The Central Africa copper-cobalt metallogenic belt is the world’s biggest sedimentary copper-cobalt metallogenic belt, the world’s largest cobalt deposit, and the third greatest discovery area for copper deposits. Because copper and cobalt prices are rising and there is an urgent need for Chinese enterprises to pay attention, this work analyzed and studied the geological characteristics of the Central Africa copper-cobalt metallogenic belt, the distribution law of copper and cobalt deposit resources, and the amount of equity resources.This paper systematically collects data such as academic research results, commercial databases, and enterprise annual reports. Meantime, we compiled data in a methodical manner, such as academic research findings, commercial databases, and corporate annual reports. The tectonic background of the Central Africa copper-cobalt metallogenic belt, according to the research, is the Lufilian arc-shaped structural belt. It is separated into the outer arc fold nappe belt, the dome area, the compound syncline zone, and the Katanga Plateau from north to south. The strata are classified as Kundelungu, Nguba, and Roan qroups, with the ages spanning from ＜573±5 to 879±16 Ma. The ore-bearing horizon is mainly the Roan Group Mines Formation, which is divided into R2.1,R2.2,and R2.3 ore-bearing horizons. The deposit types include mostly Carbonate giant breccia, ore-bearing shale, ore-bearing sandstone, and ore-bearing basement copper deposits, which comprise six copper-cobalt ore concentration zones with equidistant distribution characteristics separated by 20 km. By 2021,the study area had discovered 191 million tons of copper and 14.04 million tons of cobalt.According to the order of equivalent copper resources, there are 33 deposits more than one million tons and seven deposits greater than ten million tons. The discovery and development of the copper-cobalt metallogenic belt has involved 55 mining companies from 14 countries. China has 64.67 million tons of equity copper and 6.48 million tons of equity cobalt resources. Ten companies have more than 500,000 tons of equity copper resources, including COMC,Zijin Mining, and CNMC. Also, ten companies have more than 20,000 tons of equity cobalt resources, including COMC,CATL and CNMC.
山东省蒙阴县蒙山北部地区麦饭石矿产资源品质好,且矿石开发利用已具有较大规模.为查明该区麦饭石全岩地球化学及麦饭石溶出和吸附特征,本文对研究区麦饭石岩相学和地质地球化学特征进行了分析研究.研究结果表明,蒙阴县蒙山北部地区麦饭石属钙碱性岩浆岩,其对人体的有益和有害元素的含量与地壳元素丰度值相当或略低.麦饭石的溶出和吸附特征表明,麦饭石能溶出有用组分偏硅酸(H2SiO3),并且含量均达到了天然饮用矿泉水的标准要求(≥25.00 mg/L),有益有害元素也均满足限量指标要求,溶出效果较好.麦饭石对有害元素Pb、Cd、Hg、As、Cr均具有较强的吸附作用,其中对Cd、Hg、Pb等元素吸附效果最好.本次研究为制定山东省麦饭石矿产地质勘查地方标准及开发利用提供科学依据.
为查明萤石矿的成因类型和成矿作用,研究选取陕西省商洛市西部的青岗萤石矿和玉石坡萤石矿,矿体分别赋存于曹坪岩体和沙河湾岩体中,达中型规模,受断裂构造控制.对赋矿花岗岩及萤石开展稀土元素地球化学研究,探究成矿过程,为矿区深边部和外围找矿突破提供依据.研究表明,研究区内至少存在两个成矿期次,赋矿岩浆岩可能为氟元素的主要来源.研究区萤石及赋矿花岗岩稀土元素均表现出LREE相对富集、HREE相对亏损特征,萤石LREE/HREE值介于1.88～10.70,δEu值范围为1.08～1.61(除一件为0.86外),δCe值范围为0.68～0.95.萤石矿形成环境为弱氧化环境,稀土元素及Fe、Cr等杂质含量变化是矿区内萤石致色变色的主要因素.因此,研究区萤石矿成因类型应为中低温热液型矿床,印支期后的构造热液活动是矿区主要的成矿作用.青岗萤石矿、玉石坡萤石矿沿走向和倾向还有继续扩大找矿的潜力,应加强地质工作,以期探获更大资源量.
藏东达翁金矿区位于班公湖-怒江成矿带东段,其成矿地质背景和成矿地质条件优越.为研究该矿区找矿潜力,利用SPSS软件对1∶10000土壤地球化学测量获得的Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Mo、W、Bi等10种元素数据进行多元统计分析,运用元素异常NAP值累加方法和组合元素NAP值异常评序方法分别对各元素的成矿潜力及综合异常的找矿潜力进行评价.结果表明:区内矿化与中酸性岩浆热液有关,Pb、As、Sb、Ag、Bi是矿化体前缘晕指示元素,Au是主成矿元素,W是近矿指示元素,Cu、Mo是矿化体尾晕指示元素;Au的成矿潜力最大,Bi、Mo成矿潜力较大,Sb、Ag有一定的成矿潜力;区内共圈定土壤地球化学综合异常5个,其中HS-1综合异常找矿潜力最大,其次是HS-4综合异常.结合成矿地质特征和异常查证结果认为,区内具有寻找隐爆角砾岩型金矿、斑岩型钼金矿的巨大潜力及热液型银锑铋多金属矿的较大潜力.
鄂西黄陵背斜地区虽已发现众多矿点,但是矿床规模较小,找矿潜力不明.由于区内植被茂盛、覆盖严重,致使地质异常信息被削弱或掩盖,对进一步找矿工作造成了严重干扰.本次研究使用成分数据分析和能谱-面积(S-A)分形模型识别与金矿化相关的异常,结果表明:(1)等距对数比(ILR)变换后的主成分分析结果相比对数(Log)变换更能够反应元素的共生组合规律,第一主成分(PC1)元素组合为Au-Cu-Ag,且Au元素占有最大的载荷,与金矿密切相关,PC1元素组合异常的分布模式与矿点的分布更加吻合;(2)S-A方法抑制了黄陵背斜区域水系沉积物的背景模式,增强了异常模式;(3)根据地质特征和以往勘查工作情况,圈定了三处找矿远景区,为该地区金矿下一步勘查工作提供了重要依据.
生态文明建设和资源安全保障是我国可持续发展的核心问题,而开展能源资源基地规划调查,进行资源潜力、技术经济和地质环境综合评价,是将两者进行有机衔接的有效手段.本次研究以服务2019～2021资源基地调查选区为目的,开展了主攻矿种与样品的选择,在此基础上利用学科研究法完成能源资源基地的初步划分,再采用比较研究法对划分方案进行了修正,最后通过数理研究法进行了基地筛选.基于以上研究,将我国矿产资源基地分为矿产资源勘查基地、矿产资源开发基地和矿产资源后备基地三类,并筛选出37个大型能源资源基地.
在钾盐钻探过程中,采用常规水基钻井液普遍存在孔壁溶蚀扩径、岩心采取率低等问题.而采用油基钻井液虽然可以保证取心质量,但是成本高且环保性能差.因此,研究一种能高质量获取钾盐矿心且成本低的水基钻井液是极为必要的.基于前期钾盐钻探水基钻井液研究成果,针对刚果共和国光卤石型钾盐地层特点及绳索取心钻探要求,本文采用浸泡模拟实验和材料配伍性对比实验研究,攻关了抑制氯化钙、氯化镁和氯化钾溶解技术,研发了一套钙镁基钻井液配方,具体为:30%氯化镁+20%～30%氯化钙+1%锁水抑制剂+2%～3%钠膨润土+1.3%～1.6%接枝淀粉GSTP +0.4%～0.7%增黏剂GTQ+0.4%包被剂GBBJ.该钻井液具有良好的流变性、悬浮携带能力以及抑制光卤石和溢晶石溶解的能力.并且在刚果共和国奎卢省钾盐钻探工程成功应用,解决了以往使用常规水基钻井液出现的地层溶蚀和岩心采取质量差等问题,顺利完成钻探工作量3020余米,盐矿心采取率达98%以上,节约钻井液成本80%以上.钙镁基钻井液在光卤石型钾盐绳索取心钻探工程中的首次应用表明其可以完全替代油基钻井液,在钾盐钻探工程中具有广阔的推广应用前景.
近些年来我国的化探扫面工作积累了丰富的化探数据资料,如何有效利用这些化探数据,并结合已知的矿床(点)类型来针对性获得更加综合的找矿化探信息,是目前找矿过程中值得研究的课题.本文提出了原生晕-因子分析(PH-FA:primary halo-factor analysis)方法,通过利用原生晕的成矿元素的关联关系来刻画次生晕中的关联属性,使次生晕中成矿元素关联属性更接近成矿事件的元素数据结构.以内蒙古查干花地区为例,从原生晕矿石地球化学数据中分析得出Bi为Mo最相关的元素,通过对比背景的富集程度进行权重组合计算获得Mo、Bi的PH-FA权重系数分别为0.717607和0.282393,将Bi与Mo进行权重组合计算PH-FA得分,并提取化探异常.结果表明,该方法与传统的因子分析相比,所圈定的异常与控矿断层相交的重合率高13.05%,且构造线、岩体等控矿因素同样具有更强的空间分布相关性,表明该方法在识别控矿因素以及矿区外围找矿中有较高的可行性.
鄂尔多斯盆地南部旬邑-宜君地区直罗组古层间氧化带具有明显分带特征,通过对不同分带砂岩主量、微量、稀土元素及环境敏感参数特征对比研究,将旬邑-宜君地区古层间氧化带发育的水-岩作用过程划分成两个阶段:古层间氧化带形成和大规模成矿阶段、二次还原改造阶段.(1)古层间氧化带形成和大规模成矿阶段:含氧水进入目的层砂体,使砂体中Fe2+氧化成Fe3+(Fe2+含量最低,Fe3+最高);砂体中的U被氧化为U6+,形成铀酰腐殖酸盐络合物发生迁移(U、Corg、S含量最低、Th/U比值最高);长石高岭土化使Si发生流失(SiO2含量降低);携带大量U的氧化流体运移至氧化还原过渡带(Corg、∑S含量最高、Fe2+含量仅低于灰绿色砂体),还原剂(有机质和黄铁矿等)将U6+还原成U4+,形成沥青铀矿;U4+与SiO44-发生反应形成铀石(Th/U比值最低,U含量最大值),SiO2发生沉淀(SiO2含量增高),石英发生次生加大,使得砂体变得致密坚硬.(2)二次还原改造阶段:成矿后下伏的还原性气(流)体沿断层进入目的层砂体,Fe3+被还原成Fe2+(Fe2+含量最高,Fe3+/Fe2+比值最低);黑云母发育绿泥石化,析出K+离子(K2O含量最低),使得砂体呈灰绿色,古层间氧化砂体表现为灰绿色砂岩及包裹着红色残留体的灰绿色砂岩.
川东北五宝场地区须家河组须五段具有特低孔、特低渗致密砂岩储层特征,常规叠后纵波阻抗难以区分泥岩背景下的储层,储层预测和含气性检测难度大.本文基于Gassmann方程进行流体替换,对工区内缺失横波资料的井进行横波预测,并分别正演饱含不同流体性质的道集.研究发现储层饱含水为一类AVO响应特征,储层饱含气为二类AVO特征,AVO规律明显,进而采用实钻井的样本点建立岩石物理模板,选取纵横波速度比联合纵波阻抗圈定致密砂岩储层,利用更低的纵横波速度比能有效指示含气性.结果表明:砂体及储层展布规律能够得到很好的表征,叠前含气性预测对井吻合率达到90.9%.叠前预测在川东北五宝场地区须家河组须五段致密砂岩含气性识别中是有效的,有助于提高钻探成功率与开发效益.
构造叠加晕找盲矿法在"攻深找盲"勘查中具有不可替代的作用,勘查(新)区构造叠加晕法的提出拓宽了其应用范围.为探索如何运用勘查(新)区构造叠加晕法对广西大瑶山1∶5万航磁异常桂C-2014-104进行异常查证和评价,本次研究引入元素相关性分析,并提出适用于勘查(新)区的分带方法.在李惠教授等总结的"参照实用理想模型"的基础上,建立了本研究区成矿预测的"参照实用模型".利用"参照实用模型"对研究区内化探异常进行了评价和预测,预测了3处较典型的成矿有利部位,并对这些部位进行了排序.研究表明,主成矿元素的分带对建立预测模型较为关键,对预测结果影响较大.此外,勘查(新)区构造叠加晕法的应用结果表明该方法具有较高的预测准确性和实用性,可以为相关找矿评价工作提供可靠的地球化学依据.
岩溶塌陷是珠三角岩溶区主要的地质灾害之一.本文以广州丘陵山区为研究区,利用2016～2018年1∶50000环境地质调查成果,分析岩溶塌陷发育现状和特征,研究岩溶塌陷地质模式,并提出防治措施建议.结果表明:广州丘陵山区累计已发生岩溶塌陷地质灾害35处,空间分布上具有集中性和反复性特征,时间分布上具有持续性和周期性特点;岩溶塌陷均为碳酸盐岩型的小型土层塌陷,以人为因素诱发为主,自然因素诱发为次,主要危害形式为建筑损坏和农田破坏;岩溶塌陷地质模式主要有潜蚀效应致塌,潜蚀、失托增荷和吸蚀效应叠加致塌,潜蚀和振动效应叠加致塌和潜蚀和垂直渗压效应叠加致塌等四种;从上层决策和工程技术角度提出了岩溶塌陷防治措施,为打造广州北部生态农业区和生态公园,建设美丽宜居岭南乡村提供地质科学依据.
为研究黑河地区金红石微量元素特征及榴辉岩型金红石矿床的成矿地质条件,本文选取滇西澜沧黑河地区榴辉岩、石榴多硅白云母片岩中的金红石进行LA-ICP-MS微量元素分析.结果表明金红石微量元素呈现阶梯式三级分布特征,最富集Nb、Ta,其次是Zr、Hf,含量较少的元素有Ba、Rb、Sr、Th、REE;榴辉岩、榴闪岩类原岩属于变质基性岩类,含蓝晶石榴闪岩原岩属于玄武质凝灰岩类,石榴多硅白云母片岩类原岩属于泥质岩类;榴辉岩中金红石Nb/Ta比值均要高于其全岩Nb/Ta比值,金红石Nb、Ta含量与变质作用过程中元素在各矿物间的分配系数有关;采用金红石Zr含量温度计获得黑河地区榴辉岩的峰期变质阶段金红石形成温度为578～605℃,峰期变质作用后的退变质流体会造成金红石中Zr的再平衡.此外,黑河地区具备榴辉岩型金红石矿床形成的成矿物源、成矿作用的物理化学条件以及成矿的物质基础,有一定的找矿潜力.
北部湾盆地涠西南油田群是南海西部重要的原油产区,同时油田群紧邻众多国家级自然保护区,属于环境敏感区域.针对北部湾盆地涠西南地区环保要求,以及涠洲组和流沙港组钻井过程经常出现井壁失稳导致的憋卡、起下钻阻卡等问题,开展了涠西南地区地层泥页岩特性及环保钻井液技术研究.通过地层岩石黏土矿物分析、孔喉结构分析以及理化性能评价,明确了涠西南地区泥页岩井壁失稳的机理;提出以类油基的水溶性复合基基液为核心,构建了一套具有油基钻井液工程特性和水基钻井液环保特性的新型环保防塌钻井液技术,并进行了相关的现场应用.现场应用显示:应用井与邻井相比,12-1/4″井段阻卡划眼时间减少,井径扩大率大幅度降低,并且在128 h的长时间浸泡过程中没有复杂情况产生,有效地解决了涠洲组、流沙港组易失稳地层的井壁稳定问题;同时,钻井液环保性能达到一级海域环保要求,可以替代目前应用的油基钻井液体系,解决了海上使用油基钻井液存在配制成本高、含油钻屑需全回收及环境危害隐患大等技术难题.该研究对于涠西南油田环保、井壁失稳和钻井液技术发展具有较高的理论价值和借鉴意义.
我国浅部可用矿产资源量日益枯竭,如何提高深部矿产探测效果是亟待解决的重要问题.然而对于深部资源的探测,受限于地面地球物理勘探技术的探测精度、深度以及抗干扰能力,传统的电磁法难以在地表准确探测到深部隐伏矿的有用信息.为提高可控源电磁法(CSEM)的分辨率,本文利用矿井作为接收电磁总场响应的测点位置,采集井中垂直磁场数据BZ,获取地下电导体三维空间分布信息.采用有限差分法正演研究不同矿井位置对异常体的正演响应,结果表明矿井越靠近地下异常体边界,响应越大.基于有限内存拟牛顿法(LBFGS)所实现的快速三维反演,进一步证实井中磁场数据可以有效提升对深部空间信息的识别.最后,井中磁场数据与地面磁场数据结合起来实施的联合反演,实现了从浅到深的高精度成像,为实际深部矿产勘探提供了理论支撑.
选取经济高效、轻便无损的分析技术是当前砂岩型铀矿绿色勘查和研究的现实需求.本文基于便携式色度、X荧光(XRF)、高光谱的光谱学技术,全面表征了鄂尔多斯盆地西北部特拉敖包铀矿产地环河组红杂色含矿建造的地质地球化学特征;构建了不同颜色砂岩的定量标准色度区间,查明了红色砂岩具有赤红色强氧化、褐(紫)红色较强的差异后生氧化作用;过渡带褐灰色和灰绿色砂岩普遍具有一定的弱氧化性,红度a的曲线发生多次渐变过渡,矿带内部存在多个氧化还原的地球化学界面,形成了多段的铀-钼-钒-铌等变价元素的共伴生富集.以上信息指示了研究区氧化还原作用的主成矿机制;绿色还原砂岩的红度值最小,是后期碱性还原流体渗出改造的产物.流体活动导致环河组地层发育绿泥石化、铁的还原-迁出、局部碳酸盐化等蚀变.该研究为沉积盆地不同地球化学性质含铀建造多尺度的铀成矿环境快速评价提供了案例及重要参考.
沉积型锂矿主要产于黏土岩中,黏土岩的主微量元素可有效识别沉积物源及沉积环境.本文首次报道扬子板块北缘镇巴地区二叠系吴家坪组黏土岩锂、稀土、铌、钒等元素超异常富集的特征,基于详细的地球化学研究和区域地质资料,分析吴家坪组黏土岩的形成环境及沉积物源,并探讨扬子板块北缘锂、稀土找矿方向.研究表明,镇巴地区吴家坪组黏土岩产于晚二叠世,发育于吴家坪组与阳新组的平行不整合界面之上,代表了古风化壳沉积,黏土岩的Li2O最高品位0.39%,ΣREO(稀土氧化物总量)最高品位0.142%,V2O5最高品位0.26%,Nb2O5最高品位0.022%.主、微量元素地球化学特征指示黏土岩形成于咸化-半咸化海水相,氧化-还原过渡、碱性的沉积环境,对应于黏土岩化阶段.综合矿物学、地球化学、区域地质资料,认为研究区吴家坪组黏土岩来源于峨眉山大火成岩省的玄武岩,锂元素的富集与火山岩受流体交代-淋滤有关.扬子板块北缘广泛发育吴家坪组黏土岩,规模较大,锂、稀土、铌、钒综合成矿效果较好,找矿潜力巨大,应重点关注与沉积间断面有关的关键金属矿产,助力新一轮找矿突破.
赤马山铜矿位于湖北省东南部长江南岸,因资源枯竭已闭坑.近年来赤马山铜矿区出现严重采空区塌陷、山体裂缝、危岩体等地质灾害问题.基于此,本文通过无人机倾斜摄影测量技术与三维实景建模,结合现场采空塌陷区的调查测绘、工程地质调查等方法,研究湖北省赤马山铜矿采空塌陷造成的一系列次生地质灾害,查明其现状及分布规律,探讨塌陷区-山体裂缝-危岩体与采空区之间的耦合关系.结果表明:地面塌陷由1#、2#、3#、4#四个塌陷坑组成,走向114°～127°;山体裂缝与塌陷长轴平行展布,裂缝宽0.2～3.0 m;塌陷区-山体裂缝-危岩体主要是采用崩落顶底柱及间柱方式处理采空区所导致.同时进行矿山地质环境的预测建模和预测评估,提出合理的采空塌陷区安全对策和治理建议,为矿区生态环境修复提供可靠依据.
煤层气井常采用井网布置方式进行开发,不同的水力压裂顺序引起不同的应力干扰效应.为了查明不同水力压裂顺序下煤层气井间应力干扰效应,本文以沁水盆地柿庄南区块3组煤层气井网15口井为研究对象,应用ABAQUS 有限元模拟软件,模拟了煤层气井网中3种水力压裂顺序(先周围后中心、对角、先中心后周围)的应力分布特征及干扰效应,提出了相应的水力压裂顺序建议.结果表明:当施工排量为6.00～8.00 m3/min,液量为430.00～580.00 m3时,(1)先周围后中心、对角、先中心后周围压裂时,距中心井、对角线井、周围井不同距离,依次分为应力释放区、集中区和原始应力区.先周围后中心压裂时,中心井三区范围依次为≤15.00 m、15.00～140.00 m、＞140.00 m.对角压裂时,对角线井三区范围依次为≤60.00 m、60.00～150.00 m、＞150.00 m.先中间压裂时,周围井三区范围依次为≤60.00 m、60.00～144.00 m、＞144.00 m.(2)煤层气井网采用四点法布置,井间距超过300.00 m,可有效避免煤层气井之间的应力干扰,降低煤层气井压裂时的施工难度.
帕尔岗塔格西斑岩型铜矿位于东天山古生代造山带小热泉子石炭纪岛弧带,带内已发现有土屋、延东、延西等一系列斑岩型铜矿,成矿潜力巨大,该矿床的发现实现了成矿带的北西向延伸,意义重大.目前勘查工作限于矿区西北部,找矿勘查有待进一步探究,且针对该矿床的高光谱遥感研究未有报道.鉴于此,本文基于ZY1-02D高光谱数据,采用"人机交互式"思维指导下的基于纯净像元指数(PPI)算法的端元波谱提取技术,从矿物角度对矿区及其外围进行蚀变信息提取工作.提取结果显示三种蚀变矿物由内向外呈石英-绢云母-绿泥石的顺序分带,再现了矿区地质填图工作中的蚀变分带特征,并在矿区外围发现了一处受断裂控制的蚀变分带区,成矿特征明显.野外调研和样品岩相学分析证明提取结果真实有效,本次研究可为矿床下一步勘查工作提供参考.
