榮祥鋁鐵礦山成礦地質(zhì)背景與勘查技術(shù)應(yīng)用探究

王春海，鄧 虎，丁 丁

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局一總隊(duì)，貴州 貴陽 551400 )

1 區(qū)域地質(zhì)背景

（1）大地構(gòu)造位置。從大地構(gòu)造位置上來說，老黑山鋁土礦礦區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ）黔北臺(tái)隆（Ⅱ）遵義斷拱（Ⅲ）貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)（Ⅳ）西段。

圖1 榮祥鋁鐵礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖

（2）區(qū)域地層。在區(qū)域地質(zhì)上出露地層由新到老有：第四系（Q），三疊系下統(tǒng)大冶組（T1d）；二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）、峨眉山玄武巖組（P3β），中統(tǒng)茅口組（P2m）等地層。除缺失奧陶紀(jì)、志留紀(jì)、侏羅紀(jì)沉積外，其余均有沉積，其中以三疊系和二疊系地層分布最廣，發(fā)育最好[1,2]。

寒武系白云巖為區(qū)域內(nèi)鋁土礦底板的主要基巖，分布較廣；泥盆系至三疊系為灰?guī)r夾粉砂巖、粘土巖和白云巖；早侏羅系為陸相砂頁巖、礫巖和泥砂質(zhì)沉積[3]。

區(qū)域鋁土礦賦礦地層為石炭系下統(tǒng)九架爐組。

（3）區(qū)域構(gòu)造。榮祥鋁鐵礦山屬貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)是遵義斷拱南部邊緣地帶的一個(gè)四級(jí)構(gòu)造單元，區(qū)域構(gòu)造線以北東或北北東向?yàn)橹黧w，表現(xiàn)為緊密不對(duì)稱褶皺及規(guī)模較大的正斷層礦，一般斷裂多呈北東及北北東向沿褶皺翼部分布。礦區(qū)位于大威嶺背斜北西翼，黃泥田斷裂中段北側(cè)[4]。

（4）區(qū)域地質(zhì)發(fā)展簡(jiǎn)史。寒武紀(jì)末期（距今約5億年），由于加里東構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，本區(qū)上升成陸，形成“黔中隆起”。中部缺失奧陶紀(jì)、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)的沉積，說明隆起區(qū)經(jīng)受了1.8億年之久的風(fēng)化剝蝕，致使被夷平為準(zhǔn)平原化地形，其上廣泛發(fā)育著含Al、 Fe、 Ti等較穩(wěn)定組份的鈣紅土風(fēng)化殼物質(zhì)。爾后，在距今約3.2億年的早石炭世大塘期，廣泛海侵，使得隆起南緣的較大區(qū)域形成一個(gè)有障壁（廣順小島）的、環(huán)境相對(duì)較穩(wěn)定的陸表水盆地。伴隨著海進(jìn)階段，使準(zhǔn)平原區(qū)形成的“鋁質(zhì)初步聚集”的風(fēng)化殼物質(zhì)廣泛“活化”，就地或涌入盆地，重新分配，在合適的物理化學(xué)條件下聚集形成了今日的鋁土礦。造就早石炭世大塘期特殊巖相古地理。

2 鋁土礦礦床分布規(guī)律

根據(jù)黔中鋁土礦床的礦石工業(yè)類型和沉積組合特征，黔中鋁土礦帶由南到北大致可分成四個(gè)含礦亞帶：①高硫低鐵鋁土礦亞帶；②低硫低鐵鋁土礦亞帶；③低硫高鐵鋁土礦亞帶；④低硫低鐵鋁土礦亞帶。

區(qū)域上從礦體特征和厚度來看，由南往北呈層狀—似層狀—透鏡狀的變化趨勢(shì)，礦體厚度也反映出南厚(4m～5m)，北薄(1.5m～2.0m)的漸變關(guān)系。礦區(qū)在空間分布上，位處黔中鋁土礦帶中的高硫低鐵鋁土礦亞帶，礦石質(zhì)量較好，礦體厚度中等。含礦系在垂向上由下而上具有鐵→鋁的沉積序列，一般是含鐵粘土巖→赤鐵礦→硫鐵礦→粘土巖或鋁土巖→致密狀鋁土礦→土狀鋁土礦→碎屑狀鋁土礦→鋁土巖或粘土巖（含黃鐵礦）。鋁土礦分布在鋁礦系中部。礦體中組分含量具有：垂向上中間富、上下貧，平面上中部富、邊緣貧的分布規(guī)律。

表1 Ⅰ號(hào)礦體厚度變化頻率表

表2 Ⅰ號(hào)礦體參數(shù)極值一覽表

3 礦體特征

根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)資料分析，將礦區(qū)內(nèi)劃分為4個(gè)不同的礦體，其中Ⅲ號(hào)礦體較小、Ⅳ號(hào)礦體現(xiàn)已采空。故Ⅰ、Ⅶ號(hào)礦體為本次工作的資源儲(chǔ)量估算對(duì)象，Ⅰ礦體為本區(qū)主礦體，查明資源儲(chǔ)量占總資源儲(chǔ)量的67.8%。現(xiàn)將礦區(qū)內(nèi)Ⅰ號(hào)主要鋁土礦體特征分述如下。

（1）形態(tài)規(guī)模。主要分布在榮祥礦區(qū)的西部，范圍在31至59號(hào)勘探線間。礦體長(zhǎng)720m，寬660m。礦體的平面形態(tài)因受基底古地形制約，而呈不規(guī)則狀，邊緣參差不齊。局部形成“港灣”，內(nèi)部出現(xiàn)2個(gè)“無礦天窗”。整體平面形態(tài)簡(jiǎn)單，屬形態(tài)較簡(jiǎn)單類型；礦體在剖面上呈似層狀，形狀較規(guī)則。但有膨脹、收縮現(xiàn)象，底板局部起伏變化較大。

（2）礦體產(chǎn)狀。礦體順層產(chǎn)出，產(chǎn)狀與地層一致。礦體傾向北西～北北西，傾角多在14°～22°左右，平均17°。

（3）礦體厚度。厚度最小為0.97m，最大為16.01m，平均為4.72m，在分布上具明顯的規(guī)律性。厚度及其頻率變動(dòng)范圍較寬，但有一定集中值，1.0～4.0所占比例超過60%。如圖1所示，某一厚度等級(jí)常分布在一定地段內(nèi)，說明厚度相對(duì)連續(xù)。計(jì)算其相鄰工程厚度比大于三倍率為9.6%；厚度變化系數(shù)為96.8%。屬不穩(wěn)定變化范圍。

（4）礦石品位(Al2O3)。最低為40.27%，最高為71.77%，平均為58.40%，品位變化系數(shù)為9.0，Ⅰ號(hào)礦體礦石品位參數(shù)極值如表2所示。結(jié)合本表格與厚度變化規(guī)律，說明該礦體品位變化較均勻。

4 勘查方法應(yīng)用探究

4.1 礦床勘查類型

根據(jù)地質(zhì)工作成果資料，依據(jù)現(xiàn)行《鋁土礦、冶鎂菱礦地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T 0202-2002），從礦體規(guī)模大小、礦體形態(tài)復(fù)雜程度、礦體厚度穩(wěn)定程度、礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及構(gòu)造影響程度共五個(gè)主要地質(zhì)因素來確定礦床勘查類型。

①礦體規(guī)模與大小：根據(jù)礦體特征所述：本區(qū)屬沉積型鋁土礦，礦區(qū)范圍內(nèi)礦體較連續(xù)，形態(tài)不規(guī)則，各礦體平均長(zhǎng)度約1100m、平均寬度434m，屬中型礦床。按沉積型鋁土礦礦床劃分標(biāo)準(zhǔn)及類型表（《規(guī)范》表F.1）其類型系數(shù)為0.4。②礦體形態(tài)復(fù)雜程度：礦體形態(tài)為層狀、似層狀，總體而言礦體連續(xù)性較好，平面形態(tài)不規(guī)則，礦體平面形態(tài)彎曲，無礦區(qū)呈港灣狀深入礦體內(nèi)部，主礦體內(nèi)部圈出4個(gè)無礦天窗，形態(tài)的復(fù)雜程度為中等，其類型系數(shù)為0.4。③礦體厚度穩(wěn)定程度：根據(jù)以往地質(zhì)工作已施工工程揭露情況來看，礦體的厚度變化系數(shù)96.8%，厚度穩(wěn)定程度為不穩(wěn)定，其類型系數(shù)為0.3。④礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度：根據(jù)以往地質(zhì)工作成果，礦體內(nèi)部較多夾石，平面上主礦體內(nèi)部圈出4個(gè)無礦天窗，礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度屬復(fù)雜，其類型系數(shù)為0.2。⑤構(gòu)造復(fù)雜程度：礦體呈單斜產(chǎn)出，傾角較平緩，斷層發(fā)育，將礦體切割成斷塊狀，礦體遭受較大破壞，類型系數(shù)為0.2。

綜合上述5個(gè)主要地質(zhì)因素，其類型系數(shù)之和為1.5。因此，本區(qū)為沉積型鋁土礦，礦床勘查類型為III類型。

4.2 勘探工程布置原則及工程間距

礦床勘查類型為III類，勘探線按垂直礦體總體走向布設(shè)，工程施工遵循由已知到未知、由稀到密、由淺入深的原則，在原有工程控制的基礎(chǔ)上，在礦區(qū)布置各項(xiàng)探礦工程。以50m×50m工程間距探求（331）基礎(chǔ)儲(chǔ)量（部分地段為菱形網(wǎng)）；以100×100m的基本勘查工程間距探求（332）基礎(chǔ)儲(chǔ)量，200×200m的勘查工程間距探求（333）資源量。

4.3 勘查方法應(yīng)用

根據(jù)對(duì)勘查區(qū)鋁土礦的礦體特征、礦床勘查類型選擇行之有效的勘查技術(shù)手段及合理的工程布設(shè)，擬選用主要勘查技術(shù)手段有：①控制測(cè)量、地形測(cè)量、特殊地質(zhì)構(gòu)造點(diǎn)以及探槽、鉆孔的工程點(diǎn)測(cè)量；②地質(zhì)測(cè)量、實(shí)測(cè)地層剖面及勘探線剖面測(cè)量；③水文、工程、環(huán)境地質(zhì)工作；④地表槽探加密揭露；⑤深部鉆探工程施工驗(yàn)證；⑥采樣、化驗(yàn)、測(cè)試、鑒定等。從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、快速評(píng)價(jià)資源儲(chǔ)量的目的。

根據(jù)礦體產(chǎn)狀平緩的特點(diǎn)，地表礦系露頭主要采用槽、井揭露，局部槽、井施工困難地段，以淺鉆代替槽、井施工；深部用機(jī)械巖心鉆探直孔控制，以圈定深部礦體和探索地質(zhì)構(gòu)造情況。根據(jù)礦體產(chǎn)狀、平面形態(tài)及以往地質(zhì)成果綜合考慮，勘探線方向定為145°←→325°。

5 結(jié)語

綜上所述，本文通過榮祥鋁鐵礦山對(duì)礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)成礦背景以、巖相古地理特征，結(jié)合本區(qū)礦體地質(zhì)特征等方面因素，對(duì)該區(qū)勘查技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析研究，選用適合本礦區(qū)的勘查技術(shù)，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、有效的獲取礦山的資源儲(chǔ)量，為下一步的生產(chǎn)規(guī)模、實(shí)施生產(chǎn)擴(kuò)能提供了理論支持。