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本次接替资源找矿的经验教训及启示意义

来源:www.dbkyw.com   时间:2021-10-28 15:50   点击:289  编辑:admin   手机版

3.12.1 矿田找矿的经验及教训

3.12.1.1 以地质填图为主的基础地质工作是矿区找矿突破的关键

矿区基础地质工作程度是制约矿区找矿突破的主导因素。通过近年来在矿区的找矿实践,下面2个方面成矿规律认识的突破在勘查工作中起到积极作用。

(1)成矿环境再认识,奠定了本区找矿理论基础

1)通过区域地质演化分析,认为本区成矿与华力西期华北板块与西伯利亚板块碰撞造山有关,为岛弧或陆缘弧造山环境,具有形成典型斑岩型矿床有利条件。首次确立了本区斑岩-浅成低温热液成矿系统,按照新的找矿思路开展接替资源找矿,从而取得突破性新进展。建立了脉型、斑岩型矿化类型,Au、Cu、Mo等不同矿化元素的分带规律。

2)建立了矿区不同矿化类型找矿标志,初步研究了矿化蚀变分带特征,为下一步找矿奠定基础。金矿化与硅化关系密切,马尾丝状烟灰色石英细、网脉是找矿的主要标志。相伴随出现的蚀变有绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、黄铁矿化和碳酸盐化。

(2)矿田构造体系分析,是矿田突破的关键

根据矿田构造填图,建立了矿田NW、NE向断裂构造“菱形格子状”控矿构造格局,新圈定了Ⅱ矿带,提出“结点控矿”模型和破火山机构控矿模型。需要特别指出的是,高精度遥感数据(如ETM,SPOT,QuickBird等)对查明矿田构造系统具有重要作用。

3.12.1.2 地球化学测量方法是基岩裸露区找矿有效指示作用

矿区开展过1∶5万、1∶1万岩屑(土壤)地球化学测量和1∶2000地球化学剖面测量,均在矿区圈出明显的化探异常,对Ⅰ号矿带发现起到很大作用。发现了Ⅱ矿带边部异常,为Ⅱ矿带含矿性重新认识起到一定指导作用。问题是该方法仅仅针对基岩裸露区有一定指示作用,而如Ⅱ矿带主矿体等位于现代风成沙下面,化探方法并不适用,或者说常规化探方法受到限制。正是因为这个原因,导致Ⅱ矿带前人未发现,本次找矿也因为这个因素对主矿体赋矿部位花费了大量时间进行摸索。需要研制、开发针对内蒙古风成沙覆盖区地球化学找矿的方法。

3.12.1.3 电法、电磁法对构造体系建立有一定指导作用

工作区多位于覆盖区,基础地质工作难以开展,不仅是地表,而且深部信息难以获取,尤其是与成矿有关的成矿地质体———中酸性岩浆岩多为隐伏岩体,控矿关键因素———构造的三维空间分布特征,需要有效的物探方法来取得。本次工作开展了高密度电法和EH4连续电导率剖面测量,结果表明物探方法对构造体系建立有一定指导作用。尤其是通过EH4和高密度电法测量,认识到Ⅱ矿带的存在,但对具体赋矿部位、隐伏岩体位置提供的信息不多。本次利用物探方法指导找矿效果不是很明显,不是方法本身问题,而是我们的工作开展不系统,工作部署只是蜻蜓点水,致使不能宏观、全面分析矿田地质问题。

3.12.1.4 深部探测的关键是大量的工程控制

在正确的矿床模型指导下,地球物理深部填图技术、地球化学深穿透技术,可以推测深部大致什么位置可能有某种矿体的存在。但确认深部是否有矿体和多大规模,必须有大量工程的控制,密集深钻和连续向下开凿。尤其是类似本工作区,地表露头少,地质情况不清,需要大胆进行工程验证。

3.12.2 矿床发现的意义与启示

3.12.2.1 华北板块北缘首个大型独立隐伏斑岩型金矿床

华北板块北部是我国重要的金-多金属成矿带。长期以来,人们对本区成矿研究的焦点和找矿的主要精力都集中在华北板块北缘(陆块)区。成矿作用主要受控于前寒武纪的结晶基底、区域性的深大断裂带和中生代火山-岩浆活动。显然,由于本区发现的成型金矿床较少,而作为古生代典型的岛弧(大陆弧)构造-岩浆岩带这一对于成矿十分有利的构造环境反而不被人们所重视。但从世界范围内看,与板块俯冲有关的沟-弧-盆环境是铜、金矿床最重要的成矿背景之一。也就是说,只要确定存在着与板块俯冲作用相关沟-弧-盆环境,就必然能在其中寻找到典型的斑岩型铜-金等多金属矿床。因而,华北板块北部地区的这一典型的沟-弧-盆体系内的岛弧构造-岩浆带中长期没有发现与其环境配套的斑岩型矿床,便成为地质和矿床领域一个困扰人们的不解之谜。

毕力赫金矿床为独立的大型高品位斑岩型金矿床,在华北板块北缘地区为首次发现,具有典型性和代表性(葛良胜等,2009)。从一个侧面证明了长期不被人们重视的华北板块北部的古生代岛弧增生带不仅是一个十分重要的成矿地质环境,也的的确确形成了与环境相匹配的矿床类型,且具有十分突出的特点。由此,在一定程度上了本区长期困扰人们的一个重要的科学谜题。由于斑岩型矿床的成群、成带分布性,可以肯定的是,随着找矿勘查工作的逐步推进和深入,类似的矿床将会在本区及区域相似的环境内不断发现,从而体现出矿床发现过程及其类型的确定对于区域相似地质环境内类似矿床的寻找和勘查具有重大示范意义。

3.12.2.2 华北板块北部晚古生代汇聚板块构造体系的新证据

陈衍景等(2010)指出,矿床是一种独特而复杂的地质体,往往是多种地质过程综合作用的结果,更全面或完整地记录了地球演化的过程,避开了某些简单地质体只能给出某方面信息的片面性。在各类地质体中,只有矿床是经过了大量工程勘查的地质体,其三维形态、内部结构、元素和矿物组分特征及其变化被详细而准确地揭示出来,使基于矿床研究而得出的关于地球动力学演化的认识具有更高的可靠性。而矿床是成矿系统的产物,因此,成矿系统的形成也具有地球动力学的指针意义。

尽管古亚洲洋自西向东逐渐闭合,中亚造山带以古生代大陆增生强烈为特征,晚古生代岩浆弧及岩浆-流体成矿系统的广泛发育已属不争的事实(陈衍景,2010)。但是,晚古生代岩浆弧是否能够延伸至华北克拉通北缘的“内蒙地轴”一带,能否形成重要矿床,人们普遍研究较少或认识不清。另一方面,在承认华北板块北缘古生代增生过程的前提下,但板块增生的时限、增生构造单元的空间配置等也存在着不同认识。

陈衍景等(2010)在总结973项目“华北大陆边缘造山过程与成矿”的研究成果时,认为基本可以肯定华北古陆北缘发育晚古生代岩浆弧,岩浆弧空间范围总体以“内蒙地轴”为中心位置,自西向东持续时间增长,至吉林东部可能延迟到三叠纪初;而且,晚古生代弧岩浆活动可能有早、晚2个主要期次。其中第一期发生在泥盆纪—石炭纪,时限在380~324Ma,岩石组合为正长岩、二长岩、二长闪长岩及基性岩(辉石岩及角闪石岩),岩体主要起源于岩石圈地幔部分熔融,并有古老地壳物质的混染。偏碱性者多分布在内蒙地轴南侧,分布受近EW向深大断裂制约,与东坪金矿区、哈达门沟金矿等有成因联系,也与后仙峪硼矿区矿体与闪长岩脉接触带蚀变岩的金云母氩-氩坪年龄为(386.53±3.9)Ma(MS-DW=1.4)(汤好书等,2009)相一致。但由于岩浆活动和相关的矿床均产出在华北板块内部,因而它们究竟是否能够代表活动大陆边缘岩浆岩特征,尚不确定。第2期岩浆活动为晚石炭世—二叠纪,分布范围较广,岩性组合主要为角闪辉长岩、闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩,岩体侵位年龄为324~259Ma。岩石化学以钙碱性-高钾钙碱性、准铝质及SiO2含量变化大为特征。花岗质岩石普遍具Ⅰ型花岗岩及埃达克质岩特征。大多数石炭纪岩体(如隆化、波罗诺、虎什哈岩体等)具有较低的全岩εNd(t)值(-17.1~-11.5)及锆石εHf(t)值(-38.3~-11.2),表明其源于古老下地壳物质的重熔。岩石组合、岩石化学及同位素地球化学特征表明其形成于安第斯型大陆边缘,与古亚洲洋板块向华北地块的俯冲有关,并导致了内蒙古车户沟斑岩铜-钼矿床(Wan等,2009)、哈达庙斑岩型金矿(鲁颖淮等,2009)和吉林小西南岔斑岩-矽卡岩型铜-金矿床等一批矿床的形成。其中,车户沟矿床的细脉状黄铜矿Rb-Sr等时线年龄为(260±14)Ma(Wan等,2009),浸染状辉钼矿Re-Os等时线年龄为(258±3)Ma;哈达庙金矿成矿斑岩锆石LA-ICP-MS铀-铅年龄为(271.8±3.3)Ma(鲁颖淮等,2009);小西南岔含矿高镁闪长岩SHRIMP锆石年龄为(257±3)Ma。本文的讨论表明,与晚古生代板块俯冲作用相关的弧岩浆成矿事件在区域上是确实存在的。

毕力赫和哈达庙地区的晚古生代花岗岩体从空间上看,位于华北板块北部的增生带中,而不是位于华北板块北缘(内部);从其岩石地球化学特征上看,则反映的是岛弧或陆缘弧构造-岩浆环境产物特点;从时间上看,它们形成于早华力西期末(272~254Ma)。此时,本区正处于早古生代温都尔庙-西拉木伦增生过程的末期和晚古生代二道井-查干诺尔增生过程的加速阶段。考虑到古亚洲洋的封闭是自西向东渐次进行的,因此,晚古生代的毕力赫—哈达庙一带可能会同时受到这2个增生过程的共同影响,其岩浆活动可能受南北2个不同深度俯冲作用的控制,其地球化学特征表现出兼具岛弧和陆缘弧岩浆岩特点的复杂性。一方面反映了白乃庙岛弧可能东延至镶黄旗一带,另一方面则表征了北部洋壳板块俯冲作用的存在,从而从矿床学的角度对华北板块北缘地区与古亚洲洋俯冲事件相关的汇聚构造体系的确立提供了新证据。

3.12.2.3 华北北部基础地质一些认识值得进一步探索

华北北部的基础地质工作经过了长达近百年的历史。对毕力赫金矿床所在的白乃庙—镶黄旗一带区域构造演化的认识也有了较深入的研究。尽管人们都承认在华北板块北部曾经历了古元古代—中元古代的板块边缘裂陷、中新元古代—古生代的大陆边缘增生和中生代的陆内构造活动过程,但这并不是说,人们对其中的地层、构造、岩浆岩活动特点的认识就不存在任何问题。在前面的讨论中,我们曾经指出,出露于本区的一套中基性-中酸性火山岩类,即所谓的上侏罗统玛尼吐组和白音高老组,过去就被长期认为是中生代陆内火山裂(断)陷盆地的产物。同时还认为,这些火山裂(断)陷盆地的形成与东部太平洋板块中生代以来向西的俯冲加剧有关。通过区域对比,确定为形成于晚侏罗世。区域大量紫红色花岗斑岩(脉)侵入于其中,因而也认为是中生代(燕山期)岩浆活动的产物。这种认识广为人们接受,并写入了区域地质志等经典文献中。但本次对毕力赫地区侵入于玛尼吐组和白音高老组的花岗闪长斑岩、花岗斑岩等不同类型的花岗岩类中辉钼矿Re-Os和单颗粒锆石的U-PbSHRIMP精确定年成果表明,它们形成于晚古生代早期,时间大致处于254~271Ma。这从侧面证明了被侵入的火山岩不会晚于这一时间,因而不可能是中生代岩浆活动的产物,而更可能是晚古生代早期弧火山岩浆作用的结果。表明了华北板块北缘地区的一些岩石地层单位的时代确定需要开展进一步工作。这对于本区地质构造演化和岩浆活动的规律、性质以及区域构造格架等具有重大影响。因为,如果此前确定属于中生代的火山岩类实为晚古生代形成,则表明,本区中生代并未发生如此强烈的火山岩浆活动,缺乏这一时期的火山-沉积作用,进而又说明了该区在此时期实际上处于隆起剥蚀的状态,而没有形成所谓的裂陷火山盆地。NE向构造多具新生性,并作为太平洋板块向西俯冲的远程效应,没有形成明显的断陷和隆起。

3.12.2.4 全国危机黄金矿山接替资源勘查突破的典型示范

我国25种主要金属矿产415座大中型矿山资源量统计,192座(占46.2%)面临不同程度的资源危机,加强矿山深部和外围的接替资源勘查找矿工作,发现新的接替资源,延长矿山寿命,维护社会稳定,扩大社会就业,是当前众多矿山面临的紧迫任务。这不仅可以缓解资源供应的紧缺状况,促进矿业可持续发展,还有助于矿区和矿城的职工就业和社会稳定,保护国家资源安全,因而有着重要的社会和经济意义(翟裕生,2004)。但许多矿山由于勘查工作没有及时跟上,不同程度地面临着严重资源危机。据全国危机矿山(黄金矿山部分)资源潜力调查(2008年报告),在120座大中型黄金矿山中有107座存在不同程度(包括严重、中度和轻度)的资源危机,占全部参加调查矿山总数的89.2%,其中部分矿山已达到濒临闭坑的程度;仅有9座矿山不存在资源危机,占全部参加调查矿山总数的7.5%。

虽然中国东部主要黄金矿山经历长期开采,表面上看,多数资源濒临枯竭,但其中绝大多数在深部和周边仍有较大的找矿潜力。一些矿山管理部门由于没有重视并开展翔实的地质科研和勘查工作,不重视后备资源的储备,坐吃山空而不得不倒闭,实际上是对社会、对资源的一种不负责任的表现。另一方面,也存在着一些矿山面临着资源日益减少的局面,通过组织矿山技术人员,乃至邀请国内一些专家学者对矿山资源勘查工作进行了不同层次的研究、指导,但却不见效果的现象。对于这种现象应从两个角度去分析。首先是否对矿山资源潜力进行了科学合理的分析与评价。只有在科学上认为具有找矿潜力的矿山才具有勘查突破的基础和前提;二是矿山地质科研和勘查工作组织是否科学和得当。矿山地质科研和勘查是一项实践性极强的科学工作,纯粹的理论研究也许会取到些许多的指导,但却无法在短期内满足矿山对于资源的迫切需求。因此,如何针对矿山的实际情况,制定出合理有效的找矿勘查思路和技术方法组合,对于加速危机矿山接替资源找矿突破具有重要意义。

正如前述,内蒙古毕力赫金矿就是一个服务年限不足2年的资源严重危机矿山。通过本次科研找矿工作,最终实现了接替资源勘查的重大突破,可以认为是我国黄金矿山接替资源勘查取得成功的一个典型示例。

3.12.2.5 找矿勘查模型在相似区域具有广阔的推广应用前景

内蒙古中东部地区处于西北部沙漠戈壁和东南部草原覆盖的过渡区。区域地势相对平坦,局部出现低缓的沙丘和宽阔的季节性河谷。干旱少雨,受强烈的风沙影响,普遍不同程度地覆盖有风成沙堆积。虽然覆盖普遍不厚,但岩石露头却相当有限。这种特殊的地质地理景观对找矿工作的部署和实施具有明显的影响,已成为制约本区地质找矿突破的一个重要问题。

本区前人的找矿实践表明,在其他地区能够发挥较好找矿效果的以土壤和水系沉积物测量所圈的化探异常找矿,即主要依据异常本身的性质及已有经验就异常而评价异常的传统思路在本区却面临着挑战,或者说暴露出弊端。例如该区常见无Au的区域化探异常,但却存在金的矿(化)体,反过来,具有较好的金异常区却屡经做工作未能发现有意义的矿化现象。造成这种不正常现象的主要原因正在于前面已经分析的风成沙、平缓地貌、水系不发育等因素对于化探异常的干扰所致。此外,即使是同一种找矿方法,在不同景观区也存在着具体应用上的差异性,如就化探而言,取样的方法,取样点的布置,取样介质、深度,样品的处理方法等要根据不同地区的特点而试验设定。因此,面积性的基础地质和物化遥等工作要严格按相应的规范实施,而目的性很强的,主要服务于找矿现实需要的化探工作则可根据实际情况予以灵活考虑。

我们在内蒙古毕力赫矿区的科研和勘查工作中,部署了不同比例尺的地质、物化探和遥感工作,从手段方法上看,都是传统的技术方法,并无新颖之处。但从每一种方法的具体部署实施、工作内容以及解决问题的层面看,则具有明显的针对性和侧重点。部署的遥感地质工作,主要目的是从更大的区域角度,基本查明控制矿区和矿床的构造系统,由于露头不好,因而不去过分关注人们常常开展的蚀变信息提取工作;部署的地质测量工作,主要以查明矿区地质特征和矿化蚀变特征为目的,重点工作放在对火山、次火山机构和斑岩体的查明与识别上,同时关注地表石英脉、构造破碎带等可能成为矿化的目标体;部署的化探工作主要目的是验证异常的真实性,并提供进一步工作的矿化信息。在剖面设置和取样上,采取短剖面方法,针对构造蚀变带等开展,取样介质上尽量以岩屑为主,个别无法采取岩屑的位置,采取土壤样品,但必须剔除风成沙的干扰,以使结果更加可靠。部署的物探工作主要针对断裂及其含矿性评价,选用浅部与深部精度互补的地球物理探测技术。通过上述工作的有机配合,结合各种方法手段获取成果信息的综合分析和评价,一步一步接近勘查突破的目标,并最终达到了工作的目的。

3.12.2.6 促进区域经济稳定可持续发展,具有巨大的经济社会效益

毕力赫大型斑岩型金矿的发现,为区域经济发展和我国黄金行业作出新的贡献。探明的资源储量按现有矿山年6万t生产规模,可以延长矿山服务年限130年。矿山扩大生产规模,按年30万t生产规模,矿山服务年限30年,可以稳定就业人数1000人。按现价格,资源利用率80%计算,潜在经济价值超过40亿元。

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