安徽省廬江縣鐘山鐵礦床地質(zhì)特征及找礦方向*

吳旭升

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊，合肥 230011)

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安徽省廬江縣鐘山鐵礦床地質(zhì)特征及找礦方向*

吳旭升

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊，合肥 230011)

安徽廬江鐘山鐵礦床位于廬樅火山巖盆地北部，礦體主要賦存于安山巖、安山角礫巖、粗安斑巖(隱爆角礫巖筒)中，礦石類型為赤鐵礦石和磁鐵礦石，礦床成因類型屬于中低—中高溫熱液交代充填礦床。依據(jù)前人研究成果，結(jié)合采礦過程中收集的地質(zhì)資料，總結(jié)并論述該礦床的地質(zhì)特征、成礦控制因素、成礦過程、找礦標志及找礦方向等，這對在廬樅火山巖盆地尋找同類型鐵礦，擴大鐘山鐵礦床的鐵礦石資源量具有一定意義，為該礦區(qū)深部及外圍找礦提供參考。

地質(zhì)特征；礦床成因；隱爆角礫巖筒；成礦期；鐘山鐵礦床

安徽省廬江縣鐘山鐵礦床位于廬樅火山巖盆地北部，1958～1969年原安徽省地質(zhì)局327地質(zhì)隊在廬江縣鐘山一帶開展鐵礦勘查，探明鐘山鐵礦床規(guī)模為中型鐵礦。1967年廬江縣鐘山鐵礦開始建設(shè)礦山，1979年投產(chǎn)開采至今。本文根據(jù)以往勘查及研究成果[1-3]，綜合分析礦山開采過程中總結(jié)的地質(zhì)特征，論述該礦床地質(zhì)特征、控礦因素和成礦過程，提出找礦標志和找礦方向，以期為鐘山鐵礦深部及周邊地區(qū)找礦提供參考。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

廬樅火山巖盆地位于揚子板塊西北緣，西鄰郯(城)—廬(江)斷裂帶。盆地內(nèi)斷裂發(fā)育，巖漿活動頻繁，礦化作用強烈，礦產(chǎn)資源豐富，是長江中下游地區(qū)重要的鐵、硫、銅、鉛、鋅、明礬石等礦產(chǎn)地之一[4-5]。

廬樅盆地東北部邊緣一帶出露三疊系東馬鞍山組、銅頭尖組、拉梨尖組及侏羅系磨山組、羅嶺組火山巖盆地基底地層，盆地內(nèi)側(cè)為白堊系下統(tǒng)龍門院組、磚橋組火山巖蓋層，整個火山巖系為粗面玄武質(zhì)—玄武粗安質(zhì)—粗安質(zhì)—粗面質(zhì)組合。廬樅盆地北部巖漿活動頻繁，并產(chǎn)生眾多火山機構(gòu)。早白堊世形成的主要火山機構(gòu)有小礬山破火山口，何家大、小嶺隱爆角礫巖筒等。在各噴發(fā)旋回晚期形成侵入巖，巖性主要分為兩類：一類是(石英)閃長玢巖，主要分布于礦區(qū)東北部；一類是(石英)正長巖、二長巖，分布于礦區(qū)東部及礦區(qū)深部[3,9]。

廬樅盆地構(gòu)造形跡以斷裂為主，褶皺微弱?；讛嗔芽刂屏嘶鹕綆r盆地的形成、演化和盆地內(nèi)的成礦作用；蓋層斷裂極為發(fā)育，對盆地內(nèi)脈狀礦體(銅、鉛、鋅、金、銀等)的形成具有控制作用。

廬樅盆地北部礦化蝕變強，主要礦化有鐵礦化、黃鐵礦化、鉛鋅銀礦化、銅礦化、明礬石化等，并形成相應(yīng)的礦產(chǎn)，主要有龍橋、馬鞭山鐵礦；黃屯、何家大小嶺黃鐵礦；岳山鉛鋅銀礦；礬山明礬石礦床等(圖1)。

2　礦區(qū)地質(zhì)

2.1地層

礦區(qū)出露地層為白堊系下統(tǒng)磚橋組下段(K1zh1)，下部巖性為安山巖和安山角礫巖，主要呈灰或深灰色，具有變余斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀或角礫狀構(gòu)造，角礫成份為安山質(zhì)熔巖。斑晶為斜長石，含量約10%～20%，基質(zhì)多為隱晶質(zhì)或交織結(jié)構(gòu)。次生蝕變以綠泥石化為主，另有絹云母化、高嶺土化、水云母化等,為淺部磁鐵礦和部分黃鐵礦賦礦層位。下部巖性為凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r，呈灰—灰白色，具有凝灰結(jié)構(gòu)，以塊狀構(gòu)造為主，局部具微層理，主要為粘土礦物和少量石英碎屑組成，常有較輕微的硅化和綠泥石化，多發(fā)生黃鐵礦化，同安山巖一樣，是重要的黃鐵礦賦礦層位。

2.2構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)褶鄒構(gòu)造不發(fā)育，主要構(gòu)造為地層單斜構(gòu)造、斷裂構(gòu)造和火山機體構(gòu)造。

單斜構(gòu)造：礦區(qū)出露磚橋組下段(K1zh1)地層傾向210°～300°，傾角15°～25°。

斷裂構(gòu)造：區(qū)內(nèi)僅見一條斷層，以破碎帶形式出現(xiàn)，無明顯錯位。破碎帶沿5°方向展布，長約1000 m，寬3～15 m，傾向東，傾角約85°。破碎帶內(nèi)主要為鐵礦角礫、黃鐵礦石英脈及高嶺石化、綠泥石化、黃鐵礦化安山巖。

火山機體構(gòu)造：

(1)何家大嶺爆破角礫巖筒：位于鐘山礦區(qū)內(nèi),分布于白堊系下統(tǒng)磚橋組下段(K1zh1)及粗安斑巖中。粗安斑巖在上侵過程中，由于物理化學條件的驟變，導致氣液在粗安斑巖體頂部不斷聚集，盈余能量的突然釋放引起高溫氣液的地下隱爆，因而造成了巖石在一定范圍內(nèi)的破碎，并形成爆破角礫巖筒。爆破角礫巖筒為成礦物質(zhì)的遷移、富集提供空間。

爆破角礫巖筒平面呈不規(guī)則橢圓狀，長軸方向約50°，長約200 m，短軸約160 m；剖面呈不規(guī)則筒狀，陡傾(約80°)，傾向南東。爆破角礫巖筒自上而下分別為：浸染狀黃鐵礦化凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r或浸染狀黃鐵礦礦石；塊狀、角礫狀赤鐵礦礦石、黃鐵礦礦石或浸染狀赤鐵礦化、黃鐵礦化安山巖、角礫安山巖；浸染狀磁鐵礦礦石或浸染狀磁鐵礦化、黃鐵礦化安山巖、角礫安山巖；塊狀、角礫狀磁鐵礦礦石，角礫呈棱角狀，角礫成分為粗安斑巖，角礫可拼性較好(圖5)，磁鐵礦為膠結(jié)物。爆破角礫巖筒下部被石英正長巖—正長斑巖上侵破壞。

(2)盤石嶺—何家小嶺潛火山巖隆起帶：北起盤石嶺南到何家小嶺一線，呈南北向展布。發(fā)育于晚侏羅世磚橋末期，受粗安斑巖侵入所致。

2.3侵入巖

分為潛火山巖和淺成侵入巖。潛火山巖為粗安斑巖，未見出露, 據(jù)鉆孔資料，其頂界面賦存標高100 m以下(圖3)，波狀起伏，呈巖床或巖枝侵入于磚橋噴發(fā)旋回火山巖系中。粗安斑巖在上侵過程中因冷縮、隱爆而發(fā)生自角礫巖化和較強的礦化蝕變，2號礦體磁鐵礦礦體賦存其中(隱爆角礫巖筒)。淺成侵入巖為石英正長巖—正長斑巖，在礦區(qū)北部零星出露。根據(jù)鉆孔資料，正長巖(石英正長巖)主要分布在-150～-230 m以下，總體上巖體侵位為南高北低。

2.4礦體地質(zhì)特征

(1)1號礦體：出露于地表, 礦體賦存于磚橋組下段安山巖及安山質(zhì)火山角礫巖中，由赤鐵礦礦體、磁鐵礦礦體組成。礦體總體走向為50°左右，傾向北西，傾角約50°(圖2)。赤鐵礦礦體位于磁鐵礦礦體上部，呈透鏡狀，局部呈團塊狀，礦體沿走向兩端和傾斜方向尖滅。

赤鐵礦沿走向長約319 m，沿傾向?qū)捈s285 m，斜深約300 m，礦體厚一般50～70 m，最厚達101 m，礦體厚大部位主要集中Ⅰ線～Ⅱ線之間，TFe為34.62%，mFe為2.44%，礦體賦存標高0～320 m。

磁鐵礦體位于赤鐵礦體下部，二者呈漸變關(guān)系，接觸界線與巖層和礦體的傾向傾角近似，磁鐵礦分布范圍大致與赤鐵礦相同，長約390 m。厚度變化劇烈，最大厚度達126 m，一般30～50 m, TFe為27.62%，mFe為18.15%。礦體厚大部位主要集中0Ⅰ線～Ⅲ線，礦體賦存標高-100～300m，礦體分布在0 m以上。

圖2　安徽省廬江縣鐘山鐵礦床地質(zhì)略圖[1-2]Fig.2　Sketch gelogical map of the Zhongshan iron ore deposit in Lujiang County,Anhui Province

(2)2號礦體：未出露地表，為磁鐵礦礦體，礦體賦存于破碎的粗安斑巖中(隱爆角礫巖筒)(圖3)，位于1號礦體下部，和1號礦體分布范圍基本相同，二者呈突變關(guān)系。礦體呈透鏡狀，沿走向兩端和傾向尖滅。礦體長為290 m，厚度變化劇烈，最大厚度達164.89 m，一般30～80 m ,TFe為27.08%，mFe為19.38%。礦體最厚部位主要集中新0Ⅰ線～Ⅱ線之間，賦存標高-221.78～38.22 m，主要位于在0 m以下。礦體總體走向約為50°，傾向北西，礦體傾角10°～20°。

2.5礦石成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.5.1礦石的礦物組成

根據(jù)主要礦石礦物組成，將該礦床鐵礦石劃分為赤鐵礦礦石和磁鐵礦礦石兩個自然類型。

赤鐵礦礦石主要金屬礦物為赤鐵礦、鏡鐵礦、假象赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦和少量磁鐵礦、穆磁鐵礦；主要非金屬礦物為石英、綠簾石、絹云母、綠泥石、螢石、重晶石等。

圖3　安徽省廬江縣鐘山鐵礦新0Ⅰ線地質(zhì)剖面略圖[2]Fig.3　Geologic profile showing exploration line 0Ⅰof the Zhongshan iron ore deposit in Lujiang County, Anhui Province

磁鐵礦礦石主要金屬礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、假象赤鐵礦、黃鐵礦等；主要非金屬礦物為石英、長石、陽起石、透閃石、普通角閃石、綠泥石、絹云母、高嶺石，少量方解石、沸石、綠簾石和銀星石等。

2.5.2礦石的化學成分

赤鐵礦占全礦床鐵礦資源量的8.08%，平均品位：TFe為34.62%，mFe為2.44%，TS為6.19%。

磁鐵礦占全礦床鐵礦資源量的91.92%，平均品位：TFe為27.62%，mFe為18.15%，TS為2.07%，磁性占有率80.08%。其中1號磁鐵礦體平均品位：TFe為25.30%，mFe為14.26%，TS為2.25%，磁性占有率68.61%；2號磁鐵礦體平均品位：TFe為27.08%，mFe為19.38%，TS為2.02%，磁性占有率83.43%。磁性占有率整體表現(xiàn)為2號磁鐵礦體高于1號磁鐵礦體[1,2,6]。

TFe含量在橫向的變化規(guī)律為西邊低，東邊高，且TFe含量與mFe含量具有較好的相關(guān)性。S含量由西向東變化較大，與TFe含量相關(guān)性不大。

磁鐵礦體縱向方向TFe含量相對較平穩(wěn)(24.21%～28.05%)，TFe含量與mFe含量相關(guān)度較好。S含量由北向南逐漸升高，在Ⅱ線達最高值，與TFe含量相關(guān)性不大(圖4)。

礦石中伴生元素主要為S，總體分布特征為：南部高，北部低，東部高，西部低。其次為Ag，分布相對較均勻，含量一般為0.5～2.5 g/t，最高含量為3.6 g/t，而Au、Cu、Pb、Zn、V、Ti、P等含量極微，均未達到綜合利用要求。

2.5.3礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石主要結(jié)構(gòu)：自形粒狀—他形粒狀結(jié)構(gòu)，大部分赤鐵礦、黃鐵礦及少量磁鐵礦呈半自形—他形晶產(chǎn)出；大部分磁鐵礦呈菱形十二面體或八面體自形晶產(chǎn)出，磁鐵礦粒徑1～7mm。

礦石次要結(jié)構(gòu)：交代邊結(jié)構(gòu)，當鐵礦發(fā)生赤鐵礦化時，赤鐵礦沿磁鐵礦顆粒邊緣裂隙交代形成交代或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。交代假象自形—他自形晶結(jié)構(gòu)局部自形—半自形晶磁鐵礦被赤鐵礦交代強烈時，磁鐵礦完全被赤鐵礦交代，并保留有磁鐵礦自形—半自形假象。包含結(jié)構(gòu)，赤鐵礦、黃鐵礦包裹磁鐵礦，呈包含結(jié)構(gòu)。

圖4　縱向上磁鐵礦礦石TFe、mFe、S品位變化折線圖Fig.4　Chart showing the grade changes of TFe, mFe and S in magnetite

礦石主要構(gòu)造為塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造(圖5)。

塊狀構(gòu)造：礦石為富礦，礦石的礦物成份簡單。富赤鐵礦石由赤鐵礦和少量石英組成，部分見星點狀黃鐵礦；富磁鐵礦石由磁鐵礦和陽起石、綠泥石及少量石英組成[1,2,6]。

浸染狀構(gòu)造：礦石多為貧礦、低品位礦，礦石的礦物成份復(fù)雜。半自形—他形晶赤鏡鐵礦、假象赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦的晶體稀疏或較密分布。脈石礦物有石英、絹云母、高嶺土、綠泥石等。1號礦體中礦石多為此類(圖5)。

角礫狀構(gòu)造：礦石為磁鐵礦石，由磁鐵礦、透閃石、陽起石、綠泥石及少量石英等集合體充填膠結(jié)隱爆角礫(角礫成分為粗安斑巖)而成，磁鐵礦多為自形—半自形晶。2號礦體中礦石多為此類構(gòu)造。

圖5　浸染狀、角礫狀構(gòu)造礦石Fig.5　Ores with disseminated (a) and breccias (b) structures

2.6圍巖蝕變類型及其分帶變化

礦床內(nèi)主要礦化為黃鐵礦化、赤(鏡)鐵礦化和磁鐵礦化。巖石蝕變強烈，蝕變類型復(fù)雜，各種巖石蝕變的強弱不同，根據(jù)礦床內(nèi)巖石蝕變礦物組合，巖石蝕變從上到下分為四個蝕變組合帶，各蝕變帶特征如下：

(1)高嶺石化—水云母化—綠泥石化蝕變帶

發(fā)育于磚橋組火山巖中，此蝕變帶系中低溫熱液蝕變形成，主要蝕變有高嶺石化、水云母化、綠泥石化，次為螢石化。蝕變帶內(nèi)伴有不同程度的黃鐵礦化、赤(鏡)鐵礦化和磁鐵礦化等，并形成相應(yīng)的礦體。

螢石主要沿晚期構(gòu)造裂隙呈脈狀穿插礦體。

(2)硅化—陽起石化—綠泥石化蝕變帶

此蝕變帶分布于粗安(斑)巖(筒)中的磁鐵礦礦體內(nèi)部，是該礦床最主要蝕變之一，為中高溫熱液蝕變，主要蝕變有硅化、陽起石化、綠泥石化，伴有弱黃鐵礦化，強磁鐵礦化，形成磁鐵礦礦體。

(3)碳酸鹽化—陽起石化—綠泥石化蝕變帶

此蝕變帶分布于粗安(斑)巖與(石英)正長巖外接觸帶，是該礦床最主要蝕變之一，為中高溫熱液蝕變形成，主要蝕變有碳酸鹽化、陽起石化、綠泥石化，伴有弱黃鐵礦化，強磁鐵礦化，形成磁鐵礦礦體。

(4)碳酸鹽化—電氣石化蝕變帶

此蝕變帶分布于粗安(斑)巖與(石英)正長巖內(nèi)接觸帶，主要蝕變礦物有碳酸鹽化、葉臘石化、電氣石化、伴有弱黃鐵礦化[5,11-13]。

根據(jù)蝕變礦物組合，礦床圍巖蝕變具多期及蝕變相互疊加的特征，與鐵礦關(guān)系最為密切的蝕變?yōu)殛柶鹗途G泥石化(圖3)。

3　成礦控制因素和成礦過程

3.1成礦控制因素

(1)構(gòu)造控制因素

礦床位于北東向缺口—羅河隱伏基底斷裂帶東南側(cè)，該斷裂為巖漿侵入和成礦物質(zhì)來源提供通道，同時由這組斷裂派生的一些北西向次級斷裂伴隨巖漿活動所形成的火山穹窿、隱爆角礫巖筒，為鐵礦提供了富集儲存的場所。

(2)圍巖控制因素

鐘山鐵礦1號礦體主要賦存于隱爆角礫巖筒上部的安山巖、角礫安山巖中。當粗安斑巖侵位隆起時，粗安斑巖富含鐵的成礦熱液一部分沿著構(gòu)造薄弱帶進入安山巖、角礫安山巖中并發(fā)生鐵質(zhì)交代作用，形成浸染狀磁鐵礦體。安山巖、角礫安山巖上部的沉凝灰?guī)r對成礦熱液起隔擋作用。

(3)巖漿(粗安斑巖)控礦因素

鐘山鐵礦2號礦體主要賦存于粗安斑巖中的隱爆角礫巖筒中。隨著粗安斑巖上侵，上覆火山巖層隆起，巖漿結(jié)晶成巖、析出氣液，在上覆火山巖層之下聚集，氣、液分離，氣體在上部聚集以致發(fā)生地下爆炸；隨后，成礦熱液在隱爆角礫巖筒上部、邊部和中部充填、膠結(jié)、沉淀成礦。

3.2成礦過程

對該礦床形成地質(zhì)條件、礦物共生組合、交代蝕變關(guān)系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征的研究表明，該礦床主要屬于隱爆角礫巖筒型中高溫—中低溫熱液充填交代型礦床，成礦過程可分為以下三個成礦期：

(1)中高溫熱液期(磁鐵礦化期)

在粗安斑巖侵位隆起過程中，隨著成礦熱液的溫度、壓力、溶液酸堿性、氧化還原電位等逐漸下降或變化，早期磁鐵礦結(jié)晶析出并以膠結(jié)物形式充填角礫狀粗安斑巖中(隱爆角礫巖筒)，形成由角礫狀磁鐵礦礦石組成的2號磁鐵礦體(圖5)。圍巖蝕變?yōu)楣杌浕柶鹗G泥石化—碳酸鹽化。

粗安斑巖上侵時一部分成礦熱液沿著隱爆角礫巖筒向上進入安山巖、角礫安山巖中并發(fā)生鐵質(zhì)交代作用，形成由浸染狀磁鐵礦礦石組成的1號磁鐵礦體(圖5)，圍巖發(fā)生陽起石化、綠泥石化、磁鐵礦化。

(2)中低溫熱液期(赤鐵礦—黃鐵礦化期)

隨著成礦熱液進一步向上遷移，由于溫度下降及氧化還原條件發(fā)生變化，巖石發(fā)生硅化、綠泥石化、赤鐵礦化、黃鐵礦化，并形成赤鐵礦、黃鐵礦礦體。

(3)地表氧化期

礦床生成后，由于地表風化剝蝕作用，接近地表礦石經(jīng)歷了氧化淋濾作用，巖石發(fā)生高嶺石化—水云母化，黃鐵礦氧化成褐鐵礦；部分磁鐵礦氧化成赤鐵礦，呈假象赤鐵礦；部分赤鐵礦沿其表面風化后變?yōu)楹骤F礦等[10-13]。

4　找礦標志及找礦方向

4.1找礦標志

(1)構(gòu)造：粗安斑巖上侵所產(chǎn)生隆起構(gòu)造，特別隱爆角礫巖筒是重要的成礦場所。

(2)圍巖：白堊系下統(tǒng)磚橋組下段、中段，巖性為安山巖、安山角礫巖及粗安巖。

(3)巖漿巖：超淺成巖或潛火山巖—粗安斑巖。

(4)圍巖蝕變：強烈的綠泥石化、陽起石化。

(5)礦化：地表鐵帽及地下(赤)磁鐵礦化，是找礦的直接標志，黃鐵礦化是找礦的間接標志。

(6)地球物理異常：礦區(qū)位于王莊—磚橋—鐘山航磁異常帶上，礦區(qū)對應(yīng)C-76-204鐘山航磁異常，該異常ΔT為正異常，北西側(cè)伴生更強的負異常，經(jīng)化極調(diào)整后提取的深源異常是深部隱伏礦體的良好指示。同時同源重力異常共存也是尋找深部隱伏礦體很好的標志。

(7)古采坑和老垌是該區(qū)找礦的重要標志。

4.2找礦方向

(1)廬樅火山巖盆地內(nèi)存在多個潛火山巖(粗安斑巖)隆起、隱爆角礫巖筒火山機體，特別是有重磁異常顯示的火山機體，如牛頭山、洪家榜等火山隆起，石馬嶺、柳楓橋、代嶺隱爆角礫巖筒，是該區(qū)找礦有利部位。

(2)該礦床位于王莊—磚橋—鐘山航磁異常帶上，該異常帶鐘子山、天光山一帶均有磚橋旋回形成的火山機構(gòu)，且?guī)r石的硅化、黃鐵礦化、明礬石化、高嶺石化等淺色蝕變強烈，是較好的找礦遠景區(qū)。

(3)在以往勘查工作中對賦存于隱爆角礫巖筒中的礦體工程控制不夠，對隱爆角礫巖筒了解較少。目前認為該礦床深部及礦床周邊地區(qū)(北、東、南部)找礦前景較好，應(yīng)開展相應(yīng)的地質(zhì)勘查工作，擴大該礦床的找礦空間。

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[2]汪祥云. 安徽省廬江縣何家大嶺鐵礦、黃鐵礦補充勘探報告[R].1969.

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Geological feature and exploration direction of the Zhongshan iron ore deposit in Lujiang County, Anhui Province

WU Xu-sheng

((No.327 Geological Party of Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province, Hefei 230011, China)

The Zhongshan iron ore deposit is located in the north of the Luzong volcanic basin, with ore bodies occurring mainly in andesite, andesitic breccia and cryptoexplosive breccias. Ore types contain hematite ore and magnetite ore. The genesis of the deposit belongs to low-medium and medium-high temperature hydrothermal metasomatism filling deposit. The geological features, ore-controlling factors and ore-forming process, and exploration criteria and direction, etc, were summarized on the basis of the previous research results and geological data collected during mining process. This study is helpful in looking for iron ore deposits of the same type in the Luzong volcanic basin and increasing the resource amount of iron ores in the Dazhongshan iron ore deposit, providing some reference significance in deep and periphery prospecting.

Geologic feature; Ore genesis; crypto-explosive breccia; metallogenic epoch; Zhongshaniron ore deposit

10.16788/j.hddz.32-1865/P.2016.03.008

2016-01-15改回日期：2016-03-17責任編輯：譚桂麗

吳旭升，1961年生，男，高級工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。

P618.31

A

2096-1871(2016)03-214-07