云南部龙锡锌多金属矿床矿化趋势分析及成矿规律.pdf

第6 2 卷第1 期 2010 年2 月 有色金属 N o n f e r r o u BM e t a l s V 0 1 ．6 2 ，N o ．I F e b r u a r y ．2010 云南部龙锡锌多金属矿床矿化趋势分析及成矿规律 贾福聚，秦德先，张文源，伍伟，杨晓坤 昆明理工大学矿产地质研究所，昆明6 5 0 0 9 3 摘 要结合S u r p a c 软件的卒间定位功能和M a pG i s 软件的空间分析功能，对云南都龙锡锌多金属矿床锡和锌样品数据进 行三维窄间定位和趋势分析。结合矿区地质特征，认为s n 元素在矿区东部富集程度较高，而且在晚期花岗岩出露部位，发生进一 步的富集。z n 元素在矿区西部富集程度较高，而且在断裂交汇部位进一步富集。 关键词矿山工程；锡锌多金属矿床；趋势分析；S u r p a c ；M a pG I S ；云南都龙 中图分类号T D l 6 6文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 l 2 0 1 0 o l 一0 0 8 4 0 4 S u r p a c 软件是大型矿山工程软件⋯，具有出众 的3 D 图形功能、良好的图形用户界面、实用性强等 特点，广泛应用于资源评估、矿山规划、生产的各个 阶段之中，能够有效地帮助金属矿山企业顺利实现 开采设计、计划和管理工作的数字化、信息化。 M a p G I S 是基础地理信息系统软件平台，是集数 字制图、数据库管理及空间分析为一体的空问信息 系统1 。由于其制图方便灵活和强大的空间分析 能力，被广泛应用于地质、地矿、地理、地震、测绘、交 通、及土地管理等行业。 1 矿山地质概况 云南都龙锡锌多金属矿床位于中国西南部，是 继云南个旧、广西大厂之后发现的又一个大型锡锌 多金属矿山。研究区位于哀牢山．红河断裂的北东 侧，所在构造单元属华南褶皱系西南角、滇东南坳褶 断带、文山马关隆起南端的老君山复式背斜，该区域 又被称为都龙一S o n g C h a y 穹窿体∞J 。区内广泛出露 在早加里东地槽阶段形成的中、下寒武统地层，地质 构造复杂，变质岩广泛分布，岩浆活动强烈，矿产以 锡、钨、锌著称。 都龙锡锌多金属矿床位于老君山复式背斜花岗 岩体的西南部，在花岗岩复式背斜形成过程中，由于 岩浆上升、挤压牵引作用，围绕岩体四周，产生了一 系列与背斜构造同步、协调一致的开阔型次级褶皱 或褶皱- 断裂复合构造，都龙矿床是其宽缓褶皱断层 带的一部分，见图1 。 收稿日期2 0 0 7 1 2 2 6 作者简介贾福聚 1 9 8 0 一 ．男，山东巨野县人，博士，主要从事综 合信息成矿预测等方面的研究。 1 一第四系；2 一中三叠统法郧组；3 一上二迭统吴冢坪组； 4 一中泥盆统；5 一下泥盆统；6 一卜寒武统；7 一中寒武统龙哈组； 8 一中寒武统田蓬组；9 一下寒武统；1 0 一白垩纪花岗岩； 1 1 一花岗片麻岩；1 2 一断层；1 3 一地质界线；1 4 一研究区位置 图1老君山地区地质略图 F i g ．1 S c h e m a t i cg e o l o g i c a lm a po fL a o j u n s h a na r e a 矿体产出于中寒武统田蓬组 ∈t 2 地层之中， 该地层岩性以云母石英片岩和大理岩为主，地层走 向为近南北向，向西倾斜，倾角1 0 ～3 5o 。田蓬组地 层形成时成矿物质来源丰富1 ，地层厚度大 1 4 7 5 2 4 5 6 m 。矿体的延伸主要受南北向的两条断裂 F 。和F ，的控制，F ．位于西侧，F o 是矿体的东部边 界，两断层均向西倾斜，产状与地层产状基本一致， 为层间正断层。断层所处的张性状态，加之断裂所 形成的破碎物质，为矿床的后期叠加改造，提供了非 常有利的条件。 老君山燕山期花岗岩由7 ，“，y ，”和y ，h 三个亚 期组成，岩体呈似椭圆形，长轴为近南北方向，面积 万方数据 第1 期贾福聚等云南都龙锡锌多金属矿床矿化趋势分析及成矿规律 8 5 约1 5 3 k i n 2 。第一亚期y ，h 为中粗粒黑云母花岗岩， 岩体规模最大，出露于矿区北部。第二亚期y ，扑为 中细粒二云母花岗岩，呈背脊状隐伏于主矿体的下 部。第三亚期y ，“为花岗斑岩，在矿区有零星出露。 2 矿床特征 2 ．1 矿体产状、形态 锡锌矿体绝大多数为盲矿体，以1 0 ～1 5 。的倾 伏角自北而南隐伏于含矿层深部，矿体大致沿层产 出，部分矿体与含矿层具有一定交角，在水平切面图 上呈南北向展布，剖面上多层出现，显示叠瓦状排列 特征。 矿体产状随含矿层同步褶曲，沿走向和倾斜具 波状起伏变化，矿段东部的矿体产状平缓，部分矿体 倾角趋近水平，西部矿体倾角稍陡，一般倾角为 1 0 ～4 0 0 。 矿体外形不太规则，具分枝、膨胀、收缩等变化。 大矿体一般为似层状，小矿体呈透镜状、扁豆状、囊 状、条带状，局部为脉状。 厚大矿体中有夹石存在，往往有大理岩、片岩残 留体，其形态很不规则，呈扁豆状或囊状。 2 ．2 矿床 体 空间分布特征 锡锌工业矿体位于有利的地层、构造、变质带、 岩体等复合地质部位，具有较明显的空间分布规律。 a 锡锌矿体位于田蓬组中下部碳酸盐岩与碎屑岩 交互过渡带中。 b 矿床位于区域变质岩绿片岩相 带的下部，大致沿变质带展布，下伏的角闪岩相带的 片麻岩系仅具零星矿化。 c 富厚矿体赋存于F 。 与F 。两平行断裂之间的剥离空间之内，矿体长轴方 向受纵向断裂制约。 d 矿床位于％“期粗粒含斑 二云母花岗岩旁侧，在隐伏的’，，”期中细粒白云母 花岗岩小型隆起之上，主矿体与花岗岩空间位置关 系密切。 3 数据收集和三维建模 样品三维立体建模的数据来源，主要是矿山以 往探、采矿工程中形成的钻孔、探槽及坑道编录以及 勘探线剖面图。根据S u r p a c 软件要求的格式，数据 整理的最终格式为孔口坐标、侧斜数据和化验数据 三个电子表格，在S u r p a c 环境下建立数据库1 ，实 现了每个样品点的三维空间定位。数据库共收集化 验样品数约3 ．4 万个，工程密度在8 0 m 4 0 m 到 4 0 m 4 0 m 之间，考虑到样品的支架效应和矿山取 样的样长，需要对收集到的单样按1 m 的样长进行 组合得到组合样4 8 0 3 7 个。锡组合样样品总数 4 7 5 4 9 件，品位最小值0 ，最大值1 8 ．5 3 2 ％，平均值 0 ．1 6 7 ％，标准差0 ．4 5 3 ，方差0 ．2 0 5 ，变化系数 2 7 1 ．1 ％。锌组合样样品总数4 6 9 7 1 件，品位最小值 0 ，最大值3 9 ．3 2 0 ％，平均值1 ．3 1 8 ％，标准差2 ．5 1 4 ， 方差6 ．3 2 5 ，变化系数1 9 0 ．8 ％。锡和锌两元素均接 近对数正态分布，如图2 所示。 一6 仑 | I 公彩 一4 t l I - 3 ．0 0 0 - 2 ．憎1 0 一i I ，∞n K 酊lJ ⅨJ o2 m 1 0 j 晒l ％ 图2 锡和锌的组合样统计分布频数直方图 对数转换 F i g ．2 S t a t i s t i c a ld i s t r i b u t i o no fc o m b i n e ds a m p l e so ft i na n dz i n c 4 矿化趋势分析 在地学研究中，特别是对呈层状分布的空间变 量的研究中，趋势面分析是使用最为广泛的数学方 法之一，常用于研究区域变化规律和圈定异常 区㈣。趋势面是一个光滑的数学曲面，它能够集中 地反映空间数据在大范围内的变化趋势。趋势面与 实际地学变量构成的空间曲面不同，它只是实际曲 面的一种近似值。把矿区平面或剖面作为研究对 象，在平面上自变量有东坐标x 和北坐标l ，值 东 万方数据 8 6 有色金属第6 2 卷 西向剖面自变量为x 和高程z 值 ，因变量为样品 品位值，二维一次趋势面能够表达出品位分布的趋 势特征，其表达式为Z ； 0 - , 。 口。戈； a 2 Y ；，其中z 为 趋势值，表示空间变化趋势，数值本身没有意义，茹； 和Y ；为坐标值；a 。，a ．和口为待定系数，可以用最小 二成法原理求出。针对S n 和z n 两元素的三维空间 组合样数据，进行了矿区平面和6 7 号东西向剖面 北 坐标N 4 0 2 5 的二维一次矿化趋势分析，并用M a p ． G I S 的空间分析功能作出矿化趋势图，如图3 所示。 5 成矿规律及讨论 s n 元素的二维一次趋势等值线总体分布在平 面图上呈略偏北东的近南北向，元素矿化趋势自西 向东增强，在矿区东部S n 元素富集程度较高，见图 3 a 和图3 C 。东部晚期花岗岩y ，“周边S n 发生 了进一步富集，围绕岩体形成了一个富集中心，见图 3 a ，其原因可能是由于晚期花岗岩侵位引起了成 矿物质的叠加，或者其挥发组分导致S n 元素活化转 移，并在岩体周边地层中富集起来。 z n 元素的二维一次趋势等值线在平面上与地 层走向方向基本一致，呈近南北向，元素矿化趋势自 东向西增强，在矿区西部z n 元素的富集程度高，见 图3 b 和图3 d 。矿区西部断裂交汇部位，Z n 元 素发生了进一步的富集，在F o 与F 。的交汇处，和F ． 与另一组东西向断裂交汇区域，形成了z n 元素的两 个相对富集中心，见图3 b 。可见，z n 元素的分布 受到后期热液作用的影响，含矿流体沿断裂及裂隙 运移，并在成矿有利部位富集起来。 a 一s n 矿化一次趋势平面等值线图； b 一z n 矿化一次趋势 平面等值线图； c 一6 7 号剖面s n 一次趋势等值线图； d 一6 7 号剖面z n 一次趋势等值线图；1 一中寒武统田蓬组第二岩性段； 2 一中寒武统田蓬组第一岩性段；3 一燕山期第三亚期花岗岩；4 一燕山期第一亚期花岗岩；5 一断层及编号；6 一趋势值及等值线 图3S n 和Z n 矿化趋势等值线图 F i g ．3 M i n e r a l i z a t i o nt r e n do ft i na n dz i n c 因此都龙锡锌多金属成矿区东部，尤其在晚期 花岗岩的周边具有较好的s n 找矿前景，矿区西部断 裂发育区域z n 的找矿前景较好。 参考文献 ， [ 1 ] S u r p a cS o f t w a r eI n t e r n a t i o n a l 国际软件公司．S u r p a eV i s i o n 软件用户使用手册 第四版 [ K ] ．北京S u r p a cS o f t w a r e I n t e r n a t i o n a l 国际软件公司，2 0 0 0 1 1 0 ． [ 2 ] 中地软件丛书编委会．M a p G I S 地理信息系统实用教程[ M ] ．武汉武汉中地信息工程有限公司，2 0 0 1 l 一8 ． [ 3 ] 颜丹平，周美夫，王焰，等．都龙一s o n gC h a y 变质穹窿体变形与构造年代[ J ] ．地球科学，2 0 0 5 ，3 0 4 4 0 2 4 1 2 ． [ 4 ] 晏建国．云南都龙锡多金属矿床及厚大矿体控矿地质特征[ J ] ．西南矿产地质，1 9 9 2 ， 3 2 6 3 1 ． [ 5 ] 贾福聚。秦德先，黎应书，等．都龙锡矿曼家寨矿段品位模型的建立[ J ] ．矿业研究与开发，2 0 0 7 ，2 7 4 5 4 5 6 ． [ 6 ] 侯景儒，郭光裕．矿床统计预测及地质统计学的理论与应用[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 3 1 9 1 2 0 0 ． 万方数据 第l 期贾福聚等云南都龙锡锌多金属矿床矿化趋势分析及成矿规律 8 7 T r e n da n dR e g u l a r i t yo fM i n e r a l i z a t i o ni nD u l o n gT i nZ i n cP o l y m e t a l l i c D e p o s i ti nY u n n a nP r o v i n c e J ／AF u 乒，Q I ND e - x i a n ，Z H A N GW e n y u a n ，W UW e i ，Y A N GX i a o k u n I n s t i t u t eo fG e o l o g ya n dM i n e r a lR e s o u r c e ，K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，K u n m i n g6 5 0 0 9 3 。C h i n a A b s t r a c t W i t ht h ef u n c t i o nc o m b i n a t i o no fs p a t i a lp o s i t i o n i n gb a s e do nS u r p a ca n ds p a t i a la n a l y s i sb a s e do nM a p G I S ， t h es a m p l e so ft i na n dz i n ca r e3D p o s i t i o n e da n da n a l y z e do nt r e n d ．W i t ht h ea c c o u n to ft h e g e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s ，t h em i n e r a l i z a t i o no fS ni sc o n c e n t r a t e di nt h ee a s to ft h ed e p o s i ta r e a ．a n dc e n t e r e da r o u n dt h el a t e s t a g eg r a n i t e ．T h em i n e r a l i z a t i o no fZ ni sc o n c e n t r a t e di nt h ew e s to ft h ea r e a ，a n dc e n t e r e da r o u n dt h ei n t e r s e c t i o n s o ft h ef a u l t s ． K e y w o r d s m i n i n ge n g i n e e r i n g ；t i nz i n cp o l y m e t a l l i cd e p o s i t ；t r e n da n a l y s i s ；s u r p a c ；M a pG I S ；D u l o n gi n Y u n n a nP r o v i n c e 上接第7 5 页，C o n t i n u e df r o mP ．7 5 [ 1 2 ] 杨天林，杨永会，孙思修，等．金属萃取平衡与软- 硬酸碱规则[ J ] ．高等学校化学学报，1 9 9 0 ，2 0 1 2 2 2 4 ． [ 1 3 ] 北川浩，铃木廉一郎．吸附的基础与设计[ M ] ．鹿政理译．北京化学工业出版社，1 9 8 3 3 3 3 6 ． A d s o r p t i o nP r o c e s so fV a n a d i u m V w i t hD 2 01R e s i n F E N GQ i m i n g ，S U NJ i a n c h e n g ，Z H A N GG u o 乒n ，O UL e - m i n g ，L UY i - p i n g S c h o o lo f M i n e r a l sP r o c e s s i n ga n dB i o e n g i n e e r i n g ，C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y ，C h a n g s h a4 1 0 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h ea d s o r p t i o np r o c e s so fv a n a d i u m V w i t hD 2 0 1r e s i ni s i n v e s t i g a t e d ．T h er e s u l t si n d i c a t et h a tt h e a d s o r p t i o no fD 2 0 1r e s i nf o rv a n a d i u m V i sr e m a r k a b l yi n f l u e n c e db yp H ，s i n c ei ti sr e l a t e dw i t ht h ec o n d i t i o no f v a n a d i u mi ns o l u t i o n ．T h ea d s o r p t i o np a r a m e t e r so ft h e r m o d y n a m i ca r e 厶曰 8 ．11k J m o l ～．△S 3 4 ．6 3 J m o l “ K ～，△G 2 9 s 一2 ．21k J m o l ～，r e s p e c t i v e l y ．D y n a m i c sc a l c u l a t i o ni n d i c a t e st h a tt h ee x c h a n g e ．a d s o r p t i o nr a t e i sm a i n l yc o n t r o l l e d b yp a r t i c l ed i f f u s i o n ．T h es o r p t i o nb e h a v i o ro fD 2 0 1r e s i nf o rv a n a d i u m V o b e y st h e F r e u n d l i c ha n dL a n g m u i ri s o t h e r m ． K e y w o r d s m e t a l l u r g i c a lt e c h n o l o g y ；v a n a d i u m V ；D 2 01r e s i n ；a d s o r p t i o nm e c h a n i s m ；i o ne x c h a n g e 万方数据