時間:2020年03月13日 分類:推薦論文 次數:
摘要遵義錳礦不僅是在貴州發現最早的具工業價值的錳礦床,而且也是中國重要的錳資源基地之一。根據詳細的二疊系茅口組—龍潭組地層劃分,認為黔北裂陷遵義次級裂谷盆地由3個Ⅲ級斷陷盆地和2個Ⅲ級隆起組成,至少包括13個Ⅳ級斷陷盆地。3個Ⅲ級斷陷盆地的演化,分別控制了銅鑼井—深溪、轉龍廟—謝家壩、張家灣—興隆、和尚場—五龍溪錳礦成礦亞帶的形成,其中銅鑼井—深溪錳礦成礦亞帶位于遵義次級裂谷盆地的中心,成礦作用強烈,已發現有銅鑼井、深溪、永安3個大型錳礦床。Ⅳ級斷陷盆地的發育,控制了研究區內各個錳礦床的形成。研究區內同沉積斷層發育,已辨別出的14條同沉積斷層為深部含硅、錳質氣液的上升通道,是遵義二疊系錳礦形成的關鍵。綜上,遵義次級裂谷盆地的發育和演化,對該地區錳礦沉積具有重要的控制作用。該研究成果對尋找遵義錳礦隱伏礦床、指導整裝勘查具有重要的意義。
關鍵詞二疊紀遵義錳礦斷陷盆地同沉積斷層
相關論文范文:松遼盆地某油氣井鉆探施工與技術
摘要:該油氣井位于松遼盆地東部斷隆區拜泉隆起帶上,由二維地震時間剖面圖可見,本井將于上二疊統上部鉆遇一斷層,明水組以上疏松地層及不整合面,鉆進中很好地做到了防漏、防塌、防斜;鉆進深層較致密〜致密地層也做到了防卡、防鉆具失效;進入目的層按規程也做好井控工作;鉆遇裂縫時,發生井漏,施工中需做好堵漏工作。由于鄰井鉆探過程工程事故較多,在該井施工中做好了各種鉆井預案,保障油氣井的鉆探施工,得到了較好的經濟效益。
二疊紀是地質演化歷史的重要時期,在全球范圍內廣泛發生了重要的地質事件。該時期,華南板塊地處古特提斯洋東部,位于赤道低緯度地區,與華北地塊和印支地塊等以較深的洋盆分割(殷鴻福和吳順寶,1999;GolonkaandFord,2001;李維波等,2015),發生了2個重要的地質事件:一是在早二疊世,岡瓦納大陸冰川大規模消融,導致全球海平面普遍上升,發生了晚古生代以來華南地區最大規模的海侵(顏佳新和趙坤,2002),淺水碳酸鹽巖臺地沉積發育;二是隨著峨眉山地幔柱的形成和上涌,中二疊世茅口期華南板塊西南部發生裂解(朱洪發等,1989;Heetal.,2010),出現明顯的沉積分異。在揚子地臺周邊,錳礦的成礦及時空演化規律均受中國南方海盆的構造性質和成錳盆地環境演化控制(王鴻禎,1990;姚敬劬,1995;侯忠林和薛友智,1997;Roy,2006;薛友智,2012)。
整體上,古特提斯洋周緣的陸塊均以碳酸鹽巖臺地沉積為主,早二疊世晚期至晚二疊世早期是該區裂陷最強烈的時期(ShengandJin,1994;Liu,1999),板內上拱引起的地殼差異升降導致裂陷形成,在裂陷中發育大小不一的斷陷盆地,均處于較深水環境中,為成礦造就了獨特的構造古地理格局。該時期,錳礦的沉積中心主要有2個:一個處于板內裂陷區,以貴州遵義和云南格學的錳礦床為代表;另一個位于板塊邊緣洋殼化帶及洋盆邊緣深水斜坡,以思茅大新山和孟連瀾滄的錳礦(點)帶為代表(楊玉卿和馮增昭,2000;楊懷宇等,2010)。陳文一等(1984)在研究貴州中二疊世茅口期巖相古地理時,將在黔中地區出現的深色硅質泥晶灰巖沉積相帶命名為“黔中臺溝”,即文中研究的“黔北裂陷”。
臺溝相帶內的巖性特征和生物組合特征都比較穩定,主要為深色層狀硅質巖、硅質灰巖,生物化石較為貧乏,以放射蟲和菊石為主,在垂向上與碳酸鹽沉積出現明顯的相變(陳文一等,2003),并發育較多的含錳沉積,還發育富燧石結核的黑灰色灰巖沉積。在規模上,“黔中臺溝”相帶寬度不大,相變明顯,寬25~35ikm,長300ikm左右;在空間分布上,以遵義、水城最為發育,向西沿織金、黔西地區延伸至云南境內,大致呈勾狀展布。在黔中臺溝有2個成錳中心,其中較大的1個位于遵義一帶(劉平等,2008)。
關于研究區的錳質來源,也有多種觀點:(1)來自玄武巖和底板硅質巖“白泥塘層”的風化產物(劉巽鋒等,2001);(2)來自海底火山噴發產物(劉平等,2008);(3)來自海底熱液噴流產物(楊瑞東等,2009,2018;劉志臣等,2015);(4)來自幔殼深部流體噴溢產物(劉志臣等,2018)。綜上,黔北裂陷的形成改變了貴州地區中二疊世的古地理格局,沉積相在縱向上和空間分布上均發生明顯分異,在時間上與峨眉山地幔柱隆升有較1—侏羅系;2—三疊系中統;3—三疊系下統;4—二疊系上統;5—二疊系中統;6—奧陶系;7—寒武系;8—含錳建造;9—硅化巖建造;10—生物灰巖建造;11—黏土巖;12—凝灰巖;13—灰巖;14—碳硅質灰巖;15—生物碎屑灰巖;16—硅化巖;17—燧石條帶灰巖;18—煤層;19—地名,Fig.1GeologicalmapandcomprehensivestratigraphiccolumnoftheMiddlePermianinZunyiarea,GuizhouProvince好的耦合關系(何衛紅等,2014)。
拉張伸展的區域構造背景,是碳酸鹽巖臺地演化的重要前提,而持續的構造活動導致裂陷不斷擴張,同沉積斷裂發育,對其演化產生了重要影響。貴州遵義地區的錳礦,就是在這一構造背景和環境下形成的。黔北裂陷的演化對遵義錳礦沉積具有重要的控制作用(劉志臣等,2016),其中遵義錳礦與銅仁大塘坡錳礦均具有裂谷(裂陷)盆地控礦的特征,也與“內生外成”的古天然氣滲漏沉積型錳礦成礦理論相似(周琦等,2007,2013,2016)。前人從未針對遵義錳礦開展過盆地演化和盆地結構研究,因此,開展遵義地區的黔北裂陷盆地結構劃分和研究,對尋找遵義錳礦隱伏礦床、指導整裝勘查具有重要的意義(劉志臣等,2017)。
1巖性特征
貴州遵義地區黔北裂陷的地壘和地塹中的中二疊統茅口組(P2m)巖性組合存在差異。根據巖性組合特征,茅口組可劃分為3段:一段(P2m1)在全區巖性無變化,均為生物灰巖建造;二段(P2m2)分為2種類型,一是碳硅質巖建造,習稱“白泥塘層”,二是含燧石結核灰巖建造;三段(P2m3)分為3種類型,一是生物碎屑灰巖建造,二是含錳建造,三是硅化巖、硅質巖建造。
1.1茅口組一段
為黔北裂陷盆地的底板,屬碳酸鹽巖臺地正常沉積。巖性主要為灰色、淺灰色厚層至塊狀生物碎屑灰巖,夾泥質條帶灰巖,偶夾白云質灰巖及燧石條帶、團塊,具少量波狀—透鏡狀層理,富產!、腕足類、珊瑚、有孔蟲、藻等化石。厚度較為穩定,一般厚110im左右。與棲霞組呈整合接觸。
1.2茅口組二段
由于分布位置不同,存在巖性差異,研究區內可分為2種類型。1)碳硅質灰巖建造。分布范圍遍布整個黔北裂陷中。巖性主要為深灰色薄層含碳質的硅質灰巖,夾含硅質灰巖,局部為含硅質灰巖夾硅質巖條帶和含燧石結核透鏡體,頂部硅質和錳的含量逐漸增多。化石以放射蟲、海綿骨針為代表,腕足類、瓣鰓類、介形蟲化石產于下部。厚度一般為43~68im,平均52im。與下伏茅口組一段灰巖呈整合接觸。2)含燧石結核灰巖建造。分布于黔北裂陷外圍,屬臺地正常沉積。在黔北—黔中地區,主要為灰黑色、深灰色中厚層燧石灰巖,夾深灰色泥晶灰巖和含生物碎屑灰巖。含!、腕足類、珊瑚和雙殼類化石等。一般厚60~140im,平均70im。與下伏茅口組一段灰巖呈整合接觸。
1.3茅口組三段
因分布位置不同存在巖性差異,研究區內可分為3種類型。1)生物碎屑灰巖建造。分布于黔北裂陷盆地外圍以及Ⅱ級斷陷盆地和Ⅰ級斷陷盆地之間。巖性主要為淺灰色夾灰色厚層塊狀生物碎屑灰巖,富產!、腕足類、珊瑚、瓣鰓類等化石。一般厚40~50im。與下伏茅口組二段呈整合接觸。2)硅化巖建造。分布于黔北裂陷盆地中的地壘地段,有硅化巖的地方無錳礦分布。硅質含量70%~95%,在遵義龍坪、西坪和南坪地區為純硅質巖,局部硅質含量為99%,達到粉石英礦級別。一般厚30~50im,與下伏茅口組二段呈整合接觸。值得注意的是,在同沉積斷層附近,主要為角礫狀硅化巖(劉志臣等,2013)。3)含錳建造。主要為一套含錳巖系,局部變為黏土質建造或含錳鐵建造。含錳巖系主要由淺灰色、灰綠色、暗灰色至灰黑色含黃鐵礦的黏土巖、碳酸錳礦石及粉砂質泥巖組成。以龍坪一帶為界,以西的西部礦段為含錳建造,以東的東部礦段為含錳鐵建造和含錳建造,兩者的巖性及其組合存在一定差異。含礦巖系一般厚1.96~5.95im,錳礦層產于含礦巖系的中下部,與下伏地層之間隔有0.5~28icm厚的凝灰巖。與下伏茅口組二段硅質灰巖接觸,上覆地層為龍潭組C1煤層(線)。
研究區二疊系茅口組巖性組合中,最為典型的是硅質巖組合,這種組合是特殊地質背景下的產物。二疊紀,在特提斯地區存在一個持續發育的超級熱水體系,可提供大量的硅質來源(Maynard,2003;肖傳桃等,2009;Zengetal.,2011)。在黔北裂陷盆地的演化過程中,深部富含硅的氣液流體,先后沿同沉積斷裂噴出,形成不同期次的硅質巖:(1)富硅熱液在沉積斷裂及上升流的作用下被帶到裂陷盆地中,在深水臺盆的還原—弱還原環境下形成硅質軟泥,并在成巖階段變成硅質巖;(2)硅質熱液分散在碳酸鹽沉積物中,處于弱氧化—氧化環境下,在成巖過程中發生分異,硅質進一步向適宜SiO2形成的偏酸性環境中遷移、沉積、富集,并交代碳酸鹽沉積物形成硅化巖(楊海生等,2003;周新平等,2009;姚旭等,2013);(3)富錳熱水流體噴溢后沉積并富集成礦(Murray,1994;Maynard,2010;BernhardandOlaf,2012)。
2遵義次級裂谷盆地結構及同沉積斷層
2.1遵義次級裂谷盆地結構
黔北裂陷(Ⅰ級裂谷盆地)分別在貴州水城、遵義一帶沿同沉積斷裂帶再次發生斷陷,自北東往南西方向為遵義和水城2個Ⅱ級次級裂谷盆地。根據遵義次級裂谷盆地內部同沉積斷層的分布及其對沉積環境和錳礦控制的特征,發現遵義次級裂谷盆地由深溪—八里、龍坪—興隆、團溪—尚稽3個Ⅲ級斷陷盆地(地塹)和喇叭—南北、西坪—茍江隆起2個Ⅲ級隆起(地壘)組成。進一步分析發現,這3個Ⅲ級斷陷盆地(地塹)均由一系列的Ⅳ級斷陷盆地(地塹)和隆起(地壘)等地質單元組成。
2.2同沉積斷層
同沉積斷層主要發育于裂谷拉張構造環境,是與沉積、火山、流體和成礦作用同時發生、持續進行的一種特殊構造型式,具正斷層性質。研究區同沉積斷層主要有3種判別標志:(1)帶狀展布的角礫狀硅質巖、硅化巖組成的沉積巖相突變帶,指示了同沉積斷裂的存在;(2)錳礦石特殊的噴流沉積構造分布區,指示了同沉積斷裂的位置;(3)地層厚度的突變帶,指示了同沉積斷裂的位置,如研究區中含錳巖系、茅口組二段以及龍潭組的地層厚度均出現了突變,在有的區域兩側,地層厚度相差很大,甚至缺失含錳巖系。
3與錳成礦的關系
3.1遵義次級裂谷盆地結構與錳成礦
茅口晚期,遵義次級裂谷盆地(Ⅱ級)進一步裂解,形成了深溪—八里、龍坪—興隆和團溪—尚稽3個北西—南東向的Ⅲ級斷陷(地塹)盆地。在3個Ⅲ級斷陷盆地中,有規律地分布著菱錳礦帶、鐵錳礦帶、含錳黏土巖帶等,它們分別控制了銅鑼井—深溪錳礦、蒜葉溝—高山錳礦與和尚場—龍溪錳礦3個成礦亞帶的形成。其中,在銅鑼井—深溪錳礦成礦亞帶中,錳礦的成礦作用最強烈、品位最富,且形成的錳礦資源量最多,目前,已發現了3個大型錳礦床、4個中型錳礦床和多個小型錳礦床。該帶是遵義次級裂谷盆地的裂陷中心,是遵義錳礦成礦帶的主體。
通過對裂谷盆地中代表性的鉆孔和剖面對比分析,可進一步識別和劃分出約13個Ⅳ級斷陷(地塹)盆地。研究區的錳礦床均分布在Ⅳ級盆地中,至少可形成13個錳礦床,即1個Ⅳ級斷陷(地塹)盆地控制形成1個錳礦床。另外,在3個Ⅲ級斷陷(地塹)盆地之間為喇叭—南北、西坪—茍江2個Ⅲ級隆起(地壘),隆起中缺失含錳巖系,無錳礦分布,但出現白色、灰白色的硅化巖,邊緣為角礫狀硅質巖。因此,遵義次級裂谷盆地結構控制了錳礦帶的分布,錳礦在斷陷(地塹)盆地中沉積成礦,在隆起(地壘)區則無錳礦分布。
3.2同沉積斷層與錳成礦
同沉積斷層不僅控制了盆地的空間展布、幾何形態,還可作為錳質氣液活動、運移、傳輸的通道和樞紐,溝通深部的巖石圈斷裂帶或殼幔韌性剪切帶(Roy,2006;蔡學林等,2008)。周琦等(2016)認為,中國著名的南華紀錳礦是由于同沉積斷層溝通了巖石圈斷裂帶或殼幔韌性剪切帶,導致殼幔深部的氣液與錳質通過同沉積斷層上升,當上升到斷陷(地塹)盆地底部時沉積成礦,因此,同沉積斷層是溝通南華紀錳礦成礦系統中地內子系統與表層子系統的關鍵。
4結論
1)通過對貴州遵義次級裂谷盆地二疊系茅口組的系統研究,共劃分出3個Ⅲ級斷陷(地塹)盆地、2個Ⅲ級隆起(地壘)和13個Ⅳ級斷陷(地塹)盆地,判"出14條茅口中晚期的同沉積斷層。2)貴州遵義次級裂谷盆地(Ⅱ級)控制錳礦成礦帶分布,Ⅲ級斷陷(地塹)盆地控制錳礦成礦亞帶分布,Ⅳ斷陷(地塹)盆地控制錳礦床分布。貴州遵義次級裂谷盆地中共識別和劃分出約13個Ⅳ級斷陷(地塹)盆地,推測至少可形成13個錳礦床。3)錳礦的形成與同沉積斷層活動關系密切,其中深部富錳富硅的氣液系統由同沉積斷層溝通,同時不同級別的同沉積斷層控制著相應級別斷陷盆地的形成。