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从找矿成功案例中,教你一步步分析成矿控制与成矿规律运用(3)

 gwj99 2022-02-23

作者按:一段时期以来,多个媒体平台(包括公众号、图书等)先后整理推送了大量国内外金属矿床找矿勘查成功案例。这些案例从理论思维、勘查历史、技术方法、经验总结等角度对矿床的找矿勘查过程进行了详细阐述,无疑对新一轮找矿突破行动具有重要启示意义。但这些案例介绍对背景、过程和成果着墨较多,很多读者读过仍不解渴。基于此,作者结合本人的理解,以作者推送的“金属矿床基本控制条件、基本规律与找矿勘查运用”成果为基础,将定期或不定期以这些案例(也包括作者挑选的其他案例)为基本素材和典型实例,通过对案例中反映的信息,针对有关成矿基本控制、基本规律科学原理分析、思维方法论升华以及如何指导实践运用等,开展深度解读或点评,一步步解析成矿控制与成矿规律运用,希望帮助感兴趣的同志能从中受到更多具有实际指导意义的启发,在找矿勘查实践中取得更大突破。一方面是为了进一步推介这些案例,另一方面是让其发挥更大作用。如有不当和不妥,敬请留言指正。

第3期 看看内蒙古自治区克什克腾旗维拉斯托锂锡多金属矿的找矿突破

内蒙古自治区克什克腾旗维拉斯托锂锡多金属矿

姜大伟

内蒙古地质勘查有限责任公司

维拉斯托锂锡多金属矿的发现是“就矿找矿”理论【又是就矿找矿】的一个典型案例。

一、任务来源

维拉斯托矿区位于内蒙古自治区赤峰市克什克腾旗境内,是内蒙古地质勘查有限责任公司(内蒙古自治区地质矿产勘查开发局直属公司)勘查并发现的1处中型岩浆热液型铜锌矿床。矿山于2007年建成并开始投产,开采至2013年时发现资源负变严重。为了进一步探明矿山深部和外围资源储量,缓解矿山资源危机,延续矿山生命,保证矿山的可持续发展,内蒙古维拉斯托矿业有限公司于2013年9月申报了“内蒙古自治区克什克腾旗维拉斯托铜锌多金属矿接替资源勘查”项目。由国土资源部勘查技术指导中心批准并于2014年3月10日下达了项目任务书。内蒙古地质勘查有限责任公司承担该项目进行勘查工作,在维拉斯托铜锌矿的西北侧外围约2.5km处新探获了1处大型锡多金属矿床【铜锌矿床外围发现锡(锂)矿床——从中低温成矿元素到相对高温成矿元素】

2017—2018年,项目承担单位内蒙古地质勘查有限责任公司受矿权人内蒙古维拉斯托矿业有限公司的委托,继续在该区开展进一步勘查工作,又取得锂、铷等稀有金属找矿重要新发现,勘探评价了大型隐爆角砾岩筒型锂铷矿床1处【注意同安徽沙沟坪钼矿床发现对比,后者是先有角砾岩型后发现斑岩型,这里是先发现岩浆热液型,后发现角砾岩型】,2018年提交了《维拉斯托大型锂锡矿勘探报告》并通过评审备案,目前正在办理探转采手续。

2018—2019年,中国地质调查局发展研究中心为了在该区外围及深部寻找以锂锡为主的多金属矿,总结该地区的成矿规律,运用“三位一体”勘查区找矿预测理论,在综合研究及地质、物探和化探工作的基础上,预测新的找矿靶区,通过深部钻探验证,增加资源量,进一步扩大找矿成果,继续在该地区开展实施了“内蒙古维拉斯托深部资源调查”和“内蒙古克什克腾旗北部矿集区深部找矿预测”子项目,并取得了较好的找矿成果。

二、找矿思路确定

维拉斯托大型锂锡多金属矿的发现是运用勘查区找矿预测理论和方法中“就矿找矿”理论,实现找矿重大突破的典型案例。

维拉斯托矿区位于大兴安岭中南段西坡,属于滨太平洋成矿域(Ⅰ级)之额济纳旗-兴安岭元古宙华力西-燕山期铜、铅、锌、金、银、铬、铌成矿带(Ⅱ级)之突泉-林西华力西-燕山期铁(锡)铜、铅、锌、银、铌(钽)成矿带(Ⅲ级),是中国北方重要的以铅、锌、银、铜多金属、萤石、钨、锡、稀有金属为主的成矿带【点评:本区是传统的重要多金属成矿区带,带内成矿元素多,矿床类型多,矿点矿化点多,成矿期次多——有大型矿床不奇怪,矿床可能会有某种程度的叠加、改造】

20世纪80—90年代,地矿部第一、第二物探队在大兴安岭中南部开展了1∶20万水系沉积物测量工作,提交的《综合物化探总结报告》中认为,大兴安岭中南段的赋矿地层是古生界二叠系,通过对“高、大、全”的综合异常进行Ⅲ级查证工作【高大全异常表明区域上多点矿化强度高】,并没有取得明显的找矿效果和重大突破。到2000年,内蒙古地矿局通过综合研究认为,古生界可能为该区重要的赋矿地层【为什么这么认为?】。根据这一思路,对古生界内筛选出的化探异常开展了大比例尺查证工作,相继发现了拜仁达坝大型银多金属矿和维拉斯托中型铜锌多金属矿【均是中低温成矿元素矿床】,取得了找矿重大突破,打开了该区找矿的新局面。

2007—2013年,维拉斯托铜锌多金属矿在生产开采中发现,由于原详查报告的工程控制程度相对偏低,估算的资源储量负变严重【负变严重表明:原先预计的矿体完整性可能受到破坏】,后备资源严重不足,急需开展深部和外围找矿工作,并确定了“就矿找矿”和“在老矿山深部和外围找矿”的思路。2014—2016年,在中国地质调查局发展研究中心老矿山处的项目支持和带动下,对维拉斯托铜锌多金属矿的外围开展勘查找矿工作,通过大比例尺地质测量、物探测量、槽探及钻探工程验证等工作,最终在老矿山西北约2.5km处发现了大型锡多金属矿,从而实现了找矿的重大突破,这一重大发现也打开了大兴安岭地区寻找锡矿的新局面。

2016年,内蒙古地质勘查有限责任公司李泊洋总工程师在锡矿体及隐伏石英斑岩体中发现了稀有元素异常,通过采集样品分析测试,发现了锂、铷等元素达到了矿化含量,从而确定了该区寻找稀有元素的找矿思路。2017年,通过对隐爆角砾岩筒的钻探验证和样品分析测试【点评:为什么对角砾岩筒进行钻探验证呢?稀有元素异常在角砾岩体上?这里没介绍清楚。却是本矿床找矿勘查工作定位的关键,隐伏的石英斑岩体内会不会矿化形成矿床?】,验证了整个隐爆角砾岩筒就是一个锂铷共生的大矿体,取得了该区找矿的又一重大突破。

通过“三位一体”理论对维拉斯托大型锂锡矿的研究,确定了成矿地质体为隐伏的石英斑岩体,认为该区的外围和深部还有很大的找矿空间和潜力,所以中国地质调查局发展研究中心在该地区继续开展了“深部资源调查”和“矿集区找矿预测”项目,进一步扩大了该区的找矿成果。

三、技术方法选择

维拉斯托矿区位于大兴安岭中南段西坡,是以铅、锌、银、铜多金属及萤石、钨、锡、稀有金属为主的成矿带。新中国成立后,矿区及周边地区开展了较为系统的基础地质调查、区域物化探测量、地质矿产调查及勘查工作。特别是2000年以后,矿产勘查工作投入明显增多。其技术方法选择和找矿勘查工作手段密不可分,主要分为以下5种类型:

(一)基础地质调查工作

1)1975—1977年,内蒙古自治区区域地质测量队进行了1∶20万西乌珠穆沁旗幅区域地质调查,范围覆盖该矿区,采用的技术方法主要为地质填图、地质剖面测量及专题样品测试。

2)2005—2013年,内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院在本区进行了西乌珠穆沁旗跃进大队等4幅1∶5万区域矿产调查,采用的技术方法主要是1∶5万地质填图、化探测量、地面磁法测量、1∶1万地质填图、地物化综合剖面测量,少量槽探工程及样品分析测试。

3)2009年,内蒙古地质矿产勘查院提交了西乌珠穆沁旗幅1∶25万建造构造图、说明书及数据库,采用的技术方法主要是对以往资料收集、修编及计算机数据库录入。

(二)区域物化探工作

1)1962年,地质部航空物探大队907队对赤峰以北至西乌珠穆沁旗一带进行了1∶50万航空物探磁测及异常检查,覆盖维拉斯托矿区。

2)1977年,辽宁物探队在矿区开展1∶5万航磁测量,提交了1∶5万航磁异常图。

3)1980年,地质部第二综合物探大队在本区开展1∶20万化探(水系沉积物测量)扫面工作。

4)1999—2000年,内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院在本区进行了500km2的1∶5万化探普查,采用的工作方法为水系沉积物测量。

(三)矿区矿产地质勘查工作

2000年以后,先后有内蒙古地质勘查有限责任公司、内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院、内蒙古自治区第十地质矿产勘查开发院等数十家地勘单位在矿区及矿区周边地区开展了矿产勘查工作,工作程度从预查、普查、详查到勘探,采用的技术方法主要为大比例尺(1∶1万~1∶1000)的地质、物探和化探测量综合找矿的方法,主要包括地质填图、土壤地球化学测量、水系沉积物测量、地面高精度磁法测量、激电中梯测量、地物化综合剖面测量、激电测深、可控源大地音频电磁测深、低空航磁测量、槽探、钻探、硐探及各类样品分析测试等,这也是该区新发现和评价矿床所选择的主要技术方法和工作手段。

(四)综合研究工作

自20世纪70年代以来,一些科研单位和生产单位先后在区内做了大量基础地质和科学研究工作,取得了丰硕的地质成果。编著出版专著数十种,从不同方向、不同角度发表相关论文百十篇,采用的技术方法主要是资料收集、汇编、专题样品分析测试和相关研究工作。

(五)资源潜力评价工作

2006—2013年,由内蒙古自治区国土资源厅为项目负责单位,内蒙古自治区地质调查院为承担单位,共同开展了内蒙古矿产资源潜力评价工作。采用的技术方法主要为全面收集地物化遥等各类资料进行分类整理、汇编、建库工作。

四、勘查发现过程

维拉斯托矿区位于内蒙古大兴安岭中南段,成矿地质条件优越,银、铅锌、铜、锡、钨、钼、铬、铷锂(铌钽)等金属矿产资源丰富,形成众多的大、中型矿床,是内蒙古东部地区重要的矿床集中区之一(图1)。以维拉斯托为中心,不足10km半径区域范围内近年来已发现大型矿床2处、中型矿床3处、小型矿床4处,取得了找矿的重大突破。这些主要矿床的具体勘查发现过程大致有3个阶段,详述如下。

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图1 维拉斯托锂锡多金属矿床区域地质简图

1—第四系全新统;2—侏罗系白音高老组;3—侏罗系万宝组;4—二叠系大石寨组;5—二叠系寿山沟组;6—石炭系本巴图组;7—古元古界锡林郭勒杂岩;8—奥陶纪英云闪长岩;9—石炭纪花岗岩;10—石炭纪石英闪长岩;11—侏罗纪正长花岗岩;12—白垩纪二长花岗斑岩;13—正断层;14—逆断层;15—平移断层;16—韧性剪切带;17—不整合界线;18—背斜;19—铅锌银多金属矿床;20—锡多金属矿床;21—锂多金属矿床;22—钨矿床;23—萤石矿床

(一)拜仁达坝大型银多金属矿和维拉斯托中型铜锌多金属矿勘查发现过程

1986年地矿部第二物探队、1990年地矿部第一物探队,在大兴安岭中南部开展1∶20万水系沉积物测量,共圈定出6000多个组合异常,单元素异常更多,可达几万至十几万个【点评:大量异常出现必有矿——事出反常必有妖,异常广布必有矿】,在所测量的各幅1∶20万水系沉积物《地球化学图说明书》和《综合物化探总结报告》中,都认为大兴安岭中南段的赋矿地层是古生界二叠系【点评:早期的这种认识突显了对特定地层赋矿的看重,可能与已发现的有限的矿(化)点(体)或异常多赋存于其中有关。殊不知对热液矿床来说,更重要的是赋矿空间。只要是在成矿之前形成的地层、岩石,只有其中发育合适的赋矿空间,成矿都是可能的。不过有些地层岩石或因距离成矿中心相对近,或可能更易于形成有利的成矿空间,从而其重要性增加】,而忽略了元古宇等重要赋矿地层。

当时内蒙古地矿局在各类研究报告中,也都认为大兴安岭中南段的赋矿地层为古生界二叠系,忽略了其他(元古宇、中生界)地层赋矿的可能性。这一思路作为一种找矿指导思想,一直左右着大兴安岭中南段的找矿工作,误导一直延续到1998年【点评:拓宽找矿视野很重要】

在上述指导思想的误导下,1998年以前多次筛选出的甲类、乙1类和乙2类“高大全”化探异常(强度高、面积大、元素组合齐全),均进行过较全面、详细的Ⅲ级查证和综合性地质、物化探工作,没有取得明显的找矿效果和重大突破【点评:虽然其中异常发育,强度高,但从成矿要素协同耦合性上看,其并非最佳】

经分析1986—1998年的3次筛选工作,原定为重点甲类和乙1类化探异常均进行过查证,却没有取得明显的找矿效果的原因,是甲类和乙1类异常大都是地表已知矿化点、矿点和大、中、小型矿床引起【点评:从这个描述看,(1)高大全异常的确是矿化的反映,并非没有矿;(2)既然已发现的大、中、小型矿床应主要赋存于古生界地层中,表明古生界地层也确是有利的赋矿岩石之一;(3)在古生界地层内找矿,也不能说就是误导,关键还得看其他要素是否有利;(4)也就是说,虽然后来在新的赋矿岩石中发现了矿床,古生界地层岩石也不可完全忽略;(5)综合表明,对于岩浆热液矿床而言,地层并非主导控制因素;(6)为什么古生界地层岩石中的异常高大全值得思考】,所以找矿效果不佳,没有取得重大突破。原来未引起重视的乙2类、乙3类和丙类化探异常强度较低,但有的可能是深部隐伏矿体引起【这是一种有意义的思考】,所以应成为主要检查对象,从而确定了下一步找矿思路。

1999—2000年,根据内蒙古地矿局地矿处综合研究结果,由内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院对大兴安岭西坡古元古界锡林郭勒杂岩地层筛选出的AS61乙3号、AS63丙2号和AS65乙2号1∶20万区域化探异常开展1∶5万水系沉积物加密测量。根据测量结果共圈定出22个以Ag、Cu、Pb、Zn、Au、Sn、As等元素为主,伴生元素有W、Mo、Bi、Cd、F、Ni、Cr、Co、Mn等1∶5万水系沉积物综合异常,异常重现性好,强度较高、规模较大、套合较好、浓集中心明显、分带清晰【点评:区域1:20万低强度异常都应该认真筛选并做进一步工作,而不能仅看其出现在什么位置(地层岩石)】,具有显著成矿元素组合特征。其中AS5号异常面积10.8km2,AS7号异常面积25.0km2。

2001年,根据内蒙古地矿局下达的任务,由内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院对AS5号(拜仁达坝矿区)及AS7号(维拉斯托矿区)2处异常进行Ⅲ级查证。异常检查结果在AS5号异常区发现8条矿(化)体,在AS7号异常区发现7条矿(化)体,从而发现了拜仁达坝银多金属矿和维拉斯托铜锌多金属矿,取得了该地区找矿的重大突破。

2001—2004年,内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院对拜仁达坝矿区相继进行普查、详查工作,详查报告于2004年8月1日通过评审备案,为1处大型岩浆热液银多金属矿床。完成工作量主要有:1∶1万地质测量75km2,1∶2000地形地质测量4.10km2,1∶1万电法、磁法测量4km2,钻探63个孔13791.01m,探槽7020.61m3,浅井15.20m,平巷20.60m,斜井56.80m,平硐262.70m。该矿床由54条矿体组成,赋存于古元古界锡林郭勒杂岩片麻岩与燕山期花岗岩株接触带附近,受近东西向构造控制【注意:燕山期岩体接触带附近的东西向构造中】矿体长80~2075m,均厚0.69~3.55m,延深20~1135m,通过评审备案的1~49号矿体(122b+333)资源储量为:总金属量Ag 3961.25t(平均品位232.37g/t),Pb 424499.57t(平均品位2.38%),Zn 901066.93t(平均品位5.06%)。2004年,内蒙古银都矿业有限公司依据《内蒙古自治区克什克腾旗拜仁达坝矿区银多金属矿详查报告》筹建矿山,采矿权名称为内蒙古银都矿业有限公司银多金属矿,于2005年9月建成投产,2008年该矿山进行了选矿厂的二期扩建工程,矿石处理量由原来的2000t/d提升到3000t/d。根据收集资料表明,内蒙古银都矿业有限公司银多金属矿可采资源储量剩余服务年限约为7年。

2004年6月—2006年9月,内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院在原有工作基础上,对拜仁达坝西矿区锌多金属矿进行了详查。详查报告于2006年12月12日通过评审备案,为1处中型岩浆热液锌多金属矿床(与拜仁达坝银多金属矿为同一矿体,由矿权设置分割为2个矿区【矿体的整体性——表明拜仁达坝银多金属矿体未完全控制,因而是重要的找矿目标】)。历年完成工作量主要有:1∶1万电法及磁法测量5.41km2,1∶2000地形地质测量5.41km2,钻探90个孔26962.96m,探槽8788.92m3,浅井109.40m,平巷30.40m。矿体产于近东西向的“S”形压扭性断裂构造中,矿床由167个矿(化)体组成【点评:构造中出现如此多的矿体,其原因和规律值得深入研究】,其中达到工业品位的矿体有23个,以3号矿体为主要矿体。各矿体长40~1200m,均厚1.00~8.54m,延深40~700m。评审备案的(122b+333)资源储量:总金属量Zn 497692.13t(平均品位为5.57%)、Cu 10772.41t(平均品位为0.70%)、Ag 276.21t(平均品位为286.44g/t)、Pb 39643.95t(平均品位为4.11%)。内蒙古拜仁矿业有限公司依据《内蒙古自治区克什克腾旗拜仁达坝西矿区锌多金属矿详查报告》筹建矿山,2006年12月26日建成试车。具备采选规模为2000t/d的选矿厂及配套的矿井。根据收集的资料表明,内蒙古拜仁矿业有限公司锌多金属矿矿山可采资源储量剩余服务年限约为5年。

2006—2007年,内蒙古地质勘查有限责任公司及合作公司自筹资金对维拉斯托矿区探矿权范围进行普查、详查工作,于2007年5月提交详查报告并通过评审备案,为1处中型岩浆热液铜锌多金属矿床。完成的主要工作量为:1∶5000地质测量10.79km2,1∶1万电法测量10.20km2,1∶2000地形测量10.00km2,钻探32345.00m,平硐897.00m。矿体赋存于近东西向的“S”形压扭性断裂构造中,由121个矿(化)体组成,其中1号矿体为主矿体。评审备案的(122b+333)资源储量为:总矿石量为881.14×104t。其中:锌铜矿石量为841.8406×104t,锌矿石量为39.3034×104t;锌金属量为378052.15t,铜金属量为66329.19t。矿床平均品位Zn为4.29%,Cu为0.79%。内蒙古维拉斯托矿业有限公司依据《内蒙古自治区克什克腾旗维拉斯托矿区铜锌多金属矿详查报告》筹建矿山,于2007年11月正式投产,具备1000t/d的选矿厂及配套的矿井,根据收集最新资料,维拉斯托铜锌多金属矿矿山由于资源负变严重(很想了解是如何负变的?),目前仅处于维持状态。

内蒙古银都矿业有限公司、内蒙古拜仁矿业有限公司和内蒙古维拉斯托矿业有限公司号称该地区的“三大矿山”,集中分布在不到30km2的范围内,是一个典型的“矿集区”。

【点评:上述找矿勘查工作基本脉络是:1.矿种上围绕银铜锌转;2.异常查证从高大全向低弱缓转;3.所谓的赋矿层位从古生界向接触带附近的近东西构造转;4.地表的矿向深部的隐伏矿转——燕山期岩浆热液成矿的主因主导因素逐渐明晰】

(二)维拉斯托大型锡多金属矿勘查发现过程

维拉斯托铜锌矿山投产后,对外围的找矿勘查工作一直持续不断,每年都在进行。主要依据“就矿找矿”理论,在其外围和深部开展勘查工作。

2008—2009年,内蒙古地质勘查有限责任公司受探矿权人内蒙古维拉斯托矿业有限公司的委托,对其探矿权内的维拉斯托钨【钨元素进入视野】多金属矿开展详查工作。于2012年3月31日提交详查报告并通过评审备案,为1处小型岩浆热液石英脉型钨多金属矿。此期间完成的主要工作量:1∶2000地质图修测1.51km2,钻探工程17孔2750.22m,基本化学分析样344件。全区查明钨矿1条,编号为121-1,矿体赋存于元古宇锡林郭勒杂岩黑云斜长片麻岩中,矿体走向40°,长300m,延深250m,平均厚度0.67m。备案资源储量(122b+333):总金属量WO3 603.50t(平均品位0.83%);另有伴生金属量Zn为426.15t(平均品位0.584%),Sn为126.97t(平均品位0.174%),Cd为1.46t(平均品位0.002%),Rb为104.35t(平均品位0.143%)【点评:1.这些伴生元素矿化更有意义——指示了存在新种新类型矿床的可能;2.中高温和稀有元素矿化的出现及其与银铜锌等的关系(包括矿床的空间分布关系)应该认真研究,有可能是找矿突破的新方向;3.现在再回头去看,这些元素的化探异常在本区都是客观存在的,可能以前并未得到足够的重视;4.在本区及其他地区的找矿勘查工作中,要多看看有还哪些情况是应该关注到但没有关注的。】

该小型钨多金属矿位于维拉斯托铜锌多金属矿和维拉斯托锂锡多金属矿之间(图2),东南距维拉斯托铜锌多金属矿约1.9km,西北距维拉斯托锡多金属矿仅900m,距维拉斯托锂多金属矿仅为600m。由于当时找矿思维、找矿思路及找矿方向的局限性,受拜仁达坝、维拉斯托2个矿床发现和成矿特征的影响,普遍认为该地区主要为中低温热液型银铅锌矿床,找矿采用工作方法手段主要为钻探工程验证激电异常,从而忽略了高温元素和稀有元素成矿的可能【顿悟:证明了上述点评】。受这一找矿思路误导,使得近在咫尺的2个大型矿床在当时未能被及时发现。

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图2维拉斯托矿区地质简图

【点评:看图说话:1.看矿床的分布是否有“众星捧月”的感觉?2.中间中高温,周围中低温元素组合的分布 规律是不是很明显?3.不同方向的控矿构造说不定有放射状展布特征;4.不排除中部的深部有较大的隐伏岩体存在,并可能矿化,斑岩型锡钨多金属矿体理论上也有可能存在;5.深部隐伏岩体如果有,是什么岩体呢,产状如何?角砾岩筒中是否存在成矿期岩浆岩的自角砾也许会提供线索,是否有必要结合勘查和采矿工作,开展蚀变分带研究,值得进一步思考。后文提到的石英斑岩及斑岩型矿体可能还不是主要的】

2008—2012年,内蒙古地质勘查有限责任公司通过对以往区域物化探成果资料及地质成矿规律的综合研究,选择巴彦乌拉矿区开展了普查找矿工作。经地质、物化探测量、岩矿分析及山地工程揭露验证等综合方法手段的普查找矿评价,获得了多个物化探异常并发现了多条矿化蚀变带和铅锌银矿体【又是一个中低元素组合】。在此基础上,于2013年进行了详查工作,目的是基本查明矿区资源储量规模,为进一步勘查或开发提供地质依据。于2014年8月26日提交详查报告并通过评审备案,为1处小型岩浆热液脉型铅锌银矿。该矿床位于维拉斯托大型锡多金属矿西北约2.5km处。赋矿围岩为黑云斜长片麻岩及花岗闪长岩,矿体赋存于北西向压扭性断裂中,严格受构造控制,为岩浆热液脉状矿床。矿床由10个矿(化)体组成,矿石工业类型分锌铅银矿石和锌铅矿石,以锌铅银矿石为主,并伴生有Cu、Cd、Ga、Sn等有益组分。备案(122b+333)资源储量为:总矿石量为73.19×104t,总金属量Zn为17028t,Pb为14632t,Ag为111971kg。平均品位Zn为2.33%,Pb为2.00%,Ag为152.99g/t,Cu为0.14%。

2007—2013年,该矿区虽然新发现评价了2处小型矿床,但并未取得重大的找矿突破,并且在维拉斯托铜锌多金属矿的开采过程中,发现资源负变严重,后备资源严重不足,寻找新的可利用资源变得更加迫切。为了进一步探明矿山深部和外围资源储量,缓解矿山资源危机,延续矿山生命,保证矿山的可持续发展,根据《关于申报2014年度老矿山找矿项目的通知》(国土资矿勘办函[2013]14号)的要求,内蒙古维拉斯托矿业公司于2013年9月进行申报,同年10月由中国地质调查局地质调查工作项目组批准,并于2014年3月10日下达了任务书。内蒙古维拉斯托矿业有限公司委托内蒙古地质勘查有限责任公司承担“内蒙古自治区克什克腾旗维拉斯托铜锌多金属矿接替资源勘查”项目。整体的任务目标是系统收集矿区勘查开发资料,以热液型铜锌矿为主要类型【点评:从这个描述看,1.立项之时仍然是聚焦维托斯拉铜锌矿资源负变引起的接替资源问题,突出原矿山深边部,新的找矿区段还不很明确;2.从中低温到中高温和稀有元素成矿之间的关系仍未得到充分的认识;3.新种新类型矿床找矿没有突出来,或者说事实上没进入视野】,研究控矿因素和成矿规律,指导找矿;在DJ2-2、DJ1-1、DJ2-1异常【不知道是否为后来发现矿床的位置】区开展普查找矿。

2014年年初,内蒙古维拉斯托矿业有限公司地质工程师马立军最先在维拉斯托矿区地表发现含锡石石英脉矿化【注:马工的细心是找矿人必备的基本素质。锡元素进入视野——W和Sn逐渐进入视野,表明距离岩浆活动的中心越来越近了】碎石,后面通过少量钻探验证和样品测试,深部均见到了石英脉型锡多金属矿体,从而实现了该区找矿的重大发现。但勘查前期也存在一定问题,开始均认为锡多金属矿体产状与维拉斯托铜锌矿基本一致,后经内蒙古地质勘查有限责任公司技术专家综合研究认为:石英脉型锡多金属矿体的产状与维拉斯托铜锌矿完全不同【点评:不仅赋存地层具有多样性,赋矿构造也具有多样性】,而是北北东约25°走向,南东倾,倾角10°~35°。按照这一思路重新调整了勘查线方向,开始投入大量钻探工程进行验证,取得了重大找矿突破。通过本次普查工作,在DJ1-1激电异常区内发现大型锡多金属矿矿床,该矿床深部为以锡为主伴生锌铷铌钽等成矿元素的强云英岩钠长石天河石化石英斑岩型矿体中部为以锡为主,伴生铜锌成矿元素的隐爆角砾岩筒型矿体浅部为锡钨锌铜钼为成矿元素的石英大脉型、石英网脉型矿体主体形成密切相关的岩浆热液型成矿系统【点评:至此,一个从中高温元素到中低元素组合,从深部斑岩型、到角砾岩筒型、到石英大脉型和网脉型的几乎完整的岩浆热液成矿系统赫然出现——矿床分期配套、变与不变、主因主导、协同耦合规律基本显现;再结合区域矿床分分布,空间排列组合和分散集中规律初露端倪——更大的矿床或新种新类型矿床也许近在咫尺】。矿体主要赋存在黑云斜长片麻岩中,在勘查区内共圈定88条锡矿(化)体(全部为隐伏盲矿体),其中达到工业品位进行资源/储量估算的矿体有5条,其他83条矿(化)体为低品位矿体或达不到开采厚度和品位要求。截至2015年6月30日,资源/储量估算结果为(包括矿权范围内和矿权范围外):锡总矿石量为655.39×104t,锡总金属量为81539t。石英脉型矿床平均品位Sn为1.26%;石英斑岩型矿床平均品位Sn为0.22%。维拉斯托探矿权矿区内矿床平均品位Sn为1.24%。另估算伴生元素金属量Zn为39206t,Mo为667t,Cu为1515t,Pb为6035t,WO3为9220t,As为25258t,Bi为293t,Ag为159850kg,Rb为11504t。

2015—2016年,继续对该区进行了加密钻探验证工作,不断扩大找矿成果,同时也提高了资源储量级别,使估算结果更加可靠。虽然这一找矿成果属于大兴安岭中南段地区的重大突破,极大地鼓舞了该地区寻找锡钨多金属的找矿信心,但同时受找矿思维的限制,也存在着疏忽和遗漏,在已经发现普遍存在着天河石化石英斑岩体的情况下,却未进行更进一步的稀有元素找矿工作【对新矿种可能成矿评估不足】

(三)维拉斯托大型锂铷矿勘查发现过程

2016年年末,内蒙古地质勘查有限责任公司总工程师李泊洋根据区域化探资料和该区成矿地质背景综合分析,凭着丰富的找矿经验,最先意识到该区有形成稀有元素矿床的可能【点评:李总的这种找矿经验和职业敏感性难能可贵,是许多找矿勘查工作者缺乏的】,并及时在锡矿的粗副样品中随机挑选一批送检分析稀有元素,分析结果中Li、Rb元素含量均达到边界品位以上,因而制定了在该区寻找锂铷等稀有金属矿的方案。内蒙古地质勘查有限责任公司2017年年初首先对隐爆角砾岩筒进行少量钻探验证,通过取样化验分析,整个隐爆角砾岩筒的Li2O、Rb2O含量均达到了工业品位要求【点评:验证了富有经验的找矿专家职业敏感性的合理性和科学性——接下来只要大胆钻探就可以了】,从而实现了该区寻找新矿种、新类型的另一重大突破。当时内蒙古地质勘查有限责任公司姜大伟为该区总负责,王晓东为项目负责,施工的第一个钻孔ZK2305见隐爆角砾岩筒深度为140.30~567.25m,穿过整个隐爆角砾岩筒426.95m,经样品分析测试结果,整个隐爆角砾岩筒的Li2O平均品位为1.45%,Rb2O平均品位达0.35%,这一发现极大地鼓舞了找稀有金属矿的信心。

2017年年中,内蒙古地质勘查有限责任公司还邀请了内蒙古国土资源厅、内蒙古储量评审中心的多名专家在内蒙古维拉斯托矿业有限公司举行了现场研讨会,进而制定了勘查评价方案,当年年底完成勘探野外施工任务,2018年5月提交勘探报告,探获1处大型隐爆角砾岩型锂铷矿床。

该区共圈定出1条隐爆角砾岩型锂铷矿体,矿体形态与隐爆角砾岩筒相同,呈上细下粗的圆筒形,直径在140~300m之间。总体走向23°~40°,倾向北西,倾角60°~87°,一般在75°左右,属陡倾斜圆筒状矿体。岩筒由内向外依次分为:爆破角砾岩带、震碎角砾岩带和震裂裂隙带,各带之间没有明显界线,呈过渡关系。①爆破角砾岩带。岩石较破碎,角砾较小,局部有溶蚀现象,胶结物含量较高,Li2O品位在1.5%~2.0%之间。②震碎角砾岩带。角砾较大,角砾相对移动距离小,基本可以复原,Li2O品位在1.0%~1.5%之间。③震裂裂隙带。岩石只发育微裂隙,后期热液活动较弱,锂铷品位一般达不到工业品位。矿体边界与围岩界线不明显,只能依据化验结果圈定,矿体外部形态较简单。在成矿前、中、后期隐爆角砾岩型矿体被石英脉型矿体切割,使矿体内部形态变得非常复杂,致使无法在隐爆角砾岩筒中圈定石英脉型矿体。该次工作发现隐爆角砾岩型矿体与石英脉型矿体不【这个“不”字可能是笔误,与隐爆角砾岩型矿体被石英脉型矿体切割似乎矛盾】相互穿插,将隐爆角砾岩筒划分为一个大型的锂矿体,穿插在其内部石英脉型矿体视为该锂矿体的内部组成物质,不单独划分出矿体【点评:显然本区伴随岩浆岩的多次活动,发生了多期次矿化,后期的脉型矿化还对前期角砾岩筒型矿化形成了同位叠加和切割改造,但好在对角砾岩筒的整体性影响不大。现在回头再看其他矿床为什么为负变、构造控制的矿体为什么会那么多,似乎可以理解了——原先相对完整的且规模较大的矿体可能发生了不同程度的肢解——把握变与不变律的运用】。隐爆角砾岩内部石英脉型矿体中的金属矿物资源储量将按锂矿体的伴生组分计算。隐爆角砾岩筒外部的石英脉型矿体只延伸到锂矿体的外部边界,不穿插隐爆角砾岩型矿体。

锂铷矿体真厚度24.81~162.85m,平均94.90m。评审备案(121b+122b+333)资源储量(仅矿权内):矿石量2780×104t,Li2O金属量35.72×104t,Li2O平均品位1.28%;Rb2O金属量9.55×104t,Rb2O平均品位0.34%。

中国锂矿资源主要集中在青海、西藏、四川、江西等4省(区),其中盐湖卤水锂矿主要集中在青海、西藏、湖北等省(区),矿物锂矿主要分布在四川省和新疆维吾尔自治区。内蒙古自治区境内少有发现锂矿床的报道。该次首次在大兴安岭地区发现大型云英岩型锂矿床,是该区取得的重大找矿突破。

在维拉斯托大型锂锡矿发现的鼓舞和带动下,2017—2018年内蒙古赤峰市地质矿产勘查开发院在维拉斯托矿区西南侧约2.5km处温都尔维拉斯托矿区内又探获1处中型岩浆热液银多金属矿床【这样的矿床区内可能还有一些】。2018年提交勘探报告并评审备案,全矿区累计查明资源储量(121b+122b+333)矿石量总计267.7×104t;金属量银为566550kg,铅为13324t,锌为46136t。其中氧化矿石量共计6.4×104t;金属量银为35350kg,铅为1044t,锌为409t,原生矿石量共计261.3×104t;金属量银为531200kg,铅为12280t,锌为45727t。

近年来,该地区数个中大型矿床的相继集中发现和突破,更加体现了地质找矿过程中的哲学思维是能否找到矿、找到大矿的决定性因素。系统总结近年来该区矿床的发现经验,分析梳理地质找矿过程中的思维规律,研究归纳找矿哲学思想,对该区的下一步找矿工作有着重要的指导意义。

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【总结:本矿床的发现虽然没有直接提到地质构造环境成矿专属性,但地质构造环境、地球化学环境的专属控制十分明显。

1.重要成矿带,多金属矿集区。异常、矿点广泛分布,有大矿存是必然的——分散集中律的生动体现;

2.充分理解成矿本质,抓住成矿控制的关键要素,擅于从纷繁复杂的找矿信息中敏感捕捉关键找矿线索,极其重要——主因主导律的科学运用;

3.高度重视变不与变律思维在矿区的科学运用;

4.随着勘查工作的推进,分期配套律、排列组合律越来越清晰,指导新矿种、新类型矿床找矿勘查工作的作用也越来越显著;

5.本区及区域上,部分矿山深边部找矿勘查工作仍有广阔的前景】

五、矿床基本情况

维拉斯托矿区行政区划隶属克什克腾旗巴音查干苏木管辖,目前由1个采矿权和1个探矿权组成,面积为61.41km2。

矿区北距克什克腾旗巴彦高勒苏木10km,东南距林西县城90km,西南距克什克腾旗旗府所在地经棚镇180km。

矿区与达达线柏油路和S204省道均有乡级砂石公路相连,交通较为方便。近年来随着克什克腾旗旅游景点阿斯哈图石林风景区的开放营业,尤其是拜仁达坝银多金属矿和维拉斯托铜锌多金属矿的陆续开发,交通正日益改善。

该区内居民稀少,以蒙古族为主。经济以牧业为主,工业不发达,属经济落后地区。近年来,随着路、电的贯通,以及内蒙古银都矿业有限责任公司、内蒙古拜仁矿业有限责任公司、内蒙古维拉斯托矿业有限责任公司的成立投产,3个矿山企业年上缴税费约2.6亿元,极大地提高了当地的经济发展。

维拉斯托矿区位于天山-兴蒙造山带(Ⅰ级构造单元),跨越大兴安岭湖盆系(Ⅰ-1)和索伦-扎鲁特旗结合带(Ⅰ-2)2个二级构造单元,矿区北部为锡林浩特岩浆弧(俯冲增生杂岩带),南部为达青牧场俯冲增生杂岩带。

维拉斯托大型锂锡多金属矿为岩浆热液型矿床,该矿床深部发育石英斑岩型锡矿(化)体,中部为隐爆角砾岩型锂铷矿体,浅部为石英脉型锡矿体(图3)。

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图3维拉斯托锂锡多金属“三位一体”成矿系统示意图

【点评:看图说话:1.这实际上就是一个剖面图;2.这个岩筒与深部体的产状似乎不够合谐。注意从图上的工程看,岩体的左边并未受到控制,岩体的产状为什么推断是这样的呢?那条构造明显是成矿后形成的,或者是多期活动的?3.本区有无隐伏的甚至矿化的角砾岩体?4.后期的构造未对矿体形成错失等明显破坏,有意义】

石英脉型矿体赋存于北东向裂隙内,为典型的岩浆热液矿床,含矿岩石为石英脉,矿体与围岩界线清楚,赋矿围岩以黑云斜长片麻岩、石英闪长岩为主。隐爆角砾岩型矿体发育在矿区中部隐爆角砾岩筒中,铁锂云母以角砾岩中胶结物的形式产出,含矿岩石为隐爆角砾岩,矿体与围岩界线不清楚,赋矿围岩以黑云斜长片麻岩为主、石英闪长岩和石英斑岩为辅。石英斑岩型矿体发育在深部石英斑岩体顶部,锡石和闪锌矿呈星点状或细脉浸染状分布在石英斑岩中。含矿岩石为石英斑岩,矿体与围岩界线不清楚,赋矿围岩为石英斑岩和黑云斜长片麻岩。

矿床由77条工业矿体组成(仅矿权内),主要成矿元素为Li、Sn、WO3、Zn、Mo、Rb。矿床由锡矿体和锂矿体2种异体共生矿体组成,锡矿体主矿体Sn0延长1054m,延深858m,勘查类型为Ⅰ类型。锂矿体Li1延长247m,延深640m,勘查类型为Ⅱ类型。该矿属锂锡多金属矿床,矿石自然类型主要为石英脉型、石英斑岩型和隐爆角砾岩型,均为较易选矿石,其中锡回收率为85.16%,氧化锂回收率为94.85%。矿床开采技术条件中等,即Ⅱ-4型矿床。

根据2018年10月勘探报告通过评审备案的资源储量(121b+122b+333):总矿石量为3438.15×104t;总金属量Li2O为357197.24t,Rb2O为95465.51t,Sn为53456.71t,WO3为7340.69t,Zn为7620.48t,Mo为118.38t。矿床平均品位Li2O为1.29%,Rb2O为0.34%,Sn为0.86%,Zn为2.69%,Mo为0.118%,WO3为0.319%。

通过2018—2019年在矿区外围及深部继续找矿勘查工作,估算该区的Sn资源量为10×104t,Li2O资源量为50×104t,进一步扩大了找矿成果。

通过资料综合研究,按照“三位一体”勘查区找矿预测理论,确定了维拉斯托锂锡多金属矿为大型岩浆热液型矿床,深部为成矿岩体:强云英岩化钠长石天河石化石英斑岩体,岩体顶部和内部为铷、锡、锌矿化,品位不高,属锡锌低品位矿体,伴生铷均达到工业品位;中部为隐爆角砾岩筒内全岩矿化,为锂铷多金属矿体,伴生锡、铜、钨、钼、铍、铯、铌钽等;浅部为发育石英脉和石英网脉,为锡钨锌多金属矿体,伴生锂、铜、铅、银等;主体形成密切相关的大型岩浆热液型成矿系统。总结维拉斯托矿集区成矿模式为:以维拉斯托锡多金属矿(隐伏碱性岩体)为一个成矿中心(北北东向、北西向两组构造交汇处,低空航磁环状低磁异常处)。成矿中心垂向上由深向浅部依次形成岩浆岩型(斑岩型)锡矿体、热液脉型锂铷矿体、石英脉型锡(锌、钨、钼)矿体、隐爆角砾岩型锂铷矿体;成矿中心水平面上由里向外依次形成石英脉型锡矿体、石英脉型钨矿体(钼)、热液硫化脉型铜锌矿体、热液硫化脉型银铅锌矿体、热液(气水)脉型萤石矿体【点评:分期配套的规律十分典型】(图4)。

图4维拉斯托矿集区成矿模式图

六、结束语

大兴安岭中南段不但是中国北方重要的铜多金属成矿带,还是中国北方最重要的锡多金属成矿集中区。前人在大兴安岭中南段西坡只重视寻找铅锌铜银等中低温热液矿床,对钨锡等中高温热液矿床和锂铷等稀有元素矿床不够重视。本次在维拉斯托矿区发现大型斑岩型锂锡多金属矿床,极大地增强了在该区寻找钨锡锂铷矿床的信心,为该区的找矿方向提供了新的思路,为该区寻找大中型锂铷等稀有元素多金属矿床工作展示了较好的找矿前景。

回顾维拉斯托大型锂锡矿的勘查发现过程,总结取得的找矿成果和勘查经验及教训,对指导该区下一步找矿意义重大。

1)维拉斯托锡多金属矿为大型岩浆热液型矿床,在其中部隐爆角砾岩筒中发现大型云英岩型锂多金属矿床,是该矿区又一找矿突破。充分说明大兴安岭地区具有形成锂、铷、铌钽等“三稀”元素的成矿潜力,对该区下一步找矿工作具有重要的指导意义。

2)开拓了大兴安岭中南段找矿思路。维拉斯托大型锡、锂、铷矿的发现,使以银铅锌为主的锡林浩特-霍林郭勒地区成为中国又一大型锡多金属矿富集区,改变了以往将银、铅锌、铜、钼作为大兴安岭南段主攻矿种的固有观念,极大地拓展了区域找矿方向。

3)促进了成矿理论和方法技术创新。确定了成矿地质体为晚白垩世钠长石化天河石化花岗岩,成矿构造以原生成矿结构面为主,成矿作用特征标志以角砾状和脉状矿化为主要特征,深化了对矿床成因的认识。同时,总结出一套适合该区的找矿方法技术组合,即锡、锂地球化学测量,KGR抗干扰电法仪激电测深,低飞航磁测量等。

4)有望提高中国锡、锂、铷矿等资源的保障程度。锡是找矿突破战略行动目标实现难度大的矿种之一,锂、铷是重要的新能源新材料矿产。本次探获的石英脉型锡多金属矿、隐爆角砾岩筒型锂云母矿和花岗岩型锡铷矿,具有储量大、品位高、易采选和经济价值高等特点,有望提升中国战略性新兴产业发展对锡、锂、铷等资源的需求。

5)大兴安岭中南段西坡具有形成大型锡锂铷多金属矿床的地质条件,下一步应加强1∶5万区域化探中锂、铷、铌钽、铯、铍等“三稀”元素异常查证工作,重视热液型多金属矿床周边宽缓弱激电异常的验证工作。

6)大兴安岭中南段西坡已发现的大型热液型金属矿床与维拉斯托铜锌多金属矿床具有相似的成矿地质条件,应在这些矿床周边加强地质找矿工作,重点寻找地表出露的隐爆角砾岩和深部高分异的碱性花岗岩体,对发现新矿床具有重要的指示意义。

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