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矿山构造特征及深部找矿方向研究

2021-06-23

世界有色金属 2021年21期
关键词:岩体成矿矿体

盛 夏

(江西省地质矿产勘查开发局赣东北大队,江西 上饶 334000)

我国是矿产资源丰富的国家,南岭地区是矿产密集区之一,含有较多矿床。矿体开发是一个较为复杂的过程,开采不合理对周围的环境及经济会造成很大影响[1]。研究矿山的整体构造特征,结合科学的技术对找矿工作预测具有重大的意义。矿床具有蚀变矿的独特作用,作用从中心向外扩展,主要是受硫化物的控制[2]。矿山的地质断裂受多个矿体的叠加作用影响,矿山地质形成不均匀沉降[3]。岩石在变质过程中会形成多个劈理结构,与矿山的褶皱与断层存在一定的关系,相同的矿物在不同的地质环境中表现出的特性也不相同[4]。探究矿山的岩体活动是勘探矿产深部资源的重要组成部分[5]。矿体具有独特的物理属性,导致矿石出现膨胀、收缩的现象。根据以往调查结果可知,在矿石成分中铅的比例约占0.5%~0.7%,比锌的含量较少,锌在矿体中所占含量比例约是铅的1.56倍。现阶段,我国的冶金工业发展迅速,对金属矿产资源的需求较大。但是,矿产资源有限,有些矿产资源过度开采导致资源减少,矿山的危机也越来越多。因此,提出了矿山构造特征及找矿方向的研究。

1 矿山构造特征研究

1.1 矿山地层特征

矿山的地层发育较为全面,以古生代地层发育的特征为主,关于区域矿山地质的调查结果显示,矿区内具有出露地层以及新生界地层。大多数矿山的地层由多个地层单元组成,分布于各个断裂带内的山体凸起处。

地层单元的岩体组特性均不相同,岩群大多出露为山区,在覆盖层地区下分布较广泛。地层单元出露分布呈NW趋势,呈带状断续分布,分布中经历区域的变质出现叠加现象。

岩石地层组合一般分为2段,一段是岩体中黑云母含量占据较少,石榴石含量占据较多的石英岩;另一段是岩石中含有磁铁石英岩,以石榴黑云石英岩为主的石英岩体,其矿物颗粒较精细,厚度略厚。地层包括多种冠组的形式,其中以山草峪组分布的面积最大。山草峪组主要位于新泰市山草峪一带,靠近章丘区域的西麦腰村,地层的总体走向呈现NW状以及EW状,在山东省西部各地区发育的程度存在较大差异。

岩群地层发育呈斜长角分布,原岩建造的基性以超基性建造为主,部分特殊原岩中含有较多变质碎屑、熔岩活动产生的杂物等组合,多数呈现酸性变质砾岩属性。矿产地层中还含有少量的BIF铁矿,是部分矿产的特性。靠近断裂带一侧的地层发育中,含有未变质的碎屑岩,即碳酸盐岩。

1.2 矿区整体构造特征

矿区整体的地区构造演化经历了长期的地质构造运动,整体的发育形式较多,呈现面状、线状的构造变化。对矿区区域构造整体的分布特征进行了如下研究。

矿山的断裂具有一定的规律性,主要以基底突出的部位为核心部分,呈现两种断裂形式。放射状断裂是主要的断裂方式,以矿山基底的褶皱为主,新生代断裂分布广泛。矿区基底的褶皱构造按照岩群的不同而不同,呈现倒转背斜方式的褶皱断裂较多,多数分布于大山一带,面积约为35km。山群的变质岩形成了一系列的褶皱,局部向斜存在变化趋势。地层形成的向斜,多数发育在含煤系的盆地中。矿区的整体构造从南向北发生改变,断裂走向逐渐发展为NNW形式,大多数为基底岩系。断裂活动产生的盆地,对岩浆活动的频率起了较多的控制作用。矿山山体断裂不发育,与NW向断裂存在一定的关系。多数矿体的断裂长度变化范围在50km~170km之间,其断裂具有重要的地质意义。断裂带分为主干断裂与多次生断裂组成,贯穿整个矿区,在我国南部地区呈收敛状态,在北部地区呈发散状态,构成全新的矿产格局。矿体构造的变化与地壳变动也存在一定的关系,以差异性沉降作用为主,在矿体断裂处地质灾害较多。

1.3 矿体类型与分布位置特征

矿体的类型存在多样性,受位置、形态等影响,矿体的类型也大不相同。通常情况下,矿床的矿体类型多数为贯入型矿体,此类型矿体存在的规模较大,其中主要含有铜、镍等金属,分别占据矿床金属储量的52%、60%。贯入型矿体多数位于岩体的中下部,整体形态呈现透镜状。岩浆熔离矿体类型在矿体中占据的比例也较多,铜、镍元素分别占据33.1%、35.4%,与岩浆的上下盘接触,分布于岩体上部,呈现脉状分布。矿体中的矿石结构构造形态各异,包括星点状、斑点状等。矿石的划分还可以通过其品位的不同划分,分为贫矿、富矿以及特级富矿。

贫矿石在矿体中分布的数量较多,呈现黑色及黑灰色。贫矿石是金属硫化物的结合形式,分布于矿物颗粒及裂缝之间。富矿石是整个矿区中最重要的矿体类型,为透镜状,发育在岩体下部及橄榄岩中,主要是岩浆熔离作用形成。岩浆的冷凝速度较慢,通过熔离作用产出的矿石就是富矿石。富矿石中黄铜矿、镍黄铁矿含量居多,集合构成海绵状结构。

矿体的整体形状不规律,尤其是铅矿,晶体颜色及形态都存在一定的差异,分布的位置也大不相同,多数分布在脉石矿物裂隙中,少数与锌矿直线相连。黄铜矿矿体分布较多,颗粒较精细,集中分布在矽卡岩矿物中,呈现聚集粒状分布,少数黄铜矿被锌矿包含。矿体分布具有不均匀性,分布地表复杂的岩脉,接触面积较大,矿源中含有的化学物质成分较多。矿体类型中较少的是稀有金属矿,成矿特征受岩浆酸度性质的变化而变化。

1.4 矿山地球物理特征

矿山中的岩石密度变化具有一定的规律性,平均密度为2.54*10³kg/m³。其中,沉积岩与变质岩两种类型岩石的平均密度相差约0.01~0.02,从密度来说,对于区分岩石的类型具有一定的难度。酸性岩石的密度之间存在较小的差异,约为0~0.25*10³kg/m³。重力场的梯级带之间向北递增变化,在北面的断裂盆地中,受岩石圈断裂带的影响,岩体在构造运动中活动频繁。岩石中的弱磁性较多,磁化率较高,尤其在花岗斑岩中表现突出。在铜矿石中,矽卡岩的磁化强度较高于其他岩体,属于强磁性矿石。在矿山中,岩体的磁性正负交替,走向呈现北东向发展,在北东向的线性磁性较明显。矿区内的磁场发生波动时,磁性异常分布较密集,与隐伏岩体有关。随着矿山地层密度的减小,岩体密度的常见值逐渐接近于标准值。地层密度较地壳表层密度低,进而导致矿山重力降低。在奥陶系地层中岩石之间随着种类不同,密度之间的差异相差不大,但是,在石炭系中密度值差异较大,主要是受砾岩密度的影响。

1.5 岩浆岩地球化学特征

矿山的元素分布较多,以铜、银、锌等金属元素为主,此类元素大多数聚集在江西的北部地区,南部地区以铂、锰、镍为主,地球化学特征明显。

岩浆活动起到了一定的制约作用,导致铂元素的含量较低,与花岗岩接触带相结合,受到岩体侵入,导致断裂构造发生改变。锌元素异常大多数受凹陷地质环境的影响,叠加于铜元素异常基础上。从酸性角度分析,岩类的岩浆分异程度较高,平均值基本上都大于1,由此可知,岩石属于高碱性系列。在岩石的微量元素中,W、Bi的含量是花岗岩含量的1.52倍,受成矿条件的影响,含量的比例逐渐升高。

2 矿山深部找矿方向研究

矿产预测类型根据区域矿山构造特征为基础进行相应的找矿预测。矿床的成因受地质类型与自然环境的影响,本文对矿山深部找矿方向的类型预测如表1所示。

表1 矿山深部找矿类型预测

根据表1可知,成矿类型主要分为4种,每种类型对应的成矿元素直接影响了成矿类型,成矿区域中含有各种各样的地质单元,成矿地质条件在背景上具有一定的差异性。本文研究分析,成矿单元分为Ⅰ级找矿次级单元、Ⅱ级矿产分布省市、Ⅲ级矿床成矿地带、Ⅳ级矿化集中区、Ⅴ级矿田区。

铁矿找矿方向分为就地找矿、从深部盲区找矿、沿矿山边缘摸底找矿几种方向。矿山深部找矿对于找矿技术及理论的要求较高,在找矿过程中发现盲矿体对于矿山资源的储量具有重要意义。本文研究的找矿方向预测依据矿带的分布特征,采用1:30万的比例尺磁测图,根据地面重力的相关测量资料,收集矿区内矿体与岩石的信息。岩群中的铁矿体具有一定的相似性,岩体中含矿物质的迁移,是生产出铁矿的必要条件,其中氧化钙、氧化镁的成分较高,是主要的成矿围岩。

3 结束语

本文通过对矿山的构造特征进行研究分析,了解到了矿山的地层特征、矿区整体构造特征、矿体类型与分布位置特征、矿山地球物理特征、岩浆岩地球化学特征。根据上述构造特征,结合相应的找矿技术与方法,对我国矿产的找矿方向进行了预测。本文提出的找矿方向预测在一定程度上精准度较低,在未来的研究中,应着重研究矿山的沉降现象对找矿方向的影响。

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