江西武山铜矿床勘查过程与找矿启示

2021-12-23李箭箭

世界有色金属 2021年16期

李箭箭

（江西省地质局第一地质大队，江西南昌 330000）

江西武山铜矿的地理位置处于扬子板块北缘与西段凹陷地带，隶属于长江中下游九瑞矿集中区域里最重要的大型铜矿-金属矿床。受矿山形成年代影响，该地区较早之前就已经从不同角度开展了研究，借助于物理手段对该矿床周围岩石的蚀变特征以及成矿流体性质进行了大致考察。从该区域研究现状来看，大量文献表明长江中下游的成矿带被认作是典型的岩浆后期热液矿床。随着分层理论的提出，在50年代末期孟宪民学者首先提出了一个新的找矿方向即按地层找矿，该理论认为长江中下游的成矿带属于同生沉积成矿模式，并将矿床周围的侵入矿床视为海相火山岩[1]。

1 江西武山铜矿床勘查过程

1.1 区域地质情况

江西武山铜矿区是扬子复式的斜向褶皱构造，大体矿区山脉走向呈由北向东展布，两侧褶皱带形成状态不尽相同，北部山体较为平缓约为40°，南部山体偏陡局部有直立现象。在褶皱构造系统内出现一系列平行断裂组合，直接控制该区域内岩浆岩的分布格局，为矿床中多金属铜矿的产生提供重要控制作用。武山铜矿在经过半个多世纪勘查与开发中，现如今已经建成较大规模的铜生产矿山。

1.2 矿床成因

武山铜矿主要呈带层状空间展布特点，在平面结构划分中可以明显发现北部与南部矿床相邻但不相交模式。从内部结构来看，不难发现在地下深度为800m位置时会出现出现南部矿床和北部矿床相交现象[2]。在北部矿床内部矿体逐渐加深与岩体交接过程中，带层状产生的硫化物型矿体类型含量进一步加深，对矿床内部的矿物产生同位素交换影响，以武山铜矿矿体带硫元素统计数量，分析该矿床成因，具体统计情况如表1所示。

表1 武山铜矿带硫元素同位统计值（%）

从表中数据不难看出，武山北矿带灰岩层中，共生同类别的矿物之间同位元素硫差异较为明显，硫化物的集中程度直接影响了铜矿和铁矿的产出能力。主要原因是在自然界中化学元素的变化维度较大，不同性质下化学元素具有多种来源，一般认为矿床的生成受火山岩喷发沉积而成，再此过程中大量的地幔硫以及海水硫和还原硫分别对矿山岩性物质加以作用，在相对范围内产生不同硫化物种，使矿山的初代层级不断叠加改造，形成带状的分化型组合矿床，因此认为武山铜矿矿山矿床的形成中，重硫的参与具有巨大贡献。

1.3 成矿机制

武山矿区的主要矿体分布形态是带似层状结构，其主要资源的富集特征具有不对称性。在勘探过程中对矿床成因的探究可以了解其形成机制，并在其剪切构造的背景下演变出岩浆的历史冲击作用，对矿区的岩体成矿上机制上具有重要作用。

在这一过程中主要分为两方面：一方面岩浆成矿上硫化物质的冲击作用可以对不同空间结构中的赋矿层次产生不同性质的重力作用，受矿山形态走向为基础，以武山铜矿北部岩体为中心，其岩体外部可以表现出强大张性应力。另一方面岩浆流体在冲击过程中会对矿种的空间变化产生不对称性影响，造成空间矿床物质的差异性。具体表现为高强度压力向低压力方向位移，成矿元素从高温环境中逐渐向低温过渡。在两方面的岩浆作用下制造出多层次分级结构的硫化物矿床，使武山铜矿的主体成矿机制受层状硫化物元素影响，出现矿床整体空间分布的不对称差异现象。

2 江西武山铜矿床找矿启示

2.1 加深矿床物质研究

一般特定矿山内部的矿产资源不会呈现单一存在的分布特征，在大部分主资源开发研究的同时，需要对勘查到的次资源进行研究。大部分矿山矿床的物质总含量不会超过共生矿床的数量总和，因此需要增加对伴生资源的综合利用，减少矿山开发中出现矿石品位低，主矿资源少等发生的概率。

在对江西省武山铜矿的勘查过程中发现，除了主要的黄铜矿资源外，其长粒岩中微量元素的含量能够对岩性形成产生巨大反作用。以铜矿中花岗岩和长斑岩中的微量元素含量为标准：花岗岩中SiO2的含量在52.14%～64.12%之间，A/CNK的数值在0.75～1.56范围内，Na2O的含量处于4.00%～5.07%区间内。长斑岩中SiO2的含量在32.62%～44.25%之间，A/CNK的数值在0.25～0.76范围内，Na2O的含量处于2.21%～2.75%区间内。根据矿床物质内的微量元素含量可以对矿山岩石的类别形态进行直接划分，因此在找矿初期建立矿床物质微量元素的含量详细组成研究，能够确定该矿山内的矿石能够被利用。在此类条件基础上开展矿区地质找矿，能够有效地避免地质找矿盲目性，减少无用矿开采。

2.2 重视物质综合利用

在对矿山进行资源勘查过程中，要同步对其开展实际资源的潜力分析，在矿山所处的地质构造位置以及成矿地质条件中，划分矿山开采的不同历史时期内资源的类型。矿山的找矿潜力是实现矿山资源增储的重要因素，对某个地区的矿产资源潜力进行分析，不仅能够了解该区域内的构造演变过程，同时可以对该区域的矿床成矿规律有足够的认识。在江西武山矿区开展的找矿工作，基于区域历史性成矿背景，对古代以及中现代的成矿规律进行探究，在成矿原因和成矿机制的作用下，对该区域内的地质环境作出相应的勘查计划。武山铜矿内部的成矿环境决定了斑岩型矿床成型的基本前提。

通过实际勘查结果和现有理论支持比对，在矿山褶皱地带的形成阶段，发现不同时期内此类型的岩石矿床发育产出模式，在世界范围均有不同的变化特征。主要类型的矿山物质形成于中生代，在大量的岩浆岩冲击沉积作用下产生了大量的黄铜矿与黄铁矿资源，在两者的伴生资源相互碰撞作用下，许多矿石物质开始形成。利用矿床的勘查过程，分析矿山内部的物质形成特征，可以充分进行物质的综合利用。

2.3 协同矿产资源开发

受矿山内部铜矿资源分布影响，矿体内各类元素的含量较为均匀。以矿山物质组成研究分析结果入手，可以得出该矿区内主要金属矿物为黄铜矿和黄铁矿，利用好该区内的矿产资源，形成铜矿开采生产的流水工作线，在发展重金属业的同时，利用新型电子科技打造第三产业。

铜矿具有价值与商品的双重属性，作为一种工业生产的重要战略资源，能够在很长一段时间内维护国家经济和金融安全，为区域经济发展和我国铜矿行业作出新的贡献和保障。在大规模开发利用的同时，该区域内的就业人数可以稳定在每年1500人左右，按照正常矿业的生产规模，以资源利用率为百分之八十计算，可以为江西地区提供超过12亿的潜在经济价值。矿山找矿过程不仅可以重新调度矿床内部物质的综合利用，也可以在相对时间内利用该区域内的矿产资源加以开发，协调江西武山铜矿各个矿床之间的资源开发。