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隐伏矿勘查经验与启示(下)

 wer888 2012-05-11

隐伏矿勘查经验与启示(下)  

2011-03-06 11:03:28|  分类: 地质学 |  标签:矿床  勘查  金矿  地质  矿产   |字号 订阅

隐伏矿勘查经验与启示(下)

编辑:探矿者

  5 以勘查技术为先导, 迅速缩小靶区:
   以直接信息为先导, 实现从区域到局部的转变, 使找矿迅速取得突破
在成矿( 区) 带找矿中, 物化探方法通常可以起到战略性找矿方法的作用, 尤其是超低密度区域化探技术的发展, 为“迅速掌握全局、逐步缩小靶区”提供了一种可行的途径。世界上一些国家和地区所进行的区域化探扫面计划便是一个很好的证明。20世纪90年代, 纽蒙特公司曾在印度尼西亚开展过大面积的化探普查计划, 从区域展开, 迅速地在巴都希贾乌和梅塞尔矿床上方发现了地球化学异常, 于是通过追踪露头和地表地质填图, 达到了对化探异常查证的目的, 很快便发现了巴都希贾乌和梅塞尔2个超大型矿床。即使在具有一定工作程度的老区, 灵活地使用地球化学方法也会取得相应的找矿效果。1978年11月, 霍姆斯塔克公司提出要从区域着手, 通过踏勘检查、详细检查和靶区评价几个层次的工作, 筛选矿点或异常, 进而发现矿床。在这种思路的指导下, 根据已知矿床模型和对矿点进行岩石拣块取样, 发现了化探异常, 通过异常检查找到了金矿化露头, 后经钻探证实了一个大型的麦克劳林金矿床。按照从区域到局部的观点,在勘查新区, 使用传统的化探方法, 迅速掌握全局、逐步缩小靶区, 实现矿产勘查在点上的突破; 在勘查的老区, 或者采用新的化探方法, 实现从区域到局部的转变, 或者应用新的理论与方法, 重新认识已有的地球化学资料, 强调从区域地球化学背景中揭示控矿的地质因素, 并从不同级次方向上揭示地球化学异常的结构与特征, 从而有效地筛选远景区。
         物探方法虽然总体来说是间接的找矿方法, 但一旦确定了矿床的控矿因素, 就有可能将物探信息转化为直接的找矿信息, 从而可以使物探方法起到战略方法的作用, 尤其在地表覆盖的地区, 需要深入研究大探测深度的物探方法的应用条件, 使物探信息转化为与找矿直接有关的信息。澳大利亚昆士兰州西北部的芒特艾萨成矿区,早期的勘查活动主要集中在元古宙岩石的出露区。20世纪80年代以来, 勘查目标部分地转移到中生代沉积岩覆盖区。在这类地区主要产出与铁岩和剪切作用有关的沉积岩容矿铜- 金矿床, 如斯塔雷( Strarra) 、奥斯本(Osborne) 、埃利奥特(Elliott) 、埃洛伊斯( Eloise)和欧内斯特亨利( Ernest Henry) 。由于矿床为全隐伏的, 故常规的地质找矿方法受到很大程度的限制。在这一地区, 由于铜- 金矿化远景区常常与条带状含铁建造( BIF) 有关,要确定远景区首先要确定条带状含铁建造, 其中高精度航空磁法和地面磁测一般为最有效的方法。基于这一认识, 地面时间域电磁法得到了较为广泛的推广与应用, 并屡屡奏效。1985年纽蒙特公司和CSR 有限公司联合承担了风险勘探。在详细的地面磁测的基础上, 利用固定和移动回线瞬变电磁测量进行局部扫面工作, 圈出了与磁源相吻合的良导带, 钻孔打到了矿化铁岩。此后, 进一步利用磁测垂向导数和模拟TEM测量进行钻孔定位, 直到打了28口金刚石钻孔才第一次发现了有经济意义的厚矿层, 见到了32m厚、含Cu 5.8%、Au 3.28 g/ t的富矿。此后进一步的工作确定了奥斯本矿床的范围。1988年BHP公司在成矿区东部的褶皱带利用TEM测量验证了航空和地面磁异常, 在50~70m厚的中生代沉积层之下发现了埃洛伊斯铜- 金矿床。同样, 基于类似的找矿思路和方法组合, 1991年西部矿业公司在成矿区东部褶皱带东缘40~50 m厚的沉积层之下找到了欧内斯特亨利铜- 金矿床, 这是澳大利亚自奥林匹克坝矿床发现以来最大的铜矿发现。近10年来,以高精度磁测和地面时间域电磁法为主的物探方法对该成矿区带的找矿新发现起到了主导作用。
20世纪80年代以来, 印度尼西亚在金矿勘查前期的选区工作中也广泛地使用了遥感数据, 这一时期的找金工作集中在新生代岩浆活动带。在韦塔岛地区的金矿勘查中, CSR 矿业公司首先对努沙登加拉群岛的陆地卫星成像资料进行分析, 识别出了几处浅成热液矿化的有利构造背景, 之后对韦塔岛和利朗岛进行了1∶5万的摄影地质解译工作, 针对勘查区无地形和地质资料等问题, 编制水系图并识别出浅成热液或斑岩矿化的构造远景区, 摄影地质解译工作的重点地区是前期对陆地卫星成像进行分析圈定的异常区。在此工作的基础上安排野外地质填图和化探取样工作。后续工作也证实了卫星和航空影像异常区与火山岩中的强蚀变带和岩脉有关, 并找到了几处具有经济意义的金、银矿床。
6 应用新方法新技术, 获取找矿信息:
  必须充分重视各类方法的应用条件与前提,重视各种直接信息的挖掘与印证, 加强各类方法的集成与综合。方法技术的适用性和针对性比先进性更为重要
          新方法新技术的“新”与“旧”是相对而言的, 一个地区没有使用过某方法, 该方法就是新方法。奎河矿床发现之后, 在已知矿体上方使用激发极化法( IP) 获得了极化率异常。随后十多年在该区广泛地进行了频率域和时间域激发极化调查, 但是这些调查只是证实了所获得的异常, 而未能找到新的含矿目标。由于激发极化法没有取得效果, 再加上10多年间电磁技术的发展, 勘查者采用探测深度较大的瞬变电磁系统—UTEM系统, 在奎河矿床上进行了新的试验, 结果成功地找出了S透镜体和早先地磁调查未发现的有经济价值的P/Q透镜体。勘查者使用UTEM法在大部分地区完成了区域UTEM测量, 在测区最北端的一条测线上发现了一个强导体。为了进一步追踪异常, 测量继续向北延伸, 最终圈出了一个长400m、埋深大、中等导性的导体。后经钻探验证, 发现了赫利尔矿床。澳大利亚斯卡德尔斯( Scuddles) 矿床的发现过程::该硫化物矿床是一个大型的、隐伏的火山成因块状硫化物矿床, 位于澳大利亚佩思北部51 km, 与南部4 km处的铁帽山铜- 锌矿床构成了澳大利亚西部最富的贱金属资源基地。在火山成因块状硫化物矿床模式的指导下, 使用航空磁法在区域上开展工作, 在获得的120个磁异常中, 斯卡德尔斯异常排在第3位, 是重要的查证对象。为了查证磁异常的性质, 采用了土壤地球化学测量方法。由于测区内冲积物覆盖厚、风化强烈, 贱金属和贵金属均被淋滤。早期的浅部( 12m) 土壤取样分析几乎没有显示出重大的化探异常, 勘查者不敢轻易打钻。仔细研究已有的资料后, 认为土壤取样深度不够, 并决定重新钻探取样, 取样过程由地质人员监督, 取样深度打到基岩为止, 一般达40~70m。结果在斯卡德尔斯上方发现了Cu 620ppm 、Pb380ppm 和Ag异常, 从而坚定了在斯卡德尔斯上方打钻的决心, 后来的钻探证实了矿床的存在。通过物探方法对化探异常的查证, 确定了地球化学异常的存在, 同时确定了地质体或矿体的产状, 从而为钻探验证提供了科学的依据。印度尼西亚铜金矿带中的韦塔岛成矿区、古农蓬科尔金矿床, 基本上都是由化探发现与矿化有关的异常后, 使用物探方法(地面磁法和激发极化法) 进行查证的。在发现和圈定镍-铜硫化物矿床方面, 直升机电磁法/ 磁测法、水平线圈电磁法(HLEM) 等高分辨率方法, 在用于探测地表以下100m以内的导体及估测其电导性时表现上佳。固定翼飞机电磁法( 探测深度可达400m) 、瞬变电磁法(可达800 m) 、大地电磁法(MT可达1500m) 等穿透深度较大的方法, 在勘查深度上有其所长, 但也相应地降低了目标分辨率和电导的估测精度。加拿大沃伊塞湾矿床的发现史便是多种物探方法综合应用的典型案例。沃伊塞湾矿床发现于1994年, 矿石储量和资源量超过1.16亿吨,与发现山铁帽有关的浅部矿化用HLEM和地面磁测很容易就探测到了, 据此发现了Ovoid矿床( 实测矿石资源量3170万吨和发现山矿床( 推定资源量730万吨)。Reid Brook矿床( 推定资源量1900万吨矿石) 属矿化的西延部分, 是沿走向进一步开展直升机电磁/ 磁测而发现的。地面瞬变电磁测量填绘出的东部深延主矿带( 推定资源量4700万吨) 下延到800 m深度, 区域性音频大地电磁法( AMT) 测量则更进一步, 所填绘出的远东部深延带( 推定资源量4700万吨) 下延到1300m深度。后2个矿床在以前的地层钻探中都已被打到过。
7 不断创新找矿准则, 实现找矿突破:
   对于一个重要的成矿区( 带) 来说, 随着地质研究与找矿工作的深入, 需要不断地修订和调整勘查准则
矿产勘查的理论必须转化成找矿准则, 才能具体指导勘查工作的方向和目标, 成为资料解释的依据。卡林型金矿床的地质理论不断完善, 随着找矿工作的深入, 勘查技术的应用发生了较大的变化, 找矿不断取得新的突破。美国内华达州整个卡林金矿带的找矿工作可以划分为3个阶段。第一, 以构造窗模式为主导的找矿阶段(1960—1970) 。20世纪60年代初, 美国地质调查局的罗伯茨④提出了4条找矿准则: ①在构造窗及其附近找矿; ②罗伯茨逆断层下盘的碳酸盐类地层的下部层位是有利的成矿层位; ③在有希望的构造体系, 如断层交叉处找铅、锌、银矿体; ④紧靠逆断层上盘的岩石也可能产生局部矿化, 尤其侵入体附近也是找矿的有利部位。这就是著名的“构造窗找矿模式”。按照这些准则, 通过大量化探取样分析发现, 与Au伴生的As、Hg、Sb等元素是该区找金的指示元素组合。根据化探圈出的异常区,于1962年进行验证, 结果第三孔见矿, 最终发现了卡林金矿床。按照这一找矿策略, 20世纪60年代又相继发现了科特兹、布斯特拉普、“蓝星”、巴克霍恩金矿。第二, 修正并发展构造窗找矿模式阶段(1971—1980):20世纪60年代后期, 找矿人员按照构造窗模式,将找矿工作主要局限在罗伯茨山组。由于找矿效果不佳, 1970年后, 利弗莫尔等针对已知矿化区外围找矿提出了以下找矿准则: ①有利的钙质沉积岩; ②与石英脉不同的普遍热液硅化的证据; ③与矿化有关的黄铁矿氧化作用的铁锈颜色; ④靠近侵入体和( 或) 有蚀变岩墙存在。同时, 找矿空间范围不局限于卡林带, 尤其重视了不符合经典“构造窗模式”的格彻尔矿带, 从而导致了一系列的重要发现, 例如平森、普雷布尔、拉比特河、奇姆河等矿体。在这个时间段内, 一系列矿床的发现引起了人们对卡林型矿床的重新重视, 并获得了如下一些新的认识: 认为卡林型金矿的容矿围岩具有多样性, 除了碳酸盐岩外, 还有片岩、燧石岩、凝灰岩、流纹岩、安山岩和白岗岩。对罗伯茨山逆断层的控矿作用提出质疑。20世纪70年代以来, 化探分析金的技术取得了重大进展, 大大降低了金的检出限, 能准确确定出金的真实背景, 从而大大提高了找矿效果。第三, 寻找深部隐伏矿的新阶段(1981至今):20世纪80年代以来, 主要用物化探技术, 在深部找矿方面取得了一些重大突破。科特兹山矿床在科特兹选矿厂以南5 km, 2003年证实储量172 t, 产在泥盆纪碳酸盐岩系上部的燧石和纹层状粉砂岩中,矿体顶部埋深105m。在构造地质研究和物化探的指导下, 用深循环钻孔着重找断层下盘碳酸盐岩中的卡林型金矿床。根据踏勘填图、采样分析所得到的认识和物化探提供的数据, 建立了二维和三维模型。重力测量和地震测量有助于揭示厚的盖层下的基底组构。在一低重力区有一明显的重力高区, 且其间的重力等值线颇密。在此布了一孔, 以验证这一重力反差是否代表蚀变。后来, 围绕该孔打了13个孔, 证实了矿化的连续性。
8 以勘查实例为依据, 分析找矿启示:
   从根本上说, 隐伏矿找矿是一个实践性的课题。
每一个重大发现和突破, 都离不开肩负责任、充满自信, 解放思想、开拓创新, 坚持实践、提高素质。国外100个大型矿床发现历史的统计, 发现矿床平均需要19年。其中34%的矿床是经过5年或不足5年发现的, 33%的矿床是经过20年以上时断时续的勘查才获得成功的,平均发现一个矿床的时间要长于19年。在100个矿床中, 每个矿床平均至少有2.7家公司参与过工作, 其中最多的可达10家公司。从矿床发现到投产所需的时间也相差较大, 有的不到1年, 如美国科夫和智利的埃尔印第奥、给比苏尔等; 有的则长达22年, 像智利的洛斯帕兰布雷斯和埃尔特索罗矿床, 有的所发现的矿床至今还未得到开采。总体来看, 它们所需的平均时间在7年左右。矿产勘查活动也是一种高风险、高效益的投资。一旦发现一个有经济价值的矿床便可获得高额的利润, 可达投资费用的10~30倍。尤其是发现世界级的矿床, 其经济价值可在亿元以上。加拿大1946—1982年间发现了900个金属矿床( 不包括铁矿),75%的矿床赋存在16个大矿区或大矿床中。寻找大型、特大型矿床越来越成为各国矿产勘查的主要目标。
矿产勘查集调查与研究于一体, 是一项创造性很强的实践:
    矿产勘查是实践性很强的地质调查, 一切理论、模型、准则、技术的应用, 必须接受找矿实效的考验。知道了别人通过实践总结出的规律, 自己未必就能照猫画虎地找到矿; 能进行理论总结和室内研究的高手, 未必就是野外实践的能手。感觉到的东西, 不通过实践去理解它, 就不能变成自己手中的武器。在任何地区找矿, 一般都经历由浅入深的过程, 即从露头、老硐或铁帽等地表标志入手, 先发现浅部矿, 然后再借助物探、钻探资料和地质、地球化学资料对深部成矿条件进行分析,逐步向深部发展的过程。这就要求地质人员用腿到野外去找矿, 用眼去观察和发现,从来没有听说过不出野外就能找到矿的情形。矿床发现往往属于长期奋斗在野外第一线的地质人员。坚持长期的野外实践是找矿成功的必要条件,但不是充分条件。找矿工作既需要一批脚踏实地的苦干家, 更需要有智慧、有远见的带头人, 即在实践中磨练出来的找矿专家。
矿产勘查不以研究“水平”论高低,而以成败论英雄:
    人们对矿产勘查的评价, 最终要看勘查实效, 而非理论高深; 要看其是否见矿, 而不在其过程简繁。矿产勘查是科学知识和技术方法运用的实践, 是知识创造财富的过程, 应以最终找到经济矿床为目标, 其中就包含着科学和技术的创新。实现找矿成功的因素很多, 有理论、经验、技术方法、个人能力, 也有偶然, 甚至经费投入。经验与理论、科学与技术的交叉与融合是通向矿产勘查的成功之路。矿产勘查的效果(发现矿床的数量和质量、勘查工作的成本效益) 并不与矿产勘查阶段的演进( 找矿理论和勘查技术的发展) 有必然的增进关系;矿产勘查战略的合理性并不是一个绝对的概念, 必然是与当时的地质-找矿环境和形势, 所面临的主要找矿任务和难题, 所拥有的找矿理论和技术相联系的, 很难也不应该依其出现的先后论“好”与“坏”、“先进”与“落后”, 能解决矿产勘查所面临的难题, 取得当时条件下的显著找矿成果, 应是主要的衡量标志。
已知矿床外围和深部尚有巨大的潜力, 就矿找矿是最重要的一条途径:
     一部分矿床位于已知矿床的外围, 尤其是已知矿床的外围覆盖区, 通常是掩埋矿床或隐伏矿; 另一部分矿床是已知矿床深部的盲矿床。许多古人、前人做过大量地质找矿和采矿工作的地区, 地质研究程度已很高, 但仍然会有空白、有盲点, 有古人、前人的疏漏。地表区调普查路线的线距、点距、网度不一定够密, 深度不一定够大, 精度、水平等也不一定很高, 研究程度很难说已经到家。20世纪90年代澳大利亚“世纪”和坎宁顿等巨大矿床的发现就是最好的例证。100多年来, 在“世纪”矿床周围的勘查活动从未停止过, 几经上下和反复, 9次被勘查公司租用和放弃, 但是最终还是发现了大矿, 说明这种“勘查程度高”的地区, 尤其是大型的矿化集中区, 仍有发现矿床的潜力。在已知矿带外围的覆盖区, 有时采用拉网式的钻探便能实现找矿突破, 智利的斯潘塞斑岩铜矿床便是一个最好的证明。
矿产资源的概念属经济范畴, 也属历史范畴, 要与时俱进:矿产是有时间概念的, 由于人类社会经济的发展和科技的进步, 矿石的开采和加工技术不断进步, 矿石的开采品位总地来说不断下降, 开采的深度在增大。斑岩铜矿因其品位不高, 长期以来人们不屑一顾, 直到发展了大规模的露采方法之后, 才成为颇具经济效益的矿床。美国朗德山金矿, 70多年的勘查与开发历史表明, 矿业活动的起伏兴衰与地质概念的更新似无必然的联系, 倒是获利方式和采冶技术主导着深部的勘探和储量的扩大。尽管1908年地质学家便意识到了该矿山的巨大潜力, 但地表露头富矿从1906年采到1937年便已告终。限于当时采、冶的水平, 人们转而注意砂矿, 从1914年到1972年, 虽所获不少,但前景暗淡。史密斯公司20世纪30年代中期的深部勘查取得了重大突破, 但因当时的经济-工艺因素,未能引起足够的重视。70年代初, 堆浸技术的发展激活了人们对大规模低品位资源的兴趣, 仅仅依靠对老资料的核查利用和深部钻探, 便使可采矿石储量从1000多万吨扩大到1.7亿多吨, 使原本的隐伏矿变成了露采矿。
矿床发现依赖于科学的思维, 要不断解放思想、充满信心和激情:
     隐伏矿勘查的工作部署和具体实施是一个复杂而艰难的科学技术课题。首先需要的是我们完成这一使命的信心。勘查者要充满自信和找矿热情, 这是深部找矿成功的前提。这种信心既需要有地质科学技术进展的支持, 也要有实况分析作支撑。隐伏矿勘查遇到的情况是千变万化的, 任何一个地区的勘查工作要取得新的突破, 必须要有新的思路。对于一个工作程度较高的地区迫切需要运用新思路, 重新认识现有的地质资料。菲律宾格拉斯贝格铜金矿、智利拉科伊帕金银矿等都是通过查阅老资料而实现找矿突破的。
应用而不固守矿床模型, 相信而不迷信矿床模型:
    任何成矿理论与找矿方法都与当时所处的历史阶段密切相关。对已有的理论、假说、模式不应拒绝,也不能盲从。近二三十年来, 成矿理论与成矿模式是找矿预测的一个重要工具,矿床模型是人们基于现有观测数据的基础之上对某类矿床特征的高度概括与总结。许多模式还是初步的, 需要在实践过程中不断完善。在实际勘查过程中, 常有这样的事件发生,即有步骤地遵循着某种成矿理论模型开展工作, 发现了矿床, 但最终被证明该模型是错误的。美国卡林金矿带的孤树矿床, 被认为产在2条明显的构造带交会处, 且被岩石所覆盖, 但却证明原来的概念是不正确的, 钻探结果也确实发现了该矿床。这充分说明, 实践过程在不断地完善和发展着概念与理论。在矿产勘查中, 建立矿床模型( 既包括经验的,也包括理论的) 是有益的。无论是经验勘查模型还是理论勘查模型, 都有助于对观测资料的观察与收集,有助于扩大找矿人员的视野,也会约束人们的思路。建立模型是矿产勘查战略固有的工作, 是指导资料收集和资料解释的手段, 而不是目的。已有的勘查技术常常是在特定的景观条件下针对某种矿床而选定的, 方法技术的运用是有条件的, 不能无限地推广, 需针对不同地质条件制定有效的勘查技术组合。
找矿意识是对矿产勘查过程及其每一个细节的把握和分析:
    勘探活动需要大胆预测, 小心求证。在预测和求证的过程中, 要有强烈的找矿意识。所谓“找矿意识”是指这样一种能力, 即“从沙子里挑出珍珠, 再将珍珠串成项链”。从众多的地质信息( 包括物化探信息) 中识别出与矿化有关的信息, 尤其是与成矿作用有关的直接信息( “挑珍珠”) ; 然后再将各种不同的矿化信息联系起来( “串成项链”) , 达到去粗取精、去伪存真, 最终对矿床作出有效的预测。地质人员要对观察到的事实进行客观编录, 这是预测普查的基础, 也是“从沙子里挑出珍珠”的关键。对于有些找矿信息而言, 不同的地质人员有不同的认识。但对于生性爱好找矿的人来说, 他对找矿信息有特别的敏感之处, 并能把不同找矿信息有机地、合理地联系在一起, 进而对矿床产出的部位作出准确的判断。这正是勘查者的找矿意识。勘查者的找矿意识不是凭空而来的, 是多年实践工作积累的必然结果, 是勘查者所掌握的理论、技术、经验与感知的综合表现。
找矿是一个不断探索的过程, 需要找矿者坚持不懈:
    许多矿床都是找矿人员坚持不懈、锲而不舍、专心入迷、用心找矿发现的。找矿工作需要耐心, 需要坚忍不拔、艰苦而富有成效的工作, 才能达到顶点。找矿人员要具有找矿的强烈愿望, 具有强烈的事业心和紧迫感, 以积极进取的态度对待存在的问题。为了找矿需要冒着生命危险下老硐察看, 敢于翻山越岭,在逆境中生活。这种献身精神不是由公司制度、工资、奖金等因素激发出来的, 而是来自找矿者本身的强烈愿望。找矿虽需要强烈渴望、长期耐心、不畏艰险, 但更需要思路创新、广征博引, 拥有新的技术和手段。
机遇总是给那些有准备的人:
    找矿的成功常常需要几分运气,而机遇总是给那些有准备的人。机遇往往稍纵即逝, 能不能把握机遇, 还需要一些胆量和勇气。智利的斯潘塞金矿和美国卡林金矿带的帕普帕莱恩矿床、南帕普莱恩矿床在钻探前没有做过任何物化探工作, 找矿者凭着一股勇气, 在已知矿床的外围打钻, 成功地找到了金矿。运气、胆量、理论、经验的交叉与融合, 导致了矿床的发现。

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