復雜地質環境下的礦床地質特征及找礦預測

郭建新，劉會平

（河南省地礦局第二地質勘查院，河南 鄭州 450000）

復雜地質環境下的礦床地質特征和找礦預測研究是區域成礦學領域的一個重要課題，也是礦床學研究領域的一個重點方向[1]。這是一門理論與實際相結合的科學，必須從理論和實踐相結合來研究礦床特征。因此，只有注重理論知識的不斷更新和礦床生產實踐的檢驗，才能使復雜地質環境下的礦床地質特征和找礦預測研究真正成為多金屬礦床找礦、預測的戰略指導。

對復雜地質環境下的成礦預測方法研究在我國起步比較晚。20世紀70年代以來，在引進國外一些多金屬礦床成礦規律和預測理論方法的基礎上，我國在多金屬礦床地質特征和找礦預測方面取得了長足的發展，形成了獨特的成礦預測理論體系[2]。20世紀初期，蘇聯、美國和澳大利亞等國家對礦床的地質特征和找礦預測進行了深入的研究，作出了許多開創性的貢獻。蘇聯學者于1919年采用重磁-綜合性地球物理方法測定了庫爾斯克磁的異常范圍，取得了非常好的效果。1950年，蘇聯在列寧格勒全蘇維埃地質學研究所建立了礦化規律研究機構，1971年出版了全蘇維埃地質學1:250萬地圖。從20世紀50年代開始，哈薩克斯坦科學院院士就提倡編制礦床遠景成礦規律圖。成礦預測理論與方法隨著礦產資源預測的發展而不斷完善與提高。

1 復雜地質環境下的礦床地質特征

1.1 礦床氧化帶特征

根據對復雜地質環境下礦床進行物相分析，結果顯示出礦床存在的氧化作用非常強烈，礦床氧化帶整體分布非常廣泛且厚大。礦床氧化帶的界面主要發生在礦區內部的地下潛水面以下的100m～200m之間，通常設定潛水面的平均標高為1801.5m，礦床氧化帶界面較平，從上到北方向逐漸升高。23-2號線的礦床氧化帶界面的標高一般在1600m～1650m之間，10-34號線的礦床氧化帶界面的標高在1660m～1760m之間，42-74號線的礦床氧化帶界面的標高大約在1770m～1970m之間。在礦床氧化帶界面中，斜核低于翼面，礦床氧化帶界面相對平緩起伏，總體來看比較平緩；其上界面一般呈90×10-2～95×10-2的氧化區，其氧化速率為85×10-2～95×10-2；下界面一般呈10×10-2～30×10-2的混合區，其氧化速率為10×10-2～30×10-2的混合區厚度為50m～58m之間；復雜地質環境下的礦體內原生、混合礦體劃分非常困難，邊界基本難以確定。

礦床氧化帶的發育與復雜地質環境的礦體位置有很大關系，包括復雜地質的地形特征、巖石性質礦床構造特征以及地下水位等因素，盆地地形、洞穴發育區、向斜的斜端均有比較發育的礦床氧化帶。例如，向斜的斜端，在礦段南部23～2號線之間。圍巖-溶隙非常發育，巖石結構破碎，溶洞非常多。所以礦床氧化帶的厚度較大，礦石氧化深度一般在250m～300m之間，且都是深埋。

礦床的氧化帶在穩定的水位偏下100m～200m。氧化帶的實際深度與現代地下水位的穩定性沒有太大的關系，而與歷史上地下水位穩定性的動態變化是密切相關的。礦區氧化界面與地表線、潛水面及隔水層界面關系如圖1所示。

復雜地質環境下的礦床中，第Ⅱ、Ⅲ礦帶的礦體都位于氧化帶界面以上，屬于氧化性礦石。I-2PB礦帶的I-2PB礦體位于氧化帶界面附近，只有一部分位于氧化帶界面以上，是一種氧化性礦床，少部分位于氧化帶界面以下，礦石的氧化速率一般在10×10-2～30×10-2（礦石的硫鉛比在71×10-2～90×10-2）之間，屬于混合型礦床，礦區內原生硫化礦極少。氧化性礦石通常呈黃褐色，肉眼可見的疏松破碎狀，主要表現為土質、粉質或者蜂窩狀，只有極少數為塊狀。菱鐵礦主要氧化為褐鐵礦，方鉛礦主要氧化為鉛和方鉛礦。大部分混合物保留了原礦床的結構，呈淡黃色或者雜色，并呈現出浸染狀、棱角狀、結節狀及帶狀。其中方鉛礦和菱鐵礦為主要礦石礦物，黃鐵礦、褐鐵礦和方鉛礦含量明顯下降，呈交代殘留結構。

圖1 礦區氧化界面與地表線、潛水面及隔水層界面關系

1.2 礦床構造特征

礦床構造運動在復雜地質環境下經歷了三個階段。三個階段的運動軌跡相互干擾，相互制約，形成了一系列形狀復雜、軸向變化以及不同尺度的褶皺構造和斷層構造。

礦床一期以近南北方向的褶皺為主要地質特征，是構成贊皇隆起主構造格架的線狀褶皺。復雜地質環境下的礦區主要表現為斜向型，礦區褶皺第一階段是斜向型二次褶皺。主要有：上逆背斜、西逆背斜、向斜以及逆背斜。其走向多為340°～350°之間，大多數都屬于“緩斜型褶皺”，向斜是這一時期的主要地質構造。

礦床二期是建立在礦床一期基礎上的褶皺，軸線呈東西走向。在礦床二期由于褶皺作用形成了礦區的主要構造—環狀斜面。二次構造的作用使礦區礦帶呈北東-北西-南北-北北東月形分布。礦床二期的構造為復雜地質環境下礦區南端的褶皺系、北端的西丘褶皺系及通化褶皺系。礦井內東面山梁上的一系列褶皺也是礦床二期構造的產物。

礦床三期構造特征是與地層走向斜交的開放式褶皺。兩個礦段交界處的第一期褶皺相互傾斜。礦區回采巷道內礦層及其圍巖沿走向存在明顯的起伏褶皺。采場縱剖面圖中，由于這一時期的褶皺作用，造成了地層分段邊界和礦層彎曲起伏。出現層位劃分，礦層彎曲，下傾的現象；礦床三期褶皺鉸鏈的方向在東北方向大約是20°～30°，軸面基本垂直。該時期褶皺的強度和幅度雖不如前兩個成礦時期，但因與礦物質的密切關系而受到重視。在此期間，由于地質構造作用的影響，礦床發生波動，在波動轉折處明顯增厚。

2 復雜地質環境下的礦床找礦預測

復雜地質環境下礦床的找礦預測是一個具有很強探索性和實用性的系統工程。在地質研究的基礎上和相關成礦理論的指導下，對復雜地質環境的礦床地質特征進行了詳細的分析，并利用相應的技術方法和手段進行了驗證，從而提高了找礦預測的科學性和準確性。在現代找礦中，復雜地質環境條件下，尋找埋藏大、難以識別的礦床具有重大的理論意義和應用價值。

復雜地質環境下的多金屬礦在對成礦特征研究的基礎上，結合復雜地質環境下礦床地質特征，通過礦床工程驗證，重新認識和總結了復雜地質環境下的成礦規律，拓展了找礦預測的驗證過程。礦床的發現，對其它礦段的找礦工作具有一定的指導意義。

礦床找礦預測步驟如下：

步驟1：在礦區范圍內選擇巖體和地質構造分布有利的成礦地區；

步驟2：確定地表多金屬的成礦預測直接標志；

步驟3：異常礦帶中出現局部異常的區域可以直接進行找礦；

步驟4：圍繞成礦中心尋找多金屬礦床；

步驟5：在成礦中心附近確定褶皺構造發生的位置，為礦床中的礦物質提供了賦存空間；

步驟6：在找礦靶區內采用高精磁法來測量，出現正磁異常的成礦地帶，說明存在磁性地質體，結合高精磁法的測量結果，幫助了復雜地質環境下的礦床找礦預測。

從理論研究層面上講，這些勘探判據在礦床預測區出現的次數越多，越有可能發現一個礦床或一個隱伏礦體。預測準則不一定是在一個區域內同時出現的，但是它不會影響到一個區域內實際的找礦預測。只有掌握了主要的找礦信息，才能對找礦預測區作出準確的評價。

3 結束語

本文提出了復雜地質環境下的礦床地質特征及找礦預測，在礦床氧化帶特征和礦床構造特征兩個方面，研究了復雜地質環境下的礦床地質特征，結合礦床的找礦預測研究，實現了本文的研究，從而降低了礦產資源的開采難度。