金屬礦床深部找礦中的地質(zhì)探究

邱方玉 戴明

（湖北省城市地質(zhì)工程院 湖北武漢 430070）

金屬礦床深部找礦中的地質(zhì)探究

邱方玉 戴明

（湖北省城市地質(zhì)工程院 湖北武漢 430070）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家對(duì)于礦物資源的需求量也越來(lái)越大，而礦產(chǎn)又屬不可再生資源，在地表淺層的可供開(kāi)采的礦產(chǎn)儲(chǔ)量越來(lái)越少情況下，深度找礦的相關(guān)研究以及實(shí)踐工作也越來(lái)越多的得到了人們的重視。本文首先介紹了我國(guó)金屬礦產(chǎn)深部找礦的現(xiàn)狀，隨后又從三個(gè)方面詳細(xì)闡述了深部地質(zhì)探究的基礎(chǔ)工作，主要包括：成礦地質(zhì)工作的研究、礦田構(gòu)造的研究以及成礦作用的標(biāo)志研究。希望能夠?yàn)榻饘俚V床深部找礦中的相關(guān)地質(zhì)研究工作提供一些建議，更好的滿足對(duì)礦產(chǎn)的日益需求。

金屬礦床；地質(zhì)探究；礦田構(gòu)造

引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)要保持中高速發(fā)展就離不開(kāi)對(duì)礦產(chǎn)資源的大量需求，然而隨著對(duì)淺表礦層長(zhǎng)時(shí)期的開(kāi)發(fā)利用，造成目前大宗的礦產(chǎn)資源缺乏，我們著力加強(qiáng)對(duì)礦床深部找礦的研究工作，進(jìn)而找到可替代的資源，是緩解資源斷層的有效手段之一，同時(shí)也符合我國(guó)提倡的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。本文就是以這個(gè)為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)金屬礦產(chǎn)深部找礦現(xiàn)狀，著重描述了深部找礦中的地質(zhì)探究的基礎(chǔ)工作，它包含了成礦地質(zhì)作用、礦田構(gòu)造、成礦作用標(biāo)志研究三個(gè)方面。其中成礦的作用是地質(zhì)作用的有效組成部分，所以研究和成礦作用相關(guān)的地質(zhì)作用是金屬礦產(chǎn)深部找礦研究的基礎(chǔ)。礦田構(gòu)造是研究深部找礦的核心內(nèi)容，成礦作用的標(biāo)志是成礦模式用來(lái)找礦勘查的實(shí)現(xiàn)形式。

1 金屬礦產(chǎn)深部找礦工作的現(xiàn)狀

現(xiàn)實(shí)中，找礦工作會(huì)受到諸多方面的影響。譬如地質(zhì)的情況、勘測(cè)的條件、儀器設(shè)備以及勘測(cè)的經(jīng)驗(yàn)等等，所以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的勘測(cè)中，往往會(huì)出現(xiàn)很多偏差。比較常見(jiàn)的問(wèn)題有兩種：①盡管有了非常顯著的地質(zhì)特征和成礦的條件，并且物探和化探也有異常的反應(yīng)，然而實(shí)際深入的探測(cè)時(shí)卻很少有工業(yè)的礦體出現(xiàn)或者在探測(cè)深度時(shí)沒(méi)有礦體的出現(xiàn)。②在已經(jīng)開(kāi)采的礦山深部進(jìn)一步的找尋礦產(chǎn)，如何對(duì)已經(jīng)開(kāi)采的礦產(chǎn)進(jìn)行深部的探測(cè)并且判斷是否有礦產(chǎn)，這都是在深部找礦產(chǎn)中需要解決的問(wèn)題。另外，我們應(yīng)該看到金屬礦床深部找礦問(wèn)題是實(shí)踐性的工作，需要在實(shí)踐工作中不斷摸索前進(jìn)。理論是前期基礎(chǔ)，方向思路正確與否，必須通過(guò)實(shí)踐不斷驗(yàn)證和調(diào)整，從而增強(qiáng)對(duì)礦產(chǎn)特征的感知能力，才能保證找礦的成果。另外因每個(gè)礦區(qū)深部找礦的具體工作特征不盡相同，所以在深部找礦中也很難總結(jié)出一些具體規(guī)律性的方法。深度找礦一般指的是對(duì)地表以下1000～2000m的范圍內(nèi)進(jìn)行找礦的工作，在成礦方面來(lái)看，可以看成是在相同的成礦作用下形成的，因此成礦條件以及作用還有控礦因素等沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。深度找礦工作一般包含三個(gè)方面：①對(duì)地質(zhì)基礎(chǔ)條件的研究；②物探和化探技術(shù)的使用；③實(shí)際找礦工作的鉆掘工作。

2 地質(zhì)研究的基本工作

2.1 成礦地質(zhì)作用特征的研究

在礦產(chǎn)預(yù)測(cè)工作過(guò)程中通常使用的技術(shù)手段是建立成礦模型以及找礦模式開(kāi)展類比預(yù)測(cè)等，因此進(jìn)行成礦地質(zhì)作用的研究、判斷礦產(chǎn)的類型、建立成礦的模型，確定成礦的思路就變得很重要了。對(duì)于深部找礦來(lái)說(shuō)，特別注重對(duì)成礦區(qū)地質(zhì)作用的特征進(jìn)行研究。和成礦緊密相關(guān)的地質(zhì)作用研究主要包含沉積作用、火山作用、巖漿入侵作用、變質(zhì)作用。①沉積作用：不僅要研究沉積地層時(shí)代、巖性、建筑等基本特征，而且要著重研究含礦地層深部延伸、隱伏夾層、水深、鹽度、水溫、酸堿等因素，以及沉積巖相、盆地特征、盆內(nèi)及盆緣構(gòu)造和盆地同沉積構(gòu)造等特征。②火山作用：要著重研究火山地層的特殊夾層、次火山巖體和噴發(fā)沉積的物理化學(xué)環(huán)境以及火山噴發(fā)旋回、火山巖相、火山構(gòu)造特征等。③巖漿侵入的作用：一般除了研究侵入巖體形態(tài)、產(chǎn)狀、巖性組合等基本特征以外，還應(yīng)該研究巖體延伸以及隱伏巖體埋深、形態(tài)、圍巖構(gòu)造、巖漿作用等影響范圍特征。④變質(zhì)作用：要著重研究原巖建造、變質(zhì)相、成巖年齡、變質(zhì)前原始構(gòu)造環(huán)境等。下面舉例說(shuō)明：在武夷山成礦帶北段多金屬礦成礦，其成礦作用主要是與新元古代變質(zhì)火山巖-碳酸鹽巖有關(guān)的中高溫?zé)嵋盒豌~多金屬礦床和與中生代大規(guī)模火山作用有關(guān)的火山熱液-斑巖型銀鉛鋅礦床等，這些礦區(qū)空間上都是主要與新元古代變質(zhì)火山基底巖系和中生代火山盆地分布相關(guān)的。這是典型的在火山作用以及巖漿入侵的作用下形成的的金屬礦床。

2.2 礦田構(gòu)造的研究

礦田構(gòu)造的研究是深部找礦理論方法的核心內(nèi)容，是直接研究礦體三維空間變化的主要手段。在深部找礦中礦田構(gòu)造研究應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題：①成礦結(jié)構(gòu)面的垂直形態(tài)變化受當(dāng)時(shí)形成深度的控制，如果在強(qiáng)應(yīng)力作用下形成了主構(gòu)造結(jié)構(gòu)面，那么就形成了常見(jiàn)的成礦構(gòu)造。在構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度大，并且形成主構(gòu)造面情況下才能形成規(guī)模礦床。因此主構(gòu)造結(jié)構(gòu)面是尋找深部規(guī)模型礦床的關(guān)鍵問(wèn)題。②判別兩組構(gòu)造交匯部位對(duì)確定深部礦體位置也十分重要。一般的同一構(gòu)造體系同順序的交匯和不同順序的交匯，還有兩種不同構(gòu)造體系交替活動(dòng)即兩種構(gòu)造體系活動(dòng)痕跡一般反應(yīng)在同一礦體上，這都有可能形成規(guī)模較大的礦體。③結(jié)構(gòu)面的運(yùn)動(dòng)方式對(duì)判斷礦體垂向的延伸也有著十分重要的作用。礦體的垂向側(cè)伏對(duì)于深部找礦意義重大，這主要取決于結(jié)構(gòu)面運(yùn)動(dòng)方式。所以要認(rèn)真研究主成礦期的結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)方式。④構(gòu)造垂向的組合方式也十分重要，依據(jù)垂向構(gòu)造組合可以判別深部礦體的位置，構(gòu)建構(gòu)造體系可以判斷成礦構(gòu)組合方式。⑤成礦后構(gòu)造研究也對(duì)深部找礦有著十分重大的意義：一般我們對(duì)斷礦構(gòu)造研究都很重視，而忽略了對(duì)順礦構(gòu)造的破壞作用。近于相同標(biāo)高見(jiàn)礦零星，一般是由于順礦構(gòu)造的破壞引起的，應(yīng)沿垂向大膽追索，在深部找礦中，推覆體構(gòu)造對(duì)尋找層狀礦體意義十分重大，通過(guò)成礦后構(gòu)造研究擴(kuò)大礦床遠(yuǎn)景的情況十分常見(jiàn)。比如在武夷山貴多金屬礦帶，這條礦帶東西向分布著大量的中生代巖漿巖以及火山巖、次火山巖，并且發(fā)育有著明顯的推覆構(gòu)造。

2.3 成礦作用的標(biāo)志研究

礦體成礦特征研究是成礦規(guī)律研究工作的基本內(nèi)容，那么成礦作用標(biāo)志在深部找礦中應(yīng)用有以下兩點(diǎn)：①區(qū)分標(biāo)志成礦物質(zhì)運(yùn)移的礦物組合和標(biāo)志成礦物質(zhì)沉淀的礦物組合十分重要。一般來(lái)說(shuō)沉淀流體或者熱鹵水流體是在溫度、壓力相對(duì)穩(wěn)定條件下判別成礦條件，所以我們可以根據(jù)酸堿度以及氧化還原條件的標(biāo)志進(jìn)行判斷。一般情況下成礦作用在形成深度類似的環(huán)境下流體作用強(qiáng)度越大，那么成礦的規(guī)模就越來(lái)越大。因此標(biāo)志成礦物質(zhì)轉(zhuǎn)移的礦物質(zhì)組合的空間范圍大小可以指示深部規(guī)模型礦床是否存在。②如何區(qū)分成礦物質(zhì)運(yùn)移蝕變組合以及礦體的空間關(guān)系：一般來(lái)說(shuō)成礦流體運(yùn)移的空間范圍要比成礦物質(zhì)卸載的空間范圍大。在實(shí)際工作中常見(jiàn)兩種情況：①同一成礦階段進(jìn)而形成了顯著的空間分帶，比如說(shuō)斑巖銅礦蝕變分帶。②成礦作用的不同階段不同物理化學(xué)環(huán)境下礦物組合，其在空間上疊加，標(biāo)志沉淀的蝕變帶以及礦體疊加在反應(yīng)運(yùn)移的蝕變體之中。在深部找礦過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)反映流體運(yùn)移的蝕變礦物組合研究十分重要。比如長(zhǎng)江中下游成礦帶，在江西省境內(nèi)主要有瑞銅多金屬礦田，這里主要是古生界為主的褶皺帶受許多中生代中酸性侵入體侵入的地區(qū)。

2.4 要充分估計(jì)到異常地球物理解釋中的復(fù)雜性

簡(jiǎn)單、單一形體、簡(jiǎn)單條件（地形平坦、垂直磁化等）下的物化探定量、半定量（判斷形狀、位置、產(chǎn)狀、延深大小等）反演，其準(zhǔn)確度是比較高的。當(dāng)?shù)V體形態(tài)復(fù)雜、多個(gè)礦體靠近或礦體附近（垂直方向和水平方向）有干擾地質(zhì)體形成的疊加異常、地形復(fù)雜和磁法遇到斜磁化等情況時(shí)，定量、半定量反演的難度大增，其結(jié)果的準(zhǔn)確性也大為降低，甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)誤。

例1云南大紅山鐵礦區(qū)的磁異常是一疊加異常，驗(yàn)證初期對(duì)疊加異常的影響未予足夠重視。推斷礦體埋深約100m，結(jié)果鉆孔打到450m僅見(jiàn)0.53m的薄礦層。深入研究后，將異常分解為3級(jí)，進(jìn)行反演，推斷主礦體埋深達(dá)540m左右，結(jié)果在590m見(jiàn)到厚達(dá)181.5m的主礦體；廣東天堂多金屬礦，早期驗(yàn)證物化探異常時(shí)，因產(chǎn)狀判斷錯(cuò)誤未見(jiàn)礦化；河北相二莊鐵礦，在驗(yàn)證其異常時(shí)，在異常中心布3個(gè)鉆孔均未見(jiàn)礦，后證實(shí)是由于忽視斜磁化影響，推斷礦體平面位置有誤所致。當(dāng)?shù)V體形態(tài)復(fù)雜，但因埋深大導(dǎo)致異常形態(tài)較簡(jiǎn)單時(shí)，推斷失誤的可能性更大。驗(yàn)證安徽安慶銅礦時(shí)，第一個(gè)孔布在異常中心，推斷礦體埋深200m左右，鉆至354m仍在大理巖中。再依據(jù)第一個(gè)鉆井中三分量磁測(cè)矢量交匯點(diǎn)布第二孔，至577m，也全為大理巖。此后地質(zhì)人員在原位向地面巖體露頭方向布斜孔，于382～443m見(jiàn)60m厚的含銅磁鐵礦。但其后許多孔又不見(jiàn)礦。深入研究異常后，發(fā)現(xiàn)礦體在地面的投影呈“鐮刀狀”，按此推斷，才打到主礦體；查證化探異常時(shí)，也可因“異常位移”一時(shí)找不到主礦體，例如四川大陸鄉(xiāng)稀土礦發(fā)現(xiàn)過(guò)程中就遇到這種情況。

3 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，深部找礦之中，常會(huì)遇到各種疑難，如成礦區(qū)段固有的地質(zhì)狀態(tài)偏復(fù)雜，包含物探異常；延伸找礦得來(lái)的結(jié)果，是下側(cè)埋設(shè)著的礦體耗盡，那么是否接續(xù)予以尋找？深部找礦特有的地質(zhì)工作，整合了三維的多重信息。區(qū)域范疇的地質(zhì)狀態(tài)，是找礦依托的根基。查驗(yàn)地質(zhì)條件，包含物探化探涉及的側(cè)重技術(shù)。采納新穎技術(shù)，建構(gòu)地質(zhì)探究的可行路徑。本文就金屬礦床深部找礦中的地質(zhì)探究基礎(chǔ)工作分為三個(gè)方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，它是深部找礦三要素中首要因素，它在成礦中主要突出與成礦地質(zhì)作用、礦田構(gòu)造、成礦作用標(biāo)志這三方面的研究。這些研究對(duì)在金屬礦床深部找礦中研究起著基礎(chǔ)的作用，這同樣對(duì)日益發(fā)展的礦床深部找礦探索起著一定的指導(dǎo)作用，從而更好的促進(jìn)礦產(chǎn)事業(yè)的良好發(fā)展。

[1]韓吟文，馬振動(dòng).地球化學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，2008：119～138.

[2]李人澍.成礦系統(tǒng)分析的理論與實(shí)踐[M].北京：地質(zhì)出版社，2009：19～20.

[3]張德全，李大新，趙一鳴，等.紫金山銅金礦床蝕變和礦化分帶[M].北京地質(zhì)出版社，2009.

戴明，男，高級(jí)工程師，大學(xué)本科，主要從事工程地質(zhì)工作。

P618.51

A

1004-7344（2016）02-0161-02

2015-12-30

邱方玉，女，工程師，大學(xué)本科，主要從事地質(zhì)找礦工作。