第18卷第6期2003年12月地球科学进展ADVANCE IN EARTH SCIENCESVol.18No.6Dec.,2003文章编号:1001-8166(2003)06-0921-07个旧锡矿高松矿田综合信息矿产预测X刘春学1,秦德先2,党玉涛3,谈树成2,4(1.云南财贸学院统计与信息学院,云南昆明650221;2.昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明650093;3.云南锡业公司,云南个旧661400;4.云南大学资源环境与地球科学学院,云南昆明650091)摘要:个旧超大型锡铜多金属矿床是我国和世界上重要的锡产地,近年来面临严重的资源危机。
通过分析个旧锡矿高松矿田的地质、地球化学、地球物理等信息特征,用统计排序法和地质统计学方法解决了断裂、褶皱、地层、花岗岩等定性信息的量化、分级,用分维确定了考虑线性和面状因素的最佳信息单元大小,利用以Shannon信息论基本原理为基础的分层次自相似信息量加和法在信息类型内部和类型之间进行了信息的有机综合,得到了三级18个预测区,经云南锡业公司工程和已知矿区验证,取得了很好的效果。
关键词:个旧锡矿;高松矿田;综合矿产资源信息;地质统计学;预测;分维中图分类号:P62文献标识码:A个旧锡矿作为国内外驰名的锡多金属产地,长期以来国内外许多单位和学者在此做了大量工作,积累了丰富的资料[1~3],但目前面临严重的资源危机,为了充分利用这些宝贵的信息解决矿产预测难题,本课题组进行了综合信息矿产预测研究。
1矿区地质个旧锡矿处于欧亚板块在东、西两侧分别被太平洋板块、印度板块俯冲、碰撞相接的部位。
矿区以个旧断裂分为东西两部分,高级次的骨干构造按延伸方向有北东组、东西组、南北组及北西组,总体构成以西区大杂岩体为中心的圆环形构造景观,主要出露二叠系砂页岩和三叠系灰岩,是多种岩浆的活动中心(图1)。
高松矿田¹位于个旧东矿区的北部,夹持于北部的个松断裂、南部的背阴山断裂、东部的甲介山断裂、西部的个旧断裂之间,是个旧东矿区工作程度较低、找矿潜力较大的地区,因而是本次工作的重点。
该范围内主要出露个旧组卡房段和马拉格段的地层(图2)。
2矿产资源信息特征2.1构造信息特征总的说来,全区有一组北北东向复式背向斜和一系列近南北向、东西向规模较大的断裂控制了几个大矿田的分布,而次级北东、北西向褶皱、断裂构造控制了矿床的分布。
具体的一些规律为:断裂加互层,指断裂切割不同岩性互层产出的地层段控制了矿体的产出;断裂扎根,指断裂与花岗岩交切部位,既是控岩(岩脉)构造,又是导矿、容矿构造;断裂交叉,北东向断裂与近东西断裂相交部位和两者分别与层间滑动构造相交切部位都有利于层间脉状、似层状、网脉状矿体赋存。
2.2地层信息特征三叠系中统个旧组卡房段(T2g1)、马拉格段(T2g2)和白泥洞段(T2g3)3个岩性段中,卡房段是X收稿日期:2002-12-24;修回日期:2003-06-161*基金项目:云南省省院省校科技合作项目/个旧锡矿深部及外围成矿预测与矿山增储研究0(编号:2000YK)05)资助1作者简介:刘春学(1975-),男,河南林州人,副教授,主要从事综合信息分析与预测研究1E-mail:liuchunxue7503@¹本文所用的矿田和矿区的概念,相当于B.A拉里奇金在锡矿床预测和评价方法的地质原理专著中对锡矿石自然聚集体等级体系分类(成矿省、成矿带、矿区、矿带、矿结、矿田、矿床和矿体)中的对应级次[1]。
主要控矿层。
它自下而上分为6个岩性层,即T 2g 11、T 2g 21、T 2g 31、T 2g 41、T 2g 51和T 2g 61。
l 、3、5单数层以灰岩、泥质灰岩为主,控制锡铜矿床产出;2、4、6双数层以灰岩、灰岩与白云质灰岩互层为主,控制锡铅银矿床产出。
而在马拉格段和白泥洞段中,存在灰岩与灰质白云岩互层的岩性段才有利于锡铅银矿床的形成;在各层中锡储量特别集中在T 2g 51和T 2g 61,铜则主要集中在T 2g 31和T 2g 11。
图1 个旧矿区地质略图[1]Fig.1 Geological sketch map of Gejiu deposit [1]N:上第三系;E:下第三系;T 3:上三叠统;T 2f:中三叠统法郎组;T 2g:中三叠统统个旧组;Pm:二叠系茅口组;C :石炭系灰岩;D:泥盆系灰岩夹砂岩页岩;1:中细、中粗粒花岗岩;2:斑状花岗岩;3:霞石正长碱性岩;4:辉长)二长岩;5:变辉长岩;6:基性火山岩,变基性火山岩(或辉绿岩);7:地层界线;8:断层;9:复向斜;10:复背斜;11:隐伏花岗岩;12:特大型锡多金属矿化集中区;13:大型矿床及矿种(Sn);14:中小型矿床及矿种图2 个旧矿区高松矿田构造地质图Fig.2Geological structural sketch map of Gaosong f ield922地球科学进展 第18卷2.3岩浆岩体信息特征花岗岩大岩基上突起小岩株造成的上有背斜(穹隆)、下有花岗岩株突起是区内最有利成矿的构造岩浆组合。
上部层间矿床和下部接触带矿床总是以岩株为中心,成群、成带围绕岩体顶部和四周产出,尤以岩体南东侧最为富集。
凹盆、凹槽和似塔松式构造都是接触带矽卡岩型锡铜多金属矿床赋存的良好场所,它们控制了大型接触带矿床。
2.4化探原生晕信息特征花岗岩侵入离地表的远近控制着晕的元素组合特点和元素分带的模式。
从花岗岩向上、向外元素具垂直和水平分带的特点,从内接触带向外,可以分为钨铍铌)铜钨铋)锡铜)锡铅)铅锌)锰等6带。
离花岗岩突起近则出现锡铜等内带,离花岗岩远,则出现铅锌或锰等外带。
断裂构造主要控制晕的发育程度、形态及晕与矿的对应关系,断裂发育使深部的矿液通过它渗滤、扩散达于地表,易被发现;若无构造断裂,则深部矿体处于封闭系统,矿液无法到达地表而不易被发现。
岩性主要控制晕的强度、规模,矿区主要的岩石为白云岩,其较灰岩性脆,易产生裂隙、孔隙度大,因此热液在白云岩中易于扩散、交代,形成的晕比灰岩中范围大、含量高。
矿区存在成矿的多阶段性、多期性,不同期或阶段所形成的矿床元素组合有所不同。
锡铜型矿床形成的晕主要组合为Sn、Cu、Bi、As,其次有Pb、M o;锡铅型矿床形成的晕主要组合为Sn、Pb、Cu、Cd、In,其次有Ag、As、Mn、M o、Zn、Hg;铅锌型矿床形成的晕主要元素组合为Pb、Zn、Mn、H g、As、Cd,其次为Sn、Cu、Sb等。
2.5物探电测深信息特征由于大多数矿床的埋深大、地形切割等不利因素,故磁法、自然电位法以及少量重力测量的直接找矿效果都不佳。
而改用物探寻找控矿的隐伏花岗岩突起部位和断裂带位置,进行间接找矿却有较好效果。
由于花岗岩比围岩的电阻率小10多倍,故电测深所圈定的低阻体突起异常和化探原生晕异常套合,则是矿田的物化探综合标志。
3综合矿产资源信息分析与预测综合矿产资源信息分析与预测的基本思路是:首先综合分析物探、化探、遥感、断裂、褶皱、地层、岩性、岩浆岩等信息,解决各种信息之间的耦合以及耦合之后产生的效果;其次将各种信息分级,按反映矿产资源显著程度的大小将之排序并将其级别作为权系数,然后对所研究的区域进行合理的网格单元化;最后将各类信息用Shannon信息论来表示,作为该类信息的一个总量,再将各类信息按指示矿产资源存在的有利程度进行排序,并将序数作为该类信息的权系数,用Shannon信息论来表示总的信息量。
其包括综合信息分析、信息量化、信息单元确定、信息赋值、信息综合等步骤。
这一类方法在国内已日益得到广泛应用[5~8]。
3.1信息量化断裂。
由于断裂的倾角、宽度、延伸、断距等变化范围大,且多为推测,可靠程度较低,而长度则具有可靠程度高、比较准确的特点。
因此在对断裂等级的划分时主要考虑断裂的长度,同时考虑其是否有矿床(化)出现以及控制矿床规模的大小;而在对断裂进行赋值时则考虑断裂的级别、倾向、延伸、断距等因素(表1)。
可以看出,级别高的断裂的影响范围大,级别低的断裂的影响范围小;在断裂交叉部位,自然地进行了影响的叠合增加,符合断裂交叉部位成矿有利的地质认识规律。
褶皱。
矿田内主要出露的褶皱有北西向的大箐阿西寨向斜、近南北向的驼峰山背斜和高峰山背斜。
由于对褶皱的认定和范围确定存在很大的人为因素,且仅根据地层产状进行空间再现也有很大的局限性,因此这里用累计地层厚度法进行处理,具体的方法是将各个地层的厚度与其上覆地层(按正常层序)厚度之和作为本地层的加厚度(表2),即可实现褶皱的自动化生成与模拟。
这样,在新与老、低与高之间就自然表现为向斜或背斜的直接景观。
既符合褶皱的定义,也可以更直接看到褶皱的闭合程度。
同时可以将这种褶皱地质信息进行量化,与其他地质信息进行比较和耦合。
地层信息量化。
综合考虑矿床(体)产出和储量的赋存统计及各个地层的物理机械性能特征,参考云南锡业公司和308队关于矿区地层信息特征的论述,借鉴各方观点,将各层按下列顺序排列:层间氧化矿为T2g61、T2g41、T2g21、T2g22、其它;接触带硫化矿为T2g1l、T2g5l、T2g6l、T2g4l、T2g2l、其它。
通过两种矿化类型的有利地层分布来看,层间矿的有利层位要较接触带矿的有利层位分布广一些。
岩浆岩信息量化。
高松矿田工作程度低,钻孔少。
为了对整个矿田进行全面考虑,使用的是电测深资料,用Krig ing方法模拟即可得到花岗岩表面起伏形态。
并按花岗岩表面形态与褶皱起伏形态的923第6期刘春学等:个旧锡矿高松矿田综合信息矿产预测表1个旧矿区高松矿田断裂级别表Tablel1The grade of the faults in Gaosong f ield,Gejiu deposit级别划分标准影响范围(m)断裂一级长度>10km;有矿群(床)出现;控制矿田400背阴山断裂、炸药库断裂(疑与背阴山断裂为同一断裂)、个松断裂、芦塘坝断裂、莲花山断裂、麟阿西断裂二级长度5~10km;有显著矿化;控制矿群300麒麟山断裂、马吃水断裂、高阿断裂(疑与马吃水断裂为同一断裂)三级长度1~5km;有明显矿化;控制矿床(体)200大箐东断裂、驼峰山断裂、阿西寨断裂、麟阿断裂、观景山断裂四级长度<1km;有矿化;控制矿床(体)的局部产出形态100其它断裂表2个旧矿区个旧组地层的厚度及加厚度表(据庄永秋等,1996,修改)Table2Height and sum height of Gejiu group strata in Gejiu deposit(after Zhuang Y ongqiu,et al,1996)时代统组中三叠统个旧组段白泥洞段马拉革段卡房段代号T2g23T2g13T2g32T2g22T2g12T2g61T2g51T2g41T2g31T2g21T2g11厚度(m)459030020015010050015010080300加厚度(m)4513543563578588513851530163017102010协调程度分成好、中、差3个等级。