德興銅礦銅廠礦區(qū)黃坑深部成礦規(guī)律研究

魯忠山

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦，江西德興市334224)

德興銅礦銅廠礦區(qū)黃坑深部成礦規(guī)律研究

魯忠山

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦，江西德興市334224)

通過對礦床已有的地質(zhì)資料進(jìn)行二次開發(fā)，總結(jié)了德興銅礦銅廠采區(qū)的礦床成礦地質(zhì)規(guī)律，運(yùn)用礦床相似類比理論，確定了該礦床黃坑區(qū)域礦體分布規(guī)律，并用地質(zhì)工程進(jìn)行控制與驗(yàn)證，從而增加了礦山地質(zhì)儲(chǔ)量，提高礦山資源的供給能力。

地質(zhì)資料;成礦規(guī)律;地質(zhì)儲(chǔ)量;德興銅礦

0 前言

德興銅礦銅廠采區(qū)是江西銅業(yè)公司的骨干礦山。近年來，隨著礦山開采規(guī)模的擴(kuò)大和服務(wù)年限的增加，銅廠采區(qū)每年以2～3個(gè)臺(tái)階高度不斷向下延伸，采區(qū)保有地質(zhì)儲(chǔ)量日益減少。采區(qū)西北部的黃坑區(qū)域的地質(zhì)勘探網(wǎng)度大部分為200m×200m，局部為100m×200m，難以控制礦體的形態(tài)和規(guī)模，勘探程度遠(yuǎn)達(dá)不到開采設(shè)計(jì)要求。為增加礦山地質(zhì)儲(chǔ)量，有必要對黃坑深部礦體進(jìn)行補(bǔ)充勘探，提高該區(qū)域的勘探程度，達(dá)到儲(chǔ)量升級，新增礦產(chǎn)儲(chǔ)量。為此，德興銅礦利用已有的礦床地質(zhì)勘探、生產(chǎn)開采資料開展地質(zhì)專項(xiàng)調(diào)查，利用地質(zhì)學(xué)的“相似類比理論”預(yù)測了該區(qū)域的蝕變巖帶與成礦元素Cu、Au的礦化關(guān)系，開展了必要的地質(zhì)工程驗(yàn)證，提高了該區(qū)域內(nèi)礦體的控制程度，新增探明銅礦石量1226萬t，金屬量Cu6.7萬t、Au8.8t、Ag17t，實(shí)現(xiàn)了公司提出的提高銅資源自給率的資源戰(zhàn)略的發(fā)展目標(biāo)，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

銅廠礦床位于江西省東北部的樂華—德興成礦帶的東段，處在華南板塊揚(yáng)子古陸江南地體的東南緣德興地體內(nèi)，是江南地體邊緣多金屬成礦帶的重要組成部分［1］。區(qū)域內(nèi)獨(dú)特的大地構(gòu)造背景，多期次構(gòu)造變動(dòng)和巖漿活動(dòng)蘊(yùn)育3大成礦系列，即動(dòng)力變質(zhì)Au成礦系列、海底火山噴流－熱水沉積Mn－Pb－Zn－Ag－Cu成礦系列、火山－次火山Cu－Au多金屬成礦系列，為區(qū)域成礦提供了條件;贛東北碰撞混雜巖帶的形成和演化控制了樂－德礦帶銅多金屬礦床的時(shí)空定位［2］。區(qū)域成礦分帶表現(xiàn)為Mo(Cu、Au)、Cu(Au)、Mo－Cu－Au－Pb－Zn－Ag、Mn－Pb－Zn、Ag(Au)、Ag－Au(Sb)，顯示出基底制約、同位多期、多源多因復(fù)成的成礦特征，具備超大型銅多金屬匯聚成礦的地質(zhì)條件和巨大的找礦潛力［3］。

經(jīng)過多年地質(zhì)勘探工作，在銅廠－銀山－金山長約20km、寬10km的三角地域內(nèi)，先后發(fā)現(xiàn)了3個(gè)大型礦田及10多個(gè)礦床，尤以超大型銅廠斑巖型銅(金)礦床、銀山Cu、Au多金屬礦床和金山Au礦床最為著名。目前，該區(qū)已探明的銅儲(chǔ)量占國內(nèi)銅儲(chǔ)量的17.5%，金約占國內(nèi)已探明伴(共)生金儲(chǔ)量的37%，巖金儲(chǔ)量約占4%，已成為我國有色金屬及貴金屬資源的重要基地。

銅廠礦體產(chǎn)于花崗閃長斑巖及圍巖(主要是千枚巖)的內(nèi)、外接觸帶上，礦體的礦化及蝕變分帶明顯，即構(gòu)成了以斑巖體與圍巖的接觸界面為對稱面的蝕變礦化對稱分帶模式，銅礦體沿接觸帶繞斑巖體呈筒狀向北西傾斜產(chǎn)出，礦體與圍巖沒有明顯的界線。國內(nèi)外學(xué)者對斑巖銅礦床中的流體包裹體進(jìn)行了大量的研究工作，不同礦床間地質(zhì)特征各有特點(diǎn)，流體包裹體驚人的相似性，說明流體包裹體是了解斑巖銅礦礦床的成礦機(jī)制主要資料之一［4］。包裹體分析表明，黃坑區(qū)域內(nèi)礦床流體包裹體具有溫度高、鹽度高，且普遍發(fā)生了沸騰的特點(diǎn)，呈現(xiàn)和銅廠礦床一樣的包裹體特征［5］。黃坑區(qū)域斑巖蝕變具有多階段性，早期以鉀長石化為主，中期以硅化絹云母化和綠泥石化為主，晚期以碳酸鹽化和硫酸鹽化為主，同樣呈現(xiàn)和銅廠礦床斑巖蝕變的多階段性。黃坑區(qū)域和銅廠礦床有相同的成礦條件和控礦地質(zhì)標(biāo)志組合，說明該區(qū)域成礦條件很好，應(yīng)該有相似的礦床或成礦系列產(chǎn)出，具備找礦前景。

2 主要內(nèi)容與方法

德興銅礦銅廠采區(qū)已有40多年的開采歷史，積累了大量豐富的開采及專項(xiàng)地質(zhì)研究資料，如果對礦床現(xiàn)有地質(zhì)資料進(jìn)行二次開發(fā)，提取有效成礦信息，運(yùn)用礦床相似類比理論，對比已知區(qū)段相似成礦地質(zhì)條件，是查明黃坑區(qū)域的礦體賦存情況的有效方法。

2.1 總結(jié)礦床的成礦地質(zhì)規(guī)律

黃坑區(qū)域礦床原生分帶現(xiàn)象明顯，顯示和銅廠礦床一樣的成礦特征。圍巖蝕變、金屬礦化、礦石類型及硫同位素組成等方面，都有很好的分帶性。分帶特點(diǎn)表現(xiàn)為以斑巖體為中心的環(huán)狀分帶和以斑巖接觸帶為中心的內(nèi)外對稱分帶疊加，后者對礦化尤其重要［6］。研究結(jié)果表明，礦區(qū)成礦指示元素Cu、Mo、Ag、Pb、Zn、Co、Ni等，受統(tǒng)一的構(gòu)造－巖漿帶控制，由內(nèi)而外元素分帶特征明顯，內(nèi)帶成礦元素Cu、Mo具有明顯的濃度分帶，且與礦床蝕變帶及工業(yè)銅礦體具有緊密的內(nèi)生聯(lián)系(見表1)。

表1 銅廠礦區(qū)Cu、Mo元素濃度分帶

2.2 Cu、Au元素的空間分布分析

根據(jù)銅廠礦區(qū)生產(chǎn)巖粉品位數(shù)據(jù)(Cu來源于基本分析，Au元素來自巖粉組合分析)，采用線性插值的三角網(wǎng)方法繪制的Cu、Au元素等值線圖可以看出，銅廠銅礦體及Cu、Au元素的空間分布具有以下特點(diǎn)。

(1)銅廠采區(qū)主要礦體產(chǎn)于含礦花崗閃長斑巖巖體頂部和上部的內(nèi)外接觸帶，其中有三分之二銅礦體產(chǎn)在外接觸帶的變質(zhì)巖中，斑巖中的銅礦體小于圍巖中的銅礦體，且外帶變質(zhì)巖礦石銅平均品位均高于內(nèi)帶斑巖礦石的平均品位。上接觸帶礦體主要產(chǎn)在外帶，含銅較高;下接觸帶礦體主要產(chǎn)在內(nèi)帶，一般含金較高。產(chǎn)狀傾斜的斑巖體的上接觸帶深部和下接觸帶淺部，有利于銅礦化富集，下接觸帶的深部有利于金礦化富集。

(2)銅礦體的銅富集中心與偏外接觸帶分布的構(gòu)造斷裂、裂隙密集帶大致相吻合。礦床Cu≥0.3%的礦石呈環(huán)帶狀分布，其中Cu≥0.5%的礦石受到NE、NW向交錯(cuò)大構(gòu)造控制，分布在外接觸帶強(qiáng)蝕變千枚巖內(nèi)，形態(tài)分布不規(guī)則狀;低品位礦石(Cu品位0.25%～0.30%)主要分布內(nèi)接觸帶的花崗閃長斑巖內(nèi)部，其次是花崗閃長斑巖巖體的下盤，極少部分分布外圍的千枚巖里。

(3)千枚巖與斑巖接觸帶是巖漿熱液活動(dòng)最為強(qiáng)烈的部位，有利于巖漿后期熱液的成礦，是導(dǎo)礦與容礦的有利場所，該處Cu、Au品位相對較高，形成Cu、Au的主要礦體，而遠(yuǎn)離接觸帶兩側(cè)的礦體，其Cu、Au品位則逐漸降低，表明在接觸帶上Cu、Au礦化較為強(qiáng)烈，而遠(yuǎn)離接觸帶則Cu、Au礦化減弱;Au熱液的活動(dòng)中心受斑巖與圍巖的接觸界面控制。

(4)在水平方向上，隨銅品位的升高，礦石中金的品位也逐漸增高。在a=1%的置信水平下，銅礦石中Cu與Au元素呈顯著的正相關(guān)關(guān)系;同時(shí)，由礦床淺部向深部Cu與Au相關(guān)系數(shù)逐漸增大，表明由上而下Cu、Au元素的關(guān)系密切性［7］。

(5)大于0.3g/t金的高值含量區(qū)，主要沿斑巖體內(nèi)、外接觸帶呈近似封閉的環(huán)狀分布，并逐漸往西北方向擴(kuò)大，顯示出黃坑區(qū)域的良好的找礦潛力。

2.3 地質(zhì)工程驗(yàn)證及主要成果

根據(jù)礦區(qū)成礦地質(zhì)規(guī)律與礦山生產(chǎn)的實(shí)際情況，分期、分階段對銅廠礦區(qū)15，17，19及21號勘探線深部礦體(銅場礦床黃坑區(qū)域)進(jìn)行了補(bǔ)充地質(zhì)勘探。共施工探礦鉆孔10個(gè)，進(jìn)尺5000m，巖石抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)及鉆孔壓水試驗(yàn)分別為6組和12組。

本次研究查明了黃坑區(qū)域深部資源儲(chǔ)量及其品位厚度的變化規(guī)律，提高了銅與Au等伴生元素品位的控制程度與儲(chǔ)量級別，為礦山生產(chǎn)及開采境界的優(yōu)化提供了重要地質(zhì)依據(jù)，主要成果如下:

(1)通過深部勘探，銅廠采區(qū)黃坑區(qū)域深部礦體范圍得于進(jìn)一步擴(kuò)大。與原地質(zhì)勘探階段獲得的地質(zhì)資料相比，新增銅礦石量1.37億t，金屬量銅56.73萬t，金27.5t，銀125t;

(2)從本次查明的黃坑區(qū)域15－19號勘探線礦體的空間分布情況來看，該區(qū)域西南境界外壓礦明顯，因此，有必要對黃坑區(qū)域西部露天開采境界進(jìn)行重新優(yōu)化與調(diào)整;

(3)根據(jù)銅廠采區(qū)地層、巖漿活動(dòng)及礦化特征等條件，對黃坑區(qū)域深部礦體的分布進(jìn)行了預(yù)測與推斷，運(yùn)用礦床相似類比理論，圈定了黃坑區(qū)域深部及外圍找礦遠(yuǎn)景，該區(qū)域北西深部(－600m標(biāo)高以下)尚有一定儲(chǔ)量Cu(Mo)可以勘探。

［1］朱訓(xùn)，黃崇軻.德興斑巖銅礦［M］.北京:地質(zhì)出版社，1981.

［2］張德會(huì).樂華—德興成礦帶成礦作用研究的進(jìn)展、問題及展望［J］.地質(zhì)評論，1998，(5):56－64.

［3］葉德隆，葉松，王強(qiáng)，等.德興式斑巖銅礦床的構(gòu)造－巖漿－成礦體系［J］.地球科學(xué)—中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，22(3):252－256.

［4］楊志明，侯增謙，宋玉財(cái)，等.西藏驅(qū)龍超大型斑巖銅礦床:地質(zhì)、蝕變與成礦［J］.礦床地質(zhì)，2008，27(3):279－317.

［5］潘小菲，等.德興銅廠斑巖型銅金礦床熱液演化過程［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，83(12):1929－1950.

［6］江西銅業(yè)股份有限公司德興銅礦.德興銅礦銅廠礦區(qū)黃坑深部銅礦補(bǔ)充勘探地質(zhì)報(bào)告［R］.德興:江西銅業(yè)股份有限公司德興銅礦，2006.

［7］胡保根，當(dāng)量品位在德興銅礦的應(yīng)用［J］.江西有色金屬，2010，24(3):64－66.

2011－07－22)

魯忠山(1972－)，男，安徽蕪湖人，工程師，主要從事采礦現(xiàn)場管理與技術(shù)指導(dǎo)工作，Email:877159472@qq.com。