重要有色金屬、貴金屬、稀有金屬老礦山深部及外圍合理勘查程度研究

周星燦，趙建光，鐘倩倩，傅群和

（湖南省地質(zhì)科學(xué)研究院，湖南 長沙 410007）

1 重要有色金屬、貴金屬、稀有金屬老礦山深部及外圍勘查現(xiàn)狀

老礦山勘查是指在有資源潛力的現(xiàn)有礦山深部和外圍，按照地質(zhì)找礦要求，以增加接替資源為主要目的的礦產(chǎn)勘查活動，礦山企業(yè)是開展老礦山深部和外圍找礦工作的主體。

原地質(zhì)礦產(chǎn)部部長朱訓(xùn)曾在1982年發(fā)表的《論就礦找礦》一文中高瞻遠矚地提出，今后的找礦工作，在貫徹“區(qū)域展開，重點突破”的找礦方針過程中，在積極開展新區(qū)找礦的同時，要繼續(xù)重視老區(qū)就礦找礦工作。2004年國務(wù)院63次常務(wù)會議通過《全國危機礦山接替資源找礦規(guī)劃綱要（2004年～2010年）》，啟動了我國老礦山深邊部找礦的高潮。近十年的老礦山找礦工作，以有色金屬、貴金屬、稀有金屬老礦山找礦為重點，涉及的礦種有銅、鉛、鋅、鎢、鉬、銻、鎳、稀有金屬等，取得了一大批突破性找礦成果，在230多個專項安排的危機礦山勘查項目中，絕大部分礦山取得了顯著找礦成果，不僅對這些礦山的資源家底有了新的認(rèn)識，而且新增探明儲量的礦產(chǎn)有22種，新增探明儲量的礦山有218個，其中探明資源達到大型礦床規(guī)模的有48座，達到中等礦床規(guī)模的有76座。

2 重要有色金屬、貴金屬、稀有金屬老礦山深部及外圍的勘查程度合理性研究

2.1 老礦山勘查階段劃分及各階段的任務(wù)

由于老礦山曾做過大量基礎(chǔ)勘查和研究工作，開發(fā)程度高，礦石質(zhì)量和礦石加工技術(shù)及選冶性能研究成熟，淺部礦體已有控制，勘查依據(jù)較充分，可越過預(yù)查階段直接進行普查，普查工作結(jié)束后視開發(fā)需要可轉(zhuǎn)入詳查。普查階段：收集礦山以往勘查資料結(jié)合礦山歷年開發(fā)及生產(chǎn)勘查情況，進行成礦特征、成礦條件和成礦規(guī)律研究和總結(jié)，尤其是對礦化富集和礦體側(cè)伏規(guī)律總結(jié)，配合物化探工作手段和方法，進行成礦預(yù)測。根據(jù)最新掌握的礦床特征和規(guī)模，對照勘查類型確定條件，重新確定礦床勘查類型和勘查工程間距，在找礦可能地段和資源潛力較大地段實施探礦工程驗證，總體控制礦體范圍或邊界，確定是否有進一步詳查或開發(fā)的價值，并圈出詳查區(qū)范圍，估算推斷的礦產(chǎn)資源量。詳查階段：詳查則主要根據(jù)普查工作成果，結(jié)合老礦山實際情況進行系統(tǒng)的勘查工作，估算控制的礦產(chǎn)資源儲量，并通過預(yù)可行性研究，做出是否具有進一步工業(yè)開發(fā)價值的評價，為開發(fā)提供依據(jù)。

2.2 老礦山合理勘查程度

老礦山勘查總體上是在原礦區(qū)詳查工作和礦山開發(fā)基礎(chǔ)上進行，很多勘查和研究工作已經(jīng)完成，無須重復(fù)。勘查重點應(yīng)是在總結(jié)成礦規(guī)律、進行成礦預(yù)測的基礎(chǔ)上，采用坑鉆控制手段探尋礦體，為擴大礦山生產(chǎn)規(guī)模和延長礦山壽命尋找接替資源。研究認(rèn)為，老礦山勘查工作要達到的合理勘查程度如下：

2.2.1 普查階段

（1）地質(zhì)研究程度

收集和研究原礦區(qū)地質(zhì)資料，分析成礦地質(zhì)特征、總結(jié)成礦規(guī)律，邊部勘查采用槽探揭露、（1∶10000）～（1∶2000）的地質(zhì)填圖，深部采用適宜的物化探方法以及數(shù)量有限的取樣工程，大致查明普查區(qū)內(nèi)的地層、構(gòu)造、巖漿巖、圍巖蝕變等基本特征及變化情況，評價物化探異常區(qū)的含礦性及成礦遠景。對已發(fā)現(xiàn)的礦體（層）進行大致控制，大致查明礦體（層）的形態(tài)、連續(xù)性、產(chǎn)狀、規(guī)模等。

（2）礦石質(zhì)量研究

通過數(shù)量有限的取樣分析，大致查明深邊部區(qū)域礦物的化學(xué)成分，礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、品位以及礦石中有用、有益、有害組分的種類，基本確定礦石的自然類型、工業(yè)類型等。

（3）礦石加工技術(shù)條件研究

進行淺、深、邊部對比研究，做出深邊部礦石是否可以作為工業(yè)利用的初步評價；對深邊部出現(xiàn)的新礦種或礦體，組分變得復(fù)雜，粒度變細或粗，選冶加工及利用難度加大的礦石，應(yīng)進行可選（冶）性試驗。

（4）礦床開采技術(shù)條件研究

收集、分析歷年礦區(qū)、礦山水工環(huán)資料，并與深部情況進行相關(guān)對比，尤其是與以往礦山開采資料對比，重點了解礦山涌水量及變化；礦體頂?shù)装鍑鷰r穩(wěn)固性、地溫和地壓的變化及深部開采對安全、環(huán)境、人文景觀的影響

（5）綜合勘查綜合評價

初步了解與主礦種共、伴生礦產(chǎn)種類、含量及賦存狀態(tài)，尤其對深邊部礦種和含量的變化情況進行采樣研究，對其工業(yè)價值和利用的可能性做出初步評價。

2.2.2 詳查階段

（1）地質(zhì)研究程度

詳細查明礦區(qū)深邊部賦礦層位和含礦巖系的地層年代、巖相、巖性、層序和層厚， 主要控礦構(gòu)造（斷層、破碎帶、裂隙、褶皺等）的分布、性質(zhì)、產(chǎn)狀的變化情況和規(guī)律，各種構(gòu)造對礦床、礦體的控制作用。重點研究與礦化有關(guān)的巖漿巖與深部成礦的關(guān)系以及對深部礦體的控制或破壞關(guān)系?；静槊鞯V體總體分布范圍?；究刂埔?guī)劃開采地段礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、空間分布；估算控制的礦產(chǎn)資源儲量。

（2）礦石質(zhì)量研究

基本查明礦區(qū)深邊部礦石的礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造，化學(xué)成分及含量，有用礦物粒度、嵌布特征，有用、有益、有害組分的種類及含量。

（3）礦石加工技術(shù)條件研究

對易選（冶）礦石，可以進行類比評價，不作選（冶）試驗；對難選（冶）礦石或新類型礦石，可進行實驗室流程試驗或?qū)嶒炇覕U大連續(xù)試驗。

（4）礦床開采技術(shù)條件研究

水文地質(zhì)方面：基本查明礦區(qū)深邊部的含水層和隔水層的巖性、厚度及埋藏條件，含水層的巖溶和裂隙的分布規(guī)律、發(fā)育程度，地下水的水量、水位（水壓）、徑流及排泄條件，隔水層的隔水性能和穩(wěn)定性。基本查明深邊部斷裂構(gòu)造和破碎帶的導(dǎo)水程度及富水性，礦體圍巖的富水性和水壓，各含水層之間及其與地表水的聯(lián)系，老窿分布及其積水情況等對礦床開采的影響，預(yù)測礦坑涌水量。

工程地質(zhì)方面：初步測定深邊部圍巖、礦石的有關(guān)物理力學(xué)參數(shù)；基本查明深邊部斷層、巖溶、節(jié)理、破碎帶、裂隙帶、風(fēng)化軟弱帶等的分布范圍；研究礦體及頂?shù)装鍑鷰r的穩(wěn)固性，大致圈出采空區(qū)范圍。

環(huán)境地質(zhì)方面：基本查明地下水中放射性元素及有害組分種類和含量，預(yù)測礦山深部開發(fā)可能引起的地震、塌陷、突水、地表水體水量減少或枯竭、土巖污染等環(huán)境地質(zhì)問題。

其他方面：隨著老礦山深度的加大，地溫、地壓、涌水量等均會發(fā)生較大變化，應(yīng)加強監(jiān)測，并查明其變化情況，掌握其變化規(guī)律。

（5）綜合勘查、綜合評價

基本查明礦區(qū)深邊部共、伴生礦產(chǎn)賦存狀態(tài)、規(guī)模、分布范圍、種類、含量及共伴生關(guān)系，并對其工業(yè)利用價值做出評價。

3 重要有色金屬、貴金屬、稀有金屬老礦山深部及外圍勘查類型和間距合理性研究

隨著老礦山開采深度的變化，礦體形態(tài)復(fù)雜程度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、礦床類型、礦石構(gòu)造復(fù)雜程度、有用組分分布的均勻程度等均可能發(fā)生較大變，因此以往確定的勘查類型和勘查間距對老礦山深邊部勘查將不一定適合。

為了正確選擇勘查方法和手段，對礦體進行有效的控制和圈定，有必要對老礦山勘查類型和勘查間距進行重新研究確定，確定的依據(jù)仍可按地質(zhì)勘查規(guī)范要求進行。

3.1 礦床特征發(fā)生變化

當(dāng)老礦山深邊部礦床特征、礦石類型等與原礦區(qū)不一致時，應(yīng)及時根據(jù)最新變化調(diào)整勘查類型和勘查工程間距。

實例：廣西大廠錫多金屬礦

圖1 廣西大廠巴力—龍頭山礦區(qū)錫礦100號礦體水平投影探采對比圖

大廠礦田礦床類型以錫石～硫化物型礦床為主，控礦構(gòu)造主要為大廠背斜和斷裂，主要賦礦層位為泥盆系。區(qū)內(nèi)礦體較多，多已采空，尚有剩余資源儲量的主要為100號礦體。100號礦體分布在48～64號勘探線之間，走向長1240米，延深長度1350米，按其標(biāo)高、形態(tài)和走向變化情況，可分為上、中、下三部分：

①礦體上部（南部）：分布范圍為64～60號勘探線，標(biāo)高為700m～350m，是礦山首采地段。大致以62號線為界，南東側(cè)走向265°，而北側(cè)走向330°～350°，其走向變化是連續(xù)、逐漸的；傾向北西或北北西，傾角上陡（80°）下緩（65°），也是漸變的。礦體厚度穩(wěn)定，一般為10～15米，平均厚度11.27米，厚度變化系數(shù)小（50%）。

②礦體中部：分布范圍為60～50號勘探線，標(biāo)高為350m～100m。主礦段為中等傾斜的不規(guī)則脈狀，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，走向320°～330°，傾向北東，傾角55°～34 °，自上而下逐漸變緩，礦體側(cè)伏方向10°，側(cè)伏角31°。礦體沿走向長200～300米，延深390米，厚度較穩(wěn)定，一般為6m～16m，平均厚度10.42m，厚度變化系數(shù)80%。

③礦體下部（北端）：分布范圍為50～48號勘探線，標(biāo)高為100～－79米，其中為中等傾斜的不規(guī)則脈狀，走向300°，傾向北東，傾角40°，沿走向長120m～150m，厚度1.67m～27.10m， 平均厚度10.92m，厚度變化系數(shù)98%。礦體下部往南東方向側(cè)伏，并在-79米與105號礦體相接。

位置從上到下，100號礦體厚度變化系數(shù)逐漸加大，走向由近東西向—→北北西向—→彎曲折返至南東—→近南北向，錫品位變化亦不均勻，為有效控制礦體，勘查類型從上部Ⅱ類調(diào)整為下部Ⅲ類，工程間距亦隨之加密。經(jīng)探采對比分析，100號礦體平面投影面積重疊率較高，誤差率和歪曲率偏差相對較小，資源儲量相對誤差率較小，100號礦體控制程度較好，反映了老礦山深邊部礦體特征發(fā)生變化時實時調(diào)整勘查類型和工程間距的必要性（圖1）。

3.2 礦床特征未發(fā)生變化

當(dāng)老礦山深邊部礦床特征、礦石類型等與原勘查確定的基本一致時，勘查類型可不變，但鑒于礦床和礦體的基本規(guī)律已掌握，因此勘查工程間距可視情況適當(dāng)放稀。

實例：廣東高要河臺金礦床

高要河臺金礦床屬中-低溫?zé)嵋盒徒鸬V床，主要成金期構(gòu)造為區(qū)內(nèi)北東東向韌性剪切帶。主礦體為11號金礦體，礦體分布在47～96號勘探線之間，走向長1440m，延深300m～554m；礦體基本連續(xù)，呈形態(tài)比較簡單的脈狀陡傾斜產(chǎn)出，部分地段存在膨大縮小、分枝復(fù)合及尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象；礦體厚度較穩(wěn)定，一般2m～3m，平均水平厚度3.46m，厚度變化系數(shù)91%；礦體金的工程品位一般5～8×10-6，資源儲量估算平均品位7.22×10-6，單樣最高品位216.36×10-6，單樣品位變化系數(shù)為186%，屬于有用組分分布不均勻。由于淺部和深部礦床特征、礦石類型基本一致，故在《廣東省高要縣河臺金礦區(qū)高村礦床地質(zhì)勘探報告》（全儲決字[1987]137號）和最新的《廣東省高要市河臺金礦區(qū)高村礦床深部詳查地質(zhì)報告 （32線～96線;-207m～-460m）》中均將礦床勘查類型確定為Ⅱ類。

同時，通過生產(chǎn)探礦與地質(zhì)勘探對比分析，在勘探深度以內(nèi)（-120m標(biāo)高以上），11號主礦體資源儲量負(fù)變不大，礦體總體特征變化趨勢與資源儲量負(fù)變的趨勢相一致，面積誤差率、面積重合率、形態(tài)歪曲率、底板位移、金屬量均在誤差允許范圍之內(nèi)，說明對11號主礦體的控制程度較高，表明11號礦體勘探類型選擇基本合理，勘探網(wǎng)度基本能控制礦體（圖2）。

圖2 礦體核實投影面積與勘探報告礦體投影面積

3.3 同一礦體深邊部

經(jīng)確定老礦山深邊部礦體與原勘查確定的淺部礦體實為同一個礦體時，且此礦體深淺部礦石類型完全一致，深部勘查工程間距可在淺部工程間距基礎(chǔ)上放稀1.5-2倍；若同一礦體深淺部礦石類型不一致，則需依據(jù)深部礦種的勘查規(guī)范來調(diào)整勘查類型和礦床勘查類型

實例：東升廟硫鐵礦礦床

東升廟多金屬硫鐵礦為沉積—變質(zhì)型礦床，最大主礦體2號礦體分布在8—32號勘探線之間，走向長2100米，傾向延深390m～1675m，主要礦石類型為鋅硫型、銅鋅硫型、單硫型和單鋅型。該礦由淺入深，2號礦體的礦石類型發(fā)生數(shù)次變化，勘查報告將礦床勘查類型確定為第Ⅱ勘查類型，但在復(fù)雜地段（礦石類型變化地段），礦床勘查則按第Ⅲ勘查類型來確定礦床勘查工程間距。

經(jīng)開采實踐驗證，2號礦體的面積誤差率、形態(tài)歪曲率、金屬量均在誤差允許范圍之內(nèi)，說明同一礦體充分考慮礦石類型變化來適時調(diào)整勘查類型與工程間距，能更為有效的提高對礦體的控制程度（圖3）。

圖3 東升廟礦區(qū)2號礦體探采對比圖

4 重要有色金屬、貴金屬、稀有金屬老礦山深部及外圍勘查深度合理性研究

目前世界上流行把勘探與開發(fā)深度空間，按照勘探與開發(fā)深度劃分為三個深度空間，即第1找礦深度空間（指從地表到500 m以淺的深度空間），第2找礦、深度空間（指從500到2000 m的深度空間），第3找礦深度空間（指大于2000 m以下更深處的空間。

通過實地調(diào)研，本文對100個典型礦山的勘查、開發(fā)深度進行了統(tǒng)計（圖4），發(fā)現(xiàn)國內(nèi)金屬礦產(chǎn)的勘查、開發(fā)深度主要在300m～500 m之間，大部分處于第1找礦深度空間，但也有不少老礦山開采深度達到了500m以上，處于第2找礦深度空間.如：廣東的凡口鉛鋅礦在500 m深度以下探明了100萬噸以上的可采儲量，湖南的湘西沃溪金礦和瑤崗仙黑鎢礦床，探、采深度均已超過1000 m，新疆阿爾泰阿舍勒特富型銅、金、鋅礦床，深度已達1800 m，福建紫金山金、銅礦床，深達1900m～2000 m。以上實例說明，我國的第2深度空間找礦、勘探與開發(fā)利用潛力巨大。

圖4 全國典型礦山勘查深度統(tǒng)計直方圖

基于我國老礦山在第1找礦、勘探與開發(fā)利用空間（0m～500 m）主要是按現(xiàn)有固體礦產(chǎn)勘查規(guī)范執(zhí)行勘查工作，500m以淺已基本完成礦產(chǎn)勘查工作，資源儲量已基本查明，相關(guān)后續(xù)勘查工作亦可按現(xiàn)有規(guī)范執(zhí)行。

第3深度空間（大于2000m）找礦與開發(fā)難度大，現(xiàn)階段僅在大型礦田周邊且因國家資源戰(zhàn)略需求，可考慮布置少量施工工程。而第二深度空間資源潛力巨大，勘查開發(fā)能力和技術(shù)基本達到，因此，本次確定老礦山勘查深度在第二深度空間，即500m～2000 m較適宜，尤其是500m～1000m深度是當(dāng)前最重要的深部找礦區(qū)域。

各老礦山勘查深度應(yīng)循序漸進，普查控制礦體規(guī)模和邊界，詳查一般每次往深部增加200m為宜。