曹晓明, 周贤旭, 钟 浩
(江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队,江西九江 332000)
“就矿找矿”的认识与实践
曹晓明, 周贤旭, 钟 浩
(江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队,江西九江 332000)
“就矿找矿”作为找矿勘查工作的一种实用性方法理论,从概念的提出已有近百年的历史,并在找矿实践中得到了广泛的应用。通过对长江中下游九瑞矿集区深边部找矿、赣北香炉山钨矿田外围找矿以及赣东北松树岗大型岩体型铌钽矿床外围找矿的典型成果的总结,归纳了“就矿找矿”的几个基本途径,认为在新的成矿理论指导和找矿新方法运用的基础上,在已知成矿区(带)以及老矿山的深部和外围进行再认识、再勘查,有利于以尽量少的勘查投入取得较好的勘查成果,增加新的资源储量。
成矿理论;就矿找矿;勘探
“就矿找矿”是在已开采矿区或已发现矿产的地区附近进行矿产普查的一种找矿途径。“就矿找矿”的方法,早在20世纪50年代就被提出和运用于找矿工作,并在实践中取得很大的成功。随着科技的进步及成矿理论研究的不断深入,“就矿找矿”从内涵到形式都有很大的变化。建立在新的成矿理论基础之上的“就矿找矿”更加强调运用新理论、新准则、新标志、新技术、新方法,采取新途径和新措施,对过去获得的各种资料进行重新分析和研究,纠正以往对已知矿床(点)认识上的偏差甚至错误,在此基础上进行找矿评价(俞沧海等,2001)或“探边摸底”。20世纪以来,在新的重要理论的指导下,就矿找矿工作不断取得新的突破。2004年国家危机矿山接替资源找矿计划实施以来,在已开展野外施工的48个矿山找矿项目中,有35个取得重要找矿进展。对全国565座大中型矿山进行的初步调查显示,其中192座具有资源潜力,占调查矿山的34%,预测可能找到大型规模矿床的有51座,中型规模的96座,有39座有望取得重大找矿突破①全国危机矿山接替资源找矿项目管理办公室技术管理处.2007.全国危机矿山接替资源找矿专项2006年度成果报告.。运用矿产预测理论指导找矿已成为地勘找矿人的时尚语言。
众所周知,地质学的研究者所观察到的地质现象,不可能人为地重演再现,也不能通过实验完全模拟,更无法运用数学推演计算。现代成矿理论还缺少定律、法则、原理的支撑,通常所说的成矿规律,准确地说还只是停留在现象的归纳和经验的总结。地球上被人类发现的无数个矿床,都是一个个地质景观,人们只能根据观察到的地质现象去认识、研究和解释它,而对成矿的机理和过程还知之甚少。现在,一般所说的成矿理论,都是建立在对已知矿床认识的基础上,新的找矿理论都是在发现新的矿床类型后被提出,成矿理论滞后于找矿实践。没有新发现的新类型矿床就没有新理论,新类型矿床不是靠旧理论找到的,根据新理论也不能指导寻找更新类型的矿床。即使旧理论找旧矿床,也要明白旧理论的局限性,它并不具备普适性。当成矿理论无法指导找矿实践时,只能选择“就矿找矿”(吴大忱,2009)。
矿体(床)是偶然地质事件的产物,不可能遍地开花。一个矿体(床)的出现不会是孤立的现象。大量事实证明,已知矿床形成时的成矿物质数“量”,常常不会只限于提供已知矿床本身,而是常集中分布于一定区带,呈现出一定的分布规律,在老矿区或已知矿产地附近具有找矿潜力,而在没有矿山的地方寻找新的矿产基地,一般周期较长、难度较大,找矿前景不明,这就必然产生根据已知的矿体(床)在其附近寻找未知矿体(床)、不断扩大找矿的空间的“就矿找矿”的理念与决策。
从成矿地质理论上分析,一个矿床的形成是多种地质因素综合作用的结果。矿床的存在绝非是一种孤立的地质现象,而是与其周围地质环境有一定的内在联系。能够形成该矿床的多种综合地质作用在地壳某一地区出现,通常在空间上有一定的广度和深度。而往往不会局限于一个极小的仅仅相当于矿床的空间范围之内,这就是相似的矿床常常在一个地区内成群出现、成带分布的原因(刘江天等,2009),也为“就矿找矿”提供了一定的科学依据。
“就矿找矿”是运用许多地质专家总结出的一系列反映矿床空间组合特征的现代成矿预测理论——成矿系列理论、成矿系统理论、矿床模型理论、丛聚理论、构造等距分布理论、带状分布理论、侧伏理论等为指导而进行的找矿途径、方法或理念。这些现代成矿预测理论为“就矿找矿”工作奠定了理论基础,并随着现代地质科学的进步而不断丰富和发展。
根据上述论述,“就矿找矿”实质上是在已知矿床的深部及外围开展的矿体(床)预测—找矿方法或理念,是一项复杂的科学系统工程,属于大比例尺成矿预测范畴。在一定预测理论指导下,利用有效的预测方法和技术,预测工业矿化地段或矿体赋存的空间位置、形态与矿化强度等特征,圈定找矿靶区,进行靶区验证。如当某一矿床中的矿体被发现后,首先是对矿体进行追寻控制直至矿体的零点边界,然后探寻平行、侧现、尖灭再现的同类矿体。对那些大型的矿体,虽然已经控制到了零点边界,但如果边界以外赋存矿体的地质条件依然未变,就要考虑“无矿间隔”存在的可能性,在条件许可的情况下还应继续追索是否有再现的矿体。接着便是对矿床中矿体的结构组成进行从上到下的探索。最后便是从横的方向进行探索,是否在矿体(床)附近其他的地质部位存在不同类型的矿体(床)。当找矿的范围扩大到矿田或某一构造单元,运用矿床成矿系列的“缺位”预测理论,根据已发现的矿床类型去寻找缺位的一种或几种不同类型的矿床,这种就已知矿床去找未知矿床,显然也是“就矿找矿”。如果将找矿的目标投向矿集区、成矿带,首先也是因为看到区带内有若干已知的矿床、矿点,这还是“就矿找矿”。由此可知,从矿体到成矿带的找矿活动,都遵循着“就矿找矿”的理念。
江西地矿局赣西北大队为全国功勋地勘单位,近20 a来,致力于就矿找矿的勘查实践并取得了良好的找矿成果。笔者结合这些成果的发现,归纳“就矿找矿”的基本途径如下。
(1)“探边摸底”追踪已知矿床的容矿地层或控矿构造的延伸,是解决危机矿山资源、增加资源储量的重要途径。
江西九瑞地区是长江中下游铜铁金硫多金属成矿带的重要组成部分,至上世纪末,赣西北大队先后探明城门山、武山等大型铜矿,丁家山铜矿、洋鸡山金矿、吴家金矿、金鸡窝银矿、白杨畈银矿等中型矿床,提交铜储量近 400万 t,金 140 t,银近5 000 t,钼5 万t,硫5 000 万t②赣西北大队.2009.江西省九瑞地区铜多金属矿整装勘查施方案(内部资料).。经过规律总结,提出了典型的以中酸性岩浆侵位为核心的斑岩型、矽卡岩型和层控矽卡岩型(层控块状硫化物型)“三位一体”成矿模式,认为三叠系—石炭系灰岩与燕山晚期的花岗闪长斑岩接触带是寻找矽卡岩型铜矿的有利部位,而泥盆系五通组与石炭系黄龙组间的不整合界面是层控块状硫化物型铜矿最主要的容矿、控矿层位。随着危机矿山接替资源及深部找矿工程的启动,在上述“三位一体”成矿模式的指导下,赣西北大队在对九瑞铜多金属矿集区数十年积累的矿产勘查及物化探信息资料进行二次分析的基础上,全面预测九瑞矿集区资源远景(表1),提出了“再造一个九瑞”的找矿计划纲要,并相继在武山外围的南港矿区、铁石坳 狮子岛矿区和城门山外围的金鸡窝矿区开展了深部钻探验证,取得良好的找矿效果(曹钟清等,2006)③赣西北大队.2009.江西省九瑞地区铜多金属矿整装勘查施方案(内部资料).。
2004年,通过实施国土资源部矿产资源补偿费“江西省九江县城门山铜矿边缘铜银矿普查”项目,在城门山边缘金鸡窝矿区施工ZK5-1孔,于751.3~765.0 m泥盆系五通组与石炭系黄龙组间的不整合界面见层控块状硫化物型铜矿体厚达13.7 m,Cu品位0.84%,估算-550 m标高以下(333+334)铜金属量21.52万t;在武山矿床外围,实施江西省地质勘查基金“江西省九瑞地区铜多金属矿普查”项目,于南港矿区、铁石坳矿区分别施工 ZK120-3,ZKT40-1孔。其中 ZK120-3在黄龙组与五通组界面(996.14~1 026.30 m)见厚达30.16 m层状含铜黄铁矿(化)体,单层矿体厚7.63 m(1 018.67~1 026.30 m),Cu平均品位1.50%;ZKT40-1孔在茅口组与栖霞组及黄龙组肩6层含铜矽卡岩,累计见矿厚度10.96 m,Cu平均品位0.72%,在黄龙组与五通组界面(1 022.00~1 022.50 m)见厚1.50 m的块状含铜黄铁矿体,Cu品位为0.23%,Au 2.05 g/t(图1)。已知矿床深部和外围九瑞矿集区两种标型矿体在钻孔中的成功揭露,标示着九瑞深部找矿工作取得了重大进展。
表1 九瑞矿集区资源量预测成果表Tab.1 The resources calculate outcome table of Jiurui ore-concentrated areas 万 t
(2)综合信息模式找矿,是在已知矿床外围实现找矿突破的有效方式。
赣北香炉山地区是赣北重要的钨多金属矿集区之一。20世纪80年代,赣西北大队在赣北香炉山地区找到了江西省最大的超大型矽卡岩(角岩)型白钨矿床,提交WO3金属量21.8万t,WO3品位达0.64%。之后矿区外围找矿工作从未停止,但收效甚微。2004年,该队开展“江西省修水县香炉山钨矿外围钨多金属矿资源前景预测研究”工作,在充分分析研究区内以往地质、物探、化探成果和最新找矿信息资料的基础上,应用计算机技术,对区内各类异常信息进行处理(刘勇等,2010),重点解剖香炉山特大型白钨矿床,重新系统建立了矿集区构造控矿模式、蚀变分带模式、成岩成矿模式及综合找矿模型。突破矽卡岩白钨矿床钨矿体主要受岩体及寒武系不纯灰岩接触带控制的思路,认为矿体产出受接触带+层间破碎带的联合控制(图2),同时,控矿层位由原来单一的∈2y地层扩展为∈2y,Z1l,Z1n,Z2d,Z2dn 等多层位,圈定了香炉山—张天罗、上坳岭—横山、大岩下三个找矿靶区,预测可新增WO3资源量20余万t。2006年,按照新建立的综合找矿模型,结合国土资源部资源补偿费矿产资源勘查项目(江西省修水县香炉山钨矿田形坪钨银多金属矿普查),进行了靶区钻探验证和普查工作,在香炉山—张天罗、大岩下找矿靶区,估算出(333+334)WO3金属量77 498.85 t,矿床规模达大型。本区的找矿突破是纠正以往控矿因素认识上的偏差,应用矿床综合信息模式找矿的成功实例。
(3)成矿元素分带理论是指导老矿区外围寻找新类型矿床的成功基础。
图1 铁石坳矿区T40线剖面图Fig.1 Tieshiao mining area geological section map of T40 line
陈毓川(1983)总结归纳华南与燕山期花岗岩有关的稀土、稀有、有色金属矿床成矿系列演化自下而上,依次为钠长石黑云母花岗岩(Nb,Ta)→云英岩化花岗岩(W,Bi,Be,Mo,Sn)→矽卡岩(W,Bi,Be,Mo,Sn)→(磁铁矿带)→锡石硫化物矿化带→铅锌矿化带(图3)。根据松树岗铌钽钨锡矿床成矿元素自下而上表现的Nb(Ta)→Ta(Nb)→W Sn(NbTa)→ WSnPbZn→PbZn分带规律,2001年赣西北大队实施“江西省东北部‘金三角区’贵有色金属大—特大型矿床找矿前景及靶区验证”项目,通过野外地质调查及综合分析,认为松树岗大型岩体型铌钽矿床西南1~1.5 km南家坞铅锌矿化点具有较好的找矿前景,2003年开始该区的普查工作,在原矿区发现除单一铅锌矿外,同时矿体中锡矿化较强,可形成工业矿体,铅锌(锡)矿(体)由原圈定的6个长度<100~200 m不连续产出的规模较小锌矿体扩大为13个矿(化)体,走向长达500~1 000 m,厚度1~6.68 m的铅锌(锡)矿体,估算(333+334)锌金属量达22万t、锡锌金属量达1.02万t、铅金属量达1.5万t;钻孔中发现了厚度较大(厚度 19.29 m)、品位较富(TFe品位平均39.48%)的磁铁矿矿体,初步估算铁矿石量 >1 000万t。新的矿床类型的发现,展示了矿区良好的找矿前景,矿区进一步的评价工作正在进行。
(1)“就矿找矿”是多年来行之有效的一种惯用找矿方法,其内容与形式也是随着现代地质科学的进步而丰富发展的,属于大比例尺成矿预测范畴,是运用众多地质专家总结出的一系列反映矿床空间组合的理论指导找矿的具体体现。
图2 香炉山矿床先后二种控矿构造认识对比示意图Fig.2 Compared diagram of two different ore-controlling structure conception of the Xianglu Mountain deposit
(2)“就矿找矿”始终是发现新矿床,增加储量的主要途径,其方法简捷、经济而又科学。当现代成矿理论尚未取得重大突破之前,“就矿找矿”依然是地勘队伍找矿的重要法宝。随着日臻完善的各种找矿技术方法的应用,使其收到更好的找矿效果。近年新发现的重要矿床,绝大部分是在已知成矿区(带)以及老矿山的深部和外围、或对老矿区(或矿点)重新再认识、再勘查的结果。
(3)“就矿找矿”往往是在纠正了对已知矿床认识上的偏差甚至错误后,才发挥了“就矿找矿”的指导作用。
(4)“就矿找矿”过程中应用好能反映矿体(床)空间组合的理论,进行有效的综合研究分析,将有利于以尽量少的勘查投入取得较好的勘查成果。
图3 华南与燕山期花岗岩有关的金属矿床成矿系列之第二亚系理想模式Fig.3 Optimum pattern of the second metallization stage of Yanshan granite-related metal ore deposits in South China
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The Cognition and the Practice of Ore-prospecting Nearby the Existing Deposits
CAO Xiao-ming, ZHOU Xian-xu, ZHONG Hao
(Northwestern Geological Party,Jiangxi Exploration and Development Bureau of Geology and Mineral Resources,Jiujiang,JX 332000,China)
As a practical method and theory,“ore-prospecting nearby the existing deposits”has been nearly one hundred years of history since it was presented,it has been widely used in practice on ore-prospecting.Some basic ways of ore-prospecting nearby the known deposit are gave by summarizing some typical exploration results,such as ore-prospecting around and in the deep of Jiurui ore concentration area located in the middle and lower reaches of the Yangtze river,ore-prospecting around Xinglushan in the north of Jiangxi,ore-prospecting around the large rock-type Nb-Ta deposit in Songshugang,eastern Jiangxi,etc.It is argued in this paper that deepening the comprehension of and reprospecting in the known and old metallogenic province(belts),guided by the new metallogenic theory and the new ore-prospecting method,help to bring about gratifying exploration results and discover new ore deposits with as few resources as possible.
metallogenic theory;ore-prospecting nearby the existing deposits;exploration
P62
:A
:1674-3504(2011)01-051-06
10.3969/j.issn.1674-3504.2011.01.008
2010-11-29
曹晓明(1963—),男,高级工程师,主要从事地质矿产勘查、研究工作。