翟利俊 鄧蘇龍 付斌 潘振寧 李偉


摘 要:利用其積累的豐富的探礦工程數據與采礦工程數據,總結了13號脈各工程品位與厚度的變化規律;根據礦床地質特征,解釋了品位與厚度變化規律原因;結合目前礦田內找礦與采礦實際,提出了品位與厚度變化規律的實踐應用。研究結果表明,哈達門溝金礦田品位變化規律為,品位局部穩定,隨機突變,不均勻、不連續變化;厚度整體穩定,隨機漸變,均勻連續變化;品位變化與厚度變化不具有相關性。造成品位與厚度如此變化規律的原因為,兩期成巖,一期成礦,二者共同造成了這個結果。
關鍵詞:金品位;礦體厚度;變化規律;哈達門溝金礦田
Change Regulation of Ore Body Grade and Thickness
in Inner Mongolia Hadamengou Gold?? Ore Field
Zhai Lijun Deng Sulong Fu Bin Pan Zhenning Li Wei
(Xinda Gold Mining Limited Liability Company,Baotao,Inner Mongolia 014060)
Abstract:Based on the rich data of exploration engineering and mining engineering,the change regulation of grade and thickness of No.13 vein project is summarized in the paper.According to the geological characteristics of the mineral deposit,the change regulation of grade and thickness is explained and its practical application is put forward on the basis of the current prospecting and mining practice in the ore field.The research results show that the change regulation of gold grade in Hadamengou gold ore field is that the gold grade is locally stable,random sudden change,uneven and discontinuous;the ore body thickness is stable overall,and gradual changing randomly,evenly and continuously;there is no correlation between grade change and thickness change.The change of them is caused by two stages of diagenesis and one stage of mineralization.
Key words:grade;ore body thickness;change regulation; the Hadamengou gold ore feiled
金礦體的品位與厚度是一個金礦床的生命線,也是衡量礦體質量和形態規模的重要指標,可以決定一個勘探單位的找礦投入,或者一個礦山企業的開采生產活動。既然品位與厚度對于探礦與采礦這么重要,就要尋找其變化規律,并且加以利用,為探礦與采礦服務。特別是,金礦開采到中期,一部分高品位礦(富礦)、品位中等而厚度大的礦(易采礦)均已開采完畢,而在礦山資源儲量儲備不足的情況下,就需要研究已經開采結束的礦體,研究其品位與厚度變化規律,為深部找礦,礦體在走向上的側向找礦,及無礦段再利用提供地質依據,達到探礦增儲,增加礦山服務年限的目的。
哈達門溝金礦田就是如此,礦床的開采始于二十世紀八十年代末,[1-3]對于該金礦田的研究,不同的學者、專家,使用了不同的方法、不同的手段,研究者的足跡踏遍了整個礦田,研究程度相當高。[4-15]鑒于此,我們從礦山生產實踐得來的品位、厚度數據著手,研究變化規律,以期有所發展,為礦山企業增加資源儲備以及礦山開采提出建議意見。
1 礦床地質情況
哈達門溝金礦田金礦化體構成的金礦脈較多,已探明礦脈50條左右,走向近東西向、北西-東南向,少數北東-西南向(圖1),盡管礦脈走向不同,由于形成大地構造背景相同,成礦條件及礦床成因一樣,表現為礦化體組成類型相同,礦石成分一致,品位與厚度規律變化一致,因此把哈達門溝金礦床、柳壩溝金礦床以及烏拉山金礦床,三個擁有眾多礦脈的礦床歸結為一個礦田。組成礦脈的金礦化體是由原生石英脈,原生鉀長石脈,片麻巖發生了金礦化及蝕變所成,由此可知,像13號脈等礦脈,都是由石英脈型礦化體,鉀長石脈型礦化體,鉀硅化蝕變巖(原巖已分辨不清),鉀硅化蝕變片麻巖組成,四種類型礦化體相互轉化、過渡,并且石英脈型礦化體位于礦體中部,呈現透鏡體樣式,時有時無;兩側為鉀長石脈型礦化體斷續出露,不連續;礦化蝕變強烈之處,石英脈與鉀長石脈原來晶形不復存在,成為它形結構,和原巖一起,成為鉀硅化蝕變巖;最后一類,是一個斷裂構造,礦化蝕變了構造兩側片麻巖,當金品位達到工業指標時,鉀硅化蝕變片麻巖也可開采利用,而礦田內礦脈沿走向上的尖滅,往往就是一個蝕變礦化構造帶,無石英脈、鉀長石脈,鉀化硅化相對較弱。對應的,礦石成分類型為石英脈型礦石,鉀長石脈型礦石,鉀硅化蝕變巖型礦石,以及鉀硅化蝕變片麻巖型礦石。有石英細脈、硅化強烈的礦石,金屬礦化也強烈,有黃鐵礦化,黃銅礦化,并且呈現細粒它形結構,一般金品位最高;鉀硅化蝕變巖型礦石,如果金屬礦化強烈,金品位也是相對高的,相同條件下,后者金品位略低于前者;鉀長石脈型礦石,有的靠近礦體內側金品位較高,而外側鉀長石晶形較好,鮮肉紅色,品位就特別低了,總體上金品位低于前兩者;而鉀硅化蝕變片麻巖型礦石,金屬礦化弱一些,金品位相對最低。在厚度方面,地表露頭表現出石英脈型礦化體,鉀長石脈型礦化體,厚度相對大一些,1m到10m左右,而蝕變片麻巖型礦化的體厚度相對較小一些,10cm到1m左右。
礦脈的深部情況是,像13號脈等主要礦脈,已經開采垂深1000m左右。在采礦過程中,積累了大量采礦工程品位厚度數據,結合探礦工程數據,分析數據變化,總結規律。
2 礦體品位厚度變化及規律
為了更好地統計品位厚度數值的變化,選取13號脈已經開采過的礦體,礦體走向上從116勘探線到167勘探線之間,也就是橫坐標表示礦體走向上的距離;標高從538m到1058m之間,即縱坐標為實際標高,收集了近400個工程所控制的礦體品位及厚度。
通過觀察,品位是突變的,不連續變化的。在礦體走向上,相隔相同距離,有的品位變高,有的品位變低,并且是無方向性,隨機的;有的工程控制礦體品位是1g/T左右,而相鄰工程控制的礦體品位一下子上升到了10g/T左右;而某個高品位的旁邊,可能就有相當低的品位出現。在縱向上,沿著礦體標高方向,也是如此,品位呈現出突變、不連續變化的情況。當然,幾個工程品位相近,而又連續出現,這種情況也是有的。總之,品位變化規律為不均勻、不連續變化,隨機突變,巨增巨減時有發生,局部穩定。
厚度變化情況與品位變化有所不同了,不會巨增巨減,是連續變化的,漸變過渡的。相鄰工程控制的礦體厚度,總是相近的。在沿著礦體標高方向,有的工程控制礦體的厚度變大了,有的工程控制的厚度變小了,盡管是隨機變化的,但是變化是連續的,漸變的。很少有這種情況,某個工程控制的礦體厚度為1m左右,而相鄰工程控制的礦體厚度為10m左右的,通常情況下,其相鄰工程控制的厚度為2到3m,或者0.8m左右。簡言之,厚度變化規律為隨機漸變,連續均勻變化。
從品位厚度分布圖可以看出,品位變化與厚度變化,二者變化趨勢不可確定,兩者之間不具有相關性。品位增加時,厚度可能減小,也可能增加;品位減小時,厚度同樣可能減小,也可能增加。反之同樣,厚度變大時,品位可能變大,也可能變小;厚度變小時,品位同樣可能變小,也可能變大。
作為重型山地探礦工程—鉆孔,其控制的礦體厚度品位變化與實際礦體開采結果,存在不一致性。ZK123-3,ZK147-4,ZK155-6等鉆孔控制的礦體,經過開采以后,相鄰穿脈所獲得的礦體品位與厚度都要比鉆孔的高;ZK139-6,ZK143-6控制的礦體,比實際開采的穿脈所得的礦體品位高,而厚度變小;ZK131-4等鉆孔所獲礦體厚度、品位,比相鄰工程控制的礦體的品位、厚度都要高。可見,鉆孔作為一種探礦手段,其控制的礦體厚度與品位,與實際采礦過程中所獲的工程品位厚度,還是不同的,有增加的,有減少的。
3 品位厚度變化的地質解釋
哈達門溝金礦田礦體品位厚度如此變化的原因,要從礦床形成過程來解釋。根據四種礦體類型,及含金特征,推斷如下。最初由原生硅質巖漿,原生鉀長石巖漿沿著同一個巖漿通道上侵形成不含金石英脈、不含金鉀長石脈,此兩期成巖作用,在同一個巖漿通道系統造成了眾多的接觸面;區域變質作用也在發生,形成了更多的片麻理;接觸面以及片麻理更易于后期含金熔體流體流的侵入與成礦,也就是所有走向不同的利于含金熔體流體流[16]運輸與儲存的構造條件均已形成,最后,含金熔體流體流沿著巖漿通道系統上升沉淀,造成石英脈發生礦化而含金,鉀長石脈發生礦化而含金,片麻巖發生蝕變礦化而含金,部分輝綠巖脈(圖2a)發生礦化而含金。
金礦床形成過程證據鏈如下。原生石英脈、原生鉀長石脈不含金,主要表現為成礦后石英脈、鉀長石脈有規律的含金不均一性,金礦化主要位于石英脈兩壁,而鉀長石脈一側為礦化體,而另一側為原生鉀長石脈,晶形良好,顏色新鮮,不含金(圖2b);并且石英脈為透鏡體,或者脈狀,相對比較完整,而在石英脈、鉀長石脈同時出現的地段,往往石英脈比較完整,石英脈破壞了鉀長石脈的完整性(圖2c),所以,原生不含金鉀長石脈最早形成,其次原生不含金石英脈形成,最后含金熔體流體流沿著同一個巖漿通道系統的接觸面、片麻理、裂隙侵入并且沉淀成礦。代表含金熔體流體流所形成的黑色條帶狀礦質穿插石英脈,鉀長石脈(圖2d),為二期成巖、一期巖漿通道系統成礦[17-18]的另一證據。
根據上述金礦形成過程可知,礦體品位變化,決定于礦體形成之時的裂隙、構造面、及其它構造的發育程度,構造發育地段,品位就高,反之品位就低,所以品位變化表現為突變,不均勻變化;而礦體厚度包括了石英脈、鉀長石脈及蝕變礦化片麻巖的厚度,這個厚度是由成巖時形成脈巖的規模與成礦時發生礦化蝕變的范圍決定的,所以礦體厚度變化規律為連續過渡,隨機漸變。
4 礦體品位厚度變化規律的意義
對于探礦增儲方面,礦田內的50多條成規模,對未進行勘探的礦脈,以及礦體深部,都可以大膽地布設勘探工程。工程布設依據為礦脈厚度相對穩定,而品位相對不穩定,只要有礦脈,即使部分深部勘探工程品位低一些,離開這個低品位工程,在其不遠處有可能獲得高品位礦體,也就是說,礦脈在,且礦脈有一定厚度,在部分地段就可探得金礦,施工完的工程就很好地說明了這個問題。ZK131-1品位/厚度為4.69×10-6/9.6m,而ZK131-2品位/厚度為0.44×10-6/1.19m,按照常規鉆孔設計原則,ZK131-2見礦效果不好,就不應該施工其下面的深部鉆孔,但是施工完的ZK131-4品位/厚度為3.76×10-6/2.63m,見礦效果較好。因此,工程設計依據可以改為,有礦脈,并且礦脈厚度有延伸,就可設計工程。依據前面分析的巖漿通道系統成礦,礦脈在走向上尖滅處表現為厚度很小,為0.1m到0.5m,礦脈類型為蝕變礦化片麻巖+斷裂構造,無石英脈,鉀長石脈,很少鉀長石化,很少硅化,這樣的地段為礦脈側向尖滅處,不可布設勘探工程。
對于采礦方面,有許多無礦段現象。無礦段分為兩種情況,一是品位降低,小于1×10-6,即低品位礦;二是厚度變小了,小于0.80m,也就是薄脈型礦或者小厚度礦,二者在現有條件下,不適合工業開采,就認為其為無礦段。依據礦體品位的不穩定性,不均一性,及突變性,對于第一種情況,可能在低品位中蘊含著高品位礦體,盡量把低品位礦采過去,期待高品位礦的到來。在此可以利用2019年公布的《礦產資源節約和綜合利用先進適用技術目錄(2019版)》中的“黃金礦山低品位資源規模化開發關鍵技術”,把開采實際情況和高科技結合起來,低品位礦是可以開采的;根據礦體厚度穩定,連續變化,漸變過渡的特點,把小厚度礦中的高品位部分,放大采礦寬度,多采礦體兩側的蝕變帶(蝕變帶也含少量金),這樣放大礦體厚度,而成比例地降低了品位,按照低品位礦來處理,而小厚度礦中的低品位部分,只能采取一些手段,比如利用之和高品位大厚度礦的配礦等,把這些小厚度而又低品位礦采過去,以期待采礦過程中出現品位的升高,最終采到穩定的大厚度礦體。總之,利用現代高科技帶來的便利,無礦段中的低品位礦與小厚度礦是可以開采的。
根據采礦品位厚度結果,部分探礦工程提供為不可開采礦信息(低品位;小厚度),但是采礦結果證明,其周邊品位厚度均為正常礦體。ZK163-4,品位/厚度為2.94×10-6/0.60 m,屬于小厚度礦,但是經過開采證實,在走向及縱向上距離這個鉆孔不遠處,礦體厚度都大于1m。這個事例表明,探礦與采礦還是有一定差距的,正確做法是探礦結果只作參考,在采礦中根據實際情況,再進行布設工程來探礦,即邊采邊探,效果會更理想一些。
5 結論
內蒙古哈達門溝金礦田礦體品位厚度變化規律為,品位局部穩定,隨機突變,不均勻、不連續變化,巨增巨減時有發生;厚度整體穩定,隨機漸變,均勻連續變化;品位變化與厚度變化不具有相關性。
造成品位厚度變化規律的原因為,礦田發生了二期成巖一期成礦,含金熔體流體流在巖漿通道系統內成礦。品位厚度變化規律實踐應用,找礦方面,礦田內成規模未勘探礦脈,以及礦體深部,可以依據有礦脈就可布設工程的地質依據施工勘探工程;采礦方面,無礦段,結合現代高科技,盡量開采利用;探礦工程獲得的品位厚度數據,與實際(采礦獲得的數據)有一定差距。
參考文獻:
[1]中國人民武裝警察部隊黃金指揮部.內蒙古哈達門溝偉晶巖金礦地質[M].北京:地震出版社,1995,1-227.
[2]翟裕生,苗來成,向運川,等.華北克拉通綠巖帶型金成礦系統初析[J].地球科學-中國地質大學學報,2002,27(5):522-531.
[3]Gan S F,Qiu Y M,Yang H Y,et al.The Hadamengou Mine:a typical gold deposit in the Archean granulite? facies? terrane? of? the? North? China? Craton.International? Geology? Review,1994,36(9):850-866.
[4]薛建平,陳海艦,梁月升.柳壩溝金礦床重要的找礦標志—鉀長石化與硅化[J].內蒙古煤炭經濟,2013,1:6-8.
[5]侯萬榮,聶鳳軍,杜安道,等.內蒙古哈達門溝地區泥盆紀金(鉬)礦化事件厘定的同位素證據[J].地質論評,2011,57(4):583-590.
[6]郎殿有.內蒙古烏拉山金礦床穩定同位素地質研究[J].黃金地質科技,1990(4):50-58.
[7]李偉,張月忠.內蒙古烏拉山金礦構造成礦作用淺析[J].黃金,2003,24(3):20-23.
[8]李杰美,蔡尚波,祝登豐,關連緒.內蒙古烏拉山地區金礦地質特征及找礦預測[J].黃金地質科技,1993(2):14-20.
[9]李強之,陳衍景,徐登科,等.哈達門溝金礦床單礦物金浸出實驗研究及其地質意義[J].礦床地質,2003,22(3):271-277.
[10]劉綱,李偉,喻萬強,等.內蒙古包頭市哈達門溝金礦田構造控礦規律及成礦預測[J].礦床地質,2010,增刊(29):51-52.
[11]孟偉,陳小伍,李蒙文.內蒙古哈達門溝金礦成礦時代及成礦階段研究[J].黃金地質,2002,8(4):13-18.
[12]苗來成,Yumin Qlu,關 康,等.哈達門溝金礦床成巖成礦時代的定點定年研究[J].礦床地質,2000,19(2):182-190.
[13]聶鳳軍,江思宏,劉妍,等.再論內蒙古哈達門溝金礦床的成礦時限問題.巖石學報,2005,21(6):1719-1728.
[14]辛向東,劉綱.內蒙古哈達門溝金礦床構造控礦規律及成礦預測[J].黃金,2010,12:9-14.
[15]薛建平,高軍平.哈達門溝金礦區成礦地質條件與找礦方向[J].內蒙古煤炭經濟,2010,6:111-113.
[16]羅照華,盧欣祥,劉 翠,等.巖漿熱液成礦理論的失敗:原因和出路[J].吉林大學學報:地球科學版,2011,41(1):1-11.
[17]蘇尚國,湯中立.巖漿通道成礦系統的理論與實踐[J].礦床地質,2010,29(增刊1) :885-886.
[18]蘇尚國,湯中立,羅照華,等.巖漿通道系統成礦[J].巖石學報,2014,30(11):3120-3130.
(責任編輯 郭曉勇)