郭建新，劉會(huì)平

（河南省地礦局第二地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450000）

復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的礦床地質(zhì)特征和找礦預(yù)測(cè)研究是區(qū)域成礦學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要課題，也是礦床學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)方向[1]。這是一門理論與實(shí)際相結(jié)合的科學(xué)，必須從理論和實(shí)踐相結(jié)合來研究礦床特征。因此，只有注重理論知識(shí)的不斷更新和礦床生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)，才能使復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的礦床地質(zhì)特征和找礦預(yù)測(cè)研究真正成為多金屬礦床找礦、預(yù)測(cè)的戰(zhàn)略指導(dǎo)。

對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的成礦預(yù)測(cè)方法研究在我國(guó)起步比較晚。20世紀(jì)70年代以來，在引進(jìn)國(guó)外一些多金屬礦床成礦規(guī)律和預(yù)測(cè)理論方法的基礎(chǔ)上，我國(guó)在多金屬礦床地質(zhì)特征和找礦預(yù)測(cè)方面取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，形成了獨(dú)特的成礦預(yù)測(cè)理論體系[2]。20世紀(jì)初期，蘇聯(lián)、美國(guó)和澳大利亞等國(guó)家對(duì)礦床的地質(zhì)特征和找礦預(yù)測(cè)進(jìn)行了深入的研究，作出了許多開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。蘇聯(lián)學(xué)者于1919年采用重磁-綜合性地球物理方法測(cè)定了庫爾斯克磁的異常范圍，取得了非常好的效果。1950年，蘇聯(lián)在列寧格勒全蘇維埃地質(zhì)學(xué)研究所建立了礦化規(guī)律研究機(jī)構(gòu)，1971年出版了全蘇維埃地質(zhì)學(xué)1:250萬地圖。從20世紀(jì)50年代開始，哈薩克斯坦科學(xué)院院士就提倡編制礦床遠(yuǎn)景成礦規(guī)律圖。成礦預(yù)測(cè)理論與方法隨著礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)的發(fā)展而不斷完善與提高。

1 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的礦床地質(zhì)特征

1.1 礦床氧化帶特征

根據(jù)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下礦床進(jìn)行物相分析，結(jié)果顯示出礦床存在的氧化作用非常強(qiáng)烈，礦床氧化帶整體分布非常廣泛且厚大。礦床氧化帶的界面主要發(fā)生在礦區(qū)內(nèi)部的地下潛水面以下的100m～200m之間，通常設(shè)定潛水面的平均標(biāo)高為1801.5m，礦床氧化帶界面較平，從上到北方向逐漸升高。23-2號(hào)線的礦床氧化帶界面的標(biāo)高一般在1600m～1650m之間，10-34號(hào)線的礦床氧化帶界面的標(biāo)高在1660m～1760m之間，42-74號(hào)線的礦床氧化帶界面的標(biāo)高大約在1770m～1970m之間。在礦床氧化帶界面中，斜核低于翼面，礦床氧化帶界面相對(duì)平緩起伏，總體來看比較平緩；其上界面一般呈90×10-2～95×10-2的氧化區(qū)，其氧化速率為85×10-2～95×10-2；下界面一般呈10×10-2～30×10-2的混合區(qū)，其氧化速率為10×10-2～30×10-2的混合區(qū)厚度為50m～58m之間；復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的礦體內(nèi)原生、混合礦體劃分非常困難，邊界基本難以確定。

礦床氧化帶的發(fā)育與復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的礦體位置有很大關(guān)系，包括復(fù)雜地質(zhì)的地形特征、巖石性質(zhì)礦床構(gòu)造特征以及地下水位等因素，盆地地形、洞穴發(fā)育區(qū)、向斜的斜端均有比較發(fā)育的礦床氧化帶。例如，向斜的斜端，在礦段南部23～2號(hào)線之間。圍巖-溶隙非常發(fā)育，巖石結(jié)構(gòu)破碎，溶洞非常多。所以礦床氧化帶的厚度較大，礦石氧化深度一般在250m～300m之間，且都是深埋。

礦床的氧化帶在穩(wěn)定的水位偏下100m～200m。氧化帶的實(shí)際深度與現(xiàn)代地下水位的穩(wěn)定性沒有太大的關(guān)系，而與歷史上地下水位穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)變化是密切相關(guān)的。礦區(qū)氧化界面與地表線、潛水面及隔水層界面關(guān)系如圖1所示。

復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的礦床中，第Ⅱ、Ⅲ礦帶的礦體都位于氧化帶界面以上，屬于氧化性礦石。I-2PB礦帶的I-2PB礦體位于氧化帶界面附近，只有一部分位于氧化帶界面以上，是一種氧化性礦床，少部分位于氧化帶界面以下，礦石的氧化速率一般在10×10-2～30×10-2（礦石的硫鉛比在71×10-2～90×10-2）之間，屬于混合型礦床，礦區(qū)內(nèi)原生硫化礦極少。氧化性礦石通常呈黃褐色，肉眼可見的疏松破碎狀，主要表現(xiàn)為土質(zhì)、粉質(zhì)或者蜂窩狀，只有極少數(shù)為塊狀。菱鐵礦主要氧化為褐鐵礦，方鉛礦主要氧化為鉛和方鉛礦。大部分混合物保留了原礦床的結(jié)構(gòu)，呈淡黃色或者雜色，并呈現(xiàn)出浸染狀、棱角狀、結(jié)節(jié)狀及帶狀。其中方鉛礦和菱鐵礦為主要礦石礦物，黃鐵礦、褐鐵礦和方鉛礦含量明顯下降，呈交代殘留結(jié)構(gòu)。

圖1 礦區(qū)氧化界面與地表線、潛水面及隔水層界面關(guān)系

1.2 礦床構(gòu)造特征

礦床構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下經(jīng)歷了三個(gè)階段。三個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)軌跡相互干擾，相互制約，形成了一系列形狀復(fù)雜、軸向變化以及不同尺度的褶皺構(gòu)造和斷層構(gòu)造。

礦床一期以近南北方向的褶皺為主要地質(zhì)特征，是構(gòu)成贊皇隆起主構(gòu)造格架的線狀褶皺。復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的礦區(qū)主要表現(xiàn)為斜向型，礦區(qū)褶皺第一階段是斜向型二次褶皺。主要有：上逆背斜、西逆背斜、向斜以及逆背斜。其走向多為340°～350°之間，大多數(shù)都屬于“緩斜型褶皺”，向斜是這一時(shí)期的主要地質(zhì)構(gòu)造。

礦床二期是建立在礦床一期基礎(chǔ)上的褶皺，軸線呈東西走向。在礦床二期由于褶皺作用形成了礦區(qū)的主要構(gòu)造—環(huán)狀斜面。二次構(gòu)造的作用使礦區(qū)礦帶呈北東-北西-南北-北北東月形分布。礦床二期的構(gòu)造為復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下礦區(qū)南端的褶皺系、北端的西丘褶皺系及通化褶皺系。礦井內(nèi)東面山梁上的一系列褶皺也是礦床二期構(gòu)造的產(chǎn)物。

礦床三期構(gòu)造特征是與地層走向斜交的開放式褶皺。兩個(gè)礦段交界處的第一期褶皺相互傾斜。礦區(qū)回采巷道內(nèi)礦層及其圍巖沿走向存在明顯的起伏褶皺。采場(chǎng)縱剖面圖中，由于這一時(shí)期的褶皺作用，造成了地層分段邊界和礦層彎曲起伏。出現(xiàn)層位劃分，礦層彎曲，下傾的現(xiàn)象；礦床三期褶皺鉸鏈的方向在東北方向大約是20°～30°，軸面基本垂直。該時(shí)期褶皺的強(qiáng)度和幅度雖不如前兩個(gè)成礦時(shí)期，但因與礦物質(zhì)的密切關(guān)系而受到重視。在此期間，由于地質(zhì)構(gòu)造作用的影響，礦床發(fā)生波動(dòng)，在波動(dòng)轉(zhuǎn)折處明顯增厚。

2 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的礦床找礦預(yù)測(cè)

復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下礦床的找礦預(yù)測(cè)是一個(gè)具有很強(qiáng)探索性和實(shí)用性的系統(tǒng)工程。在地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上和相關(guān)成礦理論的指導(dǎo)下，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的礦床地質(zhì)特征進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并利用相應(yīng)的技術(shù)方法和手段進(jìn)行了驗(yàn)證，從而提高了找礦預(yù)測(cè)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。在現(xiàn)代找礦中，復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境條件下，尋找埋藏大、難以識(shí)別的礦床具有重大的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的多金屬礦在對(duì)成礦特征研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下礦床地質(zhì)特征，通過礦床工程驗(yàn)證，重新認(rèn)識(shí)和總結(jié)了復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的成礦規(guī)律，拓展了找礦預(yù)測(cè)的驗(yàn)證過程。礦床的發(fā)現(xiàn)，對(duì)其它礦段的找礦工作具有一定的指導(dǎo)意義。

礦床找礦預(yù)測(cè)步驟如下：

步驟1：在礦區(qū)范圍內(nèi)選擇巖體和地質(zhì)構(gòu)造分布有利的成礦地區(qū)；

步驟2：確定地表多金屬的成礦預(yù)測(cè)直接標(biāo)志；

步驟3：異常礦帶中出現(xiàn)局部異常的區(qū)域可以直接進(jìn)行找礦；

步驟4：圍繞成礦中心尋找多金屬礦床；

步驟5：在成礦中心附近確定褶皺構(gòu)造發(fā)生的位置，為礦床中的礦物質(zhì)提供了賦存空間；

步驟6：在找礦靶區(qū)內(nèi)采用高精磁法來測(cè)量，出現(xiàn)正磁異常的成礦地帶，說明存在磁性地質(zhì)體，結(jié)合高精磁法的測(cè)量結(jié)果，幫助了復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的礦床找礦預(yù)測(cè)。

從理論研究層面上講，這些勘探判據(jù)在礦床預(yù)測(cè)區(qū)出現(xiàn)的次數(shù)越多，越有可能發(fā)現(xiàn)一個(gè)礦床或一個(gè)隱伏礦體。預(yù)測(cè)準(zhǔn)則不一定是在一個(gè)區(qū)域內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)的，但是它不會(huì)影響到一個(gè)區(qū)域內(nèi)實(shí)際的找礦預(yù)測(cè)。只有掌握了主要的找礦信息，才能對(duì)找礦預(yù)測(cè)區(qū)作出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。

3 結(jié)束語

本文提出了復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的礦床地質(zhì)特征及找礦預(yù)測(cè)，在礦床氧化帶特征和礦床構(gòu)造特征兩個(gè)方面，研究了復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的礦床地質(zhì)特征，結(jié)合礦床的找礦預(yù)測(cè)研究，實(shí)現(xiàn)了本文的研究，從而降低了礦產(chǎn)資源的開采難度。