陆三明,李建设,钱存超,李文庆,赵丽丽,余良范,刘春,韦导忠
(安徽省公益性地质调查管理中心,安徽合肥 230091)
安徽省是矿产资源大省,矿产勘查工作及成矿理论研究一直走在全国前列,尤其长江中下游成矿带(安徽段)是安徽省沿江的工业经济走廊,也是矿床学研究玢岩型铁矿、“三位一体”多层楼模型的发源地[1~5]。近十年来,在政府加大矿业投入的大形势下,安徽省矿产勘查工作顺势而为,积极主动谋划,以好的政策为保障,以成矿理论等为指导,依托专家和广大技术人员,取得了找矿的重大成就,本文总结全省大中型矿床的勘查发现经验以供参考。
安徽省是华北板块、扬子板块和秦岭造山带三大构造汇聚之地,成矿条件好,矿产资源丰富,优势矿产为铁、铜、煤、钼、硫等和优质非金属,为安徽省社会经济发展提供了有力支撑。但由于需求加大和长期开采,供需矛盾突出,铁、铜等矿产资源缺口很大。为落实国家和安徽省找矿突破战略行动和满足我省需求,在省委、省政府正确领导和支持下,安徽省自然资源厅(原国土资源厅)精心组织,加大投入,十年来,安徽省找矿突破战略行动取得了巨大成果。据《安徽省找矿突破战略行动方案(2011—2020 年)实施情况总结评估报告》,2011—2019 年累计新增原煤72.21 亿吨、铁矿石10.7 亿吨、铜金属量335.01 万吨、铅锌金属量541.27万吨、金129.26吨、钼267.21万吨、三氧化钨量33.7 万吨;新增中型及以上矿产地93 处,其中能源矿产15 处、金属矿产48 处、优质高效非金属30 处,与2010 年累计查明资源量相比增长幅度:煤22.7%、铁20.2%、铜50.5%、铅锌144.7%、金78%、钨119.5%、钼983.5%。
勘查项目立项是关键环节,勘查靶区的优选是实现找矿突破的基础。在项目立项过程中,重视基础地质和成矿条件研究,重视矿产资源调查评价成果,重视以往资料的二次开发。建立了地质勘查基金项目库,入库项目均是各地勘单位根据项目指南的要求、经过专家论证同意入库的,具有扎实的立项基础。专家论证的重点是找矿靶区的成矿条件和预期成果实现的可能性,论证专家是由有丰富的找矿经验、对勘查区情况熟悉的人员组成,论证意见是在专家集体讨论的基础上形成的,从而保证了项目的科学性和可行性。勘查项目的选择是在项目库中根据专家论证排序择优确定。为鼓励地勘单位提出好项目,在确定项目承担单位时,对于项目提出单位给予加分奖励。
省厅为了更好地开展矿产勘查工作,加大了顶层设计,通过设置一批公益性地质调查项目,如沿江物化探资料二次开发,庐枞地区找矿工程前期研究,皖北物化编图等,加大了对地质资料的开发力度,取得了丰富的地质找矿信息,为地勘项目的选区提供了基础技术支撑。除此以外,还编制了《安徽省地质找矿突破战略行动总体方案(2011~2020年)》。针对具体矿集区和整装勘查区,按照国家统一技术要求,编制5个国家整装勘查区勘查实施方案和省级重点区勘查实施方案。就单矿种,编制了《全省新一轮铁矿勘查方案》。各种方案在选区选点上集中全省专家和各地勘单位的智力,选出一批高质量的找矿靶区,如白象山、小包庄、沙溪等,经验证取得了重大突破。而且创新了勘查模式,如“泥河模式[6]”、“五河模式[7]”等,在全国产生了较大影响。
各个地勘单位也发挥自身掌握特定矿集区资料的优势,善于从零星勘查资料中发现信息亮点和潜力,优选找矿靶区。南陵姚家岭超大型铜锌金多金属矿的勘查,就是812地质队在以往多次勘查的基础上,综合研究以往资料,利用新的成矿理论指导而发现的。金寨县沙坪沟超大型钼矿的发现,也是在分析以往勘查资料的基础上,通过再次勘查而实现。当涂县龙山铁矿深部及外围铁矿普查在2010 年提交立项建议书时,综合大队技术人员查阅大量的相关资料,对其中1 份物探异常解析报告中一段文字——“M10磁异常推算的磁铁矿石资源量达1.5亿吨”特别重视,经综合研究推断龙山铁矿及其周边磁异常反应的深部铁矿石资源量达2亿吨左右,于是立项请求开展普查。当涂白象山大型铁矿也是在研究M27 磁异常基础上提出立项申请而经后续勘查发现的。祁门东源大型钨钼矿产地发现始于翻阅以往探槽中有23m 左右的高品位三氧化钨样品,这引起项目管理部门极大关注,及时在当年设立地勘专项勘查项目,扩大了找矿成果。
对于勘查项目的实施,勘查设计至关重要,找矿突破战略行动实施过程中,每一个勘查项目的设计均严格审查,组织有较高理论水平和丰富勘查经验的专家成立设计审查专家组,对设计进行认真评审,每一个项目至少三名专家把关,明确主审和副审专家,实行专家负责制,排除外部干扰。审查的重点是勘查方法、勘查技术路线是否正确,勘查工作部署是否科学合理,勘查质量要求是否满足有关规范标准,预期成果能否实现。根据找矿工作探索性很强的特点,为提高找矿效果和效率,勘查设计也给项目实施单位一定的变动空间和机动工作量,发挥了一线技术人员的积极主动性。为满足勘查费用的要求,项目技术审查完成后再开展勘查费用审查,由财务预算专家根据勘查设计工作方法、工作量及要求,依据勘查预算标准逐项认真审查,同样明确主审和副审,从而保证了勘查费用的合理性和准确性。
安徽省地质工作程度较高,找矿难度较大,多为深部找矿,有些勘查区是几上几下,为实现找矿突破,必须进行区域成矿规律研究,加强深部成矿理论指导,如矿床成矿系列、“三位一体”成矿理论、斑岩型成矿理论、模式找矿等;在我省找矿突破战略行动中,区域成矿规律研究,成矿理论的指导发挥了巨大作用[4,8~11]。
我省长江中下游成矿带、大别造山带斑岩型矿床在近10年取得了重大发现,相继发现了沙溪深部、舒家店、茶亭等大型斑岩型铜矿及特大型沙坪沟斑岩型钼矿[12~16]。在矿床勘查发现过程中,用斑岩型矿床成矿理论指导,圈定有利蚀变带来指导勘查,从而使沙溪深部矿床、舒家店等矿床规模不断扩大,沙溪矿床铜矿资源量达150 万吨,舒家店矿床达100 万吨。我省大别山区40 多年没有取得找矿发现,313地质队长期在沙坪沟地区开展勘查工作,以往工作只是在浅部发现了大量的铅锌矿脉。在与邻省河南东秦岭钼矿带斑岩型钼矿床区域对比的基础上,认为沙坪沟地区也存在含矿斑岩体,经深孔验证,于深部发现了厚大的含钼斑岩体,从而发现世界级斑岩型钼矿床[17~19]。霍邱矿集区铁矿规模的大幅增加,也是在深入研究控矿构造的基础上,于褶皱的转折端和正常翼找到了矿层。
我省皖南地区,一些矽卡岩型矿床和热液型矿床具有层控性特征。如绩溪县逍遥矿区逍遥矿段钨(钼、铜)矿普查中发现主要钨矿体,赋存于蓝田组三段层位矽卡岩或矽卡岩化大理岩中,随地层褶皱而褶曲,正常翼矿体厚度大,倒转翼矿体厚度小,是典型的层控矽卡岩型矿体。因此依据层控矿床理论,根据地层褶皱形态进行钻孔布置,扩大了矿床规模[20~21]。东至县兆吉口大型铅锌矿同样在充分研究地层及褶皱控矿特征基础上,合理布置钻孔和圈定矿体,从而探明矿床规模达大型[22]。
实施产学研结合,对于有望实现找矿重大突破、找矿难度大的勘查项目,科学研究及时跟进,结合找矿的技术理论难题,与高校、科研院所和地勘单位联合攻关,在我省铜陵矿集区、庐枞矿集区、马鞍山矿集区、大别山区、两淮煤田等找矿有利地区,设立很多针对找矿实际的科研项目,取得了高水平的科研成果,多个科研项目获得了国家、安徽省和国土资源部科技进步奖。多个找矿成果获得国家年度十大找矿成果奖。
在地质找矿中,扎实的野外基础性地质工作,保证了野外地质找矿线索发现和物化探数据的可靠性和物化异常的发现。基本上每个勘查项目都安排了大比例尺地质填图和面积性物化探工作,遵循从面到点、由浅入深、循序渐进的原则。对查区所在的区域地质资料应吃深悟透,踏勘应细致,尽量能发现地表的找矿信息。东至县兆吉口大型铅锌矿发现,始于踏勘在地表捡到几块风化淋滤型铅锌矿,接着施工探槽揭露到原生矿体,再顺倾向在斜深80m左右即见到厚大矿体,随即开启了长达8年的寻找大型矿的序幕。
安徽省庐江县小包庄铁矿床的发现是物探资料开发和野外有效的物探磁测井工作的结果。在对罗河铁矿重、磁资料重新分析处理的基础上,针对罗河铁矿异常南侧低缓“梨”形异常及周边低缓异常带,提出在罗河铁矿床的南部及西侧具有罗河式铁矿相似的成矿条件的新认识。2009年327地质队正式实施,通过勘查结果证实罗河铁矿磁异常向南突出的低缓异常是由小包庄铁矿床小包庄矿段铁矿体引起;而罗河铁矿磁异常西侧低缓异常带是由小包庄铁矿床小胡庄矿段深部铁矿引起。在小胡庄矿段勘查过程中,327 队利用物探磁测井资料发现在900m 以深仍有磁异常,于是决定进行深部钻探,从而取得了深部找矿的重大突破,通过分析研究推断,罗河铁矿深部存在第二个罗河铁矿,引起了原国土资源部的重视,随着勘查工作的深入,推断将要证实。
我省皖南、大别山区,化探对圈定找矿靶区的作用十分明显,是重要而有效的找矿手段。绩溪县逍遥钨多金属矿床、宁国市竹溪岭钨银(钼)矿床、宁国市东山坞锑矿床等大中型矿床勘查过程中均实施了多种比例尺的化探测量工作。如332地质队在竹溪岭勘查过程中重视化探工作,先后实施了1∶5万水系沉积物测量和1∶1万土壤测量。在竹溪岭岩体及其接触带附近,圈出了W、Mo、Bi、Cu、Ag、Pb、Zn 综合异常,面积大于2km2,异常面积大,浓集值高。在开展异常查证时,于竹溪岭岩体北部发现了具一定规模的石英脉型银钨钼矿(化)体,在大理坑、龙头庙等地也相继发现银或银金矿(化)体。预示了该区具有钨、钼、银等多金属找矿潜力,从而加大了找矿信心。竹溪岭大型钨矿床是通过1∶5 万水系沉积物测量成果选区,利用1∶1 万土壤测量查证发现的。
宣城茶亭特大型斑岩铜金矿床属“三下”地区,是我省在浅覆盖区找矿取得的突破。20世纪80年代验证铁矿异常,但仍有不少异常未得到合理解释。2008年首次设立地勘基金项目,后转入续作,322地质队重视对物探异常的再分析再研究,在验证C12异常时施工ZK4502 孔发现了厚大矿体,这其中钻孔岩心的仔细观察也起到了重要作用,在已达到设计深度1000m时通过岩心观察仍有矿化,从而申请加深并得到省公益性地调中心支持,揭开了“三下”地区的找矿。
深部物探方法提供了重要的找矿信息,为钻孔的布置指明了方向。如控源大地电磁测深、大功率电磁测深等,对安庆朱冲富铁铜矿、宣城茶亭铜金矿、长山铅锌多金属矿、五河金矿的发现发挥了重要作用。深部钻探技术的提高,也为深部找矿突破提供了强有力的支撑。
省自然资源厅(原国土资源厅)针对省地勘基金项目的管理出台了《安徽省地质勘查基金管理办法》(财建〔2007〕161 号)《安徽省地质勘查基金项目管理办法》《安徽省省级地质工作项目成果报告评审暂行办法》《关于加强省地勘基金项目钻探工程管理有关问题的通知》(皖国土资函〔2013〕1558号)等相关管理文件。2015 年又对《安徽省地质勘查基金管理办法》进行了修订完善。省地勘基金管理办法中第十条第四款“允许地勘单位出资与省地勘基金合作投资勘查,合作比例控制在49%以内(2015 年改为60%~80%),待矿业权出让按各自投资比例分成”;“第二十六条”由地勘基金全额投资的项目其矿业权出让的价款收入,按一定比例(金属矿产为20%,煤及埋藏于地下并采用井下开采的非金属矿产为10%)留给地勘单位后,省与市(或市、县)按比例分成”,这些政策极大提高了各个地勘单位找矿的主动性和积极性。建立了安徽省地质勘查基金,每年从政府出让的矿权价款中拨付一定的资金充实地勘基金,有力保障了地质勘查项目的实施。
对勘查实施单位的选择也是通过竞争的方式来确定,由专家根据各单位报来的勘查设计进行评价和打分,最后项目审查委员会根据项目评分来确定,分高者则为勘查项目的实施单位。从而保证了勘查设计质量和实施单位的优化。
设立了项目续作绿色通道机制,对于勘查实物工作量已经完成,但勘查目的未达到、有望实现更大的找矿成果的项目,及时启动项目续作绿色通道,由项目承担单位提交项目续作设计,经专家审查通过后,省自然资源厅、财政厅下达项目续作计划任务书,保证了找矿效果。
通过勘查工作,对预期成果无法实现的项目及时终止。
安徽省公益性地质调查管理中心(简称地调中心)受省自然资源厅委托,实施省级财政项目的监管,中心以制度为保障,以重点项目监管为抓手,保证了监管成果和质量。为规范省财政出资地质工作项目的管理,保证地质工作项目成果的质量,地调中心在2008~2010 年根据项目管理需要,研究制定了《关于地质勘查项目审查验收暂行规定》《安徽省地质工作项目野外验收暂行制度》《安徽省地质工作项目中间检查办法》。随着国土资源管理形势的变化,为了进一步加强省财政出资地质工作项目监管,结合工作实际,制定了《安徽省公益性地质调查管理中心项目监督管理办法》《安徽省地质工作项目物化探工作野外验收细则》;同时,为了充分发挥专家在各个阶段的技术支撑作用,制定了《安徽省公益性地质调查管理中心专家管理办法(暂行)》《安徽省公益性地质调查管理中心专家库管理暂行办法》。
明确了勘查项目实施全过程:立项论证-设计审查-组织实施-中间检查-野外验收-成果验收-资料归档。在项目实施过程中,对一般性项目组织专家开展中间性检查、野外验收和成果验收,对检查中发现的问题及时提出并研究解决,从而保障了项目的顺利实施和完成。对找矿潜力大、投入多和影响大的重点项目,组织专家开展多次专项检查和指导,主要检查工作质量、工作部署和实施效果,对存在问题及时讨论并给出明确意见,需要调整勘查设计的及时按有关程序研究解决。针对每个基金项目均安排有专人监管,监管人员尽心尽责,从项目的中间检查、野外验收、钻孔论证、方案的调整、成果验收等各个环节把好质量关,同时监管人员发挥业务专长,对项目进行有效的技术指导,为找矿成果的产出提供了有力保障。
地质找矿是一项复杂的系统工程,技术含量很高,充分发挥专家的作用十分重要;我省的地质找矿突破战略行动成立了以常印佛院士为首的专家团队,专家队伍的理论水平高、找矿经验丰富、责任心强、专业齐全,在项目实施的全过程发挥了重大指导作用,在有些项目发挥了关键作用。
把好质量关在潘集煤田潘集煤矿外围煤炭详查项目中体现最为突出。该项目2019 年获得全国十大地质找矿成果奖。项目在2011年正式实施到2018年提交成果期间地调中心组织专家进行分批分段验收4次,进行专项论证和技术指导10多次,保证了项目的完成和成果的产出。南陵姚家岭锌铜金多金属矿的重大发现上,专家的前期指导也发挥了重大作用。铜陵县荷花山大型铅锌矿的发现始于2011年项目实施,找矿取得新发现,钻孔ZK1501于316.17~409.03m深处,见4 段总厚度31.62m 的铅锌矿体,是铜陵地区首次发现的新类型,根据前期勘查成果,中心、华冶综合队及专家研究认为Ⅰ、Ⅱ号矿体是相连接的而且有较大潜力。在16、20勘探线之间,已发现的铅锌主矿体没有错开的,根据相邻勘探线矿体产状特征,重新连矿,考虑矿体成因及较大的厚度,重新调整验证孔并见矿,最终确定Ⅰ、Ⅱ号为同一相连矿体,有效扩大了铅锌资源量。铜陵舒家店斑岩型铜金矿的找矿突破,也是在省地调中心、华冶地勘研究院和专家的多次指导与地勘单位一起实现的;可以说,每个勘查项目的实施都洒下了地调中心和专家的汗水,每个勘查成果的取得,都凝结了地调中心和专家的大量心血。
我省的地质找矿突破战略行动虽然取得了巨大成果,但也存在一些问题和不足,主要有:综合研究水平不高,地质与物化探结合不够,项目进度滞后,重钻探施工轻地质基础工作,有些项目外部勘查环境欠佳,综合找矿不够,绿色勘查有待提高。这些问题和不足要引起足够的重视。
大中型矿床的勘查和发现,是一个长期不断坚持的过程,从评价、预查到普查循序进行。有的矿床发现几进几出,付出了艰辛的努力。这些矿床的发现是一种智力创造,体现了创新。揭开深埋在地下矿床的面纱本身就是一种创新,在长期的地质工作中,无论从立项到扎实的野外地质工作,还是有效的物化探工作手段,以及成矿理论、成矿规律的研究和总结,这一系列的过程都凝聚着各单位技术工作者和监管团队的智慧。
致谢:感谢大中型矿产地发现单位的总工及主要技术骨干在论文写作过程中提供的材料和帮助,在此表示深深的感谢!