硅质原料矿床勘查类型划分—划分因素及划分方法探讨

2019-03-29李忠水陈军元刘小楼李嘉欣

中国非金属矿工业导刊 2019年1期

李忠水，陈军元，刘小楼，李嘉欣

（1.中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队，吉林长春 130033；2.中国建筑材料工业地质勘查中心，北京 100035）

研究勘查类型的目的是通过总结和利用已知矿床赋存特征的客观规律及勘探、生产实践经验，指导新矿床的勘查工作，选择适当合理的勘查手段、网度和方法，为确定合理的勘查研究程度及勘查工程布置提供依据。在地质勘查工作中，由于矿床地质特征、勘查难易程度和开采条件不同，勘查方法也不一样，尽管自然界里没有完全相同的矿床，但根据其影响勘探工作的主要因素，就能够把千百个错综复杂的矿床归纳划分为若干个勘查类型，为未知的新矿床提供参考依据，以达到合适的勘查程度，而矿床勘查类型划分的合理与否，直接决定勘查的成败及投资的多少[1]。因此，矿床勘查类型的划分是必要且至关重要的。

硅质原料是具有广泛用途的矿产资源，其所含矿种多、用途广，“一矿多用、多矿一用”特征明显。各矿种矿床成因类型不尽相同，影响矿床勘查类型划分的地质因素多且相互之间的关系复杂。现行规范中的勘查类型划分的因素不尽合理，划分方法过于定性，无法量化，往往难以做到全面而准确[2-3]，所以探索能够反映矿体标志综合特征的合理数据指标体系用于划分矿床勘查类型是一个值得注意的动向。本文在充分继承现行勘查规范矿床勘查类型划分的基础上，根据硅质原料矿产矿床特征，分析各影响因素，确定各因素的影响权重，并给出相应的系数值，建立半定量化的评判模型，并对105个硅质原料矿床勘查类型进行重新划分评价，并利用典型矿床实例对此法进行验证。

1 硅质原料矿产概况

1.1 资源概况

据全国矿产资源储量通报[4]，截至2016年底，全国已有查明储量的硅质原料(玻璃用、陶瓷、冶金、铸型)矿产地约1 089处，累计查明资源储量118亿t。主要分布于青海、海南、宁夏、安徽、福建、辽宁、江西、江苏、山东、广西、广东、新疆等地(图1)。按矿种来看，石英岩矿多分布于青海及辽宁、陕西等地；石英砂岩矿多分布于四川、湖南、江苏、浙江及山东等地；石英砂矿主要分布于福建、广东、广西南部和海南西北及山东北部这些沿海地带，还有西辽河东部、黄河中游及鄱阳湖、骆马湖畔；脉石英矿则分布于四川、黑龙江、湖北等地的变质岩区。粉石英则主要分布于我国南方的江西、广西、湖南、福建等地。

图1 我国硅质原料矿床分布示意图

1.2 资源地质特征

(1) 规模特征：我国硅质原料矿的规模以大型为主。石英岩矿、石英砂岩矿、石英砂矿和粉石英矿的规模一般较大，脉石英矿近半数规模极小。

(2) 质量特征：我国硅质原料原矿品位不高，保有储量矿石品级以I类Ⅲ级品为主，I类Ⅱ级品少，I类I级品罕见，并有部分Ⅱ类矿石。一般来说，岩类矿石质量比砂类矿石好，脉石英最好，石英岩比石英砂岩好，北方砂岩比南方砂岩好，海砂比陆相砂好。

(3) 矿产组合特征：我国硅质原料矿产地大多为单一矿产，只有11处矿产地有共(伴)生矿产。

(4) 开采技术条件：玻璃硅质原料矿山开采技术条件一般较简单。岩类矿床多宜于露天开采。

(5) 时空分布及成矿规律：我国硅质原料矿床成因以沉积型为主，其成矿时代和分布区域都较广泛，从元古宙至新生代无论地台区还是地槽褶皱带中都有产出。沉积矿床的空间赋存部位，明显受地层层位的控制，矿床的区域分布受沉积古地理环境及大地构造的影响，常呈现出带状或片状分布特征。

我国硅质原料矿床的时空分布区域性明显，元古宙矿床产于长江以北，泥盆纪矿床仅见于南方，中、新生代矿床南方多于北方。岩类矿床成矿地质年代古老，矿床规模大，矿石质量好，元古宙矿床优于古生代，更优于中生代；新生代形成的砂类矿床矿石质量又有好转，其结构成熟度和成分成熟度高，矿石质量南方优于北方。

2 硅质原料矿床勘查类型划分现状

2.1 以往规范勘查类型划分

1984年《玻璃硅质原料矿床地质勘探规范》(试行)主要依据矿体的规模、形态、矿石质量变化、矿区构造、夹层分布等因素的复杂程度将玻璃硅质原料矿床划分为第一类型、第二类型和第三类型。GB/T 13908-2002《固体矿产地质勘探规范总则》勘探控制要求，根据已开采矿山探采对比资料，金属非金属矿产一般按下述五个条件确定勘探类型：矿体规模、矿体形态复杂程度、内部结构复杂程度、矿石有用组分分布的均匀程度、构造复杂程度。一般可分为三个勘查类型：简单(Ⅰ类型)、中等(Ⅱ类型)、复杂(Ⅲ类型)。由于地质因素的复杂性，允许有过渡类型存在。

2.2 现行规范勘查类型划分

现行DZ/T 0207-2002《玻璃硅质原料饰面石材石膏温石棉硅灰石滑石石墨矿产地质勘查规范》按矿床地质特征将勘查类型划分为简单(Ⅰ类型)、中等(Ⅱ类型)、复杂(Ⅲ类型)(表1)，由于地质因素的复杂性，允许有过渡类型存在。并根据矿种特点提出划分依据为：①矿体规模；②主矿体形态和内部结构；③主矿体厚度稳定程度；④矿石质量稳定程度；⑤矿床构造、岩浆岩、岩溶对矿体的影响和破坏程度，部分矿种则分别将岩溶发育程度、矿产连续性、含矿率、脉岩、夹石、基岩起伏等作为主要地质因素之一。

表1 硅质原料矿床勘查类型

2.3 存在问题

现行DZ/T 0207-2002《玻璃硅质原料饰面石材石膏温石棉硅灰石滑石石墨矿产地质勘查规范》实施十几年来，普适性较强，对硅质矿产勘查开发利用起到了很好的指导作用。但随着社会经济发展、科技进步及矿产勘查和矿山开采工作的大量实践经验和认知积累，现行规范中一些滞后于国情和矿情的内容逐渐显现，使得现行规范在实际运用中存在一定问题，有关内容需及时调整、补充完善。越来越多的国内专家学者也呼吁对地质勘查规范进行修订[5-9]。

大量勘查资料统计分析及矿山实地调研表明，在很多硅质原料矿产勘查项目中常存在勘查类型划分的地质因素与现行《规范》要求不一致或不完善之处，其中勘查类型划分的主要地质因素的确定是合理的，但存在少量不合理之处，如矿石质量稳定程度影响过高，岩溶不发育，根本无需考虑岩溶影响因素。

此外，现行《规范》中划分矿床勘查类型的方法为定性评价法，缺少定量研究，主要因素影响可能较大，可操作性欠佳，如改为半定量的类型系数赋值法则可能更好。

3 硅质原料矿床成因类型

多位学者[10-26]对硅质原料矿床成因类型进行过讨论。本文对所收集的100份硅质原料矿产勘查成果报告进行归纳统计，其涵盖了不同矿床成因类型、不同规模及勘查类型的矿床，划分为9个矿床成因类型(表2)，以沉积变质石英、沉积石英砂岩和海相沉积石英砂为主，热液型石英脉次之，风化残积型粉石英最少，对各成因类型的总体特征、矿床规模、矿体形态、矿体厚度、矿石质量稳定程度和构造控制等方面进行了统计归纳。

4 讨论

4.1 矿床勘查类型划分因素选择及分析

现行勘查规范中，玻璃矿床勘查类型主要依据矿体规模、形态、构造、矿体厚度和矿石质量稳定程度、构造、岩浆岩和岩溶发育程度来划分，其他硅质原料参照玻璃硅质原料执行，实践已证明是比较符合客观实际的，但仍不尽完善。硅质原料主要组分稳定—较稳定，有利于矿产勘查。硅质原料矿床中岩溶根本不发育，所以岩溶影响是不存在的。

表2 我国硅质原料矿床成因类型

不同成因矿床的成矿地质环境、成矿地质作用、成矿物质来源、成矿阶和成矿段期次等皆有不同，矿床成因在一定程度上影响矿床的规模、矿体形态及内部结构的复杂程度和矿石质量、构造、岩浆岩对矿体的影响和破坏程度以及矿床勘查开发等[27-29]。因此，有必要将矿床成因类型作为影响因素补充到矿床勘查类型划分影响因素中。

针对同一勘查类型的硅质原料矿床，可在其相应勘查类型对应的勘查工程间距区间值内按其成因类型在取值上有所侧重，这样既能更符合实际，也便于操作，如：沉积型、沉积变质型、海砂矿床可考虑取上限值，湖成和河成砂矿型则可取中间值，而岩浆热液型和伟晶岩型则可取下限值。

4.2 划分因素权重及系数的确定

通过前述研究，笔者在现有硅质原料矿床勘查类型划分五个主要地质因素的基础上，去掉岩溶因素，增加矿床成因类型这一因素，参照DZ/T 0214-2002《铜铅锌银镍钼矿地质勘查规范》和DZ/T 0202-2002《铝土矿、冶镁菱镁矿地质勘查规范》、DZ/T 0203-2002《稀有金属矿产地质勘查规范》和DZ/T 0204-2002《稀土矿产地质勘查规范》赋予相应的类型系数，赋值权重依据如下：据各划分因素的影响程度，主矿体规模大小的类型系数值约占30%，主矿体形态、内部构造和厚度稳定程度各占20%，矿石质量稳定程度、构造和岩浆岩影响的值各占10%。对于矿床成因类型来说，它不仅包含了上述五大地质因素，而且对于这五大类地质因素以外的影响因素也有考虑。因此在确定矿床成因的类型系数时，主要是综合考虑其在勘查类型中影响度的范围值。硅质原料矿床勘查类型划分因素的类型系数赋值见表3。