云南都龍錫鋅多金屬礦床地質(zhì)特征及外圍找礦潛力

陳天一，杜建軍

（四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八二大隊，四川 德陽 618000）

在社會與經(jīng)濟的發(fā)展過程中，礦產(chǎn)資源是十分重要的基礎(chǔ)。在工業(yè)組成結(jié)構(gòu)與工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷優(yōu)化的今天，資源與環(huán)境的和諧統(tǒng)一成為影響工業(yè)發(fā)展的主要前提。當(dāng)前資源、環(huán)境以及人口的和諧發(fā)展是當(dāng)今社會共同關(guān)注的重要問題[1]。其中，資源問題是三者之中最難解決的問題。不可再生的礦產(chǎn)資源開發(fā)，在能源問題中占據(jù)了大量的比重。人口增長與經(jīng)濟的發(fā)展，都對資源應(yīng)用造成一定的影響。礦產(chǎn)資源多年來的不斷開采，可使用已探明儲量的資源不斷減少，礦山出現(xiàn)持續(xù)減產(chǎn)的情況。為解決社會發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需求，尋找大型多金屬礦床成為人們十分關(guān)注的問題。

通過文獻(xiàn)研究可知，在工業(yè)產(chǎn)品加工生產(chǎn)的過程中，稀有金屬對于工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)具有直接的影響。在工業(yè)的發(fā)展過程中，稀有金屬是最早應(yīng)用到工業(yè)產(chǎn)品制造中的貴重材料之一。當(dāng)前使用最多的金屬為錫鋅金屬，當(dāng)前全球錫金屬探明儲量為480萬噸，考慮到資源利用率，全球錫礦石僅能維持11年左右。我國錫礦資源在全球排名位列前三，資源儲量位于世界首位，已探明儲量超過150萬噸，占全球儲量的三分之一。但此金屬資源在我國分布較廣并呈現(xiàn)出不均勻的情況，其多分布與我國東南省份中，北方較少。伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，金屬鋅與金屬錫的消費量越來越大，未來幾年，我國在鋅與錫礦石資源方面面臨著巨大的壓力。針對此情況，在本次研究中將云南都龍錫鋅多金屬礦床作為研究對應(yīng)對象，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特征與外圍找礦潛力進(jìn)行分析，為鋅與錫礦石資源的開發(fā)提供基礎(chǔ)。

1 云南都龍錫鋅多金屬礦床現(xiàn)狀分析

為對云南都龍地區(qū)的礦石開采現(xiàn)狀進(jìn)行全面的分析，在本次研究中將對該礦床所處的自然地理環(huán)境以及開采現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)的分析，為后續(xù)的研究提供基礎(chǔ)。

1.1 云南都龍錫鋅多金屬礦床自然地理環(huán)境分析

云南都龍錫鋅多金屬礦床位于馬關(guān)縣都龍鎮(zhèn)，整體位于低緯度亞熱帶東部山地季風(fēng)氣候，海拔高低緯度差較大，同一地區(qū)的氣溫差異也較為懸殊，且干濕度差異較大[2]。此礦床位于馬關(guān)縣老君山附近，高山峽谷地貌且地勢險要，相對高度差較大。整體地形走線為東高西低。通過上述研究可以看出，云南都龍當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境以及區(qū)域內(nèi)的構(gòu)造、巖層發(fā)育為當(dāng)金屬鋅與金屬錫提供了良好的地質(zhì)條件與成礦環(huán)境。在本次研究中將根據(jù)自然地理分析結(jié)果作為后續(xù)研究的基礎(chǔ)。

1.2 錫鋅多金屬礦床開采現(xiàn)狀分析

建國至今，云南都龍錫鋅多金屬礦床在基礎(chǔ)地質(zhì)與礦床地質(zhì)等方面取得了豐碩的成果。但是，由于能源利用率的提高，錫鋅金屬的開采程度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過探明儲量，為確保該金屬在今后的資源開發(fā)中的應(yīng)用具有科學(xué)性，需要在目前開發(fā)的基礎(chǔ)上，利用地球化學(xué)、年代測定等方法，對該地區(qū)的基礎(chǔ)礦床地質(zhì)、成巖年代、成礦期及地質(zhì)地球化學(xué)進(jìn)行深入分析。

當(dāng)前，該地區(qū)礦床開采過程中主要以地質(zhì)礦產(chǎn)勘查、物化掃描以及普查為主，對于礦床地質(zhì)特征的描述過于單一，需要對其進(jìn)行地球化學(xué)特征的分析，并將其總結(jié)為系統(tǒng)的分析結(jié)果，以討論成礦環(huán)境與原因。

2 云南都龍錫鋅多金屬礦床地質(zhì)特征分析

通過文獻(xiàn)研究可知，礦區(qū)內(nèi)裸露出的地層為寒武石炭系以及第四系地層，其中寒武系分布較為廣泛。為了對其進(jìn)行細(xì)致分析，將其劃分為地層分析、構(gòu)造分析以及3部分，具體內(nèi)容如下所示。

2.1 礦床地層特征

由文獻(xiàn)研究可以發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)內(nèi)主要露出的地層為寒武系、石炭系以及第四系[3]。根據(jù)地段特征可將其劃分而為上、下兩段。上端巖性多為炭質(zhì)板巖、變質(zhì)細(xì)砂巖以及斜長角閃片巖。此部分巖體多與花崗巖接觸，厚度約為500m左右。下段多為炭質(zhì)板巖夾雜黃鐵礦，層厚約為15m，是此礦床的標(biāo)志層。在此巖層結(jié)構(gòu)下，地層上部巖性主要為生物碎屑石灰?guī)r；下部為粉砂質(zhì)泥巖。第四系巖層為最底層巖層，此巖層多為沖擊物，且普遍分布在底邊與溝谷中。此礦床具有層級分析明確的特征，在礦石開發(fā)的過程中，可使用化探技術(shù)直接獲取礦床地層元素成分。

2.2 礦床構(gòu)造特征

通過礦床實地考察可以發(fā)現(xiàn)，礦床的主要結(jié)構(gòu)包含褶皺與斷裂兩部分。此礦床中褶皺結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較少，斷裂構(gòu)造分布較廣。礦區(qū)內(nèi)的主要斷裂為東南向與東西向的兩組斷裂結(jié)構(gòu)。通過實地勘察發(fā)現(xiàn)，東南向斷裂結(jié)構(gòu)為控巖結(jié)構(gòu)，東西向斷裂結(jié)構(gòu)為導(dǎo)巖結(jié)構(gòu)。根據(jù)文獻(xiàn)分析結(jié)果可知，礦區(qū)內(nèi)的斷裂形成于燕山晚期，此階段的巖漿活動較為激烈，為成巖物質(zhì)的性質(zhì)變化提供所需的能量。

文獻(xiàn)研究結(jié)果表明，礦床的控巖結(jié)構(gòu)控制著該區(qū)域的礦石分布情況以及礦石的產(chǎn)量與規(guī)模。在都龍礦區(qū)中具有較大規(guī)模的內(nèi)斷裂，其整體走向呈“S”型，造成礦床內(nèi)斷裂帶厚度變化較大，地形發(fā)育變動較大，礦區(qū)礦石分布不均的特征。在開采的過程中需要對其進(jìn)行實地勘測后，方可確定采礦技術(shù)，避免不必要的設(shè)備應(yīng)用，降低采礦成本。

2.3 礦床礦山化學(xué)成分分析

在本次研究中將主要對礦床變質(zhì)巖的化學(xué)成分進(jìn)行分析，為提升分析效果，在礦床中采集原礦作為樣本，對其內(nèi)部的錫、鋅以及其他有價金屬含量進(jìn)行測定，具體測定結(jié)果如下表所示。

由上表可以看出，此礦床金屬成分較簡單。多為閃鋅礦、錫礦，其次為磁黃鐵礦、鉛礦等等。脈石產(chǎn)物多為重晶石、石英等等。對此部分礦石進(jìn)行分析可得到鋅礦物的化學(xué)物相特征，具體如下表。

表2 鋅礦石化學(xué)物相特征

根據(jù)上表中內(nèi)容可知，鋅礦石多為不規(guī)則團塊狀，粒度多為中粒，部分礦石與黃鐵礦交融。局部出現(xiàn)網(wǎng)狀分布，分布率較高，化學(xué)成分較為穩(wěn)定。該種礦石物相純度較高，具有較高的開發(fā)價值。

3 錫鋅多金屬礦床外圍找礦潛力研究

根據(jù)上文中完成的云南都龍錫鋅多金屬礦床地質(zhì)特征分析，在本部分中對錫鋅多金屬礦床外圍找礦潛力展開研究，力求在當(dāng)前研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)定新的礦石開發(fā)方案。

3.1 成礦條件分析

通過研究可以發(fā)現(xiàn)，都龍的金屬礦與沉積變質(zhì)礦床同處在一個構(gòu)造帶上，且地質(zhì)構(gòu)造較為接近。在此構(gòu)造帶中，礦石多為變膠裝狀結(jié)構(gòu)或是重溶再結(jié)晶結(jié)構(gòu)，礦石受到火山沉積變質(zhì)作用的影響較大[4]。錫鋅多金屬受到地層間破碎帶的控制較為明顯，在此環(huán)境中完成成礦過程。與此同時，礦床之間的地質(zhì)結(jié)構(gòu)有所差別，根據(jù)此類型礦床的成礦模式，礦床應(yīng)位于次生地帶。在沉積巖相分析中也可以看出，確定次生地帶的位置是尋找礦床的關(guān)鍵。在對此礦床進(jìn)行實地分析時可以看出，次生地段主要呈現(xiàn)出沉積回旋完整，粉砂質(zhì)板巖含炭量達(dá)到40%以上的特征，在此地段中的礦床均有成礦物質(zhì)充分、礦體較大、品位富的優(yōu)點。根據(jù)上述分析結(jié)果，對成礦條件具有了全面的認(rèn)識，可根據(jù)此分析結(jié)果完成找礦過程。

3.2 土壤元素測定

在礦區(qū)實地分析的過程中，可以通過土壤元素測定，實現(xiàn)礦床成礦潛力的研究。土壤測定的過程中可以發(fā)現(xiàn)，鋅元素、錫元素、鐵元素的比例相對較大。通過數(shù)學(xué)計算可以得到各個元素含量的最小值與最大值，根據(jù)計算結(jié)果可以看出，礦床外圍具有較好的成礦背景。由化探結(jié)果證實，礦床寒武系中富含錫金屬，富集系數(shù)介于1.5～3.0之間，其余金屬元素也在部分地段中呈現(xiàn)出顯著富集的特征。根據(jù)此探測結(jié)果，可在礦床外圍尋找到有利的找礦地段。元素含量的變化與地質(zhì)的變化相對應(yīng)，在未來的找礦過程中可根據(jù)元素的變化，在不同的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境中，獲取成礦標(biāo)志，完成找礦工作。

3.3 流體包裹巖相分析

礦物流體包裹分析是研究一定地質(zhì)時期成礦留底特征的最直接方法。在本次研究中通過成分體系特征分析，進(jìn)一步對成礦過程中的溫度與密度等變化加以研究，提升礦床外圍的找礦效果。

對研究對象進(jìn)行樣本采集后，使用顯微鏡對其進(jìn)行觀察。觀測結(jié)果表明，礦床外圍流體包裹類型較為單一，主要為富液型流體包裹體。在室溫中呈現(xiàn)出氣相與液相兩部分特征。流體包裹體均為獨立分布，形狀多為不規(guī)則類型，包裹體占整體類型的95%左右。根據(jù)此分析結(jié)果，可得到礦床外圍成礦的3個階段：成礦早期特征、主要成礦期特征以及成礦晚期特征。每個時期都具有不同之處，通過對成礦特征的分析，完成礦床外圍礦石的找礦過程。

4 結(jié)束語

在實現(xiàn)工業(yè)的不斷發(fā)展中，礦石成為制約其發(fā)展進(jìn)程的主要因素，為了推動工業(yè)發(fā)展進(jìn)程，本次研究中對我國云南都龍錫鋅多金屬礦床及其外圍進(jìn)行了分析。確定了當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)以及找礦前景。希望根據(jù)本次研究結(jié)果，為我國稀有金屬開發(fā)提供數(shù)據(jù)與理論支持。