一种古天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法技术

本发明专利技术提供了一种古天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法，该方法采用测定含锰岩系样品的Mn/Cr比值，定量判别成锰期IV级、III级断陷盆地、III级隆起区的关键技术，可快速地判别工作区域是有锰矿分布还是无锰矿分布，尽快明确找矿方向，提高工作效率，降低勘查成本，Mn/Cr比值为20‑60时，可判定为有锰矿体分布的IV级断陷盆地，可加强钻探验证，快速找到锰矿；而当Mn/Cr比值小于10时，可判定为III级断陷盆地，Mn/Cr比值大于100时，可判定为III级隆起区，均无锰矿体分布，无需再开展进一步的工作，进行钻探验证。

A quantitative prediction method of Mn/Cr for ancient gas leakage sedimentary manganese ore

The present invention provides a method for predicting the ancient gas seep sedimentary manganese ore Mn/Cr quantitative, the method adopts Mn/Cr ratio determination of manganese rock samples, quantitative analysis of manganese IV level and III level off key technology basin, III uplift area, can quickly determine the work area is a manganese the distribution or distribution of ore prospecting direction, clear as soon as possible, improve work efficiency, reduce the exploration cost, the ratio of Mn/Cr is 20 60, can be judged as basin level IV manganese ore body distribution, can strengthen the drilling verification, quickly find ore; and when the Mn/Cr ratio is less than 10, can be judged to be III stage of rift basin, the ratio of Mn/Cr is greater than 100, it can be determined as grade III uplift, there were no manganese orebody distribution, without the need to carry out further work, drilling verification.

【技术实现步骤摘要】
一种古天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法
本专利技术属于地质勘查
，具体涉及一种古天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法。
技术介绍
目前，世界锰矿床类型主要有海相沉积型、沉积变质型两大类。海相沉积型主要为第三纪(0.3-0.6亿年)形成的氧化锰、菱锰矿矿床，如黑海地区的尼科波尔、恰图拉超大型锰矿床。南非的沉积变质型锰矿床则以中-古元古代(10-25亿年)的南非卡拉哈里和波斯特马斯堡超大型锰矿床为代表，现开采的主要为后期风化富集形成部分。其他如火山沉积型、热液型、风化淋滤型等锰矿床规模相对较小，无一达到超大型规模。黔东及毗邻区南华纪(距今约6.65亿年)“大塘坡式”锰矿床，但它既不同于南非的沉积变质型锰矿床、又不同于黑海周边的第三纪沉积型锰矿床。过去一直将其划归传统的海相沉积型锰矿床。近年来，周琦、杜远生等在锰矿层中发现了大量被沥青充填的气泡状构造、泥火山、底辟构造等一系列罕见的古天然气渗漏沉积构造，结合碳、氧、硫等同位素地球化学特征研究，发现与现代甲烷渗漏的冷泉碳酸盐岩的成因十分相似，并在松桃大塘坡锰矿区，发现三个南华纪早期的古天然气渗漏喷溢口，并构成了一个渗漏喷溢口群等。因此，黔东及毗邻地区南华纪“大塘坡式”锰矿床，完全不同于传统的海相沉积型、沉积变质型锰矿床，也不是火山沉积型、热液型、风化淋滤型等锰矿床，它是一种新的锰矿床类型——古天然气渗漏沉积型锰矿床。该类型锰矿床产于十分独特的构造古地理环境——裂谷背景条件下。华南黔东及毗邻区南华纪(距今约6.65亿年)该类型锰矿床，即产于Rodinia超大陆裂解背景下，南华裂谷盆地(I级)之中。南华裂谷盆地分别由武陵、雪峰次级裂谷盆地和其间的天柱-怀化隆起(地垒)三个Ⅱ级构造单元构成。次级裂谷盆地还可进一步细分，如武陵次级裂谷盆地就可进一步出Ⅲ级断陷(地堑)盆地与Ⅲ级隆起(地垒)。Ⅲ级断陷(地堑)盆地还可再进一步细分为多个Ⅳ级断陷(地堑)盆地和隆起(地垒)。南华裂谷盆地(Ⅰ级)控制华南南华纪锰矿成矿区，次级裂谷盆地(Ⅱ级)控制锰矿成矿带，Ⅲ级断陷(地堑)盆地控制形成锰矿成矿亚带，Ⅳ断陷(地堑)盆地控制形成锰矿床(周琦、杜远生等，2016)。因此，寻找深部隐伏的古天然气渗漏沉积型锰矿床，关键是如何预测判断Ⅳ断陷(地堑)盆地的存在与否和空间分布，如找到了隐伏的南华纪早期的Ⅳ断陷(地堑)盆地，就找到了一个大型-超大型锰矿床。因此，本专利技术主要解决深部隐伏的古天然气渗漏沉积型锰矿床的一种地球化学定量预测关键技术方法。无论是古天然气渗漏沉积型锰矿床这一种新的锰矿床类型，还是传统的海相沉积型、沉积变质型锰矿床，过去均无定量的地球化学预测关键技术方法。本专利技术的天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法，是全新的、创造性的专利技术，过去虽有其他一些地球化学元素比值(如Ni/Co比值、Mn/Fe比值等)，但均未用于锰矿定量或定性找矿预测，故无对应现有技术进行对比。
技术实现思路
国内锰矿成矿理论长期引用上世纪中期、前苏联别捷赫金院士在研究乌克兰超大型锰矿床的基础上，提出了沉积锰矿相变成矿理论；国际上主要有ForceandCannon(1988)、Maynard(2003,2010)提出的“浴缸边缘模型”，认为菱锰矿主要沉积在盆地边缘区域氧化还原界线附近一条狭长的带上。Roy(2006)在此基础上进一步提出了“锰泵”模型等。这三种模式大同小异，其核心均只强调外生沉积成锰作用，没有考虑锰质主要来自深源(内源)的情况。显然，均无法解释黔东地区南华纪锰矿床是在断陷盆地中心成矿，而盆地边缘却无菱锰矿沉积等独特特征。周琦、杜远生等通过构造古地理研究(2007,2012,2013,2016)，发现在Rodinia超大陆裂解背景下，黔东及毗邻区所在的南华裂谷盆地，在南华纪早期进一步裂解成武陵、雪峰次级裂谷盆地和天柱-怀化隆起。黔东地区锰矿床形成于武陵次级裂谷盆地中。武陵次级裂谷盆地内部由3个III级、至少16个IV级断陷盆地组成。IV级断陷盆地则控制形成了大型-超大型锰矿床。锰矿成矿系统由地内子系统(深部烃类气体(流体)与锰质、火山活动)与表层子系统(同沉积断层和其控制的断陷盆地，断陷盆地中心古天然气渗漏喷溢与沉积成锰作用)耦合构成，同沉积断层是其垂向联系的纽带，锰质来自深部(周琦等，2013,2016；WenchaoYu，etal.2016)，在次级断陷盆地中心渗漏沉积成矿，具中心相、过渡相和边缘相的分带特征。并从中心向外，矿石类型、渗漏喷溢沉积构造、品位、矿体厚度、地球化学特征等具明显的变化规律，团队建立了锰矿裂谷盆地古天然气渗漏沉积成矿模式，揭示了该类型锰矿床“内成外生”的锰矿成矿机理(周琦等，2013,2016)。地球系统科学理论已形成的共识，即地幔的主要构成元素是铁、镁、锰、铬等元素，既然项目团队已研究证实，该类型锰矿床的锰是来自地球深部(如下地壳、上地幔)，而非地表大陆风化，故锰与深部的富集元素铬应存在某种成因联系。具体地，本专利技术提供了一种古天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法，其经取样测试：当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值约为10-100为：IV级断陷(地堑)盆地，分布大型-超大型古天然气渗漏沉积型锰矿床；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值小于10为：III级断陷(地堑)盆地，无锰矿体分布，有黑色碳质页岩；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值大于100为：III级隆起(地垒)区，无菱锰矿区，无黑色碳质页岩。进一步地，所述的一种古天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法，其经取样测试：当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值约为20-60为：IV级断陷(地堑)盆地，分布大型-超大型古天然气渗漏沉积型锰矿床；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值小于10为：III级断陷(地堑)盆地，无锰矿体分布，有黑色碳质页岩；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值大于100为：III级隆起(地垒)区，无菱锰矿区，无黑色碳质页岩。再进一步地，所述的一种古天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法，其经取样测试：当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值约为30-50为：IV级断陷(地堑)盆地，分布大型-超大型古天然气渗漏沉积型锰矿床；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值小于10为：III级断陷(地堑)盆地，无锰矿体分布，有黑色碳质页岩；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值大于100为：III级隆起(地垒)区，无菱锰矿区，无黑色碳质页岩。更具体地，所述的一种古天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法，包括以下步骤：(1)取样测试：在锰矿预测区不同位置，对含锰岩系地表露头或钻孔中从下而上间隔0.5-2m等间距分别采集其中的碳质页岩样品进行化学分析，分析Mn、Cr含量；(2)统计分析：分别统计所有样品中Mn、Cr含量的计算平均值，计算Mn/Cr比值；(3)预测分析：Mn/Cr比值10-100左右的为含锰矿的IV级断陷(地堑)盆地，Mn/Cr比值小于10的为无锰矿的III级断陷(地堑)盆地，Mn/Cr比值大于100的为无锰矿的III级隆起(地垒)区。上述步骤(1)所述的取样测试：是在锰矿预测区不同位置，对含锰岩系地表露头或钻孔中从下而上间隔0.5-2m等间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种古天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法，其特征在于，经取样测试：当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值为10‑100：为IV级断陷(地堑)盆地，分布大型‑超大型古天然气渗漏沉积型锰矿床；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值小于10：为III级断陷(地堑)盆地，有黑色碳质页岩，无锰矿体分布；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值大于100：为III级隆起(地垒)区，无黑色碳质页岩，无菱锰矿体分布。

【技术特征摘要】
1.一种古天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法，其特征在于，经取样测试：当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值为10-100：为IV级断陷(地堑)盆地，分布大型-超大型古天然气渗漏沉积型锰矿床；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值小于10：为III级断陷(地堑)盆地，有黑色碳质页岩，无锰矿体分布；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值大于100：为III级隆起(地垒)区，无黑色碳质页岩，无菱锰矿体分布。2.根据权利要求1所述的古天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法，其特征在于：经取样测试：当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值约为20-60为：IV级断陷(地堑)盆地，分布大型-超大型古天然气渗漏沉积型锰矿床；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值小于10为：III级断陷(地堑)盆地，无锰矿体分布，有黑色碳质页岩；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值大于100为：III级隆起(地垒)区，无菱锰矿区，无黑色碳质页岩。3.根据权利要求1或2所述的古天然气渗漏沉积型锰矿Mn/Cr定量预测探矿方法，其特征在于：经取样测试：当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值约为30-50为：IV级断陷(地堑)盆地，分布大型-超大型古天然气渗漏沉积型锰矿床；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值小于10为：III级断陷(地堑)盆地，无锰矿体分布，有黑色碳质页岩；当碳质页岩样品Mn/Cr微量元素比值大于100为：III级隆起(地垒)区，无菱锰矿区，无黑色碳质...

【专利技术属性】
技术研发人员：周琦，张遂，袁良军，蒋天锐，吴冲龙，潘文，
申请(专利权)人：贵州省地质矿产勘查开发局一零三地质大队，
类型：发明
国别省市：贵州,52