某铜（锌）矿床找矿勘查思路探讨

2015-12-22武殿军李晓帅吉林省第二地质调查所吉林吉林132011

中国新技术新产品 2015年12期

吕刚　武殿军　李晓帅（吉林省第二地质调查所，吉林　吉林　132011）

某铜（锌）矿床找矿勘查思路探讨

吕刚武殿军李晓帅
（吉林省第二地质调查所，吉林吉林132011）

随着全球经济体制与社会文明的不断发展，铜（锌）的需求量一直保持高位增长的趋势。根据相关数据显示，全球的铜（锌）储存量大约在2亿吨左右。由于铜（锌）矿床具有品味高、杂质少、易冶炼等特点，全球一半以上的铜（锌）产量来自于此种矿床。随着铜（锌）矿床的开采量与日俱增，矿资源也随之下降，此外，我国被开采基地严重缺乏。因此，本文以甘肃省某地区的铜（锌）矿床为例，分析并研究了铜（锌）矿床找矿勘查思路，并提出建议。

铜；锌；矿床

20世纪90年代以来，随着全球经济体制不断深化改革，社会实现可持续发展战略方针，铜（锌）的消费量与日俱增。根据统计数据显示，在过去10年内，铜（锌）的消费量随着年增长速度为5%以上，其中我国铜（锌）消费量尤为突出。值得重视的是，全球近期能够被开采基地，除了国外一些大型铜（锌）矿床，国内就只剩下一些小型铜（锌）矿床。因此，本文结合甘肃省某地区的铜（锌）矿床找矿勘查思路进行了分析与研究。

一、研究现状

20世纪60年代，甘肃省地矿局在进行地质矿产普查时发现了该铜（锌）矿床，最后针对这一矿床进行了勘查与评价，研究表明该矿床属于火山热液型的铜（锌）矿区，没有工业开采意义。随后几十年过去了，在20世纪80年代初，地矿局的工作人员重新对该地区的地形地貌、人文地质条件进行勘察，做了深入分析，分析出该矿区属于弧后盆地强烈拉张型，与弧后扩张脊蛇绿岩有关，已经形成塞浦路斯火山块状硫化铜（锌）矿床，具有较大的工业开采意义。另一方面，工作人员在该地区进行了探矿实践活动，取得了有目共睹的成绩，在其他地区也发现了铜（锌）矿床，并且集中成群出现。这一重大发现引起了地质局的重要关注，20世纪90年代末期，甘肃地质局成立专项勘查队，对该地区进行研究与勘查找矿工作，预估该地区的6号矿体铜（锌）富含量高达十万吨以上。后来，在21世纪初期，经过对该地区5号矿体进行了系统性的研究与勘查，并作出科学性的评价，具体得出铜（锌）富含量为五万吨左右。此外，发现该地区的铜（锌）矿床构成形状呈现“蘑菇”状，以上工作为日后对该地区铜（锌）工业开采地质勘查工作夯实了牢固的基础。

二、区域成矿背景及矿床地质概况

（一）区域成矿背景

甘肃省的该矿区地是与北边的祁连山、西边的奥陶纪弧后盆地火山岩相连，是蛇绿岩套型（Cu-Zn型）矿体的矿点集中区。奥陶纪弧后盆地火山岩位于岛弧火山岩的北边，沿着山岩的自南向北的铺开，基型火山岩是奥陶纪弧后盆地火山岩的主要岩石类型，还包括一些具有中性、酸性特点的熔岩。岩石的主要类型有基型枕状岩、块状熔岩以及火山碎屑岩等。火山岩主要横向向上发展，变化较大，和正常的火山碎屑岩与沉积岩不同，主要以互相层递生产。根据勘查人员对北边的祁连山火山岩的爆发过程进行了研究，解释了该地区弧后盆地拉张的形成原因，研究指出拉张表现强烈的地段就是火山块状硫化铜（锌）矿床的聚集地，该地区正好处于拉张最为强烈的地段，并且蛇绿岩正在发育形成期，有利于成为被开采基地。结合现阶段开采情况而言，祁连山西边的矿体较少，开采程度不高，仅仅发现个别小型铜（锌）矿体，其余都是一些不具开采意义的矿点，具有较大的找矿意义。

（二）矿区地质概况

矿区除了部分露在外的志留系和泥盆系，其他主要以奥陶纪弧后盆地海相火山岩为主要岩石类型，地质人员将其归为奥陶纪弧后盆地扩张脊Cu-Zn型火山岩的重要组成内容。在2000年时，地质人员结合前辈的研究成果，针对蛇绿岩制作了一张综合序图，并对矿区内的火山岩体系在蛇绿岩套型的上一层进行早、晚两次喷发。在该矿区中，沿着7号矿体和8号矿体以韧性剪切带为界限，早上喷发主要分布在剪切带的南边，形成南部矿区，这一矿区主要以枕状、块状基型熔岩以及凝灰质熔岩为主，这一矿体呈现单斜板状，枕状熔岩的产状角度为29°～ 40°、倾角为35°～70°。晚上喷发的主要分布在剪切带的北边，形成北部矿体，这一矿区主要以基型熔岩夹带火山碎屑岩，岩石性质有细碧岩、火山角砾岩、集块岩、凝灰岩、凝灰质砂岩、硅质岩以及炭质板岩，这一矿体呈现穹窿状。其中基型火山岩主要分布在火山角砾岩、集块岩周边，火山角砾岩、集块岩主要分布在1号、2号、3号的交界处，穹窿状随着时间的推移，南北两端都已经发生改变，矿体出露不全，形状上面呈现压扁的长透镜状，矿体的主要分布方向与矿区的形成方向是相同的，其产状角度为350°～400°、倾角为55°～70°。

现阶段，该矿区经过研究发现有3处以上的热液型喷流中心，第一个是8号喷流中心，存在于早上喷发的火山熔岩中，其配套铜（锌）矿区为8号；第二个是1号、2号、3号交界处的喷流中心，即3号喷流中心；第三个是6号喷流中心。这三个喷流中心与晚期喷发的基型熔岩夹火山碎屑岩结合，从而形成火山岩穹窿状的两端与中心部位，其配套的铜（锌）矿区为3号和6号。

三、找矿勘查工作中存在的问题

（一）根据矿床的地质研究数据显示，甘肃省该矿区为塞浦路斯型富铜块状硫化物矿床，该矿床的空间结构被火山机构限制了发展，同时，矿体的空间分布又受到海底火山热液喷流中心的控制，主要为3号、6号、8号喷流中心，6号、8号经研究显示具有重要的工业发展意义，成矿潜力较大。除这三个喷流中心以外，是否还有其他喷流中心的存在是找矿勘查工作中的重点问题。

（二）地质人员发现该地区的铜（锌）矿床构成形状呈现“蘑菇”状。现阶段，6号、8号矿体开采工作停留在“蘑菇”的茎部和根部，结合工业开采需求，对矿区进行部分改造，怎样恢复“蘑菇”的原来面貌，从而寻找新的矿体，是矿床勘查工作的重点内容。

（三）由于该矿区与北边的祁连山、西边的奥陶纪弧后盆地火山岩相连，矿区拉张力强烈、矿体高低悬殊较大。另一方面，“蘑菇”矿体的走势延伸不明显，因此，选用合适的勘查手段也是一项重点工作内容。

四、找矿勘查思路

根据以上找矿勘查工作中存在的问题，矿床的找矿勘查工作应该采用地面勘查、分段挖掘、指导全片的勘查思路，从而开展找矿勘查工作。

（一）地面勘查

地面勘查主要以1∶10000的地理比例进行地质测量，明确矿区的火山机构、热液喷流中心、矿体构造分布特征。基于这一平面变化规律，努力寻找成矿的线索以及新的矿点或矿化点，同时采用可控源音频大地电磁测探工作，对矿区实行多方面、多角度、多层次的勘查工作，以便更加明确矿体以及矿体分布形成因素的变化规律，真正意义上解决矿区热液喷流中心的问题，从而展开分段挖掘工作。

（二）分段挖掘

分段挖掘主要借助铜（锌）探以及钻探的评价方法体系，分析铜（锌）矿体的分布方向、延展情况以及变化规律。针对探矿工程，其设计工作应该遵循前疏后密，逐渐变密的原则，严格控制探矿工程建设的勘查间距。例如，前期勘查间距为100m，后期逐渐加大为150m，深部加密的垂直距离为100m-150m，从而控制矿体勘查间距。

（三）指导全片

矿体的普查评价工作实质是深入认识矿床成矿规律的过程，故而在普查评价工作中应该秉持综合研究的原则，将研究思路贯穿到找矿勘查的全过程中。随着评价工作的展开，积极组织成矿规律以及成矿条件的研究会议，科学收集并整理会议中获取的相关信息，从而深入研究矿体空间构造。利用最先进的GIS技术进行三维模拟矿体空间，改进并完善成矿模型，找到下一个找矿勘查场地，确定后期勘查工作重点，针对找矿勘查中的新问题进行指导并评价。

五、找矿勘察手段选择

（一）地质测量

由于甘肃省该铜（锌）矿区属于塞浦路斯型富铜块状硫化物矿床，矿体的分布直接影响了火山构造以及热液喷流中心的形成。因此，确定火山构造以及热液喷流中心的变化规律，找到相关控矿因素尤为重要。热液喷流中心是属于火山原生裂隙类型，矿区分布的红碧玉岩脉是它的重要标志，岩脉宽度为0.5m-2m，长度为2m-17m，为了将这些数据在火山机构图中合理表示，采取1∶10000比例尺。因此，只有查明火山结构以及相关控矿因素才能对全矿区进行地质测量。

（二）槽探及硐探

槽探与硐探有机结合是查找该矿体类型的最佳途径。槽探能够揭示地质表层的矿化、蚀变、碧玉岩和重要的地质剪切带；硐探能够起到验证、控制隐伏矿体的作用。选择硐探有三个优势，主要体现为：第一，块状硫化物的铜（锌）矿体目标小、产状陡，硐探可以有效解决这些问题；第二，矿区形势陡峭，钻探的施工成本较高，施工难度高于硐探，当矿区≥150m时，使用硐探更加合适；第三，在工程造价方面，硐探比钻探更经济。

（三）钻探

由于塞浦路斯型富铜块状硫化物矿床具有富含量高、体积小、空间构造复杂特点，故而在实施钻探时应该谨慎小心，使用钻探技术必须有充分的地质证据，因为钻探只适用于地质测量、化探、物探工程中。当矿体形势陡峻时，高达150m～400m时，在工程造价允许范围内，钻探可以作为进行矿体延伸的查证手段。