江苏句容石砀山矿区-300 m以上铜多金属矿体探采对比

刘轲琪，居维伟，肖 娥

(1.江苏省有色金属华东地质勘查局八九队，江苏 南京 210007；2.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏 南京 210007)

0 引 言

石砀山铜矿地处长江中下游铁铜成矿带宁镇铁铜成矿远景区，2005—2015年共进行了4期普查至详查工作，2009—2016年进行了4期生产勘探工作。经多年开采，石砀山铜矿Cu①号主矿体的主体已开采结束，积累了丰富的地质勘查和采矿资料，为检验前期勘查工作类型划分、方法手段、工程间距选择等的合理性，分析探采不同阶段的矿体形态、规模认识、控制程度及资源储量估算的误差率提供了依据。选择具有代表性的-300 m标高以上Cu①号主矿体，对地质勘查和采矿资料进行对比，并计算其中的误差，查明产生的原因(刘林等，2001；陈平等，2007；胡新付等，2011；谢富康，2017；郑凯，2020；郑瑞瑞等，2020)，为今后该矿床深部及类似矿床的勘查及开采提供借鉴。

1 矿区概况

石砀山铜矿位于江苏句容宝华镇栗庄村南侧，宁镇龙潭—仓头背斜南翼。区内岩浆活动频繁，断裂构造发育，矿产资源丰富。

该区的地质工作主要开展于1957—1974年，2005—2015年又陆续开展了一系列地质勘查工作(高纪南，1964；邵广喜，1966；徐忠发，2005；刘小胡等，2008；张珍玉等，2014；居维伟等，2017)。2009年石砀山矿区进入开发阶段，在生产开采过程中，依据原有普查(徐忠发，2005)和详查(刘小胡等，2008)钻探工程资料，采用坑内钻探进行生产勘探补充控制，工程间距为(25～30)m×(11～30)m，开采范围在22线—26线之间，标高在-100～-180 m之间，主要开采Cu①号矿体的含铜磁铁矿矿石。随着生产勘探和采矿工程的揭露，矿体特征、资源储量及开采技术条件等均发生了变化。

2 矿区地质

矿区出露地层有志留系高家边组、坟头组，上泥盆统五通组，石炭系高骊山组、黄龙组、船山组，二叠系栖霞组、孤峰组、龙潭组，下-中三叠统青龙群及第四系。矿区位于薛家村倒转背斜之北翼，为一近东西走向、总体南倾的单斜构造，断裂较发育，区内岩浆岩以石英闪长斑岩为主(图1)。

图1 石砀山矿区地质简图1-第四系；2-下-中三叠统青龙组第三层；3-下-中三叠统青龙组第二层；4-下-中三叠统青龙组第一层；5-上二叠统龙潭组；6-上二叠统栖霞组第四段；7-上二叠统栖霞组第三段；8-上二叠统栖霞组第二段；9-上二叠统栖霞组第一段；10-石英闪长岩；11-石英闪长玢岩；12-闪长玢岩；13-花岗闪长斑岩；14-闪长斑岩；15-白岗岩；16-煌斑岩；17-石英脉；18-石榴石透辉石矽卡岩；19-矽卡岩；20-实测/推测地质界线；21-勘探线及编号；22-完工钻孔及编号；23-平硐；24-采矿权范围Fig. 1 Geological sketch of the Shidangshan mining area

石砀山矿区铜多金属矿体主要受超覆的石英闪长岩与石炭—二叠纪碳酸盐岩接触带控制，为矽卡岩型矿床，共5个矿体，规模均较小。其中Cu①为主矿体，分布于22线—27线之间，长300 m，宽130 m，视厚度为1～10 m，矿体平面形态有2组方向，即NE68°和SE145°，总体形态为一倒L形，2组方向的矿体呈直角拐弯相连；剖面上矿体顶部倾向NNW，倾角平缓，10°～20°，中上部弧形急转，倾角变陡倾，近于直立，下部逐渐倾向SW，倾角亦陡倾(图2)。有用组分主要为金属铜，Cu平均品位为0.73%，品位变化系数为33.35%；共生铁矿TFe平均品位为39.73%，品位变化系数为17.77%；其余伴生矿主要为Mo、Au、Ag、S。

图2 石砀山矿区23线地质剖面Cu①号矿体开采前后对比图1-第四系表土层；2-黄龙组、船山组灰岩(大理岩)；3-石英闪长斑岩；4-煌斑岩脉；5-闪长玢岩；6-矽卡岩；7-实测地质界线；8-钻孔剖面位置及开孔倾角；9-施工巷道及编号；10-原详查报告铜矿体位置及编号；11-未开采铜矿体位置及编号；12-已采空铜矿体位置及编号；13-Cu平均品位及见矿视厚度；14-采样位置及样号Fig. 2 Comparison before and after No. Cu① orebody exploitation in geological section of Line 23 of the Shidangshan mining area

矿石类型以矽卡岩型含铜磁铁矿石为主。金属矿物以磁铁矿、黄铜矿为主，次为磁黄铁矿、黄铁矿；脉石矿物以透辉石为主，次为方解石、绿泥石、石榴子石、石英等。

矿石矿物主要为黄铜矿矿石，主要有用组分为Cu、Fe、Mo；伴生有益矿产为Mo、Au、Ag等。

石砀山铜矿床综合开采技术条件属于以工程地质条件为主的Ⅱ-2类型，勘查类型是以坑探工程为主的第Ⅲ勘查类型偏复杂型。

3 勘探与开采参数对比

主要针对石砀山矿区(标高-300 m以上)Cu①主矿体进行对比研究，将截至2016年12月底开采出的资源储量与相应位置地质详查所获得的资源储量进行对比，生产勘探和开采后确定的构造、矿体特征、开采技术条件、矿体资源储量等参数对比情况如下。

3.1 构造

居维伟等(2017)对石砀山矿区构造及岩浆岩进行了简述，因深部地质情况复杂，探矿工程对构造、脉岩控制程度不够。经开采和生产勘探证实，-100～-140～-180 m中段之间存在2条较大的近平行展布的破矿脉岩(闪长玢岩)和几条细小煌斑岩。前2条破矿脉岩间距为60～65 m，局部膨大，脉岩走向NW325°，倾向NE，倾角较陡，达70°～75°，岩脉宽5～10 m，岩石局部裂隙较发育，有微弱导水现象。

闪长玢岩沿成矿后期构造运动产生的裂隙侵入，具明显的破矿作用，造成主矿体沿走向不连续，倾向上在24线造成了Cu①主矿体上下错断，但断距不大，因此对矿山开采未形成太大影响。几条规模较小的煌斑岩为矿区内最晚期脉岩，切割了矿区所有地质体，亦有较小的破矿作用。

后期脉岩的侵入同时带来了一定的热量，对矿区含铜磁铁矿进一步活化富集以及钼多金属元素的富集起了一定的作用，表现为沿构造裂隙及岩体中充填有品位较富的铜、钼多金属矿。

3.2 矿体特征

3.2.1 矿体重新划分 矿山生产勘探和开采后对矿体进行重新划分发现，原详查报告23线—24线钻孔控制的Cu①含铜磁铁矿体与25线钻孔控制的Cu②含铜磁铁矿体(刘小胡等，2008)实为同一矿体，并被-140～-180 m坑道及坑内钻探等工程控制，且-180 m以下仍有延伸。

23线经-180 m坑道及坑内钻探控制，Cu①号矿体已控制延伸至-220 m(图2)。在其东侧新发现的赋存于岩体内部的Cu②号脉状含铜磁铁矿矿体与围岩石英闪长斑岩界线清楚，为近于直立的脉状矿体，属岩浆晚期铁铜矿浆沿构造裂隙贯入而成的中高温热液充填型矿体。

原19线Mo③矿体改为Mo①。生产勘探和开采发现，原24线—26线钻孔控制的Mo④号钼矿体实际并非一条矿体，24线所见的钼矿分别为矽卡岩型和后期热液充填型，矿体厚度沿走向和倾向延伸很快尖灭，极不稳定。仅25线-100 m坑道所见的Mo②钼矿相对较为稳定，呈透镜状产于岩体边部的矽卡岩中，其倾向很快被后期闪长玢岩脉切断。

3.2.2 主矿体特征变化 矿区Cu①号主矿体经系统工程控制，走向上已延伸至25线以东，倾向上已控制到-230 m，矿体在-180 m以上倾向NE，在-180～-220 m之间趋于直立，在-220 m以下则倾向SW。

从矿体规模、品位、厚度及形态控制方面来看(表1、表2)，矿体长度误差最大为24线，误差率为-164.35%，总误差率为-101.59%；品位误差最大为23线，误差率为-68.98%，总误差率为-141.91%；厚度误差最大为25线，最大误差率为72.26%，总误差率为16.22%；面积误差最大为25线，最大误差率为90.14%，总误差率为95.22%；最大面积重合率为24线，总重合率为89.52%。以上数据表明，详查时对矿体的总体规模控制一般，局部控制不够。

表1 石砀山矿区Cu①主矿体形态误差对比Table 1 Comparison of morphological errors of No.Cu① main orebody in Shidangshan mining area

表2 石砀山矿区Cu①主矿体长度、品位、厚度变化对比Table 2 Variation comparison of length,grade and thickness of No.Cu① main orebody in Shidangshan mining area

3.3 开采技术条件

矿山自开采以来，裸露的水平巷道、竖井和天井均无坍塌、涌水、突水现象，仅局部挂网打锚杆；由于矿体小而富，产状较陡，采空区两侧围岩完好，水文地质、工程地质条件未发生明显变化。

开采方式为井下开采，开采环境较好，探矿生产废水循环利用、井下湿式作业、炮烟及噪音均得到了有效控制，对周边环境影响不大。矿山开采前后环境地质条件未发生变化。

3.4 资源储量

由表3可知，矿区Cu①主矿体矿石量、金属量和平均品位的绝对误差分别385.17 kt、663.52 t、-0.575%，相对误差分别为50.96%、12.06%、-78.77%。结果表明：石砀山矿区铜多金属矿主矿体的探采误差率较大，原因可归纳为下列3点。

表3 石砀山矿区Cu①主矿体资源储量误差对比Table 3 Resource reserves error comparison of No.Cu① main orebody by different geological methods in Shidangshan mining area

(1)地质详查(刘小胡等，2008)时，矿体主要为钻探工程所控制，但总体工程量偏少，矿体控制程度一般，造成各勘探线上矿体的形态、规模与实际出入较大。

(2)矿体本身较复杂，因详查时期受多种条件限制，勘探类型把握不够准，勘探网度不够密，故不能准确地控制矿体。

(3)详查时钻孔的品位与实际开采样品的品位存在差异。

4 勘查工程合理性分析

4.1 工程间距、勘查类型

总的看来，矿区金属矿体规模较小，矿体连续性差，矿石成分复杂，根据矿床成矿规律、矿体地质特征，结合铜、铁、金等相关地质勘查规范，将该矿段划分为第Ⅲ勘查类型偏复杂型。

地质详查(刘小胡等，2008)期间根据矿床的成因类型、矿体规模及其受构造岩脉的影响度，将石砀山矿床的勘探类型划为第Ⅲ类偏复杂型较为合理。

该矿床详查控制工程间距为50 m×50 m，主要在普查(徐忠发，2005)的基础上施工了23、24、25线-100 m穿脉及其沿脉，但总体上控制程度不足，对矿石中伴生的有益组分研究也不充分。

生产勘探阶段，探矿中段间距为40 m，在各中段沿矿体走向布置刻槽采样剖面，间距15～30 m不等，中段之间除原地质详查(刘小胡等，2008)钻探工程外，还采用了坑内钻探进行生产勘探补充控制，工程间距局部达(25～30)m×(11～30)m，多采用垂直扇形孔探矿，局部采用水平方向扇形孔探矿。

矿山多年的生产实践证明，生产勘探的工程间距对石砀山铜矿是可行的。

4.2 资源储量估算方法对比

4.2.1 地质详查时的资源储量估算方法 主要采用平行断面法估算各块段资源储量，并采用地质块段法进行验算。详查所用的样品基本分析结果及各类参数的确定都较为合理，验算前后误差不大。

4.2.2 生产勘探及开采后的资源储量估算方法 剖面之间、中段之间(扣除岩脉影响)的矿体部分纵横基本对应，相邻剖面线、中段之间几乎平行，可采用平行断面法估算这些剖面之间矿体的资源储量，并作矿体垂直纵投影图划分矿体分布的标高范围。-180 m中段矿体厚度较大，品位较为稳定，经坑内钻探证实具有一定的延深，综合考虑原有23—26线主剖面矿体连接情况以及因25线矿体产状变化(拐弯)而布置的Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ线剖面坑道钻孔控制的矿体情况，-180 m以下Cu①主矿体Ⅳ—Ⅱ线仍采用平行断面法估算各块段资源储量；Ⅱ线—26线之间夹角为43°，采用不平行断面法进行块段资源储量估算。

通过主矿体探采资源储量对比发现，矿石量增加了50.96%，金属量增加了12.06%，平均品位降低了78.77%。认为采矿时估算的资源储量更接近矿体的真实储量。

5 结 论

通过石砀山铜矿床石砀山矿区(标高-300 m以上)铜多金属矿主矿体探采对比和分析，得出下列结论。

(1)原地质详查(刘小胡等，2008)对矿体的总体规模控制一般，局部控制不够。因工作程度较低，矿床综合研究存在一定的局限性，故后期根据矿区所有勘查工程纵横剖面的系统控制及矿床成因对矿体进行了重新划分。

(2)原地质详查对勘查类型的划分、勘查手段的选择、勘查方法、工程间距等的认识基本合理，对矿体的总体认识基本正确。

(3)通过矿石量、金属量和平均品位的对比，认为Cu①主矿体的探采误差率较大，采矿估算的资源储量更接近矿体的真实储量。故原地质详查若能用坑探加以验证，对矿床的认识相对会提高。