学术论文投稿/征稿

欢迎您!请

登录 注册

手机学刊吧

学刊吧移动端二维码

微信关注

学刊吧微信公众号二维码
关于我们
首页 > 学术论文库 > 理工论文 江西赣南铜多金属矿深部找矿与成矿特征论文

江西赣南铜多金属矿深部找矿与成矿特征论文

5

2023-04-15 13:41:59    来源:    作者:xieshijia

摘要:  为了研究江西赣南铜多金属矿深部找矿与成矿特征,进一步明确深部找矿方向,提升赣南铜多金属矿的开采质效,本文研究了江西赣南铜多金属矿深部找矿与成矿特征。本文通过查阅现有文献,首先分析了赣南地质背景,其次分析了赣南铜多金属矿成矿特征,再次分析了赣南铜多金属矿矿床模式,最后探讨了赣南铜多金属矿深部找矿方向,旨在深层次掌握江西赣南铜多金属矿成矿特征、提升深部找矿技术、促进我国经济持续发展,同时为相关人员提供参考。

  摘要:为了研究江西赣南铜多金属矿深部找矿与成矿特征,进一步明确深部找矿方向,提升赣南铜多金属矿的开采质效,本文研究了江西赣南铜多金属矿深部找矿与成矿特征。本文通过查阅现有文献,首先分析了赣南地质背景,其次分析了赣南铜多金属矿成矿特征,再次分析了赣南铜多金属矿矿床模式,最后探讨了赣南铜多金属矿深部找矿方向,旨在深层次掌握江西赣南铜多金属矿成矿特征、提升深部找矿技术、促进我国经济持续发展,同时为相关人员提供参考。

  关键词:江西;赣南铜;多金属矿;深部找矿;成矿特征

  在社会的经济水平、科技水平不断提升背景下,我国对铜等多金属矿的需求呈现出逐年增加的趋势。江西赣南的成矿条件较为优越,有丰富的矿床和找矿信息。然而,在开采铜等多金属矿的过程中,存在较大的难度,加之我国侦查、勘探技术尚未完全成熟,因此对开采效率有一定制约作用。鉴于此,江西赣南应在深入剖析铜多金属矿成矿特征、矿床模式的基础上,探讨深部找矿的方向,为提升赣南铜多金属矿找矿技术、开采质量奠定坚实基础。

  1赣南地质背景

  江西赣南处于太平洋、大陆板块的消减带内侧,横跨罗霄、武夷块体交接带,即褶皱带的中部和隆起的西侧。赣南自东向西包括三个巨大规模的砂浆岩带,相对应的铜多金属成矿带为武夷山、诸广山和于山。

  1.1地层

  江西赣南的地层包括四个组成部分,即加里东褶皱带基底、中生代和上古生代的盖层、中新生代的红色岩、中生代的火山岩。基底的构造层原岩是由巨厚泥砂质的复理石类建造而成,其中有少量火山海底碎屑岩和碳酸盐岩,经受多次错切断裂、岩浆、褶皱形变等改造。沉积的盖层由中泥盆构成,其中有浅海相碳酸盐岩和海陆碎屑岩,沿北北东、北东向呈断裂状分布。火山岩是由于山和武夷山的变质带碰撞发育而成,自东向西分布。红色岩沿南北、北北东、北东向呈断裂的串珠式分布,在断裂主侧的沉陷作用下发育而成。研究结果显示,赣南各地层中均有铜多金属矿分布,尤其是泥盆系、寒武系和震旦系中含铜最多,这为赣南铜多金属矿床形成奠定了坚实基础。同时,赣南铜多金属矿床形成还与其岩层产状、化学成分和物理性质都紧密联系。首先,碎屑类岩石的分布范围较为广泛,以孔隙度较小的细粒砂岩为主要形式,因其脆性大、化学成分不活跃而对交代有限制作用,是赣南石英脉型铜多金属矿床有利矿围岩;其次,泥硅类岩石的可塑性较低、破裂性较差且化学成分不活跃,对成矿有限制作用,但也正因为如此,可有效阻止矿液流通现象,限制矿液扩散,在矿床形成中可起到良好封闭性作用,确保矿物质可在局部富集,是赣南石英脉型铜多金属矿床形成有利性围岩;最后,碳酸盐类的岩石可对含铜热液的渗滤交代起到促进作用,是赣南夕卡岩型铜多金属矿床形成必备的围岩条件。

  1.2构造

  江西赣南构造存在强烈变形现象,在褶皱断裂的发育作用下,通过多次演变形成了加里东、印支、海西、燕山、喜山等构造层。不同构造层中岩浆的变形、活动和沉积建造都具备多样化、复杂化形式,且构造层间的角度存在不整合情况。第一,褶皱构造。赣南褶皱构造以基底地层倒转背斜发育为主要形式,近南北呈波状起伏形势,东西向拓展为背斜;第二,断裂构造。赣南断裂构造以北北西向、北北东向为主要形式。就北北东向的断裂而言,具备多期活动的特征,且北北东向的断裂部位内有加里东、燕山的岩浆岩侵入,这为铜多金属矿形成提供了有力保障。就北北西向的断裂而言,通过在燕山的反复活动,可形成多样化、广泛化的复合型构造,这与铜多金属矿床形成有密切关系。

  1.3花岗岩

  江西赣南岩浆活动较为强烈,其花岗岩的分布极为广泛,不同大小的花岗岩体可达400个,以加里东、燕山分布面积最为广泛。赣南的花岗岩由于受北北东向、东西向断裂影响,具有近等距、成带分布特征。加里东、燕山第一阶段的大岩体和岩基分布在断拗带,第二和第三阶段的花岗岩与铜多金属矿的形成有密切关系,沿北东、北北东向断隆式分布,呈岩钟、岩瘤和岩株形状产出。一般而言,成矿的花岗岩包括细粒、二长、二云型黑云母的形式,其中的石英、铁矿、锆石和硫化物等含量相对较高。

  2赣南铜多金属矿成矿特征

  2.1矿床类型

  江西赣南铜多金属矿床主要包括石英脉型和夕卡岩型两种。①石英脉型。在江西赣南铜多金属矿床中,石英脉型是主要的类型,具备脉动成矿的特征,由含铜石英脉所构成,围绕燕山成矿岩体接触带产出,组合包括菱形格状、并列延伸和雁行式等多种形式。在石英脉中,有用的矿物呈脉状、浸染状、块状分布在脉壁中,包括黄铜矿、闪铅矿、锡石、黑钨矿和黄铁矿等。②夕卡岩型。夕卡岩型的围岩主要是二叠系和石炭系的含钙地质层,燕山花岗岩通过侵入含钙地质层形成夕卡岩以完成成矿作用。成矿具有显著的阶段性,且呈现顺向分带趋势,主要的矿物组合包括黄铜矿、闪锌矿和方铅矿等。

  2.2成矿规律

  ①江西赣南铜多金属矿床形成和燕山花岗岩有密切关系,据已测矿岩体结构可知,同位素的年龄在130Ma~160Ma间,铜多金属矿床年龄在156.09Ma~158.10Ma间,是燕山第三次变动中侵入的产物之一。②江西赣南铜多金属矿床分布与矿岩体有密切关系,常形成于矿岩体之内、矿岩体周围2000m内的带围岩。③江西赣南铜多金属矿床受北北东向、东西向的岩浆岩构造所控制,呈成带、成群式分布,常形成于岩体、岩体附近或岩体的接触带附近断裂位置。④江西赣南石英脉型铜多金属矿床分带性明显,具有三层楼规律或五层楼模式。而夕卡岩型铜多金属矿床则分布于岩体、石炭系等钙质化地层中。

360截图20230321164056885.jpg

  3赣南铜多金属矿矿床模式

  3.1一体多位模式

  在江西赣南的加里东构造层中,所含铜多金属矿可达地壳丰度3倍及以上,这为铜多金属矿的成矿奠定了良好基础,其中的矿物质岩石在重熔、熔融、混合岩化作用下可形成各种造型的花岗岩,在花岗岩的多旋回作用下可实现铜多金属矿在燕山的富集,为规模成矿提供有力保障。成矿的花岗岩可集力源、热源和物源于一身,是铜多金属矿成矿核心要素。在花岗岩分异演化的过程中,可通过其带来的深部成矿物质在岩体的边部、顶部富集,实现成矿流体对流循环目标,从而形成裂隙成矿系统,为构造部位的交代作用和沉积成矿提供有利条件。

  3.2上脉下体模式

  上脉指的是垂向分带具备五层楼特征的矿石英脉分布带,而下体指的是矿石的石英带根部蚀变型花岗岩铜多金属矿含有矿石英脉,两者存在同源异体、前晚后早的关系。蚀变型花岗岩铜多金属矿包括两种产出方式。第一,产出于矿石英脉隐伏岩体的强蚀变位置,受层节作用控制,铜多金属矿呈现出扁透镜状和似层状形式。不过,产出的位置不一定为接触带,也可从接触面向下进行矿化产出;第二,产出于矿石英脉隐伏的花岗岩位置,通过火焰状侵位实现矿化,与矿脉实现平行产出目标。

  3.3内带外带型模式

  九龙脑的花岗岩处于淘锡坑的深部,在演化的第三阶段可成矿。在与花岗岩的顶托、裂隙系的交代过程中,形成铜多金属矿成矿脉带,并以地表作为标志带,通过向下归并的方式逐渐增大脉幅,延伸至隐伏的花岗岩中。内带外带型模式的垂向具有五层楼的分带特性,可有效提高铜多金属矿中W03的资源储量。同时,石英内接触脉带铜多金属矿主要产于岩体隆起部位,相较于外接触带,成矿时间较晚,两者存在平行不对应的关系。

  3.4西瓜皮模式

  在成矿岩进入到围岩时,其顶部的内接触带会向接触垂直面的岩体内延伸150m~250m左右,石英脉带在平行发育中构成顶面延展的西瓜皮状成矿带。在西瓜皮状矿带低缓时可为成矿提供有利条件,矿石英脉在出现多阶段、多时期的矿岩体情况时,可在西瓜皮状成矿带中产生楼中楼型矿脉。

  3.5一体多型模式

  含有矿流体的花岗岩在破碎带中沿北西向上侵,含铜多金属矿的矿流体则沿破碎带交代,形成铜多金属矿脉带,在寒武系大理岩层和钙粉砂岩作用下形成铜多金属矿夕卡岩,在闪长岩交代作用下形成铜多金属矿体,从而产出石英脉型铜多金属矿、夕卡岩型铜多金属矿、闪长玢岩铜多金属矿等。

  4赣南铜多金属矿深部找矿方向

  4.1深部找矿思路

  在开展赣南铜多金属矿深部找矿工作的过程中,应从燕山花岗岩的隆起带出发,以成矿条件良好、矿化信息优质区域作为突破点。然而,由于受到矿证权属的制约作用,在找矿时主要以矿权区和区带研究为主,因此可深入分析赣南找矿区域地质特征、工作环境等,在借鉴相似矿床找矿模式的基础上,构建有效的找矿模式,从新区探矿、老点新评和老区新探等思路出发,对矿区情况进行综合勘察和分析。①新区探矿。就不存在采挖探矿历史的赣南铜多金属矿区而言,在深部找矿时可将找矿的模型与矿权区的地质要素进行拟合,以第一批找矿工程的质量点作为突破点,来建立适宜找矿模型。②老点新评。在江西赣南铜多金属矿深部找矿的过程中,就勘查程度过低、攻克难度较大的矿点,可通过勘查模型、合适矿床模式引入的方式,来突破找矿瓶颈,及时调整找矿的思路和方案,加大探矿技术的投入力度,从而扩大矿点的成型范围。③老区新探。就江西赣南新区段的深部铜多金属矿,可引入攻新找盲的新思路,或者追踪已发现的新探矿,如茅坪矿区、淘锡坑等,以增加探矿的存储量。

  4.2深部找矿布局

  江西赣南在进行铜多金属矿深部找矿时,需根据勘查单元、工作程度和地质条件来合理布局找矿的模式和方向。石英脉型铜多金属矿是后续找矿、探矿、增储的主要方向,五层楼找矿的模式是新区探矿、老点新评和老区新探中起到主要指导作用的模式。淘锡坑式的内带外带型模式和西华山式的西瓜皮模式可有效补充五层楼模式,并对五里亭、廖坑、鹅形、大埠和西华山等岩体周围的铜多金属矿信息点进行评价,通过大岩体的接触带寻找西瓜皮、楼中楼的矿带,以实现铜多金属矿储量有效扩增目标。夕卡岩型铜多金属矿在江西赣南属于明确的深部找矿目标类型。一体多位模式可对接触带矿区的找矿工作提供指导作用,有效定位厚层灰岩的钙硅界面和接触凹槽成矿空间。同时,在褶皱带、混杂岩带分布的碳酸盐岩和碎屑岩,可为夕卡岩型铜多金属矿的形成提供基本条件,在一体多型模式评价区内的矿化点信息基础上,实现短时间内获取铜多金属矿储量目标。另外,蚀变的花岗岩中存在矿量集中、规模大的铜多金属矿,是深部找矿、扩增储量主攻方向之一,可借助上脉下体的模式来查证含矿石的石英脉岩体蚀变带,并借助樟东坑评价蚀变矿化信息。蚀变破碎型铜多金属矿床是加深探索力度的类型,可借助九龙脑的云英岩指导模式来找矿,并在借鉴围栏模式基础上,综合查定铜多金属矿的矿性,为提高深部找矿质效奠定坚实基础。

  5铜矿的选矿方法及工艺

  铜矿能经过洗选成为含铜品位较高的铜精矿或者说铜矿砂,铜精矿需要经过冶炼,才能成为精铜及铜制品。大部分铜矿石都要经过选矿,富集成铜精矿才能冶炼成铜金属。铜矿选矿方法主要有浮选、磁选、重选等方法或湿法冶炼等。正确选用各种铜矿的选矿方法及工艺需要事先研究矿床物质成分,查明矿石自然类型,鉴定矿石物质组成、结构构造、嵌布粒度和矿物可选性能以及有益有害元素赋存状态等。

  5.1铜矿选矿工艺流程

  分选前的准备作业,包括铜矿石的破碎、筛分、磨矿、分级等工序。本过程的目的是使有用矿物与脉石矿物单体分离,使各种有用矿物相互间单体解离,此外,这一过程还为下一步的选矿分离创造适宜的条件。有的选矿厂根据矿石性质和分选的需要,在分选作业前设有洗矿和选抛废石作业。为了从铜矿石中选出有用矿物,首先必须将矿石粉碎,使其中的有用矿物和脉石达到单体解离。有时为了达到后继作业对物料粒度的要求,也需在中间加入一定的粉碎作业。筛选前的准备工作通常由破碎筛分作业和矿物分级作业两个阶段进行。破碎机和筛分机多为联合作业,磨矿机与分级机常组成闭路循环。它们分别是组成破碎车间和磨选车间的主要机械设备。铜矿石破碎:将矿山采出的粒度为500mm~1500mm的矿块碎裂至粒度为5mm~25mm的过程。方式有压碎、击碎、劈碎等,一般按粗碎、中碎、细碎三段进行。铜矿石磨碎:以研磨和冲击为主。将破碎产品磨至粒度为10μm~300μm大小。磨碎的粒度根据有用矿物在矿石中的浸染粒度和采用的选别方法确定。常用的磨矿设备有:棒磨机、球磨机、自磨机和半自磨机等。磨碎作业能耗高,通常约占选矿总能耗的一半。

  5.2铜矿石筛分分级

  按筛面筛孔的大小将物料分为不同的粒度级别进行筛分,常用于处理粒度较粗的物料。按颗粒在介质(通常为水)中沉降速度的不同,将物料分为不同的级别,称分级,用于粒度较小的物料。筛分和分级是在粉碎过程中分出合适粒度的物料,或把物料分成不同粒度级别分别入选。

  5.3铜矿选矿工艺流程

  分选作业利用浮选选矿手段将铜矿石同脉石分离,同时将有用矿物分离最终获得黄铜矿、闪锌矿和方铅矿等产品。分选作用过程,粗选属于开头选别,将粗选得到的产物再次选别,利于获取高质量的产品铜矿,称为精选作用。将粗选后贫产物再次选别后分出矿返回粗选,便于获取较高回收率的铜矿称为扫选,即为尾矿产品。

  5.4铜矿选矿工艺流程

  选后产品处理作业包含不同铜矿产品脱水、物料沉淀浓缩、过滤等。多数铜矿选矿产品含有不少水分,不利于加工和运输工作。因此在加工前,需要脱除选矿产品的水分,具体内容如下:①铜矿浓缩是离心力作用下,使选矿产品固体颗粒出现沉淀,继而脱除水分,之后选取浓缩机进行浓缩。②铜矿过滤使矿浆通过一透水而不透固体颗粒的间隔层,达到固液分离。过滤是进一步脱水作用,通常在过滤机进行。③铜矿干燥是脱水最后步骤,根据加热蒸发原理减少产品的水分,需要注意的是铜矿必须在脱水后才能进行干燥作用,一般使用干燥机或其他干燥装置进行。

  6结语

  总而言之,铜多金属矿在当代科技、社会经济发展中起着重要作用,深入剖析铜多金属矿成矿规律、成矿特征、矿区地质,是有效判别深部找矿方向、提高深部找矿可靠性和合理性的依据。因此,江西赣南应加大对铜多金属矿的重视程度,细致研究矿区内铜多金属矿地层、构造、矿床类型、矿床模式等,根据结果明确深部找矿方向和布局,为找矿效率提升、经济发展提供有力保障。