雅滿蘇鐵礦深部地質(zhì)勘查找礦工作探討

龐森

（新疆鋼鐵雅滿蘇礦業(yè)有限責(zé)任公司）

1 前言

新疆鋼鐵雅滿蘇礦業(yè)有限責(zé)任公司雅滿蘇鐵礦礦山自1958年開采至今已有60年的歷史，是八鋼公司重要的原料基地，是新疆最早的機械化露天開采礦山之一。礦山前期開采選用露天開采方式，設(shè)計生產(chǎn)能力72萬t/年。2005年底礦山露天開采結(jié)束轉(zhuǎn)入井下開采，一期900～700m地下開采方案設(shè)計，主要針對Fe1礦體。開拓方式為豎井開拓，分段空場法采礦。年生產(chǎn)能力30萬t/年，服務(wù)年限17年。多年來礦山實際生產(chǎn)能力為20萬t。

2017年8 月雅礦公司主體礦山磁海鐵礦因環(huán)保要求關(guān)停，雅滿蘇鐵礦成為雅礦公司唯一正常生產(chǎn)的礦山和鐵原料供應(yīng)地，礦山井下一期設(shè)計開采范圍內(nèi)保有的資源量只能滿足約10年生產(chǎn)服務(wù)時間，二期開采700m水平以下的鐵礦石資源勘探程度不高且資源量不大，所以對雅滿蘇鐵礦深部資源進行探礦，為雅礦公司長遠發(fā)展尋找資源保障。

雅滿蘇鐵礦自發(fā)現(xiàn)至今，歷經(jīng)普查、詳查、勘探、補充地質(zhì)勘探、生產(chǎn)地質(zhì)勘探等多年的地質(zhì)研究工作，對礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征及礦床成因等積累了很多資料和經(jīng)驗，為地質(zhì)工作提供了理論依據(jù)，為礦山后續(xù)找礦地質(zhì)勘探工作提供了指導(dǎo)方向。

2 礦山地質(zhì)勘查工作分析

雅滿蘇鐵礦自發(fā)現(xiàn)至今，歷經(jīng)普查、詳勘、補勘、遠景勘探、生產(chǎn)勘探等多次地質(zhì)研究工作，對礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、空間位置、礦石品位、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等有了比較深刻的認識。1957～2013年雅滿蘇鐵礦區(qū)地質(zhì)勘查工作情況見表1。

表1 雅滿蘇鐵礦區(qū)1957-2013年地質(zhì)工作統(tǒng)計

從歷次開展工作情況看，礦區(qū)投入的工作量以鉆探、槽探為主，輔以地質(zhì)測量、重磁物探面積工作。由于物探開展時間較為久遠，現(xiàn)所存資料多為紙介質(zhì)的等值線平面圖，缺少物探數(shù)據(jù)，不能對物探數(shù)據(jù)進行反演；此外，前人開展的物探儀器較為落后，取得的數(shù)據(jù)精度不高，且為中小比例尺，不能滿足當(dāng)前找礦要求，有必要重新在礦區(qū)開展1∶5000以上重磁物探面積工作及地質(zhì)修測工作，為深部成礦預(yù)測及下一步工作部署提供依據(jù)。

3 成礦及找礦地質(zhì)依據(jù)

3.1 礦區(qū)成礦地質(zhì)特征

從區(qū)域地質(zhì)看雅滿蘇鐵礦位于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊、覺羅塔格石炭紀(jì)島弧帶、雅滿蘇晚古生代溝弧帶內(nèi)，成礦劃分屬于康古爾塔格銅鎳、金、鉬、稀有成礦帶、雅滿蘇-沙泉子銅、鐵、錳成礦亞帶。在本成礦帶上，區(qū)域地質(zhì)復(fù)雜、構(gòu)造發(fā)育，成礦條件十分優(yōu)越，具有廣闊的找礦前景。該區(qū)域石炭紀(jì)火山活動強烈，與區(qū)域多金屬礦產(chǎn)成礦關(guān)系較為密切。從礦區(qū)地質(zhì)看雅滿蘇鐵礦位于塔里木板塊北緣的阿奇山-雅滿蘇島弧帶的東段，在礦區(qū)范圍內(nèi)分布著一套復(fù)雜的火山碎屑巖，在含礦熱液的作用下形成了以石榴石為主的含礦矽卡巖帶和具工業(yè)價值的鐵礦體。礦區(qū)內(nèi)主要出露的地層是下石炭統(tǒng)雅滿蘇組，主要分布在礦區(qū)南部，是鐵礦的主要賦礦地層。

受覺羅塔格晚古生代溝弧帶的控制，礦區(qū)內(nèi)褶皺及斷層構(gòu)造復(fù)雜。礦區(qū)主要發(fā)育的褶皺構(gòu)造是雅滿蘇北部向斜、雅滿蘇背斜、雅滿蘇南部向斜，雅滿蘇鐵礦床賦存于雅滿蘇背斜南翼地層中。根據(jù)斷裂構(gòu)造與成礦的關(guān)系及其展布特征，礦區(qū)的斷裂構(gòu)造分為成礦前、成礦期和成礦后三期，數(shù)量多達幾十條。對成礦過程中礦液的運移和儲存以及后期對礦體的錯斷破壞都起到了重要作用。

雅滿蘇鐵礦區(qū)圍巖蝕變是多期次構(gòu)造、火山及熱液活動的綜合結(jié)果，蝕變巖在空間分布上有一定規(guī)律的構(gòu)成了礦區(qū)的蝕變巖類型及其分布。在礦區(qū)具有較為明顯的圍巖蝕變水平分帶。以鐵礦體為中心向南北兩側(cè)展布的平行帶狀分布，依次出現(xiàn)石榴石矽卡巖帶、復(fù)雜矽卡巖帶、綠簾石碳酸鹽化帶、硅化帶。以上情況說明本區(qū)矽卡巖化蝕變及礦化作用在礦體附近最為活躍，強度最大。熱液是由礦體向外逐漸擴散至圍巖，由于巖性、構(gòu)造的屏蔽作用而終止。以上各蝕變帶（礦化帶）之間，呈漸變過渡、迭加或部分間互排列。

3.2 成礦地球物理特征

根據(jù)已有資料顯示，雅滿蘇地區(qū)的地球物理場分布，具有明顯的特殊規(guī)律，重力場、磁力場的分布既具有一致性，又表現(xiàn)出一定的差異性。

3.2.1 區(qū)域重力異常特征

根據(jù)磁鐵礦石、矽卡巖、火山碎屑巖的密度差為重力找礦提供了較好的地球物理前提。雅滿蘇鐵礦及其東西兩側(cè)的重力異常呈北東東向長條狀展布的重力高背景上的局部異常，整個異常帶東西長約18.5km，寬2km，異常西部窄而東部梯度陡，向東逐漸變緩；在強度上也是東強西弱。該異常是由中等密度的一套火山巖、石榴石矽卡巖、磁鐵礦等綜合地質(zhì)因素引起。重力異常的分布受地層和構(gòu)造嚴格控制，形成南緩北陡的異常特征，反映了地層、含礦帶的產(chǎn)狀特征；異常寬度及強度的變化，主要反映了含礦帶厚度及深度的變化。F3斷層將含礦帶向南推移了近200m，重力異常也明顯向南錯動大約200m。在59～27線，有一個向南突出的寬緩重力異常，推測礦體深部受到F2、F8逆沖斷層的影響，將深部含礦帶錯斷。

3.2.2 區(qū)域磁場特征

從1∶20萬航磁ΔT等值線平面圖上看，雅滿蘇鐵礦區(qū)位于東西-北東向的阿奇山-沙泉子深大斷裂帶上，即區(qū)域性磁異常梯級帶，略偏北的弱磁異常上。該磁異?？傮w上以雅滿蘇鐵礦體為中心，呈走向北東東向，扁橢圓狀，東西長約10km，南北寬3km，由三個峰值組成的高磁異常帶，異常南緩北陡呈不對稱向南延伸；△T值一般200～900nT；異常區(qū)對應(yīng)鐵礦體，具有較好的找礦前景。

根據(jù)礦區(qū)磁異常特征，磁異常范圍與重力異常范圍大致相同。礦區(qū)磁異常是由近于平行的多峰組成的高磁異常區(qū)，異常沿軸向長1600m，寬100～200米m，南北均有負值出現(xiàn)，北側(cè)負值高于南側(cè)，顯示磁性體南傾的特征。在磁異常中心，ΔZ一般5000～15000nT，峰值達 20000nT。

根據(jù)礦區(qū)鉆孔測井工作，礦區(qū)內(nèi)見礦鉆孔的△Z值與磁鐵礦層均對應(yīng)很好，且△Z值高低與礦體厚度呈明顯的正相關(guān)關(guān)系。未見礦鉆孔的△Z值與磁鐵礦化層均對應(yīng)很好，同時△Z值還分別受到旁側(cè)鉆孔磁鐵礦層的影響。

3.3 鉆探控制礦體特征

雅滿蘇鐵礦區(qū)歷年來累計施工鉆探工程44371m，對礦體形態(tài)特征、礦石性質(zhì)特征等進行了有效的控制。雅滿蘇鐵礦位于雅滿蘇背斜南翼的火山巖建造中，賦礦空間受成礦期斷裂構(gòu)造控制，大小18個礦體分賦于上、中、下三個賦礦部（層）位。其中較大礦體有Fe1和Fe2+3礦體，次為零星小礦體。Fe1礦體產(chǎn)于下部賦礦部位，F(xiàn)e2+3礦體居上部賦礦部位，F(xiàn)e4、Fe8等小礦體屬中間部位，其他小礦體一般延長不超過30m，規(guī)模很小。整個賦礦構(gòu)造和賦礦巖層呈近東西向帶狀展布，礦化蝕變帶橫貫礦區(qū)。

3.4 礦床成因

雅滿蘇鐵礦賦存在一套海相火山巖中，礦床成因與火山活動關(guān)系密切，礦體形成是火山巖漿分異演化的結(jié)果，認為雅滿蘇鐵礦的成因并非單一成礦作用所致，屬多成因范疇，為火山氣液交代-充填、富礦熱液貫入成因的鐵礦床。

3.5 找礦標(biāo)志

雅滿蘇鐵礦找礦標(biāo)志見表2。

表2 雅滿蘇鐵礦及多金屬礦床成礦要素

4 深部找礦工作的分析

4.1 資源找礦前景

雅滿蘇鐵礦自發(fā)現(xiàn)至今，歷經(jīng)普查、詳勘、補勘、遠景勘探、生產(chǎn)勘探等多次研究工作，對礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、空間位置、礦石品位、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等有了比較深刻的認識。礦區(qū)雅滿蘇組地層以海相火山巖、火山碎屑巖為主，礦體大多分布于海相火山巖、火山碎屑巖之中。礦區(qū)處于極為有利的成礦位置，雅滿蘇組海相火山巖、火山碎屑巖規(guī)模巨大，同時20萬化探成果顯示具有 Fe、Co、Cu、Pb、Zn 套合較好的化探異常及重砂異常且對應(yīng)較好的5萬航磁異常及化探異常，具有極好的海相火山沉積型鐵多金屬礦床的找礦前景。

此外，依據(jù)2010年資源潛力評價項目新疆阿奇山-雅滿蘇-沙泉子一帶火山巖型鐵礦綜合預(yù)測成果，雅滿蘇一帶共預(yù)測鐵礦石資源量6255.59萬t，目前僅探明3764.16萬t，找礦潛力較大。

4.2 找礦方向

根據(jù)礦床地質(zhì)特征及成礦模式分析，雅滿蘇鐵礦具有較好的找礦前景，其找礦方向應(yīng)主要從以下方面突破：

（1）區(qū)帶上重磁異常帶沿走向長大于10km，地質(zhì)特征與礦區(qū)特征基本一致，并發(fā)現(xiàn)有石榴石矽卡巖，應(yīng)為尋找鐵礦的有利地區(qū)。

（2）Fe1礦體深部受到F8逆斷層破壞，補勘時在51線、43線、27線針對斷層下盤施工了3個鉆孔進行研究，但由于鉆孔深度較淺，甚至沒有達到推測含礦層位，未能有效研究斷層下盤礦體情況，使斷層下盤含礦特征不明，因此對于F8斷層下盤含礦性的研究，是實現(xiàn)本區(qū)找礦突破的重要方向。

（3）根據(jù)雅滿蘇鐵礦聯(lián)合剖面，礦區(qū)內(nèi)鐵礦體向西南方向側(cè)伏，雅滿蘇鐵礦成礦流體應(yīng)來源于西南方向的深部。

（4）Fe23礦體的發(fā)現(xiàn)進一步證明了構(gòu)造控礦的特點，同時突破了長期以來認為大理巖是賦礦層位底盤，即大理巖下盤無礦層的認識。

（5）根據(jù)前人的物探、化探、鉆探資料顯示，在礦區(qū)內(nèi)有一系列低強度重磁異常，可能存在隱伏的磁鐵礦體；

（6）在礦區(qū)還具有 Cu、Zn、Co、Pb 等多金屬化探組合異常，并在矽卡巖中及51線Fe1礦體下部發(fā)現(xiàn)了Cu、Zn、Co、Pb多金屬礦體，為礦山找礦指出了新的找礦方向。

4.3 深部找礦工作需要關(guān)注的問題

（1）現(xiàn)場探礦條件不良。在雅滿蘇鐵礦區(qū)已形成巨大的露天采坑和排土場，地下開采巷道、工業(yè)電網(wǎng)等，對物探工程施工質(zhì)量影響較大，對鉆探工程施工位置和質(zhì)量有一定影響。

（2）綜合地質(zhì)研究深度不夠：雅滿蘇鐵礦區(qū)歷經(jīng)多年地質(zhì)工作，形成了大量的地質(zhì)資料，涉及多家地勘單位，前期的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料收集非常困難。礦區(qū)局部構(gòu)造復(fù)雜，有多期次的斷層和褶皺對礦體的形態(tài)和分布產(chǎn)生較大影響，給綜合研究增加了困難，對礦床成因和控礦條件等有一定分歧。礦山委托的地質(zhì)勘查工作側(cè)重于提高資源控制程度，滿足礦山開采服務(wù)，對成礦規(guī)律和找礦方向研究深部不夠。

（3）礦權(quán)范圍限制：雅滿蘇鐵礦目前采礦權(quán)范圍有限，外圍沒有辦理探礦權(quán)證，根據(jù)目前探礦管理要求，只能在采礦權(quán)范圍內(nèi)進行地質(zhì)探礦工作，外圍找礦工作需辦理相關(guān)手續(xù)后才能實施。

（4）礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)多個多金屬礦（化）體，因在以往工作中未重視，目前總體控制程度很低。

5 深部找礦工作建議

5.1 對雅滿蘇鐵礦區(qū)開展物化探基礎(chǔ)地質(zhì)工作

根據(jù)近年來國內(nèi)外在尋找火山巖型鐵礦以及危機礦山找礦工作經(jīng)驗總結(jié)，重力、磁法還是尋找磁鐵礦最有效的方法，是成礦預(yù)測的基礎(chǔ)。建議對雅滿蘇鐵礦區(qū)開展物化探基礎(chǔ)地質(zhì)工作，主要是1：5000高精度重力面積測量；1：2000高精度磁法面積測量。CSAMT（可控源大地電磁測深）物探方法也是近年來在鐵礦深部找礦中另一種較為有效的工作方法。

5.2 開展成礦預(yù)測專題研究工作

借助國內(nèi)科研院所和地勘單位的技術(shù)力量，開展成礦預(yù)測專題研究工作。為詳細分析研究礦床成因及礦物質(zhì)來源，開展同位素、稀有稀土元素分析及單礦物分析，開展成礦規(guī)律研究，為成礦預(yù)測提供理論依據(jù)。

5.3 優(yōu)選深部找礦靶區(qū)

在以上工作基礎(chǔ)之上，結(jié)合現(xiàn)代成礦理論及礦區(qū)成礦規(guī)律研究，優(yōu)選深部找礦靶區(qū)，實施鉆探驗證。

重點內(nèi)容：（1）Fe1礦體為雅滿蘇鐵礦的主礦體，控制最大延伸650米。經(jīng)過多次勘探工作，但在47-31勘探線沒有控制到礦體延深的界限，礦體深部應(yīng)有一定延深。

（2）Fe1等礦體深部被F8、F2斷層錯斷，加強斷層下盤的綜合分析研究，沿傾向追索Fe1礦體，沿走向追索Fe23礦體。

（3）礦區(qū)西部見有大量硫化物，并有銅鉛鋅鈷金多金屬礦化，黃鐵礦含量達20～40%為塊狀硫化物。根據(jù)成礦模式及地質(zhì)特征分析，該區(qū)處于火山通道，深部具有尋找塊狀硫化物礦床的前景。鑒于以往工作中針對銅鉛鋅鈷金多金屬礦僅開展了少量工作，后續(xù)應(yīng)開展系統(tǒng)的鉆探等工程控制。