云南羊拉铜矿江边矿段三维地质建模及隐伏矿床(矿体)定位预测

Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2020, 10(9), 857-868

Published Online September 2020 in Hans. http://www.hanspub.org/journal/ag https://doi.org/10.12677/ag.2020.109084

云南羊拉铜矿江边矿段三维地质建模及隐伏矿床(矿体)定位预测

坚润堂1*#，邹国富2，张俊岭3，苏富彬1，宋小美1

12

百色学院，广西 百色

中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南 昆明 3

中国科学院广州地球化学研究所，广东 广州

收稿日期：2020年9月4日；录用日期：2020年9月20日；发布日期：2020年9月27日

摘 要

三维地质建模方法在寻找隐伏矿床方面具有独特的优势，尤其是在地表矿化信息不足的地段，具有传统方法不可替代的作用。羊拉铜矿床江边矿段因构造破坏和不同期次岩浆作用的叠加，地表找矿信息较少，常规的地质、地球物理和地球化学方法进行深部预测往往成果高且效果不佳。本文在深入研究区域成矿规律的基础上，充分利用研究区已有的勘查数据，以Surpac软件为平台，建立了江边矿段的三维地质模型，并以此模型为基础，建立了成矿预测信息模型，并采用三维信息量法，开展了找矿预测，圈定了3处远景预测区，对于指导区内下一步的找矿工作具有一定的指导意义。

关键词

羊拉铜矿江边矿段，找矿预测，三维地质建模，信息量法

Three-Dimensional Geological Modeling and Location Prognosis of Concealed Ore Deposit (Bodies) in Jiangbian Section of Yangla Copper Mine, Yunnan Province

Runtang Jian1*#, Guofu Zou2, Junling Zhang3, Fubin Su1, Xiaomei Song1

12

Baise university, Baise Guangxi

Kunming Prospecting Design Institute of China Nonferrous Metals Industry Co., Ltd., Kunming Yunnan 3

Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou Guangdong

*第一作者。 #

通讯作者

文章引用: 坚润堂, 邹国富, 张俊岭, 苏富彬, 宋小美. 云南羊拉铜矿江边矿段三维地质建模及隐伏矿床(矿体)定位预测[J]. 地球科学前沿, 2020, 10(9): 857-868. DOI: 10.12677/ag.2020.109084

坚润堂 等

Received: Sep. 4, 2020; accepted: Sep. 20, 2020; published: Sep. 27, 2020

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Abstract

The 3D geological modeling method has unique advantages in searching for concealed ore depo-sits, especially in areas where there has less mineralization information, it has the function that the traditional method can not replace. There’s little mineralization information of the surface due to structural failure and superposition of multi-phase magmatism in Jiangbian ore block of Yangla copper deposit, so the prospecting result is not good by conventional geological, geophysics and geochemistry methods. The Yangla copper mine is selected as the research object, based on the existing exploration data in the area, Surpac software as the platform, the three-dimensional geolog-ical model of the mine is established by contour modeling method. Based on the model, the metal-logenic prediction information model is established, and the three-dimensional information quantity method is used to carry out the metallogenic prediction and delineate the three prospec-tive prediction areas. It has some guiding significance for guiding the next prospecting work.

Keywords

Jiangbian Section of Yangla Copper Mine, Metallogenic Prediction, Three-Dimensional Geological Modeling, Information Method

Copyright ? 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Open Access 1. 引言

随着找矿难度日益增大，矿产勘查的成功率越来越依赖于深入的成矿规律研究和科学的矿产资源预测理论和方法[1] [2] [3]。三维地质建模与可视化(3D Geoscieces Modeling and Visualization)是指采用适当的数据结构在计算机中建立能反映地质构造、矿体形态和各要素之间关系以及地质体物理、化学属性空间分布等特征的数字模型[4]。由于地质体本身三维属性的客观性，必然要求找矿方法由传统的单一向综合、由二维向三维转变，从而更直观更精确地圈定矿体边界、了解地质体三维空间分布形态、准确地解译和圈定地质体以便指导深部找矿和预测，已成为当今地学领域的重点研究方向[5]。同时，随着计算机科学的高速发展，三维地质建模技术、遥感技术、数据仓储技术等为三维地质矿产勘查提供了强大的技术支撑，将空间信息管理、地质解译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来，建立精准并且形象的三维地质模型，能够更加准确的表达出各种地质体的三维空间展布以及彼此之间的相互关系，从而更有效地开展成矿规律研究和隐伏矿体找矿预测。基于Surpac软件的三维地质建模和可视化的研究已日渐成熟，并取得了显著的成果，如今该软件在矿产勘查、采矿工程和测量等领域均已得到广泛的应用[6]-[11]。

羊拉铜矿床位于青藏高原东缘的金沙江西岸，构造位置处于中咱地块与昌都–思茅地块之间的金沙江缝合带中段(图1(a))，是迄今为止金沙江构造带内发现的最大规模的铜矿床，因其成矿地质条件优越、矿化类型多样、找矿潜力大而引起了国内外学者的广泛关注，并在区域成矿地质背景及岩浆演化[12]-[25]、矿床地质地球化学[26]-[39]等方面取得了许多重要研究成果和进展。然而有关该矿床三维地质模型和矿体的空间定位预测研究明显不足。本研究以羊拉铜矿床工作程度较低且研究最为薄弱的江边矿段为研究对象，

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充分利用矿区已有的地质资料，并借助三维数字矿山软件Surpac，通过对羊拉铜矿江边矿段进行三维可视化技术研究，直观有效地反映了该矿段矿体、地层、岩体和构造等的空间分布特征，进一步揭示了矿化分布规律，构建了该矿段三维地质模型和成矿预测模型，开展了找矿预测，以期为下一步找矿提供依据。

Figure 1. Tectonic location map (a) and eological sketch map (b) of the Yangla copper deposit. 1-eluvial and slope sedi-ments; 2-purple red conglomerate and sandstone; 3-basalt, sericite slate and tuff; 4-metamorphic quartz sandstone and seri-cite-siltyslate ; 5-fine, middle grained marble and banded marble; 6-metamorphic quartz sandstone and sericite slate; 7-fine, middle grained marble; 8-metamorphic quartz sandstone,quartz schist and sericite-sandy slate; 9-fine, middle grained marble and sericite-quartz schist; 10-biotite-quartz schist with metamorphic quartz sandstone; 11-marble; 12-skarn; 13-hydrothermal breccia; 14-Fine grained adamellite; 15-Plagiogranite; 16-granodiorite; 17-geological boundary; 18-Measured and speculated fault; 19-ore body; 20-ore intersecting and without mineralized drilling

图1. 羊拉铜矿床大地构造位置图(a)及地质略图(b)。1-残坡积层；2-紫红色砾岩、砂岩；3-玄武岩、绢云板岩、凝灰岩；4-变质石英砂岩、绢云粉砂质板岩；5-细中晶大理岩、条带状大理岩；6-变质石英砂岩、绢云板岩；7-细中晶大理岩；8-变质石英砂岩、石英片岩、绢云砂质板岩；9-细中晶大理岩、绢云石英片岩；10-黑云石英片岩夹变质石英砂岩、绢云板岩；11-大理岩；12-矽卡岩；13-隐爆角砾岩；14-细晶二长花岗岩；15-斜长花岗岩；16-花岗闪长岩；17-地质界线；18-实测及推测断层；19-矿体；20-见矿及未见矿钻孔

2. 研究区地质概况

羊拉大型铜矿床位于云南省迪庆州羊拉乡，夹持于金沙江深大断裂与羊拉大断裂之间(图1(a))，自北向南分为江边、里农和路农三个矿段(图1(b))，矿区地层为由一些大小不一的构造岩片所组成的构造混杂堆积体，主要岩性为碳酸盐岩、碎屑岩和变火山岩，原1:20德钦幅将其划归嘎金雪山岩群上亚群，并分为4个岩性段，时代归属二叠纪。之后云南省地质调查院将矿区内主要赋矿地层划定为泥盆系下统江边组(D1j)和泥盆变系中上统里农组(D2+3l) (云南省地质调查院，2006)。江边组细分为三段，上段为浅灰白色

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中–厚层状细–中晶大理岩夹绢云砂质板岩、变质石英砂岩，顶底板具矽卡岩化；中段为浅灰色变质石英砂岩、绢云砂质板岩、绢云石英片岩夹绢云绿泥片岩、角闪安山岩、大理岩透镜体；下段为浅灰色薄层状大理岩夹斜长绿泥片岩，角闪安山岩，绢云石英片岩。里农组亦细分为三段，上段为浅灰色变质石英砂岩夹绢云板岩、灰色厚层状细晶大理岩和浅灰色砂质绢云板岩夹大理岩透镜体，顶部具强烈矽卡岩化；中段为灰白色厚层状细–中晶大理岩；下段为浅灰绿色绢云砂质板岩夹变石英砂岩、厚层状透辉石矽卡岩夹变质砂岩、绢云板岩和浅灰–灰绿色变质石英砂岩。

受多期构造活动影响，区内岩石强烈变形，褶皱、断裂、节理、层间滑脱构造十分发育，加之多期次岩浆侵入，使得矿区构造极为复杂。矿区内的褶皱主要有里农背斜和江边向斜，里农背斜核部被印支期花岗闪长岩侵位而呈构造穹隆状，轴向近SN，南延被F4切断，褶皱出露长度约1200 m，宽30~300 m，南部被第四系覆盖及岩体破坏，褶皱轴面倾向NW，倾角30?~50?，核部枢纽向NW倾伏，倾伏角约40?，两翼地层在转折端表现出较明显的揉褶现象。褶皱西翼出露江边组二段和里农组地层，倾向SW，倾角较缓(22?~29?)；褶皱东翼出露江边组二段和三段、里农组一段，倾向NE~SE，倾角较陡(>50?)。江边向斜实为里农背斜东翼的一个小型次级褶皱，轴向NNW，核部地层为里农组一段，两翼为江边组二段、三段，受岩体影响，褶皱西翼地层倾角较陡(>50?)，东翼地层倾角较缓(25?~35?)。

羊拉矿区断裂构造特别发育，除区域性的金沙江、羊拉等深大断裂外，主要有斜穿矿区中部的NE向断层F4、近NE向的平移断层F6、F8、F10和层间破碎带。F4是区内规模最大的断层，走向NE，向东与金沙江断裂带相交，形成“入”字型分支断层，向西延出矿区，区内延长近6000 m。断面北倾，倾向280?~340?，倾角42?~80?，向深部变陡，断面起伏。断层两盘地层错距明显，北盘地层东移，南盘西移，错距360~700 m。基于野外实测，综合该断层的几何形态、发育历史等判断，该断层明显具有多期活动特征，早期为挤压推覆，控制岩体、地层的分布，晚期破坏矿体，属张扭性正断层。层间破碎带是羊拉铜矿床最重要的成矿控矿构造，羊拉铜矿绝大多数工业矿体均受其控制，由于层间破碎带一般距离岩体不远，并且矿体多呈层状、似层状和大的透镜体状，故形成矽卡岩型、喷流沉积型、多因复成等众多成因认识(关于羊拉铜矿的构造系统及矿床成因将另文讨论，在此不再赘述)。

岩浆岩在羊拉矿区分布较广，以侵入岩为主，喷出岩较少。喷出岩仅在里农组(D2+3l)、江边组(D1j)地层中见有层状产出的角闪安山岩、玄武岩，路远发等(2000)测得玄武岩锆石年龄362 ± 8.0 Ma。侵入岩出露约占矿区面积的1/3，呈岩株状产出，出露里农(黑云母)复式花岗岩体，岩性有花岗闪长岩，黑云二长花岗岩、斜长花岗岩。花岗闪长岩体具有弯窿式侵入特征，并在西侧变得缓倾，利于在西侧形成大面积矽卡岩接触带，并向深部延伸。目前在里农岩体东接触带发现铜矿化带1处，已查明矿体8个，主工业矿体为JKT1、JKT4，分别赋存于矿化带之北段和南段，矿体产状随岩体与围岩接触带产状变化而同步变化，矿体产状受岩体内外接触带裂隙带控制(唐果等，2015；徐巧等，2016)。

现已查明矿体中，以里农矿段规模最大，江边矿段最小。里农矿段矿体主要产在里农复式岩体西侧的D2+3j和D1j中，矿体呈层状、似层状和透镜状，严格受层间破碎带控制，共圈定工业矿体8个，主矿体为KT2 (上)和KT5矿体。路农矿段的主矿体夹持在F4断裂破碎带中，产状与断层产状一致，故历来被划归另外一种类型的矿体，通过详细的编录，矿石矿物特征、蚀变特征以及地球化学特征的研究，我们认为路农矿段的矿体实际和里农矿段的矿体同属一类，只是受到后期构造活动破坏而被卷入断层破碎带中而已。江边矿段的矿体主要产于里农岩体内外接触带中，现已发现两条主矿体JKT1和JKT2和一些小的矿化体，矿体在空间上延伸不远，品位、厚度均变化较大，分枝复合现象明显，早期研究认为属接触交代矽卡岩型矿床，但经过地表调查和钻孔岩芯的详细编录后，发现江边矿段矿化类型与里农、路农矿段均有不同，所以作者更倾向于斑岩型矿化，可与通吉格铜矿床对比分析，今后工作中应加强研究。

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3. 三维地质模型构建

3.1. 技术路线

系统收集矿区已有的勘查资料和研究成果资料，利用AutoCAD、MapGIS等软件进行矢量化或格式化转换处理后，导入Surpac软件中提取地质体轮廓线，将钻孔编录信息、地质资料、遥感数据、地球物理资料、地球化学资料以及历年地质报告文本等整理后构建成矿要素地质数据库；通过对成矿地质体、成矿构造与成矿结构面、成矿作用特征的深入分析建立找矿地质概念模型；根据出露地层、构造、岩体、矿体等地质体建立相应的地质体模型，将探槽、钻探、井巷等实际工程转换成工程模型，基于ASTER GD2遥感影像提取的30 m等高线数据，构建江边矿段的三维地形模型，实现矿段地质现象的三维可视化；基于赋矿地层、控矿构造、蚀变特征、物化探异常等总结成矿规律和成矿模式，提取各地质体的成矿有利信息，采用证据权重法建立矿床三维找矿预测模型，基于定量预测模型进行深边部隐伏矿体找矿预测，提供定位、定质和定量的三维预测成果。本研究三维地质建模及成矿预测技术路线详见图2。

Figure 2. Three-dimensional geological modeling and metal logenic prediction technique route in Jiangbian ore section of Yangla copper deposit

图2. 云南羊拉铜矿江边矿段三维地质建模及成矿预测技术路线

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