矿床,累计新增锰矿石推断资源量6191.8×104t,其中高燕矿区新增推断资源量2454.8×104t,,修齐矿区新增推断资源量2414.0×104t,大渡溪矿区新增推断资源量1010.0×104t,田家湾矿区新增推断资源量313.0×104t,另外提交锰矿石潜在矿产资源17127.0×104t,提交了可供进一步开展普查工作靶区3处。除此之外,整装勘查区内还有王家湾、白果湾、保家山、淡坪-熊家嘴等预测区还未开展任何勘查工作,经综合预测这些预测区潜在矿产资源超过10000×104t。整个城口锰矿资源潜力超过30000×104t。

六、结束语

城口锰矿的找矿突破工作,严格遵循从已知到未知、由浅入深、由点到面、理论联系实际,最终实现找矿突破,总结出以下几点经验:

1) 在项目实施的过程中,上级部门的支持和指导是项目实现找矿突破的前提。城口锰矿整装勘查实施过程中得到包括自然资源部矿产勘查技术指导中心、中国地质调查局发展研究中心、重庆市规划自然资源局、重庆市地勘局、重庆市地调院等主管部门的大力支持,同时在队总工办、质管办的高度重视和关心,对项目进行了精细化管理,从设计评审、单孔施工论证、单孔验收、方案变更、野外验收、巡查指导都严格把关,对项目顺利实施提供了有力保障。

2) 理论指导找矿实践,实践验证进一步丰富找矿理论,这是在实现找矿突破的同时进一步升华找矿成果的有效途径。城口锰矿的找矿突破是从理论突破开始的,通过理论指导找矿实践,再由验证成果反哺理论,形成一套完整的成矿理论、找矿模式和找矿方法,为今后进一步扩大找矿突破成果打下坚实基础。

3) 勘查技术手段的综合使用为城口锰矿的找矿突破提供了技术支撑。在本阶段找矿突破工作中,通过区域性的化探工作(如水系沉积物、土壤地球化学测量)成果圈定异常区,通过物探(大地电磁测试)推断找矿靶区深部构造形态,预测矿体空间展布情况,最后通过钻探方法揭露深部的锰矿体,这一套技术方法在本阶段的勘查工作中证明是有效的,今后可以继续使用并逐渐改进。

4) 公益地质与矿产勘查结合、中央财政与市级财政配套,为城口锰矿的找矿突破提供了资金支持和技术指导。公益性基础地质调查是矿产勘查的前提,同时矿产勘查是对公益地质成果的验证,两者的财政事权不同,但是在勘查工作中的有机结合却是发挥了最大的作用。

5) 科研与生产结合指导找矿。勘查工作过程中,对找矿工作的理论难点、找矿方法技术难关及时申请开展科研攻关,保证项目的推进和实现找矿突破。

6) 地质找矿需要有胆量和勇气。既要敢决策善决策,还要敢投入大投入,如果患得患失,畏首畏尾,总担心失败,没有敢投入真投入的胆量,不敢投入打钻,就不会有找矿的突破。

本文选自《找矿思维成功案例——近年来国内大型超大型矿床发现经验集锦》

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