找礦靶區(qū)綜合信息預(yù)測(cè)在已知礦山深部找礦中的應(yīng)用——以銅綠山銅鐵礦深部找礦為例

魏克濤，馮毓華，黃智輝，張曉蘭

(1.湖北省鄂東南地質(zhì)大隊(duì)，湖北 大冶 435100;2.大冶有色金屬公司，湖北黃石 435000)

找礦靶區(qū)綜合信息預(yù)測(cè)在已知礦山深部找礦中的應(yīng)用
——以銅綠山銅鐵礦深部找礦為例

魏克濤1，馮毓華2，黃智輝1，張曉蘭1

(1.湖北省鄂東南地質(zhì)大隊(duì)，湖北 大冶 435100;2.大冶有色金屬公司，湖北黃石 435000)

已知礦山深部找礦有別于在新礦區(qū)的深部找礦工作。已知礦山一般工作和研究程度高，資料較為豐富系統(tǒng)，對(duì)構(gòu)造控礦規(guī)律和礦化—蝕變分帶規(guī)律的研究比較深入，筆者在銅綠山銅鐵礦深部找礦中以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了深部找礦靶區(qū)綜合信息預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)找礦靶區(qū)的準(zhǔn)確定位，經(jīng)鉆探驗(yàn)證，見(jiàn)礦效果較為理想，從而取得了深部找礦的突破。說(shuō)明在已知礦山深部開(kāi)展以構(gòu)造控礦規(guī)律和礦化—蝕變分帶規(guī)律研究為基礎(chǔ)的找礦靶區(qū)綜合信息預(yù)測(cè)是一種行之有效的找礦方法。

構(gòu)造控礦;蝕變—礦化;綜合信息預(yù)測(cè);深部找礦;銅綠山

0 引言

銅綠山銅鐵礦位于湖北省大冶市，長(zhǎng)江中下游銅鐵金多金屬成礦帶西端。礦床由13個(gè)礦體(群)組成，各礦體均產(chǎn)于燕山期石英正長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖體與中下三疊統(tǒng)碳酸鹽巖地層的接觸帶中，為典型的接觸交代矽卡巖型礦床。礦床普查與勘探工作始于20世紀(jì)50年代末，結(jié)束于20世紀(jì)90年代初，獲得豐碩的找礦成果，共探獲B+C+D級(jí)銅儲(chǔ)量約110萬(wàn)t，鐵礦石量5 000余萬(wàn)噸，共伴生金儲(chǔ)量70余噸。自1971年礦山投產(chǎn)后，歷經(jīng)近40年的開(kāi)采，礦山保有儲(chǔ)量＊＊萬(wàn)t，按現(xiàn)有生產(chǎn)能力，礦山服務(wù)年限已不足十年，為中度危機(jī)礦山。為緩解礦山資源危機(jī)，經(jīng)礦山企業(yè)申請(qǐng)，“全國(guó)危機(jī)礦山接替資源管理辦公室”于2006年正式將其列為全國(guó)危機(jī)礦山找礦項(xiàng)目。

筆者在礦山資源潛力評(píng)價(jià)和其后的勘查工作中，以構(gòu)造控礦規(guī)律和礦化—蝕變分帶規(guī)律為基礎(chǔ)，結(jié)合其所反映的地球物理和地球化學(xué)信息特征，確定礦區(qū)深部找礦地質(zhì)構(gòu)造及物化探找礦標(biāo)志，從而對(duì)找礦靶區(qū)作了較為準(zhǔn)確的定位，經(jīng)鉆探驗(yàn)證，在Ⅺ號(hào)礦體之下發(fā)現(xiàn)了新的斜列于其下的ⅩⅢ號(hào)礦體，單礦體銅資源量達(dá)20萬(wàn)t，鐵礦石資源量1 000余萬(wàn)噸，伴生金資源量12 t，取得了找礦重大進(jìn)展。

1 礦區(qū)概況

礦區(qū)位于陽(yáng)新巖體西北端，大冶復(fù)式向斜南翼與北北東向下陸—姜橋斷裂交匯處。

礦區(qū)地層主要為與本區(qū)銅鐵礦床成礦具密切聯(lián)系的下三疊統(tǒng)大冶組大理巖、白云石大理巖和中下三疊統(tǒng)嘉陵江組含石膏假晶白云石大理巖、大理巖。

礦區(qū)構(gòu)造由北西西向的褶皺斷裂與北北東向的褶皺斷裂疊加交織而成，尤以北北東向構(gòu)造較為明顯，控制了主要礦體的分布。

礦區(qū)巖漿巖主要為銅綠山石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖巖株體，其次有石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)石巖及晚期脈巖。

礦區(qū)圍巖蝕變強(qiáng)烈，自巖體至大理巖其蝕變分帶為：斜長(zhǎng)石巖化—斜長(zhǎng)石巖—矽卡巖(主礦帶)—矽卡巖化大理巖(礦帶)—大理巖化。矽卡巖分帶明顯且與成礦關(guān)系密切，往往構(gòu)成礦體的直接圍巖。

區(qū)內(nèi)礦體組成北北東、北東東向兩個(gè)相應(yīng)方向的礦帶。北北東向礦帶(主礦體帶)沿北東22°延伸，由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅺ、Ⅻ、ⅩⅢ號(hào)礦體組成。北東東向礦帶沿北東60°方向延伸，由Ⅹ、Ⅷ、Ⅶ、Ⅸ號(hào)礦體組成。主要為半隱伏—隱伏礦體，賦存于巖體與碳酸鹽巖接觸帶上，產(chǎn)狀隨著接觸帶形態(tài)而變化。礦體形狀為透鏡狀、似層狀，多成組出現(xiàn)，構(gòu)成礦體組，每一組有一主礦體，附屬若干小礦體，分布在主礦體上下，平行于主礦體。

礦石類型及礦物成分復(fù)雜，礦石類型主要為銅鐵礦石、銅礦石、鐵礦石。礦石礦物種類多達(dá)130余種，主要金屬礦物有黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦，次為斑銅礦、輝銅礦、赤銅礦、自然銅、自然金、赤鐵礦、褐鐵礦等，脈石礦物以方解石、斜長(zhǎng)石、石英及矽卡巖礦物(透輝石、金云母、石榴石)組合為主。主要成礦元素銅平均品位 1.64%，TFe平均品位38.49%，主要伴生元素金平均品位1.07 g/t?湖北省鄂東南地質(zhì)大隊(duì)，湖北省大冶市銅綠山銅礦接替資源勘查 (深部普查)報(bào)告，2010。。

2 構(gòu)造控礦規(guī)律

礦液的運(yùn)移、沉淀、富集及礦體、礦床定位均受構(gòu)造控制。

北北東向復(fù)合構(gòu)造為礦床的主體構(gòu)造型式，控制礦區(qū)主要礦體的分布。

北北東向構(gòu)造具有斜列式排列的規(guī)律，受其控制的礦體也具斜列式排列的規(guī)律，以Ⅲ、Ⅳ號(hào)礦體表現(xiàn)最為明顯。如31線，礦體由西往東、自淺至深依次為Ⅳ5、Ⅳ2、Ⅳ3。因此如在淺部發(fā)現(xiàn)受北北東向構(gòu)造控制的礦體，在深部就有可能發(fā)現(xiàn)斜列于其下的新礦體［1］。

接觸構(gòu)造是區(qū)內(nèi)最基本的控礦構(gòu)造，可分為半島狀接觸構(gòu)造和捕虜體接觸構(gòu)造。接觸構(gòu)造常與其他構(gòu)造類型復(fù)合而形成復(fù)合接觸構(gòu)造，如接觸破碎帶構(gòu)造、接觸斷裂帶構(gòu)造。復(fù)合接觸帶對(duì)成礦有利，多構(gòu)成大礦體和主礦體的貯礦空間。接觸帶的形態(tài)、產(chǎn)狀與礦體的發(fā)育關(guān)系密切，陡傾斜、轉(zhuǎn)折部位有利于礦體的發(fā)育，多形成大礦體、主礦體(圖1)。

3 蝕變—礦化分帶規(guī)律

熱液蝕變作用是一種伴隨成礦作用全過(guò)程的交代蝕變作用，礦化及礦體的分布與蝕變巖的分布密切相關(guān)，研究礦床的蝕變—礦化分帶規(guī)律對(duì)指導(dǎo)找礦具有重要作用。

銅綠山銅鐵礦床是接觸交代型礦床，蝕變巖分帶明顯且與成礦關(guān)系密切(圖1)。

其水平分帶特征為由巖體至圍巖：鉀鈉化石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖—斜長(zhǎng)石化及矽卡巖化石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖(斜長(zhǎng)石巖)—矽卡巖(主礦帶)—矽卡巖化大理巖(礦帶)—大理巖。

圖1 銅綠山礦床構(gòu)造控礦及蝕變—礦化分帶示意圖Fig.1 Sketch map of structural ore control and alteralized － mineralized zone in Tonglushan mineral deposit

其自地表向深部分帶特征有兩種表現(xiàn)形式：①上部為巖漿巖(即大理巖呈島狀或?yàn)椴短旙w)，微弱蝕變石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖—粘土化石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖—斜長(zhǎng)石化及矽卡巖化石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖(斜長(zhǎng)石巖)—矽卡巖(主礦帶)—矽卡巖化大理巖(礦帶)—大理巖—矽卡巖化大理巖(礦帶)—矽卡巖(主礦帶)—斜長(zhǎng)石化及矽卡巖化石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖(斜長(zhǎng)石巖)—鉀鈉化石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖。②上部為大理巖，大理巖—矽卡巖化大理巖(礦帶)—矽卡巖(主礦帶)—斜長(zhǎng)石化及矽卡巖化石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖(斜長(zhǎng)石巖)—鉀鈉化石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖。

4 找礦標(biāo)志及綜合信息預(yù)測(cè)

4.1 找礦標(biāo)志

根據(jù)對(duì)礦床蝕變礦化分帶特征及構(gòu)造控礦規(guī)律的研究，參照各類地質(zhì)體的物性和元素分布特征，確定礦區(qū)深部找礦標(biāo)志。

(1)構(gòu)造標(biāo)志 主要有復(fù)合接觸帶、斜列式排列、臺(tái)階狀變化形態(tài)等。

(2)圍巖蝕變標(biāo)志 矽卡巖化大理巖、巖體內(nèi)粘土化帶及矽卡巖化(斜長(zhǎng)石巖化)。

(3)井中磁異常 本礦區(qū)礦石類型主要為含銅磁鐵礦，具較強(qiáng)的磁性，因此井中三分量磁測(cè)異?？梢灾甘究着约翱椎滓欢ǚ秶鷥?nèi)的隱伏磁性礦體。

(4)化探標(biāo)志 ①元素對(duì)比值(適合已知礦體延伸)。在本礦床中主要有Cu×50/Fe和Ag×1 000/Cu兩個(gè)標(biāo)志，Cu×50/Fe值：礦上 ＞3.0，礦中1.0 ～3.0，礦下 ＜1.0;Ag×1 000/Cu 值：礦上＞1，礦中0.1 ～0.5，礦下 ＜0.1。

②礦上或礦前緣元素組合標(biāo)志(適合未知礦體)。以Cu、Ag、Pb組合判斷其下或旁側(cè)是否存在隱伏礦體，其組合標(biāo)志為 Cu＞200 ×10－6、Ag＞0.2×10－6、Pb ＞15 ×10－6。

4.2 綜合信息預(yù)測(cè)及驗(yàn)證

根據(jù)上述找礦標(biāo)志，結(jié)合礦床的成礦地質(zhì)條件和物化探信息，對(duì)礦床深部進(jìn)行預(yù)測(cè)，圈定了4個(gè)有利地段作為接替資源勘查的找礦靶區(qū)。其中以8～11線東側(cè)標(biāo)志最明顯，各類信息反映此處為深部找礦最有利地段，后在接替資源勘查中對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證，取得了較好效果。

礦區(qū)8～11線東側(cè)，位于北北東向斷裂與北東向斷裂的交匯部位，構(gòu)造環(huán)境有利，且根據(jù)勘探和開(kāi)采資料，深部大理巖向南東方向延伸，其延伸部位與上述斷裂交匯部位大致吻合，為對(duì)成礦有利的斷裂復(fù)合接觸帶構(gòu)造(圖2)。原立體地質(zhì)填圖在－500 m中段上圈定有一個(gè) Cu＞200×10－6、Ag＞0.2 ×10－6的巖石地球化學(xué)異常，指示其下或旁側(cè)存在隱伏礦體。ZK401資料亦顯示，自地表向下出現(xiàn)了巖體內(nèi)微弱蝕變帶—粘土化帶—矽卡巖化(斜長(zhǎng)石巖化)的分帶特征，且在深部已發(fā)現(xiàn)黃銅礦化、斑銅礦化，說(shuō)明其下有矽卡巖帶(主礦帶存在)。各項(xiàng)依據(jù)均說(shuō)明此處為有利的找礦靶區(qū)。本次勘查工作經(jīng)鉆探驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)了新的較大規(guī)模ⅩⅢ號(hào)富銅鐵礦體，單礦體銅資源量達(dá)20萬(wàn) t，銅平均品位1.50%，鐵礦石資源量1 000余萬(wàn)噸，伴生金資源量12 t，取得找礦重大進(jìn)展，并被中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)評(píng)為2008年度全國(guó)十大找礦成果。

圖2 銅綠山礦床4線剖面圖Fig.2 Profile of 4 line mineral deposit

5 結(jié)論

通過(guò)銅綠山深部找礦工作，我們認(rèn)為在已知礦床深部進(jìn)行找礦工作，礦床工作和研究程度高，資料豐富，以構(gòu)造控礦規(guī)律和蝕變—礦化分帶規(guī)律為基礎(chǔ)對(duì)礦區(qū)深部進(jìn)行綜合信息預(yù)測(cè)是可行的。通過(guò)對(duì)找礦靶區(qū)進(jìn)行驗(yàn)證，能取得較好的找礦效果，為礦山提供了后備資源，延長(zhǎng)了礦山服務(wù)年限。

［1］張國(guó)勝，魏克濤.銅綠山銅鐵礦床深部找礦標(biāo)志及找礦前景［J］.中國(guó)地質(zhì)，2007，34(增刊)：80 －84.

Application of Integrated Information Prediction of Prospecting Target in Deep prospecting of the Known Mine

WEI Ketao1，F(xiàn)ENG Yuhua2，HUANG Zhihui1，ZHANG Xiaolan1
(1.Gelogocial Brigade of Southeastern Hubei，Daye，Hubei435100;2.Daye Nonferrous Metals Company，Huangshi，Hubei435000)

Deep prospecting of the known mine is different from new ore districts.Structural ore controlling laws and mineralized alteration zonation laws are researched by high level of general work and research.The authors predict integrated information of deep prospecting target on the basis of Tonglushan copper－iron prospecting，and realize accurate position of prospecting target.Ore discovery effect has been proved to be effective.Integrated information prediction of prospecting target is an effective prospecting method based on structural ore controlling laws and mineralized alteration zonation law.

structural ore control;ineralized alteration;integrated information prediction;deep prospecting;Tonglushan

TD862.1;TD861.1

A

1671－1211(2011)03－0252－04

2010－09－01;改回日期：2010－12－17

魏克濤 (1971－)，男，高級(jí)工程師，礦床地質(zhì)學(xué)專業(yè)，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。E－mail：ednwkt@126.com

致謝：以上是全國(guó)危機(jī)礦山接替資源找礦——銅綠山銅礦接替資源勘查項(xiàng)目的部分成果，成果為項(xiàng)目組全體同志共同努力取得。在項(xiàng)目實(shí)施中，得到全國(guó)危礦辦及監(jiān)審專家李松生、王永基兩位教授級(jí)高級(jí)工程師的親臨指導(dǎo)，論文編寫(xiě)過(guò)程中還得到本隊(duì)前總工程師熊繼傳教授級(jí)高級(jí)工程師的悉心指導(dǎo)，在此一并致謝!

于繼紅)