浙江萤石矿床勘查深度研究

刘道荣

(中化地质矿山总局浙江地质勘查院,浙江 杭州 310002)

《固体矿产勘查工作规范》(GB/T33444—2016)规定，详查及勘探阶段控制和探明的资源储量皆要达到相应比例。详查阶段控制的资源储量一般应不少于查明资源储量的30%，作为矿山建设设计依据的详查(最终)报告，控制的资源储量占查明矿产资源储量的比例一般应不少于50%；勘探阶段探明的、控制的资源储量之和一般应占总资源储量的50%以上(资源储量规模为大型以上的矿床可适当降低)，这给矿床勘查工作提出新的要求。一般，矿体走向方向控制，通过浅部探矿工程(探槽、浅钻)，容易达到勘查阶段的要求；对于延深规模较大的矿床倾向方向的控制较难把握，究竟勘查深度如何确定，尚无具体依据，这给矿床勘查工作、单矿种勘查规范制定，带来较大困惑。

浙江省已发现萤石矿床(点)约600多处，主要为单一(矿种)型萤石矿床，达到普查工作程度以上的矿床有近150个，其中大中型萤石矿床共78个(叶锡芳,2014)，矿床勘查开发研究程度较高(韩文彬等,1991;李长江等,1991;蒋叙良等,1993;刘道荣等,2012;王伟等,2012;黄国成等,2015;张根红等,2016;刘道荣,2017)。除“常山式”萤石矿床(刘道荣,2015)以似层状矿体为主外，绝大多数萤石矿床受断裂构造控制，矿体呈单脉、复脉状产出于断裂构造带中，走向长与倾向延深具有一定的规律性，这与江西大部萤石矿床特征类似(李灯平等,2015;李凯等,2013)。本文选取145个达到普查程度以上的萤石矿床，统计矿床主矿体的勘查深度，计算矿体长深比，分析矿体长深比与容矿构造、矿床规模间的关系。探讨萤石矿床最佳勘查深度确定依据，为后续勘查工作提供思路。

1 成矿地质背景

图1 浙江大中型萤石矿床分布略图(据黄国成等,2015修改)Fig.1 Distribution of major fluorite deposits in northwest Zhejiang

浙江单一型萤石矿床成因可分为两大类，一类为岩浆期后热液型，另一类为火山-次火山热液型。浙西北地区岩浆热液型萤石矿床主要围绕高氟岩体外接触带、少数为内接触带分布，如岩前、黄石潭、统里庄、马鞍山等岩体，这些岩体外围多形成大中型萤石矿床(刘道荣,2017)。浙东南地区火山-次火山热液型萤石矿床集中分布江山-绍兴深大断裂东南侧白垩纪断陷盆地边缘(黄国成等,2015)，如武义-永康盆地、遂昌湖山-黄沙腰盆地等；此外，在龙泉一带变质岩出露地区还有少量岩浆期后热液型萤石矿床(图1)。矿床多受断裂构造控制，容矿构造方向以北东及北西向为主，力学性质以压(扭)、张(扭)性为主，一般具多期活动的特点。围岩主要为火山碎屑岩、陆源碎屑岩、碳酸盐岩及花岗岩类。

2 矿床现有勘查深度

大多数萤石矿床存在多个萤石矿体，本文在讨论矿床勘查深度(指延深，下同)时，仅考虑矿床中的主矿体。当矿床中存在多个主矿体时，选择规模最大的矿体。选取经普查程度以上的145个矿床，统计其主要矿体的勘查深度、容矿构造、矿体走向长，计算矿体长深比，并按容矿构造方向及性质分别统计其平均值。

2.1 不同规模矿床现有勘查深度

浙江萤石矿床的勘查深度一般为100～300 m，约占71%，主矿体平均勘查深度与矿床规模有明显相关性(表1)，表现为大型矿床>中型矿床>小型矿床。大型矿床主矿体勘查深度一般在400～500 m，约占45%；少数大于500 m，最大达720 m，平均勘查深度为431 m。中型矿床一般集中在200～300 m，约占52%；仅1个矿床大于400 m，平均勘查深度为251 m；小型矿床一般为100～200 m，约占58%，平均勘查深度为160 m。

表1 不同勘查深度的矿床数

2.2 主矿体的长深比

浙江萤石矿床长深比平均值为2.10，亦即走向长为倾向延深的2.10倍。岩浆期后热液型萤石矿床长深比为0.70～6.08，平均值为1.82；火山-次火山热液型萤石矿床长深比为0.44～10.48，平均值为2.15，二者平均值比较接近(表2)。长深比最大者为永康炳坑萤石矿床，其容矿构造为北东东向压性断裂，比值达10.48；最小者为永康柘坑萤石矿床，其容矿构造为北北西向压扭性断裂，比值为0.44。

图2 不同矿床规模的长深比分布Fig.2 Ratio of length-to-depth distribution of different scale of ore deposits

2.2.1 容矿构造方向对矿体长深比的影响

不同方向的容矿构造，矿体长深比略有不同。岩浆期后热液矿床容矿构造为北东(北东东)向断裂时，矿体长深比均值为2.47，略大于北西(北西西)向断裂的长深比(1.38)。火山-次火山热液矿床容矿构造按北东(北东东)、北西(北西西)、近东西向统计长深比，平均值分别为2.20，2.04，2.16，三者十分接近。南北向矿体数量较少，其长深比一般为1～2。

2.2.2 容矿构造性质对矿体长深比的影响

容矿构造性质不同，其矿体长深比亦不同。岩浆期后热液型矿床容矿构造为张(扭)性断裂时，长深比均值为1.40；为压(扭)性断裂时，长深比均值为3.13；二者差异较明显。火山-次火山热液型矿床容矿构造为张(扭)性、压(扭)性时，长深比均值为2.23，1.98，均值相对接近(表3)。

2.2.3 不同矿床规模的长深比

不同规模矿床的长深比分布特征差异较大(图2)，大型矿床长深比具有2个高值区，中小型矿床的长深比特征相近，呈现偏态分布。大型矿床主矿体的长深比为0.69～3，占75%；中型矿床为1～4，占79.5%；小型矿床为0.44～3，占89.9%。各类矿床长深比为1～3，约占65%。

由于成矿作用的复杂性，矿体长深比变化较大，变异系数一般大于50%(表2)，即使同一方向、性质的控矿构造，差别也很大。相对而言，张扭性断裂较压扭性断裂形成矿体的长深比变化小，大中型矿床长深比变化范围较小型矿床窄。实际运用中，矿体长深比变化范围值比均值更具参考意义。

3 萤石矿床最佳勘查深度探讨

经济合理地部署勘查工作，使探明、控制的资源/储量满足规范及矿山开采要求，需要确定合适的勘查深度。在矿床进入勘探阶段，矿山生产设计主要参数(矿山设计年开采量、服务年限、回采率、贫化率等)已经确定的条件下，可根据探明储量保证矿山生产程度来合理确定矿床勘查深度(夏士均等,1989)。然而，现行条件下无法获得完整、准确的矿山生产设计参数，难以确定合适的勘查深度。

表2 按容矿构造方向统计的矿体长深比

影响矿床勘查深度的因素主要有矿床规模(矿体特征)、开采技术条件、经济技术水平等。浙江大部分萤石矿床开采技术条件属于简单—中等，水文地质问题主要是富水构造(含水层)的影响；工程地质问题一般为构造破碎带的变形，存在软弱夹层(或顶底板)、不利的结构面；环境地质问题一般不突出。现有矿床的开采深度一般小于500 m，远小于当前开采技术水平能达到的深度，故其对勘查深度影响小。因此，影响浙江萤石矿床的勘查深度最主要的因素是矿床规模。

表3 按容矿构造性质统计的矿体长深比

3.1 矿床规模与最佳勘查深度

根据不同矿床规模现有勘查深度统计结果(表1)，中小型萤石矿床的勘查深度一般小300 m，约占矿床数90%，故中小型矿床宜一次勘查完毕，勘查深度宜控制在300 m以内(吴自强等,1998)。少数中型矿床延深达400 m，可在勘查深度以下，布置少量钻孔控制矿床远景规模。

大型萤石矿床最大延深一般在500 m以浅，约占矿床总数80%，仅少数矿床达到700 m，故大型矿床勘查深度宜控制在500 m以内。少数延深规模大于500 m的矿床，可分步勘查，布置少量钻孔控制矿床远景。

3.2 矿床长深比与最佳勘查深度

由上述矿床长深比可知，不同方向、性质容矿构造，不同规模矿床的长深比具有一定特征。小型矿床和大部分中型矿床，可按300 m以浅确定勘查深度。大型和少数中型矿床，可根据矿床长深比数据(表2)，初步判断主矿体合适的勘查深度。如岩浆期后热液型矿床，当其规模初定为大型时，可按矿体长的1/(0.70～2.72)，初步确定其勘查深度；火山-次火山热液型矿床达大型规模时，可按矿体长的1/(0.82～4.85)确定其适宜的勘查深度。

当大中型矿床长深比较小(～0.5)，即矿体延深为走向长2倍或更大时，应综合考虑矿床地质特征，如根据矿化垂向分带特征，判断矿体深部延深情况，再确定最佳勘查深度。

3.3 矿化分带与最佳勘查深度

火山热液充填型萤石矿床一般具有较明显的垂向分带特征，自地表向深部，可分为硅质顶盖、头部矿体、中部矿体和尾部矿体(张寿庭等,1997；王成良等,2003)。不同部位矿体具有不同的矿化、蚀变特征、矿物组成等，当矿体中方解石或硅质含量增高，或围岩出现碳酸盐化时，表明已到矿体尾部。岩浆热液型萤石矿床垂向分带研究程度较低，未见相关报道。但黄山萤石矿床勘查成果表明(1)浙江省有色金属地质勘查局.2013.浙江省开化县黄山矿区萤石矿地质普查报告[R].，该类型矿床有相似的垂向分带特征，浅部表现为构造角砾岩、脉岩(局部见萤石矿化)，相当于矿体顶盖；180 m标高以上相当于头部矿体，厚度较小；20～-123 m标高矿体厚度大(>5 m)、品位较高(38%～55%)，相当于中部矿体；-231～-257 m标高矿体厚度变小(1.24～1.37 m)、品位降低(约35%)，相当于尾部矿体。

根据萤石矿床垂向分带特征，结合勘查成果，可较准确的判断矿床剥蚀情况，可作为矿床勘查深度确定的依据。当探矿工程揭露尾部矿体控制的深度，如黄山萤石矿床控制的-250 m标高，即为合适的勘查深度。

4 结论

(1)浙江省萤石矿床的勘查深度一般为100～300 m，主矿体勘查深度与矿床规模有明显相关性。大型矿床主矿体勘查深度一般在400～500 m，中型矿床一般集中在200～300 m，小型矿床一般为100～200 m。

(2)浙江萤石矿床主矿体长深比平均值为2.10。岩浆期后热液型萤石矿床长深比为0.70～6.08，平均值为1.82；火山-次火山热液型萤石矿床长深比为0.44～10.48，平均值为2.15，二者平均值较接近。不同(方向、性质)容矿构造及矿床规模，主矿体长深比差异较明显，其变化范围值比均值更具实际意义。

(3)小型及大部分中型萤石矿床的最佳勘查深度宜在300 m以浅。大型及少数中型萤石矿床最佳勘查深度可根据矿床规模、控矿构造，参照相似类型矿床长深比范围值，再依据矿化垂向分带等地质特征综合确定。