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有色找礦創新:續寫老礦“春天的故事”
作者:ben    文章來源:中國鎢業新聞網    更新時間:2011-3-11 14:43:32

有色找礦創新:續寫老礦“春天的故事”


   現代成礦、預測理論,新的成礦、找礦模式等,助力礦山深邊部找礦
  我國有10多萬個生產礦山,其中大型骨干礦山2000多個,2000多萬人從事礦業。改革開放以來,我國礦業有了很大發展,2009年全國生產鋼5.8億噸,有色金屬2600多萬噸,其中鋁1280萬噸,鉛鋅800萬噸,銅410多萬噸,金334噸,水泥15億噸,煤25億噸,均占世界首位。
  我國正處于工業化進程中,人口增長和經濟發展的雙重需要,對礦產資源的消費與需求日漸強勁。以有色金屬為例,1990年以來10種有色金屬產量年增長率一直大于10%,并連續6年位居世界第一位。中國地質學會礦山地質專業委員會主任汪貽水介紹道,但是,由于我國目前有限的礦產地質勘查工作轉入新區和邊遠地區,礦山的地質勘探工作嚴重削弱,可接續生產的資源基地匱乏,1/3的礦山面臨資源枯竭而關閉。為了促進礦山持續發展,2006年《國務院關于加強地質工作的決定》中特別強調,要做好礦山地質工作,這對推動我國礦山地質和礦山找礦工作,促進礦業持續發展具有里程碑意義。
  據汪貽水介紹,近年來我國礦山深邊部找礦的實踐證實,應用現代成礦、預測理論,沖破傳統認識誤區,建立新的成礦、找礦模式,使用現代預測技術大膽驗證,是礦山找礦取得突破的成功之路。
  西部礦業股份有限公司副總經理李義邦介紹了青海省錫鐵山鉛鋅礦深邊部獲得找礦突破的經驗。錫鐵山鉛鋅礦是青海省目前最大的有色金屬礦山,該礦從1992年起連續5年進行礦山深邊部找礦工作。由于深部出現無礦帶,礦山深部地段的找礦潛力不樂觀,原計劃于2004年將礦山生產能力降為45萬噸/年,2010年前關閉礦山。

 事情有了轉機。
  1996年以后,科研人員通過對礦山地質資料的二次開發和多項專題研究,礦區深邊部找礦不斷取得重大突破。2001年,在礦區深部發現厚大的大理巖型鉛鋅礦體,確立深部存在主礦體。同時證明,所謂的無礦帶只代表原始沉積盆地的局部高地,而且這種無礦帶在空間上有規律地分布。因此,錫鐵山2001年~2002年新增鉛鋅金屬儲量171.88萬噸。
  2007年,成礦理論的創新再次給錫鐵山帶來好運:在錫鐵山鉛鋅礦地質找礦研討會上,與會專家首次提出海底熱水噴流沉積成礦的新認識。由于該類型礦床在世界范圍內規模最小者為鉛鋅金屬量700萬噸,而錫鐵山鉛鋅礦那時僅探明270多萬噸金屬量,說明仍有巨大的找礦前景。依據新理論,錫鐵山礦區發現了以火山噴流礦化為特征的新靶區,深邊部地質找礦取得重大突破。截至2009年年底,礦山累計新增鉛鋅金屬量290.60萬噸,從大型變為特大型。
  如果不提出錫鐵山鉛鋅礦床的成因類型為SEDEX型,則研究者會沿襲以往的火山巖型成礦模式,將研究重點放在由中基性火山巖變質而成的綠片巖相上。李義邦說,隨著成礦理論上的創新,我們建立了新的礦床成礦模式,重新認識礦區深邊部及外圍成礦地質條件,突破找礦禁區,有目的地指導找礦勘探工作,找礦獲得不斷突破。
  安徽省銅陵市銅山銅礦是創新成礦理論,獲得深部找礦突破的又一例子。銅陵市銅山銅礦建于1959年,經幾十年開采,資源儲量瀕臨枯竭。據銅陵有色金屬集團地質勘查分公司經理王建青介紹,2004年年底,該集團根據統一部署,開展了銅山銅礦等礦山的資源潛力調查工作,對鳳凰山藥園山、相思樹預測區開展了成礦系列、礦體分布與側伏規律研究。科研人員應用現代成礦理論和統計預測方法,建立了多級控礦模型,在銅山深部前山南礦段進行了鉆探與坑探驗證,探獲累計厚度53米、含銅2.8%、金6/噸的富厚礦體,銅金屬量(334)15萬噸,并在礦體中發現了共生鉬礦體。同時,預測清水塘、仙人沖、朱家山、南泉鮑等有找礦前景。銅陵礦區突破單一成礦觀點,總結并運用冬瓜山式層控疊加改造矽卡巖型認識,是在銅山深部發現同類型礦體的關鍵。王建青說。
  廣東凡口鉛鋅礦的劉慎波博士對凡口鉛鋅礦近5年的地質找礦成果進行了總結。據他介紹,2005年以來,凡口鉛鋅礦每年投入探礦專項費用約1500萬元,開展礦區深邊部的地質找礦工作。在此基礎上實施接替資源勘查項目,在成礦地質條件、找礦空間、勘查技術方法等方面取得新認識,使整個礦區的找礦成果有了新突破。
   通過遙感和地質圖修測,對礦區的構造有了新認識,發現了多條具有區域性規模的斷裂構造,重建了凡口礦區及其外圍的地質構造格局,提出凡口礦區成礦構造 是海西晚期印支期受邊界條件控制的遞進變形產物,并認為,北西向斷裂控制礦帶的延伸范圍,北東向斷層控制礦帶的就位,近東西向背斜構造及部分北西向斷層 控制礦化集中段的分布。劉慎波說,通過礦體定位預測圈定外圍找礦靶區,近5年新增鉛鋅金屬量120萬噸以上,預計整個凡口礦區累計探明的鉛鋅金屬資源儲量將超過1000萬噸。

 技術方法手段的優化集成,是深邊部找礦獲得突破的保證

  研討班上,福建紫金礦業東南地勘公司總經理張錦章在《紫金銅金礦創新地質工作方法提高地質找礦效果》的報告中建議,礦山日常生產過程中應開展資源動態評價,達到可采儲量與經濟效益增長最大化。 不要把工業指標和礦體固定化,能被經濟開發利用的就是礦,否則就是石頭。  張錦章說。 

  張錦章強調,礦床工業指標的確定往往與礦床的開采技術條件,包括礦體的形態、產狀、規模、開采方法等有關,與礦石選冶性能及產品市場價格等關

系密切。同時,因為產品市場價格是變量,采選技術在不斷進步,因此礦床工業指標也在變化。

  據他介紹,福建紫金山金礦實行資源動態評價,即對勘探部門提供的勘查儲量,采用地質控制、市場經濟、生產可行性三者綜合勘探評價。采用動態的工作指標或當量工業指標評價礦床,礦山日常生產過程中采用動態品位指標圈定礦體,管理資源儲量,擴大了資源及產量效益,達到可采儲量與經濟效益增長最大化。張錦章說,以采選技術創新為突破口,我們通過降低工業指標和進一步勘查,使金礦資源儲量從原來的中小型變為特大型礦床,前后兩個階段勘查探獲的每公斤儲 量投資從3423元降為228.64元,金的可采金屬量也從5451.15千克增長為151.461噸,使金礦的可利用儲量增加了26.8倍,相當于探 26個原規模的紫金山礦床,有效地挖掘了礦區資源潛力。

  中國地質學會礦山地質專業委員會秘書長王靜純介紹說,湖南黃沙坪鉛鋅礦因為引入價格法重新評價表外礦石,也獲得可觀可采礦產資源。

  黃沙坪鉛鋅礦礦體類型復雜,除主金屬鉛鋅外,還控制和推斷與鐵礦石伴生的鎢鉬及獨立鎢鉬多金屬表外礦石量2000余萬噸。  王靜純說,該礦

山引入了價格法,對這些低品位礦石重新進行礦體界定和儲量計算,提交了可供開采和預測的資源量378716萬噸,價值幾億元,為礦山提供了資源接續基地,可使礦山生產延續3年以上,使這個近30年的呆礦變成具有可觀經濟價值和社會效益的礦區。 

  劉慎波說,找礦技術方法手段一直困擾凡口鉛鋅礦找礦。  凡口礦區及周邊地區人口密集,經濟發達,人為干擾因素多,加之厚度大、富含水的壺天群白云巖覆蓋,要求探測深度大于800米。  在歷年的勘查工作中,由于無法擇優選擇,礦山便采用各種物化探工作嘗試。  我們經對比分析認為,CSAMT和激電地井方位測井是兩種較好的方法,前者抗干擾能力強,探測深度大,分辨

率高;后者測試成果直接。  若在工作中采用大功率供電,效果將更明顯。  劉慎波說:這些研究不僅指導我們的前期勘查工作,在下一輪找礦的靶區圈定、技術方法選擇上也將起決定性作用。

 危機礦山定位預測、盲礦或隱伏礦預測的最佳化探新方法組合成熟起來

  在運用多種找礦技術方法開展有色金屬危機礦山隱伏礦定位預測中,定量確定不同找礦技術方法的有效程度,可為找礦技術的優選和集成以及深部隱伏資源的三維定位定量預測提供關鍵參數。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。

  近些年來,中南大學地學與環境工程學院彭省臨教授帶領的團隊在銅陵地區深入開展的危機礦山深邊部隱伏礦定位預測研究取得突破性進展,研究開發了Meta 分析比較法、有效度評價法、地質體三維形態分析法、控礦地質因素場模擬、成礦信息三維定量分析提取和地質三維可視化建模等新技術新方法。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。

  經典Meta分析起源于醫學領域,其基本思想是用統計學方法對收集的多個研究資料進行分析和概括。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。彭省臨教授首次將Meta分析方法移植到地學找礦預測領域,用于定量比較多種探測技術的有效程度。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。“Meta分析定量比較結果,可在開展隱伏礦定位預測的試驗剖面上用來優選最佳的找礦預測技術和最佳找礦預測技術組合。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。該方法不但可在二維剖面上進行,也能應用于一維、三維或多維空間;不但可用于不同物探技術方法的有效性定量比較,也能廣泛應用于不同化探技術方法、遙感技術方法的有效性定量比較,應用前景十分廣闊。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。

  中國冶金地質總局地球物理勘查院的高級工程師李惠表示,礦區深部找礦需解決一系列實際問題。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。如已開十幾個中段,最下部中段沿脈長2000米,還有構造或石英脈,但礦化微弱,深部還有沒有盲礦?在哪一段的深部有礦?深部鉆孔不見礦,鉆孔深部是否有盲礦?礦區深部有沒有第二第三富集帶?在勘查地球化學領域也有多種新方法,不同方法各有特長及其應用條件,哪種方法預測效果相對最好?

  李惠總結了國內、外礦區化探新方法新技術研究現狀和各種方法在礦區深部及其外圍找盲礦或隱伏礦的效果,據此提出了在礦山深部及其外圍盲礦或隱伏礦預測的最佳化探新方法及最佳方法組合:對礦山深部盲礦預測,構造疊加暈法效果顯著;在礦區為運積物厚覆蓋區尋找隱伏礦或盲礦,地電提取方法效果相對較好。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。

  北京礦產地質研究所高級工程師祝新友介紹了青海錫鐵山鉛鋅礦床斷層溝地區成礦潛力評價進展:斷層溝一帶含礦層特點與錫鐵山礦區一致,都屬于噴流鹵水與海水相互作用的產物。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。成礦系統的研究說明,中間溝斷層溝一帶,仍屬噴流沉積成礦系統的中遠端,具備形成大規模條紋條帶狀鉛鋅礦體的條件。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。

  北京科技大學資源工程系袁懷雨教授表示,目前,計算品位換算系數的產值法是錯誤的。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。袁懷雨說,有些參數,如選礦回收率和精礦品位往往隨著礦石品位的變化而變化,而冶煉回收率和精礦售價會隨著精礦品位的變化而變化。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。伴生組分品位不同,其對應的品位換算系數也不同,不能用一成不變的品位換算系數進行綜合品位的計算。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。對此,他提出了動態綜合品位計算法,并提出與綜合品位相對應的品位指標的制定方法:對可回收多種有用組分的礦床,用綜合考慮主要組分與伴生組分品位的綜合品位來圈定礦體。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。

  位于甘陜川三省交界的陽壩式銅礦,礦床外圍無明顯的成礦和賦礦跡象,加上當地山高坡陡、植被覆蓋嚴重,給找礦靶區的預測和工作部署造成很大困難。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。北京恩地公司高級工程師紀廣儉特提出用幾何推導找礦法預測這類礦床的找礦靶區。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。該法最重要的哲學意義是把時空交點的概念應用到找礦實際工作中。銅鋁鉛鋅錫鎳,中國有色網,小金屬,廢舊金屬。紀廣儉說。

 加大構造成礦研究,調整找礦思路與勘查方案,把鉆探設備開發研制放在最前列

  中國科學院院士翟裕生表示,礦床學面臨新的挑戰和機遇,必須依靠地學進步,面向資源勘查,地球系統、成礦系統、勘查系統三者結合。這是21世紀礦床研究的一個理念。

  翟裕生說:礦山深部找礦是必然趨勢,中國多數礦山有資源潛力,膠東多個金礦在1000米見礦,三山島在2000米以下見礦,目前4000米深鉆已開工。他建議:深部找礦應由淺入深、循序漸進、重點突破、量力而行,加強礦田構造研究,搞好礦產資源綜合開發利用。

  翟裕生特別強調:構造是控制礦床形成、變化、保存全過程的關鍵因素之一。實踐經驗表明,研究構造對礦床形態、產狀和分布特征的控制,能有效指導找礦、勘探和礦山開發。當前,已進入深部找礦新階段,構造成礦研究更有現實意義。他說:針對我國礦產資源的自然稟賦,應將綜合利用作為資源領域的一項基本國策,加強科技自主創新。既要加強找礦,又要充分利用已知的礦,包括易采選礦石、難采選礦石及廢石——人工礦山。兩條腿走路,這是時代的要求。

  裴榮富院士表示,21世紀礦業應向后工業發展勢態傾斜,既要大量開發礦業,又不能影響生態環境。他提出了礦產勘查和礦業可持續發展的四項科學技術模擬:固體礦產合理勘查的科學技術模擬、不同規模礦山不同開采階段合理年限的模擬、礦產勘查風險投資決策支持系統科學技術模擬、礦產資源開發5R循環經濟可持續發展的科學技術模擬。“21世紀的礦業活動,應按全球統一性和區域特殊性,不同國家、地區對礦產資源勘查程度的不均衡性和礦業活動的自然屬性,深化認識礦產資源調查評價的全球統一性和區域成礦的特殊性,才能在此基礎上,完成地質找礦勘查目標。采用四項科學技術模擬實現代表性地區礦產勘查示范研究突破,將是今后礦業決策和開發的重要發展方向。

  汪貽水表示,由于成礦作用的復雜性及地表找礦資料的局限性,礦山找礦應充分利用開采坑道的地質資料,使更多的深邊部找礦信息集成,勘查思路不斷創新。礦山深部找礦,應根據礦區成礦地質條件和成礦作用的主導因素,透徹剖析本區的成礦控制條件和邊、深部找礦標志,建立本區的找礦模型,圈定找礦靶區,制定適用于本區的勘查方案,篩選有效的技術方法手段。在工程驗證過程中,密切關注勘探施工效果與異常解譯,特別要重視那些與預測相左的地質現象和新情況,及時調整找礦思路與勘查方案,不斷深化和完善對礦床成礦規律的認識。汪貽水說。

  中國地質學會礦山地質專業委員會副主任方嘯虎表示,隨著國民經濟的高速發展,國家對鉆探的要求發生了很大改變:固體礦產資源的急需、近海礦產資源鉆探、干旱地區的空氣泡沫鉆探、海底可燃冰鉆探、電力工程鉆探、地熱鉆探、深孔超深孔的科學研究鉆探、月球遙控取巖心鉆探、地災防范鉆探、極地厚層冰層的鉆探等,都對鉆探技術和工藝提出更高要求。我們一定要樹雄心,把鉆探和鉆探設備開發研制放在最前列。

  根據已有的找礦經驗,李義邦提出,在礦區深邊部及外圍地質找礦要遵循由已知到未知、由淺部到深部、由近到遠、由點到面的原則,運用地、物、化及鉆探綜合找礦手段,做到找礦勘探和地質科研相結合、成礦理論預測與工程驗證相結合,科學合理地開展各項地質找礦工作。劉慎波則表示:勘查工作要有耐心,根據新地質情況不斷調整思路;要重視探邊、掃盲工程,重視尋找小盲礦體。

 

 


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