綜合找礦方法在鄂東南危機(jī)礦山接替資源勘查中的應(yīng)用——以銅錄山、雞冠咀、大冶鐵礦等礦山為例?

徐榮華，徐 磊，黃智輝，楊世平

(湖北省鄂東南地質(zhì)大隊(duì)，湖北大冶 435100)

綜合找礦方法在鄂東南危機(jī)礦山接替資源勘查中的應(yīng)用
——以銅錄山、雞冠咀、大冶鐵礦等礦山為例?

徐榮華，徐 磊，黃智輝，楊世平

(湖北省鄂東南地質(zhì)大隊(duì)，湖北大冶 435100)

以鄂東南地區(qū)銅錄山礦田內(nèi)的銅錄山銅鐵礦、雞冠咀銅金礦、鐵山礦田內(nèi)的大冶鐵礦近幾年接替資源勘查方法及成果為例，闡述綜合找礦方法在不同礦山深部找礦中的應(yīng)用效果。

綜合找礦方法;鄂東南;危機(jī)礦山;接替資源勘查

?該文曾刊載于《礦產(chǎn)與地質(zhì)》2011年第4期。

0 引言

找礦方法(prospecting method)是為了尋找礦產(chǎn)所采用的工作方法和技術(shù)措施的總稱。按其原理可分為地質(zhì)方法、地球化學(xué)方法、地球物理方法三大類。綜合找礦方法，顧名思義就是綜合運(yùn)用上述方法科學(xué)合理找礦。

鄂東南地區(qū)位于長江中下游銅鐵金成礦帶的西端，其內(nèi)的銅錄山礦田、鐵山礦田是鄂東南重要的礦集區(qū)。兩個礦田內(nèi)的銅錄山銅鐵礦、雞冠咀銅金礦及大冶鐵礦是其主要礦床和開采礦山，為緩解礦山危機(jī)，全國危機(jī)礦山接替資源找礦辦公室已在銅錄山、雞冠咀、大冶鐵礦等礦山設(shè)立了深部及外圍找礦項(xiàng)目，通過幾年勘查證明，靈活運(yùn)用綜合找礦方法是深部找礦取得突破性進(jìn)展的關(guān)鍵，在－500～－1 200 m深部找到了厚大鐵礦、富銅礦、銅金礦。

筆者通過對以上三個礦山深部勘查方法及成果為例，闡述綜合找礦方法在不同礦山深部找礦中的應(yīng)用效果。

1 三個危機(jī)礦山礦床地質(zhì)特征概況

1.1 銅錄山銅鐵礦

銅錄山銅鐵礦床位于大冶復(fù)式向斜南翼、陽新復(fù)式巖體西北段。銅錄山礦田內(nèi)。

礦區(qū)構(gòu)造格架受區(qū)域和礦田構(gòu)造制約，印支運(yùn)動期形成的北西西向構(gòu)造形跡奠定了本區(qū)構(gòu)造格架的基礎(chǔ)，燕山運(yùn)動以來的北北東向構(gòu)造(北北東向斷裂、褶皺和伴生的北東東、北西向斷裂)疊置于早期構(gòu)造上，礦床礦體主要受北北東向斷裂—接觸破碎帶控制。出露地層主要為三疊系下統(tǒng)大冶組、三疊系中下統(tǒng)嘉陵江組碳酸巖地層。礦體主要賦存于上述地層各巖性段與石英正長閃長玢巖接觸帶上。

圖1 銅錄山銅鐵礦床地質(zhì)略圖

銅錄山礦床由12個大小不等的礦體(群)組成(圖1)，礦體在空間上的展布明顯呈三個礦帶。

北北東向礦帶(主礦帶):沿北22°東方向延伸。由Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅺ、Ⅻ號七個礦體組成。主礦帶礦體在平面上表現(xiàn)出一組出露深度不同的平行脈，具有尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。

北東東向礦帶:沿北60°東方向展布，由Ⅹ、Ⅷ、Ⅶ、Ⅸ號四個礦體組成。礦體呈不規(guī)則透鏡狀，傾向南東，傾角60°～70°。

北北西向礦帶:沿北15°～20°西方向展布。主要由Ⅱ號礦體和一些小礦體組成。

礦石類型及礦物成分復(fù)雜，礦石可分五個工業(yè)類型即:鐵礦石、銅鐵礦石、銅礦石、銅硫礦石和鉬礦石。礦石礦物種類多達(dá)130余種，主要金屬礦物有黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦，次為斑銅礦、輝銅礦等，脈石礦物以方解石、斜長石、石英及矽卡巖礦物組合為主。礦石結(jié)構(gòu)主要有:半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)、固溶體分解結(jié)構(gòu)、膠狀再結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熔蝕交代結(jié)構(gòu)、壓力結(jié)構(gòu)。礦石中常見的構(gòu)造類型主要有致密塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。

1.2 雞冠咀銅金礦床

雞冠咀銅金礦床位于大冶復(fù)式向斜南翼，陽新巖體西北端，銅錄山礦田內(nèi)。與銅錄山銅金礦床毗鄰(圖2)。

礦區(qū)出露由老到新依次有:下三疊統(tǒng)大冶組—中下三疊統(tǒng)嘉陵江組碳酸巖，中、上三疊統(tǒng)蒲圻組砂頁巖，下白堊統(tǒng)馬架山組火山沉積角礫巖地層，靈鄉(xiāng)組玄武巖，第四系湖積和殘坡積層。其中與成礦關(guān)系密切的主要為下三疊統(tǒng)大組—中下三疊統(tǒng)嘉陵江組。礦區(qū)巖漿活動發(fā)育，侵入巖和噴出巖均有分布。噴出巖以中基性火山熔巖—安山巖為主;侵入巖屬陽新復(fù)式巖體的一部分，其中石英正長閃長玢巖是該礦床的成礦母巖，與成礦關(guān)系密切。

礦體賦存于巖體接觸帶及白云質(zhì)大理巖捕虜體層間破碎帶中，全部為隱伏礦。共探明4個工業(yè)礦體群，分布于長920 m，寬160～330 m的范圍內(nèi)，賦存標(biāo)高－5～－622 m，礦床總體展布方向?yàn)楸睎|40°。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ礦體群傾向北西，Ⅳ號礦體傾向南東，礦體傾角13°～76°。其中I號礦體群賦存于大理巖與石英閃長巖接觸帶的內(nèi)外，Ⅱ、Ⅲ號礦體群環(huán)繞侵入于大理巖捕虜體中的隱伏石英正長閃長玢巖巖株內(nèi)，Ⅳ號礦體群賦存于閃長巖體的白云石大理巖捕虜體中。礦體形態(tài)呈透鏡體狀、扁豆?fàn)?。工業(yè)礦石類型主要為銅金礦石，次為金鐵礦石、銅礦石、金硫礦石和金礦石。礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、自然金、含銀自然金，次為斑銅礦、輝鉬礦;脈石礦物主要為方解石、石榴子石、金云母，次為綠簾石、透閃石和綠泥石等。

圖2 大冶雞冠咀銅金礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造主要有結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熔蝕交代結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和網(wǎng)脈狀構(gòu)造等。

1.3 大冶鐵礦

大冶鐵礦位于鐵山礦田內(nèi)，鐵山巖體南緣接觸帶。鐵山巖體為鄂東南六大侵入體之一，為燕山期構(gòu)造—巖漿旋回的產(chǎn)物。

礦床位于鐵山背斜的北翼，區(qū)內(nèi)發(fā)育著一系列北西西向褶皺和斷裂。鐵山巖體沿背斜北翼斷裂帶分布，由花崗閃長巖、石英閃長巖、輝長閃長巖組成。礦體產(chǎn)于巖體與大冶組接觸帶中(圖3)。

圖3 大冶鐵礦礦床地質(zhì)簡圖

礦區(qū)有6個礦體，自西向東依次為鐵門坎、龍洞、尖林山、象鼻山、獅子山、尖山礦體。除尖林山為隱伏礦體外，其余均露出地表。礦體呈似層狀、透鏡狀，傾向一般為北東，傾角30°～50°。礦石類型有磁鐵礦石、赤鐵礦石和混合礦石三種。礦石礦物主要為磁鐵礦、黃銅礦，次為赤鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、白鐵礦、斑銅礦、磁黃鐵礦等。礦石呈致密塊狀、花斑狀構(gòu)造，次為蜂窩狀、土狀構(gòu)造。

2 綜合找礦方法技術(shù)應(yīng)用

2.1 地質(zhì)方法

對于本次三個隱伏礦床深部找礦，其地質(zhì)方法首先主要是綜合研究，包括利用以往科研建立起來的找礦模型。重點(diǎn)是分析研究成礦地質(zhì)條件及礦體賦存規(guī)律，確定主要的控制構(gòu)造。如北西西向接觸斷裂復(fù)合構(gòu)造帶是大冶鐵礦主要的礦床控礦構(gòu)造;銅錄山礦床礦體主要受北北東向斷裂—接觸破碎帶控制;而雞冠咀礦體基本賦存于巖體接觸帶及白云質(zhì)大理巖捕虜體層間破碎帶中，總體呈北東向展布。其次研究不同礦體賦存規(guī)律:①斜列式排列的規(guī)律，如銅錄山礦床勘查利用北北東向礦體(Ⅳ號礦體表現(xiàn)最為明顯)具斜列式排列的規(guī)律，由西向東、自淺至深依次發(fā)現(xiàn)Ⅳ5、Ⅳ2、Ⅳ3礦體。沿著受北北東向構(gòu)造控制的礦體追索，在其下就有可能發(fā)現(xiàn)新的斜列于其下的新礦體;②已知礦床的多臺階控礦、分段富集的規(guī)律，如銅錄山礦床1線的Ⅲ2號礦體，0線的Ⅺ號礦體，利用這種臺階狀變化的形態(tài)在實(shí)際找礦中去尋找臺面、追索臺斜。再次是研究礦化蝕變規(guī)律，如研究銅錄山礦田可總結(jié)為:①矽卡巖化與礦化關(guān)系:金云母矽卡巖和鐵礦關(guān)系密切，透輝石—石榴子石矽卡巖與銅礦關(guān)系密切，其中礦上、礦中為金云母透輝石矽卡巖，礦中為石榴石透輝石矽卡巖，礦下為石榴石矽卡巖;②圍巖為大理巖，且在層間裂隙和構(gòu)造裂隙見細(xì)脈狀矽卡巖或硫化物細(xì)脈，指示深部或旁側(cè)可能存在隱伏礦體;圍巖為石英二長閃長玢巖，出現(xiàn)較厚大的褪色帶往往指示深部有隱伏銅鐵礦體;③含銅硫化物從淺部至深部為從單硫化物向多硫化物過渡，即從淺及深為輝銅礦—斑銅礦—黃銅礦，如深部出現(xiàn)較多輝銅礦、斑銅礦等礦石礦物，也是指示深部礦體有較大延深的標(biāo)志。

2.2 地球物理方法

地球物理找礦方法較多，本次危機(jī)礦山找礦主要采用以下方法:

2.2.1 地面高精度磁測

地面磁法是尋找磁鐵礦的有效手段，本次如大冶鐵礦磁法成果顯示，△Z異常100 nT，800 nT，600 nT等值線向南西方向凸出，反映了深部接觸帶局部產(chǎn)狀變緩并疊加磁性礦體的特征。通過2.5D，3D異常反演確定龍洞—尖林山地段11－17線，象鼻山地段19－1－23線，尖山地段31－35線，是深部找礦的有利地段［1－2］;雞冠咀礦區(qū)通過大比例尺高精度磁測在礦區(qū)南部發(fā)現(xiàn)有12處高磁異常區(qū)，工作區(qū)北部發(fā)現(xiàn)9處高磁異常區(qū)。為后續(xù)工程布置起指導(dǎo)作用。

2.2.2 高精度航空磁測

航空磁測有效地避開了老礦山地表干擾強(qiáng)的問題。應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，如地形起伏條件下磁異常二維和三維反演、曲面位場轉(zhuǎn)換、GIS解譯等，取得了豐富的找礦信息。本次大冶鐵礦充分運(yùn)用了上述方法劃分出龍洞地段13線附近、象鼻山地段21線附近、獅子山地段26線附近和尖山地段31線附近的4個重點(diǎn)找礦區(qū)。

2.2.3 井中磁測

井中磁測是指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)井旁側(cè)磁異常的輔助方法，對于磁鐵礦等強(qiáng)磁性礦體應(yīng)用較理想，如銅錄山礦床井中三分量磁測對井底井旁磁性礦體有一定顯示，但指示距離相當(dāng)有限，對工程布置起到了一定指導(dǎo)作用(圖4)。大冶鐵礦發(fā)現(xiàn)井旁異常22處，其中13處為已知礦體引起，推測其余9處異常系深部井旁盲礦異常。而對于雞冠咀金銅礦勘查，每井都測，其應(yīng)用效果也并不理想。

2.2.4 可控源音頻大地電磁測深(CSAMT)

為近幾年廣泛應(yīng)用的找礦技術(shù)方法，特別是在尋找深部隱伏礦方面，起到了較好的作用。如大冶鐵礦CSAMT顯示巖體接觸帶38－11線產(chǎn)狀較陡立;12－16線產(chǎn)狀相對平緩，其形態(tài)較為復(fù)雜;18－19線產(chǎn)狀再度變陡，再往東變緩。這一結(jié)果為認(rèn)識礦區(qū)接觸帶深部形態(tài)和預(yù)測成礦有利地段提供了依據(jù)。

2.3 地球化學(xué)方法

圖4 銅錄山35線ZK3501井磁測示意圖

本次危機(jī)礦山找礦主要運(yùn)用原生暈地球化學(xué)方法。如銅錄山銅鐵礦、雞冠咀銅金礦勘查同步進(jìn)行的《湖北銅錄山銅鐵礦深部地球化學(xué)找礦預(yù)測》項(xiàng)目、《湖北省大冶市雞冠咀銅金礦床的構(gòu)造疊加暈跟蹤研究》等，利用鉆探巖礦心、工程巷道采取光譜樣分析，確定不同礦體的元素組合特征及其相關(guān)關(guān)系;前緣暈、近礦暈、尾暈的特征指示元素及其濃度標(biāo)準(zhǔn);原生暈的軸向分帶序列、地球化學(xué)參數(shù)計算及其軸向變化規(guī)律;建立盲礦預(yù)測的構(gòu)造疊加暈?zāi)Ｊ?圖4)，確定深部盲礦預(yù)測標(biāo)志，提出深部盲礦靶位。銅錄山銅鐵礦礦床采用構(gòu)造疊加暈?zāi)Ｊ?，確定盲礦預(yù)測標(biāo)志，用模式和標(biāo)志預(yù)測提出了17個盲礦驗(yàn)證靶位。其中4線4－1、4－2靶位的選擇，14－1、1－1等靶位的選擇為接替資源勘查鉆探孔位的布置起到了較好的指導(dǎo)作用??胡清樂等，湖北銅錄山銅鐵礦深部地球化學(xué)找礦預(yù)測，湖北省鄂東南地質(zhì)大隊(duì)，2009。?李惠等，湖北省大冶市雞冠咀銅金礦床的構(gòu)造疊加暈跟蹤研究，中國冶金地質(zhì)總局物勘院物探中心，2009。。雞冠咀銅金礦床利用構(gòu)造疊加暈提出的盲礦靶位中，三個鉆孔驗(yàn)證了6個預(yù)測靶位，其中有5個靶位見礦，見礦效果較好??胡清樂等，湖北銅錄山銅鐵礦深部地球化學(xué)找礦預(yù)測，湖北省鄂東南地質(zhì)大隊(duì)，2009。?李惠等，湖北省大冶市雞冠咀銅金礦床的構(gòu)造疊加暈跟蹤研究，中國冶金地質(zhì)總局物勘院物探中心，2009。。

3 結(jié)論

圖5 銅錄山銅鐵礦床原生暈疊加模式圖??胡清樂等，湖北銅錄山銅鐵礦深部地球化學(xué)找礦預(yù)測，湖北省鄂東南地質(zhì)大隊(duì)，2009。

從以上三個礦床勘查可知，隱(盲)礦床預(yù)測和勘查的具體情況差別懸殊，其難度各不相同。隱(盲)礦床當(dāng)埋藏深度即使相同時，隱(盲)礦床周圍地質(zhì)體(或介質(zhì))的物理、化學(xué)性質(zhì)差異很大，導(dǎo)致預(yù)測和選擇的找礦方法及采用的技術(shù)手段根本不同，例如當(dāng)?shù)V體重、磁、電等物性與圍巖或介質(zhì)有很大差異或金屬礦產(chǎn)的物性與圍巖(或介質(zhì))無任何差異的前提下，隱(盲)礦床預(yù)測方法及勘查難度必然很不相同。前者很容易以綜合物探方法加以追索和圈定;后者預(yù)測和找礦的難度很大，其難度視其化學(xué)性質(zhì)與圍巖或介質(zhì)之間的差異大小而定。

大冶鐵礦作為首個危機(jī)礦山接替資源勘查項(xiàng)目，采用綜合找礦方法特別是地球物理方法取得開門紅的成果，為后續(xù)銅錄山銅鐵礦、雞冠咀金銅礦等礦山接替資源勘查開展，提供了很好的經(jīng)驗(yàn)。銅錄山銅鐵礦勘查更是在正確靈活應(yīng)用地、物、化綜合找礦方法的基礎(chǔ)上，取得了很好的找礦效果，曾獲2008年度全國十大找礦成果獎。

從已有工作程度看，鄂東南地區(qū)找礦空間只有向深部隱(盲)礦床擴(kuò)展，特別是對危機(jī)礦山接替資源勘查，尋找第二、第三賦礦空間是未來工作方向。在尋找深部隱(盲)礦床時，除地質(zhì)綜合研究大致圈定成礦有利背景下，應(yīng)用地球物理找礦技術(shù)是指導(dǎo)工程施工的重要因素。在應(yīng)用地球物理找礦技術(shù)時，野外原始數(shù)據(jù)的采集是基礎(chǔ)，室內(nèi)數(shù)據(jù)處理、解譯是關(guān)鍵。同一組數(shù)據(jù)，不同技術(shù)層次的人可能解譯不同的結(jié)果。只有合理的解譯推斷，才能正確指導(dǎo)工程施工，達(dá)到事半功倍的找礦效果。

［1］ 湖北省國土資源廳地勘處項(xiàng)目辦.湖北省礦產(chǎn)勘查十年成果匯編［G］.武漢:湖北省國土資源廳，2009.

［2］ 劉玉成.綜合找礦方法和接觸帶控礦構(gòu)造研究在大冶鐵礦深部找礦中的應(yīng)用［J］.礦床地質(zhì)，2006，25(增刊).

(責(zé)任編輯:于繼紅)

P618.2;P632

A

1671－1211(2013)S1－0137－05

2013－11－11

徐榮華 (1963－)，男教授級高級工程師，地質(zhì)勘查專業(yè)，從事地質(zhì)勘查與科研工作。E－mail:xrh1963@163.com