“就矿找矿”在安徽铜陵狮子山矿田实践中的体会

杨爽

(中国地质大学(北京))

摘 要 本文概述了朱训同志的“就矿找矿”理论,在安徽铜陵矿集区狮子山矿田矿床成因认识发展和科学研究的实践成果,对危机矿山的持续性开采中的体会。

关键词 就矿找矿 狮子山矿田 成因认识 找矿方法

1982年5月,朱训同志撰写的《论就矿找矿》在《地质报》上发表了。30年来,在找矿实践工作中,该文章的观点多次被验证和引用,在地质勘探中产生了深远的指导意义。

安徽铜陵以铜都闻名于世,铜矿的开采历史可以追溯到3000年以前。境内蕴藏着丰富的矿产资源,作为国家的重点找矿区之一,找矿潜力巨大。铜陵地区是长江中下游铁铜金多金属成矿带中的一个重要矿集区,目前已经探明的矿床主要集中分布于铜官山、狮子山、新桥、凤凰山、沙滩脚5个矿田,矿田矿床类型多样,空间分布独特,成矿深度大且广,是典型的大型铜金矿田。新中国成立以来,安徽省地矿局321地质队、安徽省物化探队、原地质矿产部第一物探队、华东冶金地勘局812地质队等众多的国内外著名地勘单位和地质学家在矿田内进行了大量的、系统的研究,先后完成了1:20万、1:5万的区域地质矿产调查工作,积累了丰富的地质资料,取得了丰硕的找矿成果。随着经济社会的快速发展,国家对地质找矿工作投入也不断加大,铜陵矿集区及其周边地区的研究工作在日益加强,新理论和新成果相继涌现。其中,华东冶金地勘局在铜陵外围姚家岭发现的大型斑岩型铅锌铜矿床,使得“就矿找矿”理论得到实践检验与证明,也加大了公众对于该区及其深部和外围找矿的信心。

一、铜陵矿集区狮子山矿田的矿床成因认识成阶梯式发展

20世纪50年代末、60年代初,郭宗山(1957)、郭文魁(1957,1963)等学者认为这些矿床是与花岗岩有关的矽卡岩-热液矿床。后来的数十年间,矿床的成因认识呈阶梯式发展,按实践—认识—实践—认识的过程循环发展,认识的在一个阶梯上不断拓展、充实。20世纪90年代至21世纪初,涌现了大批学者,他们认为该矿区的矿床是与燕山期岩浆活动密切相关的(翟裕生等,1992,1995,1996;唐永成等,1998;邢凤鸣等,1999;邓晋福等,2002;毛景文等,2005)。然而随着沉积地层中的块状硫化物矿体的发现,孟宪明(1963)提出了同生成因的观点。这种成因认识早在70年代末,徐克勤等(1978)就提出了海相沉积叠加中生代热液改造的观点。自70年代末期至今,矿床的成因争论从未停止过,多数学者认为矿床是海西期海底喷流沉积叠加燕山期的岩浆热液改造成因的,但也有学者认为其应定义为层控矽卡岩型矿床(常印佛,1983,1991;吴言昌,1992),因为这些层状矿尽管有同生矿床的某些特征,但总出现于中生代花岗岩体周围,且与矽卡岩-斑岩矿体密切共生,因而建议为层控矽卡岩型矿床。矿床的成因认识水平不断上升,认识越来越全面客观,通过对典型矿床的总结研究,使得找矿范围不断扩大,继而在老矿山的深部及外围发现大的矿床——姚家岭铜矿床。“就矿找矿”理论得到实践检验,并取得丰硕成果。

二、综合信息分析狮子山矿田的矿床成因

伴随着狮子山矿田成因认识的发展,对成因的科学研究手段提出了新的要求。什么样的研究方法,通过什么科学手段进行研究才能是最权威、最有说服力的,成为国内外地质学家努力开拓的方向。以矿田内冬瓜山铜矿床为例,多个科研课题和项目从矿床地球化学、同位素地球化学、岩石地球化学、地质年代学、流体包裹体、矿物学、岩相学等方面进行了研究,不断地填补区内研究的空白,提供了新的成因证据。

曾普胜等(2005)通过详细的野外观察和室内分析对比认为,冬瓜山矿床是一个海西期同生沉积的块状硫化物被燕山期岩浆成矿作用叠加而形成的大型铜矿床。矿床地质方面,刘经华等(2009)通过成矿地质背景和矿床地质特征研究,发现冬瓜山层状铜矿床是在原始矿胚层沉积基础上,经燕山期岩浆热液叠加成矿作用所形成层状铜矿床,成矿作用经历了两个成矿阶段:早阶段是由泥盆至石炭纪喷流沉积形成的块状硫化矿床,晚阶段受燕山期岩浆改造而形成的热液交代型矿床。郭维民等(2010)通过对磁黄铁矿结构特征的岩相学研究表明,冬瓜山矿床的形成经历了同生沉积、热变质、热液交代等多个阶段,支持同生沉积-叠加改造成因这一观点。流体包裹体方面,陈邦国等(2002)通过对流体包裹体研究表明,冬瓜山叠生式层状铜矿床既有沉积特征,又有热液改造的特征;并通过碳同位素研究表明流体中的氧、氢同位素接近岩浆水,因此总结热液改造型流体主要来自岩浆。凌其聪等(2003)对冬瓜山层控矽卡岩型铜矿床的矿物流体包裹体进行了深入研究,结果显示,成矿作用发生于偏酸性且较还原的条件下;成矿流体由岩浆源和地层共同提供,是一个典型多源成矿物质、多成矿阶段、多控矿因素的层控矽卡岩型矿床。岩石地球化学方面,李红阳等(2006)通过岩石化学与微量元素、稀土元素、同位素地球化学及流体包裹体均一温度测定等一系列地质地球化学特征研究表明,冬瓜山铜矿床为海底热水喷流沉积成因。稳定同位素方面,徐兆文等(2000,2007)通过脉石英包裹体氢氧同位素分析,结果表明成矿流体来源可能是岩浆水,脉状矿体可能是层状矿体经岩浆热液叠加改造而成;而硫同位素与长江中下游地区同一层位中块状硫化物矿床的δ⁴³S值比较接近,说明矿石中硫并非来源于地层,故推断冬瓜山铜金多金属矿床属于沉积-热液叠加改造型矿床。陆建军等(2008)通过对铜、氢和氧同位素研究表明,冬瓜山矿床铜来自岩浆岩,叠加的成矿流体主要为岩浆流体,提出了冬瓜山矿床属喷流沉积-岩浆热液叠生成因的成矿模式在晚石炭世,海底喷流成矿作用形成了块状硫化物矿床,矿石成分以硫、铁为主,燕山期岩浆热液一方面对块状硫化物矿床进行改造,致使其富集铜等成矿物质,另一方面与围岩相互作用形成矽卡岩型和斑岩型矿体。多角度、多层次的科学研究,不断地丰富着矿区的地质资料,通过这些技术方法,进一步指导着认识的变革,找矿的认识论和方法论相辅相成,“就矿找矿”理论需要先进的地质理论指导,也需要先进的技术作支持,对老矿山的持续性科学研究是指导找矿的重要手段。

三、危机矿山的持续性开采的几点体会

通过对铜陵矿集区狮子山矿田的成因及科学研究方法的概述,足以阐明“就矿找矿”理论在当前矿产资源开发中的价值和地位。国民经济的快速发展,对于资源的需求也日益扩大,这对找矿工作提出了更高的要求,如何最大化地开采和利用资源成为公众的聚焦,危机矿山的持续性开采有以下两点体会:

(1)对于已开采的老矿山,加大其深部及外围找矿的研究和投入。近年来,“就矿找矿”理论的不断被实践,成果卓著,除铜陵矿集区外,豫西小秦岭金矿、熊耳山金矿、山东三山岛金矿、辽宁红透山铜矿、广西南丹县铜坑锡矿等在危机矿山接替资源找矿勘查中都取得了突破性的进展,为国家能源战略工作带来的新的希望。

(2)提高冶炼技术,降低边界品位,扩大资源储量。技术的革新能够带来新的经济效益,选矿技术的创新和改进,使得低品位的矿石不断被开采和冶炼提取,矿体的选择范围不断扩大,可计算的资源储量也不断增加,边界品位一再降低,为国家经济建设提供了基础的保障。

参考文献

陈邦国,姜章平,张卫平,等.安徽冬瓜山叠生式层状铜矿热液改造型流体研究.江苏地质,2002(2)

郭维民,陆建军,章荣清,等.安徽铜陵冬瓜山矿床中磁黄铁矿矿石结构特征及其成因意义.矿床地质,2010(3)

李红阳,杨秋荣,李英杰,等.安徽冬瓜山铜矿床的地球化学特征.地球学报,2006(6)

刘经华,李卉,徐兆文,等.冬瓜山层状铜矿成矿地质背景及成因.地质学刊,2009(2)

徐兆文,陆现彩,高庚,等.铜陵冬瓜山层状铜矿同位素地球化学及成矿机制研究.地质论评,2007(1)

杨爽.安徽铜陵冬瓜山层控矽卡岩型铜矿特征和成因(硕士论文).中国地质大学(北京),2012

曾普胜,裴荣富,侯增谦,等.安徽铜陵矿集区冬瓜山矿床:一个叠加改造型铜矿.地质学报,2005(1)