銅綠山銅鐵礦井下邊端部探礦方法與實(shí)踐

蔡世祥

(深圳地質(zhì)建設(shè)工程公司， 廣東 深圳市 518023)

0 礦區(qū)地質(zhì)概況及現(xiàn)狀

銅綠山礦床是典型的熱液接觸矽卡巖型銅鐵礦床。礦區(qū)位于大冶復(fù)向斜南翼，陽(yáng)新巖體西北端的銅綠山小巖體中，其東北方向是下?lián)P子拗陷帶，強(qiáng)烈的北北東向構(gòu)造使分布于背斜兩翼及核部的礦體群多以北北東向?yàn)橹?、北東東向?yàn)檩o的方向延伸。礦區(qū)地層發(fā)育較為完整，均以殘留狀態(tài)產(chǎn)出于巖漿巖巖體中，其中三疊系下統(tǒng)大冶組（T1d）、三疊系中下統(tǒng)嘉陵江組（T1-2j）的碳酸鹽類的白云巖、灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r與成礦關(guān)系密切，現(xiàn)井下開(kāi)采區(qū)域內(nèi)基本都變質(zhì)成矽卡巖或大理巖，而矽卡巖和大理巖是銅綠山礦區(qū)的主要賦礦層[1]。

銅綠山銅鐵礦床經(jīng)過(guò)幾十年的開(kāi)采，井下已探明的可采資源量逐漸減少，中淺部-425 m及以上中段資源已基本被采完，只剩余部分中段局部底柱和盲小礦體。礦石品位也有所降低，特別是深部礦體品位較低，部分中段實(shí)際開(kāi)采品位與設(shè)計(jì)品位存在差別，且深部地壓增大，巖石穩(wěn)定性變差，安全壓力大，為生產(chǎn)帶來(lái)了諸多不便[2]。為滿足礦山的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，緩解生產(chǎn)中段生產(chǎn)能力消失過(guò)快的局面，在現(xiàn)有地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有開(kāi)拓、生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行邊端部探礦找礦，尋找未知盲礦體和零星小礦體，力求尋找更多的可采礦量，提高資源利用率，以緩解當(dāng)前礦山嚴(yán)峻的生產(chǎn)壓力[3]。

1 井下邊端部探礦方法

1.1 根據(jù)接觸變質(zhì)作用圈定探礦靶區(qū)

1.1.1 熱接觸變質(zhì)作用

礦區(qū)大理巖被巖漿熱液分割包裹，發(fā)生強(qiáng)烈的熱接觸變質(zhì)作用，使含礦物質(zhì)富集，因而大理巖是銅綠山礦床的主要賦礦層，形成了Ⅲ、Ⅳ號(hào)等主礦體。根據(jù)熱液接觸變質(zhì)作用特征規(guī)律，在主礦體邊端部尋找大理巖包裹體，并根據(jù)成礦規(guī)律分析含礦可能性，對(duì)含礦可能性較高的大理巖包裹體進(jìn)行水平鉆探礦。如-545 m中段南沿一分段1至4號(hào)勘探線生產(chǎn)探礦中探明的盲小礦體，位于Ⅲ號(hào)礦體下盤西南端邊端部，與Ⅲ號(hào)主礦體方向一致，呈北北東向。賦礦層為大理巖，與Ⅲ號(hào)主礦體連接的部位局部由于碳酸鹽巖發(fā)生強(qiáng)烈的熱接觸變質(zhì)作用，呈角礫狀膠結(jié)形成角礫狀大理巖，銅離子在熱液接觸變質(zhì)作用過(guò)程中逐漸聚集形成礦體[4]。

1.1.2 接觸交代變質(zhì)作用

巖漿熱液侵入圍巖后，碳酸鹽巖與高溫巖漿巖接觸帶區(qū)域發(fā)生接觸交代作用，形成了受接觸帶控制的不同規(guī)模和類型的高溫接觸交代變質(zhì)巖系矽卡巖，如透輝石矽卡巖、石榴子石矽卡巖等。在接觸交代變質(zhì)作用形成矽卡巖時(shí)，隨著熱液溫度逐漸降低，含礦揮發(fā)分也隨著熱液冷凝而逐漸富集，形成了有利的成礦條件，矽卡巖時(shí)常是構(gòu)成礦體的直接圍巖，如XⅢ號(hào)礦體、Ⅲ號(hào)礦體部分及Ⅳ、Ⅰ號(hào)礦體局部，是本礦床的主要賦礦層[5]。

前期通過(guò)邊端部生產(chǎn)探礦探明的-245 m中段北沿27線主礦體上盤邊部的盲小礦體（6414采場(chǎng)）是由于接觸交代變質(zhì)作用使局部碳酸鹽巖形成矽卡巖體被包裹于火成巖中，含礦組分得到有效集聚，形成了熱液交代矽卡巖盲小礦體。

1.2 根據(jù)礦床成因和構(gòu)造控礦規(guī)律尋找盲小礦體

1.2.1 構(gòu)造標(biāo)志

現(xiàn)銅綠山銅鐵礦生產(chǎn)中段中賦存的礦體主要為Ⅲ、Ⅳ、XⅢ號(hào)礦體及Ⅰ號(hào)礦體少部分。而這幾個(gè)礦體均以北北東向產(chǎn)出，主要賦存于巖體與大理巖的接觸帶上，其次賦存在接觸帶附近的賦礦層大理巖或矽卡巖層間。因此，接觸構(gòu)造是礦體延伸方向的主要控制因素，是本礦床重要的找礦標(biāo)志。

1.2.2 巖漿巖標(biāo)志

與銅綠山礦床成礦關(guān)系密切的巖漿巖是燕山早期第三階段侵入的中性巖石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖，侵入時(shí)熱液與大冶組碳酸鹽巖發(fā)生接觸交代作用，使白云巖、灰?guī)r等變質(zhì)成大理巖、矽卡巖，并在接觸交代作用過(guò)程中，銅、鐵屬離子富集而形成典型的矽卡巖型銅鐵礦體，故石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖是銅綠山礦床找礦的巖漿巖標(biāo)志。

1.2.3 礦體圍巖蝕變

銅綠山礦床圍巖蝕變作用發(fā)育，常見(jiàn)的礦體圍巖蝕變種類較多，其中與鐵礦化緊密聯(lián)系的是鈉化，而與銅礦化緊密聯(lián)系的是鉀化、碳酸巖化，所以工程揭露的圍巖明顯蝕變是重要的找礦標(biāo)志。

破碎帶與成礦作用甚為密切，破碎帶的發(fā)育程度、規(guī)模與礦體的富集情況、規(guī)模成正相關(guān)。有些破碎帶本身就是礦體的賦礦層，如Ⅺ號(hào)礦體及Ⅷ號(hào)礦體的部分就是含礦角礫巖。圍巖大理巖層間破碎帶有規(guī)模較小的礦體賦存，圍巖上下接觸帶內(nèi)帶有與零星大理巖捕虜體分布有關(guān)或與構(gòu)造裂隙有關(guān)的小礦體分布。

1.3 根據(jù)鈉長(zhǎng)斑巖、斜長(zhǎng)巖尋找被脈巖隔斷或錯(cuò)失的礦體

銅綠山礦床中鈉長(zhǎng)斑巖較發(fā)育，且時(shí)常分布于礦體附近，甚至穿插于礦體中把礦體分割，往往與鈉長(zhǎng)斑巖接觸的矽卡巖就是礦體。鈉長(zhǎng)斑巖在Ⅲ、Ⅳ、XⅢ號(hào)礦體中比較常見(jiàn)，常交叉于礦體中，大多呈北西-北北西走向。如圖1中-545 m中段南沿-537 m分段，5508至5513采場(chǎng)上盤礦體部分被鈉長(zhǎng)斑巖隔斷。

圖1 -545 m中段南沿-537 m分段地質(zhì)簡(jiǎn)圖

斜長(zhǎng)巖在銅綠山礦床中分布并不廣泛，根據(jù)多年生產(chǎn)工作中總結(jié)出來(lái)的礦石富集規(guī)律，與斜長(zhǎng)巖直接接觸的大理巖往往構(gòu)成高品位的銅鐵礦體。如-245 m中段17線主礦體上盤探明的小礦體，當(dāng)時(shí)因在揭露的巷道地質(zhì)編錄中發(fā)現(xiàn)該區(qū)域有斜長(zhǎng)巖發(fā)育，且其下盤區(qū)域?yàn)闊o(wú)工程控制的大面積大理巖，并在揭露的大理巖中發(fā)現(xiàn)擠壓片理帶，片理帶中發(fā)現(xiàn)零星黃鐵礦化，故在該區(qū)域進(jìn)行了巷道探礦，發(fā)現(xiàn)了一面積約240 m2的小礦體，且銅品位達(dá)到1.85%，驗(yàn)證了推斷的正確性[6]。

2 探礦實(shí)踐及常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 探礦實(shí)踐

邊端部探礦是為探明礦體端部及礦體上下盤沿礦體延伸方向區(qū)域的地質(zhì)情況及賦礦情況，故選取探礦方式時(shí)偏向于垂直礦體布置探礦工程，以求用最少的探礦工程探明最大的探礦區(qū)域。且需及時(shí)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)情況并做好地質(zhì)編錄，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)編錄的巖性特征及時(shí)調(diào)整施工方案，減少不必要的工程[7]。

礦區(qū)Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ號(hào)等主礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、延深均受接觸帶控制，賦礦層均為矽卡巖和大理巖。探明的邊端部盲礦體產(chǎn)狀與主礦體相差都不大，矽卡巖成礦連續(xù)性較好，但品位變化較大，以銅鐵礦石為主，部分為磁鐵礦石；大理巖成礦連續(xù)性較差，呈星點(diǎn)狀，以單銅礦石為主，部分為銅鐵礦石。主要的找礦標(biāo)志有礦化的矽卡巖和大理巖及有明顯蝕變的火成巖、矽卡巖和大理巖，在銅綠山礦床中鈉長(zhǎng)斑巖也是重要的找礦標(biāo)志，與鈉長(zhǎng)斑巖接觸的矽卡巖往往就是礦體的直接圍巖，甚至是礦體。

2.2 常見(jiàn)問(wèn)題

邊端部探礦是為緩解生產(chǎn)壓力而進(jìn)行的生產(chǎn)性探礦，力求見(jiàn)效快，普遍存在于礦體垂直方向上的控制工程較少甚至沒(méi)有，所以所探礦體礦界是根據(jù)所在平面施工的水平鉆或坑道探礦工程結(jié)合上下中段出露的礦體推測(cè)圈定的，礦體儲(chǔ)量以推測(cè)的礦界根據(jù)相應(yīng)的儲(chǔ)量計(jì)算公式計(jì)算，存在不確定性，可能與實(shí)際開(kāi)采礦量存在較大差別，而為了快速緩解生產(chǎn)壓力，會(huì)采取以采代探的方式。

（1）巷道探礦的位置未能完全揭露礦體，礦量核算的礦體界線是根據(jù)已揭露部分推測(cè)圈定的，推測(cè)部分存在不確定性；

（2）對(duì)于在上一中段未揭露礦體的靶區(qū)，礦體儲(chǔ)量的計(jì)算使用的是錐形公式，存在不確定性；

（3）上下中段對(duì)應(yīng)的區(qū)域未進(jìn)行工程控制，礦體沿傾向尚未完全控制，在下一步工作中應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行工程追索控制；

（4）一般只在一水平面上有一定的探礦工程控制，在礦體傾向上尚未完全控制，在下一步工作中應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行工程追索控制，以探明礦體規(guī)模大??；

（5）巷道工程和水平鉆探都只在水平面上施工，對(duì)于礦體在垂直方向上的變化情況尚不清楚，下一步工作中建議進(jìn)行垂直采樣工作，了解礦體垂直方向上的變化情況，掌握更準(zhǔn)確的礦體品位資料。

3 結(jié)論

（1）根據(jù)銅綠山礦邊端部成礦特點(diǎn)與礦區(qū)接觸變質(zhì)作用及主礦體控礦規(guī)律的關(guān)系，總結(jié)了井下邊端部探礦的探礦經(jīng)驗(yàn)及找礦標(biāo)志，根據(jù)接觸變質(zhì)作用圈定成礦可能性較高的探礦靶區(qū)，根據(jù)礦床成因和構(gòu)造控礦規(guī)律尋找邊端部盲小礦體，根據(jù)鈉長(zhǎng)斑巖、斜長(zhǎng)巖尋找被脈巖隔斷或錯(cuò)失的礦體。

（2）選取邊端部探礦方式時(shí)偏向于垂直礦體布置探礦工程，以求用最少的探礦工程探明最大的探礦區(qū)域，但所探礦體礦界是根據(jù)所在平面施工的水平鉆或坑道探礦工程，結(jié)合上下中段出露的礦體推測(cè)圈定的，礦體儲(chǔ)量以推測(cè)的礦界根據(jù)相應(yīng)的儲(chǔ)量計(jì)算公式計(jì)算，存在不確定性。