秦越加
(遼寧省有色地質一〇六隊有限責任公司,遼寧 鐵嶺 112000)
危機礦山是指礦山可供開發與開采的資源量已經枯竭,對應的礦山企業也面臨停產或者即將停產。依據礦山當前儲量的服務時間可以將危機礦山分為三種類型,即嚴重危機礦山(5年以下)、中度危機礦山(5~10年)和輕度危機礦山(10~15年)。危機礦山接替資源勘查有關的成礦找礦工作于2004年實施,隨著該工作的不斷深入,許多老礦山外圍及深部的勘查工作,取得了不錯的成果,豐富了現有的成礦找礦模式。本文將以危機礦山成礦找礦工作的必要性出發,分析危機礦山接替資源勘查有關的成礦找礦模式。
自新中國成立以來,礦業是支撐國家財政的重要支柱產業之一,其不僅解決了國內許多人的就業問題,而且還讓部分經濟區域的經濟發展更為迅速,如山西大同、新疆克拉瑪依等都是因為礦業發展而興起的城市。這些區域的經濟崛起以儲量豐富的礦業資源為基礎,再加上礦業企業及建筑業、化工業等企業的助力,礦業資源被挖掘并得到了有效利用,許多礦產被輸送到地區之外,為當地帶來了可觀的經濟收入,促進區域經濟發展。
礦山企業的發展受到多種外界因素的限制,比如礦山環境問題、礦產資源的供需缺口問題以及人員就業問題等。以礦山環境問題為例,礦山企業在開發礦產資源的過程當中,容易對環境造成巨大傷害,如激起的粉塵會增大空氣渾濁程度,過度的資源開發會導致地表植被破壞,甚至引發水土流失與地表塌陷的問題,而這些現象無疑都是社會關注的熱點,如果企業沒有注意到這些問題,可能會讓礦山企業的自身形象受到嚴重影響。危機礦山成礦找礦工作利于企業繼續維持生產經營,讓企業盡可能將收入用于生態環境管理,削弱礦產資源開發對環境的破壞作用,實現綠色礦山、生態礦山。
礦產資源的形成需要經歷漫長的歲月,至少都需要幾百萬年,相比之下人類的壽命非常短暫。礦產資源是大自然的饋贈,其在被應用的過程中會呈現規律性枯竭,即就是說礦山也有一定的生命周期,其在剛被發掘之時還處于幼年期,隨著礦產資源的利用而逐漸經歷中青年與老年期,而資源耗盡即意味著礦山壽終正寢。現階段許多礦山如大冶、平桂等已經有了幾十年的開采歷史,為了有效延長礦山的壽命,必須有效的開發礦產資源,并對其進行綜合利用,讓礦產資源更好的為人類提供可持續服務。
總而言之,危機礦山接替資源的成礦找礦工作受到了國家政府部門的關注,找礦工作需要長期的堅持,進而達到改善礦山企業資源枯竭的現狀,保障礦產資源的可持續開發與利用。
經過長久的生產實踐,人們逐漸達成共識,即綠片巖相與低角閃巖相當中低溫熱液金礦含量豐富,金礦床的溫度在250℃~400℃之間,而直到上世紀八十年代后期,人們才開始修正了原本的傳統理念,這一轉變的成因主要是津巴布韋與澳大利亞等地的宙麻粒巖當中發現了溫度高于700℃的熱液金礦。由此部分研究人員提出,綠片巖相到麻粒巖的編制巖層當中容易存在金礦床,并且不同變質巖當中含有的金礦均為統一成因,且發育有連續性特征。
斑巖的成礦體系通常由三個部分組成,即斑巖自身所具備的成礦作用以及高硫化、低硫化的組合成礦作用。通常情況下,斑巖銅礦系統當中會在不同部位發育出熱度不同的貴金屬礦脈,而這些礦脈則普遍分布于火山巖區。對斑巖的成礦找礦模式敘述如下:首先巖漿中會含斑巖銅礦中的成礦位置,如鉬等。這些成礦物質會因為巖漿的出溶過程被揮發析出,其后經歷高硫化作用和低硫化作用。高硫化作用所形成的礦床主要表現為酸性,經過測定可以發現礦流體的PH值為2或更小。早期高硫化礦床成礦的形式多為巖漿熱液,溫度較高,但發育到晚期時則逐漸成為鹽度低一些的巖漿熱液以及雨水等的混合體,其中成礦元素以銅與金為主。
低硫化作用是與高硫化作用互相區別的,其成礦流體的PH值更高,多為近鹽度中性流體,且其中以還原性物質為主,也正是如此銅礦化的可能性被降低,礦化主要以金、銀、鉛等元素為主。總的來說,斑巖的成礦模式的垂直空間結構特性明顯,即垂直方向上礦床可以被分為四種類型,由淺入深分別為低硫化礦床、高硫化礦床以及斑巖銅礦床、斑巖鉬礦床,并且這四種類型的礦床的發育是互相聯系的,因此如果發現其中一種礦床的存在,另外三種礦床被發掘的可能性非常大。
據悉,美國的卡林金礦集中了大量微細浸染型金礦,且經過勘測金礦的礦帶大小為65km*8km,儲金含量至少為2000噸。上世紀八十年代人們最先在該礦帶的100m~300m左右發現了幾十個金礦床,但品質并不高,后續美國礦業公司繼續在該礦帶做了深度勘查,最終果然不負眾望,其于地下550m左右發現了儲量更大、品質更高的硫化物金礦床。
對卡林金礦的深入開發自然不止這些,但歸結為一點即卡林金礦帶的深部找礦潛力巨大,這自然可以作為尋找微細浸染型金礦的新思路。例如貴州爛泥溝金礦經過接替性資源勘查,又發現了金礦深部具備開發潛力。
金元素化學性質穩定,其在硫化物當中依然不會改變自身性質,金元素的穩定性決定了其與硫化物之間的密切聯系。在自然界當中,常常可以發現金和鉛、鋅硫化物的共生現象。但當這一現象沒有被人們認可的時候,人們只是單純的勘查金礦或者尋找鉛鋅礦,直到不斷的在鉛鋅礦外圍發現一個又一個金礦的時候,人們才逐漸樹立了一種意識,即金礦與鉛鋅礦的同時出現絕對是某種關系的體現。比如湖南水口山仙人巖就相繼發現了金礦與鉛鋅礦,因此后續需要對鉛鋅礦的外圍與深部進行進一步的探索,因為該礦山極有可能還潛藏著巨大的金礦資源。
除此之外,上世紀七八十年代,國外部分礦山企業在汞礦床外圍發現了金礦的存在,因此認定某種特定成礦環境當中,金礦床與汞礦床也是密切共生的,當然國內也將這一找礦模式進行了有效應用,因此在汞礦床外圍發現了一定儲量的金礦。
鎢是元素周期表中第74號金屬元素,其常溫之下性質比較穩定,不容易受到空氣侵蝕,常被用于光學工具、化學儀器的制造當中。鎢礦的成礦規律基本是在上世紀六十年代被發現的,即五層樓規律,靈活應用鎢礦的找礦規律,可以明確上層沉積巖與下層花崗巖的變化趨勢,為鎢礦的位置確定奠定堅實基礎。但是當時的科學技術限制,找礦的深度基本只能維持在稀疏大脈帶花崗巖體之上,深度的資源開發還未完成。
近幾年間,有些地質人員在瑤崗仙鎢礦的深部發現了鉬礦,即就是說鎢礦在發育的過程中可能會發生變化。這就為鎢礦的深部找礦提供了新的思路,即時刻關注大脈帶以下和花崗巖體內部的情況,深部存在鉬礦等其他礦物資源。
矽卡巖礦床中的深度找礦主要源于大冶鐵礦取得大的突破。大冶鐵礦位于黃石市鐵山區,以往其找礦工作集中于地下600m以上,尤其是200標高的位置,后續勘測局對礦區的資料做以深入分析,認為尖林山-象鼻山地段的地下600m~800m處存在大型礦體的可能性極高,原因是該地段出現了大幅度的“S”型轉折,與此同時勘測局又推測鐵山深部存在八個深部礦藏地段,結合已有的礦區資料,最終借助多種現代化勘探、檢測設備,終于發現了第三城礦臺階深部潛藏的礦物資源。從這一案例可以看出,危機礦山的階梯型資源的找礦工作需要經歷多次的曲折變化,對此應該關注矽卡巖礦床的深部找礦,比如長江中下游地區。
這一成礦系統以澳大利亞的Mole花崗巖區最為典型,這一區域中,分布有上千個礦床,成礦元素更是豐富多樣,如鎢、錫、鉍、銅、鉛和鋅、銀等多種金屬元素。Mole花崗巖成礦模式的特征也十分明顯,即巖體內部主要的礦物元素為鉍,周邊則為各種元素如鎢、錫等聚集的狀態。對此當發現鎢、鉍等礦產之時,需要有意識的在周圍尋找是否存在銅礦、鉛礦和鋅礦、銀礦等。
危機礦山接替資源勘查中的成礦找礦與社會生產的穩定密切相關,找礦成功意味著礦業企業、礦區的經濟都能得到有效發展,進而促進城市經濟的結構調整,增強社會效益。危機礦山即使面臨資源枯竭的命運,但其外圍與深部依然存在較大的資源潛力。以往的外圍找礦范圍不容易被固定,而深部找礦則缺乏足夠的資金與開采技術,伴隨社會發展的進步,目前大型礦山的勘探深度完全可以達到地下數千米,讓找礦成功的幾率大大增加。實際開展危機礦山接替資源找礦工作時,礦業企業需要不斷總結實踐規律,盡可能明晰每種礦物資源之間的聯系,同時與地方政府加強合作,讓更多資金流入找礦環節,提高成礦找礦的效率。