锡铁山铅锌矿床深边部探矿的认识过程 邓吉牛

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锡铁山铅锌矿床深边部探矿的认识过程
西部矿业股份有限公司    邓吉牛
锡铁山雄伟壮观，在地质上属于壮年期。整个山脉东西长而南北窄，总面积约140多平方公里，海拔在3300米以上，其主峰海拔高达4000米，峰顶直刺蓝天。锡铁山，山高沟深，崖峭壁陡，岩石裸露，整个山脉没有肥沃的土质覆盖，也没有花草树木生长，就连它的四周，也都是茫茫的戈壁和干旱的荒原，因此给人一种荒凉寂寞的感觉。其实，这正是它不同凡响之处。锡铁山的山峦，有的呈褐红色，有的呈赭紫色，有的呈墨绿色。那红色的、绿色的、青色的岩石，在灿烂的阳光下，闪闪烁烁，仿佛有人给它绰约的身姿坡上了色彩斑斓的衣衫。盛夏季节，锡铁山地表温度高达40─50℃。炽热的阳光晒得岩石发烫，大地如蒸。这时，遥望山峦，但见岚光波影，熠熠闪闪，山中闪出一片片葱郁茂密的树林，苍翠欲滴，引人入胜。这种大山里的“海市蜃楼”，是世间少有的自然景观！
锡铁山，最值得赞叹的，是它的富饶。经过勘探表明。锡铁山中蕴藏着极为丰富的铅、锌、锡、铜、金、银、锑、钼、锗、镓等十多种有色金属，其中铅锌的储量最大，约有几百万吨，而且品位很高，平均在25%以上。晶莹的矿石，有的乌黑，有的锃亮，有的金黄。如今，当你来到锡铁山，走进坑道纵横的山洞时，就会看见洞壁的矿石，在明亮的灯光下闪耀着奇异的光彩，仿佛走进了一座藏满珍宝的宫殿，叫人眼花缭乱。
锡铁山，早在清朝咸丰年间就已被发现，并加以开采，迄今山中的石壁上还残留着“咸丰十一年钻局”的字样。正式开发是1958年。以后，随着柴达木的开发建设，锡铁山被列入国家“六五”计划的重点建设项目，现在已基本建成为年产矿石百万吨的大型选矿厂，每年可向国家提供铅、锌近10万吨和相当数量的黄金、白银及稀有金属。
锡铁山矿区位于柴达木盆地的腹部。它背靠祁连，面对昆仑，北接柴达木山，南临察尔汗盐湖，东依泉吉草原，西连绿梁山，地理上属于祁连山脉的延续，是埃姆尼克山系的成员，西北离大柴旦镇72公里，南距格尔木100余公里。
一、锡铁山铅锌矿床简介
青海省地质局发现的一个大型铅锌矿床，“六五”期间由国家投资建设。矿山设计利用硫化矿石量为2074.50万吨，设计生产能力为年处理矿石量100万吨，矿山服务年限21年。但经基建探矿与生产探矿证实，矿石储量减少近30%，为1501.98万吨，铅锌金属储量为181万吨。原中国有色金属工业总公司不得不于1990年将矿山生产能力核减为75万吨。矿山自1987年建成投产以来，一直面临资源危机。经过1992～1996近5年的深部勘探，矿山增加了20多万吨铅锌金属储量，由于深部出现“无矿带”，矿山深边部地段的找矿潜力不乐观。计划于2004年将矿山生产能力降为45万吨，2010前关闭矿山。
在过去的教科书上，一直将锡铁山铅锌矿床的成因类型定为火山岩型。1997年原锡铁山矿务局组织专家研讨会，探讨锡铁山深边部找矿问题。在经过半个月的现场调研与会议讨论后，参会的18位国内专家对矿床成因分别提出了各自的成因认识，分歧很大。认识分歧最大的是矿床成因类型，如火山岩型、MVT型、层控型、热液交代型，等等。其次是三个多年来的老问题，矿区紫色层的归属、矿床成矿时代、矿区控矿构造等，吸引了大家的兴趣，但没有任何定论。而对成矿、聚矿起关键作用的地质问题，如地层层序、含矿岩系、褶皱构造、成矿环境等并没有引起广泛的争论，正是对这几个问题的研究才导致本人的认识突破。
会后，本人承担了“青海锡铁山铅锌矿床及外围成矿规律与找矿潜力分析”研究专题，科研报告于1998年完成。该报告对于矿区的地层层序、褶皱构造、矿床成因类型、矿体侧伏方向、主矿体产状、矿体空间分布规律、矿床剥蚀程度、矿床规模、喷流中心位置、火山作用与成矿作用的关系等提出了全新的认识。并指出锡铁山铅锌矿床深边部找矿潜力巨大，并指出了相应的找矿靶区。
2000年，本人受锡铁山矿务局的委托，担任“锡铁山深边部找矿项目”的总工程师后，立即组织科研院所的专家针对上述认识进行各类专题研究，并于2001年开始大规模的深部工程验证，用三个月的时间为矿山增加了B+C+D级铅锌金属储量86万吨，2002年又新增加了102万吨(经过审定)，2003年新增加了100余万吨(尚未审定)，经过2004～2005年的继续勘探后，总的新增铅锌金属储量将在500万吨以上，目前找矿前景非常理想，只是由于钻探工程须在深部施工和保证150万吨的井下采矿能力，施工进度较慢而影响了储量增加速度。
二、危机矿山深边部找矿的研究方法
近二十年来，世界上最经济、最成功的找矿是老矿区(山)周边。在中国，近几年的老矿山深边部找矿也相继有许多大的发现，如东川博卡金矿、会泽铅锌矿、锡铁山铅锌矿等。本人近些年来，相继对一些资源危机矿山或已发现矿床的深边部地段开展找矿，取得了一定的成绩，而且总结出快速取得找矿突破的思维方法，概括为地质资料的二次开发。
地质资料的二次开发，顾名思义，就是对已有地质资料进行第二轮系统全面的分析。即对原有地质资料、描述的各种地质现象、各种原始分析数据等进行有效而合理的加工整理，在新的找矿理论和成矿理论指导下，进行“去伪存真，去粗取精”处理和进行新的找矿靶区分析，从而达到解决过去存在的地质问题、提取新的有用地质信息的目的，并使研究对象更全面、更真实、更客观地反映出来，建立更具体的矿床模型和更有效的找矿评价标志。概括而言，就是要有创新思维的素质与方法。
有些矿山在进行地质资料的二次开发过程中，之所以找矿成绩不理想，除了客观原因外，如原有资料有限，矿床已基本被查明等，更主要的是由于：①研究中缺乏新的思路；②对过去的成矿理论与现代成矿理论等没有完全掌握，以及它们之间的差异与这些新理论的形成过程；③不是系统而全面地去进行分析工作，对矿山进行综合分析不够；④不敢面对问题或不善于提出与前人观点、认识不同的问题，受原有认识的束缚而无法从原有推测体系中跳出，没有对新提出的、或过去一直没解决的问题进行重新分析。
老矿山进行地质资料二次开发，主要有如下4个步骤：
(1)原始地质资料的“去伪存真，去粗取精”处理，即矿床的空间模型思维，对矿床形态有一个正确认识；
(2)运用新理论，并做到理论联系实际，即现代成矿理论与找矿预测经验相结合；
(3)正确理解不同研究者的观点和认识，即如何发现新的成矿线索与找矿信息；
(4)向自己不断提出新的地质问题，即对自己的新假设不断更新与完善。只有对前人的认识进行深入的综合分析，提出有意义的问题，并解决这些问题，才能会不断接近矿床的真实面貌。一个成功的地质找矿专家，同时是一个敢于提出问题的挑战者，他必须不受前人的认识与观点的束缚，总是根据自己的研究思路与工作经验，再针对具体的地质现象与所见的地质关系，提出自己的疑问或问题，这些问题可能是开启具体矿床空间结构模型与矿化规律大门的金钥匙，是获得新一轮找矿突破的关键。倘若提不出新问题，则只可能被带进矿床原有认识的老思路、老框框中而不能自拔，最终不可能获得大的找矿突破。
三、锡铁山深边部找矿的认识突破
在对锡铁山当时所有的矿区地质资料进行系统查阅并重新整理后，我本人向自己提出了如下10个方面的地质问题。
(1)矿床研究产于何种构造环境，是岛弧还是裂谷？
(2)赋矿构造是背斜还是向斜，或单斜？
(3)火山岩主要为中基性火山岩，为何形成铅锌矿床而不形成铜矿床？
(4)制约矿床认识分歧的关键地质问题是什么？
(5)矿床的成因类型是什么？热卤水成因、层控矿床成因、火山喷流成因、MVT型、热液成因，等等？
(6)矿床的侧伏方向？
(7)矿床的剥蚀程度如何，矿床是大型还是超大型？
(8)有无矿化中心？有几个矿化中心？
(9)矿床是否存在矿化分带？
(10)矿区两翼的找矿潜力如何？
通过对这10个方面的地质问题进行反复思考，并不断用各种资料中描述的地质现象检验和推翻自己的认识模范，最终提出了对所有问题都可以解释的矿床变形构造的三维模型，在此基础上完成了研究。1997年在研究上的认识突破过程依次是：
(1)地层层序更正：含矿层发生了倒转，原定层序错误；
(2)成矿作用的双基底模型；
(3)矿床成因类型确定为SEDEX型；
(4)发现了矿体的侧伏规律；
(5)发现了矿层(体)的变形、错断规律，解释了“无矿带”；
(6)推导出赋矿构造为向斜，而且是“口袋状向斜”；
(7)指出了同生断裂的位置；
(8)指出了成矿盆地及各级盆地位置；
(9)预测出矿床的找矿潜力；
(10)指出每个靶区的找矿特点。
以上步骤实际上是开展找矿预测时都可以遵循的思考方法，只是对于不同成因类型的矿床，应根据这类矿床的成矿就位特点提出相应的思路，最终才会是准确的找矿靶区及预测矿体的三维形态。
四、锡铁山深边部找矿的勘探与科研组织
2000年，原锡铁山矿务局正式启动锡铁山深边部找矿项目，由于考虑到矿山生产衔接与深部钻探工程的准备工作，最好能发现主平硐(3062米中段)标高以上的矿体，主要是开展矿山周边找矿，此项工作由来自于国内7个科研院所及地勘单位组成的5个专题组承担，各个专题组研究认为，在主平硐标高以上新发现有规模、有价值的储量可能性不大，于2001年将工作重点转向矿山深部。
从2001年10月开始工程，至2002年元月底，于2月中旬得到了国土资源部的储量批文，新增加铅锌金属量72万吨；2002年，继续朝深边部勘探，经国土资源部审定新增铅锌金属量114万吨。2003年又增加有100多万吨铅锌金属量，而且新发现了连续厚度近100米的块状硫化物矿体，使储量预测数据不断扩大，目前的深部找矿潜力预测数据已上升到800万吨，尚不包括矿床两侧靶区内的预测储量。至目前为止，在深部已大约完成了45000米的岩芯钻探，在勘探上的认识过程是：
(1)矿区27线深部发现厚大矿体(2001年)，确立深部存在主矿体。
(2)“无矿带”的认识得到证实(2002年)；在原是“无矿带”的深部发现了新的块状硫化物矿体，证明所谓的“无矿带”只代表原始沉积盆地中的局部高地，而且这种“无矿带”在空间上也是有规律地分布。
(3)矿体受层位控制的规律得到证实，每个钻孔必须穿透矿体下盘的大理岩才允许终孔(2002年)。
(4)“地层层序发生倒转”的认识得到证实(2003年)，矿区“紫色层”的归属、地层层序的更正有了明确答案。
(5)矿体向东侧伏规律得到证实，深部勘探的重点逐渐向东侧深部移动，使每年都能有足够的工程投入(2003年)。
(6)2003年1线深部发现厚大矿体，说明存在多个喷流中心，预示矿区内找矿潜力不断扩大。
对于其他的理论预测及认识还有待进一步的勘探证实。在整个勘探过程中，科研专题的研究一直在同步进行，每年直接投入的科研经费达100万元左右，而且是针对新的找矿侧重开展相关专题的先期研究，每年通过研讨会作相应调整，在矿区的研究相继得出的共同认识是：
(1)矿区地层确实发生了倒转，厘定出新的地层层序；
(2)成矿作用的双层基底模型，且在深部普遍发现大量中酸性次火山岩；
(3)矿床成因类型确定为SEDEX型；
(4)矿床成矿时代与成矿过程的原有认识得到证实；
(5)矿床、矿体向东侧伏；
(6)矿层(体)的变形、错断规律得到证实；
(7)已发现了两个矿化中心(或为喷流中心)，在区域内的找矿首先是发现新的喷流中心。
五、成果概述
锡铁山铅锌矿床深边部找矿主要是三大成果，一是理论认识的突破，为该地区成为可形成超大型矿床、乃至巨型的成矿背景奠定了理论基础，将多年来制约该地区认识突破、找矿突破的一系列不正确认识与观点得到了更正，这些如成矿地质构造背景、成矿时代、成矿及构造演化、矿床类型、地层层序等等；二是增加了大量的地质勘探储量，使一个资源危机矿山变成了亚洲生产能力最大的铅锌矿山，为中国新增了一个大型铅锌原料基地，尤其是对中国铅冶炼工业的高级铅精矿原料供给起了难以替代的作用，西部矿业公司也得以快速发展矿业；三是，找到了西部地区如何利用国内的人力资源开展低成本找矿的经验与高效管理模式，也为中国的资源危机矿山、资源枯竭的新生树立了新的希望，矿业公司在地质找矿上完全有能力组织大型科技攻关，其产生的研究与勘探成果能更快地转化为经济效益，这是一般的科技攻关所不能实现的，因为这是应用研究。
六、锡铁山深边部找矿成功的启示
启示一：危机矿山找矿在理论上必须思维创新
危机矿山找矿在理论上必须要创新，这种创新首先必须建立在矿山地质资料二次开发的基础上。只有在此基础上开展的地质找矿才有意义，才可能产生新思路，提出新的找矿靶区和进行新的找矿方法配置。
锡铁山铅锌矿床，是50年代完成的矿区地质勘探工作，以后的一些地质研究和局部地段地质探矿工作基本上沿袭了过去的一些观点与认识，缺乏系统的、全面的综合分析，近年来新创立的许多成矿理论和找矿方法、手段由于受种种局限还没有充分地引进，如层控矿床理论、块状硫化物矿床模式等，从而影响了矿山的找矿突破。
如果不提出锡铁山铅锌矿床的成因类型为SEDEX型，则研究者会沿袭火山岩型成矿模式，将研究重点放在由中基性火山岩变质而成的绿片岩相上。如果不提出地层倒转，则会在遇到矿体尖灭时，想像不到新的矿体会位于其下部，不会想到矿体的错断，等等。只有认识突破，才可能有目的地去指导勘探和设计工程。
启示二：危机矿山找矿必须有好的组织管理与相应的技术人才
任何资源危机矿山，尤其是一些大型矿山，均积累了大量的原始研究资料，有许多科研报告与图纸，研究者很容易进入原有的认识与思维体系。此时，项目组织者必须有能力将科研工作者引入正确的思维体系。西部矿业公司为锡铁山找矿每年拿出100万元左右的科研经费，由外单位的科研专家承担专题工作，且每个专题进行的时间约1年左右，每年召开一次找矿研讨会，使研究成果不断更新，不断总结，水平不断提高，这同大型科研攻关的组织管理是不同的。应用研究是重实用，不重理论。
启示三：危机矿山找矿必须有充足的经费投入
危机矿山找矿大多在矿山深部进行，准备工作十分复杂，且投入较大，企业必须有充足的经费投入才能确保此项工作的顺利开展。锡铁山深部勘探，首先是准备井下钻室，此项工作前期就花费了约500万元，用了近一年的时间完成沿脉、穿脉及钻室施工、供电、供水设施安装。公司董事会批准此项工程投入是4700万元，至2000年底已花费近3000万元。许多企业由于不敢承担这种风险也可能失去找矿最佳时期。
西部矿业公司之所以敢冒如此大的风险，一是基于地质研究成果的可靠性，二是基于对地勘体制的改革趋势、矿业权价值、资源属性等有充分的认识。
启示四：危机矿山找矿必须同资本运作相结合
危机矿山找矿还必须同企业的资本运作相结合，否则不可能成为矿业公司的一项应长期坚持的工作，无法同国外矿业公司竞争，不可能有持续的资金投入。只有明白“矿业公司的竞争力标志之一是资源储备量”，就会得到经营管理者的认同，就会有资本运作的机会。西部矿业公司在发现了锡铁山深部大的资源储量的基础上，新投资8000万元，将矿山年采选生产能力由100万吨提高到150万吨，只用了不到一年的时间，公司的效益与利润迅速，找矿更加受到重视。同时，在此基础上，由于公司抗风险能力大幅度提高，本部矿山(锡铁山)有可靠的资源保证，公司有实力迅速扩大对外资源开发的力度，使公司的铜铅锌银资源储备十分可观。
启示五：矿业公司若想做大做强必须建立技术、装备过硬的地勘公司
西部矿业公司之所以能在如此短的时间里完成大量的勘探工程，在于其有一个高效精干的地勘公司，有一个技术上过硬、设备齐全、专业齐全、管理水平高的地勘公司，全公司仅21名员工，但每年承担的勘探任务约2000万元，还有西部矿业公司对外资源项目考察、咨询、监理、地质报告编制、矿山三级矿量维护等。
以上是本人根据锡铁山找矿、西部矿业公司快速发展而得出的认识，供各位专家参考，敬请批评指正。

西九岸

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