礦山構造特征及深部找礦方向研究

盛 夏

（江西省地質礦產勘查開發局贛東北大隊，江西 上饒 334000）

我國是礦產資源豐富的國家，南嶺地區是礦產密集區之一，含有較多礦床。礦體開發是一個較為復雜的過程，開采不合理對周圍的環境及經濟會造成很大影響[1]。研究礦山的整體構造特征，結合科學的技術對找礦工作預測具有重大的意義。礦床具有蝕變礦的獨特作用，作用從中心向外擴展，主要是受硫化物的控制[2]。礦山的地質斷裂受多個礦體的疊加作用影響，礦山地質形成不均勻沉降[3]。巖石在變質過程中會形成多個劈理結構，與礦山的褶皺與斷層存在一定的關系，相同的礦物在不同的地質環境中表現出的特性也不相同[4]。探究礦山的巖體活動是勘探礦產深部資源的重要組成部分[5]。礦體具有獨特的物理屬性，導致礦石出現膨脹、收縮的現象。根據以往調查結果可知，在礦石成分中鉛的比例約占0.5%～0.7%，比鋅的含量較少，鋅在礦體中所占含量比例約是鉛的1.56倍。現階段，我國的冶金工業發展迅速，對金屬礦產資源的需求較大。但是，礦產資源有限，有些礦產資源過度開采導致資源減少，礦山的危機也越來越多。因此，提出了礦山構造特征及找礦方向的研究。

1 礦山構造特征研究

1.1 礦山地層特征

礦山的地層發育較為全面，以古生代地層發育的特征為主，關于區域礦山地質的調查結果顯示，礦區內具有出露地層以及新生界地層。大多數礦山的地層由多個地層單元組成，分布于各個斷裂帶內的山體凸起處。

地層單元的巖體組特性均不相同，巖群大多出露為山區，在覆蓋層地區下分布較廣泛。地層單元出露分布呈NW趨勢，呈帶狀斷續分布，分布中經歷區域的變質出現疊加現象。

巖石地層組合一般分為2段，一段是巖體中黑云母含量占據較少，石榴石含量占據較多的石英巖；另一段是巖石中含有磁鐵石英巖，以石榴黑云石英巖為主的石英巖體，其礦物顆粒較精細，厚度略厚。地層包括多種冠組的形式，其中以山草峪組分布的面積最大。山草峪組主要位于新泰市山草峪一帶，靠近章丘區域的西麥腰村，地層的總體走向呈現NW狀以及EW狀，在山東省西部各地區發育的程度存在較大差異。

巖群地層發育呈斜長角分布，原巖建造的基性以超基性建造為主，部分特殊原巖中含有較多變質碎屑、熔巖活動產生的雜物等組合，多數呈現酸性變質礫巖屬性。礦產地層中還含有少量的BIF鐵礦，是部分礦產的特性。靠近斷裂帶一側的地層發育中，含有未變質的碎屑巖，即碳酸鹽巖。

1.2 礦區整體構造特征

礦區整體的地區構造演化經歷了長期的地質構造運動，整體的發育形式較多，呈現面狀、線狀的構造變化。對礦區區域構造整體的分布特征進行了如下研究。

礦山的斷裂具有一定的規律性，主要以基底突出的部位為核心部分，呈現兩種斷裂形式。放射狀斷裂是主要的斷裂方式，以礦山基底的褶皺為主，新生代斷裂分布廣泛。礦區基底的褶皺構造按照巖群的不同而不同，呈現倒轉背斜方式的褶皺斷裂較多，多數分布于大山一帶，面積約為35km。山群的變質巖形成了一系列的褶皺，局部向斜存在變化趨勢。地層形成的向斜，多數發育在含煤系的盆地中。礦區的整體構造從南向北發生改變，斷裂走向逐漸發展為NNW形式，大多數為基底巖系。斷裂活動產生的盆地，對巖漿活動的頻率起了較多的控制作用。礦山山體斷裂不發育，與NW向斷裂存在一定的關系。多數礦體的斷裂長度變化范圍在50km～170km之間，其斷裂具有重要的地質意義。斷裂帶分為主干斷裂與多次生斷裂組成，貫穿整個礦區，在我國南部地區呈收斂狀態，在北部地區呈發散狀態，構成全新的礦產格局。礦體構造的變化與地殼變動也存在一定的關系，以差異性沉降作用為主，在礦體斷裂處地質災害較多。

1.3 礦體類型與分布位置特征

礦體的類型存在多樣性，受位置、形態等影響，礦體的類型也大不相同。通常情況下，礦床的礦體類型多數為貫入型礦體，此類型礦體存在的規模較大，其中主要含有銅、鎳等金屬，分別占據礦床金屬儲量的52%、60%。貫入型礦體多數位于巖體的中下部，整體形態呈現透鏡狀。巖漿熔離礦體類型在礦體中占據的比例也較多，銅、鎳元素分別占據33.1%、35.4%，與巖漿的上下盤接觸，分布于巖體上部，呈現脈狀分布。礦體中的礦石結構構造形態各異，包括星點狀、斑點狀等。礦石的劃分還可以通過其品位的不同劃分，分為貧礦、富礦以及特級富礦。

貧礦石在礦體中分布的數量較多，呈現黑色及黑灰色。貧礦石是金屬硫化物的結合形式，分布于礦物顆粒及裂縫之間。富礦石是整個礦區中最重要的礦體類型，為透鏡狀，發育在巖體下部及橄欖巖中，主要是巖漿熔離作用形成。巖漿的冷凝速度較慢，通過熔離作用產出的礦石就是富礦石。富礦石中黃銅礦、鎳黃鐵礦含量居多，集合構成海綿狀結構。

礦體的整體形狀不規律，尤其是鉛礦，晶體顏色及形態都存在一定的差異，分布的位置也大不相同，多數分布在脈石礦物裂隙中，少數與鋅礦直線相連。黃銅礦礦體分布較多，顆粒較精細，集中分布在矽卡巖礦物中，呈現聚集粒狀分布，少數黃銅礦被鋅礦包含。礦體分布具有不均勻性，分布地表復雜的巖脈，接觸面積較大，礦源中含有的化學物質成分較多。礦體類型中較少的是稀有金屬礦，成礦特征受巖漿酸度性質的變化而變化。

1.4 礦山地球物理特征

礦山中的巖石密度變化具有一定的規律性，平均密度為2.54＊103kg/m3。其中，沉積巖與變質巖兩種類型巖石的平均密度相差約0.01～0.02，從密度來說，對于區分巖石的類型具有一定的難度。酸性巖石的密度之間存在較小的差異，約為0～0.25＊103kg/m3。重力場的梯級帶之間向北遞增變化，在北面的斷裂盆地中，受巖石圈斷裂帶的影響，巖體在構造運動中活動頻繁。巖石中的弱磁性較多，磁化率較高，尤其在花崗斑巖中表現突出。在銅礦石中，矽卡巖的磁化強度較高于其他巖體，屬于強磁性礦石。在礦山中，巖體的磁性正負交替，走向呈現北東向發展，在北東向的線性磁性較明顯。礦區內的磁場發生波動時，磁性異常分布較密集，與隱伏巖體有關。隨著礦山地層密度的減小，巖體密度的常見值逐漸接近于標準值。地層密度較地殼表層密度低，進而導致礦山重力降低。在奧陶系地層中巖石之間隨著種類不同，密度之間的差異相差不大，但是，在石炭系中密度值差異較大，主要是受礫巖密度的影響。

1.5 巖漿巖地球化學特征

礦山的元素分布較多，以銅、銀、鋅等金屬元素為主，此類元素大多數聚集在江西的北部地區，南部地區以鉑、錳、鎳為主，地球化學特征明顯。

巖漿活動起到了一定的制約作用，導致鉑元素的含量較低，與花崗巖接觸帶相結合，受到巖體侵入，導致斷裂構造發生改變。鋅元素異常大多數受凹陷地質環境的影響，疊加于銅元素異常基礎上。從酸性角度分析，巖類的巖漿分異程度較高，平均值基本上都大于1，由此可知，巖石屬于高堿性系列。在巖石的微量元素中，W、Bi的含量是花崗巖含量的1.52倍，受成礦條件的影響，含量的比例逐漸升高。

2 礦山深部找礦方向研究

礦產預測類型根據區域礦山構造特征為基礎進行相應的找礦預測。礦床的成因受地質類型與自然環境的影響，本文對礦山深部找礦方向的類型預測如表1所示。

表1 礦山深部找礦類型預測

根據表1可知，成礦類型主要分為4種，每種類型對應的成礦元素直接影響了成礦類型，成礦區域中含有各種各樣的地質單元，成礦地質條件在背景上具有一定的差異性。本文研究分析，成礦單元分為Ⅰ級找礦次級單元、Ⅱ級礦產分布省市、Ⅲ級礦床成礦地帶、Ⅳ級礦化集中區、Ⅴ級礦田區。

鐵礦找礦方向分為就地找礦、從深部盲區找礦、沿礦山邊緣摸底找礦幾種方向。礦山深部找礦對于找礦技術及理論的要求較高，在找礦過程中發現盲礦體對于礦山資源的儲量具有重要意義。本文研究的找礦方向預測依據礦帶的分布特征，采用1:30萬的比例尺磁測圖，根據地面重力的相關測量資料，收集礦區內礦體與巖石的信息。巖群中的鐵礦體具有一定的相似性，巖體中含礦物質的遷移，是生產出鐵礦的必要條件，其中氧化鈣、氧化鎂的成分較高，是主要的成礦圍巖。

3 結束語

本文通過對礦山的構造特征進行研究分析，了解到了礦山的地層特征、礦區整體構造特征、礦體類型與分布位置特征、礦山地球物理特征、巖漿巖地球化學特征。根據上述構造特征，結合相應的找礦技術與方法，對我國礦產的找礦方向進行了預測。本文提出的找礦方向預測在一定程度上精準度較低，在未來的研究中，應著重研究礦山的沉降現象對找礦方向的影響。