河南栾川西沟铅锌银金矿床三维地质建模与深部找矿预测评价

doi:10.13745/j.esf.sf.2021.1.21

地学前缘 ›› 2021, Vol. 28 ›› Issue (3): 156-169.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2021.1.21

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河南栾川西沟铅锌银金矿床三维地质建模与深部找矿预测评价

贾然¹(), 王浩然¹, 王功文¹^,^*(), 王皓², 许荣达³, 冯占奎³, 宋要武⁴, 王肖凌¹, 庞宗¹

1.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院, 北京 100083
2.西南大学地理科学学院, 重庆 400715
3.栾川中洲九鼎矿业有限公司, 河南洛阳 471500
4.河南省地质调查院, 河南郑州 450001

收稿日期:2021-02-10 修回日期:2021-03-15 出版日期:2021-05-20 发布日期:2021-05-23
通信作者: 王功文
作者简介:贾然(1996—),男,硕士研究生,地质工程专业,主要从事“3S”技术集成与应用研究。E-mail: jiaran@cugb.edu.cn
基金资助:
中国地质大学(北京)地质调查成果转化基金资助项目(2020—2021)

Three-dimensional geological modeling and deep prospectivity of the Xigou Pb-Zn-Ag-Au deposit, Henan Province

JIA Ran¹(), WANG Haoran¹, WANG Gongwen¹^,^*(), WANG Hao², XU Rongda³, FENG Zhankui³, SONG Yaowu⁴, WANG Xiaoling¹, PANG Zong¹

1. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083, China
2. School of Geography, Southwest University, Chongqing 400715, China
3. Luanchuan Zhongzhou Jiuding Mining Industry Co., Ltd., Luoyang 471500, China
4. Henan Institute of Geological Survey, Zhengzhou 450001, China

Received:2021-02-10 Revised:2021-03-15 Online:2021-05-20 Published:2021-05-23
Contact: WANG Gongwen

摘要/Abstract

摘要：

随着矿区浅部矿的日益减少,深部找矿越来越受到重视,三维地质建模技术在成矿预测、资源定量评价等方面得到了广泛的应用。本文利用三维地质建模平台GOCAD中的三维建模技术及地质统计学等方法,基于收集测试得到的地质图、钻孔和采样点的地层、岩性、构造、品位等数据,构建了西沟铅锌银金矿区的三维地质模型,包括断裂构造模型、矿体模型及地层模型等,并且通过离散光滑插值及克里金插值等方法建立了西沟铅锌银金矿区的三维属性模型,完成了矿区3处找矿预测靶区的圈定与评价。基于地质认识及建立的矿区三维地质模型的研究认为:(1)该矿床的找矿有利标志主要为地层、构造、辉长岩以及品位指示等4个方面;(2)基于三维地质建模技术的找矿预测方法科学有效;(3)S139矿体的中部及东南部深部仍有找矿潜力。本文能够为将来的深部找矿突破提供一定的参考依据。

关键词: 三维地质建模, 成矿预测, 三维品位模型, 深部找矿, 西沟铅锌银金矿区

Abstract:

With decreasing shallow mineral ore deposits in mining zones, more attention is paid to deep prospectivity as three-dimensional geological modeling technology becomes widely used in metallogenic prediction and quantitative resource evaluation. Based on geological mapping and drilling as well as geological data on the stratigraphy, lithology, structure and grade of the sampling site, we performed 3D geological modeling and geostatistical analysis using GOCAD to construct the 3D structual, orebody and stratigraphic models of the Xigou Pb-Zn-Ag-Au deposit. On the basis of the constructed geological models, a 3D attribute model of the deposit was constructed using the discrete smooth interpolation and Kriging interpolation methods, and then three prospecting targets in the mining area were delineated and evaluated. The geological knowledge-based 3D modeling study reveals: (1) The favorable indicators for ore prospecting in the Xigou Pb-Zn-Ag-Au deposit are stratum, structure, gabbro and grade. (2) The prediction method based on 3D geological modeling is scientific and effective. (3) The mid and southeast deep areas of the S139 orebody have good mineral prospecting potentials. This paper provides a reference for future breakthroughs in deep prospecting.

Key words: 3D geological modeling, metallogenic prediction, 3D grade model, deep prospectivity, Xigou Pb-Zn-Ag-Au deposit

中图分类号:

P597

贾然, 王浩然, 王功文, 王皓, 许荣达, 冯占奎, 宋要武, 王肖凌, 庞宗. 河南栾川西沟铅锌银金矿床三维地质建模与深部找矿预测评价[J]. 地学前缘, 2021, 28(3): 156-169.

JIA Ran, WANG Haoran, WANG Gongwen, WANG Hao, XU Rongda, FENG Zhankui, SONG Yaowu, WANG Xiaoling, PANG Zong. Three-dimensional geological modeling and deep prospectivity of the Xigou Pb-Zn-Ag-Au deposit, Henan Province[J]. Earth Science Frontiers, 2021, 28(3): 156-169.

图/表 15

图1 河南栾川区域地质矿产图(据文献[19]补充修改)

Fig.1 Metallogenic map of the Luanchuan district. Modified after [19].

图2 西沟铅锌银金矿床地质矿产与工程图

Fig.2 Schematic geological, metallogenic, engineering map of the Xigou Pb-Zn-Ag-Au deposit

图3 西沟铅锌银金矿矿石类型 a—致密块状的方铅矿;b—晶型完好的方铅矿(反射光);c—沿裂隙面呈强烈褐铁矿化、铁锰矿化的氧化矿;d—氧化矿中的方铅矿(反射光)。矿物缩写:Qz—石英;Py—黄铁矿;Gn—方铅矿;Sp—闪锌矿。

Fig.3 Ore types in the Xigou Pb-Zn-Ag-Au deposit

图4 西沟矿区地表与钻孔三维模型

Fig.4 Surface-borehole 3D model of the Xigou deposit

图5 西沟矿区三维地质体模型 a—三维地表模型叠加可见光遥感影像;b—S130(东侧)与S139矿体(西侧);c—西沟矿区三维断裂构造模型;d—主要矿体与工程巷道及采样点的分布;e—S139矿体及典型采空区。

Fig.5 3D models of geological objects in the Xigou deposit

图6 西沟矿区三维地层模型

Fig.6 3D stratigraphic model of the Xigou deposit

图7 西沟矿区内构造与矿体的空间位置

Fig.7 Stereoview of the spatial location of fault structures and orebodies in the Xigou deposit

图8 S130矿体与16勘探线钻孔 a—侧视图(正南);b—俯视图。

Fig.8 Stereoviews of S130 orebody and borehole drilling along exploration line 16

图9 16勘探线钻孔上24个元素数据主成分分析图 a—海拔850 m以下的元素数据主成分分析;b—海拔850~950 m的元素数据主成分分析;c—海拔950 m以上的元素数据主成分分析;d—全部元素数据主成分分析。

Fig.9 Results of PCA analysis of 24 elements in borehole samples collected at different altitudes on exploration line 16

图10 16勘探线钻孔7个主要元素数据聚类分析图上排左起:ZK1609,ZK1613,ZK1617,ZK1621;下排左起:ZK1625,ZK1629,ZK1633,ZK1637。元素排列:Z1-Pb,Z2-Zn,Z3-Mn,Z4-Mg,Z5-Mo,Z6-As,Z7-S。

Fig.10 Results of cluster analysis of 7 major elements in boreholes on exploration line 16

图11 16勘探线钻孔Pb/Zn比值折线图(按海拔)

Fig.11 Plots of variation of Pb/Zn ratio with altitude for boreholes on exploration line 16

图12 基于DSI与普通克里金插值的品位模型 a—16勘探线890 m标高基于Pb/Zn数据DSI插值剖面结果;b—16勘探线840 m标高基于Pb/Zn数据DSI插值剖面结果;c—16勘探线700 m标高基于Pb/Zn数据DSI插值剖面结果;d—以上3组DSI插值剖面结果叠加普通克里金插值预测矿体。

Fig.12 The ore grade model based on DSI and Ordinary Kriging interpolation

图13 1:10 000赤土店矿田三维地质体模型(据文献[10]修改)

Fig.13 1:10000 3D models of geological objects in the Chitudian orefield. Modified after [10].

图14 1:10 000赤土店矿田的CSAMT影像与断裂构造三维模型(据文献[10]修改)

Fig.14 1:10000 CSAMT image and 3D structural geological model of the Chitudian orefield. Modified after [10].

图15 西沟矿区成矿预测模型 a—西沟铅锌银金矿床深部找矿有利地段;b—西沟铅锌银金矿床辉长岩指示富大工业矿体找矿模型;c—西沟铅锌银金矿床Pb找矿有利靶区;d—西沟铅锌银金矿床Zn找矿有利靶区;e—西沟铅锌银金矿床Ag-Au找矿有利靶区。

Fig.15 The metallogenic prediction model of the Xigou Pb-Zn-Ag-Au deposit

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Three-dimensional geological modeling and deep prospectivity of the Xigou Pb-Zn-Ag-Au deposit, Henan Province

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