河南省商城县汤家坪钼矿地质特征及勘查方法探讨

徐公权,刘合胜

(河南省地矿局第三地质调查队,河南信阳 464000)

河南省商城县汤家坪钼矿地质特征及勘查方法探讨

徐公权,刘合胜

(河南省地矿局第三地质调查队,河南信阳 464000)

汤家坪钼矿属典型的斑岩型钼矿床。在总结研究汤家坪钼矿床地质勘查方法的基础上,针对该类型矿床的具体特征,提出了一种用‘米’字型勘探剖面、网络状探坑控制矿床(体)的新的地质勘查方法。

斑岩型钼矿;面状矿化;地质勘查方法;“米”字型剖面;网格状探坑

0 引言

河南省商城县汤家坪钼矿床位于豫南大别山革命老区,是河南省地矿局第三地质调查队在豫南大别山区找矿工作中的重大地质成果。该矿床经勘探已达大型钼矿床,实现了大别山区有色金属找矿的历史性突破。笔者在汤家坪钼矿区工作多年,参加了普查、详查和勘探等地质工作。根据多年的工作经验和认识,现就汤家坪钼矿床地质特征及勘查方法作一探讨。

1 汤家坪钼矿床地质特征

1.1 矿区地质概况

汤家坪钼矿位于大别山北麓,属秦岭造山带东延部分,地层属于桐柏—大别变质核杂岩隆起带地层区。

矿区内出露地层简单,主要为元古代大别片麻杂岩。地层总体走向北西—北西西,局部北东或近南北。由于遭受了多期强烈的变形变质作用,构造形迹极为复杂,原始的地层层序大部分遭受破坏,片麻理产状零乱无规律。组成岩性较简单,主要岩性为黑云斜长片麻岩,其次为斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩等。

矿区断裂构造不太发育,多以张扭性、压扭性小断层为主;受区域构造和斑岩体底劈上侵影响,矿区内节理非常发育。

区内岩浆岩主要出露早白垩世香子岗序列汤家坪单元,岩性为花岗斑岩。主要为汤家坪花岗斑岩体。出露于矿区中部,长轴方向北东20°左右,出露长650 m,宽400～500 m,面积约0.27 km2。岩体为较规则的岩株,与围岩呈侵入接触关系。该岩体为矿区钼矿的成矿母岩。平面上岩体中部发育有强蚀变“核”,主要蚀变类型有钾化、硅化和绢英岩化,强蚀变“核”形成了富矿体(图1)。剖面上岩体呈正“八”字型外倾,东部倾角75°左右,西部较缓。

图1 汤家坪钼矿区围岩蚀变分带示意图Fig.1 Zoning schematic diagram ofwallrock alteration of Tangjiapingmolybdenum district

1.2 矿床地质特征

汤家坪钼矿体赋存于早白垩世汤家坪花岗斑岩体内及外接触带中,属典型的斑岩型钼矿床。经工程控制,区内圈出一个主要钼矿体,即Ⅰ号矿体(图2)。矿体地表出露面积0.28 km2,平面形态与斑岩体出露基本一致,呈似椭圆形,钼工业矿体90%以上赋存于斑岩体内。由于斑岩体剥蚀程度较浅,其顶部大别片麻杂岩呈盖层零星分布于岩体表面,致使钼矿体边缘局部平面形态呈锯齿状。

矿体产出最低标高-116.35 m,最大标高380 m,工业矿体多出露于300～100 m标高范围内。矿体厚度变化属稳定型。有用组分均匀程度属较均匀型。斑岩体内的矿体,钼品位中间较富,向两侧逐渐变贫,片麻岩中局部节理裂隙密集处,富集成矿,但很不均匀。近地表钼矿石由于风化淋滤作用较强而品位变低,一般地表向下5～20 m范围内均为暂不能利用的氧化矿石。矿体与围岩无明显的界线,呈渐变过渡关系。矿体基本无后期断层破坏及岩脉穿插,成矿后断裂虽有活动,但断距较小,矿体三度空间形态保存完整,构造影响程度小。

主要矿体位于侵蚀基准面以下,附近地表水不构成矿床的主要充水因素,主要含水层和构造破碎带富水性弱,地下水补给条件差,第四系覆盖面积小且薄,属水文地质条件简单—中等裂隙含水层直接充水矿床。

汤家坪矿区地形地貌条件简单,地形有利于自然排水,岩性单一,地质构造简单,岩石强度高,稳定性好,地下水活动微弱,不易发生矿山工程地质问题,属工程地质条件简单类型。

图2 汤家坪钼矿平面地质图Fig.2 Geological plane map of Tangjiapingmolybdenum

汤家坪钼矿体裸露地表,形成陡峻山体,地形相对高差大,天然边坡角一般在35°～40°,局部达45°以上,非常适宜露天开采。

矿石矿物组分较简单,氧化矿石中金属矿物主要为褐铁矿、钼华、赤铁矿,混合—原生矿石中金属矿物主要为辉钼矿、黄铁矿。金属矿物占矿物总量1%～3%,脉石矿物总量在98%左右,以石英、钾长石、斜长石为主,黑云母、绿泥石、角闪石次之。

主要矿石结构有:自形—半自形结构、交代残余结构、碎裂状结构。主要矿石构造有:浸染状构造、细脉—网脉状构造、蜂窝状构造(主要发育在氧化带)。

矿床氧化带较发育,氧化带位于自地表向下垂深0～68.6 m,平均20 m左右,山脊处较厚,山沟处较薄。除后期断裂影响,其起伏基本与地形线一致。氧化矿石多呈褐—浅黄色,沿裂隙面有褐铁矿薄膜,常见矿物有褐铁矿、黄铁矿、赤铁矿、钼华、辉钼矿。

2 汤家坪钼矿床采用的地质勘查方法评述

2.1 地质勘查方法

地质详查阶段,参照DZ/T214—2002《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范》,归纳汤家坪钼矿床规模类型系数为0.7,形态复杂程度类型系数为0.4,后期构造和岩脉穿插类型系数为0.3,厚度变化类型系数为0.6;矿体钼品位变化类型系数为0.4。五大地质因素类型系数总和为2.4。将矿床定为第Ⅱ勘探类型开展了地质勘查工作。

地表地质勘查工作,是在1∶2 000地形地质测量的基础上,以槽探为主要探矿手段,对斑岩体布置探槽工程进行系统揭露。多数探槽工程垂直斑岩体长轴方向,布置在相互平行的勘探线上。并顺矿区基线布置了基线“通天槽”对斑岩体长轴方向进行了揭露。探槽间距一般80 m,边部间距为160 m,岩体中部间距达40 m,矿区共施工探槽14条(图2)。据不完全统计,矿区普、详查阶段就完成探槽工作量7 715.87 m3。

为了解花岗斑岩体的矿化特征,圈出地表矿(化)体,在探槽中连续刻槽取样,样槽规格用5 cm×3 cm,样长一般3 m。据不完全统计,矿区普、详查阶段共采集刻槽样品2 347个,初步计算刻槽样品重量达20余吨。

深部探矿以钻探为主要探矿手段,钻探工程均布置在相互平行的剖面线上,并使钻探工程形成“正方格网”。用160 m×160 m钻探网度探求(333)类资源量,在矿体中部(首采地段)用80 m×80 m钻探网度探求(332)类资源量,矿体边部用320工程间距探求(334?)类资源量。矿床普、详查阶段设计9条勘探线剖面,共施工30个钻孔,投入钻探进尺7 934.82 m。

2.2 地质勘查方法评述

地表探矿方法的优点是符合现有《规范》,对地表矿(化)体达到了较系统的控制。但笔者认为这种地表探矿方法存在较多不妥之处,一是风化淋滤作用使地表均已变为氧化矿石,不能被工业利用,地表投入了大量槽探工程和大量刻槽样品,只是大致圈定了氧化矿体的地表形态,相当于在球体表面刻线取样,对工业矿体的控制没有起到应有的作用,在进行资源/储量计算时显得毫无用处,基本上为无用工作量。二是对平面形态为圆形的矿(化)体采用平行探矿工程进行控制,对其边部有些部位的控制仍显不够。三是大量的坑探工程对植被造成了一定的破坏,造成了水土流失,不利于环保。

深部探矿以钻探为主要探矿手段,采用平行剖面法布置钻探工程,并使钻探工程形成正方格网;依据矿床勘探类型,按照现有勘探《规范》要求,用160 m×160 m钻探网度探求(332)类资源量,用320 m×320 m钻探网度探求(333)类资源量,在矿体中部用80 m×80 m钻探网度探求(331)类资源量。这种探矿方法的优点是符合现有《规范》要求,并方便于利用平行断面法计算资源量。不足之处一是很难达到对矿体边界的完全控制;二是在做矿山露天开采设计时,有些工程显得多余,有些部位显得控制程度不足;三是在做矿山露天采场边坡角设计研究时,仍需增加较多的钻探工程。

3 建议采用新的探矿方法

3.1 地表探矿工作

汤家坪钼矿属典型的斑岩型钼矿床,具明显的面状矿化特点。含矿斑岩体平面形态呈椭圆状,方向性不明显,矿化体大部分裸露地表,边部形态不规则。由于风化淋滤作用,地表浅部均已变为氧化矿石,品位明显降低,地表工程控制很难取得有效样品,只能圈出钼矿化体。

依据矿床上述特征,地表地质勘查工作应在充分进行野外踏勘的基础上,首先实测两条相互垂直的地质剖面,两条剖面的交汇点要尽可能接近岩体中心,剖面长度要以穿透岩体并尽可能揭露岩体外接触带为原则。通过剖面测量,初步了解岩体的分布范围;初步查明岩体的岩相分带、岩石类型、蚀变特征及矿化特征;初步查明岩体与围岩的接触关系和接触产状等。在此基础上,开展大比例尺地质填图和地表工程揭露工作。地质填图的比例尺视具体情况而定,填图要严格按有关《规范》要求进行。地表工程揭露在岩体内可按100 m×100 m网度施工探坑,探坑断面规格2 m×1 m即可,其深度以能取得有效样品为原则,通过探坑样品分析结果圈定矿化体;在岩体接触带附近,沿接触带按100～200 m间距,垂直接触带方向施工放射状短探槽,系统查明岩体与围岩的接触关系和接触产状,查明接触带的蚀变与矿化特征,并通过取样分析圈定矿(化)体。

3.2 深部探矿工作

深部探矿以钻探为主要探矿手段,遵照由已知到未知的原则,采用中心突破,逐渐向周边展开的探矿方式,放射状布置钻探工程。

第一阶段,首先在岩体中心部位施工一个钻孔,该孔一定要确切查明矿体厚度;在此基础上,施工两条相互垂直的钻探地质剖面,根据矿体规模大小,钻孔间距设计为100 m或200 m,施工顺序由内向外布施,两条剖面边部钻孔要控制矿体边界。

第二阶段,以上述两条相互垂直的剖面为基础,向左右各旋转45°,再布置两条相互垂直的钻探剖面,使勘探线剖面形成“米”型(图2);工程间距可按第一阶段不变,钻孔施工顺序由内而外,剖面边部钻孔一定要控制矿体边界。

这样以来,整个矿区只形成4条勘探线剖面,节余了大量的勘探线测量和制图工作量;另外,沿勘探线按一定间距布置的探矿工程,探求的高级别储量自然位于矿体中心部位(即首采地段);由于钻探工程在平面上形成了同心圆状,矿体外部边界均达到了完全控制,不但方便了矿山露天采场设计,而且在进行矿山露天采场边坡角设计研究时,所有探矿工程可被完全利用,无需再增加专门的钻探工程,为矿山初期建设节约了大量资金。

4 结论

汤家坪钼矿体赋存于汤家坪花岗斑岩体内及外接触带中,属典型的斑岩型钼矿床。平面形态与斑岩体出露基本一致,呈似椭圆形,具明显的面状矿化特点。通过对汤家坪钼矿床地质特征和勘查方法的分析研究,针对该类型矿床,本文提出的地质勘查方法具有一般和普遍的意义,特提出与同行们商榷。

[1] 杨泽强,等.河南省商城县汤家坪钼矿详查报告[R].信阳:河南省地矿局第三地质调查队,2005.

(责任编辑:于继红)

Discussion on Geological Characteristics and Prospecting Method of Tangjiaping Molybdenum in Shangcheng County,Henan Province

XU Gongquan,LIU Hesheng
(No.3GeologicalBrigade,Bureau of Geological Exploration&Developm ent of Henan Province,Xinyang,Henan464000)

Tangjiaping molybdenum is a typical porphyry type molybdenum deposit.On the basis of overall review of geological exploration method,new geological prospectingmethod about exploration profile of米type and network-type pit is proposed.

porphyry type molybdenum;planar mineralization;geological prospecting method;profile of米type;network-type pit

P618.65

A

1671-1211(2010)03-0238-04

2009-10-15;改回日期:2010-04-22

徐公权(1969-),男,工程师,地质矿产勘查专业,从事地质矿产评价和矿山技术工作。E-mail:hnxgq5516@sina.com