雅满苏铁矿深部地质勘查找矿工作探讨

庞森

（新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司）

1 前言

新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司雅满苏铁矿矿山自1958年开采至今已有60年的历史，是八钢公司重要的原料基地，是新疆最早的机械化露天开采矿山之一。矿山前期开采选用露天开采方式，设计生产能力72万t/年。2005年底矿山露天开采结束转入井下开采，一期900～700m地下开采方案设计，主要针对Fe1矿体。开拓方式为竖井开拓，分段空场法采矿。年生产能力30万t/年，服务年限17年。多年来矿山实际生产能力为20万t。

2017年8 月雅矿公司主体矿山磁海铁矿因环保要求关停，雅满苏铁矿成为雅矿公司唯一正常生产的矿山和铁原料供应地，矿山井下一期设计开采范围内保有的资源量只能满足约10年生产服务时间，二期开采700m水平以下的铁矿石资源勘探程度不高且资源量不大，所以对雅满苏铁矿深部资源进行探矿，为雅矿公司长远发展寻找资源保障。

雅满苏铁矿自发现至今，历经普查、详查、勘探、补充地质勘探、生产地质勘探等多年的地质研究工作，对矿区地质特征、矿床地质特征及矿床成因等积累了很多资料和经验，为地质工作提供了理论依据，为矿山后续找矿地质勘探工作提供了指导方向。

2 矿山地质勘查工作分析

雅满苏铁矿自发现至今，历经普查、详勘、补勘、远景勘探、生产勘探等多次地质研究工作，对矿体的形态、产状、空间位置、矿石品位、结构构造等有了比较深刻的认识。1957～2013年雅满苏铁矿区地质勘查工作情况见表1。

表1 雅满苏铁矿区1957-2013年地质工作统计

从历次开展工作情况看，矿区投入的工作量以钻探、槽探为主，辅以地质测量、重磁物探面积工作。由于物探开展时间较为久远，现所存资料多为纸介质的等值线平面图，缺少物探数据，不能对物探数据进行反演；此外，前人开展的物探仪器较为落后，取得的数据精度不高，且为中小比例尺，不能满足当前找矿要求，有必要重新在矿区开展1∶5000以上重磁物探面积工作及地质修测工作，为深部成矿预测及下一步工作部署提供依据。

3 成矿及找矿地质依据

3.1 矿区成矿地质特征

从区域地质看雅满苏铁矿位于哈萨克斯坦-准噶尔板块、觉罗塔格石炭纪岛弧带、雅满苏晚古生代沟弧带内，成矿划分属于康古尔塔格铜镍、金、钼、稀有成矿带、雅满苏-沙泉子铜、铁、锰成矿亚带。在本成矿带上，区域地质复杂、构造发育，成矿条件十分优越，具有广阔的找矿前景。该区域石炭纪火山活动强烈，与区域多金属矿产成矿关系较为密切。从矿区地质看雅满苏铁矿位于塔里木板块北缘的阿奇山-雅满苏岛弧带的东段，在矿区范围内分布着一套复杂的火山碎屑岩，在含矿热液的作用下形成了以石榴石为主的含矿矽卡岩带和具工业价值的铁矿体。矿区内主要出露的地层是下石炭统雅满苏组，主要分布在矿区南部，是铁矿的主要赋矿地层。

受觉罗塔格晚古生代沟弧带的控制，矿区内褶皱及断层构造复杂。矿区主要发育的褶皱构造是雅满苏北部向斜、雅满苏背斜、雅满苏南部向斜，雅满苏铁矿床赋存于雅满苏背斜南翼地层中。根据断裂构造与成矿的关系及其展布特征，矿区的断裂构造分为成矿前、成矿期和成矿后三期，数量多达几十条。对成矿过程中矿液的运移和储存以及后期对矿体的错断破坏都起到了重要作用。

雅满苏铁矿区围岩蚀变是多期次构造、火山及热液活动的综合结果，蚀变岩在空间分布上有一定规律的构成了矿区的蚀变岩类型及其分布。在矿区具有较为明显的围岩蚀变水平分带。以铁矿体为中心向南北两侧展布的平行带状分布，依次出现石榴石矽卡岩带、复杂矽卡岩带、绿帘石碳酸盐化带、硅化带。以上情况说明本区矽卡岩化蚀变及矿化作用在矿体附近最为活跃，强度最大。热液是由矿体向外逐渐扩散至围岩，由于岩性、构造的屏蔽作用而终止。以上各蚀变带（矿化带）之间，呈渐变过渡、迭加或部分间互排列。

3.2 成矿地球物理特征

根据已有资料显示，雅满苏地区的地球物理场分布，具有明显的特殊规律，重力场、磁力场的分布既具有一致性，又表现出一定的差异性。

3.2.1 区域重力异常特征

根据磁铁矿石、矽卡岩、火山碎屑岩的密度差为重力找矿提供了较好的地球物理前提。雅满苏铁矿及其东西两侧的重力异常呈北东东向长条状展布的重力高背景上的局部异常，整个异常带东西长约18.5km，宽2km，异常西部窄而东部梯度陡，向东逐渐变缓；在强度上也是东强西弱。该异常是由中等密度的一套火山岩、石榴石矽卡岩、磁铁矿等综合地质因素引起。重力异常的分布受地层和构造严格控制，形成南缓北陡的异常特征，反映了地层、含矿带的产状特征；异常宽度及强度的变化，主要反映了含矿带厚度及深度的变化。F3断层将含矿带向南推移了近200m，重力异常也明显向南错动大约200m。在59～27线，有一个向南突出的宽缓重力异常，推测矿体深部受到F2、F8逆冲断层的影响，将深部含矿带错断。

3.2.2 区域磁场特征

从1∶20万航磁ΔT等值线平面图上看，雅满苏铁矿区位于东西-北东向的阿奇山-沙泉子深大断裂带上，即区域性磁异常梯级带，略偏北的弱磁异常上。该磁异常总体上以雅满苏铁矿体为中心，呈走向北东东向，扁椭圆状，东西长约10km，南北宽3km，由三个峰值组成的高磁异常带，异常南缓北陡呈不对称向南延伸；△T值一般200～900nT；异常区对应铁矿体，具有较好的找矿前景。

根据矿区磁异常特征，磁异常范围与重力异常范围大致相同。矿区磁异常是由近于平行的多峰组成的高磁异常区，异常沿轴向长1600m，宽100～200米m，南北均有负值出现，北侧负值高于南侧，显示磁性体南倾的特征。在磁异常中心，ΔZ一般5000～15000nT，峰值达 20000nT。

根据矿区钻孔测井工作，矿区内见矿钻孔的△Z值与磁铁矿层均对应很好，且△Z值高低与矿体厚度呈明显的正相关关系。未见矿钻孔的△Z值与磁铁矿化层均对应很好，同时△Z值还分别受到旁侧钻孔磁铁矿层的影响。

3.3 钻探控制矿体特征

雅满苏铁矿区历年来累计施工钻探工程44371m，对矿体形态特征、矿石性质特征等进行了有效的控制。雅满苏铁矿位于雅满苏背斜南翼的火山岩建造中，赋矿空间受成矿期断裂构造控制，大小18个矿体分赋于上、中、下三个赋矿部（层）位。其中较大矿体有Fe1和Fe2+3矿体，次为零星小矿体。Fe1矿体产于下部赋矿部位，Fe2+3矿体居上部赋矿部位，Fe4、Fe8等小矿体属中间部位，其他小矿体一般延长不超过30m，规模很小。整个赋矿构造和赋矿岩层呈近东西向带状展布，矿化蚀变带横贯矿区。

3.4 矿床成因

雅满苏铁矿赋存在一套海相火山岩中，矿床成因与火山活动关系密切，矿体形成是火山岩浆分异演化的结果，认为雅满苏铁矿的成因并非单一成矿作用所致，属多成因范畴，为火山气液交代-充填、富矿热液贯入成因的铁矿床。

3.5 找矿标志

雅满苏铁矿找矿标志见表2。

表2 雅满苏铁矿及多金属矿床成矿要素

4 深部找矿工作的分析

4.1 资源找矿前景

雅满苏铁矿自发现至今，历经普查、详勘、补勘、远景勘探、生产勘探等多次研究工作，对矿体的形态、产状、空间位置、矿石品位、结构构造等有了比较深刻的认识。矿区雅满苏组地层以海相火山岩、火山碎屑岩为主，矿体大多分布于海相火山岩、火山碎屑岩之中。矿区处于极为有利的成矿位置，雅满苏组海相火山岩、火山碎屑岩规模巨大，同时20万化探成果显示具有 Fe、Co、Cu、Pb、Zn 套合较好的化探异常及重砂异常且对应较好的5万航磁异常及化探异常，具有极好的海相火山沉积型铁多金属矿床的找矿前景。

此外，依据2010年资源潜力评价项目新疆阿奇山-雅满苏-沙泉子一带火山岩型铁矿综合预测成果，雅满苏一带共预测铁矿石资源量6255.59万t，目前仅探明3764.16万t，找矿潜力较大。

4.2 找矿方向

根据矿床地质特征及成矿模式分析，雅满苏铁矿具有较好的找矿前景，其找矿方向应主要从以下方面突破：

（1）区带上重磁异常带沿走向长大于10km，地质特征与矿区特征基本一致，并发现有石榴石矽卡岩，应为寻找铁矿的有利地区。

（2）Fe1矿体深部受到F8逆断层破坏，补勘时在51线、43线、27线针对断层下盘施工了3个钻孔进行研究，但由于钻孔深度较浅，甚至没有达到推测含矿层位，未能有效研究断层下盘矿体情况，使断层下盘含矿特征不明，因此对于F8断层下盘含矿性的研究，是实现本区找矿突破的重要方向。

（3）根据雅满苏铁矿联合剖面，矿区内铁矿体向西南方向侧伏，雅满苏铁矿成矿流体应来源于西南方向的深部。

（4）Fe23矿体的发现进一步证明了构造控矿的特点，同时突破了长期以来认为大理岩是赋矿层位底盘，即大理岩下盘无矿层的认识。

（5）根据前人的物探、化探、钻探资料显示，在矿区内有一系列低强度重磁异常，可能存在隐伏的磁铁矿体；

（6）在矿区还具有 Cu、Zn、Co、Pb 等多金属化探组合异常，并在矽卡岩中及51线Fe1矿体下部发现了Cu、Zn、Co、Pb多金属矿体，为矿山找矿指出了新的找矿方向。

4.3 深部找矿工作需要关注的问题

（1）现场探矿条件不良。在雅满苏铁矿区已形成巨大的露天采坑和排土场，地下开采巷道、工业电网等，对物探工程施工质量影响较大，对钻探工程施工位置和质量有一定影响。

（2）综合地质研究深度不够：雅满苏铁矿区历经多年地质工作，形成了大量的地质资料，涉及多家地勘单位，前期的区域地质调查资料收集非常困难。矿区局部构造复杂，有多期次的断层和褶皱对矿体的形态和分布产生较大影响，给综合研究增加了困难，对矿床成因和控矿条件等有一定分歧。矿山委托的地质勘查工作侧重于提高资源控制程度，满足矿山开采服务，对成矿规律和找矿方向研究深部不够。

（3）矿权范围限制：雅满苏铁矿目前采矿权范围有限，外围没有办理探矿权证，根据目前探矿管理要求，只能在采矿权范围内进行地质探矿工作，外围找矿工作需办理相关手续后才能实施。

（4）矿区内发现多个多金属矿（化）体，因在以往工作中未重视，目前总体控制程度很低。

5 深部找矿工作建议

5.1 对雅满苏铁矿区开展物化探基础地质工作

根据近年来国内外在寻找火山岩型铁矿以及危机矿山找矿工作经验总结，重力、磁法还是寻找磁铁矿最有效的方法，是成矿预测的基础。建议对雅满苏铁矿区开展物化探基础地质工作，主要是1：5000高精度重力面积测量；1：2000高精度磁法面积测量。CSAMT（可控源大地电磁测深）物探方法也是近年来在铁矿深部找矿中另一种较为有效的工作方法。

5.2 开展成矿预测专题研究工作

借助国内科研院所和地勘单位的技术力量，开展成矿预测专题研究工作。为详细分析研究矿床成因及矿物质来源，开展同位素、稀有稀土元素分析及单矿物分析，开展成矿规律研究，为成矿预测提供理论依据。

5.3 优选深部找矿靶区

在以上工作基础之上，结合现代成矿理论及矿区成矿规律研究，优选深部找矿靶区，实施钻探验证。

重点内容：（1）Fe1矿体为雅满苏铁矿的主矿体，控制最大延伸650米。经过多次勘探工作，但在47-31勘探线没有控制到矿体延深的界限，矿体深部应有一定延深。

（2）Fe1等矿体深部被F8、F2断层错断，加强断层下盘的综合分析研究，沿倾向追索Fe1矿体，沿走向追索Fe23矿体。

（3）矿区西部见有大量硫化物，并有铜铅锌钴金多金属矿化，黄铁矿含量达20～40%为块状硫化物。根据成矿模式及地质特征分析，该区处于火山通道，深部具有寻找块状硫化物矿床的前景。鉴于以往工作中针对铜铅锌钴金多金属矿仅开展了少量工作，后续应开展系统的钻探等工程控制。