重要有色金属、贵金属、稀有金属老矿山深部及外围合理勘查程度研究

周星灿，赵建光，钟倩倩，傅群和

（湖南省地质科学研究院，湖南 长沙 410007）

1 重要有色金属、贵金属、稀有金属老矿山深部及外围勘查现状

老矿山勘查是指在有资源潜力的现有矿山深部和外围，按照地质找矿要求，以增加接替资源为主要目的的矿产勘查活动，矿山企业是开展老矿山深部和外围找矿工作的主体。

原地质矿产部部长朱训曾在1982年发表的《论就矿找矿》一文中高瞻远瞩地提出，今后的找矿工作，在贯彻“区域展开，重点突破”的找矿方针过程中，在积极开展新区找矿的同时，要继续重视老区就矿找矿工作。2004年国务院63次常务会议通过《全国危机矿山接替资源找矿规划纲要（2004年～2010年）》，启动了我国老矿山深边部找矿的高潮。近十年的老矿山找矿工作，以有色金属、贵金属、稀有金属老矿山找矿为重点，涉及的矿种有铜、铅、锌、钨、钼、锑、镍、稀有金属等，取得了一大批突破性找矿成果，在230多个专项安排的危机矿山勘查项目中，绝大部分矿山取得了显著找矿成果，不仅对这些矿山的资源家底有了新的认识，而且新增探明储量的矿产有22种，新增探明储量的矿山有218个，其中探明资源达到大型矿床规模的有48座，达到中等矿床规模的有76座。

2 重要有色金属、贵金属、稀有金属老矿山深部及外围的勘查程度合理性研究

2.1 老矿山勘查阶段划分及各阶段的任务

由于老矿山曾做过大量基础勘查和研究工作，开发程度高，矿石质量和矿石加工技术及选冶性能研究成熟，浅部矿体已有控制，勘查依据较充分，可越过预查阶段直接进行普查，普查工作结束后视开发需要可转入详查。普查阶段：收集矿山以往勘查资料结合矿山历年开发及生产勘查情况，进行成矿特征、成矿条件和成矿规律研究和总结，尤其是对矿化富集和矿体侧伏规律总结，配合物化探工作手段和方法，进行成矿预测。根据最新掌握的矿床特征和规模，对照勘查类型确定条件，重新确定矿床勘查类型和勘查工程间距，在找矿可能地段和资源潜力较大地段实施探矿工程验证，总体控制矿体范围或边界，确定是否有进一步详查或开发的价值，并圈出详查区范围，估算推断的矿产资源量。详查阶段：详查则主要根据普查工作成果，结合老矿山实际情况进行系统的勘查工作，估算控制的矿产资源储量，并通过预可行性研究，做出是否具有进一步工业开发价值的评价，为开发提供依据。

2.2 老矿山合理勘查程度

老矿山勘查总体上是在原矿区详查工作和矿山开发基础上进行，很多勘查和研究工作已经完成，无须重复。勘查重点应是在总结成矿规律、进行成矿预测的基础上，采用坑钻控制手段探寻矿体，为扩大矿山生产规模和延长矿山寿命寻找接替资源。研究认为，老矿山勘查工作要达到的合理勘查程度如下：

2.2.1 普查阶段

（1）地质研究程度

收集和研究原矿区地质资料，分析成矿地质特征、总结成矿规律，边部勘查采用槽探揭露、（1∶10000）～（1∶2000）的地质填图，深部采用适宜的物化探方法以及数量有限的取样工程，大致查明普查区内的地层、构造、岩浆岩、围岩蚀变等基本特征及变化情况，评价物化探异常区的含矿性及成矿远景。对已发现的矿体（层）进行大致控制，大致查明矿体（层）的形态、连续性、产状、规模等。

（2）矿石质量研究

通过数量有限的取样分析，大致查明深边部区域矿物的化学成分，矿石的结构构造、品位以及矿石中有用、有益、有害组分的种类，基本确定矿石的自然类型、工业类型等。

（3）矿石加工技术条件研究

进行浅、深、边部对比研究，做出深边部矿石是否可以作为工业利用的初步评价；对深边部出现的新矿种或矿体，组分变得复杂，粒度变细或粗，选冶加工及利用难度加大的矿石，应进行可选（冶）性试验。

（4）矿床开采技术条件研究

收集、分析历年矿区、矿山水工环资料，并与深部情况进行相关对比，尤其是与以往矿山开采资料对比，重点了解矿山涌水量及变化；矿体顶底板围岩稳固性、地温和地压的变化及深部开采对安全、环境、人文景观的影响

（5）综合勘查综合评价

初步了解与主矿种共、伴生矿产种类、含量及赋存状态，尤其对深边部矿种和含量的变化情况进行采样研究，对其工业价值和利用的可能性做出初步评价。

2.2.2 详查阶段

（1）地质研究程度

详细查明矿区深边部赋矿层位和含矿岩系的地层年代、岩相、岩性、层序和层厚， 主要控矿构造（断层、破碎带、裂隙、褶皱等）的分布、性质、产状的变化情况和规律，各种构造对矿床、矿体的控制作用。重点研究与矿化有关的岩浆岩与深部成矿的关系以及对深部矿体的控制或破坏关系。基本查明矿体总体分布范围。基本控制规划开采地段矿体的形态、产状、空间分布；估算控制的矿产资源储量。

（2）矿石质量研究

基本查明矿区深边部矿石的矿物组合、结构构造，化学成分及含量，有用矿物粒度、嵌布特征，有用、有益、有害组分的种类及含量。

（3）矿石加工技术条件研究

对易选（冶）矿石，可以进行类比评价，不作选（冶）试验；对难选（冶）矿石或新类型矿石，可进行实验室流程试验或实验室扩大连续试验。

（4）矿床开采技术条件研究

水文地质方面：基本查明矿区深边部的含水层和隔水层的岩性、厚度及埋藏条件，含水层的岩溶和裂隙的分布规律、发育程度，地下水的水量、水位（水压）、径流及排泄条件，隔水层的隔水性能和稳定性。基本查明深边部断裂构造和破碎带的导水程度及富水性，矿体围岩的富水性和水压，各含水层之间及其与地表水的联系，老窿分布及其积水情况等对矿床开采的影响，预测矿坑涌水量。

工程地质方面：初步测定深边部围岩、矿石的有关物理力学参数；基本查明深边部断层、岩溶、节理、破碎带、裂隙带、风化软弱带等的分布范围；研究矿体及顶底板围岩的稳固性，大致圈出采空区范围。

环境地质方面：基本查明地下水中放射性元素及有害组分种类和含量，预测矿山深部开发可能引起的地震、塌陷、突水、地表水体水量减少或枯竭、土岩污染等环境地质问题。

其他方面：随着老矿山深度的加大，地温、地压、涌水量等均会发生较大变化，应加强监测，并查明其变化情况，掌握其变化规律。

（5）综合勘查、综合评价

基本查明矿区深边部共、伴生矿产赋存状态、规模、分布范围、种类、含量及共伴生关系，并对其工业利用价值做出评价。

3 重要有色金属、贵金属、稀有金属老矿山深部及外围勘查类型和间距合理性研究

随着老矿山开采深度的变化，矿体形态复杂程度、内部结构复杂程度、矿床类型、矿石构造复杂程度、有用组分分布的均匀程度等均可能发生较大变，因此以往确定的勘查类型和勘查间距对老矿山深边部勘查将不一定适合。

为了正确选择勘查方法和手段，对矿体进行有效的控制和圈定，有必要对老矿山勘查类型和勘查间距进行重新研究确定，确定的依据仍可按地质勘查规范要求进行。

3.1 矿床特征发生变化

当老矿山深边部矿床特征、矿石类型等与原矿区不一致时，应及时根据最新变化调整勘查类型和勘查工程间距。

实例：广西大厂锡多金属矿

图1 广西大厂巴力—龙头山矿区锡矿100号矿体水平投影探采对比图

大厂矿田矿床类型以锡石～硫化物型矿床为主，控矿构造主要为大厂背斜和断裂，主要赋矿层位为泥盆系。区内矿体较多，多已采空，尚有剩余资源储量的主要为100号矿体。100号矿体分布在48～64号勘探线之间，走向长1240米，延深长度1350米，按其标高、形态和走向变化情况，可分为上、中、下三部分：

①矿体上部（南部）：分布范围为64～60号勘探线，标高为700m～350m，是矿山首采地段。大致以62号线为界，南东侧走向265°，而北侧走向330°～350°，其走向变化是连续、逐渐的；倾向北西或北北西，倾角上陡（80°）下缓（65°），也是渐变的。矿体厚度稳定，一般为10～15米，平均厚度11.27米，厚度变化系数小（50%）。

②矿体中部：分布范围为60～50号勘探线，标高为350m～100m。主矿段为中等倾斜的不规则脉状，产状较稳定，走向320°～330°，倾向北东，倾角55°～34 °，自上而下逐渐变缓，矿体侧伏方向10°，侧伏角31°。矿体沿走向长200～300米，延深390米，厚度较稳定，一般为6m～16m，平均厚度10.42m，厚度变化系数80%。

③矿体下部（北端）：分布范围为50～48号勘探线，标高为100～－79米，其中为中等倾斜的不规则脉状，走向300°，倾向北东，倾角40°，沿走向长120m～150m，厚度1.67m～27.10m， 平均厚度10.92m，厚度变化系数98%。矿体下部往南东方向侧伏，并在-79米与105号矿体相接。

位置从上到下，100号矿体厚度变化系数逐渐加大，走向由近东西向—→北北西向—→弯曲折返至南东—→近南北向，锡品位变化亦不均匀，为有效控制矿体，勘查类型从上部Ⅱ类调整为下部Ⅲ类，工程间距亦随之加密。经探采对比分析，100号矿体平面投影面积重叠率较高，误差率和歪曲率偏差相对较小，资源储量相对误差率较小，100号矿体控制程度较好，反映了老矿山深边部矿体特征发生变化时实时调整勘查类型和工程间距的必要性（图1）。

3.2 矿床特征未发生变化

当老矿山深边部矿床特征、矿石类型等与原勘查确定的基本一致时，勘查类型可不变，但鉴于矿床和矿体的基本规律已掌握，因此勘查工程间距可视情况适当放稀。

实例：广东高要河台金矿床

高要河台金矿床属中-低温热液型金矿床，主要成金期构造为区内北东东向韧性剪切带。主矿体为11号金矿体，矿体分布在47～96号勘探线之间，走向长1440m，延深300m～554m；矿体基本连续，呈形态比较简单的脉状陡倾斜产出，部分地段存在膨大缩小、分枝复合及尖灭再现现象；矿体厚度较稳定，一般2m～3m，平均水平厚度3.46m，厚度变化系数91%；矿体金的工程品位一般5～8×10-6，资源储量估算平均品位7.22×10-6，单样最高品位216.36×10-6，单样品位变化系数为186%，属于有用组分分布不均匀。由于浅部和深部矿床特征、矿石类型基本一致，故在《广东省高要县河台金矿区高村矿床地质勘探报告》（全储决字[1987]137号）和最新的《广东省高要市河台金矿区高村矿床深部详查地质报告 （32线～96线;-207m～-460m）》中均将矿床勘查类型确定为Ⅱ类。

同时，通过生产探矿与地质勘探对比分析，在勘探深度以内（-120m标高以上），11号主矿体资源储量负变不大，矿体总体特征变化趋势与资源储量负变的趋势相一致，面积误差率、面积重合率、形态歪曲率、底板位移、金属量均在误差允许范围之内，说明对11号主矿体的控制程度较高，表明11号矿体勘探类型选择基本合理，勘探网度基本能控制矿体（图2）。

图2 矿体核实投影面积与勘探报告矿体投影面积

3.3 同一矿体深边部

经确定老矿山深边部矿体与原勘查确定的浅部矿体实为同一个矿体时，且此矿体深浅部矿石类型完全一致，深部勘查工程间距可在浅部工程间距基础上放稀1.5-2倍；若同一矿体深浅部矿石类型不一致，则需依据深部矿种的勘查规范来调整勘查类型和矿床勘查类型

实例：东升庙硫铁矿矿床

东升庙多金属硫铁矿为沉积—变质型矿床，最大主矿体2号矿体分布在8—32号勘探线之间，走向长2100米，倾向延深390m～1675m，主要矿石类型为锌硫型、铜锌硫型、单硫型和单锌型。该矿由浅入深，2号矿体的矿石类型发生数次变化，勘查报告将矿床勘查类型确定为第Ⅱ勘查类型，但在复杂地段（矿石类型变化地段），矿床勘查则按第Ⅲ勘查类型来确定矿床勘查工程间距。

经开采实践验证，2号矿体的面积误差率、形态歪曲率、金属量均在误差允许范围之内，说明同一矿体充分考虑矿石类型变化来适时调整勘查类型与工程间距，能更为有效的提高对矿体的控制程度（图3）。

图3 东升庙矿区2号矿体探采对比图

4 重要有色金属、贵金属、稀有金属老矿山深部及外围勘查深度合理性研究

目前世界上流行把勘探与开发深度空间，按照勘探与开发深度划分为三个深度空间，即第1找矿深度空间（指从地表到500 m以浅的深度空间），第2找矿、深度空间（指从500到2000 m的深度空间），第3找矿深度空间（指大于2000 m以下更深处的空间。

通过实地调研，本文对100个典型矿山的勘查、开发深度进行了统计（图4），发现国内金属矿产的勘查、开发深度主要在300m～500 m之间，大部分处于第1找矿深度空间，但也有不少老矿山开采深度达到了500m以上，处于第2找矿深度空间.如：广东的凡口铅锌矿在500 m深度以下探明了100万吨以上的可采储量，湖南的湘西沃溪金矿和瑶岗仙黑钨矿床，探、采深度均已超过1000 m，新疆阿尔泰阿舍勒特富型铜、金、锌矿床，深度已达1800 m，福建紫金山金、铜矿床，深达1900m～2000 m。以上实例说明，我国的第2深度空间找矿、勘探与开发利用潜力巨大。

图4 全国典型矿山勘查深度统计直方图

基于我国老矿山在第1找矿、勘探与开发利用空间（0m～500 m）主要是按现有固体矿产勘查规范执行勘查工作，500m以浅已基本完成矿产勘查工作，资源储量已基本查明，相关后续勘查工作亦可按现有规范执行。

第3深度空间（大于2000m）找矿与开发难度大，现阶段仅在大型矿田周边且因国家资源战略需求，可考虑布置少量施工工程。而第二深度空间资源潜力巨大，勘查开发能力和技术基本达到，因此，本次确定老矿山勘查深度在第二深度空间，即500m～2000 m较适宜，尤其是500m～1000m深度是当前最重要的深部找矿区域。

各老矿山勘查深度应循序渐进，普查控制矿体规模和边界，详查一般每次往深部增加200m为宜。