CN110400230B - 一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法，其步骤如下：a、查明工作区内基础地质条件，了解区域成矿地质背景；b、根据工作区实际地质条件，地层和岩性特征，结合工作区大比例尺剖面布置和测量，恢复工作区岩相古地理格局，厘定含矿层位的优势相带；c、结合对稀土优势微相发育的地段进行槽探及钻探验证，圈定找矿靶区。本方法能快速方便地圈定找矿靶区，能解决传统方法的局限性问题，从而降低人力成本，大大提高找矿效率。
Description
技术领域
本发明涉及矿产勘探技术领域，具体涉及一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法。
背景技术
传统的稀土矿床可分为矿物型稀土矿床和风化型稀土矿床，其中前者主要以独立的稀土矿物如氟碳铈矿和独居石为主；后者的稀土元素主要以水合或羟基水合离子吸附于粘土矿物上为主。
某地区沉积型稀土矿床作为一种新类型的矿床类型，赋存于二叠系某组下部，含矿建造为一套以灰白色为主的粘土岩，这套粘土岩在我国滇东—黔西一带广泛分布，出露连续。通过前期工艺矿物学研究表明，稀土含量与粘土岩中高岭石含量成正相关关系，稀土元素主要以类质同象与离子吸附两种方式赋存于粘土岩中，未发现独立的稀土矿物。该稀土的直接浸出率较低，加之高岭石粒度极细，野外露头难以识别其含量的变化，采用常规的找矿方法，显然不适用于上述类质同象与离子吸附并存的沉积型稀土勘查。
刊名为大庆石油地质与开发的期刊上于2009年6月刊载了一篇题名为“井震结合大比例尺沉积微相制图方法探讨”的期刊文献，该文献记载了为了提高碎屑岩沉积微相图的制图精度，并增强其横向预测性，以满足岩性油气藏精细勘探的需要，在松辽盆地北部齐家地区，针对高台子油层，探索了井震结合大比例尺沉积微相制图方法。在精细地震层位解释与系统沉积地质学分析基础上，进行地震属性切片、区域沉积体系分布规律分析及单井沉积相解释工作；通过地质认识确定沉积微相类型，依据地震显示刻画砂体形态，编制沉积微相图初稿；最后进行单井沉积相校正，完成大比例尺沉积微相图。制图方法已用于指导勘探部署，并取得了较好的钻探效果，预测砂体均钻遇，且见多层油气显示。应用效果表明此种新的制图方法精细、实用，能有效推动岩性油气藏精细勘探，值得推广。
虽然上述期刊文献提出了一种大比例尺沉积微相制图方法，但其核心内容采用的是“地质认识确定沉积微相类型，依据地震显示刻画砂体形态，编制沉积微相图初稿”，但是，以上述专利文献为代表的现有技术，仍然存在以下技术缺点：
1、该技术手段仅适用于含油气盆地的油气勘探过程，在山地、丘陵地区开展固体矿产勘查并不适宜；
2、该技术手段主要依赖钻探工程及高分辨率三维地震数据进行沉积微相刻画，成本较高、效率较低。
3、该技术手段中地震数据具有多解性，必须依靠完整取芯的单井沉积相划分结果进行校正和完善，其精确程度有赖于完整取芯的钻井布设密度。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法，本方法能快速方便地圈定找矿靶区，能解决传统方法的局限性问题，从而降低勘查成本，大大提高找矿效率。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法，步骤如下：
a、了解工作区基础地质条件，查明区域成矿地质背景；
b、根据工作区成矿地质条件，地层展布和岩性特征，开展1：200-1：500大比例尺岩相剖面布置和测量，恢复工作区岩相古地理格局，查明稀土含矿层段优势沉积微相的分布范围；
c、在稀土含矿层段优势沉积微相发育的地段进行槽探及钻探验证，圈定找矿靶区。
所述a步骤中，具体是：概略查明工作区大地构造位置、区域地层、岩石、构造背景及演化特征、矿产分布等基础地质条件，查明区域成矿地质背景。
所述b步骤中，具体是：
(1)、调查工作区沉积型稀土含矿建造的展布特征及区域分布规律，布置1：200-1：500大比例尺岩相剖面；
(2)、针对工作区稀土含矿建造及其顶底沉积岩建造，完成1：200-1：500大比例尺岩相剖面测量，精细查明各单剖面中含矿建造的厘米级-米级岩相类型、岩相组合特征及垂向演化序列，查明稀土含矿建造的沉积特征，识别单剖面沉积微相，并结合地球化学分析结果，查明稀土含量在垂向和平面的变化趋势特征，厘定稀土含矿建造对应的优势沉积微相；
(3)、综合工作区大比例尺稀土含矿建造剖面的沉积特征及区域变化特征，由点到面，完成整个工作区稀土含矿建造的高精度沉积微相编图和区域岩相古地理编图，利用沉积相和古地理条件分析确定稀土元素的富集规律和保存条件，建立含矿建造的沉积模式，总结岩相古地理与稀土成矿之间的联系，查明稀土含矿建造对应的优势沉积微相的分布范围。
所述c步骤中，具体是：在稀土矿发育的优势沉积微相范围内，按照单矿种固体矿产勘查规范要求规定的勘探线间距，开展槽探及钻探验证，进行化学分析，圈定找矿靶区，估算资源量。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
1、与传统的技术相比，本发明基于大比例尺剖面沉积微相分析，快速高效的进行沉积型稀土找矿，更加具有针对性和合理性，且效率更高，大大降低了勘查成本。
2、本发明与“井震结合大比例尺沉积微相制图方法探讨”的期刊文献相比，更加适用于山地或丘陵地区沉积型固体矿产找矿。
3、本发明与“井震结合大比例尺沉积微相制图方法探讨”的期刊文献相比，采用大比例尺剖面沉积微相分析间接控制沉积型稀土的优势分布区，进行稀土勘查工作，能够有效避免野外工作中对极细粒粘土矿物类型的误判，提高找矿效率。
4、本发明与“井震结合大比例尺沉积微相制图方法探讨”的期刊文献相比，采用1：200-1：500大比例尺岩性剖面测量，能够精确控制厘米级-米级富稀土粘土岩建造的岩相类型、岩相组合特征及垂向演化序列，进而有效识别富稀土优势沉积微相并划分区域沉积微相。
5、本发明与“井震结合大比例尺沉积微相制图方法探讨”的期刊文献相比，所采用的步骤b，是将沉积学理论应用于沉积型固体矿产找矿研究的新方法，新手段。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为贵州威宁黑石头镇地区宣威组砂泥比等值线图；
图2为贵州威宁黑石头镇地区宣威组岩相古地理图；
图3为贵州威宁黑石头镇地区稀土矿品位等值线图。
具体实施方式
下面结合附图及其具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
1、工作背景
贵州毕节市威宁县一带富稀土粘土岩建造出露于二叠系宣威组底部，层状产出，连续性好。平面上，广泛出露于威宁西部及南部，赫章县北部、中部至南部带状分布。由北西向南东，富稀土粘土岩建造有变薄的趋势。垂向上，出露于峨眉山玄武岩顶部，宣威组底部，与峨眉山玄武岩组多呈平行不整合接触，接触界限附近常见有一套紫红色铁质粘土岩，稀土层多见于铁质层上部，与铁质层的厚度及铁品位并不相关。该区内稀土矿石为典型玻屑凝灰结构和沉积层状构造的沉积型稀土矿石，矿石主要组成矿物为高岭石、褐铁矿、石英、金红石等，其中，高岭石含量高达83%以上，与稀土含量呈正相关关系。稀土元素以轻稀土为主，伴生有中重稀土，主要以类质同相形式分散分布在矿石矿物中，部分（小于20%）以离子吸附形式存在。稀土含矿建造（稀土矿层及上下岩石组合）通常发育于峨眉山玄武岩组玄武岩风化壳之上，含矿建造普遍发育2-4个稀土矿层，厚度0.2-5m不等，岩相类型主要包括灰白色粘土岩、灰色泥岩、碳质泥岩与紫红色、灰绿色、深灰色砂岩、粉砂岩和砾岩，局部含煤线；泥质岩通常为薄层状产出，可含大量植物碎片；稀土矿层主要为灰白色块状粘土岩，块状构造，内部无明显沉积构造，但局部可见一些豆状或鲕状沉积，但豆状和鲕状沉积与基质成分基本一致，这种白色粘土岩易风化形成短柱状、鳞片状，通常抗风化能力较弱的白色粘土岩含矿品位更高；砂岩通常为薄-中层状构造，可发育平行层理、交错层理，局部层位植物碎片比较发育；砾岩在工作区也比较发育，砾石层厚度在1-5m不等，磨圆度较好，为圆状、次圆状居多，大小在2mm-5cm不等，分选比较差，成分比较复杂，包括灰绿色泥岩为主，少量黄灰色泥质砂岩、玛瑙砾石、硅质岩砾石等，见叠瓦状构造、底冲刷构造等，垂向上与上覆泥岩、粉砂岩构成典型河流二元结构；煤线在工作区东部赫章、六盘水地区也十分常见；含矿岩系砾岩、砂岩、泥岩及煤线几者通常成韵律产出，煤层或煤线通常发育于韵律顶部，垂向上构成正粒序结构。
根据岩相类型及垂向演化特征初步确立出工作区主体处于三角洲平原相区，又可进一步分为三角洲分支河道、洪泛平原及沼泽微相几个微相区。河道微相主要为三角洲平原亚相砂质格架，主要为砂质和砾岩沉积，砂泥比较大，可见河流二元结构，正粒序构造、底冲刷构造、叠瓦状构造、槽状交错层理比较发育，最上部为含有大量植物根系的粉砂岩和泥岩，局部剖面可见河道上平下凸的河道砂体。洪泛平原微相主要分布在分流河道两侧，岩相主要薄层状粉砂岩及粉砂质泥岩，它们通常为互层状产出，灰白色稀土矿层通常发育于这种微相中。沼泽微相主要位于三角洲平原分流河道间的低洼地区，在工作区东部赫章、六盘水地区大量发育，岩性包括深色有机质泥岩、泥炭、褐煤，夹有洪水成因的纹层状粉砂岩，含有丰富的黄铁矿、菱铁矿等自生矿物。
2、采用本发明的方法的具体实施过程如下
（1）根据前人资料厘清区内的成矿地质条件和大区域范围的岩相古地理格局，查明工作区内大地构造分区、区域构造背景、区域地层、岩石等基础地质条件，了解区域成矿地质背景。
（2）调查工作区沉积型稀土建造的区域分布及地层展布特征，合理布置1：200-1：500大比例尺岩性剖面，实测剖面选择地层露头连续分布、横向上掩盖少且构造简单的地段。分层时综合考虑岩石的颜色、成分、结构、构造等特征和矿物、化石、层间接触关系、沉积间断等因素。
（3）合理的利用精测大比例尺剖面资料，通过颜色、岩性、沉积构造、古生物及地球化学等确定相标志，从而进行相分析及岩相古地理研究。
（4）根据岩相类型及岩相组合特征、沉积构造、剖面垂向序列等特征，结合宣威组沉积期区域古地理背景，将威宁重点工作区宣威组确定为三角洲平原相环境，可进一步细分为分支河道、洪泛平原、沼泽相三个微相单元。其中河道相沉积主要为粗碎屑沉积，包括砾岩相、细-中砂岩相、粉砂岩相，见河流“二元结构”、槽状交错层理、板状交错层理、叠瓦状构造、底冲刷等典型河道相沉积构造，发育向上变细的沉积层序，砂体横剖面呈透镜状，沿河床呈长条状。洪泛平原分布在分流河道两侧，沉积物主要为暗色、紫红色、灰白色粘土物质，并夹有泥砂透镜体，粘土沉积物显示极好的纹理，由于长时间暴露于地表，风化淋滤作用可造成粘土岩漂白成灰白色，是区域重要的稀土矿层。沼泽微相位于三角洲平原分流河道间的低洼地区，由于植物茂盛，排水不畅，为一滞留还原环境，岩性主要为深色有机质泥岩、泥炭、褐煤，夹有洪水成因的纹层状粉砂岩，富含大量保存完整的植物碎片，可含有丰富的黄铁矿、菱铁矿等自生矿物，黄铁矿、菱铁矿等自生矿物主要以圆球形产出，大小不等，一般在1-3cm不等。
（5）通过开展的小范围大比例尺岩相图编制，并结合化学分析稀土含量垂向和平面的趋势展布特征，初步查明含矿建造的岩石组合类型、垂向演化特征及富稀土的优势沉积微相带。综合研究区域含矿建造剖面的沉积特征及区域变化特征，由点到面，完成整个研究区稀土矿层沉积特征和空间展布研究，利用沉积相和沉积环境分析确定成矿物质的富集条件，建立含矿建造沉积模式，总结岩相古地理与成矿之间的联系，确立稀土矿发育的沉积微相。研究区滇东—黔西北地区沉积型稀土矿富集有利区主要位于分支河道周缘，稀土矿层剖面精细沉积相分析为洪泛平原微相沉积，白色粘土岩层是明显找矿标志。
（6）通过在威宁地区沉积型稀土矿富集有利相区分支河道周缘布设槽探及浅表钻探工作，于威宁地区圈定找矿靶区3处，新发现沉积型稀土矿（床）点2处，其中超大型稀土矿1处（鱼布沟稀土矿，TRE2O3 67.21万吨），大型稀土矿1处（李子沟稀土矿TRE2O3 28.70万吨），累计达95.91万吨（333+3341）。稀土氧化物（REO）品位最高1.6%，平均0.15%，厚度2m～16m不等。
Claims (3)
1.一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法，其特征在于步骤如下：
a、了解工作区基础地质条件，查明区域成矿地质背景；
b、根据工作区成矿地质条件，地层展布和岩性特征，开展1：200-1：500大比例尺岩相剖面布置和测量，恢复工作区岩相古地理格局，查明稀土含矿层段优势沉积微相的分布范围；
c、在稀土含矿层段优势沉积微相发育的地段进行槽探及钻探验证，圈定找矿靶区；
所述b步骤中，具体是：
(1)、调查工作区沉积型稀土含矿建造的展布特征及区域分布规律，布置1：200-1：500大比例尺岩相剖面；
(2)、针对工作区稀土含矿建造及其顶底沉积岩建造，完成1：200-1：500大比例尺岩相剖面测量，精细查明各单剖面中含矿建造的厘米级-米级岩相类型、岩相组合特征及垂向演化序列，查明稀土含矿建造的沉积特征，识别单剖面沉积微相，并结合地球化学分析结果，查明稀土含量在垂向和平面的变化趋势特征，厘定稀土含矿建造对应的优势沉积微相；
(3)、综合工作区大比例尺稀土含矿建造剖面的沉积特征及区域变化特征，由点到面，完成整个工作区稀土含矿建造的高精度沉积微相编图和区域岩相古地理编图，利用沉积相和古地理条件分析确定稀土元素的富集规律和保存条件，建立含矿建造的沉积模式，总结岩相古地理与稀土成矿之间的联系，查明稀土含矿建造对应的优势沉积微相的分布范围。
2.根据权利要求1所述的一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法，其特征在于：所述a步骤中，具体是：概略查明工作区大地构造位置、区域地层、岩石、构造背景及演化特征、矿产分布基础地质条件，查明区域成矿地质背景。
3.根据权利要求1所述的一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法，其特征在于：所述c步骤中，具体是：在稀土矿发育的优势沉积微相范围内，按照单矿种固体矿产勘查规范要求规定的勘探线间距，开展槽探及钻探验证，进行化学分析，圈定找矿靶区，估算资源量。
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