重慶市城口縣毒重石礦床預(yù)測(cè)分析

來宏 張君

【摘要】位于城口大巴山地區(qū)的毒重石礦床具有礦層穩(wěn)定、規(guī)模巨大和利于開采的特征，因此在國內(nèi)外都占有重要的地位。因此，正確認(rèn)識(shí)該礦床成礦物質(zhì)來源及成礦地質(zhì)條件，建立成礦模式，確定預(yù)測(cè)方法及預(yù)測(cè)模型，對(duì)促進(jìn)成礦理論研究和預(yù)測(cè)找礦工作都具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】毒重石礦 Mras 礦床成因 預(yù)測(cè)

毒重石礦是廣泛應(yīng)用于化工、輕工、冶金、建材、醫(yī)藥等工業(yè)部門，特別是化工產(chǎn)品制造中的優(yōu)質(zhì)鋇原料，系重慶市的優(yōu)勢(shì)特色礦種之一。城口縣巴山地區(qū)毒重石礦資源豐富，并已得到廣泛開發(fā)利用，經(jīng)濟(jì)效益十分良好。但目前僅在巴山、左嵐地區(qū)探明資源量?jī)?chǔ)量，可供開采的地域有限。為了滿足市場(chǎng)對(duì)毒重石礦資源的不斷需求，必須尋找新的可供開發(fā)利用的毒重石礦資源儲(chǔ)備基地。

1工程概況

重慶市鋇礦（毒重石）分布于川陜渝接壤的南大巴山腹地，行政區(qū)劃屬重慶市城口縣所轄，總面積1118km2。區(qū)內(nèi)交通主要為陸路，除城（城）萬（源）、城（城口）開（開縣）、城（城口）嵐（陜西嵐皋）主干公路外，城鄉(xiāng)之間僅有簡(jiǎn)易公路相通，其余多是崎嶇的山路，交通不便。

2預(yù)測(cè)工作區(qū)預(yù)測(cè)模型

巴山式毒重石礦是重慶市特色礦種之一。礦床分布區(qū)大地構(gòu)造區(qū)帶屬于秦嶺弧盆系——南秦嶺陸緣裂谷帶，Ⅳ級(jí)大地構(gòu)造分區(qū)屬于北大巴山逆推帶（Ⅳ-10-6-1）。所處成礦區(qū)帶屬于南秦嶺Au-Pb-Zn-Fe-Hg-Sb-RM-REE-V-藍(lán)石棉-重晶石成礦亞帶（Ⅲ-66-②）——城口大巴山金銀毒重石成礦帶（Ⅳ-1）——巴山金銀毒重石成礦帶（Ⅴ-1）。

含礦巖系為下寒武統(tǒng)巴山組二段，其巖性主要黑色中厚至薄層狀含炭質(zhì)硅質(zhì)巖、含炭質(zhì)硅質(zhì)板巖、夾少量白云巖及毒重石礦。有利的成礦巖相為陸架泥相中以硅質(zhì)巖建造為主的微相區(qū)，厚度1.6～19.8米，含礦1～3層，礦層總厚0.4～17.24米，呈層狀透鏡狀似層狀產(chǎn)出，一般長數(shù)十米至千余米，厚0.4-17.24米，平均含礦系數(shù)0.169～0.298。

礦石礦物組合：以毒重石、鋇解石為主，次為重晶石，含少量硅鋁鋇石、菱土堿石等，脈石礦物主要為石英、白云石、炭質(zhì)，其次為方解石、膠磷礦、黃鐵礦、泥質(zhì)等。

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造：自形、半自形、細(xì)～中粒結(jié)構(gòu)，塊狀、條帶狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造。

礦石自然類型：致密結(jié)晶塊狀毒重石礦為主，次為致密層紋狀毒重石礦。還有少量網(wǎng)脈狀毒重石、重晶石等混合礦石。

工業(yè)類型：主要碳酸鹽型鋇礦（毒重石型）。BaCO320.41～82.11%.

礦床規(guī)模：大、中、小型及礦點(diǎn)各一個(gè)。

物化遙自然重砂主要為中小比例尺的資料，只能以反映區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征為主，難以判斷礦體存在部位，無法作出潛力評(píng)價(jià)。因此，筆者建議應(yīng)以地質(zhì)要素為主建立預(yù)測(cè)模型。

3預(yù)測(cè)單元?jiǎng)澐旨邦A(yù)測(cè)變量選擇與構(gòu)置

3.1預(yù)測(cè)區(qū)單元?jiǎng)澐址椒?/p>

巴山式毒重石礦為沉積型礦產(chǎn)，其必要（定位）要素包括：含礦地層（成礦時(shí)代）——下寒武統(tǒng)巴山組二段（早寒武世梅樹村晚期）；巖相古地理——深海陸架泥相硅質(zhì)巖為主的微相區(qū)；成礦建造——以硅質(zhì)巖建造為主，夾少量硅質(zhì)泥巖建造、白云巖建造；礦體厚度等。其中，含礦地層、成礦建造、礦體厚度是劃分最小預(yù)測(cè)單元最重要最直接的要素。在預(yù)測(cè)底圖（1/10萬巖相古地理/建造構(gòu)造圖）上，以含礦地層（下寒武統(tǒng)巴山組二段）的出露線為準(zhǔn)，根據(jù)成礦建造的分布范圍（有利于成礦的硅質(zhì)巖—硅質(zhì)泥巖微相區(qū)）、按照其所處構(gòu)造位置，構(gòu)造形態(tài)、產(chǎn)狀特征，預(yù)測(cè)深度（1500米）邊界以及構(gòu)造深度邊界初步圈定。該步驟以地質(zhì)專家人工操作為主。共圈定出最小預(yù)測(cè)單元25個(gè)。

3.2預(yù)測(cè)變量選擇與構(gòu)置

通過研究，本預(yù)測(cè)區(qū)域內(nèi)物化遙自然重砂主要為中小比例尺的資料，物化遙自然重砂信息難以作為預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的變量。因此，預(yù)測(cè)區(qū)范圍只能以成礦地質(zhì)條件、找礦標(biāo)志等方面的條件和信息建立預(yù)測(cè)模型。

根據(jù)預(yù)測(cè)要素對(duì)成礦預(yù)測(cè)所引起的作用，可分為必要要素、重要要素和次要要素。其中，必要要素是指沒有該預(yù)測(cè)要素，則不存在“巴山式”沉積型毒重石礦，如含礦地層、成礦建造（硅質(zhì)巖——硅質(zhì)泥巖建造）；決定成礦規(guī)模大小及品位的預(yù)測(cè)的要素劃為重要要素，它的存在在與否和礦體是否存在沒有必然聯(lián)系；對(duì)于成礦作用起到積極意義的其他預(yù)測(cè)要素劃為次要要素。

隨后把選擇好的預(yù)測(cè)變量在MRAS軟件通過變量屬性提取、模型選擇、連續(xù)變量的二值化賦值構(gòu)置后，采用匹配系數(shù)法對(duì)預(yù)測(cè)變量計(jì)算選取，計(jì)算閥值為0.05，各變量的匹配關(guān)系計(jì)算結(jié)果如圖1。

3.3構(gòu)造預(yù)測(cè)模型

3.3.1預(yù)測(cè)變量標(biāo)志權(quán)系數(shù)計(jì)算

在空間評(píng)價(jià)中選擇特征分析法構(gòu)造預(yù)測(cè)模型，再選擇平方和法計(jì)算因素權(quán)重，從而得到本次毒重石礦預(yù)測(cè)變量——巖相、成礦建造、成礦建造厚度、礦體、礦體厚度、礦床（點(diǎn)）的標(biāo)志權(quán)系分別為0.600238、0.554947、0.241379、0.302585、0.360011、0.228733。

3.3.2預(yù)測(cè)單元得分計(jì)算

各預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)要素綜合情況與模型區(qū)對(duì)比，其相似程度（或相似系數(shù)）我們可以用單元得分來表示，各預(yù)測(cè)單元的得分可以在MRAS軟件中，根據(jù)以上各預(yù)測(cè)要素的權(quán)重，采用特征分析法計(jì)算得出。

4預(yù)測(cè)區(qū)圈定及優(yōu)選

4.1預(yù)測(cè)區(qū)成礦概率計(jì)算

在地質(zhì)專家人工操作完成地質(zhì)單元圈定的基礎(chǔ)上，在MRAS軟件中通過各預(yù)測(cè)單元的成礦有利度（成礦概率）進(jìn)行圈定。各預(yù)測(cè)單元的成礦概率采用特征分析計(jì)算得出，具體算法是：在MRAS中，在各預(yù)測(cè)變量標(biāo)志權(quán)系數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行靶區(qū)優(yōu)選計(jì)算成礦概率，將預(yù)測(cè)單元分成10組，采用線性插值方法計(jì)算得出，并生成各預(yù)測(cè)單元的成礦概率圖曲線圖，見圖2。

4.2預(yù)測(cè)區(qū)圈定與優(yōu)選

在全國成礦區(qū)帶劃分的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)成礦區(qū)帶基礎(chǔ)上，按照重慶市礦產(chǎn)資源分布規(guī)律，并結(jié)合重慶市大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐址桨福M(jìn)行了成礦區(qū)帶（Ⅳ、Ⅴ級(jí)）的初步劃分。全市范圍共劃分為11個(gè)Ⅵ級(jí)成礦區(qū)帶，22個(gè)Ⅴ級(jí)找礦靶區(qū)。其中，毒重石礦產(chǎn)出地帶所屬成礦區(qū)帶見圖3。

通過成礦區(qū)帶的劃分，在成礦概率圖上，用點(diǎn)設(shè)置區(qū)域的分類標(biāo)志，分別為A、B、C三類，在圖中用不同顏色表示，并反復(fù)調(diào)示分類閥值，最終在劃分的25個(gè)預(yù)測(cè)單元中優(yōu)選出了23個(gè)最小預(yù)測(cè)單元（區(qū)），其中，A類4個(gè)，B類5個(gè)，C類14個(gè)。

5預(yù)測(cè)區(qū)地質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)礦床的空間分布、所處的構(gòu)造位置，以及本次所圈定的預(yù)測(cè)區(qū)范圍及類型，本區(qū)毒重石礦可劃分為城口后裕、城口董家坡——天池、城口左嵐——高楠、城口禾家灣等4個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū)，總體上，以左嵐——高楠找礦遠(yuǎn)景區(qū)為中心，呈北西——南東向展布。詳見圖4。

這些找礦遠(yuǎn)景區(qū)，由于后處的構(gòu)造部位不同，其找礦前景也各不一樣，總體上，以左嵐——高楠遠(yuǎn)景區(qū)為中心，找礦前景則由好到差。從左嵐到高楠一帶目前開展過普查找礦礦區(qū)，已發(fā)現(xiàn)3個(gè)鋇（毒重石）礦床，其中大、中、小型各1個(gè)，累計(jì)探明資源量5328.32萬噸，而這些資源量多處于400m以淺，按照本次預(yù)測(cè)成果，左嵐——高楠預(yù)測(cè)區(qū)預(yù)測(cè)總資源量為20979.56萬噸，因此，找礦前景十分樂觀。

6結(jié)語

在對(duì)典型礦床地質(zhì)特征分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)了毒重石礦床成礦規(guī)律，確定了預(yù)測(cè)方法類型為沉積型。通過建立預(yù)測(cè)模型，首先圈定預(yù)測(cè)地質(zhì)單元，然后對(duì)預(yù)測(cè)單元進(jìn)行概率計(jì)算及優(yōu)選，從而圈定預(yù)測(cè)區(qū)并劃分預(yù)測(cè)區(qū)類型。利用MRAS軟件對(duì)預(yù)測(cè)變量標(biāo)志權(quán)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)預(yù)測(cè)靶區(qū)優(yōu)選和計(jì)算成礦概率，通過成礦預(yù)測(cè)，提交了左嵐和后裕兩個(gè)毒重石礦床預(yù)測(cè)區(qū)，為區(qū)域找礦及預(yù)測(cè)奠定了良好的基礎(chǔ)。