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2016年第8期(總第81期)

發布時間:2016-11-3
 

四川紅泥坡銅礦床實物地質資料再利用過程及意義

高建偉1  任香愛1  劉向東1  胡夕鵬2  張濟禮2  尹國龍2

1.國土資源實物地質資料中心,河北 燕郊 065201

2.四川省地礦局四〇三地質隊,四川 峨眉山 614200

 

摘要:本文詳述了地質工作者利用鉆孔巖心實物地質資料,在四川紅泥坡銅礦取得重大找礦突破的歷程,分析了實物地質資料再利用的意義,可為其他礦區利用實物地質資料找礦提供借鑒和參考。

關鍵詞:實物地質資料  再利用  找礦突破  紅泥坡銅礦

 

紅泥坡銅礦是拉拉銅礦集區內的典型火山沉積變質型銅礦床,位于四川省會理縣,康滇地軸西南緣[1,2]。拉拉銅礦集區是我國重要的銅金屬基地,四川省地礦局四〇三地質隊、一〇三地質隊、一〇四地質隊在含礦層深入開展找礦工作,在不足幾十平方千米的范圍內,先后發現了落凼、老羊汗灘溝、李家墳、石龍、天生壩、官地等6個大、中型銅鐵礦床。

2000年以后,經過幾輩地質工作者在拉拉銅礦集區堅持不懈的努力,通過對鉆孔巖心的二次利用,認識到拉拉地區地質構造不是簡單的向南傾斜的單斜或是一系列緊閉褶皺,而是一個軸向近東西,向西緩傾的復式向斜[3],并發現紅泥坡銅礦新的含礦層位,取得了重大找礦進展。

一、礦床概況

紅泥坡銅礦出露地層主要有三疊紀白果灣組及前震旦紀昆山群通安組、河口群天生壩組、新橋組及落凼組。

礦區內構造發育,其中F1斷層位于紅泥坡銅礦北緣,呈NWW—SEE向貫穿整個拉拉礦田,是拉拉礦田的主干斷裂之一,傾角較陡,其形成較早,具有強烈的壓扭性特征,對成礦具有改造、富集的作用。F13斷層為天生壩組與通安組的接觸界線,呈近NS向展布,向西傾斜,傾角較陡,擠壓和炭化現象明顯,為區域性具平移性質的逆斷層,具有明顯的扭性特征,對紅泥坡銅礦影響最為強烈,致使礦區內次級小構造發育,使得礦床復雜化。F30位于礦區中部,為平移逆斷層,走向呈NE 向。F27位于礦區東側,為平緩逆斷層,錯斷三疊系。紅泥坡寬緩復向斜是由早期南北向水平側壓力和晚期東西向水平側壓力共同作用疊加復合而成,為河口背斜南翼單斜構造上發育的次級構造,紅泥坡銅礦則位于紅泥坡寬緩復向斜中偏北段。該向斜軸向為NE向,核部由河口群沉積-噴發旋回變質巖組成,上部大部分由第四紀浮土和三疊紀白果灣組覆蓋,兩翼由于后期構造破壞而不完整,向斜東翼北部發育次一級的老廠背斜和石龍向斜[4]

區內巖漿和火山活動頻繁,巖漿巖由侵入到噴出,從超基性巖到中、酸性巖都有不同程度的發育。火山活動依據其巖石組合可劃分為三個火山旋回,銅礦體產于上部、中部火山噴發旋回。

礦區圈出4個銅礦體,其中天生壩組分布1個,落凼組3個。

二、找礦歷史及取得的實物地質資料

1.工作歷史

紅泥坡銅礦開采歷史悠久,據《會理縣志》記載,明代洪武年間(13681398)業已開采,礦區老硐遺跡遍布,殘留廢石和爐渣隨處可見,采礦規模較大。在尖子溝一帶的地表礦體,因采空塌陷形成凹地,當地居民稱之為落凼從民國時期至新中國成立以前,在落凼、新老廠一帶,時有民間采礦活動。該段時期,眾多老地質學家相繼在該區開展了一系列的地質調查和礦產考察工作,奠定了該區的地質找礦工作基礎。據《會理地質礦產志》,19401943年,郭文魁等地質學家多次來會理對拉拉銅礦等礦區進行地質調查研究。

新中國成立以后,該地區找礦工作大致經歷4個階段。

第一階段:拉拉地區最先發現的落凼礦區,工業銅礦體的發現始于在該區開展的與基性超基性巖體有關的銅鎳礦找礦工作。經過一個多月的工作,發現巖體的含鎳較高,但以氧化鎳為主,認為沒有必要進一步工作。但通過落凼廢礦堆觀察、民采老硐編錄,發現銅礦化與黑云母有密切的相關性,而且分布的范圍比較大,故于19568月,轉入銅礦的找礦工作。經地表探槽揭露,在鈉質火山巖中發現三條似層狀銅礦體,厚16.10~34.20 m,銅品位0.94%~1.92%。該次礦點檢查初步確定了銅礦的進一步工作前景,為下一步的銅礦勘查工作提供了依據、奠定了基礎,拉開了拉拉地區地質勘查評價工作的幃幕。

第二階段:落凼礦區自1956年開展地質工作以來,歷經普查評價、初步勘探、補充勘探、詳細勘探等幾個階段。其中,初步普查工作意義深遠,掀起了拉拉銅礦長達近30年的勘查評價和不斷取得新發現的歷史;初步確定落凼礦區為大型礦床;補充勘探工作鉆探工作質量有所提高,進一步正確劃分了地層系統,一定程度上提高了礦區的勘探程度和研究程度,相對擴大了礦區部分工業遠景,成果可以滿足礦山設計生產的需要;經過詳細勘探,主要礦體控制向西增長300 m,向東礦體增厚,勘探工程質量比較好,控制了主要礦體產狀、形態、空間位置和規模

第三階段:隨著主要礦床勘查評價的結束,地質勘查行業也陷于低潮,拉拉地區的銅礦找礦工作在整個20世紀90年代基本處于停滯狀態。不過在礦床勘查評價以及利用過程中,進行了大量的礦田構造研究、地層對比工作,提出了拉拉外圍找拉拉”“拉拉深部找拉拉等觀點。2000年開始,四川省地礦局四〇三地質隊在本區開展了四川省會理會東地區銅礦產資源評價項目。在大功率激電測深的基礎上,選擇南部外圍紅泥坡靶區施工了ZK-1301800.94 m)鉆孔進行深部驗證。2003~2008年,受涼山礦業股份有限公司委托,四川省地礦局四〇三地質隊在紅泥坡礦區開展了普查找礦工作,提出了拉拉地區地質構造基本格架為一東西向殘存的疊加向斜構造)的新認識,指出紅泥坡一帶是拉拉外圍的重點找礦靶區。

第四階段:2012年在第三階段發現并評價上部火山旋回(天生壩組)銅礦體的基礎上,四川省地礦局四三地質隊和涼山礦業股份有限公司向中國地調局申請新設立了四川省會理縣拉拉銅礦接替資源勘查項目,擴大了探礦權區范圍。由此正式進入紅泥坡銅礦面上展開,系統評價新層位銅礦階段,一舉發現厚富礦體,實現了找礦的新突破。

2.取得的實物地質資料

四川省地質礦產勘查開發局四〇三地質隊自20世紀50年代開始在拉拉地區工作時就獲得了大量巖礦心及標本、副樣。巖礦心主要來自拉拉銅礦勘探,四川省會理老羊汗灘溝詳查、黑箐銅礦詳查等,主要巖礦心保存有20 m,但由于庫房的限制,至今只保存3m

三、實物地質資料再利用過程

1.拉拉外圍找礦瓶頸

在大量的綜合研究過程中,針對上部火山旋回原來施工的ZK-1301孔的見礦線索和最新探索中部火山旋回的ZK701ZK702孔的銅礦體特征,進一步梳理出了一些新的認識:一是上部火山旋回(天生壩組)與中部火山旋回(落凼組)的沉積間歇(新橋組),無標志層確定界線;二是上部火山旋回(天生壩組)的地層厚度遠大于中部火山旋回(落凼組),含礦性不確定。

進入21世紀,拉拉地區的找礦工作,在進行地質資料的二次開發過程中,通過近南北向分布的鉆孔地層對比及實地調查,認為落凼銅礦以南存在紅泥坡向斜,并且分布有落凼組地層,是很好的找礦靶區。但是,由于未系統而全面地去進行分析,未結合實物資料中的巖心,在2000年施工的ZK-1301孔見礦的情況下,忽略了上部火山旋回(天生壩組)與中部火山旋回(落凼組)的綜合分析,未提出與前人觀點不同的認識,受原有落凼組才賦礦觀點的束縛而找礦思路受到限制。

2003~2008年,綜合研究過程中,由于缺乏實物資料的對比研究,認為區內南北向構造格架以寬緩的紅泥坡向斜為主,東西向為向西中等傾斜的單斜層。按此觀點,2008年施工ZK701ZK702孔,分別在同樣的高程上在落凼組地層探索到銅礦。但是,兩個工程見的礦體及層位對比出現問題。兩個鉆孔相距800 m,呈東西向分布。按原觀點就存在地層對比連接有問題。要么中間有斷層錯斷,要么地層向西呈波狀起伏的緩傾斜,不可能為向西中等傾斜。因此,鉆孔成果出來了的幾個月,剖面對比連接還未定稿。認為兩孔之間為斷層錯斷成為主流認識,并且又回到找中部火山旋回(落凼組)銅礦的老路上,再次忽略了上部火山旋回(天生壩組)的銅礦。

2.實物地質資料開發利用過程

面對找礦中能解決的兩方面問題。2009年,地質工作者提出重新查看老鉆孔巖礦心,用巖性組合還原地質事件的方法,將區內真厚度達上千米的鈉質火山巖地層,劃分出火山沉積間歇(新橋組),從而分出上部火山旋回和中部火山旋回,解決地層劃分的問題。然后再結合區內已有的成果,重新梳理F1以南的地層、構造格架,進而確定上部火山旋回的含礦性。從而確定了先理清地層劃分,再確定含礦性的找礦思路。

2009年,在理清研究思路的基礎上,紅泥坡礦區進入普查、詳查階段。地質人員在野外進行鉆孔對比過程中,將2003年施工的ZK1801孔與2008年施工的ZK701ZK702孔(揭露上部、中部火山旋回)的巖心集中進行對比編錄。用最新的編錄成果與前人施工的CK749CK743ZK764ZK-1301孔的柱狀圖對比,重新按陸源碎屑巖組合(板巖、變砂巖、白云片巖等)歸為兩次火山旋回的沉積間歇劃為新橋組,之上鈉質火山巖為主的地層歸為上部火山旋回(天生壩組),新橋組以下的鈉質火山巖為主的地層劃在中部火山旋回(落凼組)。以此觀點劃出的地層向西呈波狀起伏的緩傾斜,從而解決了地層對比連接問題。

觀察鉆孔過程中,發現兩個地層的巖性均為一套鈉質火山巖,中間亦有薄層的陸源碎屑巖及后期的巖脈。地質背景相同,銅礦化及蝕變特征一致。根據相似類比原理,再次從理論上確認上部火山旋回亦應作為找礦層位。隨即,20095月份補充采集ZK701ZK702孔上部火山旋回(天生壩組)的樣品進行重新分析測試,重新發現2個銅礦體。勘查隨即把上部火山旋回作為中部火山旋回(落凼組)之外的重要目標層位進行工程控制。通過兩年的勘查,礦床圈定出9個銅礦體,主要礦體有4個,次要礦體5個。其中,在上部火山旋回(天生壩組)地層中圈定出1個主礦體和3個次要礦體。上部火山旋回中的Cu-1號礦體規模是全區最大,占總資源量的54%。展示出了上部火山旋回(天生壩組)的銅礦體雛形,為后續的拉拉外圍尋找異源異體的大型銅礦拓展了思路。

3.找礦效果

通過對老鉆孔(ZK1801ZK701ZK702)的再次編錄、從新進行地層劃分,補采化學分析樣品后,在新層位發現銅礦體,進而在紅泥坡礦區規定的礦權范圍內勘查評價提交了一個小型銅礦產地,攻深找盲工作取得了一定進展。

通過對大量鉆孔的重新分析研究礦體富集規律,在紅泥坡礦區原詳查區以外,在新探礦權范圍內的上部火山旋回(天生壩組)中,發現了厚大的富銅礦體,礦體厚31.98~36.88 m,平均品位1.20%~2.60%。隨著勘查工作的深入,礦床規模達大型,平均品位1.33%,實現了拉拉外圍找拉拉的重大找礦突破。

四、實物地質資料再利用的意義

1.經濟效益

歷時13年(2003~2015年)的勘查,發現并評價了一處大型的隱伏銅礦床。按3.7萬元/噸估算,紅泥坡銅礦床的潛在的經濟價值超200億元。

2.社會效益

紅泥坡銅礦勘探報告的提交,按150萬噸/年的生產規模,可延長拉拉銅礦的礦山服務年限超過20年,解決1000余人的就業。并將帶動區內少數民族地區的經濟發展。

3.找礦理論支撐

紅泥坡銅礦是在拉拉地區發現落凼、老羊汗灘、石龍等大中型銅礦之后,最新發現的異源異體的姊妹礦,也是地質工作者進行資料的二次開發,實物資料的再利用,從而實現找礦突破的結果。

4.帶動周邊地質找礦工作

紅泥坡銅礦的發現,打破了以往認為在本區拉拉式銅礦床找礦突破著重圍繞中部火山旋回(落凼組)進行的固定思維,擴大了區域找礦空間,將為重新認識拉拉地區銅礦找礦提供重要支撐。目前,區內的上部、中部、下部的三次火山旋回分布地層范圍,擬定列入第三輪礦產資源規劃區內。這在地質找礦理論支撐方面起到很大的推動作用,必將帶動周邊地質找礦工作的更大突破。

五、 結論

拉拉地區幾十年的礦區地質勘探及科研工作,一直沿襲同一層位找礦的觀點,明顯缺乏思路拓展。對面找礦瓶頸,重新開發實物地質資料,采用巖性組合還原地質事件的方法,重新劃分地層、梳理控礦構造,確定新地層的含礦性,進而在拉拉銅礦外圍取得了重大找礦突破。紅泥坡銅礦的發現過程實際上也是就礦找礦的突破過程,實物地質資料再利用在次過程中起到至關重要的作用,也是階梯式找礦認識提升的過程。所以,在攻深找盲的地質發現過程中,應注重資料的再開發,特別是實物鉆孔資料的完整保存及再利用。

參考文獻

[1]和德鋒, 鐘宏, 朱維光, . 2010. 四川拉拉銅礦床賦礦層位變質沉積巖地球化學特征[J]. 地學前緣, 17(4): 218~225.

[2]孫燕, 舒曉蘭, 肖源甫. 2006. 四川省拉拉銅礦床同位素地球化學特征及成礦意義[J]. 地球化學, 35(5): 553~559.

[3]張文寬, 文世濤, 楊本錦. 2009. 四川拉拉式銅礦床成礦遠景及找礦預測[J]. 四川地質學報, 29(4), 415~417.

[4]張武鵬, 余璨, 李峰, . 2016. 四川會理紅泥坡銅礦地質特征及找礦標志[J]. 有色金屬工程, 6(2): 80~84.

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