江蘇鐵礦資源潛力評(píng)價(jià)

魏芳，黃建平，黃震，王海歐，來(lái)又東

(江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇南京210018)

江蘇鐵礦資源潛力評(píng)價(jià)

魏芳，黃建平，黃震，王海歐，來(lái)又東

(江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇南京210018)

鐵礦資源是江蘇省重要金屬礦產(chǎn)資源之一。根據(jù)最新的地質(zhì)找礦原則，突出“攻深找盲”，開辟“第二成礦空間”的找礦思路，以新的成礦理論為指導(dǎo)，加強(qiáng)資料二次開發(fā)利用的力度和深度，充分運(yùn)用地質(zhì)、物探、化探、遙感等新的勘查技術(shù)方法，對(duì)鐵礦資源潛力進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)此次評(píng)價(jià)，共圈定了6個(gè)遠(yuǎn)景調(diào)查區(qū)，6個(gè)重點(diǎn)普查區(qū)，8個(gè)普查驗(yàn)證區(qū)。

鐵礦;資源潛力評(píng)價(jià);江蘇

0 引言

隨著我國(guó)工業(yè)化和現(xiàn)代化的到來(lái)，國(guó)家對(duì)礦產(chǎn)資源需求量急增，造成鐵礦原材料供應(yīng)緊張，后備資源嚴(yán)重不足。自2003年以來(lái)，國(guó)際鐵礦產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)上漲，鐵礦產(chǎn)資源緊缺的現(xiàn)狀已列入政府決策的緊急議題之一。

雖然江蘇鐵礦資源開發(fā)利用程度相對(duì)較高，但依然難以滿足現(xiàn)代化建設(shè)需要。應(yīng)加強(qiáng)鐵礦產(chǎn)勘查，盡快增加資源儲(chǔ)量，以保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。為了有效地部署鐵礦產(chǎn)勘查工作，提高找礦效率，對(duì)江蘇鐵礦資源遠(yuǎn)景進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，掌握江蘇鐵礦資源潛力，提供勘查部署的目標(biāo)，是一項(xiàng)十分重要的工作。

江蘇鐵礦資源潛力預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)是礦產(chǎn)勘查前期工作，其成果為礦產(chǎn)勘查部署提供科學(xué)依據(jù)，目的是提高找礦效率，加快勘查進(jìn)程，努力扭轉(zhuǎn)目前江蘇省鐵礦礦產(chǎn)勘查后備基地不足的現(xiàn)狀。

1 江蘇鐵礦資源概述

江蘇鐵礦產(chǎn)資源開發(fā)利用程度相對(duì)較高，目前已知鐵礦床(點(diǎn))共計(jì)194處，其中大型礦床2處，中型礦床9處，小型礦床16處，礦(化)點(diǎn)167處(表1)。主要分布在徐州市北部利國(guó)—沛縣、南京市西南部梅山—鳳凰山、南京六合區(qū)冶山—橫山、鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)韋崗和蘇州西部談家橋等地。

鐵礦儲(chǔ)量主要集中在寧蕪北段，占全省探明儲(chǔ)量的3/4;其他中、小型礦床零星分布在徐州、寧鎮(zhèn)、六合、蘇州、南通等地(陳毓川，1978)。

江蘇鐵礦礦床成因類型可劃分為陸相火山巖型、矽卡巖型、熱液型、沉積變質(zhì)型、沉積型、風(fēng)化淋濾型。其中陸相火山巖型和矽卡巖型為重要的鐵礦類型，占全省鐵礦查明資源總量的99%以上，其余類型均為礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)。

2 江蘇鐵礦資源潛力評(píng)價(jià)流程

借助陳毓川院士的“礦床成礦系列”理論，在現(xiàn)有地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上，全面總結(jié)江蘇基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)勘查工作成果資料，深入分析與鐵礦有關(guān)的地層、構(gòu)造、巖漿巖(火山巖)等成礦信息，系統(tǒng)研究江蘇鐵礦床成因類型，剖析典型礦床特征，加強(qiáng)區(qū)域成礦規(guī)律研究，充分利用物探、化探、自然重砂、遙感所顯示的地質(zhì)找礦信息，通過(guò)編制各類區(qū)域?qū)ｎ}圖件，對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，并實(shí)現(xiàn)類比預(yù)測(cè)，解決信息不對(duì)稱問(wèn)題。采用定性(先)和定量(后)相結(jié)合的途徑，充分利用GIS評(píng)價(jià)技術(shù)及數(shù)學(xué)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)定量化處理，解決知識(shí)驅(qū)動(dòng)與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，進(jìn)行資源定量預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)江蘇鐵礦資源潛力評(píng)價(jià)。

表1 江蘇鐵礦床(點(diǎn))簡(jiǎn)況

圖1 江蘇鐵礦潛力評(píng)價(jià)流程圖

2.1 收集整理基礎(chǔ)資料

收集的資料主要包括:填圖資料、礦產(chǎn)地資料、礦產(chǎn)勘查資料、區(qū)域地質(zhì)志、各磁測(cè)資料、重力資料、化探資料、遙感資料、自然重砂資料以及相關(guān)的各類研究報(bào)告及專著等。

2.2 區(qū)域成礦規(guī)律的預(yù)研究

根據(jù)江蘇鐵礦的特點(diǎn)劃分礦床類型、預(yù)測(cè)工作范圍。

礦床類型是指在特定的成礦地質(zhì)作用過(guò)程中，受特定成礦地質(zhì)因素控制而形成的礦床。同一礦種根據(jù)其成礦地質(zhì)因素，可劃分為不同礦床類型，其控礦因素不同，預(yù)測(cè)要素也不同。礦床類型的概念既不同于成因類型，也不同于工業(yè)類型，其劃分因素主要考慮成礦時(shí)代、大地構(gòu)造環(huán)境、控礦因素、成礦作用特征等。礦床類型分兩種:第一種為確定的，指國(guó)內(nèi)有典型礦床的類型，如江蘇梅山鐵礦是比較典型的“玢巖式”鐵礦;第二種為探索的，指國(guó)內(nèi)具備成礦地質(zhì)條件但尚未發(fā)現(xiàn)典型礦床(陳毓川等，2010a，2010b)。

劃分礦床類型后再結(jié)合對(duì)江蘇鐵礦地質(zhì)構(gòu)造基本特征和劃分的不同礦床類型綜合確定預(yù)測(cè)工作區(qū)范圍(表2)。

表2 江蘇鐵礦礦床類型、預(yù)測(cè)工作區(qū)、典型礦床

2.3 區(qū)域成礦地質(zhì)背景研究

區(qū)域成礦地質(zhì)背景研究是礦產(chǎn)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)工作，主要目的是研究成礦作用和地質(zhì)作用的關(guān)系，分析礦產(chǎn)形成的成礦地質(zhì)環(huán)境，運(yùn)用新的理論和方法技術(shù)，深入分析和提取成礦地質(zhì)構(gòu)造信息(成礦地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測(cè)要素)，編制專題圖件，研究和總結(jié)成礦地質(zhì)構(gòu)造形成演化規(guī)律，為成礦規(guī)律研究和礦產(chǎn)預(yù)測(cè)提供成礦地質(zhì)背景資料和認(rèn)識(shí)，為成礦規(guī)律與礦產(chǎn)預(yù)測(cè)提供工作底圖。

2.4 成礦規(guī)律研究

成礦規(guī)律研究是礦產(chǎn)預(yù)測(cè)工作的核心，主要包括以下幾個(gè)方面。

2.4.1 區(qū)域礦產(chǎn)特征按照不同成礦時(shí)代、不同礦種及不同礦床類型分別總結(jié)區(qū)域礦產(chǎn)的空間分布特征，根據(jù)單類型礦產(chǎn)、礦化點(diǎn)、礦點(diǎn)、礦床等分布狀況，分別研究其空間分布特征，在此基礎(chǔ)上根據(jù)相同的成礦地質(zhì)因素，歸納區(qū)域礦產(chǎn)綜合空間分布特征。

華北陸塊區(qū)江蘇省內(nèi)鐵礦形成主要與中—新太古代沉積變質(zhì)作用、中生代構(gòu)造－巖漿活動(dòng)有關(guān)，其中沉積變質(zhì)型鐵礦主要分布于豐沛中—新太古代泰山群變質(zhì)巖系分布區(qū)，矽卡巖型及熱液接觸交代填型主要分布于利國(guó)—班井燕山期中酸性侵入體周邊和豐沛地區(qū)華(山)—棲(山)隆起帶。代表性礦床有利國(guó)、吳莊、墓山、姜梨園鐵礦床。

東?！乱实貐^(qū)屬高壓—超高壓(造山)變質(zhì)帶，鐵礦床形成與早—中元古代沉積變質(zhì)作用有關(guān)，含礦建造為東海巖群武強(qiáng)山巖組，呈北東向分布。

長(zhǎng)江中下游成礦帶江蘇段鐵礦床形成與燕山期構(gòu)造巖漿活動(dòng)有關(guān)，區(qū)內(nèi)鐵、銅、金、多金屬常圍繞巖漿侵入活動(dòng)中心展布，巖漿活動(dòng)中心即是成礦活動(dòng)中心。全區(qū)自西往東可劃分4個(gè)成巖成礦分區(qū)。

寧蕪—溧水與燕山期中基性—中酸性—堿性火山—次火山巖密切相關(guān)的玢巖型成巖成礦分區(qū)，礦床分布受北北東和北西向兩組基底斷裂(構(gòu)造巖漿噴發(fā)帶)的控制。代表性礦床梅山、吉山、麒麟山、鳳凰山、泰山等鐵礦床。

寧鎮(zhèn)(含六合、盱眙)與燕山期中晚期中酸性斑巖型成巖成礦分區(qū)，鐵礦床往往圍繞巖漿活動(dòng)中心展布特征，代表性礦床有韋崗、冶山鐵礦床。

蘇錫(含南通)與燕山期中酸性—酸性火山—侵入巖有關(guān)的成巖成礦分區(qū)，礦床均圍繞燕山期中酸性、酸性巖體與圍巖接觸帶呈環(huán)狀分布，代表性礦床有談家橋鐵礦、旺米山鋅鐵礦床、唐家墩鐵礦、王浩鐵礦床。

2.4.2 成礦區(qū)帶劃分根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造基本特征，按照不同礦床類型的主要控礦因素，劃分單類型成礦區(qū)帶，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行綜合分析，歸并為綜合成礦區(qū)帶。

江蘇針對(duì)鐵礦共劃分Ⅲ級(jí)成礦區(qū)帶3個(gè)，Ⅳ級(jí)成礦亞帶5個(gè)。在Ⅳ級(jí)基礎(chǔ)上，根據(jù)礦種(礦組)的礦田或礦集區(qū)分布特征進(jìn)一步劃分Ⅴ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)12個(gè)(表3)。

2.4.3 典型礦床研究典型礦床研究工作，主要按照不同礦床類型選擇代表性礦床或礦點(diǎn)開展解剖工作，研究成礦時(shí)間、成礦期大地構(gòu)造空間位置及其演化階段，研究礦床與成礦有關(guān)的地質(zhì)作用特征，分析成礦(礦田)構(gòu)造，研究礦床空間特征、成礦期次和階段，物質(zhì)組分及其時(shí)空分布特征，研究成礦作用及其標(biāo)志特征，建立礦床成礦模式，確定礦床式，江蘇鐵礦典型礦床特征見(jiàn)表4。

2.4.4 建立區(qū)域成礦模式首先，按礦床類型總結(jié)區(qū)域成礦模式;其次，按成礦地質(zhì)作用歸并區(qū)域綜合成礦模式。陸相火山巖型鐵礦主要分布于寧蕪火山巖盆地、溧水火山巖盆地，鐵礦形成與中生代火山—次火山巖漿氣液活動(dòng)密切相關(guān)，它們的分布受噴發(fā)—侵入活動(dòng)(噴發(fā)中心或北北東和北西向兩組基底斷裂(構(gòu)造巖漿噴發(fā)帶))控制，圍繞次火山巖侵入體可依次出現(xiàn)一組不同礦物組合鐵礦床(玢巖鐵礦系列)(圖2)。

大王山旋回的輝長(zhǎng)(輝石)閃長(zhǎng)玢巖與成礦的關(guān)系最為密切，其次為中偏基性的閃長(zhǎng)玢巖、輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖及輝長(zhǎng)安山玢巖、粗安玢巖等，均屬淺成—超淺成相，有明顯的次火山巖相特征。已知鐵礦床的成礦時(shí)代為燕山期。

表3 江蘇鐵礦成礦區(qū)帶劃分

表4 江蘇鐵礦典型礦床特征

續(xù)表4

矽卡巖型鐵礦主要分布于徐州利國(guó)、豐沛地區(qū)和揚(yáng)子陸塊區(qū)長(zhǎng)江中下游地區(qū)。接觸交代型鐵礦床成礦溫度較高，一般在300～600℃，成因及空間上與燕山期中酸性侵入巖關(guān)系密切，常產(chǎn)于侵入巖與圍巖接觸帶中，或產(chǎn)于圍巖捕虜體的接觸帶內(nèi)，部分產(chǎn)于圍巖裂隙及內(nèi)接觸帶的侵入巖體中。成礦時(shí)代為燕山期。

沉積變質(zhì)型鐵礦主要分布于豐沛地區(qū)西南部、東海—新沂地區(qū)。豐沛地區(qū)西南部分布了大面積的沉積變質(zhì)巖系，地層為中—新太古界泰山巖群山草峪組，建造類型為斜長(zhǎng)角閃巖－黑云變粒巖－磁鐵石英巖變質(zhì)建造。東?！乱实貐^(qū)早—中元古界東海巖群沉積變質(zhì)巖系呈北東向展布，其中含礦巖系武強(qiáng)山巖組分布零星。

圖2 寧蕪地區(qū)陸相火山巖型玢巖鐵礦區(qū)域成礦模式

2.5 物探、化探、遙感資料分析研究

根據(jù)典型礦床對(duì)照物探、化探、遙感、自然重砂異常特征，建立礦床綜合信息模型。內(nèi)容包括: (1)收集典型礦床大比例尺物探、化探資料，建立物探、化探信息模型。(2)收集已有專題研究成果，摘錄有關(guān)模型資料。(3)對(duì)照1∶5萬(wàn)、1∶20萬(wàn)區(qū)域綜合異常資料，選取典型礦床的區(qū)域物探、化探、遙感、自然重砂等綜合異常，建立典型礦床的區(qū)域物探、化探、遙感、自然重砂等信息模型，即礦床模型。

根據(jù)典型礦床的綜合信息模型，按照不同礦床類型剖析其物探、化探、遙感、自然重砂等綜合異常內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，作為找礦模式和預(yù)測(cè)要素。

2.6 礦產(chǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)

通過(guò)以上對(duì)地質(zhì)、物化探的分析研究，進(jìn)行成礦信息提取與綜合，建立區(qū)域評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型和數(shù)字找礦模型(全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目組，2007)。根據(jù)“相似類比”原則和“求異”理論，設(shè)置成礦預(yù)測(cè)和區(qū)域評(píng)價(jià)的標(biāo)志組合，根據(jù)礦床類型必要性標(biāo)志組合，初步圈定最小預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)區(qū)。構(gòu)置定量預(yù)測(cè)關(guān)鍵性變量，使用定量預(yù)測(cè)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)區(qū)優(yōu)選。根據(jù)礦床類型和資料水平，選擇資源量估算方法，估算成礦遠(yuǎn)景區(qū)的未發(fā)現(xiàn)資源量，給出資源量類別，并提出地質(zhì)找礦工作部署建議。

2.6.1 信息提取信息提取的主要內(nèi)容是對(duì)成礦要素圖和預(yù)測(cè)要素圖進(jìn)行復(fù)核、確認(rèn)和修改，從空間關(guān)系、數(shù)量關(guān)系、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行定性研究對(duì)比和分析，從中提取真正和礦產(chǎn)預(yù)測(cè)有關(guān)的要素，剔除與礦產(chǎn)預(yù)測(cè)關(guān)系不大的要素，對(duì)反映同一信息的多種表達(dá)進(jìn)行有效的歸并，避免重復(fù)，從而為建立區(qū)域預(yù)測(cè)模型奠定基礎(chǔ)。

2.6.2 預(yù)測(cè)單元?jiǎng)澐值侥壳盀橹?，預(yù)測(cè)區(qū)圈定(預(yù)測(cè)單元?jiǎng)澐?的方法主要有2種:地質(zhì)體單元法(廣義)和網(wǎng)格單元法。在圈定預(yù)測(cè)區(qū)的過(guò)程中，需要具體問(wèn)題具體分析，可以使用網(wǎng)格單元法，也可以使用地質(zhì)體單元法(廣義)。此外，還可以通過(guò)專家的方法(德爾菲法)來(lái)圈定預(yù)測(cè)區(qū)。

2.6.3 預(yù)測(cè)要素變量的構(gòu)置與選擇預(yù)測(cè)要素變量是隨時(shí)間、空間的變化而發(fā)生變化的地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)特征的量化標(biāo)志，是構(gòu)成資源特征與地質(zhì)找礦標(biāo)志之間統(tǒng)計(jì)關(guān)系的基本元素。很顯然，單個(gè)變量的優(yōu)劣將對(duì)資源預(yù)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生直接的影響。變量的變化與礦體特征密切相關(guān)，因此，可以通過(guò)預(yù)測(cè)變量的研究，并通過(guò)預(yù)測(cè)要素圖層的數(shù)字化變量、變量取值，與預(yù)測(cè)區(qū)關(guān)聯(lián)在一起，達(dá)到優(yōu)化預(yù)測(cè)區(qū)的目的。

2.6.4 預(yù)測(cè)區(qū)圈定及優(yōu)選通過(guò)模型單元選擇、變量二值化、變量?jī)?yōu)選研究最后進(jìn)行預(yù)測(cè)區(qū)優(yōu)選，得到最小預(yù)測(cè)區(qū)，雖然利用軟件優(yōu)選出來(lái)的結(jié)果與實(shí)際情況吻合程度較高，但在預(yù)測(cè)工作區(qū)中，還是需要對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景、成礦地質(zhì)條件、物化遙等資料進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)優(yōu)選結(jié)果進(jìn)行專家復(fù)核，驗(yàn)證，從而篩選出最小預(yù)測(cè)區(qū)并進(jìn)行分類。變量二值化后的數(shù)據(jù)見(jiàn)表5，預(yù)測(cè)區(qū)優(yōu)選后的結(jié)果屬性見(jiàn)表6。

表5 某預(yù)測(cè)工作區(qū)變量二值化后的數(shù)據(jù)

表6 某預(yù)測(cè)工作區(qū)優(yōu)選結(jié)果屬性表

3.6.5 地質(zhì)體積法估算資源量地質(zhì)體積法估算的基礎(chǔ)是一定的地質(zhì)建造中賦存某種礦產(chǎn)資源的潛力與該建造成正比，地質(zhì)建造類似地區(qū)有相似的資源潛力，主要工作是確定單位體積礦產(chǎn)平均含量，確定賦礦建造空間三維分布范圍及計(jì)算其體積。

3 結(jié)論

此次潛力評(píng)價(jià)以點(diǎn)為主、點(diǎn)面結(jié)合、面上深入、重點(diǎn)突破，以新的成礦理論為指導(dǎo)，加強(qiáng)二次資料開發(fā)的力度和深度，充分運(yùn)用地質(zhì)物探、化探、遙感等新的勘查技術(shù)方法，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)成礦條件、地質(zhì)礦產(chǎn)工作研究程度，遵循從實(shí)際出發(fā)，力求最佳。共圈定了6個(gè)遠(yuǎn)景調(diào)查區(qū)，6個(gè)重點(diǎn)普查區(qū)，8個(gè)普查驗(yàn)證區(qū)(表7)，預(yù)測(cè)全省2 000 m以淺的鐵礦資源總量達(dá)18.1億t。對(duì)具有較大資源潛力的成礦區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)勘查，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)找礦重大突破，新增一批鐵礦資源儲(chǔ)量，為江蘇鐵礦資源的可持續(xù)開發(fā)利用及遠(yuǎn)景規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

表7 江蘇鐵礦勘查部署區(qū)

參考文獻(xiàn):

陳毓川.1978.寧蕪玢巖鐵礦［M］.北京:地質(zhì)出版社.

陳毓川，常印佛，湯中立，等.2007.中國(guó)成礦體系與區(qū)域成礦評(píng)價(jià)(上、下)［M］.北京:地質(zhì)出版社.

陳毓川，王登紅，陳鄭輝，等.2010a.重要礦產(chǎn)和區(qū)域成礦規(guī)律研究技術(shù)要求［M］.北京:地質(zhì)出版社.

陳毓川，王登紅.2010b.重要礦產(chǎn)預(yù)測(cè)類型劃分方案［M］.北京:地質(zhì)出版社.

黃建平，黃震，魏芳，等.2010.江蘇省(含上海市)鐵礦資源潛力評(píng)價(jià)成果報(bào)告［R］.

全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目組.2007.全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)技術(shù)要求總論［R］.

Potentiality assessment of iron resource in Jiangsu Province

WEI Fang，HUANG Jian-ping，HUANG Zhen，WANG Hai-ou，LAI You-dong
(Geological Survey of Jiangsu Province，Nanjing 210018，China)

Iron is one of the important metal mineral resources in Jiangsu Province.According to the latest principles of geological prospecting，to highlight the deep and blank areas for ore-prospecting and open up the prospecting ideas of“the second ore formation space”.Guided by the new theory and the secondary use of geological data to enhance the strength and depth of development，the authors made a full use of geological prospecting technologies inclusive of geophysical，geochemical，remote sensing and other new technological methods for the assessment of potentiality assessment of iron resource.By this assessment，six long-term survey areas，six key survey areas and eight census verification areas were delineated.

Iron;Potentiality assessment of resources;Jiangsu

book=2,ebook=11

P578.1+2

A

1674－3636(2012)02－0157－08

10.3969/j.issn.1674-3636.2012.02.157

2012－02－13;編輯:陸李萍

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“江蘇省(含上海市)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)”項(xiàng)目(1212010813009)

魏芳(1981—)，女，工程師，從事成礦規(guī)律與礦產(chǎn)預(yù)測(cè)研究工作，E-mail:weifanghome@sohu.com