|
楼主 |
发表于 2010-12-18 23:00
|
显示全部楼层
第二部分 铁矿成矿预测理论与方法
一、我国铁矿床类型
1、岩浆晚期铁矿床
(1)岩浆晚期分异型铁矿床—攀枝花铁矿
(2)岩浆晚期贯入式铁矿床—大庙铁矿
2、接触交代—热液铁矿床—大冶铁矿
3、与火山—侵入活动有关的铁矿床
(1)与陆相火山—侵入活动有关的铁矿床—梅山铁矿
(2)与海相火山—侵入活动有关的铁矿床—大红山铁矿
4、沉积铁矿
(1)浅海相沉积铁矿床—庞家堡铁矿(震旦纪)和火山坪铁矿(泥盆纪)
(2)海陆交替—湖相沉积铁矿床—土台铁矿
(3)海相沉积菱铁矿床—黄梅菱铁矿
5、沉积变质铁矿床
(1)变质硅铁建造铁矿床—鞍山铁矿
(2)变质碳酸盐型铁矿床—大栗子铁矿
(3)变质磁铁菱铁矿床—大西沟铁矿
6、风化淋滤型铁矿—大宝山铁矿
7、其他类型铁矿床—石录铁矿、白云鄂博铁矿、切列克其菱铁矿、凤凰硼(镁)铁矿。
二、我国铁矿资源特征
据统计,我国已勘查的铁矿资源/储量为578.72亿吨,目前保有储量463.50亿吨。其特征如下:
1、我国铁矿的时空分布
(1)成矿时代及矿床类型
我国从太古代至新生代均有铁矿形成,主要成矿时代和铁矿类型有:①太古代和早古生代沉积变质铁矿床;②古生代海相沉积铁矿床;③古生代岩浆晚期铁矿床;④中生代陆相火山-侵入铁矿床;⑤新生代风化淋滤及残坡积铁矿床。
(2)地域分布
我国铁矿资源/储量主要分布于辽宁、河北、四川、山西、安徽、湖北、云南、山东、内蒙古、河南和北京等省(市、自治区)。按产地集中程度可划分出10大成矿区(表2、图1):
表2 我国铁矿资源主要集中地简表
序号 铁矿资源集中区 矿产地数量/处 资源/储量/亿吨 占当时查明铁资源/储量比例/%
1 鞍山-本溪 45 125 23.0%
2 冀东-密怀 118 62.7 11.5%
3 攀枝花-西昌 67 61.8 11.3%
4 五台-吕梁 32 33 6.1%
5 宁芜-庐枞 60 21.9 4.0%
6 包头-白云鄂博 16 11.6 2.1%
7 鲁中 46 9.25 1.7%
8 邯郸-邢台 73 8.3 1.5%
9 鄂东 75 7.12 1.3%
10 海南 7 4.24 0.7%
合计 539 344.41 63.3%
图1 十大成矿区铁矿资源分布情况
2、我国铁矿资源/储量在不同矿床类型中的分布
(1)沉积变质型铁矿床(鞍山式铁矿):围岩为变质岩(花岗片麻岩、角闪片麻岩、绢云母片岩及混合岩等),以磁铁矿为主,铁含量20%~40%。此类型铁矿在鞍—本地区资源/储量达120亿吨,冀东地区为50亿吨。另外在山西、江西、湖北、安徽、云南等地也广泛分布,资源/储量达120亿吨。因此“鞍山式”铁矿资源/储量的总量可达290亿吨。
(2)晚期岩浆分异型铁矿床(攀枝花式铁矿):围岩为基性—超基性岩,以磁铁矿、钛磁铁矿为主,含铁量33%,TiO211.68%、V2O50.3%。在攀枝花一带此类型铁矿的资源/储量达63亿吨。
(3)接触交代型铁矿床(大冶式和邯邢式铁矿):围岩为中酸性花岗闪长岩与石灰岩接触形成的矽卡岩,主要为磁铁矿,铁含量30%~65%,中国的富铁矿主要产于此类型铁矿中。在邯邢地区、晋南地区和长江中下游一带此类型铁矿的资源/储量达50亿吨。
(4)沉积变质—热液改造型铁矿床(白云鄂博式和石碌式铁矿):围岩为碎屑岩和碳酸盐岩,受热液改造形成以磁铁矿、赤铁矿和镜铁矿为主的铁矿床,并有一定数量的菱铁矿。此类型铁矿以富矿为主,铁含量31%~68%,与之共生的有铌稀土和铜钴矿床。在内蒙古、海南、甘肃和滇中一带此类型铁矿的资源/储量达30亿吨。
(5)与陆相火山—侵入活动有关的铁矿床(梅山式玢岩型铁矿):围岩为陆相火山岩和次火山岩,以磁铁矿为主,铁含量35%~60%,富矿占一半,此类型铁矿资源/储量达16亿吨。
(6)沉积型铁矿床(宣龙式和宁乡式铁矿):围岩为沉积砂页岩、页岩、灰岩等。以赤铁矿为主,含铁量30%~55%,含磷高,难利用。在河北宣化一带和湖北鄂西一带此类型铁矿的资源/储量达47亿吨。
(7)与海相火山—侵入活动有关的铁矿床(大红山式和蒙库式铁矿):围岩为火山岩、沉积岩,以磁铁矿为主,铁含量35%~60%,富矿占一半,在云南和新疆一带此类型铁矿的资源/储量达17亿吨。
以上各类型铁矿的资源/储量总量达513亿吨。
沉积变质铁矿在我国占有非常重要的地位,其保有储量占全国保有储量的58.1%(表3),我国10个特大型铁矿床中有6个属这一类型(表4)。因此,我国已有的大中型铁矿山一半以上开采的是此类型铁矿床。
表3 我国主要矿床类型及保有储量情况
序号 矿床类型 保有储量(亿吨) 占总量比例(%)
1 沉积变质型 269.4 58.1
2 晚期岩浆型 55.6 12.0
3 接触交代型 54.7 11.8
4 沉积型 41.7 9.0
5 火山岩型 22.2 4.8
6 风化淋滤型 4.6 1.0
7 其它 15.3 3.3
合计 463.5 100.0
表4 我国特大型铁矿床
序号 矿床名称 类型 资源/储量(亿吨)
1 辽宁齐大山铁矿 “鞍山式”铁矿 16.4
2 辽宁胡家庙子(红旗)铁矿 “鞍山式”铁矿 11.3
3 辽宁东鞍山铁矿 “鞍山式”型铁矿 12.6
4 辽宁西鞍山铁矿 “鞍山式”铁矿 17.28
5 辽宁南芬铁矿 “鞍山式”铁矿 12.89
6 河北司家营铁矿 “鞍山式”型铁矿 17.02
7 内蒙白云鄂博铁矿 “白云鄂博式”铁矿 13.89
8 四川攀枝花铁矿 “攀枝花式”铁矿 10.83
9 四川红格铁矿 “攀枝花式”铁矿 18.35
10 云南惠民铁矿 火山沉积变质型铁矿 11.27
总计 141.12
3、我国铁矿资源基本特点
(1)分布广泛但又相对集中:中小型铁矿分布遍及全国,但又以大型、“特大型”矿床为集中区成群成带产出。
(2)铁矿的资源/储量主要集中在大型和“特大型”矿床中。据2000年统计资料,我国2034处铁矿产地中,“特大型”(>10亿吨)10处,大型(1亿~10亿吨)99片,中型(0.1亿~1亿吨)500片,小型(0.01亿~0.1亿吨)837处。
10个“特大型”铁矿床的资源/储量为141.12亿吨,占已探明资源/储量的25.93%;大型铁矿99处,其资源/储量约250亿吨,占已探明资源/储量的45.93%。“特大型”和大型铁矿床的资源/储量达近391.12亿吨,占已探明铁矿资源/储量总量578.72亿吨的67.58%。
(3)成因类型多样:我国地域辽阔,地质条件复杂,形成了不同时代不同类型的铁矿,国外不同成因类型的铁矿在我国均有发现。
(4)贫矿多、富矿少:我国平炉富矿(炼钢)和高炉富矿(炼铁)探明资源/储量仅为14.8亿吨,占全国总探明储量的2.8%。在已勘查出的富矿中除石碌,弓长岭铁矿外绝大部分富矿赋存于贫矿中的个别地段,不能单独开采。随着现有富矿不断开采,富矿找矿难以突破,富矿资源正日趋减少。
(5)共(伴)生组分多:据2000年储量套改结果,2034个铁矿区中单一铁矿1588处,以铁为主的矿区280处,有共伴生组份的铁矿区166处。随着分离和应用技术的提高,这些共伴生组分可得到较好的综合利用,使一矿变多矿,从而提高经济效益。
(6)开发利用条件:根据各铁矿区经济技术条件,勘查程度和开发利用情况,现有铁矿可分为如下三类:①已开发利用矿区(不含民采小矿山)672处,保有资源/储量194.41亿吨,其中保有基础储量110.22亿吨;②可供设计和规划的矿区472处,保有资源/储量178.68亿吨,其中保有基础储量79.50亿吨;③暂难利用矿区693处,保有资源/储量122.25亿吨,难以利用的原因:矿石难选、水文地质条件复杂、埋深大、矿石贫、交通不便、规模小而分散。
三、我国铁矿勘查的理论和经验
五十多年来,我国铁矿地质勘查取得了巨大成绩,这些成绩的取得是全国地质工作者辛勤奋斗的结果,是在铁矿勘查工作中执着的探索,不断研究和总结铁矿地质规律和物探综合技术,并在勘查工作中进行实践而取得的。其主要经验如下:
(一)向斜控矿,储量巨大增长
前寒武纪沉积变质型(鞍山式)硅铁质建造铁矿床在我国分布广泛,矿床规模大,是我国铁矿中最为重要的类型。这类铁矿床在变质岩系中呈多层状产出,曾被认为是产于单斜构造中的层状矿体,虽通过多个时期不同程度的勘查工作,均未取得大的进展。七十年代初开展了前寒武纪沉积变质硅铁质建造型铁矿的矿田和区域构造研究。首钢地质勘探公司对冀东地区迁安宫店子等铁矿进行构造研究分析,突破了铁矿只产于单斜构造的认识,查明铁矿赋存于向斜(或向形)构造中,并在向斜轴部铁矿体增厚。这一认识的总结和应用,不仅促进了此类型铁矿床的勘查工作,而且进一步扩大到沉积改变造型和海相火山沉积铁矿的勘查工作中,相继发现了一大批隐伏矿体,大幅度的增加了储量。初步估计,向斜控矿的认识,使铁矿储量增长了近百亿吨。这一认识在近期的铁矿勘查,尤其是危机矿山深边部找矿工作中,又近一步发挥指导作用,相继发现一批此类型铁矿床,并在深部发现富铁矿,这是铁矿成矿理论指导铁矿勘查工作的重大成果,同时也推动了“鞍山式”铁矿的科学研究,为矿床学的深入发展提供了条件。
1、河北迁安水厂铁矿勘查
水厂铁矿是一个储量达9亿吨的大型铁矿床。其储量的增长是研究了向斜控矿规律而实现的。
1963年前由冶金华北分局503队、石景山钢铁厂地质队、河北地质队和唐山综合地质大队进行勘探,提交铁矿储量3亿吨。
1973年首钢勘探队在“全国前寒武纪沉积变质铁矿地质科技协作会议”上,发表了题为“河北省迁安铁矿地质特征”的论文,首次明确指出:“前震旦系的主要褶皱形式是以一系列复杂的线状紧密褶皱为主,而不是过去所认为的简单单斜构造”。首先建立了水厂南山、北山向斜构造模型及矿区、矿床褶皱构造模式。
1975年10月由首钢地质队按向斜构造模式提出了铁矿勘探设计,委托冶金地质会战指挥部一队施工;于1978年提交了《首钢迁安水石铁矿二期地质勘探总结报告》。通过勘探工作,证实了向斜构造模型,获铁矿储量6.73亿吨(图2、3)。
1982年,又提出“统一大向斜”认识,并在水厂南段姑子山对此认识及磁异常进行验证,证实水厂铁矿存在上、中、下三层矿,新增铁矿储量1.6亿吨。1978年继续向北探索,证实“统一大向斜”槽部存在厚大矿体,新增铁矿储量1.02亿吨。
至此,水厂铁矿经历了由单斜控矿到向斜控矿的认识过程,进行了8次勘探,最终探明铁矿储量9.02亿吨。
2006年在水厂矿区的东南部杏山和二马矿段,开展危机矿山深部找矿工作。在杏山C22线施工4个钻孔(图4),其中XZK0610孔在816.10—853.17m,见矿三层,累计厚33.07m;向下穿过断层破碎带后,在912.66—1073.66m,见厚大矿体,厚达161m;在1151.92—1166.84m,1187.17—1189.37m又见矿两层,累计厚度17.12米。全孔累计见矿209.04m,其中917.77—970.33m为富铁矿(其中夹1.70m贫矿),厚54.49m,mFe53%。XZK0618孔在989.45—1059.50m和1066.30—1124.25m见到连续的厚大矿体,累计深度128.29m,mFe33%,其中亦有50%以上的富矿。通过工作,二马和杏山两矿段合计新增333类铁矿资源量1.7亿吨。这一成果使得水厂铁矿的资源/储量从原来的9.02亿吨增加到10.72亿吨。
水厂矿区二马和杏山矿段的深部找矿成果的意义:
一是使我国又增加了一个铁矿资源/储量超过10亿吨的特大型铁矿床;
二是进一步证实沉积变质型“鞍山式”铁矿在向斜(形)中矿体变厚变大,而且向斜核部的标高从北部的-500m,向南部延伸到-1000m,开辟了新的找矿空间。
三是厚达54.99m的富铁矿(mFe%)的发现,其意义重大。冀东地区的“鞍山式”铁矿一直是贫矿,铁矿石平均mFe28%—35%,从来没发现富铁矿。杏山矿段富铁矿的发现,不仅为在冀东地区深部开展富铁矿提供了依据,而且为“鞍山式”铁矿富铁矿的形成机理的研究提供了依据。
随着冀东迁安地区沉积变质型铁矿向斜控矿理论的建立和找矿成果的不断扩大,用磁法研究向斜(形)状铁矿体也取得了明显的找矿效果并建立了相应的模型。如沙厂铁矿:1972年开展了1/2千地磁详查(图5),根据浅部已知矿体做了正演,在Ⅰ、Ⅱ矿带间发现有很大的剩余磁异常,据此布设ZK41孔,在深部见70米厚的铁矿体,ZK36孔见矿不好,井中三分量磁测认为矿体在该孔西侧。1973年进行了全面勘探,查明该矿为一完整的向斜(形)状矿体。
通过对迁安地区岩、矿石物性研究,发现铁矿石余磁大于感磁,矿石具明显的磁各向异性,因此研究剩余磁异常是深入找矿的主要目标。据此建立了该类铁矿床的磁异常模型:地面有断续分布的两个(或两个以上)的铁矿带,磁异常亦相应的分布,磁异常带之间有较宽大的剩余磁异常,其深部可能有向斜(形)控制的较大的铁矿体存在。
2、山西娄烦县尖山铁矿
该铁矿为“鞍山式”沉积变质型铁矿床,产于太古界吕梁群袁家村组绢云母石英片岩、斜长角闪片岩、石英岩和石英片岩中。铁矿层为磁铁石英岩,赋存于向斜(形)构造中(图6、7)。
通过勘探,获铁矿资源/储量1.46亿吨,平均品位TFe35.51%。其深部仍有矿大的可能。
3、内蒙古白云鄂博铁矿西矿
白云鄂博铁矿西矿为沉积变质改造型铁矿床,铁矿赋存于前寒武系浅变质的石英岩、板岩、白云岩夹云母片岩中,产于白云岩中,在白云岩与硅质板岩接触处呈似层状和透镜状产出。
1978年,在西矿的找矿设计审查时,有关专家并运用沉积变质岩系中铁矿受向斜(或向形)构造控制的规律,认为白云鄂博西矿向斜两翼内分布的十多个小矿体,沿走向在同一层位可以相连,磁异常显示深部异常连成一个整体,因此推测铁矿体在深部可能呈向斜构造形式产出。通过审查,决定按向斜控矿的认识,重新编设计,并进行施工。到1978年8月,内蒙地质勘探公司二队在向斜深部发现厚达铁矿体,证实了铁矿受向斜控制(图8、9)。
通过工作、探明铁矿资源/储量7.48亿吨,铁矿平均品位TFe33.15%,同时探明铌矿(Nb2O3)5.01万吨,平均品位0.079%,找矿取得了重大进展。
4、海南石碌铁矿
石碌铁矿是产于寒武—奥陶系石碌群泥岩、粉砂岩和碳盐岩中的层状铁铜钴矿,其成因为火山沉积变质型矿床。铁矿在上部层位,铜钴矿在下部层位,铁铜矿赋存于走向近东西向复式向斜中(图10、11)。该向斜西端紧密,东部宽缓,向东作10—42°倾状。
通过勘探工作,控制北一矿体长2570m,宽326m,厚100-460m,矿体赋存于向斜核部;枫树下矿体长1800m,宽14-222m,厚35m;南六的体长930m,宽207—384m,厚15m;铜矿1号矿体长440m,厚9m,平均品位Cu1.55%;钴矿1号矿体长1265m,厚4-10m,平均品位Co0.32%。全矿区获铁矿资源/储量3.68亿吨,铁矿平均品位51.15%,该矿是我国重要的富铁矿产地;并获铜矿7.58万吨Cu1.58%;钴矿1.31万吨Co0.307%。
该矿1964年勘探结束后,又于1975年-1979年开展外围找矿工作,通过地质研究和物探重磁测量,认为北-矿体以东地段以及北一向斜和石灰顶向斜之间具有较好的找矿前景,通过验证,找矿成果不佳。
2007年在向斜东部开展危机矿山深部找矿工作。已施工4个钻孔,在斜向核部见到厚大铁矿体,其下部还见铜钴矿体。找矿取得重大突破(图12)。
ZK1101孔在487.50m以下见三层厚大铁矿体,累计见矿厚159.12m,TFe53.91%,(其中有53.5m厚的矿体,铁矿品位达61.17%);铜矿厚2.2m,Cu0.251%;钴矿体厚3.7m,Co0.257%;
ZK1302孔见铁矿体厚17.02m,铜矿体厚1.70m,钴矿体厚1.70m,Co0.041%。
正在施工的ZK1201孔和ZK1202孔均已见铁矿,是矿厚分别为40m和92.45m。
初步估算,新增333铁矿资源量2000万吨,远景可达1亿吨。
5、新疆富蕴县蒙库铁矿
蒙库铁矿产于泥盆统康布铁堡组海相火山岩夹碳酸盐地层中,原认为是矽卡岩型铁矿,铁矿储量仅1855万吨。通过对该铁矿矿床成因和控矿构造的研究,认为该矿铁矿为火山沉积变质型铁矿,地表几条平行排列的铁矿体,往深部可能形成向斜并相连接。经钻探验证,证实了这一认识,并且在向斜核部形成厚大矿体(图13)。
通过进一步勘查,该矿资源/储量达2.08亿吨,实现了找矿的重大突破。
2007年对该矿床1号及其以东矿体开展危机矿山接替资源勘查,对Fe-11号矿体深部进行工作,施工DZK137-1、DZK139-4、DZK141-1、DZK143-1等4个钻孔,在深部均见厚大矿体,见矿厚86.95-169.10m,TFe43.99-49.32%,初步估算,Fe-11号矿体333铁矿资源量2092万吨,平均品位TFe43.23%,深部找矿又取得较大进展。
(二)、“玢岩铁矿”模式推动了陆相火山岩铁矿找矿
此类铁矿床主要分布于下扬子庐枞和宁芜等地区的以偏碱性玄武质岩浆为特征的继承式火山岩盆地中。铁矿床往往围绕一个火山-侵入活动中心分布。在每一个中心往往围绕辉长闪长玢岩-辉长闪长岩出现一组不同类型的矿床,它们是同一成矿作用在不同部位形成不同类型或形式的矿床,这些矿床虽然独立产出,但互有成因联系,其成矿模式为“玢岩铁矿”(图14),典型矿床是江苏梅山铁矿。
1、江苏南京梅山铁矿
梅山铁矿是一个隐伏铁矿床(图15),矿区内分布侏罗系陆相火山岩系和上侏罗-下白垩统红层;火山岩系构成平缓开阔的短轴背斜;辉石闪长玢岩侵入于辉石安山岩及其夹层层凝灰岩中;铁矿呈饼状赋存于辉石闪长玢岩顶部接触带内,矿石矿物为磁铁矿、赤铁矿,菱铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方柱石、钙铝榴石、透辉石等;围岩蚀变为矽卡岩化、绿泥石化、方柱石化等。
1957年冶金部地质局物探三区队在此进行1/2.5万地面磁测,发现规模较大、强度较高、形态规整的异常。随即进行1/5000地面磁测详查。同时江苏冶金物探队先后进行磁法、重力、化探、电法等大中比例尺测量。磁力和重力异常基本吻合。1958年江苏冶金第一地质队进行钻探验证,发现梅山铁矿,且证实为一大型铁矿床,通过勘探,获铁矿资源/储量2.65万吨,铁品位TFe42.63%(图16)。
梅山铁矿的发现及地质和物探规律的总结,并形成“玢岩铁矿”成矿模式,推动了我国陆相火山岩铁矿找矿工作,在尔后的铁矿找矿中,先后发现和扩大了一批铁矿床,找矿有了重大突破,如安徽白象山铁矿、姑山铁矿等。
2、安徽马鞍山市和尚桥铁矿
和尚桥铁矿为“玢岩型”铁矿,矿区出露地层主要有三叠系黄马青页岩,侏罗系中、下统象山群长石英砂岩,侏罗系上统-白垩系下统龙王山组安山岩、大王组块状晶屑凝灰岩、凝灰角砾岩、层凝灰和块状粗安岩等。岩浆岩主要有闪长玢岩、花岗闪长岩和花岗岩。
磁铁矿体主要产于闪长玢岩中。通过勘探,于1990年提交铁矿资源/储量8912.10万吨,矿石品位TFe20.7-
23.69%。2006-
2007年在该矿的东部开展危机矿山接替资源勘查(图17.18),到2007年底施工钻孔38个计6888.06米,见矿孔23个,磁铁矿体在闪长玢岩中呈似层状、透镜状产出。ZKT4503孔见矿5层,累计厚度98.93米,TFe16.28-30.32%。
初步估算,新增333铁矿资源量3597.35万吨,加上原来提交的8912.10万吨,该铁矿资源/储量达1.25亿吨,成为一个大型铁矿床。
3、安徽庐江具罗河铁矿和尼河铁矿
该铁矿为火山气液交代充填型矿床(图19)。矿区位于庐枞中生代火山岩盆地的西北边缘,与铁矿有关的地层为上侏罗统火山岩(凝灰岩、角砾凝灰岩,安山岩和粗面岩等),岩浆岩有闪长玢岩和岩脉(正长斑岩、安山玢岩和辉绿玢岩等)。
该铁矿是通过1/10万航磁发现异常,尔后开展1/1万地面磁测圈定异常,并采用重力、电阻率和测深等工作进行综合评价,认为该异常为具有一定规模的磁性体所引起。1966年,安徽省327队与异常中心布设ZK11钻孔验证,于484米以下见厚70米的磁(赤)铁矿体,找矿取得突破。
通过进一步的勘探,全矿区共获铁矿资源/储量3.41亿吨,平均品位TFe35.82%。
2006—2007年安徽省地矿局在罗河铁矿的外围开展国土资源大调查,以大比例尺度高精度地面物探和数据处理技术方法研究“低缓重磁异常”地质体三维结构,利用成矿模式进行类比,以深部钻探验证地质体性质。据此,在尼河地段(在罗河北东3公里处)施工ZK0501钻孔(孔深1096.8米),于676.78米—1062.7米共见铁矿12层,累计见矿厚250.93米(单层厚2.43—66.07米),TFe40.62%,mFe35.57%。
尼河铁矿主矿体赋存于早白垩世砖桥组火山—次火山中,其上部为双庙组火山岩所覆盖,铁矿体隐伏在676米以下,沿闪长玢岩与火山岩的接触带两侧分布,主要产于闪长玢岩内部,为典型的“玢岩型”铁矿。目前已控制矿体长1200m,厚117—250m,矿床规模可达大型,尼河铁矿的发现是深部找矿工作取得的又一个重大突破,将进一步推动了长江中下游火山分布区铁矿的找矿工作。
(三)接触交代型铁矿取得重大的突破
接触交代型铁矿床是我国铁矿中又一重要类型。此类铁矿床在全国已探明铁矿总量中所占的比例不高,仅为9.3%,但它在我国钢铁工业中的地位却相当重要,因为其含铁矿品位高,是我国富铁矿的重要来源。因此,此类型铁矿一直是地质工作者进行勘查工作的重点对象。但六十年代之前,接触交代型铁矿虽然分布广,但规模小,仅大冶铁矿达大型(1.03亿吨),其它均为中小型,找矿没有大的突破。六十年代中期以后,随着地质工作的深入以及对铁矿地质规律认识不断深化,促进了铁矿找矿及成矿预测理论的发展。邯邢地区及长江中下游的鄂东和宁羌地区接触交代型铁矿成矿模式的建立,以及物探工作对低缓,次级磁异常模型的建立和应用,使得接触交代型铁矿找矿取得一系列发展,发现了一批深部大型隐伏矿体,找矿工作取得重大突破。
1、“邯邢式”铁矿和低缓磁异常
70年代冶金地质在邯邢地区以“岩基论”成矿为基础,建立了“层状岩体”成矿新理论,总结了中性(偏基、偏碱性)岩体形态、侵入层位、接触带形式和铁矿体特征等地质规律,建立了“邯邢式”接触交代型铁矿多层位、多接触带成矿的“三层楼”模式,推动了华北地台内接触交代型铁矿勘查工作。在“邯邢式”成矿模式建立的同时,物探磁法测量的研究也取得重要进展,对低缓磁异常的认识逐步深化。六十年代中期首先对上郑低缓磁异常进行验证并见矿;1965年6月中关低缓磁异常经验证为一大型隐伏铁矿,引起了国内物探界和地质勘查部门的重视。在“邯邢式”铁矿模式和低缓磁异常模型建立和逐步完善的过程中,相继突破了一批低缓异常,发现了一批“邯邢式”接触交代矿床,使此类铁矿床的储量成几十倍的增长。
(1)山东张家洼铁矿(图20、21)。
其矿床类型为“邯邢式”接触交代矿床。1956年开展1/5万地面磁法普查时发现磁异常,由于异常低缓而未进一步工作。1958年又进行1/1万地面磁法详查和1/2.5万重力工作。在重力异常中心布设3个钻孔,见到闪长岩、矽卡岩和薄层铁矿,未见大矿体。1965年11月山东冶金地质勘探公司物探队和地质队,借鉴中关低缓磁异常见到厚大隐伏铁矿体的经验,对张家洼低缓磁异常首次开展1/5000地面磁法详查,同时对已往的岩心重编录进行磁化率测定。在此基础上,对张家洼磁异常进行再推断解释,并结合地质模式进行分析,认为:磁异常位于菜芜矿山闪长岩体北部
倾没部位,成矿条件有利;原有钻孔见到闪长岩,并有矽卡岩和20cm磁铁矿,分析磁异常认为在钻孔附近可能有大的铁矿体;根据磁异常形态判断,磁性体可能是缓倾斜的板状体,用水平消除法计算磁性体和中心埋深和强度,并向下延拓,计算磁化强度为20A/m,与区内矿体磁参数相近。据此,推断该低缓异常可能是磁铁矿体引起。
1965年12月,山东冶金地质2队开始对张家洼Ⅰ号异常进行钻探验证。1966年4月在327m处见厚达23m的磁铁矿。接着对Ⅱ号异常进行钻探验证,在427m处见22m厚的铁矿。尔后对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号异常施工10个钻孔,均见到较厚的磁铁矿。至此,初步肯定了张家洼隐伏接触交代型铁矿的远景,为以后大规模开展地质勘查工作奠定了基础。1970—1977年又进行了勘探工作,共提交铁矿储量2.75亿吨,TFe46.83%。
(2)山东淄博市金岭铁矿
该铁矿为“邯邢式”接触交代型铁矿床。2007年在此开展危机矿山接替资源勘查工作,施工的21个钻孔,有12个见到磁铁矿体,其中ZK5-14孔见矿厚9.42米,平均品位mFe44.28%。初步估算新增333铁矿资源量720万吨,找矿取得了一定进展(图22)。
2、“大冶式”铁矿和次级异常
通过对鄂东地区中酸性岩体的产状、形态、接触带形式、围岩蚀变、三叠系地层性质和矿体赋存部位等的研究,由舒全安等提出了“一体多式复合型”成矿模式。
王永基提出与接触交代型矿铁有关的中酸性岩体的接触带受褶皱构造控制的认识,认为在平面上或剖面上向斜构造的围岩多伸入岩体,形成舌状体和残留体;在背斜构造部位中酸性岩体多凸入到围岩中。这些向斜和背斜所控制的中酸性岩体接触带,是厚大铁矿体赋存的部位。这就对鄂东地区接触交代型铁矿常沿中酸性岩体凹凸相间的接触带,在不同标高形成富厚矿体的现象,从理论上做了解释(图23)。
(1)湖北黄石市大冶铁矿
该矿为“大冶式”接触交代型铁矿的典型矿床,是一个百年老矿,是伟大领袖毛主席视察过的唯一一个矿山。原地矿部429队提交1.03亿吨,储量后经多次勘探,共获铁矿资源/储量1.60亿吨,铜67万吨。
2005年开展危机矿山接替资源勘查试点,通过三年的工作,深部找矿取得重要进展(图24、25、26)。
图24 大冶铁矿地质图
通过褶皱构造控制接触带形态的分析,提出接触带的三个台阶(部位)控矿的认识;
通过1/1万航空磁测,发现多个磁异常;
通过1/1万高精度磁测,计算出剩余异常,圈出了次级异常,指导了深部找矿;
通过磁测井发现多个旁侧异常,指导了钻孔施工;
通过钻探工程,发现地表以下-500— -1000米范围中的多个铁矿体,其中Ⅱ号矿体,长1100米、宽200-400米,平均厚25米。
通过3年的勘查工作,新增333铁矿资源量2000万吨,铜资源量7万吨,伴生金资源量4吨,找矿取得了重要进展。
(2)湖北鄂州市程潮铁矿
该矿是“大冶式”接触交代型铁矿床。五十年代429队提交了铁矿储量3161万吨,后经多次勘探,找矿有了重大进展,发现了深部的Ⅵ号和Ⅶ号铁矿体,共提交铁矿资源/储量2亿吨,TFe45.05%。
2004年武钢矿业公司在此进行深部找矿,中国冶金地质总局中南地勘院在分析了成矿条件后,对重磁异常进行了研究,提出深部Ⅵ号和Ⅶ号铁
矿体在0线以东应有较大的延长(图27、28、29)。通过钻探验证,在0线、8线、16线均见到了铁矿体,初步估算新增铁矿资源量3000万吨以上,深部找矿取得重大进展。
(四)岩浆晚期铁矿深部找矿潜力巨大
1、河北省承德市大庙铁矿
该矿为岩浆晚期贯入式钒钛磁铁矿,是“大庙式”铁矿床的典型矿床。铁矿产于斜长岩和苏长岩中。(图30、31)。通过勘探(勘探深度900-600米标高)共提交铁矿资源/储量4657.2万吨TFe25.69%,TiO26.71%,V2O50.23-0.43%。
2、河北承德市黑山铁矿
该矿床为“大庙式”钒钛磁铁矿床。2007年开展危机矿山接替资源勘查(图31、32),共施工11个钻孔,10个钻孔都见矿。在①号矿体群下部发现①-5和①-6两个矿体群,②-1主矿体之下还有②-5矿体群, ①-5矿体群
ZK0402孔见矿126.86米,Tfe37-67%。原勘探深度为+500米-+800米,新发现的矿体厚赋存标高为+300~ -200米。
通过接替资源勘查,扩大了深部找矿空间,新增333铁矿资源量3000万吨。
3、四川省攀枝花铁矿
该矿为岩浆晚期分异型钒钛磁铁矿床,是“攀枝花式”铁矿的典型矿床。铁矿体产于海西期辉长岩中(图34、35),铁矿体在辉长岩中是似层状产出,有6个铁矿体,长800-1490米,厚16.6-45米。
通过勘探,共提交资源/储量10.83亿吨,TFe33.23%,TiO211.68%,V2O50.3%,其深部有巨大找矿前景。
四、我国大中型铁矿资源潜力预测
1、预测的范围
已开采的大中型铁矿山分布在我国16个成矿省(区)内,在91个Ⅲ级成矿区带中的80个成矿区带有铁矿资源量。因此,在Ⅲ级成矿区带内,在大中型铁矿山的深部、边部和外围进行预测,预测深度地表1000米以上和1000米以下的范围。
2、预测依据
已有的勘查成果、多年铁矿勘查建立的铁矿成矿理论、成矿模式和对磁异常分析认识形成的模型。
(1)“鞍山式”沉积变质型铁矿、“白云鄂博式”和“石录式”沉积变质改造型铁矿和“镜铁山” 、“蒙库式”和“大红山式”海相火山—侵入型铁矿运用向斜(形)成矿模式和磁各向异性所形成的低缓背景磁异常模型进行预测;
(2)“大冶式”接触交代型铁矿床运用中酸性岩浆岩与三叠系碳酸盐岩接触形成的接触带的凸凹部位(台阶)成矿模式和磁异常的剩余异常和次级异常模型进行预测;
(3)“邯邢式”接触交代型铁矿床运用中酸性岩浆岩与中奥陶系碳酸盐岩形成的平缓和多层接触带成矿模式和低缓异常模型进行预测;
(4)“梅山式”铁矿床运用“玢岩型”成矿模式和在杂乱磁异常中的低缓磁异常模型进行预测。
3、预测方法
分两个层次进行。
(1)基础储量的预测,限于已知大中型铁矿山深边部,预测区有一个以上钻孔控制矿体,且有磁异常或剩余磁异常存在。预测方法是对已知矿山的深部和边部,通过已知探矿工程、矿床类型、控矿构造等,对矿体深边部和延伸进行推断评估。预测的这部分资源是通过实施勘探工程可供近期开发利用的。
(2)资源远景预测,预测目标是在大中型铁矿外围及所在成矿带的Ⅲ级成矿区。方法是运用成矿理论分析和经验类比法,并结合体积估计法、矿床模型综合地质信息定量预测法、矿床地质经济模型法、德尔菲法或主观概率法。
4、大中型铁矿资源潜力预测结果
预测我国铁矿资源潜力约900亿吨,其中大中型铁矿的深边部200吨,占22%;外围Ⅲ级成矿区带预测远景铁矿资源潜力700亿吨,占78%。
(1)预测较可靠的资源储量200亿吨
通过大中型铁矿危机矿山接替资源勘查项目的实施,对取自我国86个大中型铁矿危机矿山的样本进行分析研究,评估铁矿(332+333)资源量30多亿吨。表7是部分评估资源量和实施工程后查明资源量的对比,两者基本吻合,说明评估的这部分资源量基本可靠。我国现有大中型铁矿600余处,其深边部大多具有找矿前景,由此可推断我国大中型铁矿的深边部尚有资源潜力200亿吨,这部分资源量通过进一步勘查所获得的铁矿资源/储量近期可供开发利用的。
(2)预测远景的资源量按不同的工业类型预测,总量约700亿吨
1)“鞍山式”沉积变质型铁矿
a、鞍山—本溪地区。是我国当前最大的铁矿原料基地。共发现和勘查大、中、小型矿区53处,累计探明储量125亿吨,现保有储量106.5亿吨。目前开采的大型铁矿有:齐大山、大孤山、东鞍山、眼前山、弓长岭、南芬、歪头山、北台铁矿等特大型、大型和中型铁矿。另外,还有一批可供建设的大中型铁矿。该区预测有200亿吨的铁矿资源潜力,如:弓长岭深部、南芬外围、辽西一带磁异常集中区等等。
b、冀东—北京密云地区。发现和勘查大、中、小型矿区80多处,保有储量58.1亿吨。已开采的矿山有迁安水厂、大石河、棒磨山,遵化石人沟和青龙庙沟,北京密云铁矿等大中型铁矿。由于存在大量民采,该区近年铁矿石产量跃居我国首位。通过对航磁异常分析和近年勘查工作的进展,预测该区有50亿吨的铁矿资源潜力,主要产地有:司马长一带、迁安杏山一带、密云一带。
c、五台—吕梁地区。是太原钢铁公司的主要原料基地。发现和勘查铁矿区峨口、尖山等大中型铁矿30多处,保有储量30.8亿吨。该区预测有约50亿吨的铁矿资源潜力。
2)“攀枝花”岩浆分异型钒钛磁铁矿
在四川攀西地区已开采两个特大型铁矿床(攀枝花铁矿和红格铁矿)预测该区铁矿资源潜力为200亿吨。
3)“梅山式”玢岩型铁矿。主要分布于长江中下游宁芜地区,已开采梅山、凹山、姑山、东山和南山等大中型铁矿。预测资源潜力30亿吨。
4)“大冶式”接触交代型铁矿。主要分布于鄂东一带,已开采铁山、程潮、张福山、灵乡等大中型铁矿,预测资源潜力10亿吨。
5)“邯邢式”接触交代型铁矿。主要分布在华北地台上,已开采张家洼、西寺门、塔尔山等大中型铁矿,预测资源潜力10亿吨。
6)“石录式”沉积改造型铁矿。主要分布海南省,已开采石录铁矿,预测资源潜力5亿吨。
7)新疆蒙库海相火山—侵入型铁矿。主要分布在新疆,已开采蒙库铁矿,预测资源潜力10亿吨。
此外,还有一些地区,如江西、云南、甘肃等地的大中型铁矿山没有纳入预测中,因此大中型铁矿山的资源潜力还有一定的增加,而且随着工作程度和认识水平的提高,以及预测深度的增大,我国铁矿资源潜力还会有增长,因此,我国铁矿资源的远景可达700亿吨。
综上所述,我国铁矿找矿潜力最大的工业类型是“鞍山式”沉积变质型铁矿,其次是“攀枝花式”岩浆型钒钛磁铁矿、“大冶式”和“邯邢式”接触交代型铁矿、“梅山式”玢岩型铁矿等。这些类型不仅是生产矿山开发的主要类型,也是新一轮铁矿找矿的主要方向。其中,最具有找矿潜力的区域是:鞍本铁矿成矿区、冀东铁矿成矿区、攀西成矿区、宁芜-庐枞铁矿成矿区、鄂东铁矿成矿区、鲁中铁矿成矿区、邯邢铁矿成矿区,以及西部新区。这些地区应当成为我国新一轮铁矿勘查的重点并加以部署。
在新一轮铁矿地质勘查中要重视新技术方法的集成,特别要重视通过多年勘查工作总结的成熟的铁矿成矿地质理论的应用,如沉积变质铁矿向斜(形)控矿、接触交代型铁矿阶梯式分布等;特别要重视物探方法的高精度—弱信息技术的研究和应用,即航空物探和地面高精度磁测技术、重磁联合反演技术,以及低缓磁异常以及复杂磁异常弱信息提取技术等的集成和应用,尤其空(航空)地(面)井(测井)联合反演技术的应用,将对我国铁矿勘查工作起到重要作用。
|
|