深部矿勘查的理论与实践.ppt
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1、深部矿勘查的理论与实践,王 京 彬,2008年元月,邮件地址:.cm,一、深部找矿潜力巨大二、深部矿的勘查分类三、深部矿的勘查方法,汇报提纲,浅表矿越来越少,找矿难度越来越大,向深部找矿是必然趋势对资源需求剧增,矿产品价格上扬勘查开采的技术水平提高,矿产勘查向深部战略转移,国内外找矿实践一再证明,现有矿区深部找矿潜力巨大。我国多数金属矿山的探采深度不到500米,目前我国在10618个主要金属矿山中,只有个别矿山开采深度1000米(如红透山、冬瓜山等),而国外开采深度超过千米的深井矿山有80余座,采矿深度比较,南非:4000m(南非兰德金矿采矿深度已达4100米、巴伯顿金矿采矿深度达3800米)
2、俄罗斯:1000m(15002000m)加拿大:2000m(Abitibi 金矿采矿深度2500米)美国:3000m印度:3500m中国:一般500m:最大1300m(红透山);湘西金矿采矿深度824m,我国过去的勘探深度一般500m,而现采矿深度可达1000m。从深5001000m可采深度内存在第二找矿空间。,我国近年来深部找矿重要进展:锡铁山铅锌矿:新增300多万吨铅锌金属量铜陵冬瓜山特大型铜矿床的产出深度就在900米左右,近年在880米中段又发现斑岩型铜矿床,铜品位在0.6%-1.5%凡口铅锌矿:在600米以下找到160万吨的可采金属储量会泽铅锌矿:200万吨胶东新城、台上、阜山等金矿,
3、新增储量300t,大部分是在500米以下的“第二富集带”获得的;危机矿山找矿专项:红透山铜矿深部新增333铜锌资源量10.9万吨;大冶铁矿深部新增(333334)铁矿石资源量2304万吨,伴生铜资源量10.3万吨;广西南丹县铜坑锡矿区深部新增333锌金属量93.7万吨、铜4.3万吨、银542吨。,国外深部矿勘查:,穆龙套金矿在4400m的深部金品位仍然215g/t,OyuTolgoi超大型铜金矿床70%的资源储量在深度500m以下,大矿在深部:不仅东部应开展深部矿勘查,西部也需加大勘查深度,Cu1386万吨;Au240t,Cu606万吨;Au406t,蒙古欧玉陶勒盖铜金矿床BHP和Ivanho
4、e钻孔剖面示意图,返回,一、深部找矿潜力巨大二、深部矿的勘查分类三、深部矿的勘查方法,汇报提纲,深部矿床指现阶段定位在深部的矿床,而不是指在深部形成的矿床,包括:原来形成在深部或很深部,现仍在深部保存的矿床(如多数岩浆矿床和高温热液矿床);原来生成在浅表,现埋藏于深部的矿床,如沉积变质矿床和埋藏于深部的热水沉积矿床等。深部找矿是相对于浅部找矿而言的,是一个相对的、动态的概念。翟裕生院士(2004)根据现行的矿产勘查和矿山开采技术水平,将我国大部分地区的深部找矿定为500米以下的深度。该定义对我国目前的矿山深部找矿是合适的。对于厚覆盖区的新区找矿,建议300m以下(奥林匹克坝350m以下)定为深
5、部矿。,按矿体与其上覆围岩的关系,可将深部矿大致分为两类:深掩埋矿:矿体与上覆围岩没有直接的成因联系,上覆盖层是后成的,如厚层的沉积盖层和火山岩盖层下的深掩埋矿或外来推覆体掩埋下的矿等。该类矿浅表没有矿化蚀变显示,找矿难度大。深定位矿:矿床的形成与周围的地质环境密切相关,成矿与围岩同时或晚于围岩,在围岩中留下了大量的矿化蚀变信息,该类深部矿特别是生产矿区附近的深部矿,应是目前的勘查重点。,(据谢学锦,2001),(一)深掩埋矿勘查,河南新蔡隐伏铁矿发现在对1:20万航磁异常解译的基础上,开展1:5万地面高磁圈定靶区,对重点靶区开展1:1万高精度磁测和CSAMT测深,预测太华群磁铁石英岩埋藏深度
6、,钻探验证见累计厚度104.14m 的铁矿体,辽宁本溪桥头铁矿发现鞍本地区磁异常发育,但过去对低缓磁异常重视不够。对位于本溪台北铁矿与南芬铁矿之间的异常查证,在1:1万高磁异常中心附近钻探验证(Zk001),在孔深1279米见到矿体,至1500米终孔时仍在矿体内,预测远景可达10亿吨,安徽泥河铁矿发现根据重、磁同源的认识,结合玢岩铁矿模式,在庐枞火山盆地西部航磁重力低缓异常区,选定泥河找矿靶区;通过1:1万高磁圈定异常长1600米,宽600米,异常最大值490nT,经钻探(Zk0501)验证,在孔深6751096米累计厚度250米,平均品位40的铁矿体。,铁矿深部勘查:地质分析磁法(重力)钻探
7、验证,1、Olympic Dam(奥林匹克坝)铜金铀矿床的发现,Cu 3000万吨(品位1.6%);U3O8 93万吨;Au 1200 t(0.6g/t);Ag 6700 t;REE 1000万吨,Olympic Dam 矿床剖面,矿床埋埋藏在350多米的盖层下,WMC从1957年起开始在澳大利亚寻找元古代岩石中的铜矿床(世界大型层状铜矿床大多产于元古界),到1974年进入Olympic Dam 所在区域,之前已经在这项目中累计投入勘探资金达2000万澳元,勘探地遍及澳大利亚的西部、中部和南部,收效甚微。在这个过程中Haynes(1972)在Warburton地区的研究工作,提出了一个成矿的概
8、念模型:元古代盆地内氧化淋滤的大陆拉斑玄武岩可作为矿源岩,能提供足够的铜,在上覆沉积岩中形成大的铜矿床。他广泛研究了南澳大利亚的地质及岩心记录,1974年在南澳圈出了一个远景区。,WMC依据该概念模式制定的勘查战略:利用重力和磁异常找深部玄武岩上部要有细粒、薄层、还原相的沉积岩层序需要含铜热液向上运移的通道,最好是线性构造的交会处要选择上述因素复合的很好的地区,地球物理学家H.拉特通过与冈森山小型铜矿床的的地球物理异常类比,选择奥林匹克坝地区开展钻探,ODriscoll(1973)用构造方法确定了基地断裂的位置(交叉线性构造控矿规律),由此引起WMC逐渐将注意力移向Olympic Dam所在区
9、,1975年6月第一个钻孔(RD1)在奥林匹克坝开钻,打到335m见早寒武世和新元古代的细粒沉积岩,与预想的一致。但在335m下未遇到所预测的玄武岩,而是蚀变的含赤铁矿花岗岩。尽管地质预测并未成功,但在353391m,见38m的铜品位达1.0%的矿体。其后一年又施工了8个孔(RD29),5个完全无矿,3个见矿化。在此区的花费已达300万澳元(使得整个元古代铜矿项目的花费达到了3000万澳元),项目面临下马的危险。地质人员坚信角砾岩和强蚀变岩石的找矿意义,且投资者又充分相信科学家的判断,才使得项目得以延续,终于在1976年施工的RD10号钻在350米以下打到了厚170米含铜达2.1%的矿体,奥林
10、匹克坝矿床发现孔情况,R.Woodall写道:从图上可以看到,当成功如此接近,仍可能失去信心并放弃整个计划,因为厚层高品位的铜矿区离RD10还有1000m!奥林匹克坝矿床隐伏地下350米深处,地表是砂漠,无任何矿化显示,它的发现是科学勘查成功的典范!,过去认为该区的矿床主要形成于火山盆地的边缘,因而上世纪60年代的勘查工作主要集中在火山盆地的边缘,并成功地发现了一系列的黑矿型矿床。1969年在盆地中部发现了隐伏的深沢矿床,具有划时代的意义。,日本北鹿地区黑矿型矿床的勘查,北鹿(Hokoroku)地区面积约600km2,日本50%以上的黑矿型矿床产在北鹿中新世火山盆地内。含矿的西黑泽组以厚层英安
11、质熔岩(D4,D3)和凝灰岩(T3,T4)发育为特征,含少量互层的泥岩,平均厚350m。,深沢矿床的发现过程:深泽矿床是1969年在长期被认为是脉状矿床为主的北鹿盆地中部发现的,由3个主矿体和几个小的卫星矿体组成。深泽地区位于北鹿盆地中部,并且是一个脉状矿床分布区,由于这些原因过去几十年的勘查工作从未在该区进行过,自1965年以来,Tamimura等对北鹿盆地的地质构造和沉积环境进行了详细分析,认为深泽地区应是寻找黑矿的一个目标区:北鹿地区所有大型的黑矿型矿床都产在西黑泽组的顶部层位,该层位在盆地中部也存在,并在深沢地区发现了类似于Uweumuki凝灰角砾岩(某些黑矿的容矿岩石)在小板和花冈地
12、区的黑矿均产于基底构造薄弱部位。在深沢地区有一组N-S和E-W向断层,每一方向的断裂都由一束雁行排列的断层组成,这些断层也意味着基底构造薄弱部位的存在。断裂南西部分布的英安质熔岩和西黑泽组下部英安岩相同,这种在许多矿区出现的英安岩被看作是与黑矿成矿有关的酸性岩浆活动的前期产物。周围的宝仓黄铜矿黄铁矿石英脉,从典型的脉状矿床在深部变为网脉状矿,与黑矿型矿床下部出现的网脉状矿石非常类似。,1969年元月提出了一个系统的钻探计划,第一个钻孔TK-4就打到了“黑矿层”的黄铁矿化、粘土化凝灰岩,五月份的TK-6孔打到一小块黑矿石碎屑;7月份TK-13孔首次打到了金山泽矿体,然后在70年元月打到了角挂泽矿
13、体。1969年1月1970年9月共施工164孔,计86249m,其中41孔打到矿体,至此发现了这个隐伏于地下约400m的深沢大型矿床。,日本北鹿深泽矿床的发现,研发了寻找深部矿的新技术:测定含矿层下盘钻孔岩心中的磁异常和Na2O含量矿体位于下盘低磁异常带和Na2O亏损带内,矿体,深,1975年开始了铒钓地区的正式勘查工作。由于以找埋深300-400m以下的隐伏矿床为目标,先以400m间距开始系统的区域性钻探,以确定含矿层的存在及特征,在200m的深度内发现了分布较广的D3白色流纹岩穹隆(找矿标志)。对钻孔岩芯进行矿物(X衍射)和Na、K、Ca等成分分析,确定了在勘查区的中部和南部,存在着类似深
14、沢矿床的蚀变晕,随后钻探工作集中在蚀变带内(Na亏损带内),结果在1975年11月和1976年7月成功发现了铒钓矿床。已探明矿石量约300万吨,平均品位:Cu 0.89%,Pb 3.3%,Zn 10.1%,Au 1.3g/t,Ag 180g/t。,选区确定后,钻探是隐伏区找矿的有效手段,宽甸砖庙硼矿地质简图(据刘敬党,2005),六十年代初,某地勘单位找到了砖庙沟中型硼矿床,由于对矿区成矿规律及NNE向断层性质认识不清,认为栾家沟、花园沟、二人沟三矿段不会存在有价值的硼矿床,因此,只对三个矿段简单进行了评价工作。七十年代末,经过物探工作及综合分析,认为F-16号断层为倾角较缓的逆断层,根据矿区
15、矿体向西侧伏的规律,判断在逆掩断层下盘可能有含矿层(硼矿体)存在。,基于上述找矿思路,把找矿勘查重点放在F-16号断层的西盘(上盘),首先选择在176线施工了ZK71号钻孔,结果钻孔穿过F-16号断层,见到60米厚硼矿体;在此基础上,又在178线施工了ZK43号钻孔和ZK76号钻孔,在F-16号断层下盘均见到硼矿体。根据三个钻探数据,经解析计算得出F-16号断层产状倾向281,倾角为38.4;矿体的产状倾向358,倾角70,矿体向西侧伏,侧伏角为40。在此结果基础上,指导在176线至190线发现了厚大隐伏矿体,使栾家沟矿段成为储量(B2O3)达到86万吨(平均品位18.17%)的大型硼矿床。,
16、通过总结栾家沟矿段的找矿经验,于1989年至1995年间对花园沟矿段F-28号断层,二人沟矿段F-45号断层,重新进行了野外研究和综合分析,结果发现F-28号、F-45号断层与栾家沟矿段F-16号断层为同一时期,同一构造应力下的同一性质断层,特征基本一致。经勘查,结果分别在花园沟矿段F-28和二人沟矿段F-45两个逆掩断层下盘找到两个大型隐伏硼矿床(其中,花园沟硼矿储量(B2O3)110.8万吨,平均品位20.25%;二人沟硼矿储量(B2O3)61.34万吨,平均品位15.38%)。,辽宁大石桥地区控矿构造认识突破,指导勘查,找到3个中型硼矿床,1,湖南水口山矿区地质图,康家湾隐伏矿床PbZn
17、 150万吨Au 46t Ag 1600t,湖南康家湾铅锌矿床,0 1.25km,高家堡子小佟家堡子隐伏金银矿带(杨德江,2006)位于青城子铅矿东部。该矿带在已控制长2800米,延深1000米的范围之内,先后发现了高家堡子大型银矿床、小佟家堡子、杨树、湾地沟三个大型金矿床。矿带受大石桥组大理岩 与盖县组片岩接触部位的近东西向含矿层间滑动破碎构造带控制。矿带走向80-100,倾向北,倾角25。矿体产状与地层一致。,5号矿体赋存于盖县组片岩中,受一组平缓(近水平)断裂构造控制,根据其矿化特点可进一步分为三(亚)类:基本连续型;间断型;深部转化型基本连续型:有时,一个大矿体可自地表向下延深到100
18、0 m以下,矿化从浅表到深部基本是连续的,如霍各乞铜铅锌矿、红透山铜矿以及南非Witwatersrand盆地的砾岩型金矿等。此时,浅部探矿和深部探矿只是针对一个矿体的不同部位而已。为了既减少资金占用又能满足矿山建设需要,过去我国的勘探和详查深度一般不超过500米,对深部矿只用个别钻孔进行概略了解,这就为矿山该类深部矿的探查,留下了丰富的储量增长空间。,(二)深定位矿,实例:2004年霍各乞铜多金属矿区一号矿体深部找矿获得突破,其中:ZK704孔连续见铜矿化100余米,富Cu矿体30多米.目前控制深度已达1200m,铜矿体下部见20多米铅锌矿化,霍各乞铜矿区一号矿体3号线剖面图,ZK704约50
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