长江中下游地区隐伏矿床找矿潜力与找矿方法探讨*

曾勇高天山刘一章卫星(中国地质调查局南京地质调查中心)摘要:本文是在对长江中下游地区主要矿产类型进行调查的基础上,对该区主要矿产地和远景区进行分析,结合近年来找矿工作的进展,提出长江中下游地区中深部找矿潜力巨大,通过新一轮的深部找矿勘查工作,可望实现深部"第二空间"的找矿突破,同时对深部找矿方法进行了探讨.

关键词:隐伏矿床找矿潜力找矿方法长江中下游地区长江中下游地区西起江汉盆地东缘,东达太湖东岸,南抵天目山区和九岭南坡,北与大别山和"两淮"、苏北平原相连,跨湖北、江西、安徽、江苏四省.
该区的地质找矿工作历史悠久,不同尺度的地质调查、物探、化探、遥感、矿产勘查和综合研究工作程度较高,形成了区内数个大型铜、铁矿矿集区,大中型矿床聚集、矿点比比皆是.
主要矿产资源储量(如铁、铜、硫、金等)在我国已探明的资源储量中比重较大,成为我国最重要的成矿区带之一1).
随着工作程度的深入和方法技术的突破,难识别矿、深部隐伏矿的找矿已成为这一地区地质工作的主要目标.

1.
长江中下游地区矿产资源特征长江中下游地区的矿种丰富、主要矿产的种类繁多、形成矿床的规模巨大、集中成群分布、占全国总量的份额重.
铜、铁、硫、金、钼、铅、锌为其优势矿种,重要矿床类型有矽卡岩型、矿浆型、斑岩型、热液型矿床、沉积改造型、构造蚀岩型等.
这一地区已成为我国重要的资源基地和黑色、有色金属工业基地.

据目前的资料统计(截至2003年),这一地区已发现有色金属、黑色金属、贵金属和稀有金属矿产地1463处,其中有色金属619处、黑色金属654处、贵金属162处、稀有金属28处.
按规模超大型矿产地9处、大型矿产地40处、中型矿产地169处、小型矿产地697处(小区).

截止2003年底,已探明的铜矿资源/储量2400多万吨,铁矿资源/储量43亿吨,其中主要矿集区已探明铜金属矿资源/储量(万吨)、铁矿石资源/储量(万吨)分别为:鄂东南495万吨、141528万吨,九江—瑞昌293万吨、1014万吨,安庆—怀宁15万吨、4693万吨,庐江—枞阳41万吨、44943万吨,贵池—青阳16万吨、2220万吨,赣东北1058万吨、35万吨,铜陵—繁昌413万吨、18657万吨,滁县—全椒17万吨、0万吨,南京—芜湖3万吨、194601万吨,六合—天长2万吨、2526万吨,南京—镇江31万吨、1658万吨,苏锡3万吨、911万吨.
主要矿种在全国总储量的比重分别是:铜矿16.
754%,硫铁矿15.
83%、金14.
94%、铁矿6.
05%、钼1.
39%、铅2.
68%、锌2.
51%.

*本项目得到国土资源大调查项目《长江中下游地区隐伏矿床找矿研究》(编号:1212010631703)资助1)长江中下游铁铜等隐伏矿床预测研究,安徽省地矿局、中国地质大学(北京)等,19902.
长江中下游地区中深部资源潜力近年来长江中下游地区的地质找矿工作显示,大中型矿区的深部和外围、中新生代盖层的覆盖区,尤其是火山盆地基底还有很大潜力,新层位、新类型的突破上也大有前景.

2.
1已知大型矿床的深部和外围仍是主要资源潜力区长江中下游地区铁铜等主要金属矿床的勘查程度较高,浅部已做了大量的勘查工作,主要矿床的控制深度多在600m左右,少数矿区在800m以下,部分矿区的深部和外围作过探索性工作,有一些勘查深度已在1000m以下,显示中深部和外围仍有极大的资源潜力.

鄂东南地区:铁铜金(钼)找矿远景区的地质工作程度总体较高,大冶铁矿深部、程潮铁矿、铜绿山-铜山口一带铜矿床的深部和外围具有寻找多处大型矽卡岩型铁矿及斑岩型铜矿床的潜力)、2).
大冶铁矿深部已发现的主要矿体主要在-300m或-400m间,上部已详细控制,下部已基本控制.
但对-400m至-600m接触带矿化情况,只有少量稀疏钻孔控制,只有几个钻孔控制到-700m左右,全部未穿透大理岩层.
2005年,全国危机矿山接替资源找矿工作在大冶铁矿实现了深部找矿的初步突破,预获资源量,铁矿2678万吨,伴生铜金属量12万吨3).
程潮铁矿深部、牛头山—鸡笼山一带,前人预计有近2亿吨铁资源量.
铜绿山-铜山口的深部和外围具有寻找大型矽卡岩型铁矿和铜铁矿及斑岩型铜矿的潜力,铜录山矿区多个矿体的深部未得到完全控制.
朱成山花岗闪长斑岩体,是一个含铜的含矿岩体,有极好的找斑岩型铜矿的远景.

九江-瑞昌地区:铜金找矿远景区的城门山铜矿、武山铜矿边缘及深部是找矿的主要目标4),其南侧彭山地区的大型铅锌矿已成规模.
城门山矿区层状—块状硫化物矿体的东西两侧深部,均未追至尖灭,东侧金鸡窝已初步证实有厚大层状矽卡岩矿体.
武山矿区往东至狮子岛区段,探索施工的钻孔发现了赋存在五通组与黄龙组之间的块状硫化物矿体与石英闪长玢岩岩脉,其赋矿层位与武山矿区北矿段颇为类似,预测其深部有隐伏花岗闪长斑岩体及矽卡岩型矿体的存在.
张十八矿区及外围以穹窿构造核部隐伏花岗岩体为中心,矿化延展面积超过3km2,向外有从高温到低温、从Sn→SnZn(Cu)→SnSb→PbZnAg→F(B)的矿化分带.
经南京所用资源量对比预测5),包括张十八在内的彭山地区的铅锌资源总量可达1000万吨以上,伴生银达到1万吨.

铜陵铜金(铁)找矿远景区:已发现许多处有重大经济价值的铜、金矿床,已作的综合信息分析及大型矿集区资源潜力研究均认为仍有很大的找矿潜力1).
凤凰山矿田的药园山深部、相思树—清水塘一带已发现了斑岩型矿化前景,通过冬瓜山深部和舒家店斑岩型矿床(体)的深入工作及朱家冲、饶家岭新类型矿床的发现,进一步说明老矿区的1000m以下深部还有大型—超大型铜矿的潜力,地下500-1000m中深部找矿仍然具有很大远景.
赣东北铜金找矿远景区:铜厂和朱砂红铜矿深部及外围,铜、金矿化深度大于1200m,深部仍有1-2处超大型的资源潜力2).
铜厂矿田三个含矿斑岩体受北西向叠瓦式断裂和横向张性断裂复合控制,剖面上呈叠瓦式由南东向北西迭次倾伏下插,深部连成一体,富家坞与铜厂之间矿化深度大于1200m,朱砂红矿床-500米以下深部主要矿体未完全控制.
矿田北西深处可能存在全隐伏的成矿岩体,即第二成矿台阶,极具找矿前景.
银山矿区近几年在九区、西山区和银山区施工了部分深孔,矿体延深已超过1500m(--1100m标高以下),见矿体厚度、品位有迅速增厚变富的趋势.
金山矿田内朱林、石碑、西矿、雷高雾、八十源等矿区(点)均有良好的找矿前景,已勘探的矿体,倾向上的延深也未完全控制,同样存在资源潜力.

宁镇铁找矿远景区:总体勘探深度较浅,已完成勘探的矿床规模较小,泥盆系-石炭系界附近的层控热改型矿床仍未突破3).
安基山铜矿床控制深度仅为-400m,勘探完成后,江苏局根据安基山铜矿成矿模式与长江中下游若干矿床对比分析认为,五通组(或高骊山组)—石炭系灰岩硅钙面上存在层状硫化物矿体,并在以往施工的钻孔中有三孔在硅钙面上见到较好的铜多金属矿体,属热水喷流沉积的矿床.
将安基山及其外围的鸡笼山、关门山、伏牛山作为一个整体来考虑,主攻热水喷流沉积的铁铜矿、同时兼顾矽卡岩型、斑岩型,其资源量可望达到大型以上.
近年的工作,在句容市铜山、猴子石铜(钼)矿,老人峰-仙桃山铅锌矿勘查显示了一定的资源前景.

2.
2中新生代盖层覆盖区是新增资源的重点突破区中新生代盖层覆盖区已有的航磁、地磁异常的解剖工作尚不完全,验证工作在中浅部,中深部的找矿工作程度还较低;基底岩系中出现的构造—岩浆的有机搭配和有利探矿地层与成矿存在密切的时空联系[1-2];矿集区构造-地层单元剥露程度对比[3]认为众多火山岩盆地的成矿序列在垂向上可以对比,盆地之下可以找到在成矿序列中未出露的矿床类型和矿种.

火山岩覆盖区:庐枞火山盆地具有发现新的与成铜系列岩浆作用有关的矿床以及发现"龙桥式铁矿"、"玢岩型铁矿"、"斑岩型铜矿"等矿床的潜力,是突破盆地基底开辟新的找矿领域的理想地区.
今年在泥河铁矿取得的了重大突破.
宁芜火山盆地的资源潜力主要在二方面,一是浅中深部的低品位铁矿的充分利用,梅山铁矿外围低品位铁矿勘察综合评价工作,以品位15-17%为边界的玢岩铁矿,开展工业流程选矿试验取得了成功,预示着宁芜地区大部的低品位铁矿(如吉山的次贫矿和凹山的浸染状贫矿)有巨大潜力;二是深部或未出露的大型矿床,通过现有低缓重磁异常的再分析推断,深部可能存在与铁铜成矿有关的岩体和赋矿层位,如蒋门山地区铜矿勘查,经钻探验证找到了较富的矿体,指示了火山岩盆地及其深部找铜的希望.
怀宁火山盆地的矽卡岩型铜矿、溧阳—溧水火山盆地的火山岩-次火山热液型铜、金矿、玢岩铁矿、繁昌火山盆地的新港-浮城墩一带具有寻找大-中型矽卡岩型铜矿潜力,金牛火山盆地和大冶湖区以铜、钼为主的多金属矿化已初露端倪,区内以寻找与隐伏斑岩型铜矿和与岩体有关的矽卡岩型铜铁矿为主.

红盆地覆盖区:长江中下游地区的怀害—潜山、朗溪—宣城—南迳、溧水—溧阳地区晚白垩世—古近系红盆地,下伏火山岩地层和古生代地层,部分地区边缘发育半脆性—半韧性剪切推覆构造带,直接掩盖了一些成矿区带和赋矿地层,其深部找矿工作基础薄弱,基底的成矿特点还不清楚,也是一个重要的突破方向.

第四系覆盖区:黄梅小池口—望江、无为—和县、芜湖周边、天长—冶山等地区,第四系覆盖广泛,大部分地区浅覆盖,其下已有雍镇、立房等隐伏矿床,还存在一些低缓的磁异常、重力异常,其资源潜力不可低估.

2.
3新层位、新类型矿床是资源的新潜力区近年工作中发现的奥陶系—志留系对矽卡岩铜矿、南华系—震旦系对铅锌银矿有重要的控制作用,是新的赋矿层位.
晚元古代和晚古生代热水喷流沉积作用[]对铅锌银矿和铜硫矿的控制也较重要的,扬子型铅锌矿在本区可能成为主要的矿床类型.
成矿带南缘铅、锌、钨、锡、金矿的进一步勘查成果显示[4],铅、锌、钨、锡矿床也可能成为这一地区的重要矿种.
同时,对一些研究程度相对较低区域的地质找矿工作也不能忽视,如长江中下游南侧山区,由于条件和手段的限制,许多地区工作程度仍然很低,通过近几年的资源调查认为,优势资源还有显现,非优势矿种在边部山区有突破的希望.

综合前人成果认为:长江中下游地区隐伏矿找矿的潜力是巨大的,其浅中深部(地下500-1000m)铜的资源潜力可望达到1000万吨以上、铁10亿吨,其中大型—超大型矿床(区)7-10处(表-2).
中深部(地下1000-2000m)具有10-15处大型—超大型矿床资源潜力区的可能.

长江中下游地区主要找矿远景区浅中深部铜、铁资源潜力找矿远景区铜金属资源量(万吨)铁矿石资源量(万吨)大型以上矿产地鄂东南找矿远景区350150002-3处九江—瑞昌找矿远景区27010002-3处安庆—怀宁找矿远景区505000庐江—枞阳找矿远景区50300001-2处贵池—青阳找矿远景区50赣东北找矿远景区3901-2处铜陵—繁昌找矿远景区30050002-3处滁县—全椒找矿远景区501000南京—芜湖找矿远景区300001-2处六合—天长找矿远景区2000南京—镇江找矿远景区10020001-2处苏锡找矿远景区1000其它地区200002-3处3.
深部找矿的方法探讨3.
1充分利用已有资料,安排找矿前期的基础性工作长江中下游地区的地质工作程度很高,已经完成的中大比例尺区域地质、矿产、物化遥调查工作和大量地质矿产综合、科学研究工作,这一地区矿产勘查工作已有的程序和方法、技术示范等,仍然是深部找矿取得突破的基础.
但是,工作程度不平衡、已有的资料精度相对低,部分基础资料不能满足深部找矿的需求,更新找矿远景区物化探数据成为深部找矿的重要内容.

在找矿工作部署上,安排成矿区带的矿产远景调查工作、逐步更新区带的1:2.
5—1:5万比例尺的航磁测量资料,补测主攻地区岩、矿石物性资料.
在找矿区段上安排大比例尺综合物化探工作(含面积性磁法、重力、电法),局部进行深穿透化探工作,建立深部找矿的数据平台,度进一步利用1:5万和更大比例尺的重、磁资料、多元信息进行整体研究、定性解译与定量反演计算,优选出深部找矿的靶区.

3.
2系统总结物化探方法,实施多方法组合找矿物探化探具有快速、经济、信息量大和遥测等特点,它已成为深部找矿的最关键技术.
开展深部找矿总结前人的勘查已有的成败经验,选择不同矿床类型、不同物性对象有效的物化探方法,是致关重要的步骤(孙文柯,2006).

前人对不同矿种、不同类型铁铜矿床勘探已采用不同的物化探方法,如铁矿的磁、重异常明显,铜矿高磁、高重、低电阻率,硫化物高极化、低电阻率等已成为较一致的认识.
如矿浆型铁矿和玢岩型铁矿床运用磁法和重力较好地达到了目的,如姑山、梅山和陶村、吉山等;矽卡岩型铁铜矿应用磁法、重力、激电和化探手段基本可达到目的,如铁山、武山、铜碌山、狮子山等;斑岩型铜矿应用岩石和土壤地球化学和电法,配以磁法和重力方法勘查,如城门山、铜厂、沙溪、岳山等;热液型铜矿应用电法和地球化学测量,配以磁法和重力方法勘查,如银山、铜牛井、娘娘山、云台山、太平山等;沉积-热液叠加改造型矿床磁法、重力、复电阻率法均有较好的效果.

在500-1000m以下的深部,传统的方法在深部找矿中也大有用途,其方法系统在已成功的找矿实践中被证明仍是有效的[5],近几年物化探方法新的仪器设备和软件又突出在方便、快捷和高精度、大测深度的优势.
利用传统的用大尺度、高精度磁法、重力、大功率激电和新的高密度剖面测深方法(如复电阻率法)和电磁法(尤其是时间域电磁法系列)的多方法组合,在实施深部找矿、定位矿化体是主要趋势.

3.
3区分不同勘查条件,探索正确的勘查流程按勘查区的地质情况和矿产勘查条件不同,将已知大中型矿床的深部和外围、中新生代盆地覆盖区和新层位新类型地区三类地区.

已知大中型矿床的深部和外围,勘查的主攻方向是对已知矿体的进一步扩大和寻找新矿体,其勘查流程主要参照已有勘查经验实施,并进一步应用新的技术手段.

中新生代盆地覆盖区,主攻矿床类型和矿种是:矽卡岩型铜铁矿、热水喷流型铜硫矿、玢岩型铁矿和斑岩铜矿.
总体的勘查流程是:已有资料的再处理,反演主要控矿因素(地层、构造、岩浆岩)的空间分布;进行盆地和基底和对比研究,形成立体地质图;综合预测矿化富集位置,对找矿区段的深部远景作出评价;岩石物性研究与分析;1:10000-1:5000高精度重、磁测量,局部地区进行面积性激电中梯测量、高密度剖面测深方法(如复电阻率法)、电磁法(瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法)对主干剖面测量,有限的地震剖面测量;隐伏矿找矿靶区定量预测;深部找钻探验证、测井与再分析.

新层位新类型地区,主攻类型和矿种为:热水喷流型铜铅锌多金属矿(扬子型铅锌银矿).
总体的勘查流程是:资料的再处理工作;进行隐伏区区域成矿规律、控矿因素、岩石物性研究等研究;区域赋矿岩层的岩石地球化学剖面测量(1:50000);综合预测矿化富集位置和成矿分析,对找矿区段的深部远景作出评价;在已有异常区及成矿有利地段1:100001:5000电、化综合测量,激电中梯剖面测量、高密度剖面测深方法(如复电阻率法)测量;隐伏矿找矿靶区定量预测;深部找钻探验证、测井与再分析.

本文编写过程中,得到长期在本区工作的专家常印佛院士、杨明桂教授和郭坤一研究员的指导,参考了中国地质调查局龙宝林和张生辉研究员,华东地质调查中心陈国光和班宜忠教授级高工等对这一地区深部找矿工作的指导性意见,在此一并致谢.