銅綠山銅鐵礦井下邊端部探礦方法與實踐

蔡世祥

(深圳地質建設工程公司， 廣東 深圳市 518023)

0 礦區地質概況及現狀

銅綠山礦床是典型的熱液接觸矽卡巖型銅鐵礦床。礦區位于大冶復向斜南翼，陽新巖體西北端的銅綠山小巖體中，其東北方向是下揚子拗陷帶，強烈的北北東向構造使分布于背斜兩翼及核部的礦體群多以北北東向為主、北東東向為輔的方向延伸。礦區地層發育較為完整，均以殘留狀態產出于巖漿巖巖體中，其中三疊系下統大冶組（T1d）、三疊系中下統嘉陵江組（T1-2j）的碳酸鹽類的白云巖、灰巖和白云質灰巖與成礦關系密切，現井下開采區域內基本都變質成矽卡巖或大理巖，而矽卡巖和大理巖是銅綠山礦區的主要賦礦層[1]。

銅綠山銅鐵礦床經過幾十年的開采，井下已探明的可采資源量逐漸減少，中淺部-425 m及以上中段資源已基本被采完，只剩余部分中段局部底柱和盲小礦體。礦石品位也有所降低，特別是深部礦體品位較低，部分中段實際開采品位與設計品位存在差別，且深部地壓增大，巖石穩定性變差，安全壓力大，為生產帶來了諸多不便[2]。為滿足礦山的持續穩產，緩解生產中段生產能力消失過快的局面，在現有地質資料的基礎上，利用現有開拓、生產系統進行邊端部探礦找礦，尋找未知盲礦體和零星小礦體，力求尋找更多的可采礦量，提高資源利用率，以緩解當前礦山嚴峻的生產壓力[3]。

1 井下邊端部探礦方法

1.1 根據接觸變質作用圈定探礦靶區

1.1.1 熱接觸變質作用

礦區大理巖被巖漿熱液分割包裹，發生強烈的熱接觸變質作用，使含礦物質富集，因而大理巖是銅綠山礦床的主要賦礦層，形成了Ⅲ、Ⅳ號等主礦體。根據熱液接觸變質作用特征規律，在主礦體邊端部尋找大理巖包裹體，并根據成礦規律分析含礦可能性，對含礦可能性較高的大理巖包裹體進行水平鉆探礦。如-545 m中段南沿一分段1至4號勘探線生產探礦中探明的盲小礦體，位于Ⅲ號礦體下盤西南端邊端部，與Ⅲ號主礦體方向一致，呈北北東向。賦礦層為大理巖，與Ⅲ號主礦體連接的部位局部由于碳酸鹽巖發生強烈的熱接觸變質作用，呈角礫狀膠結形成角礫狀大理巖，銅離子在熱液接觸變質作用過程中逐漸聚集形成礦體[4]。

1.1.2 接觸交代變質作用

巖漿熱液侵入圍巖后，碳酸鹽巖與高溫巖漿巖接觸帶區域發生接觸交代作用，形成了受接觸帶控制的不同規模和類型的高溫接觸交代變質巖系矽卡巖，如透輝石矽卡巖、石榴子石矽卡巖等。在接觸交代變質作用形成矽卡巖時，隨著熱液溫度逐漸降低，含礦揮發分也隨著熱液冷凝而逐漸富集，形成了有利的成礦條件，矽卡巖時常是構成礦體的直接圍巖，如XⅢ號礦體、Ⅲ號礦體部分及Ⅳ、Ⅰ號礦體局部，是本礦床的主要賦礦層[5]。

前期通過邊端部生產探礦探明的-245 m中段北沿27線主礦體上盤邊部的盲小礦體（6414采場）是由于接觸交代變質作用使局部碳酸鹽巖形成矽卡巖體被包裹于火成巖中，含礦組分得到有效集聚，形成了熱液交代矽卡巖盲小礦體。

1.2 根據礦床成因和構造控礦規律尋找盲小礦體

1.2.1 構造標志

現銅綠山銅鐵礦生產中段中賦存的礦體主要為Ⅲ、Ⅳ、XⅢ號礦體及Ⅰ號礦體少部分。而這幾個礦體均以北北東向產出，主要賦存于巖體與大理巖的接觸帶上，其次賦存在接觸帶附近的賦礦層大理巖或矽卡巖層間。因此，接觸構造是礦體延伸方向的主要控制因素，是本礦床重要的找礦標志。

1.2.2 巖漿巖標志

與銅綠山礦床成礦關系密切的巖漿巖是燕山早期第三階段侵入的中性巖石英二長閃長玢巖，侵入時熱液與大冶組碳酸鹽巖發生接觸交代作用，使白云巖、灰巖等變質成大理巖、矽卡巖，并在接觸交代作用過程中，銅、鐵屬離子富集而形成典型的矽卡巖型銅鐵礦體，故石英二長閃長玢巖是銅綠山礦床找礦的巖漿巖標志。

1.2.3 礦體圍巖蝕變

銅綠山礦床圍巖蝕變作用發育，常見的礦體圍巖蝕變種類較多，其中與鐵礦化緊密聯系的是鈉化，而與銅礦化緊密聯系的是鉀化、碳酸巖化，所以工程揭露的圍巖明顯蝕變是重要的找礦標志。

破碎帶與成礦作用甚為密切，破碎帶的發育程度、規模與礦體的富集情況、規模成正相關。有些破碎帶本身就是礦體的賦礦層，如Ⅺ號礦體及Ⅷ號礦體的部分就是含礦角礫巖。圍巖大理巖層間破碎帶有規模較小的礦體賦存，圍巖上下接觸帶內帶有與零星大理巖捕虜體分布有關或與構造裂隙有關的小礦體分布。

1.3 根據鈉長斑巖、斜長巖尋找被脈巖隔斷或錯失的礦體

銅綠山礦床中鈉長斑巖較發育，且時常分布于礦體附近，甚至穿插于礦體中把礦體分割，往往與鈉長斑巖接觸的矽卡巖就是礦體。鈉長斑巖在Ⅲ、Ⅳ、XⅢ號礦體中比較常見，常交叉于礦體中，大多呈北西-北北西走向。如圖1中-545 m中段南沿-537 m分段，5508至5513采場上盤礦體部分被鈉長斑巖隔斷。

圖1 -545 m中段南沿-537 m分段地質簡圖

斜長巖在銅綠山礦床中分布并不廣泛，根據多年生產工作中總結出來的礦石富集規律，與斜長巖直接接觸的大理巖往往構成高品位的銅鐵礦體。如-245 m中段17線主礦體上盤探明的小礦體，當時因在揭露的巷道地質編錄中發現該區域有斜長巖發育，且其下盤區域為無工程控制的大面積大理巖，并在揭露的大理巖中發現擠壓片理帶，片理帶中發現零星黃鐵礦化，故在該區域進行了巷道探礦，發現了一面積約240 m2的小礦體，且銅品位達到1.85%，驗證了推斷的正確性[6]。

2 探礦實踐及常見問題

2.1 探礦實踐

邊端部探礦是為探明礦體端部及礦體上下盤沿礦體延伸方向區域的地質情況及賦礦情況，故選取探礦方式時偏向于垂直礦體布置探礦工程，以求用最少的探礦工程探明最大的探礦區域。且需及時跟蹤現場情況并做好地質編錄，根據現場地質編錄的巖性特征及時調整施工方案，減少不必要的工程[7]。

礦區Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ號等主礦體形態、產狀、延深均受接觸帶控制，賦礦層均為矽卡巖和大理巖。探明的邊端部盲礦體產狀與主礦體相差都不大，矽卡巖成礦連續性較好，但品位變化較大，以銅鐵礦石為主，部分為磁鐵礦石；大理巖成礦連續性較差，呈星點狀，以單銅礦石為主，部分為銅鐵礦石。主要的找礦標志有礦化的矽卡巖和大理巖及有明顯蝕變的火成巖、矽卡巖和大理巖，在銅綠山礦床中鈉長斑巖也是重要的找礦標志，與鈉長斑巖接觸的矽卡巖往往就是礦體的直接圍巖，甚至是礦體。

2.2 常見問題

邊端部探礦是為緩解生產壓力而進行的生產性探礦，力求見效快，普遍存在于礦體垂直方向上的控制工程較少甚至沒有，所以所探礦體礦界是根據所在平面施工的水平鉆或坑道探礦工程結合上下中段出露的礦體推測圈定的，礦體儲量以推測的礦界根據相應的儲量計算公式計算，存在不確定性，可能與實際開采礦量存在較大差別，而為了快速緩解生產壓力，會采取以采代探的方式。

（1）巷道探礦的位置未能完全揭露礦體，礦量核算的礦體界線是根據已揭露部分推測圈定的，推測部分存在不確定性；

（2）對于在上一中段未揭露礦體的靶區，礦體儲量的計算使用的是錐形公式，存在不確定性；

（3）上下中段對應的區域未進行工程控制，礦體沿傾向尚未完全控制，在下一步工作中應繼續進行工程追索控制；

（4）一般只在一水平面上有一定的探礦工程控制，在礦體傾向上尚未完全控制，在下一步工作中應繼續進行工程追索控制，以探明礦體規模大小；

（5）巷道工程和水平鉆探都只在水平面上施工，對于礦體在垂直方向上的變化情況尚不清楚，下一步工作中建議進行垂直采樣工作，了解礦體垂直方向上的變化情況，掌握更準確的礦體品位資料。

3 結論

（1）根據銅綠山礦邊端部成礦特點與礦區接觸變質作用及主礦體控礦規律的關系，總結了井下邊端部探礦的探礦經驗及找礦標志，根據接觸變質作用圈定成礦可能性較高的探礦靶區，根據礦床成因和構造控礦規律尋找邊端部盲小礦體，根據鈉長斑巖、斜長巖尋找被脈巖隔斷或錯失的礦體。

（2）選取邊端部探礦方式時偏向于垂直礦體布置探礦工程，以求用最少的探礦工程探明最大的探礦區域，但所探礦體礦界是根據所在平面施工的水平鉆或坑道探礦工程，結合上下中段出露的礦體推測圈定的，礦體儲量以推測的礦界根據相應的儲量計算公式計算，存在不確定性。