徐榮華，徐 磊，黃智輝，楊世平

(湖北省鄂東南地質(zhì)大隊，湖北大冶 435100)

綜合找礦方法在鄂東南危機礦山接替資源勘查中的應(yīng)用
——以銅錄山、雞冠咀、大冶鐵礦等礦山為例?

徐榮華，徐 磊，黃智輝，楊世平

(湖北省鄂東南地質(zhì)大隊，湖北大冶 435100)

以鄂東南地區(qū)銅錄山礦田內(nèi)的銅錄山銅鐵礦、雞冠咀銅金礦、鐵山礦田內(nèi)的大冶鐵礦近幾年接替資源勘查方法及成果為例，闡述綜合找礦方法在不同礦山深部找礦中的應(yīng)用效果。

綜合找礦方法;鄂東南;危機礦山;接替資源勘查

?該文曾刊載于《礦產(chǎn)與地質(zhì)》2011年第4期。

0 引言

找礦方法(prospecting method)是為了尋找礦產(chǎn)所采用的工作方法和技術(shù)措施的總稱。按其原理可分為地質(zhì)方法、地球化學方法、地球物理方法三大類。綜合找礦方法，顧名思義就是綜合運用上述方法科學合理找礦。

鄂東南地區(qū)位于長江中下游銅鐵金成礦帶的西端，其內(nèi)的銅錄山礦田、鐵山礦田是鄂東南重要的礦集區(qū)。兩個礦田內(nèi)的銅錄山銅鐵礦、雞冠咀銅金礦及大冶鐵礦是其主要礦床和開采礦山，為緩解礦山危機，全國危機礦山接替資源找礦辦公室已在銅錄山、雞冠咀、大冶鐵礦等礦山設(shè)立了深部及外圍找礦項目，通過幾年勘查證明，靈活運用綜合找礦方法是深部找礦取得突破性進展的關(guān)鍵，在－500～－1 200 m深部找到了厚大鐵礦、富銅礦、銅金礦。

筆者通過對以上三個礦山深部勘查方法及成果為例，闡述綜合找礦方法在不同礦山深部找礦中的應(yīng)用效果。

1 三個危機礦山礦床地質(zhì)特征概況

1.1 銅錄山銅鐵礦

銅錄山銅鐵礦床位于大冶復(fù)式向斜南翼、陽新復(fù)式巖體西北段。銅錄山礦田內(nèi)。

礦區(qū)構(gòu)造格架受區(qū)域和礦田構(gòu)造制約，印支運動期形成的北西西向構(gòu)造形跡奠定了本區(qū)構(gòu)造格架的基礎(chǔ)，燕山運動以來的北北東向構(gòu)造(北北東向斷裂、褶皺和伴生的北東東、北西向斷裂)疊置于早期構(gòu)造上，礦床礦體主要受北北東向斷裂—接觸破碎帶控制。出露地層主要為三疊系下統(tǒng)大冶組、三疊系中下統(tǒng)嘉陵江組碳酸巖地層。礦體主要賦存于上述地層各巖性段與石英正長閃長玢巖接觸帶上。

圖1 銅錄山銅鐵礦床地質(zhì)略圖

銅錄山礦床由12個大小不等的礦體(群)組成(圖1)，礦體在空間上的展布明顯呈三個礦帶。

北北東向礦帶(主礦帶):沿北22°東方向延伸。由Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅺ、Ⅻ號七個礦體組成。主礦帶礦體在平面上表現(xiàn)出一組出露深度不同的平行脈，具有尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。

北東東向礦帶:沿北60°東方向展布，由Ⅹ、Ⅷ、Ⅶ、Ⅸ號四個礦體組成。礦體呈不規(guī)則透鏡狀，傾向南東，傾角60°～70°。

北北西向礦帶:沿北15°～20°西方向展布。主要由Ⅱ號礦體和一些小礦體組成。

礦石類型及礦物成分復(fù)雜，礦石可分五個工業(yè)類型即:鐵礦石、銅鐵礦石、銅礦石、銅硫礦石和鉬礦石。礦石礦物種類多達130余種，主要金屬礦物有黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦，次為斑銅礦、輝銅礦等，脈石礦物以方解石、斜長石、石英及矽卡巖礦物組合為主。礦石結(jié)構(gòu)主要有:半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)、固溶體分解結(jié)構(gòu)、膠狀再結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熔蝕交代結(jié)構(gòu)、壓力結(jié)構(gòu)。礦石中常見的構(gòu)造類型主要有致密塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。

1.2 雞冠咀銅金礦床

雞冠咀銅金礦床位于大冶復(fù)式向斜南翼，陽新巖體西北端，銅錄山礦田內(nèi)。與銅錄山銅金礦床毗鄰(圖2)。

礦區(qū)出露由老到新依次有:下三疊統(tǒng)大冶組—中下三疊統(tǒng)嘉陵江組碳酸巖，中、上三疊統(tǒng)蒲圻組砂頁巖，下白堊統(tǒng)馬架山組火山沉積角礫巖地層，靈鄉(xiāng)組玄武巖，第四系湖積和殘坡積層。其中與成礦關(guān)系密切的主要為下三疊統(tǒng)大組—中下三疊統(tǒng)嘉陵江組。礦區(qū)巖漿活動發(fā)育，侵入巖和噴出巖均有分布。噴出巖以中基性火山熔巖—安山巖為主;侵入巖屬陽新復(fù)式巖體的一部分，其中石英正長閃長玢巖是該礦床的成礦母巖，與成礦關(guān)系密切。

礦體賦存于巖體接觸帶及白云質(zhì)大理巖捕虜體層間破碎帶中，全部為隱伏礦。共探明4個工業(yè)礦體群，分布于長920 m，寬160～330 m的范圍內(nèi)，賦存標高－5～－622 m，礦床總體展布方向為北東40°。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ礦體群傾向北西，Ⅳ號礦體傾向南東，礦體傾角13°～76°。其中I號礦體群賦存于大理巖與石英閃長巖接觸帶的內(nèi)外，Ⅱ、Ⅲ號礦體群環(huán)繞侵入于大理巖捕虜體中的隱伏石英正長閃長玢巖巖株內(nèi)，Ⅳ號礦體群賦存于閃長巖體的白云石大理巖捕虜體中。礦體形態(tài)呈透鏡體狀、扁豆狀。工業(yè)礦石類型主要為銅金礦石，次為金鐵礦石、銅礦石、金硫礦石和金礦石。礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、自然金、含銀自然金，次為斑銅礦、輝鉬礦;脈石礦物主要為方解石、石榴子石、金云母，次為綠簾石、透閃石和綠泥石等。

圖2 大冶雞冠咀銅金礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造主要有結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熔蝕交代結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和網(wǎng)脈狀構(gòu)造等。

1.3 大冶鐵礦

大冶鐵礦位于鐵山礦田內(nèi)，鐵山巖體南緣接觸帶。鐵山巖體為鄂東南六大侵入體之一，為燕山期構(gòu)造—巖漿旋回的產(chǎn)物。

礦床位于鐵山背斜的北翼，區(qū)內(nèi)發(fā)育著一系列北西西向褶皺和斷裂。鐵山巖體沿背斜北翼斷裂帶分布，由花崗閃長巖、石英閃長巖、輝長閃長巖組成。礦體產(chǎn)于巖體與大冶組接觸帶中(圖3)。

圖3 大冶鐵礦礦床地質(zhì)簡圖

礦區(qū)有6個礦體，自西向東依次為鐵門坎、龍洞、尖林山、象鼻山、獅子山、尖山礦體。除尖林山為隱伏礦體外，其余均露出地表。礦體呈似層狀、透鏡狀，傾向一般為北東，傾角30°～50°。礦石類型有磁鐵礦石、赤鐵礦石和混合礦石三種。礦石礦物主要為磁鐵礦、黃銅礦，次為赤鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、白鐵礦、斑銅礦、磁黃鐵礦等。礦石呈致密塊狀、花斑狀構(gòu)造，次為蜂窩狀、土狀構(gòu)造。

2 綜合找礦方法技術(shù)應(yīng)用

2.1 地質(zhì)方法

對于本次三個隱伏礦床深部找礦，其地質(zhì)方法首先主要是綜合研究，包括利用以往科研建立起來的找礦模型。重點是分析研究成礦地質(zhì)條件及礦體賦存規(guī)律，確定主要的控制構(gòu)造。如北西西向接觸斷裂復(fù)合構(gòu)造帶是大冶鐵礦主要的礦床控礦構(gòu)造;銅錄山礦床礦體主要受北北東向斷裂—接觸破碎帶控制;而雞冠咀礦體基本賦存于巖體接觸帶及白云質(zhì)大理巖捕虜體層間破碎帶中，總體呈北東向展布。其次研究不同礦體賦存規(guī)律:①斜列式排列的規(guī)律，如銅錄山礦床勘查利用北北東向礦體(Ⅳ號礦體表現(xiàn)最為明顯)具斜列式排列的規(guī)律，由西向東、自淺至深依次發(fā)現(xiàn)Ⅳ5、Ⅳ2、Ⅳ3礦體。沿著受北北東向構(gòu)造控制的礦體追索，在其下就有可能發(fā)現(xiàn)新的斜列于其下的新礦體;②已知礦床的多臺階控礦、分段富集的規(guī)律，如銅錄山礦床1線的Ⅲ2號礦體，0線的Ⅺ號礦體，利用這種臺階狀變化的形態(tài)在實際找礦中去尋找臺面、追索臺斜。再次是研究礦化蝕變規(guī)律，如研究銅錄山礦田可總結(jié)為:①矽卡巖化與礦化關(guān)系:金云母矽卡巖和鐵礦關(guān)系密切，透輝石—石榴子石矽卡巖與銅礦關(guān)系密切，其中礦上、礦中為金云母透輝石矽卡巖，礦中為石榴石透輝石矽卡巖，礦下為石榴石矽卡巖;②圍巖為大理巖，且在層間裂隙和構(gòu)造裂隙見細脈狀矽卡巖或硫化物細脈，指示深部或旁側(cè)可能存在隱伏礦體;圍巖為石英二長閃長玢巖，出現(xiàn)較厚大的褪色帶往往指示深部有隱伏銅鐵礦體;③含銅硫化物從淺部至深部為從單硫化物向多硫化物過渡，即從淺及深為輝銅礦—斑銅礦—黃銅礦，如深部出現(xiàn)較多輝銅礦、斑銅礦等礦石礦物，也是指示深部礦體有較大延深的標志。

2.2 地球物理方法

地球物理找礦方法較多，本次危機礦山找礦主要采用以下方法:

2.2.1 地面高精度磁測

地面磁法是尋找磁鐵礦的有效手段，本次如大冶鐵礦磁法成果顯示，△Z異常100 nT，800 nT，600 nT等值線向南西方向凸出，反映了深部接觸帶局部產(chǎn)狀變緩并疊加磁性礦體的特征。通過2.5D，3D異常反演確定龍洞—尖林山地段11－17線，象鼻山地段19－1－23線，尖山地段31－35線，是深部找礦的有利地段［1－2］;雞冠咀礦區(qū)通過大比例尺高精度磁測在礦區(qū)南部發(fā)現(xiàn)有12處高磁異常區(qū)，工作區(qū)北部發(fā)現(xiàn)9處高磁異常區(qū)。為后續(xù)工程布置起指導作用。

2.2.2 高精度航空磁測

航空磁測有效地避開了老礦山地表干擾強的問題。應(yīng)用先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，如地形起伏條件下磁異常二維和三維反演、曲面位場轉(zhuǎn)換、GIS解譯等，取得了豐富的找礦信息。本次大冶鐵礦充分運用了上述方法劃分出龍洞地段13線附近、象鼻山地段21線附近、獅子山地段26線附近和尖山地段31線附近的4個重點找礦區(qū)。

2.2.3 井中磁測

井中磁測是指導發(fā)現(xiàn)井旁側(cè)磁異常的輔助方法，對于磁鐵礦等強磁性礦體應(yīng)用較理想，如銅錄山礦床井中三分量磁測對井底井旁磁性礦體有一定顯示，但指示距離相當有限，對工程布置起到了一定指導作用(圖4)。大冶鐵礦發(fā)現(xiàn)井旁異常22處，其中13處為已知礦體引起，推測其余9處異常系深部井旁盲礦異常。而對于雞冠咀金銅礦勘查，每井都測，其應(yīng)用效果也并不理想。

2.2.4 可控源音頻大地電磁測深(CSAMT)

為近幾年廣泛應(yīng)用的找礦技術(shù)方法，特別是在尋找深部隱伏礦方面，起到了較好的作用。如大冶鐵礦CSAMT顯示巖體接觸帶38－11線產(chǎn)狀較陡立;12－16線產(chǎn)狀相對平緩，其形態(tài)較為復(fù)雜;18－19線產(chǎn)狀再度變陡，再往東變緩。這一結(jié)果為認識礦區(qū)接觸帶深部形態(tài)和預(yù)測成礦有利地段提供了依據(jù)。

2.3 地球化學方法

圖4 銅錄山35線ZK3501井磁測示意圖

本次危機礦山找礦主要運用原生暈地球化學方法。如銅錄山銅鐵礦、雞冠咀銅金礦勘查同步進行的《湖北銅錄山銅鐵礦深部地球化學找礦預(yù)測》項目、《湖北省大冶市雞冠咀銅金礦床的構(gòu)造疊加暈跟蹤研究》等，利用鉆探巖礦心、工程巷道采取光譜樣分析，確定不同礦體的元素組合特征及其相關(guān)關(guān)系;前緣暈、近礦暈、尾暈的特征指示元素及其濃度標準;原生暈的軸向分帶序列、地球化學參數(shù)計算及其軸向變化規(guī)律;建立盲礦預(yù)測的構(gòu)造疊加暈?zāi)Ｊ?圖4)，確定深部盲礦預(yù)測標志，提出深部盲礦靶位。銅錄山銅鐵礦礦床采用構(gòu)造疊加暈?zāi)Ｊ?，確定盲礦預(yù)測標志，用模式和標志預(yù)測提出了17個盲礦驗證靶位。其中4線4－1、4－2靶位的選擇，14－1、1－1等靶位的選擇為接替資源勘查鉆探孔位的布置起到了較好的指導作用??胡清樂等，湖北銅錄山銅鐵礦深部地球化學找礦預(yù)測，湖北省鄂東南地質(zhì)大隊，2009。?李惠等，湖北省大冶市雞冠咀銅金礦床的構(gòu)造疊加暈跟蹤研究，中國冶金地質(zhì)總局物勘院物探中心，2009。。雞冠咀銅金礦床利用構(gòu)造疊加暈提出的盲礦靶位中，三個鉆孔驗證了6個預(yù)測靶位，其中有5個靶位見礦，見礦效果較好??胡清樂等，湖北銅錄山銅鐵礦深部地球化學找礦預(yù)測，湖北省鄂東南地質(zhì)大隊，2009。?李惠等，湖北省大冶市雞冠咀銅金礦床的構(gòu)造疊加暈跟蹤研究，中國冶金地質(zhì)總局物勘院物探中心，2009。。

3 結(jié)論

圖5 銅錄山銅鐵礦床原生暈疊加模式圖??胡清樂等，湖北銅錄山銅鐵礦深部地球化學找礦預(yù)測，湖北省鄂東南地質(zhì)大隊，2009。

從以上三個礦床勘查可知，隱(盲)礦床預(yù)測和勘查的具體情況差別懸殊，其難度各不相同。隱(盲)礦床當埋藏深度即使相同時，隱(盲)礦床周圍地質(zhì)體(或介質(zhì))的物理、化學性質(zhì)差異很大，導致預(yù)測和選擇的找礦方法及采用的技術(shù)手段根本不同，例如當?shù)V體重、磁、電等物性與圍巖或介質(zhì)有很大差異或金屬礦產(chǎn)的物性與圍巖(或介質(zhì))無任何差異的前提下，隱(盲)礦床預(yù)測方法及勘查難度必然很不相同。前者很容易以綜合物探方法加以追索和圈定;后者預(yù)測和找礦的難度很大，其難度視其化學性質(zhì)與圍巖或介質(zhì)之間的差異大小而定。

大冶鐵礦作為首個危機礦山接替資源勘查項目，采用綜合找礦方法特別是地球物理方法取得開門紅的成果，為后續(xù)銅錄山銅鐵礦、雞冠咀金銅礦等礦山接替資源勘查開展，提供了很好的經(jīng)驗。銅錄山銅鐵礦勘查更是在正確靈活應(yīng)用地、物、化綜合找礦方法的基礎(chǔ)上，取得了很好的找礦效果，曾獲2008年度全國十大找礦成果獎。

從已有工作程度看，鄂東南地區(qū)找礦空間只有向深部隱(盲)礦床擴展，特別是對危機礦山接替資源勘查，尋找第二、第三賦礦空間是未來工作方向。在尋找深部隱(盲)礦床時，除地質(zhì)綜合研究大致圈定成礦有利背景下，應(yīng)用地球物理找礦技術(shù)是指導工程施工的重要因素。在應(yīng)用地球物理找礦技術(shù)時，野外原始數(shù)據(jù)的采集是基礎(chǔ)，室內(nèi)數(shù)據(jù)處理、解譯是關(guān)鍵。同一組數(shù)據(jù)，不同技術(shù)層次的人可能解譯不同的結(jié)果。只有合理的解譯推斷，才能正確指導工程施工，達到事半功倍的找礦效果。

［1］ 湖北省國土資源廳地勘處項目辦.湖北省礦產(chǎn)勘查十年成果匯編［G］.武漢:湖北省國土資源廳，2009.

［2］ 劉玉成.綜合找礦方法和接觸帶控礦構(gòu)造研究在大冶鐵礦深部找礦中的應(yīng)用［J］.礦床地質(zhì)，2006，25(增刊).

(責任編輯:于繼紅)

P618.2;P632

A

1671－1211(2013)S1－0137－05

2013－11－11

徐榮華 (1963－)，男教授級高級工程師，地質(zhì)勘查專業(yè)，從事地質(zhì)勘查與科研工作。E－mail:xrh1963@163.com