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漫谈SinoProbe专项矿集区深钻找矿探索

来源: 新浪博客 发布时间:2017-11-16 浏览量: 字号:T|T

地质学本就是侦探学,因为谁都没有透视地球内部的特异功能。地质研究与认识的过程,实质上是一个不断纠错的过程。人们在地球面前,还只是一个小学生,犯错是必然的。没有错,何来对?但如果遮掩,制造突破,那就有些不太厚道了。

曾经的天然地震所反演的上地壳与下地壳间的不连续界面(孔拉德面),我们是如何的顶礼膜拜。直到前苏联科拉半岛的超深科学探索钻,才使我们认识到,那只是一个断裂破碎带,说好的硅镁层仍没有出现。

在地质学领域,从事矿床学研究的学者是最幸运的:因为他们的研究成果,有可能导致一个新矿体、新矿床或是新矿床类型的发现,进一步深化对大地构造与地球演变的认识,将会诱惑矿业投资人(政府、国企、民企或外资)打钻验证,从而将研究成果转化为生产力,解决就业和资源供应问题。矿床学者从中得到成功的喜悦,提升对地球演变真相的认知和学术水平。从这个意义上说,矿床学者,是地质学领域内,最靠谱而又具最高水平的地质科学家。

同时,从事矿床学研究的学者又是最悲催的:因为他们含辛茹苦的研究成果,常常被投资者的一个钻孔给戳破了。而搞岩石大地构造的、岩石圈结构地球化学的、构造地质学的学者等,就不存在这个问题。不论是“克拉通”破不破坏,“冰淇淋下油锅化不化”式快速折返,包括那个什么造山带型金矿,是没有人去理会的,更没有人去关心他们的结论对错与否。他们在他们那个俱乐部自娱自乐好了。

因此,真正的矿床学者,是不会轻言多少米深的地质“透明化的”,有时哪怕只是薄薄的盖层下面。只有那些从没有找过矿,也从没有找到过矿的人,才会动不动3000米深或5000米深“透明化”的。

一、 SinoProbe专项2008-2014年立项与执行情况

(一)重要新闻回顾

2009年,董树文和李廷栋撰文【董树文,李廷栋.SinoProbe —中国深部探测实验.地质学报,83(7):896-908,2009;董树文, 李廷栋, SinoProbe 团队. 深部探测技术与实验研究(SinoProbe).地球学报,32 (Supp.1): 3-23,2011】指出:

“深部探测技术与实验研究专项(SinoProbe)”是财政部、科技部支持和资助的国家科技专项。2008-2012年期间,围绕深部探测实验和示范, 在全国部署“两网”(全国导电性参数标准网和全国地球化学基准网)、“两区”(大华北综合探测实验区和华南综合探测实验区)、“四带”(西秦岭中央造山带、青藏高原腹地、三江活动带、松辽油气盆地)、“多点”(金川铜镍矿集区、罗布莎铬铁矿矿集区、腾冲火山、长江中下游和南岭矿集区、南北中国板块汇聚边界等)”的深部探测技术与实验研究工作,旨在: 自主研发深部探测关键仪器装备,全面提升国产化水平; 为实现能源与重要矿产资源重大突破提供全新科学背景依据和基础信息; 揭示成藏成矿控制因素, 突破深层找矿瓶颈, 开辟找矿“新空间”; 把握地壳活动脉搏, 提升地质灾害监测预警能力;在基础研究、资源开发、灾害环境背景与预测等探测技术方面取得重大进展, 为资源勘查、灾害减轻提供新的深部背景依据,也为深部探测能够带动深部资源开发, 促进环境经济以及人类和谐发展提供例证;高精度立体探测技术能够为深部隐伏矿产资源评价和深部矿体勘探提供重要技术方法,对解决危机矿山找矿技术难题、缓解我国矿产资源紧张局面将发挥重要作用。

2011年3月25日,《中国国土资源报》记者刘维以《汪民:大陆科钻要助力找矿突破战略行动》为题报道:

2011年3月25日,《中国国土资源报》记者刘维以《汪民:大陆科钻要助力找矿突破战略行动》为题报道:“2011 年 3 月 18 日, 纪念国际大陆科学钻探中国委员会成立五周年暨 2011 年年会在北京举行。国土资源部党组成员、副部长、中国地质调查局局长汪民出席并致辞, 希望大陆科学钻进一步面向经济社会发展主战场, 助力找矿突破战略行动。2010年, 杨经绥研究员负责的中国大陆科学钻探实验项目实施, 计划围绕矿产资源问题, 实施 5-6 口科学钻探。”

2014年12月15日,《中国国土资源报》记者周琦以《大陆科学钻探8眼钻井通过验收》为题报道:

“日前,中国地质调查局组织专家对深部探测技术与实验研究专项的大陆科学钻探选址与钻探实验项目所属 5 个课题进行了验收。经过 5 年的实验研究,大陆科学钻探项目共完成 8口科学钻井,总进尺约 16000 米,在西藏罗布莎铬铁矿区、金川铜镍矿硫化物矿集区、腾冲地热地区、庐枞-铜陵矿集区、南岭矿集区和莱阳盆地取得了一批深部地质研究成果。验收专家组充分肯定了五个课题成果,并指出在后续的成果提升过程中,要重点加强科学钻区地球物理探测与钻探验证结果的对比与分析,进一步凝练科学钻探成果,对钻探技术部分进行系统总结,为下一步超深科学钻探选址提出好的建议。”

从许志琴等【许志琴,杨文采,杨经绥,安芷生,王成善,李海兵,刘嘉麒,苏德辰,何碧竹,王达,张伟,张晓西.中国大陆科学钻探的过去、现在和未来-—纪念中国大陆科学钻探实施15周年、国际大陆科学钻探委员会成立20周年.地质学报,90(9):2109-2122,2016】、张伟【我国“十二五”期间的科学钻探活动.探矿工程,43(4):18-23,2016】以及中国地质科学院【深部探测技术与实验研究专项成果总结报告(SinoProbe).2016年6月】等学术文献可知:

1.“深部探测技术与实验研究”专项下设9 个项目,包括SinoProbe-01大陆电磁参数标准网实验研究、SinoProbe-02深部探测技术实验与集成、SinoProbe-03深部矿产资源立体探测及实验研究、SinoProbe-04地壳全元素探测技术与实验示范、SinoProbe-05大陆科学钻探选址与钻探实验、SinoProbe-06地应力测量与监测技术实验研究、SinoProbe-07岩石圈三维结构与动力学数值模拟、SinoProbe-08深部探测综合集成与数据管理、SinoProbe-09深部探测关键仪器装备研制与实验。

2.总共实施了12个大陆科学钻探和异常验证钻孔,总进尺23905.44 米。其中在西藏罗布莎、甘肃金川、云南腾冲、安徽庐枞、安徽铜陵和南岭江西于都银坑-盘古山矿集区部署已实施了9口科学钻孔,总进尺约19201m。

2016年6月28日,《中国国土资源报》记者王少勇以《“深部探测技术与实验研究”专项成果通过鉴定》为题报道:

“深部探测技术与实验研究”专项成果在京通过院士、专家的评审鉴定,标志着我国进军地球深部的技术准备和队伍集结已经就绪。“深部探测技术与实验研究”专项是2008年由财政部和科技部支持,国土资源部牵头,会同教育部、中国科学院、中国地震局等部门、国有企业和地方队伍联合实施的。专项集成地质学、地球物理、地球化学、钻探工程和数值模拟等多学科,共设置9个项目、49个课题和118个专题,共有12位院士和1600余名科学家和工程师参加实验研究,近万名专业队伍参与野外施工和数据采集。

“ 成果鉴定会上,由43名院士、专家组成的鉴定委员会对专项成果给予高度评价,认为专项全面达到了预期目标,超额完成了实验任务,为我国全面实施向地球深部进军战略做好了技术准备,在我国地球科学发展历史上具有不可替代的重要作用。专项取得了五方面的进展:一是系统构建了适应我国地球深部特征的立体探测技术体系,自主研发的多套深部探测关键仪器设备达到国际先进水平;二是深部探测带动重大科学发现,我国跻身世界深部探测大国行列;三是发现一批具有战略意义的重大找矿线索,为实现找矿突破战略行动提供有力支撑;四是把握地球活动性的脉搏,为提高自然灾害预警能力提供科技支撑;五是专项的实施让我国地球深部探测在国内外产生强烈反响。”

(二)矿集区深部钻探新闻报道分析

漫谈SinoProbe专项矿集区深钻找矿探索

图1、SinoProbe矿集区深钻分布图

透过这些报道与大量文献可知:

1.项目名称“高、大、上”,起了个英文名称“SinoProbe”,让人乍看上去,像是一个国际合作科研项目。其实呢,还是中国人出钱,中国人在干,钻探的是中国领土。

2.支撑的技术手段,据称为立体探测技术,就是地震测量、大地电磁测量、重磁测量等目前世界上已有的各类新式武器与常规武器,还有所谓“高精度与穿透性地球化学技术”。

3.深部钻探目标是选择代表性矿集区,开展地壳深部 30 ~ 40 km 深度范围和地壳浅部 3~ 5 km 深度范围的综合地球物理精细探测试验, 部署地壳表层 2000 m 深度范围参数钻探试验 、建立地球物理解释“标尺” ,精细刻画矿集区 3~ 5 km 立体精细结构和物质组成,追踪“第二找矿空间”容矿控矿构造与含矿岩体的深部延伸, 为揭示矿集区深部构造背景及成矿动力学过程、研究深部成矿规律 、建立深部成矿模式 、开展深部成矿预测和深部资源潜力评价、拓展资源勘查深度 ,提供有效的现代技术方法体系,为资源勘查、灾害减轻提供新的深部背景依据, 也为深部探测能够带动深部资源开发。

4.执行时间:2008-2014年,从“十一五”跨到“十二五”,先后开展了深钻选址研究,实施了8个计19201m米进尺的深钻(另含一个预导孔)。

(三)矿集区深部钻探找矿探索启示

从目前的报道及学术文献来看:

1.在8个探索深孔中,没有任何一个科学钻探孔在深部发现经济可采矿体,所谓“第二找矿空间”并未突破,更没有取得所谓重大突破。江西盘古山钨矿NLSD-2孔,见矿效果好,但这只是一个预导孔,主要是按“就矿找矿”设计的,见矿实在是太正常了,并非先进技术的功劳。

2.即便用尽了十八般武艺,过度地质化与过度探测技术化,所谓“立体探测”精细地壳结构与物质组成研究,没有做到“二三千米深透明化”,甚至点上都没有透明化,非但不精细,而且还太离谱。

3.看来“高精度与穿透性地球化学技术”,精度“不精也不高”,穿透性只能“呵呵”而已。

4.地震找金属矿,特别是热液成因金属矿,虽然耗资巨大,但都无果而终,仅收获一堆“花花绿绿”,还比不上“抛硬??”。

5.“高精度物探”圈出来的隐伏岩体,如南岭江西于都银坑NLSD-1孔,没有钻遇到;“高精度物探”圈出来的岩浆型铜镍硫化物通道,如甘肃金川的JSCB孔,也没有钻遇到,甚至没有碰到超镁铁质岩体(脉);“高精度物化探技术”圈定的可能矿体,也没有变成现实。

6.矿产勘查说到底是一项经济与智力活动,投入与产出是必须要考量的,成矿作用的理解程度是至关重要的。探测深度无所谓深还是浅,只要发现可采矿体就好,且以浅表更佳;勘查技术不论低、粗、平还是高、精、尖,逮住矿体就好。所谓技术优先,貌似“高精新”左右深部找矿探索,则是难以提高深钻发现矿体成功率的。科学家说话,要讲科学,切不可信口跑马,自掌嘴巴。凡事必留痕呀!

7.刘继顺是坚定支持有度的深部地质探测的。但若要这类深部钻探来解决所谓的“第二找矿空间”,提高深部矿产资源找矿的成功率,目前这种技术堆砌,只会收获一堆“浮云”。

8.这些矿集区内8个总计近2万米深钻,揭示出来了许多新的地质现象,修正了人们的错误认知和地球物理模型,提供了不可估量的地质研究价值。正如前苏联实施的科拉半岛超深钻,证伪了此处天然地震反演所确定的孔拉德面(上地壳与下地壳界面)的深度,要不我们怎么能够知道地球物理的不太靠谱和不确定性呢?又怎么能够知道在地球面前,人们是多么的无知呀?

9. 立项报告与总结报告对比。

《深部探测技术与实验研究专项成果总结报告》(中国地质科学院,2016)及专项验收新闻中说:发现了一批具有战略意义的重大找矿线索,为实现找矿突破战略行动提供有力支撑;深地震反射、大地电磁和高精度重磁联合探测,构建了矿集区10km以浅的3D 结构,勾画出导矿和赋矿构造,基本实现矿集区“透明化”;发现庐-枞矿集区深部正长岩中上百米厚铀元素富集带,南岭成矿带于都-赣县矿集区深部厚大矿体和新类型矿床的重要找矿线索,实现了深部找矿重大突破。

虽然,我们没有资格看到他们的立项报告与总结报告,但从新闻报道来看:

与立项报告相对比,总结与鉴定报告显然要低调得多,谦虚得多,谨慎得多。即便如此,但从目前的报道及学术文献来看,总结与鉴定报告也是人为地拔高了。

承继“SinoProbe”深部探测专项,“十三五”正在实施“三深一土”国家重点专项之一的“深地资源勘探开采”专项。在向地球深部高歌猛进的今天,认真地总结一下2008-2014年所实施的SinoProbe专项情况,总结经验与教训,加强针对性与有效性,则是十分必要的。

二、矿集区深钻设计研究与钻探验证

(一)、金川镍铜铂矿集区(SinoProbe-05-01)

1.设计目标【汤中立等. 金川铜镍矿集区大陆深钻选址研究现状与进展.矿床地质,29(Suppl.1):889-890,2010】

拟探测金川铜—镍—钴—铂矿床的成矿深度和深部资源潜力,探索金川岩体的深部岩浆房和侵入通道,研究岩浆硫化物矿床成矿的深部过程和成矿机制,评价金川岩体外围的超镁铁岩的资源潜力和潜在的钻探靶区,进一步摸清金川超大型铜镍(PGE)金属矿产基地的资源前景。

2.选址研究

2009年开始,汤中立负责的《金川铜镍硫化物矿集区科学钻探选址预研究》团队逐步展开工作。研究发现,金川与其附近的茅草泉岩体为同源岩浆演化而成,茅草泉小岩体群为金川矿床的形成贡献了亲铁元素与橄榄石成分,较集中发育于I 号矿体中西段,可能系岩浆侵入通道曾经赋存的位置。航磁、地磁、重力、可控源音频大地电磁测深、相位激电测深、浅源地震等研究,初步诠释了矿区地表下3000 m地物化响应地质体的空间分布状况。2011年4 月,金川铜镍矿集区科学钻探选址现场论证会在金川召开,确定将在二矿区8 行上盘开孔,钻孔深度范围控制在2000-2500米。

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图2、金川镍铜(铂族)矿区地质图、深钻选孔示意图(汤中立等,2010)

1—第四系;2—龙首山群白家嘴子组;3—龙首山群塔马子沟组;4—花岗岩;5—镁铁-超镁铁质岩体;6—前寒武系;7—二辉橄榄岩;8—含斜长二辉橄榄岩;9—橄榄二辉岩;10—二辉岩;11—浸染状矿;12—海绵陨铁状矿;13—氧化矿;14—岩相界线;15—不同阶段岩相界线;16—实测/推测断层;17—岩体;18—矿体;19—推测岩体;20—已实施钻孔;21—设计科学钻孔(图上标为ZK1)

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图3、金川铜镍矿床岩浆通道与空间就位示意图(闫海卿等,2013)

a—金川矿床各个矿区含矿岩体立体勘查模拟图; b—金川铜镍矿床岩浆通道剖面图;JSCD-设计的科学钻孔,黑色虚线示岩浆侵入通道及通道型矿化区

【闫海卿等. 金川铜镍硫化物岩浆矿床前锋岩浆与岩浆通道.中国地质,43(3):807-819,2013】

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图4、金川二矿区8 线深部剖面信息对比图

示明显的岩浆侵入通道及含矿岩体(闫海卿等,2014)

(1)地表地质图,(2)地质剖面,(3)电磁测深剖面,(4)地震层析剖面

3.实施结果

JSCB孔,2012 年 4月 26 日开钻,孔深 2185. 56 m,2014年8月验收。

本孔从龙首山群白家嘴子组开孔,至终孔全部为高级变质岩——混合岩类、斜长角闪岩类、大理岩类、片岩类、变粒岩类、片麻岩类,其中以混合花岗岩和斜长角闪岩为主。

4、探索效果

本孔揭露到的岩性与地球物理(重磁、大地电磁、地震等)推断的大相迳庭,根本未见超镁铁岩体(脉)及其矿化,更未揭露到岩浆侵入通道,遑论工业矿体了。

在地表对应的地质体位置,地球物理方法所追踪到的地质体是模糊的和不现实的;从采矿剖面中矿体、含矿岩体的空间位置,电磁测深图像所反演的低阻体范围,难以反映含矿岩体的真实范围;在地震层析P 波速率图中的低速体与高速体过渡带,均反映不出含矿岩体,且对铜镍矿深部信息提取具有模糊性和不确定性;浅源地震反射剖面对层状体和不连续面以及非层状体均有明显的反映,但无法判定含矿岩体【闫海卿等. 金川铜镍硫化物矿集区科学钻探深部地质信息综合解译. 中国地球科学联合学术年会 2014论文集,P2729-2731,2014】

(二)、罗布莎铬铁矿集区(SinoProbe-05-02)

1.设计目标

拟通过地表地质调查、地球物理探测和深2000-2500m的深孔施工,来探测罗布莎铬铁矿床的成矿深度、分布特征、赋存规律及深部资源潜力,探讨铬铁矿及其赋矿主岩超镁铁岩体成岩成矿机制与成因关系;评价罗布莎超镁铁岩体的资源潜力和潜在勘探靶区。

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图5、西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带及罗布莎铬铁矿分布位置图(李金阳,2012)

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图6、西藏罗布莎铬铁矿床矿区地质简图

2.选址研究

杨经绥负责的《西藏罗布莎铬铁矿区科学钻探选址预研究》团队,通过地质、地球物理、地球化学研究,对泽当岩体和东波岩体分别确定了一个深钻的钻探靶位。

3.实施结果

1)LSD-1孔,位于西藏乃东县罗布莎铬铁矿区南缘的泽当岩体,超镁铁岩体南侧与三叠纪地层接触处。

本孔设计深度2000米,2009年6月28日开钻,2010年7月2日终孔,终孔深1477.8m,本孔未揭穿超镁铁-镁铁质岩。钻孔直接设计在超镁铁岩体之上,除顶部见1米风化层外,即进入超镁铁岩体-辉石岩、厚层状纯橄岩和橄榄岩。仅在1100-1200m间的方辉橄揽岩中可观察到浸染状铬铁矿,含量很低,Cr2O3含量仅0.02%,只有一个纯橄榄岩的样品含量为0.49%(李金阳.西藏罗布莎地幔橄榄岩的成因-科钻LSD-1岩心的研究.中国地质科学院博士学位论文,2012)。

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图7、罗布莎LSD-1科钻岩心柱状剖面图(李金阳,2012)

2)LSD-2孔,位于罗布莎铬铁矿区西北部的东波岩体

2012年10月9日终孔,终孔深1853.79m【杨经绥. 西藏罗布莎蛇绿岩实验钻孔岩心初步研究.中国地球科学联合会2014年会议论文集,P2728,2014】。

开口至15m深,为第四系坡积物;15m-70m孔深,为晚三叠世海相类复理石沉积岩,与其下橄榄岩呈断层接触;70m-1300m,为橄榄岩带;1300m-1500m,上部有薄层辉长岩和辉石岩及破碎带,下部主要由纯橄岩与方辉橄榄岩互层组成,两者厚度相近;1500m-1750m,为辉石岩和辉长岩互层,底部辉长岩与磨拉石建造呈断层接触;1750m-1853.79m,第三系罗布莎群磨拉石建造。

本钻孔未揭露到铬铁矿体,但揭穿了超镁铁-镁铁质岩,显示出倒转层序。

4.找矿探索效果

总体看来,两个钻孔,均未钻遇铬铁工业矿体,甚至铬铁矿化极其微弱。

(三)、腾冲火山-地热体系(SinoProbe-05-03,Sinoprobe-05-07,负责人刘嘉麟、戚学祥)

1、设计目标

拟通过一口2000m 科学钻探预导孔施工,为高热异常区钻探提供各种地质地球物理参数,研究新生代火山作用和构造活动关系、大型走滑构造与岩浆活动和成矿作用背景以及浅成低温与热泉型成矿体系,为矿产资源开发和地方经济发展提供科学依据。

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图8、腾冲火山构造区地质、矿化及电磁剖面位置图(姜枚等,2012)

示科学钻探孔位

【姜枚等. 云南腾冲火山构造区马站—固东岩浆囊的地球物理模式.地球学报,33(5):731-737,2012】

2.选址研究

刘嘉麟和戚学祥负责的《云南腾冲火山—地热—构造带科学钻探选址预研究》团队,对腾冲地块进行了构造、火山、地热和深部地球物理(可控源音频大地电磁和地震反射剖面等)探测4个方面的研究,选址于腾冲马站。

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图9、马站、小空山—固东岩浆囊示意剖面(姜枚等,2012)

3.实施结果

深钻位于腾冲县马站乡腾冲火山地热国家地质公园内,孔位坐标:N98°29′33.77″,E25°12′50″,海拔1888m。2012年5月20日开钻,2013年9月8日终孔,终孔深1222.24m。

0m-523.28m,基性火山岩带,由气孔状玄武岩、橄榄玄武岩、火山碎屑岩、火山灰等互层组成);523.28m-1087.63m,蚀变花岗岩带,蚀变-风化花岗岩与碎屑岩互层);1087.63m-1222.24m,未蚀变花岗岩带,由新鲜的英云闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩、富石英花岗岩所组成,中粗粒花岗结构,块状构造,偶见黄铁矿晶体)【高金亮 孙春青 张 磊 丁磊磊 郭正府 刘嘉麒.云南腾冲火山-地热-构造带科学钻孔概况及其科学意义. 中国地球科学联合学术年会论文集,2748-2749,2014】。

4.探索效果

矿化微弱,未发现有工业矿体及有意义矿化。

(四)、庐枞矿集区(SinoProbe-03-04,SinoProbe-03-06)

1.设计目标

拟揭示与成矿有关的岩体、基层、盖层的空间分布,建立地壳结构模型和异常解释“标尺”,推断深部地质构造环境、探讨成矿物质迁移-富集机制、总结成矿规律,为深部找矿指明方向【刘振东,吕庆田等.庐枞盆地浅表地壳速度成像与隐伏矿靶区预测.地球物理学报,55(12):3910-3922,2012】,【吕庆田,董树文,汤井田,史大年,常印佛.多尺度综合地球物理探测:揭示成矿系统、助力深部找矿—长江中下游深部探测(SinoProbe-03)进展.地球物理学报,58(12):4319-4343,2015】。

2.选址研究

薛怀民负责的《东部矿集区科学钻探选址预研究》庐枞团队,在前期综合探测和成矿预测研究基础上,选择重要地球物理异常或深部成矿有利区,以具有代表性矿床的成矿环境或地质构造为主要探测和研究对象,设计了2000-3000m深的岩心钻探孔刘屯ZK01孔和LZSD-1 孔,以验证异常性质。

漫谈SinoProbe专项矿集区深钻找矿探索

图10、庐枞矿集区地质构造图

示地震与MT物探剖面测线与深钻位置(吕庆田等,2014)

【吕庆田,刘振东,汤井田,吴明安,严加永,肖晓.庐枞矿集区上地壳结构与变形:综合地球物理探测结果.地质学报,88(4):447-465,2014】

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图11、庐枞矿集区大地电磁测深数据二维反演电阻率模型三维效果图(肖晓等,2011)

【肖晓,汤井田,周聪,吕庆田.庐枞矿集区大地电磁探测及电性结构初探.地质学报,85(5):874-887,2011】

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图12、庐枞矿集区层析成像速度剖面与化探剖面叠合显示(刘振东等,2012)

【刘振东,吕庆田,严加永,赵金花,吴明安.庐枞盆地浅表地壳速度成像与隐伏矿靶区预测.地球物理学报,55(12):3910-3922,2012】

3.实施结果

1)刘屯ZK01孔:位于安徽庐江县砖桥乡刘屯村,庐枞盆地中部,北距巴家滩岩体10km,南距黄梅尖岩体15km,孔位坐标 E117°28‘45. 47″,N31°0’4. 09″,2011 年 8 月 17日开钻,2012 年 3 月 24 日终孔,终孔深2012.35m,验证庐枞矿集区重要地球物理异常和深部成矿有利区。2012年4月6日验收。

开孔于砖桥组火山岩。0 ~ 1488m 粗安岩( 辉石粗安岩)段,为玄武质粗安岩、粗面岩、粗面英安岩、英安岩夹晶屑凝灰岩、硅化砂岩、石英砂岩,常有岩脉穿插);1489 ~ 1848m 正长岩段,局部夹粗安岩和薄层砂岩,穿插闪长斑岩脉;1849 ~ 2012m 主要为黑云母二长岩。

漫谈SinoProbe专项矿集区深钻找矿探索

图13、刘屯ZK01钻孔柱状图(贾丽琼等,2014)

【贾丽琼,徐文艺,吕庆田,莫宣学,熊欣,李骏,王梁. 庐枞盆地砖桥地区科学深钻岩浆岩LA-MC-ICP MS锆石U-Pb 年代学和岩石地球化学特征.岩石学报,30(4):995-1016,2014】

2)庐枞科学钻孔 LZSD-1 孔:深孔地处安徽省安庆市枞阳县钱铺乡虎栈村境内,京台高速公路边, 距铜陵市30km,距庐江县城30km,距枞阳县城70km, 从主公路S103省道到孔位10km,庐枞火山岩盆地中部偏东, 2012 年 5 月 21 日开钻,2013 年 6月9 日终孔,终孔深3008. 29 m。2014年4月9日验收。

开孔岩性为砖桥组的蚀变粗安岩。0-1336.24m孔深为火山岩段(除上部有3 条分别厚16m、9 m和2m的正长岩脉,下部有2 条分别厚约5m的安山玢岩脉外,均为砖桥组火山岩,可划分4 个火山喷发旋回,以火山碎屑岩开始,以粗岩质熔岩结束);1336.24m-1507m为火山岩-侵入杂岩复合段(火山岩根部带出现不规则的闪长质、二长质、正长质以及辉绿岩岩枝侵入现象,辉绿岩脉中有较多的杏仁体,并有一定程度的黄铜矿化);1507~3002m孔深间为侵入杂岩段(主体为二长岩,还有正长岩、闪长岩、闪长玢岩、辉绿玢岩及次火山粗安玢岩、二长斑岩),终孔岩性为石英二长岩【薛怀民,吴明安,马芳. 庐枞科学钻探预导孔(LZSD)揭示的庐枞火山岩盆地深部岩石组合与蚀变矿化作用. 中国地球科学联合学术年会论文集,2735-2737,2014】

漫谈SinoProbe专项矿集区深钻找矿探索

图14、庐枞矿集区LZSD-1钻孔柱状图(薛怀民等,2014)

4.探索效果

预研究刘屯ZK01孔,见有磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿以及赤铁矿( 镜铁矿) 矿化,但未发现工业矿化。

高文利等(2015),在对刘屯ZK01孔综合测井时发现,1500m~2012m 以下井段发现放射性异常,异常强度最高井段在1897.39m~1897.93m,厚度0.54m,反推铀当量0.039%;单层最厚异常井段在1603.96m~1643.95m,厚度39.99m,反推铀当量0.011%。但岩心样化验,U和Th含量均无反应,根本连矿化都算不上【目前,这种放射性异常被说成为碱交代型铀矿化,其实碱性岩具放射性异常,是普遍现象,远未达到工业要求】。

【高文利,孔广胜,潘和平,林振洲,邱礼泉,冯杰,方思南,邓呈祥,李洋,刘东明.庐枞盆地科学钻探地球物理测井及深部铀异常的发现.地球物理学报,58(12):4522-4533,2015】

深钻LZSD-1孔,于孔深780-973m 的砖桥组粗安岩、1580-1635m闪长玢岩接触带、1630-2500m 正长-二长岩中,见黄铜矿呈微细脉状稀疏浸染于岩石节理裂隙中,化验品位双零“戴眼镜”【目前,这种现象,被说成为斑岩型矿化】,辉绿岩脉中也见黄铜矿化。总体来说,矿化极其微弱,未揭露到有意义的含矿构造与地质体,与地球物理推断相去甚远。

(五)、铜陵矿集区(SinoProbe-03-03,SinoProbe-05-05

1.设计目标

拟通过对矿集区侵入岩、火山地质、地球化学、蚀变矿化的热液系统等的预研究,配合地球物理的研究成果和局部地区大比例尺的地质填图,确定深部找矿最有利的靶区,建立地球物理异常解释的“标尺”,研究矿集区金属矿床的垂向分布规律,建立区内成矿模式,进行深部成矿预测。

2.选址研究

吴才来负责的《东部矿集区科学钻探选址预研究》团队,结合物化探资料,最终确定舒家店矿田舒家店背斜北东端近核部的北西翼为实施3000 米科学钻的最佳地点。

漫谈SinoProbe专项矿集区深钻找矿探索

图15、铜陵矿集区地质构造与地震-MT测线布置图(吕庆田等,2014)

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图16、铜陵矿集区舒家店AMT的3D反演模型不同深度平面图(王永清等,2014)

3.实施结果

铜陵科学钻孔 TLSJD -1 孔:本孔位于铜陵县钟鸣镇泉栏村与顺安镇明星村间的舒家店,铜陵市东21km,新桥硫( 铜、金) 矿NEE方向4km,凤凰山铜铁矿NNE方向6.5km,桃园硫金矿南西3km处,舒家店背斜轴部偏北西翼。

施工时间 2012 年 9 月-2013 年 9 月,孔深 2467. 33 m。

钻探在舒家店背斜轴部偏北西翼开孔,从志留系高家边组泥质粉砂质页岩开始钻进。

0-848.50 m,志留纪页岩、粉砂质页岩、千枚状页岩,其中在782.84 m处见到一层厚9.63 m的角砾岩;848.50m-879m,花岗闪长斑岩;879.00 m-1774.95 m,志留纪千枚状粉砂质页岩、粉砂质页岩、角岩,其中分别在1415.16 m、1496.18 m处分别见到两层厚度分别为18.64 m 和7.62 m的角砾岩;1775m-2436.50m,肉红色正长花岗岩,终孔仍未穿透。

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图17、铜陵舒家店科学钻(TLSJD1)岩心柱状示意图(吴才来等,2016)

(红色字体表示深度,括号内蓝色字体表示岩性的厚度)

【吴才来,董树文,王陆太,王次松,雷敏,吴迪.铜陵矿集区深部发现126 Ma 的正长花岗岩:来自3000m 科学钻探的证据.中国地质, 43(5): 1495-1513,2016】

4.探索效果

未发现工业矿化。

(六)、南岭矿集区银坑-盘古山(SinoProbe-03-01,SinoProbe-03-03)

1.设计目标

拟揭示与成矿有关的岩体、基底、盖层的空间分布,建立地壳结构模型和异常解释“标尺”,推断深部地质构造环境、探讨成矿物质迁移—富集机制、探索深部成矿规律,寻找“第二找矿空间”【陈毓川,陈郑辉,曾载淋,赵正,赵斌,王登红.南岭科学钻探第一孔选址研究.中国地质,40(3):659-670,2013】

2.选址研究

陈毓川负责的《南岭于都—赣县矿集区立体探测技术与深部成矿预测示范》课题组,对银坑-盘古山地区开展了矿田地质构造、岩浆岩和成矿规律方面的系统研究,开展了高精度重磁面积测量和骨干剖面的大地电磁、二维地震和AMT /MT 等探测研究,初步建立了浅层(3~5千米)地质构造及深部地壳结构,推测岩浆侵入通道,初步圈定了隐伏岩体的位置和可能的致矿异常区,最终确定了NLSD -1 孔和盘古山钨矿NLSD-2孔的位置。

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图18、银坑矿田江背-刘屋145线AMT反演综合解释剖面图(冯兵等,2014)

a)二维反演电阻率断面图;b)地质剖面图;c)AMT推断地质断面图

【冯兵,李建国,赵斌,王玉,王?璐,张继锋.音频大地电磁法在南岭于都-赣县矿集区银坑示范区深部矿产资源探测中的应用.地质学报,88(4):669-675,2014】

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图19、江西于都银坑矿田地质及深钻NLSD-1孔位置图(据高贵荣等,2000)

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图20、银坑矿田江背-刘屋145线散射成像剖面解译与重力正演断面图(陈毓川等,2013)

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图21、银坑矿田地物化联合剖面与NLSD-1深孔设计位置图(陈毓川等,2013)

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图22、江西于都银坑矿田NLSD-1深孔设计柱状图(陈毓川等,2013)

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图23、江西于都盘古山钨矿田地质及深钻NLSD-2孔位置图(陈伟等,2016)

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图24盘古山钨矿田C-C’重磁电震地联合剖面及NLSD-2设计孔位图(陈伟等,2016)

【陈伟,曾载淋,陈郑辉,张永忠,方贵聪等. 南岭盘古山科学钻探(NLSD-2)选址及深部找矿意义.江西地质,17(2):91-105,2016】

3.实施结果

1)南岭科学钻孔 NLSD-1 孔:位于江西省于都县银坑镇东4km,银坑矿田中北部,地表出露前寒武纪浅变质岩、晚古生代沉积岩及中生代岩脉,发育一系列NE-NNE向断裂或推覆构造。施工时间2011 年6 月25 日—2013 年7 月22 日,孔深 2967. 83 m。

0-1373.71m, 新元古代青白口系火山碎屑岩,库里组地层( 推覆体) 属上元古界青白口系,为一套海底火山-沉积建造,是区内最老的褶皱基底,主要岩性为浅灰绿色、深灰色变质细屑沉凝灰岩与变质粉屑沉凝灰岩互层夹凝灰质板岩、变质凝灰质细砂岩;1373.71m-1375.37m孔深,进入F1 推覆构造带,充填厚1. 66m 的闪长玢岩;1375. 37 ~ 1415. 42m孔深为强烈挤压破碎带及中酸性脉岩,原岩为二叠系砂页岩;1415. 42 ~ 1440. 62m孔深为硅化破碎带,伴有黄铜矿化、黄铁矿化、黄铁绢英岩化、绿泥石化、绿帘石化蚀变及花岗岩脉侵入;1440. 62 ~ 1463. 63m 为弱硅化破碎带,断续见4 条小规模的硅化破碎带;1463. 63m  ~ 1743. 39m为灰色、灰白色中厚层状岩屑石英砂岩、细砂岩、粉砂岩、炭质粉砂岩、炭质泥岩; 1743. 39 ~ 1984. 73m: 灰色、灰黑色炭质砂页岩;1984. 73 ~ 2000m: 灰黑色、深灰色泥灰岩夹含炭质泥岩。

虽然钻遇有29处小岩脉,但未发现物探异常所推定的隐伏花岗岩体及其工业矿体。

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图25、银坑矿田NLSD-1深孔全孔岩心柱状简图

【郭娜欣, 陈毓川, 吕晓强. 南岭科学钻探一孔中岩浆岩的矿物特征及其对成岩、成矿作用的指示意义. 中国地质, 2016, 43(5): 1645-1665,2016】

2)NLSD-2孔,设计于盘古山钨矿东南部盘古山异常推测的隐伏岩体的顶部。2012 年2 月开钻,2012 年12 月终孔,终孔深2006m。

0-4.1m,第四系浮土;4.1m -721.8m,上泥盆统滨海相石英砂岩、含砾砂岩,见4m厚底砾岩,与下伏震旦系不整合接触,陡倾节理裂隙发育,出现线脉至细脉带,但未构成工业矿化;721.8m -1287.86m,震旦系浅变质细砂岩与粉砂岩互层的复理石建造,与下伏花岗岩呈侵入接触,其中905.26-919.47m见破碎带型钨多金属矿化,990-1050m见石英细脉与云母线脉矿化;1287.86m-1324m ,云英岩化钠长石化花岗岩及钨多金属矿化;1324-1925m,钾长石化花岗岩,在1530m、1620m和1660m孔深处,见石英大脉型钨多金属矿化;1925-2006m,新鲜灰白色二云钾长花岗岩。

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图26、盘古山钨矿床地质图及NLSD-2 钻孔柱状图(方贵聪等,2016)

1—上泥盆统砂岩; 2—震旦系浅变质砂岩; 3—燕山早期花岗岩; 4—正断层; 5—平移断层; 6—矿化石英脉; 7—破碎带型Pb-Zn-W矿;8—长石石英砂岩; 9—浅变质砂岩; 10—钾长花岗岩

【方贵聪, 陈毓川, 陈郑辉, 等. 赣南盘古山钨矿隐伏花岗岩体岩石学与地球化学特征. 中国地质, 43(5): 1558-1568,2016】

4.探索效果

银坑矿田NLSD-1深孔(孔深 2967. 83 m),断断续续见到了据称185 层矿化,均以微细网脉状、浸染状矿化为主,其中,矿化最强的样品只有3个:

NLSD-1-H6样,位于472.48m~473. 45m孔深处,穿矿厚0.97m,系铅锌矿化、黄铜矿化、黄铁矿化、绿泥石化破碎带,含铜0.14%,铅0.02%,锌1.33%,金0.06g/t,银14.0 g/t;

NLSD-1-H16样,位于623.35m~624.33m孔深处,穿矿厚0.98m,系黄铁矿化、黄铜矿化、铅锌矿化、硅化破碎带,含铜0.06%,铅0.15%,锌4.28%,金0.07 g/t,银17.2 g/t;

NLSD-1-H26样,位于985.82m~986.21m孔深处,穿矿厚0.39m,系黄铜矿化、铅锌矿化、黄铁矿化、硅化破碎带,含铜0.58%,铅1.18%,锌0.96%,金0.52 g/t,银450 g/t【赵正,陈毓川,郭娜欣,陈郑辉,曾载淋,王登红,杨洲?,蔡正水.南岭科学钻探0 ~ 2000m 地质信息及初步成果.岩石学报,30(4):1130-1144,2014】。

总体看来,矿化极其微弱,既未发现工业可采矿体,也未见到物探异常所推测的隐伏花岗岩体。这与预测结果大相迳庭。

盘古山矿田NLSD-2孔(孔深2000 m),揭露到深部的花岗岩体,发现了浅部的脉状矿化、盘古山岩体顶部20多米厚云英岩矿化带与辉钼矿石英脉以及岩体内含钨石英脉,与预测结果基本相符,达到了地质目的。但这是个预导孔,就矿找矿而已,见矿当在情理之中。