重要有色、贵金属、稀有金属小型矿床合理勘查程度研究

2019-09-10 07:22周星灿秦雅静傅群和
国土资源导刊 2019年4期
关键词:储量矿床矿体

周星灿 秦雅静 傅群和

摘 要  本文在收集、整理大量资料的基础上,采用探采对比、统计归纳等相结合的研究方法对重要有色金属、贵金属、稀有金属小型矿床合理勘查程度进行了系统研究,得到了该类型小型矿床合理的勘查控制程度及勘查研究程度, 对小型矿床的地质勘查工作有一定的指导意义。

关键字  有色金属;贵金属;稀有金属;小型矿床;合理勘查程度;绿色勘查

中图分类号: P618.2                    文献标识码:A

Abstract: On the basis of collecting and arrangement of fundamental geological data,a systematic research was conducted on the exploration and prospecting of significant small-scale ore deposits producing nonferrous metal, precious metal and rare metal, using methods of exploration and mining comparison and statistical induction. The reasonable degree of exploration controlling and investigation was obtained, which may provide guidance for the geological exploration of small-scale ore deposits.

Keyword: Nonferrous metal; precious metal; rare metal; small ore deposit; reasonable exploration degree; green exploration

礦床规模以矿石资源储量、金属资源储量、有用矿物或有用组分资源储量表示。规模一般划分为大中小3型,小型即为小型矿床,我国现行小型矿床标准以国土资源部2000年4月发布(国土资[2000]133号文)为依据。

1  小型矿床勘查程度研究现状

矿床勘查的最终任务是为矿山建设设计在确定生产规模、产品方案、开采方式、开拓方案、采矿方法、矿石选冶加工技术、矿山总平面布置以及远景发展规划方面,提供矿床储量和必需的地质基础资料。小型矿床主要开发对象为小型矿山企业,小型矿床的合理勘查程度和小型矿山的建设与一定时期内的国家政策密切相关。

上世纪五六十年代,国家对小型矿床的勘查要求相对较低,基本要求为:根据地表工程及物探资料的控制,达到概略了解与大致确定矿床的产状、形状和规模即可。必要时可打少量的钻孔来了解深部的情况。勘探工程的密度适当放稀,给边采边探留下余地。对于小型矿床中矿石质量和加工技术性能、储量级别以及开采技术条件等方面均有相关要求,比如在储量级别上,小型矿床要本着节省和满足需要的双重原则,根据地表工程控制,只求C1+C2级储量,但需要多分析一些边采边探的方法和具体进行生产中注意的问题,用来指导采矿。

上世纪八十年代,《矿产资源法》制定颁布,小型矿床的勘查研究工作,已逐步向规范化迈进,在铜矿地质勘探规范(1981年)、铅锌矿地质勘探规范(1983年)、钨矿地质勘探规范(1984年)、铝土矿地质勘探规范(1984年)中提到,小型矿床,一般只求得C+D级储量,其中C级占50%以上,复杂的小型矿床(相当于第V勘探类型的矿床)用较密工程仍探求不到C级储量时,可探求D级储量,提交生产单位边探边采。

据1990年国家科委项目子课题“小型矿床勘探研究程度研究”中指出,对辽宁、黑龙江、安徽、浙江、江西、湖北、湖南、广东和云南等省154个小型矿床(山)统计(表1),地质勘查程度达到勘探程度的占39.0%,只做到普查的占5.2%,其余为详查程度占55.8%。

2002年单矿种地质勘查规范发布,国家对于矿产资源勘查开发管理,已经标准化、规范化。但在2002版的单矿种地质勘查规范中,完全去掉了储量级别比例的要求,对小型矿床的勘查研究程度同样没有涉及,仅在少数单矿种地质勘查规范中提到小型矿床的勘查控制部分。比如:在《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范(DZ/T 0214-2002)》中提到,对于第三勘查类型中极其复杂的小型矿床,无法探求控制的资源量/储量时,可施行边采边探、探采结合的方法。

根据收集的资料来看,近年来勘查开发的小型矿床,勘查程度整体偏低。截至2015年,在非煤类小型矿床中,地质勘查程度达到详查转采占的比为49.28%,普查转采的占比达到了50.72%。

归纳起来,小型矿床的勘查开发具有明显的特殊性:①资源储量规模小,开发建设规模小,生产服务年限较短;②开采主体成员复杂,多数地方、乡镇、集团和个人,数量多,较分散,建设资金投入少,开发建设速度快,能较快向社会提供矿产原料;③开采方式简单,产品就地利用,成本小,见效快。

2  小型矿床合理勘查程度研究

小型矿床大多数属于较复杂和复杂类型,矿床勘查类型多属于偏复杂的Ⅲ类型,矿体规模小,形态较复杂,勘查难度大,成本高,对小型矿床的勘查程度,必须衡量经济因素的影响。小型矿床合理勘查程度研究的内容主要有两个方面:一是矿床勘查控制程度研究:包括勘查类型与勘查工程间距研究、矿床控制程度的确定;二是矿床勘查研究程度研究,主要包括地质研究、矿石质量、矿石加工技术条件研究、矿床开采技术条件研究。

2.1 勘查控制程度

2.1.1 勘查类型与勘查工程间距

从调研情况以及收集资料分析整理来看,小型矿床地质条件复杂,致使这些矿床多属复杂至较复杂的第Ⅲ勘查类型。

从勘查工程间距来看,现行部分单矿种地质勘查规范中的第Ⅲ勘查类型提供控制的工程间距摒弃了老地质勘查规范中较密的工程间距,特别是老规范中第Ⅳ、Ⅴ勘查类型较密的工程间距在新版本的规范中均无体现,实践发现是有失偏颇的。并且在与各省地质专家座谈时,也谈到目前金矿、铜矿等单矿种地质勘查规范的第Ⅲ勘查类型提供参考的勘查工程间距偏稀。

如:安徽花山锑金矿,小型矿床,矿体受断层控制,坑探工程对地表矿化破碎带(含矿体)控制程度较好,对金矿体控制程度不够(详见图1)。本区锑(金)矿的勘探类型过于复杂,即使采用50×50m的钻孔实际上也难以对矿体进行有效控制。

如:安徽铜陵金口嶺铜矿,矿区曾两次勘探,第一次按Ⅲ类型以100×75-120米网度求C级储量,提交了勘探报告。据此,矿山按日常1000吨(年产33万吨)规模设计建设,经基建工程揭露,矿体变化很大,继而按Ⅳ勘探类型补勘50米×50米网度求C级储量,补勘后储量减少51.9%,开采后又减少25.8%(见图2)。

可见,即使采用50×50米网度钻孔也难以对矿体进行有效控制。但是在目前铜矿地质勘查规范中,第三勘查类型,铜矿控制的工程间距为80-100×60-80m。

2.1.2 矿床控制程度

对于小型矿床来说,往往分布多个小型矿体,应抓住主要矿体进行勘查、评价即可,如浙江诸暨铜岩山铜矿,发现有大小矿体90多个,其中4、7号为主矿体,储量占全矿的70%以上,因此提高4、7号主矿体的控制程度,即可满足设计、建设的要求。

2.2 勘查研究程度

2.2.1矿床地质研究程度

矿床地质特征的研究是一个矿床勘查工作的基础,小型矿床往往地质条件较为复杂多变,矿床地质研究程度至少要达到详查阶段。包括基本查明主要构造性质、产状,基本查明控矿构造及矿化富集的构造条件,以及成矿后构造的破坏影响程度;基本查明与成矿有关的变质与蚀变特征及与矿化的关系;基本查明矿体规模、形态、产状及厚度与品位变化情况,矿体的连续性基本确定,基本查明矿体中夹石及顶底板岩性分布情况。否则,研究程度偏低会导致后期开采过程中,矿体变化较大,影响矿山生产。

如:南京铅锌银矿位于南京市栖霞镇,区内石炭、二叠系碳酸盐地层为有利成矿层位。目前已探明17个矿体,其中:1号为主矿体,矿体走向北东45°~55°,倾向北西,倾角60°~80°,矿体向南西侧伏,侧伏角42°,矿体形态为似层状。

1号矿体,12-26线间-175m以上以50m×(25-50)m网度求得B级储量,-175m以下以100m×(60-80)m网度求得C级储量;26~42线间以100m×(60-80)m 网度求得C级储量。生产勘探基本以50m为一个中段进行,勘探手段以坑探为主,辅以钻探,以(12.5-25)m×(15-25)m网度求得B级储量,局部以25m×50m和50m×50m求得C级和D级储量。

生产勘探时发现矿量较少误差较大(表2),矿石量减少的原因主要有两方面:一是原地质队对NW向构造控矿认识不够,矿体圈定时有误差,特别是26线以东部分。二是因为1号矿体往西侧伏,而详勘时26线以西网度太稀,沿走向多为100~130m,往下矿体主要集中在这部分,故造成矿体下部减少较多。

2.2.2 矿石质量和矿石加工选冶性能

矿石质量和矿石加工选冶技术经济条件的研究是决定矿床是否具有经济价值的最重要的因素之一。应根据储量和品位的变化对矿山建设和生产造成的不同影响分别进行评价,这对小型矿床或矿体尤其重要。在铜矿地质勘探规范(80年代)中提到,“根据多年来实践经验,对矿石选、冶性能尚未研究清楚,选矿方法尚未解决的矿床,应先进行上述问题的专题研究,作出技术经济评价,再考虑是否转入详细勘探。”

2.2.3 开采技术条件

对于开采技术条件简单,特别是水文地质条件简单的小型矿床,水文地质勘查研究程度或设计工作需要突出一个指导思想:最大限度的节约水文地质投资,设计的水文地质工作量,获得足以保证储量批准和开采设计必要的水文地质要求。对于开采技术条件复杂,特别是水文地质条件较为复杂的小型矿床,比如岩溶较为发育的矿区,勘查研究程度一般不宜放宽。

在普查工作阶段,应重视水文地质工作的开展,并尽早做出矿床水文地质评价,如果确定水文地质条件十分复杂,矿山建设投入资金过大,无法获得投资回报,应及早结束地质普查工作,以免造成地质投入的浪费。

2.3 勘查控制深度

对于小型矿床来说,首次勘查深度一般在200-300米深即可开采,缓倾斜的小型矿床可一次性勘探完毕,陡倾斜矿体较深的情况再根据综合分析综合研究后分次勘查开发。

2.4 各级资源储量比例

前面现状中提到,在上世纪八十年代的单矿种地质勘探规范中,对小型矿床的各级储量比例提过要求,一般情况下,都仅要求达到C级储量,且C级储量比例要求介于30%-70%之间,在较复杂的情况下,只求D级储量也可以,进行边探边采。在2002版单矿种地质勘查规范中,没有关于各级储量比例的要求。

通过与地质专家的调研座谈,他们认为,不需要在规范中直接设定小型矿床各级资源储量比例的数值。因为,对于小型矿床而言,在矿体形态复杂,变化较大的情况下,较密的勘查工程间距往往也难以达到相应的储量级别。

2.5 探建(采)结合

探建(采)结合是为适应国家急需矿种的开发而采取的一项措施。据研究,探建结合多为资金雄厚的大中型矿山;探采结合多为资金不充裕的中小型矿山。小型矿床探采结合的最终目的就是可以用更少的资金投入、更短的建设周期,获得更快的资金回报率。

小型矿床探采结合必须以详查为基础,要求矿体的分布范围,主矿体的产状、形态、结构及其变化规律已作总体控制,深部亦应有工程控制远景,同时对矿床开采和矿石加工技术条件,也需要达到详查要求。但部分特殊情况的探采结合可以以普查为基础,特别是国家急需战略矿产的小型矿床,在确定矿床有经济价值后,大致控制矿化范围之后即可实行;但矿山建设一定要留有余地,由小到大,逐步扩建,在地质勘查和矿山开采交错进行中,努力提高勘探控制程度。

如:浙江诸暨七湾铅锌矿,是以锌为主的小型矿床,矿体产于前震旦系陈蔡群一定层位的矽卡岩化大理岩中,基本顺层产出,矿体呈似层状、透镜状,膨缩、分枝、复合变化频繁,形态复杂。矿体大小悬殊,已编号57个,分东、西矿段相对集中分布。矿体长度一般数十至150米,延深40-200米,厚度变化大。矿体内部结构复杂,废石夹层较多。属第Ⅵ勘探类型。

西矿段1958年开采,平巷开拓,未做设计,边采边探,逐步形成日产100吨的生产能力,已经闭坑。东矿段1987年开始基建并生产探矿,平巷-盲斜井开拓,设计规模前5年日产100吨,后5年日产200吨,现已基本建成。反映出这类矿山开采中心逐步转移,从小到大,分期建设的特点。

矿区经六十年代中期和八十年代中后期两次普(详)查,第一次奠定西矿改扩建基础,第二次则发现东矿段的盲矿体群,解决了西矿段接替资源。由于矿床变化大,规模小,地质队投资兴趣不大,两次均以100×100米钻探网度對含矿带总体控制,配合少量坑道验证求C+D级储量,提交报告。矿山建设基本成功,效益较好。

2.6 绿色勘查

绿色勘查是最近几年才提出的勘查理念,之后矿产勘查工作都应将绿色发展和生态环境保护要求贯穿于勘查设计、施工、验收的全过程,工程布置应合理避让生态环境敏感地段,尽量少占地、少揭露、少毁植被,勘查工作应尽可能选择有利于环境保护的技术、方法和工艺,以最小的负面环境影响代价取得最佳的勘查效果。

3  结论与建议

重要有色金属、贵金属、稀有金属小型矿床大多数属于较复杂和复杂类型,矿床勘查类型多属于偏复杂的Ⅲ类型,矿体规模小,形态较复杂。通过对该类型小型矿床合理勘查程度研究得出如下结论和建议:

(1)对于小型矿床来说,往往分布多个小型矿体,只要抓住主要矿体进行勘查、评价即可。

(2)目前金矿、铜矿等单矿种地质勘查规范的第Ⅲ勘查类型提供参考的勘查工程间距偏稀。铜矿、金矿的第三勘查类型参考工程间距区间最小值建议减小。

(3)小型矿床的矿床地质研究程度、矿石质量和矿石加工选冶性能、开采技术条件等至少达到详查阶段才可进行开采。

(4)小型矿床首次勘查深度一般在200-300米深即可开采,缓倾斜的小型矿床可一次性勘探完毕,陡倾斜矿体较深的情况根据综合分析综合研究后分次勘查开发。

(5)对于小型矿床而言,不需要在规范中直接规定各级资源储量比例要求。

(6)国家越来越重视绿色生态建设,对于小型矿山的建设,不建议采用“探采结合”、“探采一体化”,建议仅对国家战略性急需的复杂小型矿床施行边探边采。比如铜矿、金矿等。

(7)提倡绿色勘查,把绿色发展和生态环境保护贯穿于矿产开发之中。

参考文献/References

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