贵州铜仁地区锰矿定量预测与评价.pdf

第47 卷第2 期2023年6 月doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2023.02.008地质学刊Journal of GeologyVol.47 No.2Jun.2023贵州铜仁地区锰矿定量预测与评价李素雅1-2，陈建平1.2，刘畅1.2（1.中国地质大学（北京）地球科学与资源学院,北京10 0 0 8 3；2.北京市国土资源信息研究开发重点实验室，北京10 0 0 8 3)摘要：应用地质、化探、物探、遥感等手段和资料进行多元信息成矿预测已成为找矿工作的重要方法。以贵州铜仁地区锰矿为研究对象，基于研究区与成矿相关的多元信息，建立区域找矿模型；运用CIS技术对多元信息进行综合处理并提取有利成矿信息，形成找矿标志专题图层，构成找矿预测指标集；利用证据权重法建立锰矿综合预测模型，结合研究区成矿地质条件、已知锰矿床（点）等因素，确定找矿有利地区，并圈定7 个远景区，为发现大规模锰矿产地提供参考。关键词：成矿预测；证据权重法；锰矿；GIS；贵州铜仁中图分类号：P612:P618.320 引 言随着信息技术的发展，矿产勘查已步人数字化、定量化研究的新阶段（赵鹏大,2 0 0 2）。GIS可贯穿矿产资源评价过程，展现出传统方法无以比拟的优越性。基于GIS技术进行的多元信息矿产资源定量预测取得了丰硕成果（魏巍等，2 0 16；张帅等，2 0 18；李彩凤，2 0 19;张恩等,2 0 19;李等，2 0 2 0;刘同等,2 0 2 0；卢辉雄等,2 0 2 1），为寻找与识别矿产提供了良好的技术支持，对矿产资源勘探工作具有指导意义。我国锰矿资源开采技术条件不足，矿石品位低，杂质含量高（姚敬劭，2 0 0 5），产能不足。而锰矿资源需求持续增长,对外依存度不断攀升，已成为制约我国钢铁工业发展的瓶颈（黄屹等,2 0 2 1）。前人研究表明，贵州铜仁地区的锰矿资源潜力应超10 亿t，扣除已探明部分，至少还有（3 5）亿t锰矿资源的找矿潜力（周琦等，2 0 16），对缓解我国锰矿资源供应不足有着重大意义。以贵州铜仁地区锰矿为研究对象，收集地质、化探、物探、遥感等资料信息，整理并总结控矿要素和矿床时空分布规律，建立区域找矿概念模型；运用收稿日期：2 0 2 2-0 6-14；修回日期：2 0 2 2-0 7-13；编辑：陈露基金项目：GF科技重点实验室基金项目“基于地质大数据分析的矿产预测关键技术研究”（7 39 52 0 2 0 0 0 6)作者简介：李素雅（19 9 9），女，硕士研究生，地质资源与地质工程专业，研究方向为地球探测与信息技术,E-mail：6 537 42 6 8 1q q.c o m通信作者：陈建平（19 59），男，教授，地球探测与信息技术专业，主要从事矿产资源定量预测与评价研究工作，E-mail：3s c u g b.e d u.c n文献标识码：A文章编号：16 7 4-36 36(2 0 2 3)0 2-0 16 6-0 9GIS技术对多元有利成矿信息进行提取,基于证据权重法建立综合预测模型，对研究区的锰矿资源潜力进行定量预测与评价，圈定成矿远景区，为发现大规模锰矿产地提供参考。1区域地质概况华南地区在8 2 0 Ma发生四堡造山运动，使扬子与华夏陆块拼合并再度拉张,形成南华裂谷盆地（侯宗林等,19 9 6）。在冰期-间冰期气候交替以及全球性裂谷作用发育的背景下,新元古代晚期成为重要的锰矿成矿期（周琦等,2 0 17）。研究区内的大塘坡式锰矿床即为南华裂谷盆地形成时次级拉张及断陷小盆地中发生古天然气泄漏事件的产物（周琦，2 0 0 8）。区内地层出露完整,包括梵净山群、青白口系、南华系、震旦系、寒武系、奥陶系以及第四系（余文刚，2013）（图1）。Rodinia超大陆裂解以及之后的雪峰运动使板溪群发生褶皱和断裂,形成一系列以NE-NNE向为整体构造线的构造格局。区内褶皱主要包括梵净山穹隆背斜、总岭向斜及八字坡背斜等。研究区岩浆岩出露面积较少，震旦系、南华系等第47 卷第2 期李素雅等：贵州铜仁地区锰矿定量预测与评价167图1研究区区域地质图（1：50 0 0 0 0)1-第四系未分，包括下更新一全新统河湖相、残坡积、洞穴，以及冰川堆积的砂砾层、黏土、淤泥及泥炭土等；2-扎佐组砖红色砾岩、含砾石英砂岩及砂质泥岩；3-罗惹坪组、纱帽组、回星哨组并层碎屑岩，夹少量灰岩；4-马脚冲一秀山组、回星哨组并层；5-新滩组、小河坝组、马脚冲组并层页岩、粉砂岩，夹灰岩；6-龙马溪一石牛栏组、马脚冲一秀山组并层；7-大湾组、牯牛潭组、宝塔组并层；8-宝塔组灰紫色龟裂纹灰岩，泥灰岩夹生物灰岩；9-桐梓组、红花园组、湄潭组并层；10-龙马溪组灰黑色炭质页岩，下部含硅质；11-牯牛潭组、宝塔组并层灰岩，底部夹页岩；12-娄山关白云岩；13-娄山关白云岩巨厚层状粗-中粒白云岩，夹灰质白云岩；14-高台组、石冷水组并层；15-清虚洞组豹皮状灰岩夹白云岩；16-清虚洞组深灰色薄层状泥质灰岩、泥灰岩，夹中层状泥质泥岩、白云质灰岩，风化后具千层饼状；17-娄山关组白云岩，中部夹泥质白云岩，上部局部含燧石团块；18-五强溪组、多益塘组并层；19-陡山沱组、老堡组并层；2 0-陡山沱组、灯影组并层；2 1-南沱组灰黑色块状泥砾岩、砂质泥砾岩或砂砾岩透镜体，夹砂质板岩薄层；2 2-南沱组、陡山沱组、灯影组并层砂砾岩、砂质页岩、白云岩；2 3-肖家河组变余砂岩，板岩及变质基性-超基性熔岩组成5个旋回；2 4-中元古代白岗岩和花岗伟晶岩；2 5-中元古代基性-超基性岩;2 6-断裂Fig.1Regional geological map of the study area(1:500 000)局部夹少量凝灰岩，梵净山地区存在（9 8.9 1.3)Ma流纹斑岩（宋炯等,2 0 14）。2?成矿规律及特征研究区矿产资源丰富，锰矿为主要优势矿产。区内有贵州松桃县大屋、杨立掌、黑水溪、西溪堡、道坨，重庆秀山县笔架山、平茶等多个锰矿产地。2.1地层特征锰矿床含矿地层为大塘坡组第一段,赋矿岩性为含锰白云岩、菱锰矿和炭质页岩。含锰岩系厚度与锰矿相关度较高，向文勤等（2 0 13）研究表明，含锰岩系赋矿厚度为2 0 30 m时最有利,厚度 10 m时该区有可能产出菱锰矿,厚度 2,说明这些证据因子与区内锰矿成矿关系非常密切;证据因子4、5、7 的C值在1 2之间，说明这些证据因子与区内锰矿成矿关系较为密切;证据因子12 的C值 0,说明该证据因子对研究区锰矿找矿无效。通过证据权重法计算，研究区内9 9 2 个单元数据中可能有矿单元为30 7 个，后验概率值最大值为0.947531。将各预测单元的后验概率值分级并赋予不同颜色，得到锰矿预测后验概率图（图10），可知已知矿点大多位于预测高值区及其附近,因此初Table 2 Weights of evidence factors for manganese deposit prediction in the study area序号证据因子名称1沉积盆地2大塘坡组地层3断裂等密度有利区间4断裂平均方位有利区间5断裂条数有利区间6断裂 1.5 km缓冲区7断裂优益度有利区间8V化探异常9Cr化探异常10Mn化探异常11Ni化探异常12Fe,0,化探异常Mn-V-Ni-Cr-Fe,O,13综合化探异常地质学刊N印江士家族苗族自治县江口县0图10 锰矿预测后验概率叠加锰矿床(点）1-0.01后验概率 0.3;2-0.3后验概率 阈值的预测单元才可能成为远景区。采用概率分布法来判断阈值，根据无矿单元和有矿单元应为混合总体分布的假设，作成矿有利度的单元频数曲线,其拐点的横坐标即为值。根据概率分布法,阈值确定为0.2，即后验概率 0.2 的单元为找矿远景区。依据后验概率的大小与已知矿点的分布情况对找矿远景区进行分级，通过分析成矿地质条件，总结成矿规律，确定找矿标志，并根据远景区分级原则（闫芳,2 0 11），最终圈定找矿远景区7 处（图11），其中A级2 处、B级3处、C级2 处。N秀山土家族苗族自治区职江丰家族街族自冶县B-3A-1江口具012图11研究区Mn矿找矿远景区分布图1-0.02后验概率 0.45;2-0.45后验概率 0.8 5;3后验概率0.85；4-远景区；5-远景区编号；6-大塘坡组；7-综合化探异常区；8-断裂；9-省界线；10-县界线；11-县；12-锰矿床（点）Fig.11Map showing the distribution of manganesedeposit promising prospecting areas in the study area5 结 论(1)基于GIS技术平台对地质、化探、物探、遥感等多元成矿信息进行提取，形成找矿标志专题图层，构成找矿预测指标集。在此基础上,利用证据权重法建立矿产综合预测模型，进行矿产预测，可以获得较好的预测结果，该方法已成为矿产资源预测的重要趋势之一。李素雅等：贵州铜仁地区锰矿定量预测与评价B-1卢松桃苗族自浴凤凰县10km3410173（2)通过分析成矿地质条件，总结成矿规律，确定找矿标志，并根据远景区分级原则，在研究区圈定远景区7 个,其中A级2 处、B级3处、C级2 处。结果表明，约有8 3.33%的已知锰矿床（点）位于远景区内，说明此次矿产预测具有一定的可信度。参考文献陈建平,2 0 19.深地矿产资源定量预测理论与方法M.北京：地质出版社：11-10 6.侯宗林，薛友智，19 9 6.中国南方锰矿地质M.成都：四川科学技术出版社：6 3-7 2.黄屹,陈广义,田郁溟，等,2 0 2 1.中国锰业存在的主要问题及对策建议J.地质与勘探，57（2）：2 9 4-30 4.刘爱民，张命桥，2 0 0 7.黔东地区含锰岩系中微量元素Mn/Cr比值与锰矿成矿预测J.贵州地质，2 4（1)：6 0-6 3.李彩凤,2 0 19.基于GIS的中条山铜矿成矿特征分析与定量预测J.地质学刊,43（3）：46 9-48 0.刘同,刘传朋,康鹏宇,等,2 0 2 0.基于GIS的格尔木市分水岭北地区铜金矿综合信息找矿预测J.西北地质，53(3):295-307.李，刘飞，刘凯，等，2 0 2 0.湘西一黔东地区铅锌矿床找矿模型与定量预测J.吉林大学学报（地球科学版），50(3):825-841.卢辉雄，董双发，张恩等，2 0 2 1.大兴安岭中段火山岩型铀矿多源信息分析与成矿预测J.铀矿地质,37（6）：1088-1100.A-1511612覃英，周琦，张遂，2 0 0 5.黔东北地区南华纪锰矿基本特征J.贵州地质,2 2(4):2 46-2 51.宋炯，覃小锋，张晓华，等,2 0 14.梵净山地区燕山期流纹斑岩的发现及地质意义J.金属矿山,43(9：10 3-10 7.魏巍，陈建平，向杰，2 0 16.贵州锰矿多元综合信息成矿预测J.地质学刊,40(3)：46 9-47 6.向文勤，肖永开，2 0 13.铜仁一松桃地区南华系大塘坡式锰矿地质特征及成矿规律探讨J.西南科技大学学报，2 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in the study area.GIS was used to comprehensively process multivariate information and extract favorable ore-forming informa-tion to form the thematic layer of prospecting indicators,which constitutes the prospecting index set.The comprehensive prediction mod-el of manganese deposit was established by weight of evidence method,and the favorable ore-prospecting areas were determined bycombining the ore-forming geological conditions and known manganese deposits(occurrences)in the study area,and seven prospectiveareas were delineated to provide reference for the discovery of large-scale manganese deposits.Key words:metallogenic prediction;weight of evidence method;manganese deposit;GIS;Tongren,Guizhou