中亚钨、锡、钼、稀有金属矿床主要产于中哈萨克斯坦的阿加德尔地区乌斯品—莫英特地块及其周围;北哈萨克斯坦的科克切塔夫及东哈萨克斯坦的卡尔巴—纳雷姆等一带。多与后碰撞富碱及碱性花岗岩有关。
哈萨克斯坦的钨矿储量占独联体54%,钼、锡、钽等亦有丰富资源。
中哈萨克斯坦的阿加德尔地区、有最大的Mo-W网脉型矿床(上凯拉克特、科克坦克尔、巴特斯套)和石英脉—云英岩型矿床(阿克恰套、东科翁腊德);北哈萨克斯坦科克切塔夫地区最大的网脉型锡矿有苏雷姆比特、杜里特什科依等矿床;在东哈萨克斯坦的卡尔巴—纳雷姆地区有伟晶岩和云英岩—脉状—网脉状钨、锡、钽、铌矿床和稀土矿床如别洛哥尔伟晶岩型Ta矿床,米地维地卡Ta、Nb矿床,巴肯洛依Sn、Ta、Nb矿床、布南底锡和锡钨矿床、卡拉苏锡钨矿床等;楚伊犁带有云英岩—石英脉、伟晶岩和矽卡岩—碳酸盐—云英岩矿床如卡拉俄贝钨钼矿床等。
一、钨
主要是WO3储量约2.1Mt,具有重要经济价值的矿床是阿克恰套、上凯拉克特、卡拉俄贝和巴扬等矿床。
在阿克恰套地区已圈定有300多条云英岩—石英脉含矿体,多受近南北走向断裂控制。脉体厚度变化大,从几厘米到十几米不等,长几十米到几百米,主要含矿脉沿走向长几十米到 1500~2000m。矿石中含95种矿物,其中主要是石英、白云母、黄玉、黄铁矿、黑钨矿、辉钼矿(钼华)、迪开石和丝光白云母等,其中钨矿和辉钼矿有经济价值。在图尔盖坳陷带中的斯米尔诺夫矽卡岩型钼钨矿床可达超大型规模,可能与石炭纪岩浆活动有关。
上凯拉克特钨矿:储量1.1Mt,品位0.128%,位于乌斯品-捷克图尔马斯早古生代褶皱基底上的泥盆纪—石炭纪裂谷带内,与石炭纪—二叠纪后碰撞岩浆活动有关,属高温热液脉型(云英岩-石英脉型),该矿东南还有巴图斯套大型钨钼矿。
新疆境内的钨矿有岩浆热液型和矽卡岩型。矽卡岩型钨(钼)矿,分布于南天山,如库米什、喀尔卡特、曲惠沟、忠宝等钨矿,南天山-红柳河附近有砖井山(小白石头)钨钼矿。南天山钨钼矿产于晚古生代晚期黑云母花岗岩、似斑状花岗岩与泥盆纪灰岩接触带的矽卡岩带内,以白钨矿为主。砖井山钨矿产于蓟县系碳酸盐岩与晚古生代中期黑云母花岗岩接触带的矽卡岩带内,以白钨矿为主、次为辉钼矿、黄铜矿闪锌矿等。岩浆热液型云英岩-石英脉型钨或钨钼矿,分布于准噶尔-阿拉套及博格达等一带,成矿与晚古生代花岗斑岩、斑状黑云母花岗岩、二长花岗岩为主,属髙硅富碱型的后碰撞花岗岩,如琼洛克矿床,含钨较高,以黑钨矿为主,围岩蚀变以云英岩化为主。
二、钼矿
在哈萨克斯坦勘探过的钼矿床有34个,其中26个计算了储量(约100×104t)。目前哈萨克斯坦主要钼矿的生产来自东科翁腊德矿床(200~250kt)开采了52年现仍在开采之中,它包括一系列向南陡倾斜平行排列的含钼云英岩—石英脉,形成长大8km的含矿带。矿石主要是结核状含云母的石英—云英岩和大粒度辉钼矿。透镜状矿体向西缓倾,其中石英—辉钼矿脉(很少石英—黑钨矿)厚度从0.3~1.5m,主要矿物有:石英、辉钼矿、黄铁矿、白云母、钠长石、铌铁金红石、微斜长石和黄铜矿。
新疆的钼矿主要为斑岩型和矽卡岩型、热液脉型,此外在伟晶岩中有时也伴生钼矿。斑岩型、矽卡岩型钼矿常与铜共生或伴生,如上述的斑岩型铜钼矿中,北准噶尔的希勒库都克斑岩型钼铜矿床,以钼为主,成矿以晚古生代髙钾钙碱性岩浆活动有关,属后碰撞期产物。肯登高尔、莱历斯高尔斑岩型钼矿,产于博罗霍洛山以钼为主,铜次之,最近又在该带发现了艾姆劲钼(金)斑岩型矿床,成矿时代石炭纪。西准噶尔的苏云河钼矿为热液脉型,产于后碰撞包古图斑岩铜矿附近,与该斑岩体晚期的岩浆热液活动有关,成矿期为早二叠世(280Ma)。独立的斑岩钼矿,产于东天山觉罗塔格东段,容矿地层为石炭纪干敦组硅质细碎屑岩为主及细碧-角斑岩建造,成矿物质,主要来自深熔岩浆的高侵位花岗斑岩。岩体外接触带的构造发育处,含大规模石英网脉型钼、(铼)多金属矿化,形成白山式石英脉型钼(铼)矿床。矿区南侧花岗斑岩脉的锆石 U-Pb年龄 235~245Ma(李华芹,2006),东部中粒黑云母花岗岩的 SHRIMP 锆石 U-Pb年龄(239±8)Ma,矿石中辉钼矿的Re-Os等时线年龄为(224.8±4.5)Ma 表明其成矿时代为中三叠世。与黑云母斜长花岗岩有关的钼矿181Ma和187Ma(李华芹,2000)成矿时代为侏罗纪。它们属板内后造山期的产物。
三、锡矿
苏雷姆比特和杜里特什科依两矿床是最近在北哈萨克斯坦科克切塔夫发现的。它们具有巨大的锡储量。在它们被发现以前,锡是作为一种稀有金属矿床生产过程中的副产品。其他矿床如卡拉俄贝、尤比里洛依矿床(楚—伊犁带)及别洛哥尔、巴肯洛依等矿床(卡巴尔—纳雷姆带)这些矿床总储量32800t,每年大约生产180t。
现以苏雷姆比特锡矿床为例,该矿床位于科克切塔夫地块北部,矿床出露于长10km宽2km的区域。出露地层为前晚里菲世的炭质—粘土岩和千枚状页岩。中泥盆世的辉长岩—闪长岩和闪长岩岩株侵入其中。矿化发生在北西向内—外接触带中。矿体有3种形态:线型网状脉、矿化穹隆、脉状。第一种类型最重要,该类型矿体倾向北西,呈透镜状和层状产出。一般情况下矿体中锡延走向和倾向变化不大,最高品位Sn>1%,除Sn外还含W(0.03%)、Bi(0.5%)、Be(0.5%)、Mo(0.03%)、Li(0.2%)、Pb(0.2%)、Cu(0.8%)、Zn(1%)和Ag(10g/t)。硫化物—绿泥石—绢云母板岩中也含银,品位可达30~19 g/t。
新疆的锡矿主要是岩浆热液型,据岩浆岩性质可分两种类型;即碱性花岗岩型和S型花岗岩高温热液型。前者分布于东准噶尔,成矿与后碰撞亚碱性黑云母花岗岩类和碱性角闪石花岗岩类有关。如萨惹什克锡矿与钠闪石 A 型花岗岩有关,锡矿产于钠闪石-石英脉中,少数产于强蚀变钠化、云英岩化花岗岩及石英脉两侧蚀变带中。成矿时代为二叠纪(263±3Ma)。高温热液型锡矿一般与 S型花岗岩有关,多产于阿拉套地区,以喀孜别克锡矿为代表,锡矿产于晚石炭世S型花岗岩中,接触带发育云英岩化及绿泥石化,矿石矿物除锡石、黑钨矿外,还含辉钼矿、黄铜矿、方铅矿等。南天山独山锡矿,成矿与早二叠世末期(264~259Ma)含锡钾长斑岩的侵位及热液充填交代有关。它们均属后碰撞岩浆热液活动产物。羌塘-三江褶皱系的河尾滩地区,见有含锡伟晶岩脉,属高温热液成因,成矿时代为侏罗纪。
四、钽和铌等稀有金属矿床
哈萨克斯坦钽资源量主要集中在12个矿床中,其中7个矿床已勘探,探明储量为2159 t。矿床集中在卡尔巴—纳雷姆带,大多数与伟晶岩共生的矿床产于卡尔宾斯基花岗岩深层岩体西南接触带,该岩体主要为钾长花岗岩、白岗岩、碱性花岗岩等组成,形成于二叠纪。这些钽—铌铁矿床含钽量大于铌。
铌矿床中最重要的是科克切塔夫的罗瑟夫斯科耶矿床。该矿床(Zr、Ta、Nb)的成矿作用与华力西期(?)黑云母钠长花岗岩有关。矿体产于岩体顶部强烈的钠自交代作用的岩石中。矿石含水锆石—铌铁矿,呈细脉浸染状。
扎尔玛-萨乌尔带的上埃斯品(Verkhne Ecpe)矿床是钽—铌稀有、稀土矿床的典型代表,产于Akzhailiausky花岗深层岩体北缘,与上埃斯品(Verkhneespinsk)钠闪石—钠长石—花岗岩侵入有关,岩体侵入下石炭统页岩中,地表呈两个钠闪石—钠长石—花岗岩体(大的3000m、小的1000m),而在深处则合二为一。矿体呈层状和脉状,产于矿化钠闪石—钠长花岗岩、脉状钠闪石—钠长石—花岗伟晶岩、伟晶岩和接触变质带中。原生矿化以氟钙钠钇石—水锆石—烧绿石为主,主要矿物元素:Zr、Nb、TR(La、Ce、Cd、Sm、Yb等)伴生Ti、Ta。
蒙古国东南部还产与印支期岩浆活动有关的钨钼铍矿床,如玉古兹尔矿床,辉钼矿铼、锇同位素等时线年龄为(224±6.2)Ma,黑云母花岗岩SHRIMP锆石U-Pb同位素年龄(225.9±2.1)Ma,矿床形成于晚三叠世。为石英脉及云英岩型。
新疆稀有金属有铍、锂、铌、钽等矿种,成因类型主要为花岗伟晶岩型和碱性岩型。一般矿床均由多个稀有金属矿物组成,此外,还有一些其他类型,如产于阿斯喀尔特绿柱石砂矿中的铍,白杨河铀铍矿中的铍为陆相火山岩型,是铍矿的重要类型之一(见后)。
花岗伟晶岩型(含花岗岩型)主要分布于阿尔泰地区,次为东准噶尔、西昆仑等。常成群、成带出现,围绕花岗岩向外,稀有金属分布呈有规律的带状排列,如可可托海超大型稀有金属(铍锂等)矿床,含矿伟晶岩产于辉长岩体中,矿脉由外向内可分为10个不同结构带,其中1、2、4带以铍为主,5、6、8带以锂为主,铌分布在1~4带,钽主要分布于5~7带。按已知储量铍、锂分别为超大型,钽为大型,铌为小型。并含稀土。阿拉尔黑云母二长花岗岩(210~212Ma)岩基,具 S 型花岗岩特征,与含矿伟晶岩的形成有关。阿尔泰阿斯喀尔特铍矿(中型),产于含铍花岗岩与白云母花岗岩组成的岩钟状侵入体内。含矿花岗岩由下至上可分出6个结构带,主要有用矿物为绿柱石(铍)伴生钼矿。
与碱性岩有关的稀有金属矿床主要有铌、锂、钽、锆如南天山伊兰里克、波孜果尔铌钽锆矿和库鲁克塔格的阔克塔格西稀有金属矿。矿化与碱性花岗岩、碱性岩、碱性伟晶岩有关。成矿时代较宽,如波孜果尔为二叠纪,阔克塔格西为三叠纪,伊兰里克为前寒武纪。伊兰里克铌钽矿产于碱性伟晶岩中,伟晶岩结构分带清楚,其中钠长石带矿化较好,稀有金属矿物为烧绿石、钛铌钽酸盐和钛钇铌酸盐等铌钽矿物及锆石、曲晶石、异性石等。
采矿的成本适合你所使用的采矿方法,矿体的埋藏条件,采矿的设备,人员的工资等都有关系
(一)地质与地理概况
北高加索联邦区位于俄罗斯西南部北高加索地区,包括达吉斯坦共和国、印古什共和国、卡巴尔达-巴尔卡尔共和国、卡拉恰伊-切尔克斯共和国、北奥塞梯共和国、斯塔夫罗波尔边疆区和车臣共和国7个主体。北高加索联邦区总面积17.1×104km2,占俄罗斯面积的近1%,总人口约954万。北高加索联邦区中心设于皮亚季戈尔斯克,地理位置见图5-18,各主体的情况介绍见表5-11。
图5-18 北高加索联邦区地理简图
(二)资源现状与分布
在俄罗斯大多数联邦区的社会经济发展中,矿物原料综合体都起着决定性作用,构成了向新型市场经济转型的工业基础。但是,北高加索联邦区则全然不同。它的矿产品产量不大。比如,2008年该联邦区各类矿产的货币开采量为148 亿卢布,占俄罗斯总开采量的0.3%。从北高加索联邦区各类产品的产值结构来看,农产品占42.9%,其次是加工业产品(38.1%),采矿业产值只占3.4%。
表5-11 北高加索联邦区主要构成
从区域总产值的结构来看,贸易、运输、农业和民用工程是北高加索联邦区的主要产业部门。2008年,北高加索联邦区的人均工业产值是最低的,比全俄罗斯的人均平均值低3/4,比乌拉尔联邦区低7/8。北高加索联邦区的人均货币矿产开采量只有1600卢布,而全俄罗斯的平均值是3.6万卢布。产品产量与固定投资额密切相关。
北高加索联邦区的人均固定投资额只有2.6万卢布,比俄罗斯平均的人均固定资产投资额(6.2万卢布)低58%,比乌拉尔联邦区(11.9万卢布)低78%。
从资源分布上看,北高加索联邦区矿产资源主要分布在5个联邦区,主要有石油、天然气、有色金属、非金属等矿产资源,见图5-19。
以下介绍北高加索联邦区5个主体的主要资源情况,另外两个主体资源量较少、未作介绍。
1.达吉斯坦共和国
在达吉斯坦境内,现已发现52个油气田,陆地石油和凝析油储量1490×104t,天然气1121×108m3;大陆架石油和凝析油储量810×104t,天然气172×108m3。大陆和大陆架的油、气预测资源量分别为1.443×108t和3.311×108t、2800×108m3和5228×108m3。从陆上油气田投产至今的累计开采量为:石油和凝析油4430×104t标准燃料,天然气384×108m3。
最近10年来,通过地震勘探发现了一系列潜在含油气构造,其预测资源量在2.5×108t标准燃料以上。
据1993年专家评估,达吉斯坦共和国大陆架的油气初始潜在资源量为8.8×108t标准燃料,其中,石油和凝析油为3.4×108t,天然气为5400×108m3。
煤田和煤矿点分布在苏拉克河到库拉赫-恰伊河大约6000km2的狭长地带。最有远景的煤矿点位于达吉斯坦南部的奇拉赫恰伊河、鲁巴斯恰伊河流域,其预测资源量超过4400×104t,其中包括奇拉赫恰伊煤矿床和鲁巴斯恰伊煤矿床的储量(A+B+C1级储量26.8×104t,C2级储量259×104t)。
位于达吉斯坦共和国境内的阿尔卑斯成矿带面积约为8000km2,从中划出了一系列潜在的有色金属矿田,其中最有名的是克孜勒-杰列矿田。在该矿田内,现已详细探明了一个黄铁矿型铜矿床,其B+C1级铜储量为103×104t,C2级储量近13×104t;锌的C1+C2级储量为8.44×104t。
图5-19 北高加索联邦区矿物原料综合体及基础设施
目前,正在达吉斯坦的东南部集中开展地勘工作,那里的库鲁什-马扎多金属矿结很有前景。
调查表明,达吉斯坦的金、银总储量分别为9.1t和283t,预测资源量分别为613t和2562t。
2.卡巴尔达-巴尔卡尔共和国
特尔内奥兹钨钼矿床是特大型矿床,其钨、钼的储量分别占俄罗斯总储量的50%以上和15%。到2011年1月1日为止,剩余的A+B+C1级储量为3.177×108t商品矿石,含WO3为50.8×104t,MoO为13×104t;C2级矿石储量4470×104t,含 WO3为6.1×104t,MoO为1.3×104t。
1940~2001年,特尔内奥兹矿床总共采出和加工了1.816×108t商品矿石,回收了32.63×104tWO3、7.94×104tMoO,顺便还回收利用了10632t铜、3257t铋、23t金和98t银。
特尔内奥兹钨钼联合企业曾经是卡巴尔达-巴尔卡尔共和国最大的采矿加工企业,苏联时期曾一度辉煌,有员工近万人,现在不到500人。这几乎成了该共和国矿业的一个缩影。
近10~15年来,使用联邦预算资金开展了大量地勘工作,但发现和评价的岩金和石油储量并不多。
截至2011年1月1日,计入国家矿产储量平衡表的A+B+C1级石油地质储量为1329×104t,其中已采收632×104t,经初步评价的C2级储量为12×104t(已采收7.2×104t)。
在捷列克-里海前缘坳陷的西部,共发现5个油田,目前只有阿赫洛夫油田在开采,石油的年开采量不到5000t。
该共和国A+B+C1级溶解气的储量为15×108m3,C2级为500×104m3。游离气和气顶气储量未计入国家储量平衡表。
3.卡拉恰伊-切尔克斯共和国
境内已探明7个黄铁矿型铜矿床,其中几个较小的矿床已经采空。又大又富的乌鲁普矿床于1968年投产,其A+B+C1级原始评价储量为:铜66.65×104t,锌32.25×104t,金88.6t,银1399t。近年来,商品矿石开采量稳定在(32~35)×104t左右(铜6300~6800t)。
乌鲁普采选联合企业的尾矿场就是人工矿床。初期堆积的1100×104t尾矿中平均含有铜0.35%、锌0.61%、金0.62 g/t、银8.23 g/t。
在阿克绍特河上游地区探明了克季-季别尔达钨矿床,其A+B+C1级氧化钨储量为8.9×104t,矿石是单一组分的白钨矿贫矿石,WO3的平均含量为0.366%。在高山条件下可以平硐开采。2011年末,拍卖了矿床开采权。
20世纪30~40年代,在大拉巴河、乌鲁普河、基亚法尔河等流域曾进行手工淘金,没发现过岩金产地。2007年发放了北高加索地区第一个岩金矿点(列斯诺耶矿点)开采许可证。研究表明,其P1+P2级预测资源量估计有20t。
4.车臣共和国
车臣共和国是俄罗斯欧洲部分同外高加索的重要交通走廊,北高加索铁路和M-29号联邦国道(罗斯托夫—巴库)穿过全境。
车臣共和国的主要资源支柱产业为油气工业。其油气初始总资源量达到了4.75×108t,天然气总资源量达到了2.26×1012m3,见表5-12。
截至2011年1月1日,已为21个油田发放了矿权许可证,有17个油田正在开采,2个油田尚未投产,1个油田因完全充水而停止开采,1个油田准备投产。
近15年来,地勘工作量骤减,仍在开采原有的表内储量,因此,可采油储量减少了一半左右,预测资源量和经初步评价的储量没有变化。因此,当务之急是恢复境内的油气地勘工作。
勘探发现和开采中小型油田,在经济上比较有利,因为气候条件好,经济开发程度较高,石油质量好,因此,应重点恢复卡拉甘-乔克拉克地层的油气地勘工作。
表5-12 车臣共和国油气初始总资源量的构成情况
① 包括凝析油20×104t;②游离气+气顶气溶解气。 (据И..Ямалханов,2012)
近年来,在彼得罗巴甫洛夫卡凹陷发现了3个油田。统计表明,不论是石油还是天然气,其总资源量都比总储量多出2倍以上。
目前,车臣共和国的油、气开采量分别为每年100×104t和4×108m3(游离气和溶解气),按照这样的开采水平,其石油的储量保障年限为14~15年,天然气为100年左右。
总之,初始资源量的探明程度:石油已达 72.2%,游离气为 5.2%,凝析油为15.3%。探明储量的采空率:石油为92.6%,游离气为32.7%,凝析油为72.8%。
据格罗兹尼石油学院2009年的资料,车臣共和国境内已划出10个油气地勘对象。2008年通过地勘工作,在乔克拉克地层中划出15个远景构造和地段。2007年在上白垩统划出7个构造,其P1级可采远景资源量为1700余万吨石油。
在车臣共和国已发现2个锶矿床(尚未计入国家矿产储量平衡表),氧化锶含量都很高(22%~26%),其C2级锶储量超过18×104t,预测资源量超过36×104t。胡兰多伊锑矿点的平均锑含量高达12%,储量192t。还发现了秋阿洛伊铜多金属矿点。所有这些矿床和矿点均位于南部高山区。
达吉斯坦和车臣共和国现有的天青石储量和资源量,不论是从质量还是从数量上看都很可贵,足以满足俄罗斯今后数十年的锶原料需求,可能还可供应出口。
5.斯塔夫罗波尔边疆区
石油、天然气、凝析油、钛锆砂矿、铀矿石等是斯塔夫罗波尔边疆区具联邦意义的重要矿产。
斯塔夫罗波尔边疆区矿产丰富,据评估(按2006年价格计算),其价值高达7155亿卢布,在北高加索联邦区的各主体当中,仅次于达吉斯坦共和国,居该联邦区第二位,其钛、锆、矿泉水资源量居该联邦区首位(表5-13)。
斯塔夫罗波尔边疆区是俄罗斯最老的油气开采区之一,共发现了66个油气田,其油气储量和资源量见表5-13。1953年首次获得工业油流,1946年首次获得工业天然气流。到目前为止,主要油气田或者已经采空,或者已处于晚期开采阶段。
俄罗斯石油公司和克拉斯诺达尔天然气工业开采公司,实际上掌握了区内大部分油气储量。
该边疆区的石油年产量在100×104t左右。探明石油储量的采空程度达76%。这里的石油多为轻质(<0.87g/cm3)和少硫(<0.5%)的石油。
表5-13 斯塔夫罗波尔边疆区的油气初始总资源量
(据И.А.Ямалханов,2012)
斯塔夫罗波尔边疆区每年大约采出3×108m3游离气,探明天然气储量的采空率为86.2%。从游离气储量来看,所有天然气田都是小型天然气田。
塔赫塔-库库利塔是斯塔夫罗波尔边疆区两个最大的天然气田,其初始总储量分别为324.2×108m3和528.4×108m3,这两个气田的A+B+C1级游离气剩余总储量为308.4×108m3,占该边疆区探明储量的65.8%、开采量的48.6%。
通过地质-地球物理调查,在斯塔夫罗波尔边疆区内发现了45个油气构造和地段,其C3级石油远景资源量为959×104t,C3级游离气远景资源量为87×108m3(截至2011年1月1日)。
现在,斯塔夫罗波尔边疆区的所有主要油气田均已进入末期开采阶段,油气开采量呈现稳定下降趋势。剩余储量多集中在难以采收的低渗透储集层中,平均充水率达88%。在这种情况下,开采边远地区的小型油气田具有特殊意义。
钛锆砂矿是该边疆区的重要金属矿产。斯塔夫罗波尔砂矿区是北高加索钛锆砂矿省的一部分,砂矿区分为5个矿田和38个钛锆砂矿点。钛锆砂矿区总面积1.8×104km2,现已查明的砂矿点总面积为1612km2,其中,中上萨尔马特阶(上中新统下部)层状砂矿面积最大,占地面积达1514km2。别什帕吉尔、“左岸”、塔什拉3个砂矿区面积最大,研究程度也最高,其钛钽砂的总资源量估计超过10×108m3。
目前准备进行工业开发的只有别什帕吉尔钛锆砂矿床,2006年经国家储量委员会批准的各级TiO2储量和资源量分别为:B+C1级为62.84×104t,C2级为238.67×104t,P1级为345.7×104t;ZrO2:B+C1级为19.16×104t,C2级为64.61×104t,P1级为98.8×104t。
截至2011年1月,斯塔夫罗波尔边疆区现有1个砂矿床、2个经济评价的砂矿地段、10个产有预测资源量的砂矿地段,其各级储量和资源量为:TiO2,B+C1+C2级456×104t,P1+P2+P3级6052×104t;ZrO2,B+C1+C2级122.1×104t,P1+P2+P3级1153.2×104t。
(三)地质勘探工作
北高加索联邦区地质研究程度不低于南方联邦区、中央联邦区和伏尔加沿岸联邦区,而且还明显高于北部的和东部各联邦区,但从现代经济需求角度看,地质研究程度还不够高。
根据俄罗斯地下资源利用署和全俄地质勘探研究所调查资料,截至2006年,北高加索联邦区的矿产资源潜力估计为2.63万亿卢布。从每平方千米的矿产资源潜力来看,北高加索联邦区仅次于乌拉尔联邦区(2134.7万卢布),雄居俄罗斯第二位,比俄罗斯国土每平方千米地下资源的平均价值(1049.1万卢布)高出1倍。
近年来,北高加索联邦区的社会经济环境和政治军事环境持续紧张,无疑抑制了对各经济部门的投资。
对北高加索联邦区岩金的评价发生了很大变化,根据新的普查、预测、勘探和开采工艺,金的预测资源量增加了1000t。
在北高加索联邦区发现了数百个小型有色金属和其他金属矿床与矿点,采用现代技术可明显扩大俄罗斯一些紧缺金属矿种的表内储量。
广东省曲江县大宝山大型钨钼矿床位于韶关市165°方向25km处,属韶关市曲江区沙溪镇,大坑口镇,翁源县铁龙镇管辖。
大宝山大型矿床是一个自唐朝、宋朝以来历经长期、大规模采铜及其他金属矿的老矿山。至今仍可见数以百计的老窿和大片炉渣,足以反映昔日采冶盛况。据曲江县志记载,北宋时期产铜量一度逾百万斤,居全国首位。以后逐渐衰落。公元1465年(即明朝成化年间)被废弃。清末至民国初期,又曾有人进行开采,规模很小。
新中国成立后,最初进入矿区踏勘的是地质部中南地质局中苏技术合作438地质队(即粤北湘南地质队,简称粤湘队)。根据群众报矿信息,于1956年7月底到矿区踏勘,开展地表地质工作,见到分布广泛的铁帽(褐铁矿)和一些老窿、成堆的炉渣。根据以上所见及所采样品标本分析鉴定Pb、Zn等的结果,初次踏勘认为,地表铁帽分布规模较大,此处很可能是一个有远景的铅锌矿区。同年8月,前往矿区复查,所得评价与初查基本一致。通过路线地质调查,测制了大比例尺的地质草图,大体圈定了地表铁帽的范围,估算铁矿石远景储量500万~1000万t。
1956~1957年,438队进行矿区普查评价,开展了地表地质、老窿调查清理和大量的浅井揭露,并进行了金属量测量。老窿多呈带状密集分布,大致与铁帽的分布重合。1957年初在清理49号老窿中见到了约10m厚的铅锌矿体,邻近的浅井也见到了原生铅锌矿;驻队苏联专家布置的原生晕金属量测量,圈出了一条近南北向长达1500m的铜铅锌含量很高的异常带。至此,才比较一致认为在大宝山寻找有色金属矿有很大远景。1957年10月经普查深钻揭露,第一批钻孔在约200m处见到了厚数米至数十米的铅锌铜硫综合矿体,查明了矿体产状,肯定了矿床远景规模很大。
1958年1月起,大宝山矿区多金属矿床转入勘探工作。勘探工作以钻探为主,地质部综合地质普查勘探方法研究队物化探方法相互配合。之后又有广东省地质局754、705地质大队开展物化探工作,并认为矿区位于一小向斜部位,矿体沿此构造赋存的可能性很大。经查明,该多金属矿带长3100m,平均宽400m,由33个大小不一的盲矿体组成,主要矿石矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿。
1959~1960年,以中国地质科学院为主,长春地质学院、广东地科所等10个单位上百人组成大宝山综合地质普查方法研究队,加强多方法试验和综合研究,提交该地区的研究报告;并与省局705队合作,对其中有关磁异常进行验证,结果发现了长约1500m,由10个平行斜列窄而长的多金属硫化物矿体组成的西部矿带。
矿区菱铁矿体是矿山于1978年对1号铁矿体勘探时发现。广东冶金地质勘探公司937队于1978~1980年进行矿区补充勘探评价,并在705队初步评价基础上加强了物、化、遥、地的综合研究,利用成矿模式指导勘探,发现了斑岩型钼矿和储量数百万吨的菱铁矿。
大宝山矿区历经地质勘查、补勘、开发勘探几个阶段。勘查投资总额约达1000万元,投入的主要工作量:岩心钻探130000m,槽探40000m3,坑探5000m,浅井2500m。至1991年累计探明储量的矿产,褐铁矿、硫铁矿、锌矿、铜矿储量为大型,铅、钼为中型,铋、铊、镉、镓、铟、硒、碲、铼、金、银等伴生金属共探明16种,勘查效果相当显著。
大宝山钼矿,虽在1957年普查阶段已经发现,因矿化较弱未予重视。西部矿带于1960年验证磁异常时发现,而钼矿带东段于1970年通过地表系统工程提出大宝山矿区存在斑岩钼矿的设想。经勘探查明,大宝山花岗闪长岩内普遍存在细脉浸染状辉钼矿矿化,沿此接触带的北、东、南三面形成半环状分布的3个钼矿带,钼矿床至今未开采。由于大宝山钼矿勘探不系统,矿体的规模与成因类型认识不统一,勘查工作无明显进展。
经过几十年的开发,大宝山矿山现已进入了中、高度危机矿山时期。因此,2007~2008年开展接替资源勘查项目对钼多金属矿区进行深部勘查,由省地质局705队和物探队负责进行。本次工作中物化探工作先行,以物化探成果指导探矿工程施工,新发现了钨矿,并探明钨、钼矿储量达到超大型。物化探工作先行指导大宝山危机矿山攻深找盲起到了重要作用,并得到地质技术人员的肯定。
一、钨钼矿床地质背景
(一)大地构造单元位置
按我国现今划分的重点金属成矿区带,大宝山地区处于南岭成矿带中;横跨扬子、华夏两个板块,位于中生代欧亚大陆板块构造岩浆活动带的华南陆块中部,区域成矿地质条件优越,是我国重要有色金属矿成矿远景区。大宝山钼矿区位于云开-大瑶山隆起内,处于南岭纬向构造带南侧、大东山-贵东东西向构造岩浆带与四会-吴川北东向深大断裂构造带的复合部位(图5-2-1)。
图5-2-1 大宝山钼多金属矿区地质图
(二)出露地层
区内广泛出露寒武系、泥盆系、石炭系、少量下侏罗统、上白垩统等地层(图5-2-1)。
(三)控矿因素
矿区东西、北东等方向断层构造发育,燕山期岩浆活动强烈(图5-2-1)。不同方向断裂相互交织,对岩体、矿产的形成与分布起到重要的控制作用。钨钼矿体赋存于燕山早期的浅成中酸性花岗闪长斑岩中。
(四)矿床规模
钨、钼矿石品位低而均匀,矿床规模大,钨、钼储量达超大型规模。
(五)矿体特征
工业钨钼矿体环绕斑岩体接触带分布。斑岩体本身也存在广泛的钨钼矿化,具有斑岩型矿床的一整套面状蚀变分带特征;以斑岩体为中心,呈同心环状分布;工业矿体主要赋存于石英绢云母化带中。矿石结构构造以细网脉为主,浸染为辅,上部为含钨钼大脉,下部为小脉、细脉至微脉的垂直分带。矿物成分简单。矿石中伴生有大量的细脉浸染型黄铁矿。
(六)矿床类型
本矿床为岩浆期后高中温热液与浅成中酸性斑岩有关的斑岩型钼钨矿床。
二、地球物理、地球化学特征
(一)岩(矿)石电性特征
据矿区ZK4601、ZK5101、ZK5401、ZK5403、ZK5406、ZK5804、ZK5806、ZK58051、ZK5005、ZK500910个钻孔激电测井结果统计,矿区内岩(矿)石电性复杂多变。矿区的不同类岩(矿)体电性变化较大,不均一,电阻率变化从几欧·米至6089Ω·m,极化率变化从0.2%至76.37%。即便是同一类岩性,由于处于不同地理位置或不同深度,电性也会存在区别。
总而言之,矿区侏罗系含炭质岩、局部矿(化)破碎岩表现极低阻特征(几至几十欧·米),钨钼矿(化)黄铁矿化岩、青磐岩化次英安斑岩等表现中-低阻特征(200~600Ω·m),部分硅化次英安斑岩(如ZK5009孔)、钼矿(化)花岗闪长斑岩(如ZK5805孔)表现高阻特征(1000~4000Ω·m)。这些电阻率特征差异为开展电磁法工作提供了较好的地球物理前提。
(二)重力场特征
矿区位于布格重力异常总体为扭曲的向北东东向拐折梯级带上,强度由南向北递减,幅值在(-30~-44)×10-5m/s2。布格重力等值线局部为重力高或局部扭曲是石炭系及泥盆系碳酸盐岩局部加厚的反映。这些地方是有利的成矿部位。
(三)磁场特征
1.航磁特征
矿区处于低纬度地区。在1∶20航磁ΔT异常图上,沿大坑口—大宝山—仙人嶂一带为一片正异常,ΔT异常幅值在0~300nT。在大宝山矿区有一局部正负伴生异常,编号C-73-22,最小为-40nT,最大值为300nT。
2.岩(矿)石磁性
矿区岩石除黄铁矿化粉砂岩、黄铁矿等具一定磁性外,大部分岩石不具磁性或磁性极弱。
(四)地球化学特征
1.1∶20万水系沉积物异常
根据1∶20万水系沉积物测量成果,矿区处于AS18大宝山异常内(总面积为376km2),异常规模从大到小排列为:Bi>W>Cu>Au>Mo>Sb>Ag>Zn>As>Pb>Sn。这些元素均为主要成矿元素和主要指示元素,都有三级浓度分带和较清晰的浓集中心,走向以北西向为主,集中分布在大宝山矿田及其周围。异常中心内主要分布有大宝山钼多金属矿床等。
2.矿区1∶1万土壤地球化学异常
矿区内Mo、W等多元素主要呈面状强异常分布,符合斑岩型钼钨矿床的分布规律。异常元素以Mo、W、Bi、Cu、Au、Sn为主,主要元素异常含量高、浓集中心大而醒目。从化探工作结果看,大宝山钼钨矿为多期次、不同母岩所形成,钨(多金属)也是区内主要成矿元素,局部金银找矿意义不容忽视。
(五)地质-地球物理-地球化学模型
综合可控源音频大地电磁法、高精度磁测、化探等成果,初步建立了大宝山钨钼矿的地、物、化找矿模型(图5-2-2)。可以看出,寻找大宝山式斑岩型钼钨矿的地球物理、地球化学主要依据:高极化、低电阻、强度高的Mo、W的面状分布主异常(其次为Bi、Sn、Cu等)区为找矿有利地区及其直接标志。
图5-2-2 大宝山钨钼矿区地质-地球物理-地球化学找矿模型图
其次,找矿模型突出的是与成矿环境有关的能起到预示作用的那些特征和变化。由于该矿区处于岩浆活动带与大断裂构造带的复合部位(成矿有利区),航磁表现为在大片异常(0~300nT)中有局部正负相伴异常出现(-40~300nT),而布格重力异常表现为在扭曲、拐折的梯级带上有局部重力高。这些间接特征也不容忽视,要与直接标志统筹考虑。
三、物化探方法技术运用
(一)目标任务
2007~2008年开展的“广东省韶关市大宝山钼多金属矿接替资源勘查项目”物化探专项工作的主要目标:开展物化探工作,为探矿工程布置提供依据。
(二)工作部署
物化探方法组合主要布置于大宝山钼矿区内。于2007年开展了1∶1万高精度磁测、1∶1万激电测深(AB=2000m)、1∶1万瞬变电磁法、1∶1万土壤测量等,并以1∶1万高精度磁测、可控源音频大地电磁法、1∶1万土壤测量、激电测井等进一步追踪异常,进行中、深部找矿。仪器的使用情况:高精度磁测使用加拿大产GSM-19T质子磁力仪做地面总场测量,激电测深使用重庆地质仪器厂生产的10kW大功率激电测量系统测量,瞬变电磁法使用美国Zonge公司生产的GDP-32Ⅱ多功能电法仪系统。
项目按设计开展野外工作。2007年5月27日项目组进场开展激电测深工作,至7月20日经历两个多月反复试验,效果不好。其主要原因是,由于矿区土壤覆盖层薄、多为基岩裸露,岩石硅化十分强烈,多数已形成硅质岩。对此,采取了多种措施(如多加电极、浇盐水等),接地条件仍无法改善;接地电阻过大,干扰明显等;客观原因造成该方法在野外测量效果不佳,无法达到设计要求。
项目组最终提出采用新技术———可控源音频大地电磁法这一思路,使用GDP-32Ⅱ多功能电法仪在矿区原有54号地质勘探剖面进行试验,效果明显。基于以上原因和经过前期技术方法试验,项目组最终向危机矿山项目管理办公室提出把激电测深、瞬变电磁法的工作量调整为可控源音频大地电磁法的申请,很快得到批复。通过采用新技术新方法,在大宝山矿攻深找盲中,找矿技术方法上取得了突破,找矿效果十分明显。
四、物化探异常解释推断及验证效果
(一)可控源音频大地电磁法异常解释及验证效果
使用远区数据,采用自编软件做数据处理。包括阻抗相位改正、静态位移改正。采用Zonge公司的SCS-2D带地形二维反演技术成图。
解释、推断方法技术主要根据反演结果结合物性、地质情况进行定性、半定量解释。
2007年根据54线、58线可控源音频大地电磁法反演电阻率断面图预测低阻体为矿体。物探提交初步成果时,钻探才完成一个浅孔(200m),解释推断总体上基本符合实际情况,但54线西部低阻异常实属炭质地层的反映。解释成果与后来钻探结果对比见图5-2-3。
图5-2-3 2007年54线CSAMT解释与钻探结果对比
原地质设计钼矿为条带状、脉状(老钻探采取率低造成的),物探解释为厚层矿体,尤其是58线解释矿体下界深度超过800m。当时钻孔深设计为560~620m,根据物探成果将钻探做加深的措施后,打到了厚大富钼矿体,解释结果得到钻探证实。
在2007年基础上,2008年将CSAMT向北加长测线,目的是了解矿体延深和控制边界。物探解释原则同2007年,不同的是有了部分已知条件(矿体上界、部分下界有2007年钻孔控制)。
物探工作仍然超前钻探。在完成54线、58线、60线北段3条线后提出初步解释认为,54线含矿斑岩中心在ZK5405孔位置、58线在ZK5805北100m位置,深度在1100~1200m(标高小于-400m),再向北逐渐抬升。提出了“加深3个孔(ZK5405、ZK5406、ZK5805),向北增加3个孔(ZK5009、ZK5407、ZK5806)。前者目的是扩大远景,后者目的是控边(图5-2-4的虚线钻孔)。钻探结果如图5-2-5(红色粗线为矿体),说明如下。
图5-2-4 2008年54线CSAMT解释及设计钻孔(虚线)剖面图
图5-2-5 2008年54线钻探后CSAMT再解释剖面图(粗红线为钨钼矿体)
1)3个加深孔ZK5405、ZK5406、ZK5805钻探结果见到厚大矿体,是本次勘查主体资源量赋存段,物探推断符合实际情况。
2)放疏一倍勘查网度的控边孔(ZK5407、ZK5806)出现新情况:①54线ZK5407孔因孔内事故离设计深度还比较远,但下部已开始见矿体。②58线ZK5806孔因孔内事故也没有打到设计深度,下部也已开始见矿化体。由于矿体向东侧伏,但最主要可能出现上推覆面,矿化、矿体深度明显加大。
3)在ZK5406、ZK5805孔向北区段出现了巨厚蚀变外带(青磐岩化带),且其下部呈现电阻率较低的异常。因此,低阻体异常中心并非再向北逐渐抬升,而是大幅下降。
钻探后根据地质初定的钨、钼矿体品位指标划分的矿体上界,对反演结果进行了再解释发现,存在与主推覆面F配套的上推覆面F2(图5-2-5),与钻探前物探推测的断层(F1)平行(第3个推覆面)。
(二)地面高精度磁法解释
由于磁测异常弱,只有浅部跳动异常,没做数据处理和反演。
(三)化探异常解释及验证效果
制作单元素地球化学异常图、化探多元素异常剖析图、物化探综合剖面图、综合成果平面图等,并对主要异常进行了踏勘检查。
1)2007年发现规模巨大的Mo、W等异常(图5-2-6),异常向北、北东方向尚未封闭。Mo、W等多元素异常为面状强异常,符合斑岩型矿床的分布特点。Mo主异常在平面上呈不完整(东部采场没采样)椭圆状,面积大于1400m×1400m。Mo异常为东西向,W异常中心(还有Cu、Sn、Au)的一部分与Mo异常中心部分重合。W异常中心比Mo异常中心偏北(北东),分带明显。勘查区北东部(采场以北)是W的主异常区,并且还没有封闭。根据钨钼异常初步推测了钨钼矿平面位置。
图5-2-6 地质、化探多元素异常剖析图地质符号见图5-2-1
2)提出斑岩钨钼矿的新认识,勘查结果证实矿体以上钨、下钼为主。
3)由于伴有面状Au异常,含钨钼斑岩可能含低品位金,建议试探50线(老矿区测线)ZK5001钻孔。查证结果,局部见金矿化,并有8层钨钼矿体,累计厚441m,终孔仍在矿层中。
4)2008年工区向北扩展,主元素异常变弱。其中,Mo元素含量急剧下降,表明2007年工区的北部可能有大的断层,即物探推测的上推覆面F2(图5-2-5)。
5)与Mo向北突变不同,W、Cu、Sn元素向北为逐渐减弱。认为Mo与W可能为不同期生成的,并可能分属不同母岩。
6)Cu、Pb、Au、Ag等异常发育,异常区找Au、Ag及多金属矿远景好。各类异常仅做了踏勘,没做深入研究和工程检查(无设计工程量),有待后人进一步勘查。
五、结论
在大宝山钼多金属矿区,有效运用物化探方法在危机矿山攻深找盲勘查中预测深部矿体的赋存空间,高效地指导钻探工程施工,新发现了大型钨矿,并探明了钨钼矿为一厚大、超大型斑岩型钨钼矿。提出并经证实矿体“上钨、下钼”为主的新的认识。地质人员对物化探在勘查中的先行和指导作用,给予了充分肯定。
物化探工作区远大于本次勘查区范围(西矿带),包括了58线以东的东矿带,预测了矿体,为今后东矿带的深部勘查打下了基础。所预测的深部矿体部分(60线、62线、ZK5001钻孔)已得到证实:深部均见到厚大富钼矿体,资源量将大为增加,矿床已达特大型规模。
化探还新发现北部Au、Ag、Cu、Pb、Sn等元素异常发育,除要找贵金属矿外,其中北东部泥盆系中异常区应注意找大宝山式层控改造型多金属矿。
(本节供稿人:伍卓鹤)
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