CN114114449A - 一种古风化壳-沉积型铌、稀土多金属矿找矿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿产勘探技术领域，具体涉及一种古风化壳‑沉积型铌、稀土多金属矿找矿方法，本发明通过选择含矿地层厚度大且沉积微相反映的古水体深度深的区域，使用探矿工程进行验证，圈定矿产地。实现了既省时间又节约资金，并能找到量大质优的铌‑稀土多金属矿床的效果。

Description

一种古风化壳-沉积型铌、稀土多金属矿找矿方法

技术领域

本发明涉及矿产勘探技术领域，具体涉及一种古风化壳-沉积型铌、稀土多金属矿找矿方法。

背景技术

2011年至今，我国不断提高对关键矿产调查研究的重视程度，中国地质调查局开展了“我国三稀矿产资源战略调查研究”、“稀有稀土稀散矿产调查”、“大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查工程”、“战略性新兴产业矿产调查”等多个工程项目，实现了锂、铍、铌、钽、稀土等三稀金属矿产的找矿新突破。这些战略性矿产取得找矿突破的对象多为岩浆岩型铌钽矿、矿物型稀土矿及南方风化壳离子吸附型稀土矿，而本次报道的新类型古风化壳-沉积型铌-稀土多金属矿床则较少涉及。稀有、稀土在军事、能源、农业以及高精尖仪器等领域占据着关键地位，国际需求与日俱增，我国“三稀”等战略性矿产存在明显的急缺性，特别是铌矿高度依赖进口，稀土的国际地位也面临挑战，因此急需加大勘查和研究投入，增加资源储备。目前，采取一种方法既省时间又节约资金地勘查量多优质的铌、稀土多金属矿，是极其重要的。

某地区古风化壳-沉积型铌、稀土多金属矿是一种新类型的矿床，产出于上二叠统地层中，含矿岩性为紫红色铁质泥岩、灰白色、灰色、浅灰绿色和深灰色泥岩，这套泥岩广泛分布在川南、黔北、滇东地区，分布稳定。通过研究发现，该类型铌、稀土多金属矿赋存状态复杂，未发现独立的铌、稀土矿物，稀土的直接浸出率较低，由于粒度极细，肉眼难以识别含矿性，故常规的找矿方法不适用于古风化壳-沉积型铌、稀土多金属矿，怎样很好地预测工作区的找矿前景是找矿工作的重点。

中国地质科学院矿产综合利用研究所申请的发明专利(申请号：2019106895427)一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法，该方法包括以下步骤：查明工作区内基础地质条件，了解区域成矿地质背景；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，识别沉积微相，恢复工作区岩相古地理格局，厘定含矿层位的优势相带；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。该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。

虽然上述专利提出了一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法，但其核心思想是通过布置和测量大比例尺剖面，分析和识别沉积微相，圈定含矿层位的优势相带。但是上述专利为代表的现有技术，仍然存在以下技术缺点：

1、该技术手段仅适用于含矿地层出露较好的区域，若在覆盖层厚度大的区域开展工作，含矿地层出露差，无法测量大比例尺剖面，不能很好地识别沉积微相和圈定含矿层位的优势相带。

2、该技术手段主要靠测量大比例尺剖面识别沉积微相，未充分利用已施工的剖面、探槽、钻孔等探矿工程资料，成本较高，效率较低。

3、矿产勘查均需查明矿层品位和厚度，该技术手段仅靠沉积微相来圈定含矿层位的优势相带，只能预测稀土矿的大致品位，无法预测矿层厚度，故其判定结果可靠性较小，在实际找矿工作中，常常出现稀土富集的沉积微相，但其厚度较薄，该技术手段易出现决策失误。

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，提供一种基于综合分析含矿地层厚度和沉积微相的古风化壳-沉积型铌、稀土多金属矿找矿方法，本方法通过收集和利用已施工的剖面、探槽和钻孔等探矿工程，采用含矿地层厚度和沉积微相两个关键因素进行叠合作图，综合分析圈定成矿有利地段，能解决现有技术手段的缺陷，从而降低找矿成本，提高找矿效率，快速实现寻找量多优质的古风化壳-沉积型铌、稀土多金属矿找矿目标。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种古风化壳-沉积型铌、稀土多金属矿找矿方法，选择含矿地层厚度大且沉积微相反映的古水体深度深的区域，使用探矿工程进行验证，圈定矿产地。申请人通过分析已施工区域内的探矿工程揭露的含矿地层厚度、沉积微相与铌、稀土元素含量的关系，发现含矿地层厚度与铌、稀土元素含量呈正比，发现铌、稀土元素含量与沉积微相所反映的古水体深度呈正比关系，即浅湖-深湖等古水体较深的沉积微相岩石中的铌、稀土元素含量高于滨湖、滨岸等古水体较浅的沉积微相岩石，那么含矿地层厚度大和沉积微相反映的古水体深度较深的区域为成矿有利地段；故可在工作区内，通过制作含矿地层厚度和沉积微相叠合图，在叠合图上圈定出成矿有利地段，在成矿有利地段有针对性地布置探槽和钻探等探矿工程进行验证，圈定矿产地。

进一步的，所述含矿地层厚度为9m以上，和/或，所述古水体深度为9m以上。

更进一步的，所述含矿地层厚度为13m以上，和/或，所述古水体深度为13m以上。

优选的，所述方法具体包括以下步骤：

1)了解工作区基础地质资料、工程资料、含矿地层的发育和分布，查明区域成矿背景；

2)结合所述地质资料和所述工程资料统计含矿地层厚度数据和识别沉积微相，若无所述工程资料或所述工程资料不足以统计含矿地层厚度数据，则测制露头剖面，计算含矿地层厚度并识别沉积微相；制作所述含矿地层厚度和所述沉积微相的叠合图；

3)选择含矿地层厚度大且沉积微相反映的古水体深度深的区域，使用探矿工程进行验证，圈定矿产地。

进一步的，步骤1)中，所述地质资料包括大地构造位置、地层、构造、岩浆岩、矿产资料中的一种及多种；

进一步的，步骤1)中，所述工程资料包括已施工的含矿地层剖面、探槽、钻孔资料中的一种及多种。

进一步的，步骤2)中，还包括将含矿地层发育好的区域划定为成矿远景区，在所述成矿远景区内进行统计含矿地层厚度数据和识别沉积微相。

进一步的，步骤2)中，所述沉积微相根据沉积岩的颜色、粒度、岩性、结构、构造和古生物分布情况特征划分。

进一步的，步骤2)中，测制露头剖面的方法为：在含矿地层出露区域布置1:100地层剖面，计算含矿地层厚度。

进一步的，步骤3)中，所述使用探矿工程进行验证，圈定矿产地具体为：在成矿有利地段内，按照固体矿产勘查规范要求按照规定的勘查线和工程间距，布置探槽和钻探探矿工程进行验证，采样和测试分析，估算资源量，提交矿产地。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过选择含矿地层厚度大且沉积微相反映的古水体深度深的区域，使用探矿工程进行验证，圈定矿产地，实现了快速高效地勘查优质矿产，在四川省乐山市沐川县运用该方法，短短四个月时间(2020年6月-10月)内，传统方法的勘查时间往往需1-2年，勘查到的铌-稀土多金属资源量达3000万吨，潜在经济价值达亿元，投资经费仅为227.67万元，产出远远大于成本。

2、本发明与“一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法”专利相比，侧重利用已有的探矿工程资料，采用含矿地层厚度和沉积微相两个关键因素能快速高效地圈定成矿有利地段，提高准确率，提高找矿效率，大大降低找矿成本。

3、本发明与“一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法”专利相比，更适用于在覆盖层较厚的区域开展古风化壳-沉积型固体矿产找矿。

4、本发明与“一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法”专利相比，采用含矿地层厚度和沉积微相两个关键因素能快速高效、准确地圈定成矿有利地段，能够避免仅靠沉积微相一个因素来圈定成矿有利地段而出现的误判，大大提高找矿成功率。

5、本发明与“一种基于大比例尺剖面沉积微相分析的稀土找矿方法”专利相比，是将固体矿产勘查理论与沉积学理论融合，应用于古风化壳-沉积型固体矿产找矿的新技术手段。

附图说明

图1为找矿方法的操作流程图；

图2为沐川县地质简图；

图3为沐川县含矿地层厚度和沉积微相叠合图；

图4为成矿有利地段钻孔验证结果图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

一、矿产背景

乐山市沐川县一带的铌、稀土多金属矿产出于宣威组底部，即峨眉山玄武岩与宣威组之间的平行不整合面之上。铌、稀土多金属矿的岩性主要有灰白色铝质泥岩、灰白色为主夹紫红色的杂色铁铝质泥岩、紫红色铁质泥岩、灰色泥岩、深灰色碳质泥岩。紫红色铁质泥岩：位于铌、稀土多金属矿下部，含铁质较高，具泥状结构，层状构造，不显层理，下部残留较多未风化完全的灰绿色、墨绿色、褐色玄武岩团块，呈花斑状。灰白色为主夹紫红色的杂色铁铝质泥岩：主体呈灰白色，夹杂较多紫红色不规则状斑块。灰白色铝质泥岩：位于铌、稀土多金属矿中部，呈灰白色，主要由高岭石等黏土矿物组成，不显层理，块状构造。灰色泥岩：位于铌、稀土多金属矿上部，主要由黏土矿物组成，发育水平层理，薄层状构造。深灰色碳质泥岩：位于铌、稀土多金属矿上部，呈深灰色，主要由高岭石等黏土矿物组成，见断续状水平层理。

以宣威组一段的颜色、厚度、岩性、粒度为划分依据，制作了沐川地区晚二叠世早期岩相古地理图，结果显示沐川地区主要为湖泊环境，底部的紫红色铁质泥岩为下伏玄武岩长期遭受风化淋滤的产物，属于残积平原(微)相氧化环境，反映的古水体深度极浅；随着古气候的变化，往上演化为灰白色、浅灰绿色铝质泥岩，块状构造，内部无明显沉积构造，总体属于较平静的滨湖(微)相半氧化半还原环境，反映的古水体深度较浅；随着湖泊深度变大，往上出现灰色、深灰色泥岩、灰黑色碳质泥岩等岩石类型，常见断续水平层理，属于较平静的浅湖(微)相还原环境，反映的古水体深度较深。统计发现，沉积微相反映的古水体深度越深，铌、稀土矿的品位越高。

二、具体实施过程

1)收集工作区地层、构造、岩浆岩等基础地质资料，了解含矿地层的发育和分布情况，特别是收集工作区已施工的剖面、探槽、钻孔等工程资料，查明区域成矿背景；

2)根据地层和岩性特征等地质条件，分析已施工的含矿地层剖面、探槽、钻孔等地质资料，测制新的露头剖面，统计含矿地层厚度数据，记录颜色、厚度、岩性、粒度等微相识别依据；

3)以宣威组一段的颜色、厚度、岩性、粒度为划分依据，识别沉积微相，制作了沐川地区晚二叠世早期岩相古地理图，结果显示沐川地区主要为湖泊环境，底部的紫红色铁质泥岩为下伏玄武岩长期遭受风化淋滤的产物，属于残积平原(微)相氧化环境，反映的古水体深度极浅；随着古气候的变化，往上演化为灰白色、浅灰绿色铝质泥岩，块状构造，内部无明显沉积构造，总体属于较平静的滨湖(微)相半氧化半还原环境，反映的古水体深度较浅；随着湖泊深度变大，往上出现灰色、深灰色泥岩、灰黑色碳质泥岩等岩石类型，常见断续水平层理，属于较平静的浅湖(微)相还原环境，反映的古水体深度较深。统计发现，沉积微相反映的古水体深度越深，铌、稀土矿的品位越高。

4)利用含矿地层厚度和沉积微相两个关键因素，制作含矿地层厚度和沉积微相叠合图，在叠合图上圈定出成矿有利地段(含矿地层厚度大和沉积微相反映的古水体深度较深的区域为成矿有利地段)；

5)在成矿有利地段内，按照固体矿产勘查规范要求按照规定的勘查线和工程间距，施工探槽和钻探等探矿工程，采样和测试分析，估算资源量，提交古风化壳-沉积型铌、稀土多金属矿产地1处，据分析测试成果，工作区铌、稀土多金属矿厚度5.09～15.33m，平均厚度10.10m，铌氧化物(Nb₂O₅)平均品位256μg/g，稀土(TREO)平均品位1200μg/g，铌矿潜在资源17万吨，达到大型铌矿床规模(＞10万t)，稀土矿潜在资源76万吨，达到大型稀土矿床的潜力(＞50万t)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种古风化壳-沉积型铌、稀土多金属矿找矿方法，其特征在于：

选择含矿地层厚度大且沉积微相反映的古水体深度深的区域，使用探矿工程进行验证，圈定矿产地。

2.根据权利要求1所述的找矿方法，其特征在于：所述含矿地层厚度为9m以上，和/或，所述古水体深度为9m以上。

3.根据权利要求2所述的找矿方法，其特征在于：所述含矿地层厚度为13m以上，和/或，所述古水体深度为13m以上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的找矿方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：

1)了解工作区基础地质资料、工程资料、含矿地层的发育和分布，查明区域成矿背景；

2)结合所述地质资料和所述工程资料统计含矿地层厚度数据和识别沉积微相，若无所述工程资料或所述工程资料不足以统计出含矿地层厚度数据，则测制露头剖面，计算含矿地层厚度并识别沉积微相；制作所述含矿地层厚度和所述沉积微相的叠合图；

3)选择含矿地层厚度大且沉积微相反映的古水体深度深的区域，使用探矿工程进行验证，圈定矿产地。

5.根据权利要求4所述的找矿方法，其特征在于：步骤1)中，所述地质资料包括大地构造位置、地层、构造、岩浆岩、矿产资料中的一种及多种。

6.根据权利要求4所述的找矿方法，其特征在于：步骤1)中，所述工程资料包括已施工的含矿地层剖面、探槽、钻孔资料中的一种及多种。

7.根据权利要求4所述的找矿方法，其特征在于：步骤2)中，还包括将含矿地层发育好的区域划定为成矿远景区，在所述成矿远景区内进行统计含矿地层厚度数据和识别沉积微相。

8.根据权利要求4所述的找矿方法，其特征在于：步骤2)中，所述沉积微相根据沉积岩的颜色、粒度、岩性、结构、构造和古生物分布情况特征划分。

9.根据权利要求4所述的找矿方法，其特征在于：步骤3)中，所述使用探矿工程进行验证，圈定矿产地具体为：在成矿有利地段内，按照固体矿产勘查规范要求按照规定的勘查线和工程间距，布置探槽和钻探探矿工程进行验证，采样和测试分析，估算资源量，提交矿产地。

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