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金矿床地质特征及找矿方向分析论文

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2023-08-11 08:54:08    来源:    作者:xiaodi

摘要:当前,金矿是我国经济发展的重要组成部分,同时也是一种高品质的矿产,因此保证其顺利开采以及满足国内外市场对黄金的需求具有积极的意义。为此,本文基于铜陵紫金矿业公司的开采概况,从地质特征、矿区地质、矿体地质和矿床开采技术条件入手,

  摘要:当前,金矿是我国经济发展的重要组成部分,同时也是一种高品质的矿产,因此保证其顺利开采以及满足国内外市场对黄金的需求具有积极的意义。为此,本文基于铜陵紫金矿业公司的开采概况,从地质特征、矿区地质、矿体地质和矿床开采技术条件入手,深入分析了金矿床的特点,探讨了控制矿脉形成与分布的因素,旨在为相关从业人员提供参考和借鉴。

  关键词:金矿床;地质特征;找矿方向

  目前,黄金不仅在国际市场占据重要地位,也在医疗、电子等领域广泛应用。随着经济生活水平的提高,人民的生活品质也得到了快速发展,对于黄金等珠宝的需求愈加旺盛。黄金在一定程度上反映了国家的经济实力,因此,通过深入分析金矿地质特征和黄金资源的基本储量,有效勘探黄金产地储量规模,有利于黄金的后续开发,为经济发展提供了支撑和助力。

  1工程概况

  1.1矿山开采

  铜陵县的经济格局相对稳定,电力和生产生活用水供应相对充足。该地区矿山资源丰富,因此在金矿矿床的开发方面具有优势。铜陵紫金矿业公司是该地区主要的采矿公司,每年的开采规模可达10万吨,并主要生产金铅精矿和金精矿等产品。该公司实行地下开采方式,在前期采矿时,主副井两侧对角布置,形成单翼对角式通风系统。矿井的运输方式为窄轨运输,首采地段为21线至30线,以先采上阶段和后采下阶段为主。目前,该矿山的资源开采与消耗已基本完成,因此资源的勘查工作变得十分重要。

  1.2开采信息

  本次工程的钻探工作量为23221.42米,共钻探了62个孔,坑探长达621.26米,开挖了10条坑道。主要成果包括如下几点:首先,对于矿区内的地层、构造、岩浆岩和控制矿产的因素进行了详尽的筛查和评估。其次,深入调查了矿体的形态、产状和规模。第三,明确了矿石的种类、含量、结构和类型方面的详细信息。第四,对矿石中的有害元素的含量和分布规律进行了深入的研究。第五,还明确了矿区内的水资源、工程开采技术等相关信息。

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  2地质特征

  2.1构造

  2.1.1褶皱

  根据地质构造的不同,可以将其主要分为印支期和燕山期褶皱。在印支期中,本区主要褶皱按照从西向南的顺序排列。褶皱的总体特征是向东逐渐展开,呈平行排列。两端稍微向东和西部偏斜,以弯状为主。通常在背部相对较窄,向斜位置则相对较宽。此外,向斜主要是由次一级的褶皱组成,并且与内生金属矿有着密切的联系。同时,由于褶皱的轴面倾斜程度存在差异,形成了不同程度的倒转,使得枢纽主要呈波浪状。这种情况导致两侧的局部地区以弧形弯曲为主。

  2.1.2断裂

  南北方向的早期地质断裂构造与褶皱形成大致同时出现。中期的断裂主要呈现北东走向。晚期的断裂则以北东方向为主,对岩体和矿化体产生了影响。该地区印支期的断裂构造为主,其中北傍山断层是内部重要的断层。该断层有效地控制了岩浆作用,并不会影响到矿化作用。

  2.2岩浆岩

  该地质区域主要由岩浆岩构成,其中侵入岩则以小岩株和岩枝为主,主要分布在中部和西部的印支褶皱位置。岩体的展布与区域的基本构造格局相对一致,主要位于东西向的构造断裂位置,尤其是在铜官山等地。这种构造进一步形成了铜官山、凤凰山等岩浆岩侵位中心,并催生了各种不同的矿田。该区域的岩石类型主要包括花岗岩、闪长岩等。岩体和围岩的相互侵入、相互交错,因此形成了丰富多样的矿产资源,如铜、金、铁、铅等。

  3矿区地质

  3.1地层

  该矿区的地表主要包括三个地层组成部分,即分水岭组、南陵湖组和下统塔山组。其中,泥盆系总厚度约为90米左右,主要由灰白色的石英岩、石英砂岩等构成。石炭系的厚度在40米到70米之间,底部有巨厚的灰色白云岩,中间主要是灰白色和浅灰色,厚厚的石灰岩,上层则是浅灰色、淡灰色以及巨厚的石灰岩。该矿床的3至6号和11至15号零星硫矿主要存在于层间隙中。二叠系主要以钻孔揭露为主,分为上部和下部。上部为硅质层,包括灰色、深灰色和黑色燧石层。变质后主要分为大理石和大理岩化灰岩。从上层到下层还有一层硅质岩,厚度在6米到7米之间。本矿床I号的上层靠近二叠系,主矿体往下会与闪长玢岩接触,零星矿体的赋存位置。其总厚度主要在180米到200米之间。下部主要是臭灰岩段,包括灰黑色中厚和含沥青质的灰岩。该矿床的2号和5号零星矿体也存在于层间裂隙中。底部的灰黑色砂岩和泥质砂岩厚度在8厘米到18厘米之间。下统孤峰组的下部位置有厚度为0.5米到0.8米的灰色、灰黄色和烟灰色的锰矿层。底部则为含卵石的含锰黏土。上部则是灰黑色、硅质页岩和页岩为主,厚度在50米到90米之间。下统孤峰组的外界面为Ⅲ1和Ⅲ2号零星矿体部位。上统龙潭组的下部是灰黑色含炭质页岩,底部主要是硅质页岩砾石。中部为浅灰色、中粒长石砂岩和粉砂岩,上部由灰色薄层炭质页岩构成,厚度为60米到80米之间。上统大隆组的下部是黑色硅质页岩,夹灰黑色泥质页岩,底部含硅泥灰岩的厚度为3米到9米之间。总体厚度约为55米左右。在三叠系中,下统小凉亭组的下部主要由浅青灰色泥灰岩和浅黄褐色钙质页岩组成,底部的黏土夹砾石厚度在18厘米左右。下统小凉亭组的上部是褐色页岩,最上面是灰色厚层灰岩,总体厚度约为230米左右。当灰岩变质为大理岩后,页岩随之变为角岩。在下统塔山组部位,下部主要是黄绿色的页岩和青灰色的条带状灰岩,中部则以黄灰色的页岩和砾状灰岩为主,上部则是灰青色的条带状灰岩,总体厚度约为130米左右。变质后主要为大理岩石和角岩夹层。在矿区的东西两侧,中统南陵湖组主要由淡灰色、深灰色和少量的褐色钙质页岩组成,在底部则为灰黄岩。

  3.2构造

  矿区的褶皱构造主要以复向斜为主,同时由陶家山向斜和青山背斜构成。其中,青山背斜长度为23.2千米,宽度约为7.6千米,然而它的短轴并不够对称。此外,轴线的总体方向为50度,东北和南西两端以东西两个方向为主,偏转角度分别为50度和260度。轴面的南段向北倾斜,而东部则向南倾斜。在轴部地层位置,主要包括小凉亭组和塔山组构成,而两翼则由分水岭组构成。地层南西位置的倾角较小,通常为30度至40度,南部和东部的倾斜角为45度至55度。北东段的倾斜角度多为70度,南东翼的角度则约为50度左右。背斜两翼发育较晚且规模较小,通常低于1.5千米,其形态和大背斜相近。在本矿床位置上,青山背斜中段会贴近东翼核心部位,轴线的走向为25度左右,以弯曲状为主。后期发生的辉石闪长岩和闪长玢岩主要以断层错开为主。轴面主要是向东南方向倾斜,角度为90度,北部和西部方向的倾斜角为45度,南部和东部的倾斜角为35度,部分可达45度。本矿床分为早期滑脱破碎构造、中期断裂构造以及晚期平移断层。其中,在早期阶段,青山背斜褶皱逐步隆起的过程中会产生相应的滑脱构造;一旦滑脱构造发育在刚性岩石中则极易产生破碎,从而形成相应的矿化构造。在本矿中,主要储存了大量的金、铅和硫矿体。总体上,构造走向向东北,倾斜角和地层相对一致,地层以栖霞组硅质层为主。在中期阶段,则主要发育成为北东和北西两个裂隙构造,该构造类型主要分布于青山背斜近核部位。在晚期阶段,断裂构造则主要存在于矿床南部,其长度为2千米,倾斜角为280度。断层的两边存在一定的地层错位,距离在70米左右。在断裂带中,以角砾岩为主,其胶结相对紧密,同时角砾的成分和围岩相对一致,但大小和形状存在一定的差异性,主要以棱角状为主。而胶结物则以原岩碾碎物和泥钙质为主,较为常见的有黄铁矿化和黄铜矿化。该断裂构造主要为燕山晚期产物,对矿体影响较小。本矿体的裂缝以顺层层间裂缝为主,通常为产状,伴有较少的石英细脉。接触带附近的裂缝宽度通常为十几厘米,在闪长玢岩中也会再次出现裂隙,后期会逐步被石英脉和方解石进行有效填充,规模相对较小且无规律。

  4矿体地质

  4.1矿石类型

  该矿床所含类型相对较为丰富,经过详尽的考察,发现其中共有50余种矿物,其中硫化物达20余种,硅酸盐矿物则超过10种。除此之外,还存在一定数量的氧化物和碳酸盐等矿物。

  4.2矿物特征

  本矿床主要包含磁黄铁矿、毒砂和黄铁矿。其中,磁黄铁矿的含硫量较大,晶体主要以自形和他形集合体构成,晶粒约为0.3mm大小,与黄铁矿、毒砂等混合分布。在矿境下,磁黄铁矿呈现乳黄色,有些晶体中还掺杂着一定的粉红色。经过应力作用,部分双晶片呈弯曲状,并表现出波状消光。金银矿以及自然金主要集中在磁黄铁矿和脉石之间,约占晶隙的30%,而磁黄铁矿颗粒之间的晶隙金含量为3.5%。分析结果表明,金在磁黄铁矿中嵌布相对不均匀。此外,磁黄铁矿对毒砂和黄铁矿有一定的交代和溶蚀作用,也能被黄铜矿和方铅矿交代和溶蚀。将磁黄铁矿置于饱和铬酸浸酸中,其表面会发生腐蚀并变暗。由于其具有一定的磁性,主要以单斜黄铁矿为主,此时温度为280℃。在晚期蚀变的作用下,磁黄铁容易被分解成微粒黄铁矿和磁铁矿,少部分为鸟眼构造。在磁黄铁矿表面,一些白铁矿沿着其保留出矿板状轮廓,而部分磁黄铁矿则蜕变为凝胶状黄铁矿。

  毒砂主要呈浅黄色或白色,晶体以棱柱形和短柱状为主,与磁黄铁矿和黄铁矿混合分布。以块状和团状为主,是硫化物的产物。在矿境下,毒砂反射出的颜色为白色,并呈现褐色和浅绿色。毒砂是矿床硫化物中较早结晶的矿物,自形程度较高,与磁黄铁矿等多以直面接触的方式共存。毒砂和脉石的接触面积中有约30%的晶隙金,而毒砂相互之间的接触面则只有3%左右的晶隙金。在本矿区内,毒砂和金银矿有着紧密的联系。单矿物分析显示,其中的硫正常值较高。在磁黄铁矿、闪锌矿和方铅矿的裂隙处,毒砂也有一定的交代现象。

  黄铁矿主要呈现浅黄铜色或黄白色,晶体以立方体和五角十二面体为主,集合体则以粒状和团块为主。在矿境下,黄铁矿呈黄白色。黄铁矿广泛分布于矿床中,与毒砂等混合分布。受到晚期黄铜矿和铁闪锌矿的影响,少部分地区的黄铁矿以残晶状为主,常常出现在黄铜矿和方铅矿中。一些黄铁矿中含有磁黄铁矿和黄铜矿,而黄铁矿和脉石之间也存在晶隙金。黄铁矿是多次成因的矿物,早期自形程度相对较高,以自形或半自形晶体为主,晶粒较粗,与磁黄铁矿、毒砂等相伴。晚期的黄铁矿结晶颗粒较为细小,常与菱铁矿、石英以脉状的方式穿插分布于硫化物矿石中。局部位置,磁铁矿主要分为细粒黄铁矿和白铁矿。

  4.3矿石类型

  这座矿床的工业类型可以分为金矿石、金硫矿石和金硫锌矿石等。按照其形成条件划分,这些矿石都可以归为原生硫化矿石的范畴。

  5矿床开采技术条件

  5.1矿区水文地质

  在此矿区,水文地质可以被归为四类:松散岩类孔隙含水岩组、碎屑岩类构造裂隙含水岩组、碎屑岩类夹碳酸盐岩溶裂隙含水岩组以及岩浆岩类含水体。其中,松散岩类孔隙含水岩组根据土体成因类型和岩性可分为粉质粘土夹碎石含水层和粉质粘土含水层。粉质粘土夹碎石含水层通常分布在冲沟和谷地处,其厚度变化较大,一般在0.6米到26米之间,河沟两侧的局部位置表现出二元结构,主要呈现零星分布,富水程度相对较弱。而粘土含水层则主要分布在坡麓处,其厚度一般可达11米左右,岩性主要为粉质粘土和含砾粘土,具有较大的含孔隙水,但富水程度相对较弱。碎屑岩类构造裂隙含水岩组主要根据基础岩石组合构成。粉砂岩主要埋藏在泥盆系中,岩性主要为粉砂岩和细砂岩,其特点在于岩石较为坚硬且质地较脆,通常情况下裂隙不会发育,因此富水程度比较弱。硅质岩则主要分布在二叠系中,其岩石类型主要为硅质岩、长石砂岩以及粘土岩,能够有效构成矿体直接顶板。在发育过程中,网状的闭合裂缝与方解石会导致底部的灰岩透镜体发生淋水,造成富水程度较弱。碎屑岩类夹碳酸盐岩溶裂隙含水岩组主要存在于背斜轴部三叠系下统塔山组,岩性主要为灰岩夹钙质岩,在被侵蚀后则会形成角岩夹大理石和角岩互层。在主井筒和副井筒存在较多的涌水点,其中主井出水层位主要为小凉亭组,副井出水层位则为塔山组,富水程度较弱,是矿区重要的含水层。在地表岩石中,闪长玢岩和闪长岩等占主导地位,同时受到强烈的风化作用,主要呈现砂状和土状,因此风化的裂隙水较弱。但在中层位置,岩石新鲜的完整程度较高,同时裂隙发育不够完全,因此主要为相对隔水体。在接近构造裂隙发育位置,少数部位以导水构造为主,涌水量也相对较高。

  5.2矿坑涌水量预测

  在这座矿山中,主要存在一个主矿体和四个次矿体,此外还有25个零星矿体。主矿体分布范围在22线至30线之间,位于二叠系下的栖霞组硅质层中。该矿体倾斜延伸长度为40至180米不等。在矿区含水层的位置,垂向上富水程度存在较大差异性,在塔山组中富水程度较弱,但能为深部巷道提供水源。而其他区域的富水程度也较弱,被视为隔水层,只有少量导水裂隙才能作为地下水通道。此外,由于矿体主要分布在栖霞组中,因此该组的富水程度较弱,但可以为矿坑提供相应的水源。垂直方向上的边界条件具有相对的隔水层,使得深部地下水和矿坑之间联系较小。而栖霞组则可作为大理岩石的含水层,与岩石的富水性差距较小。经过多次开采,该矿山井下的排水量会先排出到中段位置,再进行集中性排出。

  5.3矿区工程地质

  根据岩体的具体成因、岩性以及结构变化等特征,可以将岩体地质分为一个土体类型和三个建造类型。就矿区工程地质而言,中压缩粘性土主要分布于冲沟谷地中,由粘土和粉质粘土构成,其厚度通常在15米左右,具有较强的可塑性和相对较高的天然含水量,但承载力相对较大。低压缩粘性土则分布在坡麓位置,由粘土和粉质粘土构成,通常情况下厚度为7米,含有一定量的铁锰质结合,可塑性较强,天然含水量在23.5%左右,孔隙比例约为0.668,承载力也相对较大。岩体类型与地质特征则主要可以依据岩体的实际成因和岩石的组合分为一定的建造类型和岩性综合体。碎屑岩建造综合体主要存在于矿区的深部,主要由泥盆系上统组成,岩性主要由粉砂岩和砂质岩组成,这些岩石均为坚硬岩,但岩石质量较低且完整性较差。硅质岩综合体可以作为矿体的直接和间接顶板,其厚度一般高于220米,岩性主要为硅质岩、长石砂岩以及硅质灰岩,硅质岩较为坚硬,与粉砂岩均为坚硬岩,但岩石的总体质量较低且完整性较差。碎屑岩夹碳酸盐建造综合体主要由三叠系下统塔山构成,岩性主要为带状灰岩,经过蚀变或质变后可转化为大理岩夹角岩,其中相当大一部分进行了方解石填充。此部分岩石为坚硬岩,其岩石质量也相对较低且岩体的完整性也较低。钙质页岩和条状综合体主要是由三叠系下统小凉亭组成,岩性为钙质页岩,经过蚀变后可转化为角岩夹大理石。由于裂隙不完全发育,导致该部分岩石为坚硬岩,岩石质量相对较好且岩体也相对完整。

  6结论

  归纳起来,安徽地区有众多且种类较为复杂的金矿床,而且这些矿床形成的时代、地质和水文特点各异,且主要呈线性分布。因此,在实际开采中必须注重开采地层、构造和岩浆岩的分布情况,以科学的方式进行开采,确保开采的顺利进行,促进工作的顺利展开。