甘肃北山白山堂铜矿资源勘查的原则及找矿方法研究

2020-02-25沈志明

世界有色金属 2020年23期

沈志明

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃酒泉 735000）

北山地区作为我国西北主要金属矿产资源地之一，是我国重点成矿区带，处于我国古亚洲成矿域的中段，工作程度较低[1]。从近年来取得的进展来看，北山地区蕴含很大的矿产资源潜力、经济意义和前景。从早古生代开始，北山地区从塔里木板块中裂解，出现了若干再生洋盆。在志留纪公婆泉一带出现了具有岛弧带特征的一套完整火山沉积组合[2]。早古生代末两大板块的聚敛，泥盆系为一套红色碎屑岩组成的磨粒石建造。晚古生代中期的陆内裂陷扩张，发生强烈的火山活动，直至海槽闭合。聚敛阶段导致大量的岩浆活动，为铜矿的形成提供了前提条件[3]。本文主要对矿区的勘查工作提出了一些建议，目的是使铜矿储量有所突破。以加强对该区域地质地层的认识和了解，并以此为基础探讨铜矿资源的勘查原则和找矿方法，为对该区域铜矿的勘探和开采提供一定帮助，以便于采取更有利的找矿措施。

1 地质特征

1.1 北山白山堂地区区域地质特征

甘肃北山地区东西向展布于甘肃河西走廊北端，占地面积约15 万km2，地形地貌以低山、丘陵为主，是典型的多单元构造结合体。北山地区的有着复杂的地质结构和频繁的火山活动，自东至西分布存储着种类繁多数量庞大的矿产资源，其独特的地形地貌对矿床构造、成矿物质来源、成矿长期规律等条件因素都有着密切的联系。白山堂铜矿位于天山-阴山褶皱系的北山华力西褶皱带内，柳园-音凹峡复向斜北缘。区域内出露的地层主要包括蓟县系平头山群浅变质绢云石英片岩、石墨石英片岩、侏罗系火山岩等。“北山杂岩”，即花岗—变质岩相组成的杂岩体，由片岩、石英岩、变砂岩、结晶灰岩、变火山岩和混合岩等组成，分为下部层位深变质岩系和上部层位浅变质岩系两种。北山杂岩各岩石地层单位之间均为构造接触，同时存在着多期伸展。由于受到侵入岩体穿插和断裂构造破坏等因素的影响，北山地区的地层略显破碎，在分布上包含了各时代地层。

1.2 铜矿床地质特征及成因类型

划分白山堂铜矿床的地质基本构造单元可以沉积建造、岩浆建造、变质建造及构造型相等为依据，可将其分为地槽区、地台区及地洼区。在地壳发展史中，作为活动区的地槽区和地洼区，和作为稳定区的地台区存在着一定的历史生因和转化关系。

矿体多为盲矿体，其主要产地为流纹岩体下盘与中元古界蓟县系平头山群沉积变质岩系的接触带，但也有少量矿体的产地为该接触带邻近的平头山群地层中。矿石构造以细脉浸染状为主，结构以结晶结构为主，矿物组成简单，以黄铜矿为主。

白山堂铜矿床的成因为海西中酸性次火山岩有关的高中温热液矿床。矿体形态主要为似层状、脉状、透镜状，成矿与岩浆侵入有密切关系。围岩蚀变带有矽卡岩型矿床围岩蚀变分带的某些特征，但均不典型。矿物组合中黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿为主要金属矿物；其次为赤铁矿、磁铁矿、方铅矿和毒砂；微量矿物有闪锌矿、铁硫砷钴矿、辉铜矿、辉锑矿、方黄铜矿、铜铁矿、镍黄铁矿、白铁矿、斜方硫砷铜矿等。在多种因素的共同作用下，使得岩浆活动对该矿床成矿起到了决定性作用。白山堂地区铜矿床—矿区地质略图如图1 所示。

2 铜矿资源勘查原则

在对矿产资源进行勘查时，应通过对其技术要点的分析整合来提高其开采效率，降低企业成本。由于对勘探类型的正确认识需要一个过程，所以在对勘探工程进行布置时，应遵循由浅到深、先稀后密的原则。

图1 白山堂铜矿床—矿区地质略图

地质矿产资源勘查工作的主要原则如下：

2.1 分析地质环境

矿区的地质环境与铜矿资源的勘查和开发有着密不可分的关系。开采之前对地质状况进行分析会影响整个开采过程，也是能否顺利开发资源的关键。在实际工作中，为了使勘查能够顺利进行，应对矿区的地质条件和水文条件做出全面考量，加深对铜矿资源区域的地质特征、地质形态、矿石形体特征的了解。

2.2 采用合理的勘查方法

铜矿资源的勘查方法包括航空物理地球勘查法、数据采集法和非常规找矿法。在对铜矿资源进行探测时，应根据企业的承担能力来选择合适的勘查方法，使资源的消耗程度降低，找矿的效率提高。

对矿区的发展作长远打算，不仅要对矿区的地质地形进行勘查了解，还要分析其异常大小、矿体规模。在对铜矿资源开发的过程中，可使用深部找矿的方法延长矿区的使用寿命，以使采矿区的利用率大大提升。在对铜矿进行深部找矿前，应对其所需成本进行分析，控制成本在可接受范围内后再对矿区的条件进行合理化分析，减少资源消耗，节省生产成本。

2.3 坚持创新科技

能够坚持技术进步和创新的企业才能在日益激烈的市场竞争环境中生存，因此，不断提升自身综合竞争力，对企业经济效益的提高有着重要的影响。企业根据自身的实际情况，可以通过对改造探采设备、奖励勘查技术的创新、组织相关技术人员外出培训等方式来提高企业综合竞争力。加快地质资源勘查工作的步伐，挖掘地质区位优势，发挥科技创新优势，通过技术研发提高自主创新能力，出众的科研能力能够使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

3 铜矿的找矿方法研究

3.1 精细地球化学找矿方法

精细地球化学找矿方法的指导思想是三维多元。“三维”是指通过矿区三维地质、地球化学模型建立的方式，来进行深部、外围找矿；“多元”指的是采用多参数、多介质的地球化学方法进行示踪，精细找矿的工作思路贯穿始终。在如今找矿难度加大，且多为难以识别矿、新类型矿和深部隐伏矿的情况下，采用三维地质地球化学找矿模型不失为一种好选择。用MAPGIS 三维编图软件（TDE）建立矿区地质、矿体、元素的三维可视化模型，能够减少经验式筛选，进行更高层次的模式对比。

3.2 “四步式”综合找矿方法

四步式综合找矿方法的步骤为：通过确定成矿地质体与结构面来建立找矿预测地质模型，研究矿床的成矿规律，进而指出大致找矿方向；筛选出有利的找矿区段，根据成矿构造精细解析对成矿规律进行研究，确定其空间择向；开展大比例尺物探探测，采用点上探深技术定位靶区，提交工程验证。建立综合勘查模型，系统化进行热液矿床深部找矿勘查技术。

3.3 物化探测技术深度找矿

在特殊地质条件下传统的找矿技术会受到一定限制，有时一种找矿方法无法适应找矿需求，所以需要使用物探化探组合方式进行地质找矿工作。在遇到重力、磁力异常情况时分别采用物探、化探勘查技术进行探测，与白山堂地区附近地质情况进行比较，判断出异常情况出现原因，这样才能更好地发现和找到铜矿资源位置。

3.4 遥感地质勘查技术找矿

采用遥感地质勘查技术进行找矿工作时，可利用遥感图像识别找矿信息中的环形构造形态，以及热液蚀变作用下造成矿石结构构造变化。地物电磁波谱信息可真是记录下白山堂铜矿矿化蚀变波谱特征。通过对遥感图像找矿信息的提取发现了环形、放射性影纹，出现了叠置在一起集中分布，说明甘肃北山白山堂地区出现多次成矿地质作用或多次岩浆活动。