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就矿找矿在深部金矿勘查中的实践与启示

中国矿业报 0评论 2022-12-02

  ◎  丁正江 张琪彬

  就矿找矿是指依据已知找矿线索(就矿)而开展的一种地质勘查(找矿)活动,这是朱训同志1982年在《地质报》上发表的找矿理论,是首次将就矿找矿从哲学层面提升到理论高度,提出这既是矿产勘查工作中在已知找矿线索地区开展找矿的一种重要找矿方法,更是矿产勘查工作的一条重要指导方针。自就矿找矿理论提出已过去40年,该理论一方面指导着找矿实践,另一方面又在实践中不断总结、丰富内涵,也为新一轮找矿突破战略行动实现新突破提供了重要遵循。

  一、就矿找矿的理论基础

  1.哲学理论基础

  就矿找矿是马克思主义哲学与地质勘查实践结合的理论,从哲学理论来看,任何矿床和其他客观事物一样都是可以被认识的,但认识矿床的客观地质情况需要有一个实践-认识-再实践-再认识的过程,就矿找矿之所以能指导找矿,就是对找矿对象进行再实践再认识的结果。

  2.成矿理论基础

  就矿找矿从成矿地质理论上分析是有道理的。从成矿地质条件来看,一个具有工业开发价值矿床的形成是多种地质因素综合作用的结果,它的存在绝非是一种偶然的、孤立的地质现象,而是与其周围地质环境有一定内在有机联系的。某个矿床形成的综合地质作用在地壳某一地区的出现,通常在空间上有一定的广度和深度,而往往不会局限于一个极小的仅仅相当于一个矿床的空间范围之内,这就是相似的矿床为什么常常在一个地区内成群出现、成带分布的原因。

  就矿找矿是运用一系列能够反映矿床空间组合特征的现代成矿预测理论和方法(包括:成矿系列理论、成矿系统理论、丛聚理论,构造等间距分布规律、侧伏规律等)指导找矿的理念。

  二、就矿找矿的应用实践

  就矿找矿理论就是通过对已发现矿床的综合研究,总结找矿经验和成矿规律,建立找矿模型,开展找矿预测,在相同或相似的地质条件下,指导在新区找到同类型矿床,在老区的深部边部实现增储。朱训同志2022年在《中国矿业报》发表的《就矿找矿论的实践效果与理论意义——纪念就矿找矿论诞生40周年》一文中,与时俱进地将就矿找矿内涵丰富总结概括为五个方面内容,对照胶东地区的金矿找矿实践,就矿找矿理论具有重要的指导意义。

  1.通过评价已知矿点,检查各类异常或根据其他线索来发现矿床

  20世纪60年代中期之前,胶东地区的金矿勘查工作以招远市玲珑地区为中心,进行石英脉型金矿勘查。1965年冬季,山东省地矿局第六地质大队(以下简称“六队”)二分队矿产组几名技术人员在渤海南域莱州湾的三山岛矿点取样发现了找矿线索。1965年12月11日-22日,六队三分队普查组进入三山岛矿区,对找矿线索开展检查评价,进行了岩石、构造、蚀变与矿化特征观察,采样103件,其中1/3样品金品位高于3g/t,发现了连续达到工业品位的样品,确认了含矿蚀变带的存在,并在编写的《踏勘简报》中指出:“很有进一步工作价值,要以钻探为主配合坑道追索圈定矿体”。

  三山岛金矿的发现使六队地质工作者确信破碎带宽达数百米,长度数十公里的区域性断裂是能够储矿的,并且矿床规模往往较大,这就为在区域性断裂带中找矿提供了实例性的启示。三山岛金矿点的探索性勘查工作开创了我国特大型金矿的找矿先例,为焦家式金矿成矿理论奠定了基础,为胶东地区探获5000多吨金矿奠定了基础。

  2.在已知成矿远景区(带)或已知具有工业价值的矿床周围寻找同类型的新矿床

  1966-1969年间,六队对三山岛金矿实施勘查工作,确定其为首个特大型金矿床(金金属量63.56t)。1966年,六队在成矿条件近乎相同的焦家断裂带确定了焦家-新城一带为寻找蚀变岩型金矿的新靶区。1972-1979年间,六队系统勘查了焦家、新城两处特大型金矿。1984-1988年间,六队完成对三山岛金矿带仓上金矿的勘查工作,提交大型金矿床,除了三山岛断裂和焦家断裂外,在控矿条件相似的招远-平度断裂先后评价了坡头顶、台上和大尹格庄等大型金矿床。1966-1995年间,山东省地质勘查队伍在胶西北地区发现和勘查了焦家式蚀变岩型金矿床23处,累计提交新增金金属量600多吨。上述金矿的勘查均是在断裂特征相似的断裂带中,或同一条控矿断裂带已有矿床的周围,发现并评价了同类型的金矿床。

  3.通过在老矿区追索已知矿体在空间上的延展来扩大资源远景

  胶西北地区3条主要金成矿带的勘查工作一直止步于-500米以浅,经历了20世纪90年代的艰难探索后,于本世纪初进入了深部找矿的新阶段。六队率先在焦家断裂带的深部取得重大找矿突破,2002-2006年间,六队在寺庄矿区深部-500至-1000米标高探获金金属量51.83t的特大型金矿床,引发了该区深部勘查的热潮,先后又发现了焦家深部、马塘深部、纱岭和前陈等矿床(段)。上述金矿的发现都是在焦家金矿控矿断裂沿走向和倾向延伸找矿的结果,都是基于浅部已知矿体的成矿规律的综合分析,发现焦家断裂矿体在垂向分布上普遍具有尖灭再现的产出特征,不同深度范围内矿化集中区域沿构造倾向交替出现,构成浅、深部的第一矿化富集带和第二矿化富集带,而且不同矿床内富集带整体上又表现为明显的向南西倾伏的特征。这一认识在实践中被不断证实与完善,指导了焦家断裂带“五朵金花”的发现,也使焦家断裂带跃升为千吨级成矿带。  

  4.在已知矿床范围内寻找新矿体、新的含矿层位和新的矿化类型

  招平断裂带是胶西北地区三大金成矿带之一,水旺庄金矿床是该区近年来新评价的一处特大型金矿床(186吨),矿区早期勘查工作将主要找矿目标锁定于破头青断裂,前期施工了大量浅部钻孔,但找矿效果并不理想,北段深部找矿仍未取得重大突破。面对招平断裂深部勘查难题,山东六队系统分析成矿规律,经过艰苦攻关,突破了以往将破头青断裂作为北段主要控矿构造的找矿思路,转而将九曲蒋家断裂作为找矿的主要目标,实现了该区深部蚀变岩型金矿找矿重大突破。

  山东六队在已有的研究资料基础之上,综合研究九曲蒋家断裂和破头青断裂,表明两条断裂带沿走向与倾斜方向规模相当、构造带内构造特征相似,属于同一期构造活动结果,具有同一性质成矿流体,区内矿床成因是壳幔混合的中低温热液矿床。且对比含矿碎裂岩带规模和赋存金资源量,发现九曲蒋家断裂带规模及含矿均强于破头青断裂带,率先提出九曲蒋家断裂带为招平断裂带北段最主要控矿断裂。这一理论新认识为招平断裂带北段实现深部找矿突破提供了新思路,有效指导了深部资源调查和勘查。

  根据新的理论认识,山东六队迅速调整勘探方向,将重心转移到九曲蒋家断裂带,发现并探明招平断裂带最大的超大型金矿床——水旺庄金矿床,首次将找矿深度延深到-2100米以深,开拓了深部找矿新空间,这一找矿成果打破了招平断裂带深部多年来没有突出找矿成果的纪录,使招平断裂带成为继三山岛和焦家断裂之后我国第三条千吨级控矿断裂。

  5.根据成矿系列理论,通过对共生矿产和伴生有益组分的综合评价、综合勘探来扩大资源远景

  共伴生矿产综合评价方面,六队在胶东东部威海地区评价了大邓格金银铅锌多金属矿床,该矿床2009年以前一直开展金矿的勘查工作,在后续勘查实践中发现矿床的银、铅、锌、铜均具有相当规模,六队系统分析了区域成矿条件和成矿特征,该区主要分布着一些受伟德山花岗岩控制的铜铅锌多金属矿床(点),因此对该矿床开展了金及多金属综合评价,2016年提交金银铅锌多金属矿床1处,大大提高了矿床潜在的开发经济效益。

  伴生有益组分的综合评价方面,中国地质大学(北京)杨立强教授通过对招远-平度断裂带大尹格庄和夏甸两个超大型金矿床的精金矿与尾矿砂中关键元素含量的分析,发现相对于华北克拉通地壳元素丰度,其稀贵元素Co、Rh、Ir和Ru,稀散元素Cd、Te和Se,稀有元素W和In均发生了不同程度的富集;特别是Te、Co和Cd超常富集达到伴生组分综合评价品位,估算了金矿石和精金矿中可利用的关键金属矿产储量,其中夏甸金矿床内Te储量为69吨(精金矿中52吨)、Co储量为604吨(精金矿中413吨),大尹格庄金矿床内Cd储量为224吨(精金矿中206吨),这些均可直接回收利用。基于对上述两个矿床中伴生有益组分的综合评价的新认识,发现新城、玲珑和寺庄金矿床及栖霞异常区分别有约2329吨、1035吨、1553吨和22790吨的Co资源量,乳山、新城和焦家金矿床有约1529吨、126吨、216吨的Te资源量,仓上、新立、三山岛、寺庄和新城金矿以及栖霞和招平北段异常区分别有约47.6吨、78吨、63.7吨、69吨、3564吨、7120吨和696吨的Cd资源,即胶东金矿集区具备近期被综合利用或作为未来潜在接替资源的Co、Te和Cd资源条件,且其展布区域广泛、资源潜力巨大,扩大了胶东地区资源远景。

  上述就矿找矿理论5方面内容及其在胶东地区金矿的找矿实践,体现了“没有绝对孤立的东西”的哲学思想,在某一地区发现一个矿床,自然应想到这个矿床不会是孤立存在的,可能会存在相似的地质条件的相似矿床,以及与之相关同属同一成矿系列的其他类型的矿床。就矿找矿理论不仅增强了广大地质工作者对胶东地区金矿集区深部找矿的信心,而且结合新的成矿理论模式和新的找矿方法,将助推深部金矿勘查不断取得突破。

  三、就矿找矿思想对未来找矿的启示

  1.要注重以往勘查资料找矿信息的挖掘

  全面正确地评价一个矿床往往不是通过一次两次实践就能完成的,而通常要有一个反复实践认识,逐步深入,不断提高的过程,在老矿区及其附近或在已知成矿区(带)开展就矿找矿是符合辩证唯物主义实践论和找矿哲学认识论的。在新一轮的找矿突破战略行动中要加强对历史资料的研读,结合大数据、深度学习新方法,发现并总结新的成矿规律,同时也要注重对不同成矿区(带)矿床形成后的变化与保存情况进行研究,综合研判,结合先进的找矿方法助力找矿突破。

  2.要注重现代成矿预测理论在找矿实践中的应用

  地壳中的矿产在空间上分布是不均匀的,矿床具有丛聚性,往往在某些特定的地质构造区域大量集中产出,构成成矿地质背景、物质成分和成因上相似的一系列矿床集中分布的矿田。因此,矿床勘查中要由点及面,建立成矿系统,分析成矿系列,以正在勘查的矿床为基础,分析矿体的分布规律,建立矿床勘查模型,不断扩大找矿范围,将分散的找矿线索和区域联系起来,连片勘查、整装勘查、整体研究,逐渐构建完整的矿田轮廓,以个体找矿为突破口,系统分析矿田各成矿要素的内在联系,实现矿田范围的整体找矿突破。

  3.要注重已有矿床共生矿产和伴生有益组分的综合评价

  已建矿山蕴藏的矿石量巨大,已有矿业基础设施和选矿设备完善、选矿工艺先进,一旦查明某种或某些关键元素具有工业或战略开采/研究价值,可以更快速、更低成本地开展相关工作或回收利用工作,可以延长矿山服务年限,可以扩大生产规模,可以提高矿床开发经济效益。

  总结

  矿产勘查工作的基本准则是:地质理论为指导,技术方法为保障,工程验证为准绳。就矿找矿理论经过国内外众多学者的探索与实践,不断发展和完善,结合先进的勘查技术与找矿方法,在我国危机矿山勘查和上一轮找矿突破战略行动中发挥了重要作用。就矿找矿实质上是从已知到未知的过程,实践表明就矿找矿不仅仅是哲学认识,而且是行之有效的重要找矿思想,也应是未来找矿工作的重要遵循。

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