锡矿山童家院矿床成矿规律及找矿方向论文

2022-12-30 09:38:23 来源: 作者:lvyifei
摘要:摘要:近几年,我们国家对于矿产资源的开发、利用和保护都做出了相应的政策特别是稀有金属的开采与生产后期的维护都有了相当多的要求,由此可以看出,国家对于矿产资源后期的维护以及对原有矿产资源的进一步开发,都非常的重视,锡矿山童家院矿床作为我国开发比较早的一批矿产资源一直开发到现在,已经有了非常久的时间,其矿产资源已经开始下降,地质品位逐年降低。因此寻找出新的工业矿体对矿山的持续发展有非常重要的意义,笔者认为要想寻找新的工业矿体,首先便是要对生产区域内已有工程控制的地质资料进行整理和综合分析,总结矿产资源在该区域
摘要:近几年,我们国家对于矿产资源的开发、利用和保护都做出了相应的政策特别是稀有金属的开采与生产后期的维护都有了相当多的要求,由此可以看出,国家对于矿产资源后期的维护以及对原有矿产资源的进一步开发,都非常的重视,锡矿山童家院矿床作为我国开发比较早的一批矿产资源一直开发到现在,已经有了非常久的时间,其矿产资源已经开始下降,地质品位逐年降低。因此寻找出新的工业矿体对矿山的持续发展有非常重要的意义,笔者认为要想寻找新的工业矿体,首先便是要对生产区域内已有工程控制的地质资料进行整理和综合分析,总结矿产资源在该区域的成矿规律,再根据其成矿规律及相关地质资料圈定预测找矿靶区,并运用合理的勘探方法,进行工程验证从而获得新的工业矿体。本文简单分析了童家院矿床的成因、矿区地质、成矿规律以及本人在实际勘查工作中的经验与认识,对找矿方向提出了一点看法供大家参考。
关键词:童家院矿床;成矿规律;找矿方向
中国的矿业资源及主要开发是在20世纪80年代国家进行全面改革开放之后,地质工作在稀有金属方面开始大量投入,同时,勘测出非常多的矿产资源,并且我国的金属勘测及成矿规律方面的知识也是在这时候开始飞速发展的在改革开放之后,对于稀有金属的开发取得了非常巨大的成功,这其中包括对新种类矿床的发现,以及老矿床规模的扩大,形成了一大批稀有金属矿山企业,童家院矿床是锡矿山闪星锑业责任有限公司采选厂的核心部位和主要开采区域。经过近120年的开采,资源面临枯竭,矿石品位越来越低。锑矿是我国重要的矿产资源并且属于不可再生资源,因此保护好矿区的有效开发非常重要,同时不能随意对矿区进行开采,寻找新的工业矿体,延长本矿山服务年限迫在眉睫。
1金属矿床成矿时期
中国金属矿山在中国各地均有不同程度的分布,在中国各地的金属矿山资源集中区,也均散布着不同种类的金属矿山资源。但通过对不同种类的现有金属材料矿资源进行分类不难发现,由于单个种类的金属材料矿集区数量相对稀少,因此往往相同种类金属材料矿会同时散布于不同的矿集区,这也表明了在一个矿集区中往往出现着较为多种类的金属材料矿。矿藏成因一般以新生代和中生代居多,这一时期产生的金属材料矿量约占总矿藏数的70%左右。
2锑矿的作用与开发意义
锑是一种银白色、易碎且不易延展的金属,是电和热的不良导体。其合金和化合物广泛应用于各个工业部门。锑的主要用途是其氧化物三氧化二锑,用于制造耐火材料。除了含卤素的聚合物阻燃剂,它几乎总是与卤化物阻燃剂一起使用。三氧化二锑形成卤化锑的过程可以减缓燃烧,这是其阻燃效果的原因。这些化合物与氢原子、氧原子和羟基自由基发生反应,最终将火扑灭。中国是世界上发现和利用锑较早的国家之一。明朝末年(1541年),世界上最大的锑矿产地湖南锡矿被发现,但当时锑被误认为锡,因此被称为锡矿。锑是中国的主要矿物之一。多年来,其储量和产量一直位居世界第一。然而,目前我国锑资源消耗迅速,资源形势不容乐观。因此,做好锑矿资源的延长使用,开发新的锑矿资源非常重要。
3童家院矿床及其成因
传统的矿山工作,其工作方式较为单一,并且对于成矿规律的深入研究不到位,相关的人员也无法确定找矿方向,很难实现旧矿场新资源的有效开发和利用,因此,对矿山成矿规律与找矿方向展开详细探讨非常重要,针对锑矿矿区岩石特征以及成矿特点我们童家院矿床位于锡矿山复式背斜东翼的次一级构造童家院背斜中,童家院背斜,轴向NE35°,长约2000m,轴部出露了长龙界页岩及锡矿山组,西翼被分支大断层F3切割;东翼平缓,倾角20°~30°,硅化灰岩为含矿层,区域内断裂构造发育并和成矿关系密切。同时,通过近些年来专业学者对于锑矿成矿规律的不断总结,可以判断出,在童家院矿床背斜东翼可能存在新的矿区。
对于锡矿山锑矿矿床成矿的规律科学界一直在进行讨论,一直以来,锡矿山锑矿矿床被定性为远离岩浆岩的低温热液矿床或远温热液矿床。由于成矿理论的不断发展,争论越来越激烈,出现了古岩溶、沉积改造、深源岩浆热液、热卤水成矿等说法。目前此还没有统一的定论。
4矿区地质
4.1地层
出露的主要地层为泥盆系上统锡矿山组和佘田桥组灰岩段。其佘田桥组灰岩段(D3S2)为矿床的主要含矿地层,厚度约为220m,自上而下分为27小层,其奇数层为灰岩,有利于硅化和成矿,偶数层为页岩,不易硅化和矿化,但起分层遮档作用。4.2构造
区域位于锡矿山矿田短轴背斜的北部,轴向30°~40°。范围内节理发育,破碎带沿岩层走向、倾向均延伸较远,其中多由黄泥充填,风化现象明显,局部见喀斯特(KARST)地貌。如童家院六中段中沿脉5线的大溶洞,其上部的矿体富集且品位较高。
主要断裂有:F3、F215、F217、F219等。
(1)断层F219:本断裂在童家院矿床六中段揭露于6线-14线,其走向330°~340°,倾角75°以上。两端倾向相反,北西端倾向南西;南东端倾向北东,呈“S”型,断裂面平直光滑。该断层为童家院矿床的主要导矿构造。
(2)断层F217:本断裂在童家院矿床六中段揭露于13线-15线,其走向320°~340°,倾向南东,倾角60°~75°(正断层),上下盘岩层错动5m~10m,该断层延伸较大,延长较远。且对下部中段的岩层层位有较大影响(在七中段17线可见其南东端)。
(3)断层F4:本断裂在童家院矿床六中段6101采~6102采东部及9线、11线探巷揭露,其走向10°~20°,倾向55°~80°(正断层),上下盘岩层错动6m~8m,南北分别被F217、F219所切。其靠近F217端断面不明显,多由灰岩风化后的产物充填,且矿体氧化流失现象明显,其靠近F219端断面平整且矿体富集。
F3断层是该区域出露的大断层,整体走向约为NE30°,倾向NW。断层切割童家院背斜,属于童家院矿床的早期构造。在童家院背斜核部(有容矿空间)与有利含矿层交汇部位及其附近形成富厚矿体。属张扭性的正断层,为本区域的主要控矿断层。
F215、F217、F219等这一系列断裂其走向320°~340°,其切割F3,是童家院矿床的主要导矿构造,对后期成矿有重要意义。特别是在F219区域矿体富集、品位较高且连续性好。
4.3岩浆岩
在本区域内暂无岩浆岩出露。
5矿床地质特征
童家院矿区位于锡矿山矿田短轴背斜的北部,轴向30°~40°,矿床西翼被F3(产状:走向N55°E,倾向NW倾角50°~30°,上陡下缓)所切割,其矿床成因类型为中、低温热液矿床,锑矿主要赋存在上泥盆统佘田桥组灰岩段,硅化与矿化密切相关,矿化必有硅化,但有硅化不一定会有矿化。矿体具有多层性,主要位于背斜的核部或近翼部,呈层状、似层状、凸镜状、脉状等。
5.1矿体特征
童家院矿床六中段矿体分为两类,其矿体成因基本一致,但它们的形态、产状、规模差别较大。
1类矿:受总遮挡层(D3x1+D3s3)控制,其产状与地层基本一致。以形态简单、产状、厚度稳定,品位较好,连续性较好为其特征。主要分布在背斜核部。背斜核部构造力形成的节理、断裂及层间剥离空间为矿体的容矿空间。
2类矿:受D3s2岩性(D3s2-7~D3s1)小层控制,主矿体产于D3s2-7上部的层间破碎带中,受区域小断层控制,矿体走向与断层走向一致;呈似层状、侧羽状产出,其上、下盘都有矿化。矿体顶板基本与岩层顶板一致,但矿体底板凹凸不平,形态复杂,变化大。以厚度大、品位富、形态复杂、连续性欠佳为特征。5.2矿石矿物组成、结构、构造区域内的矿石类型主要为石英-辉锑矿。主要有用矿物为辉锑矿,次生矿物为锑华、锑赭石;脉石矿物以石英为主,次为方解石。矿脉常与石英共生,或被石英脉穿插。如:6202采场内,可见矿脉沿石英脉产出,矿脉位于石英脉上下部。
矿石结构:矿体内绝大部分矿石以充填结构、交代结构、镶嵌结构赋存于硅化灰岩中,只有在矿体较富的矿块体段中有及少量辉锑矿以自形晶见于晶洞中,形成辉锑矿晶族。如:在6102采第一分层顶部,曾见一个辉锑矿晶洞(约30cm*40cm*40cm)。
矿石构造:矿床内矿体一般呈致密块状、浸染状、角砾状。
5.3成矿时期
该矿床形成于晚侏罗世~早白垩世期间。早期成矿年龄为:155.5±1.1MA年,晚其成矿年龄为:124.1±3.7MA年。
5.4围岩蚀变
矿床围岩蚀变可见硅化、方解石化。但以硅化最为强烈,且与成矿直接相关。有矿化必有硅化,但有硅化不一定有矿化。矿床硅化越往深部硅化越弱;断层附近强,远离断层较弱。硅化一般具有多期性,早期的硅化是成矿的先导,一般矿化较弱;中期的硅化是主要的成矿阶段,矿化较强;晚期的硅化常伴生有碳酸盐化,成矿接近尾声,矿化较弱。在F219附近D3s2各小层中,灰岩层常见硅化,但在远离断层附近的同层位中如:童家院矿床六中段14线~26线灰岩层刚未硅化现象,而是以方解石化为主。
矿床内的方解石化分为二种,一种为与锑矿形成有关的方解石(成矿早期方解石),晶形较复杂,晶体粒度较小,一般小于20cm,常与辉锑矿、石英共生。另一种为与锑矿形成无关的方解石(成矿晚期方解石),其晶体粒度较大,一般大于20cm,晶形较为完整,主要分布在矿体下部的硅化灰岩的溶洞、断裂、节理等裂隙中。
6成矿规律与找矿方向
6.1成矿方式
本矿床属低温热液矿床,其成因方法大致包括:热充填作用与交代作用。
充填作用:当气体水溶液在物理化学条件不活泼的围岩中流淌时,气体通常与围岩相互之间缺乏强烈的物理化学反映和化学物质的相互交换,而气体水溶液中的有用部分往往是受到物理或生化条件改变的影响,而直接沉积于围岩裂缝和空隙中,这些作用称为充填作用。其所产生的矿体形态产状主要受结构环境影响,其中又以脉形矿体较为普遍,矿脉与围岩的结构分界明确。矿物形态常具梳状、晶簇形、对称条带型等。
交代效应:气水溶液在物理化学性质比较活跃的围岩裂缝和孔洞中流淌时,气水溶液和围岩中的矿物质起生化反映,并同时引起在极微细状态下的水解作用和沉积作用,原矿逐步被水解并代之以新生矿。这些效应称为交代效应。交代作用进行过程中原矿石被溶与新矿石的沉淀相同,过程几乎是同步的,且由于支护围岩始终保持在固定状态,因而还可以保留原有围岩的形态和结构,或其中的生物遗迹。因此交代作用过程受等容积规律所支配。
6.2成矿规律
通过综合分析童家院矿床各个矿体的形态特征、分布情况、矿石类型以及前辈们地质工作的经验总结几点成矿规律仅供参考。
(1)易在导矿构造下盘的有利层位及有利岩性中形成富矿体。如:童家院F219下盘的高品位矿体以及七里江F3下盘的15号矿。
(2)在平行于F3断层的次一级构造中常有脉状矿体,并在其产状转变处,形成的水袋式空区中有可能形成鸡窝状、囊状矿体。如:童家院5360采、4115采、西19采等。
(3)在导矿构造的附近的“入”字型构造的交接处或多条构造的交汇部位,矿液易于富集成矿。
(4)在靠近矿液来源的化学性质不活跃岩层(遮挡层)的下覆地层中易富集成矿。如:童家院矿床普遍性的D3s2-3中的矿体其矿化连续好、品位高、延倾向发育较好。
(5)在局部小褶皱的核部与鞍部的“离壳”处、岩层变化处等易于成矿。如:童家院六中段6102横采右壁上明显D3s2-3成“7”字型特征。
6.3找矿方向
6.3.1金属矿的找矿方向
我国对金属矿山的重点找矿方向主要表现在以下五个方面。首先,重视对旧金属矿山的再研究,并对旧金属矿山中新出现的伴生矿产进行再勘探;第二,积极探索各种金属矿的新成长点,并利用再勘查方法对老金属开采中的伴生矿产进行再勘探;第三,将高科技技术与矿业普查工作相结合,有效提升整体效率;第四,根据实际经验和数据分析对金属矿山资源作出正确分类和预报,高效改善矿业普查总体思路。
6.3.2旧金属矿床的再开发
中国金属矿山开采已经经过了较长的历史发展时间,而为了使老金资源获得最高程度的开发利用,就必须重视对老金属矿山资源的再研究利用,这也将是中国未来新金属矿床找矿工作发展的一项重要。针对全国不同区域的元老金属矿床,针对其实际状况,对矿床周围地区展开重点勘探并对其开展范围较为广泛的新矿床摸索。并且完成了对老金属矿井采用新矿床的找矿和研究工作。同样重视老金属矿区中各种老金属资源的共生性利用,在同一个老金属矿区内实施不同类型的矿产资源开发与利用。
6.3.3寻找金属矿的新生长点
成矿系统,是指各种金属在经过特定时期与地质构成单元的条件下,与相应地质成矿作用而形成有一定内在联系的矿藏组成。而按照中国各金属材料成矿时代、成矿作用特性及其成矿种类的差异,我国目前最主要的金属材料矿物共可包括三十九种成矿作用类型。从金属矿床开发工作中可以看到,目前的中国独立金属矿床成矿系统特点相当罕见,这也就证实了金属材料矿物和其它金属材料矿种之间,存在着紧密的伴生或共存关系。这一成矿系统特点,对中国金属矿床找矿的研究也指明了重点方向,而通过对中国金属矿物的基本成矿规律进行研究可以看出,中国金属材料矿因成矿时期较多,所以中国金属材料矿分布也相当普遍。金属材料矿的成矿背景既可以是盆地也可以是小山丘,但不难看出金属材料矿成矿受地质结构破碎的影响也比较突出。因此根据目前中国金属矿山的状况,对金属矿床的找矿工作就必须从金属矿点元素测定开始。
6.3.4将高新技术与找矿工作紧密结合
随着现代科技的日益发达,将先进科技以及仪器等设备与金属找矿工作相结合,将可以有效提升金属找矿工作的准确率,从而降低了由于盲目工作所造成的劳动强度和资本损失。通过对新找矿技术手段的运用,有效提升了金属找矿效果。运用先进设备对矿区的稳定性进行检查,采用智能化、过程化、自动化,保证开采对象矿区相关数据的准确性和可靠性,从而保证开采安全。对整个过程采用先进设备进行检查,采用大数据对矿区进行计算和图像绘制,模拟开采实验,运用先进科学技术对找矿过程进行预控制,保证金属找矿工作安全。我们使用动态分析模式分析了工作中的数据和动态图像绘制,并确保了使用新技术稳定地进行未来的开采挖掘。
6.3.5在结合经验和数据
进行金属矿床分析和预测的金属找矿工作中,对以往工作经验和工作数据进行总结可以有效提高工作效率,简化目前金属找矿工作的思路。在找矿工作中,通过对金属矿床的深入调查,在找矿中不断解决地理条件不断变化所带来的困难。对矿区地质条件进行了实际分析和预测后,在找矿工作中不断寻找新的缺口,从而实现不同金属矿区资源的开采,给金属找矿行业带来更多的可能性。
根据以上的规律以及在实际工作中遇到的一些现象,对童家院矿床的找矿方向提出几个本人的看法:
(1)在已知的风化流失的矿体中,通过综合分析,去寻找未流失完全的工业矿体。
(2)在导矿构造的附近的“入”字型构造的交接处或多条构造的交汇部位,矿液易于富集成矿。童家院区域在D3s2-15以下的岩层中的矿体赋存情况的探矿还有工作可做。
(3)边深部找矿,可以着重于寻找靠近F3断层的童家院背斜的核部、鞍部及倾伏端中的矿体赋存情况。
(4)寻找边深部隐伏矿体。
7结语
综上所述,本文简单分析了童家院矿床的成因、矿区地质、成矿规律以及本人在实际勘查工作中的经验与认识,对童家院矿床的找矿方向提出几个本人的看法。地质矿产资源的勘察在我国经济发展的过程中有着重要的作用,因此,在当今时代的大背景下,对矿产资源进行勘察工作必须要做好对矿区内矿产资源分布情况的了解与分析,同时,运用新型的矿产资源开发技术,建立适合矿床的找矿模型才能够提高勘察效率,进一步推动我国经济的发展。
