炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、熔剂。铁矿石分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。
我国的铁矿石主要分布在以下地区:1)东北鞍山地区,总储量100亿t以上;2)攀西地区,西南攀枝花钒钛磁铁矿区储量在80亿t以上;3)冀东地区,以河北省迁安矿区为主,储量数十亿吨,为贫磁铁矿;4)海南岛,我国少有的富矿产地之一;5)西北地区,内蒙古包头白云鄂博及甘肃镜铁山矿区为两大复合矿区;6)华东及中南矿区,主要有南京及马鞍山附近的梅山、凹山,湖北的大治、鄂山、广东韶关地区的大宝山矿。
世界上铁矿石储量丰富的国家和地区有前苏联、澳大利亚、巴西、加拿大、美国、印度和南非等,其中巴西和澳大利亚的铁矿石出口量占世界矿石贸易的52%。
同生断层的特殊性在于断层作用和沉积作用同时且持续地进行。同生断层对盆地的沉积物、沉积相和沉积成矿流体有重要控制作用。盆地中同生断层可通过岩相、地层厚度的突变、线性展布的滑积岩、快速堆积的沉积物和同沉积期海底火山活动和热水活动等来鉴别。赖应篯、程小久等查定的同生断层如表4-2和图4-2所示。
1大宝山-英德同生深断裂带
该断裂带是吴川-四会断裂带的东北段外延部分,其同沉积期存在并活动的主要依据是:①该断裂带控制着区域泥盆系地层沉积相的分布,其西为浅海相灰岩和砂页岩,含早泥盆世沉积;其东侧主要是滨海及陆相的砾岩和砂页岩,没有早泥盆世沉积。它是一条重要的区域地层岩相分界线;②在大宝山矿区,中泥盆世东岗岭组下段地层厚度存在3~4个明显的突变带(图4-3,4-4),这种地层厚度变化不可能由成岩期后岩石流变造成,因为地层主要由力学性质能干的碳酸盐岩组成,而且突变带两侧的沉积物类型有明显的差异,地层较薄处以页岩、砂页岩和角岩为主;地层较厚处则主要发育碳酸盐岩。据此推测3条NNE向次级同生断层(F1,F2,F3)的存在,表明大宝山-英德同生断裂带在地壳浅部是由多条次级的同生断层组成;③在大宝山一带,中泥盆世东岗岭组和晚泥盆世天子岭组下部地层中发育有火山凝灰岩层,桂头群(D1-2gt)中侵入有次英安斑岩,表明大宝山一带在中泥盆世至晚泥盆世早期曾发生海底火山作用和岩浆侵入作用,而输导深部岩浆物质的通道可能是同生深断裂。
表4-2 粤北盆地同生断层一览表
图4-3 大宝山矿区14 勘探线剖面图
(据广东地质矿产局705地质队)
1—凝灰岩;2—大理岩;3—角岩;4—砂岩;5—粉砂岩;6—页岩;7—板岩;8—次英安斑岩;9—褐铁矿矿体;10—铅锌(铜)矿体;11—桂头群;12—东岗岭组下段;13—东岗岭组上段;14—钻孔;15—逆冲断层;16—同生断层
图4-4 大宝山矿区D2d1地层厚度等值线及推断的同生断层(F1,F2,F3)
1—东岗岭组下段地层厚度(m);2—勘探线及钻孔位置;3—次英安斑岩;4—同生断层
研究认为,大宝山-英德断裂是粤北盆地规模最大、切割最深的区域性同生深断裂带,其在地壳浅部表现为由数条NE—NNE向次级断层构成的狭长对称的地堑构造,断裂主要活动时期是在泥盆纪,尤其在中泥盆世活动最强烈。石炭纪至三叠纪早期,该断裂没有明显的活动迹象,为相对宁静时期。印支-燕山运动之后,断裂再次活动直至现代。
由大宝山矿区南部铅锌矿体的Cu、Pb、Zn品位和矿化强度等值线与同生断层叠合图(图4-5)可知,铅锌(铜)矿体赋存在地堑构造的下降盘地层中,反映了海底低洼场所对矿质的聚集作用,也暗示大宝山矿床的同生成因,与根据矿化特征和地质地球化学研究得出的结论相一致(葛朝华等,1987)。在同生断层带,Cu、Pb、Zn品位最高,构成了沿同生断层展布的矿化富集带。且在NNE向和NNW向同生断层交会部位矿体品位最富,厚度最大。矿化有明显的分带性,矿床中部和下部以Cu矿化为主,而矿床两端和上部则主要是Pb、Zn矿化。
2凡口同生断层带
80年代初,赖应篯首次提出凡口铅锌矿床受同生断层控制。程小久研究发现该区发育两期同生断层,它们分别是两次裂陷作用的产物。早期形成的同生断层是F101和F102。确立标志有:①断层两侧的地层厚度突变,以上泥盆统天子岭中亚组(D3tb)厚度变化为例,在断层西侧地层厚度在120~180 m之间,而其东侧地层厚度仅60~90 m;②断层两侧沉积物岩性有差异,如上泥盆统天子岭上亚组(D3tc)中的泥灰岩只出现在断层东侧(图4-6、4-7),其活动时代在中晚泥盆世。
图4-5 大宝山矿区南部铅锌(铜)Cu、Pb、Zn 品位和矿化强度等值线图
A—Cu品位等值线;B—Pb品位等值线;C—Zn品位等值线;D—(Cu+Pb+Zn)×矿体厚度等值线
晚期同生断层的确立依据主要是:中上石炭统壶天群呈楔状嵌入到泥盆系和下石炭统中,即所谓的“壶天沟”(图4-8)。最初作“微不整合”论,有些学者认为是与构造关系密切且复杂的剪切滑移构造(邱小平,1991),由逆冲推覆造成的。程小久(1995)认为逆冲推覆不可能产生共有同一下降盘的类似“地堑”的构造样式,将其视为裂陷作用的产物比较合理。
图4-6 凡口铅锌矿床-203 线剖面图
(据赖应篯,1986)
Q—第四系;C2+3ht—中上石炭统壶天群;C1db—下石炭统大塘阶上部地层;D3m—上泥盆统帽子峰组;D3ta-2—上泥盆统天子岭上亚组上段;D3ta-1—上泥盆统天子岭上亚组下段;D3tb—上泥盆统天子岭中亚组;D3tc-2—上泥盆统天子岭下亚组上段;D3tc-1—上泥盆统天子岭下亚组下段;D2d—中泥盆统东岗岭组;D1-2gt—中下泥盆统桂头群
1—砂岩为主;2—碎屑岩夹白云岩;3—碳酸盐岩为主;4—粉砂岩为主;5—泥灰岩标志层;6—鲕状灰岩标志层;7—铅-锌矿体;8—黄铁矿体;9—辉绿岩;10—平行不整合界线;11—地质界线;12—同生断层
3江英-西牛同生断层
该断裂带位于江英、西牛一带,总体走向NWW,西段走向NW。在D2和D3早期,该断裂有较强烈的活动。主要依据有:①中泥盆部东岗岭组在断层两侧厚度突变,其中第一、二段只出现在断层的北侧;②东岗岭组中发育线性展布的滑塌角砾岩,产出位置恰在地层厚度突变带上。可以认为,滑塌角砾岩是由同生断层强烈活动引起海底斜坡上沉积物垮塌造成的。
图4-7 凡口矿床古同生断层空间展布略图
(据赖应篯,1986)
1~4—古断层(同生断层)大体位置,分别为-100 m,-150 m,-200 m,-300 m标高;5—晚期断层;6—主矿体水平投影边界;7—D3tb地层等厚线;8—断层编号;9—勘探线位置及编号
同生断层是形成各类矿床的基本条件:一定规模、性质的同生构造导引地壳中一定深度的物质循环与相应沉积。没有同生断裂,就不可能形成大型、超大型层控矿床。控制红岩大型黄铁矿矿床、马口黄铁矿矿床、凡口超大型的Pb、Zn、Ag、Hg矿床和大宝山超大型Cu、Pb、Zn多金属矿床的同生断裂深度和规模不同,成矿流体物理化学条件和矿化结果也就不同。
红岩断裂只涉及下部含铁碎屑岩建造,结果形成单一黄铁矿矿床。地处吴川-四会深大断裂附近的大宝山矿床,其控矿断裂直接导引深部岩浆物质,形成温度高、成分复杂的铜多金属矿床。盆地北缘凡口矿床,其同生断裂导引深部建造的热液进入海底,在三级盆地沉积形成具有各种沉积组构的铅锌矿石。各矿床铅同位素组成特征,也能反映其控矿断裂所导引的物质循环深度和循环范围。
图4-8 凡口矿区2 线剖面图
(据赖应篯,1986年资料改编)
1—第四系;2—中上石炭统壶天群;3—下石炭统;4—上泥盆统帽子峰组;5—上泥盆统天子岭上亚组;6—天子岭中亚组;7—天子岭下亚组;8—中泥盆统东岗岭组;9— 粒灰岩标志层;10—辉绿岩墙;11—铅锌矿体;12—黄铁矿矿体;13—地质界线;14—断层
公交线路:23路 → 309路,全程约287公里
1、从韶关站步行约160米,到达韶关站
2、乘坐23路,经过24站, 到达中心村站
3、步行约110米,到达下丘村站
4、乘坐309路,经过6站, 到达沙溪站
5、步行约26公里,到达钰媚尔美容养生馆
一、铁矿石资源等级表 资源等级 企业(或矿区)名称 1、入选露天矿(重点矿山) 一等1、本钢南芬露天矿 2、首胡水厂铁矿 3、鞍钢弓长岭露天矿 二等4、大钢峨口铁矿 5、鞍钢齐大山铁矿 6、邯邢矿山村铁矿 7、包钢公益明铁矿 三等8、马钢南山铁矿凹山采场 9、首钢大石河铁矿裴庄采区 10、鞍钢眼前山铁矿 11、马钢南山铁矿东山采场 12、首钢大石河铁矿柳河峪采区 13、首钢大石河铁矿羊崖山采区 14、首钢大石河铁矿大石河采区 15、唐钢棒磨山铁矿 四等16、唐钢石人沟铁矿 17、重钢太和铁矿 18、首钢大石河铁矿二马采区 19、武钢灵乡铁矿 20、包钢黑脑包铁矿 21、鞍钢大孤山铁矿 22、首钢大石河铁矿杏山采区 23、鞍钢东鞍山铁矿 资源等级 企业名称 五等24、唐钢扁沟铁矿 25、武钢大治铁矿 26、首钢密云铁矿 27、攀矿兰尖铁矿 28、马钢姑山铁矿 29、本钢歪头山铁矿 30、包钢白云铁矿主矿区 31、宣钢近北庄铁矿 六等32、攀矿朱家包包铁矿 33、包钢白云铁矿东矿区 34、海南铁矿北一矿区 35、海南铁矿南矿区 2、入炉地下矿(重点矿山) 二等1、上海梅山铁矿 2、酒钢镜铁山矿 3、邯邢玉泉岭铁矿 三等4、鞍钢弓长岭井下矿 5、邯邢马家脑铁矿 6、邯邢符山铁矿 7、马钢桃冲铁矿 8、武钢程潮铁矿 四等9、邯邢玉石洼铁矿 10、武钢大冶铁矿 资源等级 企业(或矿区)名称 五等11、邯邢西石门铁矿 12、武钢金山店铁矿 13、水钢观音山铁矿 14、鲁中小官庄铁矿 六等15、宣钢庞家保铁矿 3、入炉露天矿(重点矿山) 一等 二等 三等 四等 1、海南铁矿北一矿区 2、海南铁矿枫树下矿区 3、水钢观音山铁矿 4、海南铁矿南矿区 4、入炉地下矿(重点矿山) 二等1、鞍钢弓长岭井下矿 2、鲁中小官庄矿 三等3、马钢桃冲铁矿 四等4、水钢观音山铁矿 5、入选露天矿(非重点矿山) 二等1、江西七宝山铁矿 2、河南东冶铁矿教场矿区 3、福建潘洛铁矿洛阳采区 4、山东涑钢荞麦地东矿区 5、辽宁凌钢保国铁矿 四等6、广西屯秋铁矿龙骨岭矿 7、浙江闲林埠钼铁矿 五等10、安徽钡山铁矿 11、江西铁坑铁矿 12、辽宁北台铁矿 13、湖北邻钢铁矿 14、山东韩旺铁矿 15、江西乌石山铁矿 16、山西临钢尖兵村矿区 六等17、河北承钢黑山铁矿 18、安徽马鞍山矿 19、云南昆钢上厂铁矿 20、安徽黄梅山铁矿厂 21、江西新钢良山矿 22、云南昆钢罗茨铁矿 23、胡南湘东铁矿 24、吉林板石沟铁矿 25、云南昆钢八街铁矿 26、新疆雅满苏铁矿 6、入选露天矿(重点矿山) 三等1、江西乌石山铁矿株岭坳矿区 2、山西二峰山铁矿北山龟矿区 3、黑龙江大西林矿区 四等4、吉林大栗子铁矿 5、河南东治铁矿龙池沟矿区 6、江西乌石山铁矿乌石山矿区 7、山西长钢后慢水沟岭矿 8、河北秦村铁矿 9、云南昆钢八街铁红坡矿区 10、四川泸沽铁矿大顶山矿区 11、山东金岭铁矿召口区 12、山西长钢芦沟矿区 资源等级 企业(或矿区)名称 6、入选地下矿(非重点矿山) 五等13、山西长钢北洛峡矿区 14、河北承钢大庙铁矿 15、吉林通钢板石沟铁矿 16、山东莱钢莱芜铁矿 17、河南安钢李珍铁矿 18、河南安钢杨家庄铁矿 19、吉林大栗子铁矿小栗子矿区 20、山西长钢水沟矿区 21、山东金岭铁矿山区 22、山西临钢尖兵村矿区 23、陕西略钢柳树坪矿区 24、江西良山铁矿太平矿区 25、陕西略钢阁老岭铁矿 26、陕西杨家坝铁矿 27、吉林通钢七道沟铁矿 六等28、浙江漓溶铁矿 29、江苏利国铁矿 30、江苏治山铁矿 31、江苏韦岗铁矿 32、江西良山铁矿良山矿区 33、湖南田湖铁矿 34、云南昆钢东、西矿区 35、湖南湘东铁矿 36、山西临钢塔儿山矿 37、云南昆钢王家滩矿 资源等级 企业(或矿区)名称 7、入炉露天矿(非重点矿山) 二等1、广东大宝山铁矿 三等2、四川沪沽铁矿 3、福建潘洛铁矿潘田采区 4、江西七宝山矿区 四等5、云南昆钢八街铁矿 6、山东黑旺铁矿 8、入炉地下矿(非重点矿山) 三等1、四川沪沽铁矿 2、云南昆钢东、西区 3、吉林通钢大栗子铁矿 4、云南八街铁矿红坡工区 四等5、江西萍钢上珠岭铁矿
中国矿石开采量不断增加,每年从地下开采出约50亿吨矿石,由于一些地方对采空区疏于及时有效的回填和注浆治理,使中国地下采空区面积越来越大。
我国金属非金属矿山采空区体积约128亿m3,与三峡水库之容量相当,发生采矿塌陷灾害的矿业城市有30多个。我国在役老矿山崩落采矿比重较大,其中黑色金属地下矿山用崩落采矿法采出的矿石量70%以上。
中国矿业开采秩序较为混乱,非法无序的乱采滥挖在一些矿山及其周边留下了大量的采空区,如河南栾川钼矿、广西大厂矿区、甘肃厂坝铅锌矿、铜陵狮子山铜矿、云南兰坪铅锌矿、广东大宝山矿、湖南柿竹园矿等许多矿山都存在大量的采空区,致使矿山开采条件恶化,引起矿柱变形。
山西素有煤海之称,是全国煤炭产量最大的省份,采空塌陷灾害也最严重。山西因采煤形成的采空区达到2万平方公里,相当于山西1/8的国土面积,全省3500多万人中,300万人受灾。
十多年前大同曾因大面积采空区塌陷造成3.8级地震,8人死亡;1997年,大同发生采空区塌陷37起,9人丧生。在孝义市兑镇有一个因采空区塌陷整体搬迁的小山村。孝义盛产核桃,该村原有1900余株核桃树,丰年可产2万公斤桃仁,后因树木大批死亡而基本绝收。20多年内,该村虽然获得矿区赔付款500余万元,但仅限于搬迁安置,距采空区彻底治理所需相差甚远。
而国家也对于矿山环境的治理越来越重视,国家正式提出建立我国矿山环境治理恢复保证金制度:《矿山地质环境保护规定》(国土资源部2009年44号令)提出编制矿山地质环境保护与恢复治理规划和方案;征收矿山地质环境恢复治理保证金。
但是保证金制度在实施过程中存在着一系列的问题,例如:
保证金收取标准过低。如浙江省6元/m2,而目前的平均治理费达40元/m2。
保证金缴纳的形式单一。目前仅以现金为主。
分期返还难以实施。不定期的评估、验收,程度繁杂,分阶段返回鲜见。
相关配套政策还不完善。征收标准不统一、缺乏监督管理、验收标准不统一。
那么采矿区该如何处理呢?主要有以下几种方法:
1、地下空间工程
可以利用采空区建设实验室、防空洞、材料仓库、储水池、地下选矿厂等用途。例如,库尔斯克古布金矿利用采空区建设了水力贮气室、加工铁石英岩的选矿厂、储水电站、储气电室等。
2、观赏性处理
将矿坑或塌陷区进行观赏性处理,使其实现自然科普性格主导的矿山生态修复及旅游开发发展模式。
例如,上海辰山植物园矿坑花园。矿坑花园面积约39000平方米,这里原来是辰山采石场的西矿坑。根据原有生态地貌改造成了镜湖区、台地区、望花区和深潭区四个区域,矿坑花园现已成为一个观赏景点。
矿产挖空,受益最大的是矿老板,而受害最深的却是平常百姓,失去家园,背井离乡,还会得不到应有的补偿!国家对此事的日渐重视,才使得受害的百姓有了主心骨,也希望矿老板不要为了金山银山,就舍弃青山绿水。
南岭及周边地区已经列入国家危机矿山资源接替专项的矿山包括:江西全南大吉山钨矿、大余荡坪钨矿、定南岿美山钨矿;广西佛子冲铅锌矿、南丹铜坑锡多金属矿、融安泗顶铅锌矿、恭城栗木锡矿;广东韶关瑶岭钨矿、石人嶂钨矿、大宝山多金属矿;湖南瑶岗仙钨矿、水口山铅锌矿、黄沙坪铅锌矿、宝山铅锌矿、东坡铅锌矿等。
无论是已经列入还是没有列入危机矿山的矿区,都还很难说“资源枯竭”。为此,此处对南岭和周边地区一些重要类型矿床的深部找矿问题作了简单论述。
一、沉积变质型矿床
1受变质的火山岩型块状硫化物矿床———西裘式
浙江的西裘铜矿(图1-10)属于受到变质的海相火山岩型块状硫化物矿床,以往钻探控制深度已近千米,但矿体并没有尖灭,从-200m标高到-700m标高矿体是连续的而且厚度是增大的,其矿体向下延伸的趋势并没有改变,可惜当时的钻探技术已难以下追了(1973年8月结束勘探)。
图1-10 浙江西裘铜矿剖面图(转引自黄崇轲等,2001)
此类矿床由于属于海相火山沉积型,其矿体一般属于层状、似层状和透镜状,而且可能存在多旋回,即随着海底火山喷发作用的多旋回性而出现多个含矿层,每个含矿层中矿体的赋存位置不见得与同一个火山喷发中心相对应,因而可能出现侧向的迁移。从目前的控制程度看,浙江西裘铜矿Ⅰ号矿体(占全矿床储量的95%)的延深长度(目前的垂深方向)有可能达到1km,比起世界上同类矿体来说也可以说是属于最长的一类了,但是否还存在更多的层位则是需要进一步探索的。另外,西裘铜矿地表控制长度约1000m,因此,如果延深长度大于1000m,则矿体的延深方向实质上是其长度方向,而地表NE向的长度方向反而是其宽度方向。其他深部大于地表长度的同类矿体还有辽宁的红透山、新疆的阿舍勒、甘肃的筏子坝、云南的稀矿山等。辽宁红透山工业矿体地表总长度约550m,但工程控制的斜深在1500m以上,相当于地表长度的3倍。山西胡家峪5号矿体(透镜状)走向长60~160m,最大厚度49m,倾向延深达500m;3号马鞍状矿体走向长130~200m,倾向延深>600m。山西篦子沟2号矿体走向长500m,倾向延伸大于1000m。云南大红山铁铜矿的I-3号矿体长度大于7000m。深部发现盲矿体的可能性也是存在的,如甘肃文县的筏子坝等(表1-10)。
表1-10 国内外火山岩型块状硫化物矿床主矿体的长度与厚度
南岭地区典型的火山岩型块状硫化物矿床尚未确认,但也不能否认其存在的可能性。比如,赣南的青塘硫铁矿,一种意见认为是热液型,一种意见认为是与古火山活动有关的沉积变质型,但无论如何其深部找矿的问题也是值得注意的。
2沉积变质型铁矿———新余式
新余式铁矿是南岭地区最重要的铁矿类型之一,以江西的杨家桥铁矿为代表。该矿床为江西省目前探明铁矿储量规模最大的矿床(超过2亿t)。
铁矿层产于震旦系上部松山群杨家桥组浅变质岩中。矿区分两个矿段。主矿层全长1400m,宽800m,厚度变化大,一般厚15~15m,平均厚度1056m。矿体平面上呈带状、扁豆状;剖面上形态复杂,呈层状、似层状、“乡”字形、台阶状和蘑菇状(图1-11)。在洋坡矿段,矿体长1380m,宽450m,厚1419m,倾角50°~70°,矿体呈似层状。其他矿段,矿体长7300m,宽450m,厚1968m,倾角50°~70°,矿体呈层状。
1957年,地质部309航测队在赣中地区进行航磁测量,发现两条强度分别为500~1500γ和500γ的磁异常带。1958~1961年,江西地质局原907地质队在第一条磁异常带的杨家桥地区进行地质勘查及验证,结果就发现了杨家桥铁矿。从图1-11可以看出,杨家桥地区的勘探深度最深才36370m。2006~2009年实施危机矿山资源接替项目以来,在良山铁矿区完成钻探1400857m,累计新增333铁矿资源量2536万t。其中,在良山矿段1线,原钻孔最深27665m,危机矿山资源接替项目深孔达629m,但矿体实际上并没有消失(图1-12)。
图1-11 杨家桥铁矿53 线地质剖面图
二、碳酸盐岩容矿型铜铅锌矿
1层状矽卡岩型铜锌矿———拉么式
拉么锌铜多金属矿床位于大厂锡多金属矿田中部龙箱盖岩体与泥盆系地层的接触部位(图1-13)。赋矿围岩主要为泥盆系五指山组的宽条带灰岩和扁豆灰岩,次为榴江组硅质岩和罗富组泥质灰岩。矿化主要受接触带构造控制,成矿元素以Zn、Cu为主,伴有Sn、Ag和Au等。矿体主要分布于岩体西侧的外矽卡岩带中,相当于上泥盆统扁豆状灰岩层和条带状灰岩层位内,后者被强烈矽卡岩化、大理岩化和角岩化。矿体呈似层状交代产出,保持原有的扁豆状、条带状构造。矿层产状一般走向30°~80°,倾向NW,倾角20°左右,有的矿层延长可达700m,厚18~38m。
整个拉么矿区乃至于整个龙箱盖岩体的周边地区(图1-14),交代成矿作用是非常强烈的,因为除了发育沿层交代的矽卡岩型锌铜矿床之外,甚至还见到沿层交代成因的层状花岗质岩石(王登红,1992)。在危机矿山接替资源找矿专项执行过程中,于拉么与铜坑之间又发现了一些层状隐伏交代矿体,如95号矿体和96号矿体。矿体的埋藏深度已超过800m,但仍然未见到岩体。因此,深部找矿的潜力仍然是存在的。
2层-脉复合型铅锌矿———凡口式
广东的凡口铅锌矿曾经被当作是南岭地区的典型层控型铅锌矿床,也曾经按照层控型矿床的找矿思路开展沿层找矿工作。该矿床虽然是我国骨干铅锌矿之一,但自1968年投产以来保有储量非但没有减少还不断新增(据矿山地质测量科介绍),原因就在于深部新矿体不断发现,而新发现的矿体往往是沿着断裂产出的,如沿F3断裂(图1-15)。从图1-15清楚可见,凡口铅锌矿不是单一的层状矿体,而是在以断裂带控制为主前提下的沿层交代与充填。尽管对于F3等陡倾断层的性质有同生断裂和后生断裂的不同认识,对于矿体的成因也还存在同生与后生的争论,但无论是何种看法,都不能否认深部找矿的潜力。危机矿山接替资源找矿专项实施以来,凡口铅锌矿又在深部和边部增加铅锌金属量62万t##。
图1-12 江西良山铁矿区良山矿段1线地质剖面图(转引自《全国危机矿山接替资源找矿专项2008年度成果报告》,2009)
图1-13 拉么矽卡岩锌铜矿床13号地质纵剖面图(据陈毓川等,1993)
3岩溶充填型锡铅锌锑多金属矿———龙头山(100#矿体)式
广西大厂龙头山一带的100#矿体,无论从哪个角度来说都是世界上独一无二的。该矿体从近地表(海拔680m)呈螺旋状延伸到-185m的深部仍然没有什么大的变化。以往在勘探过程中没有想到矿体是螺旋状的,因此在剖面线上矿体是不连续的(图1-16),但实际上是连续的(图1-17),并且很可能跟深部的105矿体是一个整体,值得深部找矿。2009年5月,广西最深的固体矿产勘查深孔开始施工(号称“广西地质深孔第一钻”),孔位在东风窿一带,目的也是要探测深部的矿化情况。
图1-14 拉么锌铜矿床530m中段平面地质图(据王登红,1992)
图1-15 广东凡口铅锌矿剖面图(据宋叔和,1989)
图1-16 大厂矿床4线生物礁剖面图(据宋叔和,1989)
图1-17 广西大厂龙头山100#矿体模型示意图(**者为岩墙)
三、破碎带蚀变岩型金-银矿
1盆地洼陷区破碎带蚀变岩型金银矿———长坑-富湾式
广东三水盆地及周边地区蕴藏着石油、天然气、油页岩、石膏、岩盐和膨润土、煤、水泥灰岩等能源和非金属矿产资源,20世纪80年代以来又先后发现了一系列金属矿床,包括长坑大型金矿和富湾超大型银矿。另外还有一些规模较小的金属矿床,如南蓬山中型锰矿、西樵山小型银矿、横江小型铅矿、河村小型铅锌矿、茶山小型铅锌矿及黎边山铌钽矿点、大尧山多金属矿点、鸡陵岗金银矿点、鹿洲银铅锌矿点、迭平银矿点、松柏坑黄铁矿矿点、西安农场银铅矿点、铁岗多金属矿点、伦涌铅锌矿点、高滩黄铁矿点、庆云洞铅锌矿点等等。这些矿床中,与花岗岩有关的有铅、锌、银、金矿床,与火山作用有关的有银、铌钽矿床,与盆地流体作用有关的有金、银、铅锌、铀、钼矿床,与表生作用有关的有锰、铁和砂金(如丹灶一带)矿床等,其中直接赋存在火山岩中的矿床有西樵山的银矿和铌钽矿,它们均属于“广东三水-罗定盆地与岩浆-流体作用有关的银多金属矿床成矿系列”(王登红等,2005a)。广东的长坑金矿和富湾银矿虽然是近20年来新勘查的,但富湾银矿(是我国最大的独立银矿之一)的深部仍然具有找矿潜力(图1-18)。近年来在广东三水盆地及其西缘三洲盆地中先后发现了长坑大型金矿和富湾超大型银矿及横江、茶山等铅锌矿。为了查明横江铅锌铜矿的成矿时代,本文采用了两种不同方法、在两个不同实验室分别测得横江铅锌铜矿床中石英的形成年龄为35Ma(流体包裹体Rb-Sr等时线法)和36~39Ma(40Ar/39Ar快中子活化法),二者基本一致,表明多金属成矿作用发生在渐新世,晚于长坑金矿(136Ma±)和富湾银矿(65Ma±。杜均恩等,1996;王登红等,2005a)。最近在横江铅锌矿中发现铜的含量也很高,拣块样用ICP-MS测定的结果是1839%,用光谱法检查测试的结果则达1972%。镜下鉴定主要是黄铜矿、辉铜矿、闪锌矿和方铅矿。因此,铜矿化的存在与富集,为三水盆地及周边地区贵金属和有色金属的地质找矿提供了重要的新线索,同时也为其他盆地区寻找有色金属矿床打开了新思路。
图1-18 广东长坑金矿—富湾银矿区剖面图(据王登红等,1999)
2变质岩区破碎带蚀变岩型金矿———河台式
作为南岭地区最大的独立金矿床之一,河台金矿床产于华南造山带云开隆起区NE向广宁-罗定断裂带东北端与NNE向的吴川-四会断裂带的交汇部位。矿床严格受河台韧性剪切带控制,矿床产于韧性剪切带的次一级构造糜棱岩带或构造裂隙中。赋矿地层为震旦系乐昌群,为一套整体无序的变质岩组成,岩性以石英绢云母片岩、二云母石英片岩、变粒岩、片麻岩、混合岩、混合花岗岩等为主,局部遭受了强烈的韧性剪切变质作用形成糜棱岩系列的岩石,河台金矿床就产于糜棱岩系列的岩石中。矿区西部出露海西期中粒黑云母二长花岗岩、黑云母斜长花岗岩;矿区东北部被燕山期的伍村巨斑状黑云母花岗岩侵入。
从目前控制程度看,河台深部无疑具有找矿潜力。以往矿区勘探期间控制的深度也就是400m左右,因此,500m以下到1000m深度“第二”找矿空间非常值得探索(图1-19)。
南岭及周边地区与河台金矿属于同一类型的还有江西的金山金矿等,其深部也多还具有找矿潜力。成矿条件类似,但属于多元素共伴生的矿产地就更多,如沃溪式钨锑金矿等。
3穹窿区破碎带蚀变岩型银矿———凤凰山式
凤凰山银矿床是20世纪80年代末发现的一处大型脉状独立银矿床。地处广西隆安县与扶绥县交界的凤凰山北东侧。属华南加里东褶皱系,右江褶皱带,西大明山隆起。凤凰山银矿就位于广西西大明山复背斜北部之渌郁山背斜中,矿体受走向近EW、倾向南的走向断裂破碎带控制。矿区出露地层为寒武系,北部外围有下泥盆统(图1-20)。寒武系是一套深水槽盆相类复理石沉积。矿体赋存在寒武系黄洞口组地层中。从目前控制程度看,凤凰山矿区深部的矿体还有可能找到新的矿体或Ⅰ-①、Ⅱ-①等矿体本身还存在向下延伸的可能性(图1-21)。
图1-19 广东河台金矿勘探线联合剖面(广东719队资料,转引自罗镇宽等,1993)
图1-20 广西凤凰山银矿地质简图(转引自黄崇轲等,1997)
图1-21 凤凰山银矿床8号勘探线剖面图(据陈海等,1997)
图1-22 贵州晴隆大厂锑矿剖面图(据宋叔和,1989)
2碳酸盐岩区缓倾斜锑矿———锡矿山式
锡矿山是我国也是世界上最著名的锑矿,其主矿体产出特征与贵州的晴隆大厂锑矿类似,也是以近水平的层状样式赋存在两种不同岩性地层之间的破碎带(图1-23)。从图1-23明显可见,总体上,锑矿体的埋藏深度在距离300m以浅的部位,其北西侧受到F75断裂带的制约,但其南东侧实际上还有深部找矿的空间。目前对于矿区各种性质断裂带和断层的成因及其控矿意义还有不同认识,但无论是形成于成矿之前还是形成于成矿之后,即无论是导矿构造还是破坏、错动矿体或矿层,都会对地质找矿尤其是深部找矿产生影响。危机矿山资源接替找矿专项实施以来,2006~2008年间累计施工17个钻孔,在F75断层深部受棋梓桥组层位控制的Ⅳ号矿体新增333级别锑金属量530万t。
图1-23 锡矿山锑矿床31线地质剖面图(据宋叔和,1989)
3碎屑岩区陡倾斜型钨锑金矿———渣滓溪式
与锡矿山式锑矿不同,渣滓溪式锑矿一方面产出于浅变质的碎屑岩中(而不是碳酸盐岩),另一方面矿体呈陡倾斜的脉状,类似于“五层楼”式的石英脉型钨矿。从图1-24可见,脉群呈“火炬”状分布,单一脉体受到断裂破碎带控制,同一断裂破碎带中的矿体可以尖灭再现。
五、“五层楼+地下室”型高温热液型石英脉型钨多金属矿
1“地下室”为主的石英脉型钨矿———大明山式
大明山钨矿位于广西武鸣县城北东两江乡北部。距离武鸣县城55km,交通较方便。该矿床相传由老乡发现于1936年,但地质工作主要是1949年以后开展的。1960~1962年12月,广西冶金地质勘探公司272地质队对似层状黑钨矿床进行揭露,随后又对七风至河里一带似层状细网脉浸染型黑钨矿床进行详查,对大脉型钨矿及花岗岩中细网脉钨矿进行系统控制,发现了隐伏在泥盆系盖层下产于寒武系砂质岩中的细脉带型钨矿。至1967年4月,共探明三氧化钨储量1602万t。
大明山矿区地处大明山箱状背斜北西倾伏端,主要构造为七风背斜。区内断裂发育,岩浆活动频繁。出露黑云母花岗闪长岩、石英斑岩、细粒花岗岩和斑状白云母花岗岩、细晶岩等。斑状白云母花岗岩与黑钨矿床关系密切(图1-25)。
矿区目前已查明钨矿的主要工业类型包括:①石英网脉型黑钨矿:产于七风区斑状白云母花岗岩体上部,由黑钨矿石英细网脉组成,长400m,厚55~75m,网脉密度一般15~25条/m2;②石英细脉带型黑钨矿:分布于寒武系地层中,多为泥盆系覆盖的盲矿,由多组不同产状黑钨矿石英细脉组成,一般分布范围较小,含二氧化钨02%~04%;③石英-黑钨矿大脉型:一般厚度大于10cm,多分布在白云母花岗岩外接触带寒武系及下泥盆统砂岩内,少量分布在花岗岩中。石高地段已发现大脉35条,长度一般100~300m,斜深100~250m,脉厚01~057m,含三氧化钨一般045%~1%。河里地段已发现10余条大脉,一般规模大,但矿石较贫,含三氧化钨005%~021%;④细网脉似层状黑钨矿型:分布在七风至河里地段,主要在七风背斜轴部及两翼富集,产于下泥盆统莲花山组中部中-细粒含泥质石英砂岩中,个别地段见于上部石英细砂岩及那高岭组下部砂质页岩中。矿体呈层状、似层状产出,一般1~3层,呈叠层状,产状与围岩一致。沿走向长2000m,斜深已控制300m,矿层厚度12~40m。主要由条带状矿石组成,矿石组分简单,含WO3一般在01%~05%之间,变化不大,靠近白云母花岗岩附近矿石较富,含钼也较高。
图1-24 湖南渣滓溪锑矿0线剖面图
近年来的采矿和调查工作也发现,大明山地区除了发育典型的五层楼式直立石英脉型钨矿(图版1。400m中段大脉型石英脉型黑钨矿,矿脉已经延深进入花岗岩岩体)和岩体型钨矿(图版2。400m中段岩体型钨矿,以白钨矿化为特点)外,还发育接触带网脉型(图版3。320m中段围岩中网脉状石英脉型钨矿)和缓倾斜乃至于近水平产出(图版4。320m中段围岩中缓倾斜石英脉型钨矿,既含白钨矿也有黑钨矿)的石英脉型钨矿,四者在空间上具有一定的分带性(直立石英脉型钨矿可以贯通岩体和接触带;缓倾斜和网脉型钨矿主要产于接触带,而岩体型钨矿主要在岩体内部),但均围绕燕山期花岗岩岩体产出,构成“四位一体”的矿化格局。总体上看,大明山钨矿与赣南石英脉型钨矿不同的是,层状、似层状矿体(包括缓倾斜的石英脉型钨矿脉)的重要性要超过陡倾斜的石英脉型钨矿脉。也就是说,“地下室”的意义可能要超过“五层楼”,这在坑道照片和42线勘探剖面上清晰可见(图1-26)。
图1-25 大明山钨矿区地质简图(据李水如等,2008)
2“五层楼”为主的石英脉型钨多金属矿———淘锡坑式
详见在第四章。尽管从目前的控制情况看,淘锡坑矿区的“地下室”不是很发育,但还不能否认其存在,也还不能否认多期次“五层楼”叠加的可能性。
六、岩体型钨锡钼铋多金属矿
1斑岩型钼矿———圆珠顶式
粤西封开圆珠顶铜钼矿床,是广东地勘局719地质队在2005年在封开县境内所发现潜在经济价值巨大的大型铜钼矿床。该矿床位于粤西-桂东成矿带的肇庆市封开县圆珠顶大山上,矿体延伸深度约300m。经过两年多的野外工作,完成了该矿区从普查到详查的各勘查阶段工作,初步评价该矿床为一个大型斑岩型含铜钼矿。2007年10月10日,由719地质大队完成的《广东省封开县圆珠顶矿区铜钼矿详查报告》,正式通过了国土资源部资源储量评审中心的评审验收,最终确定该矿床为大型铜钼矿床。目前探明钼金属量26万t,铜金属量98万t##。
陈富文和李华芹等对圆珠顶矿区进行了较系统的同位素定年,获得花岗斑岩体的SHRIMPU-Pb年龄为132±5Ma(95%可信度,MSWD=16,N=8)和151±16Ma(95%可信度,MSWD=3,N=3)(锆石样品采自矿区ZK-23-120钻孔,孔深236~241m之间的岩心);获得辉钼矿Re-Os等时线年龄为155±5Ma(样品采自矿区ZK12-112钻孔,孔深为284~313m之间的辉钼矿化矿石)。
图1-26 大明山钨矿石高矿区42勘探线剖面图(据李水如等,2008)
圆珠顶矿区目前可能是华南地区最大的斑岩型铜钼矿,矿区地表没有大面积岩体出露,属于隐伏岩体,但以往圈定出Pb和Cu的化探异常。另外,外围还存在众多的金矿产地和Cu、Pb、Au的化探和重砂异常,因而该地区扩大资源潜力的可能性很大(图1-27)。
2斑岩-石英脉型铜钼钨矿———昆仑关式
昆仑关岩体是华南地区一个比较关键的岩体,主要由细-中粒斑状黑云母花岗岩和细粒斑状黑云母花岗岩组成。对于其形成的构造环境还有不同的认识,但位于区域性NE向和NW向断裂交叉部位、NW向天马-芦圩大断裂又错动岩体的特征一直给人以深刻的印象。
在昆仑关岩体内部及其接触带产出有一个铜-钨矿床,即广西宾阳县的王社铜钨矿,在1∶20万的南宁幅矿产图中称为高田铜矿。该矿床已经有了近百年的开采历史,老硐等采矿遗迹清晰可见。但是,以往主要是开采石英脉型铜矿,对矿床本身的研究程度非常低。矿体主要呈脉状产于昆仑关花岗岩内,赋存于大断裂附近的NW和NE向节理中,钨矿与细粒斑状黑云母花岗岩关系最密切。
昆仑关花岗岩体为燕山中晚期重熔型侵入岩体,呈一长轴为NW向的岩株产出,为一复式岩体,分主体和晚期补充侵入体,两者呈突变接触关系。岩体岩性复杂,主体岩性为中-中粗粒黑云母花岗岩,岩相分异现象较明显,由内部至边缘钾长石减少,斜长石增多;晚期侵入体的岩性为细粒黑云母花岗岩、闪长玢岩、细晶岩等,是矿体的主要围岩,与成矿关系十分密切,如细粒黑云母花岗岩是含钨石英脉及网脉状铜钨矿的主要围岩;闪长玢岩脉的周围及附近往往有含铜钨云英岩发育,二者在空间上关系密切。花岗岩内裂隙构造发育,以NW和NE向为主,是主要的控矿裂隙,次为NNE、NWW、EW和SN向等(图1-28)。含钨石英脉主要产于细粒黑云母花岗岩中,多沿NW、NE向断裂充填,受多组裂隙控制。矿脉走向上具分支复合、尖灭再现和尖灭侧现现象。矿石矿物主要为黑钨矿,次为白钨矿、黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿及少量自然铋等;表生氧化矿物有钨华、钼华、孔雀石、褐铁矿及泡铋矿等;脉石矿物以石英为主,次为白云母等。矿石主要呈他形-半自形晶粒状、浸染状构造。
图1-27 广东封开圆珠顶斑岩型铜钼矿地质简图(据1∶20万梧州幅区域地质图修改)
以往对于王社铜钨矿的认识,主要集中在脉状矿体上,因而确定的是“石英脉型”的钨矿,在相关的图件上也一目了然地显示出脉状矿体的特征。但是,实际上,除了类似于赣南和大明山地区的“五层楼”式含钨石英脉之外,岩体中还存在浸染状矿化和不规则细脉状矿化,矿种也扩展为以铜和钼为主(图版5~8)。为此,王登红等提出了该地区可能存在斑岩型铜钼矿的认识,并建议在该地区除了寻找大明山式“五层楼+地下室”型钨矿之外,还应该注意对斑岩型铜钼矿的评价。
2008年3月20日,王登红等根据井下考察,该矿区可见Cu、Mo和W的矿化现象,目估含量在边界品位以上。这3个元素都可独立成矿。已有的分析结果显示Cu的平均品位在03%以上,Mo和W也达到工业品位。建议开展综合分析,尤其是要对Au的含量进行分析。矿床的工业类型应该定位在以斑岩铜钼矿为主,叠加有石英脉型的钨矿。含钨石英脉主要有两条,宽度均不足50cm,含黑钨矿和白钨矿,并见辉钼矿和辉铋矿等金属硫化物,石英脉本身具有分带性,外侧是白云母,中间是硫化物和黑钨矿等,并见晶洞。有的石英脉中见放射状黑色电气石。之所以把主要矿化类型定位在斑岩铜矿,是基于下列依据:①岩体以黑云母花岗岩为主,但穿插有花岗斑岩,二者之间常常宏观界线清楚而实际界线不清楚,显示“隐爆”特点;②矿化以细脉浸染状为主,细脉的产状多种多样,不固定一个方向,一般在1m范围内细脉数量在10条以上,总的脉幅可达5cm以上。无论是脉中还是脉外均见矿化;③金属矿物主要是黄铜矿和辉钼矿,粒度一般较细且分散;④蚀变发育,尤其是硅化和钾化。硅化的石英颜色偏暗。目前斜井控制50m高度,沿脉控制长度300m以上,宽100m±,但均在矿化范围内,找矿潜力巨大。
图1-28 宾阳县王社铜钨矿床高田矿段地质草图(改编自南宁幅1∶20万地质图)
鉴于上述认识,建议:①沿NW向断裂带面上展开,②在NE向裂隙与NW向主断裂交汇部位开展深入调查,选择富矿体;③矿床类型应该向斑岩型发展,即查证是否具有“低品位大吨位”的特征;④在面上展开、深部钻探控制的基础上,应考虑露天开采而不是井下单独开采石英脉型钨矿和铜矿;⑤必须考虑综合利用;⑥加强选矿研究;⑦加大勘查投入。
综上所述,南岭及邻区值得开展深部找矿的矿区很多,除了已经列入危机矿山接替资源勘查计划的矿区(如云南的个旧锡多金属矿床和东川铜矿,贵州的独山锑矿和晴隆锑矿,广西大厂的铜坑锡多金属矿床、佛子冲铅锌矿、泗顶铅锌矿和栗木锡矿,湖南的黄沙坪铅锌矿和瑶岗仙钨矿,广东的瑶岭钨矿、石人嶂钨矿、石菉铜钼矿和大宝山多金属矿,海南的石碌铁矿,江西的大吉山、岿美山、荡坪等钨矿,浙江的治岭头金矿等)之外,还可以列举很多,此处建议广东韶关的凡口铅锌矿和梅县的玉水铜坑、云南会泽的麒麟厂和澜沧的老厂铅锌矿、广西的大明山钨矿、广东的长坑金矿-富湾银矿、湖南的后江桥铅锌矿、浙江的西裘铜坑等“危机”或非“危机”矿区都应该加强深部找矿工作。
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