礦山構(gòu)造特征及深部找礦方向研究

盛 夏

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛東北大隊，江西 上饒 334000）

我國是礦產(chǎn)資源豐富的國家，南嶺地區(qū)是礦產(chǎn)密集區(qū)之一，含有較多礦床。礦體開發(fā)是一個較為復雜的過程，開采不合理對周圍的環(huán)境及經(jīng)濟會造成很大影響[1]。研究礦山的整體構(gòu)造特征，結(jié)合科學的技術對找礦工作預測具有重大的意義。礦床具有蝕變礦的獨特作用，作用從中心向外擴展，主要是受硫化物的控制[2]。礦山的地質(zhì)斷裂受多個礦體的疊加作用影響，礦山地質(zhì)形成不均勻沉降[3]。巖石在變質(zhì)過程中會形成多個劈理結(jié)構(gòu)，與礦山的褶皺與斷層存在一定的關系，相同的礦物在不同的地質(zhì)環(huán)境中表現(xiàn)出的特性也不相同[4]。探究礦山的巖體活動是勘探礦產(chǎn)深部資源的重要組成部分[5]。礦體具有獨特的物理屬性，導致礦石出現(xiàn)膨脹、收縮的現(xiàn)象。根據(jù)以往調(diào)查結(jié)果可知，在礦石成分中鉛的比例約占0.5%～0.7%，比鋅的含量較少，鋅在礦體中所占含量比例約是鉛的1.56倍。現(xiàn)階段，我國的冶金工業(yè)發(fā)展迅速，對金屬礦產(chǎn)資源的需求較大。但是，礦產(chǎn)資源有限，有些礦產(chǎn)資源過度開采導致資源減少，礦山的危機也越來越多。因此，提出了礦山構(gòu)造特征及找礦方向的研究。

1 礦山構(gòu)造特征研究

1.1 礦山地層特征

礦山的地層發(fā)育較為全面，以古生代地層發(fā)育的特征為主，關于區(qū)域礦山地質(zhì)的調(diào)查結(jié)果顯示，礦區(qū)內(nèi)具有出露地層以及新生界地層。大多數(shù)礦山的地層由多個地層單元組成，分布于各個斷裂帶內(nèi)的山體凸起處。

地層單元的巖體組特性均不相同，巖群大多出露為山區(qū)，在覆蓋層地區(qū)下分布較廣泛。地層單元出露分布呈NW趨勢，呈帶狀斷續(xù)分布，分布中經(jīng)歷區(qū)域的變質(zhì)出現(xiàn)疊加現(xiàn)象。

巖石地層組合一般分為2段，一段是巖體中黑云母含量占據(jù)較少，石榴石含量占據(jù)較多的石英巖；另一段是巖石中含有磁鐵石英巖，以石榴黑云石英巖為主的石英巖體，其礦物顆粒較精細，厚度略厚。地層包括多種冠組的形式，其中以山草峪組分布的面積最大。山草峪組主要位于新泰市山草峪一帶，靠近章丘區(qū)域的西麥腰村，地層的總體走向呈現(xiàn)NW狀以及EW狀，在山東省西部各地區(qū)發(fā)育的程度存在較大差異。

巖群地層發(fā)育呈斜長角分布，原巖建造的基性以超基性建造為主，部分特殊原巖中含有較多變質(zhì)碎屑、熔巖活動產(chǎn)生的雜物等組合，多數(shù)呈現(xiàn)酸性變質(zhì)礫巖屬性。礦產(chǎn)地層中還含有少量的BIF鐵礦，是部分礦產(chǎn)的特性。靠近斷裂帶一側(cè)的地層發(fā)育中，含有未變質(zhì)的碎屑巖，即碳酸鹽巖。

1.2 礦區(qū)整體構(gòu)造特征

礦區(qū)整體的地區(qū)構(gòu)造演化經(jīng)歷了長期的地質(zhì)構(gòu)造運動，整體的發(fā)育形式較多，呈現(xiàn)面狀、線狀的構(gòu)造變化。對礦區(qū)區(qū)域構(gòu)造整體的分布特征進行了如下研究。

礦山的斷裂具有一定的規(guī)律性，主要以基底突出的部位為核心部分，呈現(xiàn)兩種斷裂形式。放射狀斷裂是主要的斷裂方式，以礦山基底的褶皺為主，新生代斷裂分布廣泛。礦區(qū)基底的褶皺構(gòu)造按照巖群的不同而不同，呈現(xiàn)倒轉(zhuǎn)背斜方式的褶皺斷裂較多，多數(shù)分布于大山一帶，面積約為35km。山群的變質(zhì)巖形成了一系列的褶皺，局部向斜存在變化趨勢。地層形成的向斜，多數(shù)發(fā)育在含煤系的盆地中。礦區(qū)的整體構(gòu)造從南向北發(fā)生改變，斷裂走向逐漸發(fā)展為NNW形式，大多數(shù)為基底巖系。斷裂活動產(chǎn)生的盆地，對巖漿活動的頻率起了較多的控制作用。礦山山體斷裂不發(fā)育，與NW向斷裂存在一定的關系。多數(shù)礦體的斷裂長度變化范圍在50km～170km之間，其斷裂具有重要的地質(zhì)意義。斷裂帶分為主干斷裂與多次生斷裂組成，貫穿整個礦區(qū)，在我國南部地區(qū)呈收斂狀態(tài)，在北部地區(qū)呈發(fā)散狀態(tài)，構(gòu)成全新的礦產(chǎn)格局。礦體構(gòu)造的變化與地殼變動也存在一定的關系，以差異性沉降作用為主，在礦體斷裂處地質(zhì)災害較多。

1.3 礦體類型與分布位置特征

礦體的類型存在多樣性，受位置、形態(tài)等影響，礦體的類型也大不相同。通常情況下，礦床的礦體類型多數(shù)為貫入型礦體，此類型礦體存在的規(guī)模較大，其中主要含有銅、鎳等金屬，分別占據(jù)礦床金屬儲量的52%、60%。貫入型礦體多數(shù)位于巖體的中下部，整體形態(tài)呈現(xiàn)透鏡狀。巖漿熔離礦體類型在礦體中占據(jù)的比例也較多，銅、鎳元素分別占據(jù)33.1%、35.4%，與巖漿的上下盤接觸，分布于巖體上部，呈現(xiàn)脈狀分布。礦體中的礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造形態(tài)各異，包括星點狀、斑點狀等。礦石的劃分還可以通過其品位的不同劃分，分為貧礦、富礦以及特級富礦。

貧礦石在礦體中分布的數(shù)量較多，呈現(xiàn)黑色及黑灰色。貧礦石是金屬硫化物的結(jié)合形式，分布于礦物顆粒及裂縫之間。富礦石是整個礦區(qū)中最重要的礦體類型，為透鏡狀，發(fā)育在巖體下部及橄欖巖中，主要是巖漿熔離作用形成。巖漿的冷凝速度較慢，通過熔離作用產(chǎn)出的礦石就是富礦石。富礦石中黃銅礦、鎳黃鐵礦含量居多，集合構(gòu)成海綿狀結(jié)構(gòu)。

礦體的整體形狀不規(guī)律，尤其是鉛礦，晶體顏色及形態(tài)都存在一定的差異，分布的位置也大不相同，多數(shù)分布在脈石礦物裂隙中，少數(shù)與鋅礦直線相連。黃銅礦礦體分布較多，顆粒較精細，集中分布在矽卡巖礦物中，呈現(xiàn)聚集粒狀分布，少數(shù)黃銅礦被鋅礦包含。礦體分布具有不均勻性，分布地表復雜的巖脈，接觸面積較大，礦源中含有的化學物質(zhì)成分較多。礦體類型中較少的是稀有金屬礦，成礦特征受巖漿酸度性質(zhì)的變化而變化。

1.4 礦山地球物理特征

礦山中的巖石密度變化具有一定的規(guī)律性，平均密度為2.54＊103kg/m3。其中，沉積巖與變質(zhì)巖兩種類型巖石的平均密度相差約0.01～0.02，從密度來說，對于區(qū)分巖石的類型具有一定的難度。酸性巖石的密度之間存在較小的差異，約為0～0.25＊103kg/m3。重力場的梯級帶之間向北遞增變化，在北面的斷裂盆地中，受巖石圈斷裂帶的影響，巖體在構(gòu)造運動中活動頻繁。巖石中的弱磁性較多，磁化率較高，尤其在花崗斑巖中表現(xiàn)突出。在銅礦石中，矽卡巖的磁化強度較高于其他巖體，屬于強磁性礦石。在礦山中，巖體的磁性正負交替，走向呈現(xiàn)北東向發(fā)展，在北東向的線性磁性較明顯。礦區(qū)內(nèi)的磁場發(fā)生波動時，磁性異常分布較密集，與隱伏巖體有關。隨著礦山地層密度的減小，巖體密度的常見值逐漸接近于標準值。地層密度較地殼表層密度低，進而導致礦山重力降低。在奧陶系地層中巖石之間隨著種類不同，密度之間的差異相差不大，但是，在石炭系中密度值差異較大，主要是受礫巖密度的影響。

1.5 巖漿巖地球化學特征

礦山的元素分布較多，以銅、銀、鋅等金屬元素為主，此類元素大多數(shù)聚集在江西的北部地區(qū)，南部地區(qū)以鉑、錳、鎳為主，地球化學特征明顯。

巖漿活動起到了一定的制約作用，導致鉑元素的含量較低，與花崗巖接觸帶相結(jié)合，受到巖體侵入，導致斷裂構(gòu)造發(fā)生改變。鋅元素異常大多數(shù)受凹陷地質(zhì)環(huán)境的影響，疊加于銅元素異常基礎上。從酸性角度分析，巖類的巖漿分異程度較高，平均值基本上都大于1，由此可知，巖石屬于高堿性系列。在巖石的微量元素中，W、Bi的含量是花崗巖含量的1.52倍，受成礦條件的影響，含量的比例逐漸升高。

2 礦山深部找礦方向研究

礦產(chǎn)預測類型根據(jù)區(qū)域礦山構(gòu)造特征為基礎進行相應的找礦預測。礦床的成因受地質(zhì)類型與自然環(huán)境的影響，本文對礦山深部找礦方向的類型預測如表1所示。

表1 礦山深部找礦類型預測

根據(jù)表1可知，成礦類型主要分為4種，每種類型對應的成礦元素直接影響了成礦類型，成礦區(qū)域中含有各種各樣的地質(zhì)單元，成礦地質(zhì)條件在背景上具有一定的差異性。本文研究分析，成礦單元分為Ⅰ級找礦次級單元、Ⅱ級礦產(chǎn)分布省市、Ⅲ級礦床成礦地帶、Ⅳ級礦化集中區(qū)、Ⅴ級礦田區(qū)。

鐵礦找礦方向分為就地找礦、從深部盲區(qū)找礦、沿礦山邊緣摸底找礦幾種方向。礦山深部找礦對于找礦技術及理論的要求較高，在找礦過程中發(fā)現(xiàn)盲礦體對于礦山資源的儲量具有重要意義。本文研究的找礦方向預測依據(jù)礦帶的分布特征，采用1:30萬的比例尺磁測圖，根據(jù)地面重力的相關測量資料，收集礦區(qū)內(nèi)礦體與巖石的信息。巖群中的鐵礦體具有一定的相似性，巖體中含礦物質(zhì)的遷移，是生產(chǎn)出鐵礦的必要條件，其中氧化鈣、氧化鎂的成分較高，是主要的成礦圍巖。

3 結(jié)束語

本文通過對礦山的構(gòu)造特征進行研究分析，了解到了礦山的地層特征、礦區(qū)整體構(gòu)造特征、礦體類型與分布位置特征、礦山地球物理特征、巖漿巖地球化學特征。根據(jù)上述構(gòu)造特征，結(jié)合相應的找礦技術與方法，對我國礦產(chǎn)的找礦方向進行了預測。本文提出的找礦方向預測在一定程度上精準度較低，在未來的研究中，應著重研究礦山的沉降現(xiàn)象對找礦方向的影響。