秦越加
(遼寧省有色地質(zhì)一〇六隊(duì)有限責(zé)任公司,遼寧 鐵嶺 112000)
危機(jī)礦山是指礦山可供開(kāi)發(fā)與開(kāi)采的資源量已經(jīng)枯竭,對(duì)應(yīng)的礦山企業(yè)也面臨停產(chǎn)或者即將停產(chǎn)。依據(jù)礦山當(dāng)前儲(chǔ)量的服務(wù)時(shí)間可以將危機(jī)礦山分為三種類(lèi)型,即嚴(yán)重危機(jī)礦山(5年以下)、中度危機(jī)礦山(5~10年)和輕度危機(jī)礦山(10~15年)。危機(jī)礦山接替資源勘查有關(guān)的成礦找礦工作于2004年實(shí)施,隨著該工作的不斷深入,許多老礦山外圍及深部的勘查工作,取得了不錯(cuò)的成果,豐富了現(xiàn)有的成礦找礦模式。本文將以危機(jī)礦山成礦找礦工作的必要性出發(fā),分析危機(jī)礦山接替資源勘查有關(guān)的成礦找礦模式。
自新中國(guó)成立以來(lái),礦業(yè)是支撐國(guó)家財(cái)政的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一,其不僅解決了國(guó)內(nèi)許多人的就業(yè)問(wèn)題,而且還讓部分經(jīng)濟(jì)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展更為迅速,如山西大同、新疆克拉瑪依等都是因?yàn)榈V業(yè)發(fā)展而興起的城市。這些區(qū)域的經(jīng)濟(jì)崛起以?xún)?chǔ)量豐富的礦業(yè)資源為基礎(chǔ),再加上礦業(yè)企業(yè)及建筑業(yè)、化工業(yè)等企業(yè)的助力,礦業(yè)資源被挖掘并得到了有效利用,許多礦產(chǎn)被輸送到地區(qū)之外,為當(dāng)?shù)貛?lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)收入,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
礦山企業(yè)的發(fā)展受到多種外界因素的限制,比如礦山環(huán)境問(wèn)題、礦產(chǎn)資源的供需缺口問(wèn)題以及人員就業(yè)問(wèn)題等。以礦山環(huán)境問(wèn)題為例,礦山企業(yè)在開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源的過(guò)程當(dāng)中,容易對(duì)環(huán)境造成巨大傷害,如激起的粉塵會(huì)增大空氣渾濁程度,過(guò)度的資源開(kāi)發(fā)會(huì)導(dǎo)致地表植被破壞,甚至引發(fā)水土流失與地表塌陷的問(wèn)題,而這些現(xiàn)象無(wú)疑都是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn),如果企業(yè)沒(méi)有注意到這些問(wèn)題,可能會(huì)讓礦山企業(yè)的自身形象受到嚴(yán)重影響。危機(jī)礦山成礦找礦工作利于企業(yè)繼續(xù)維持生產(chǎn)經(jīng)營(yíng),讓企業(yè)盡可能將收入用于生態(tài)環(huán)境管理,削弱礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境的破壞作用,實(shí)現(xiàn)綠色礦山、生態(tài)礦山。
礦產(chǎn)資源的形成需要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的歲月,至少都需要幾百萬(wàn)年,相比之下人類(lèi)的壽命非常短暫。礦產(chǎn)資源是大自然的饋贈(zèng),其在被應(yīng)用的過(guò)程中會(huì)呈現(xiàn)規(guī)律性枯竭,即就是說(shuō)礦山也有一定的生命周期,其在剛被發(fā)掘之時(shí)還處于幼年期,隨著礦產(chǎn)資源的利用而逐漸經(jīng)歷中青年與老年期,而資源耗盡即意味著礦山壽終正寢。現(xiàn)階段許多礦山如大冶、平桂等已經(jīng)有了幾十年的開(kāi)采歷史,為了有效延長(zhǎng)礦山的壽命,必須有效的開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源,并對(duì)其進(jìn)行綜合利用,讓礦產(chǎn)資源更好的為人類(lèi)提供可持續(xù)服務(wù)。
總而言之,危機(jī)礦山接替資源的成礦找礦工作受到了國(guó)家政府部門(mén)的關(guān)注,找礦工作需要長(zhǎng)期的堅(jiān)持,進(jìn)而達(dá)到改善礦山企業(yè)資源枯竭的現(xiàn)狀,保障礦產(chǎn)資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)與利用。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的生產(chǎn)實(shí)踐,人們逐漸達(dá)成共識(shí),即綠片巖相與低角閃巖相當(dāng)中低溫?zé)嵋航鸬V含量豐富,金礦床的溫度在250℃~400℃之間,而直到上世紀(jì)八十年代后期,人們才開(kāi)始修正了原本的傳統(tǒng)理念,這一轉(zhuǎn)變的成因主要是津巴布韋與澳大利亞等地的宙麻粒巖當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了溫度高于700℃的熱液金礦。由此部分研究人員提出,綠片巖相到麻粒巖的編制巖層當(dāng)中容易存在金礦床,并且不同變質(zhì)巖當(dāng)中含有的金礦均為統(tǒng)一成因,且發(fā)育有連續(xù)性特征。
斑巖的成礦體系通常由三個(gè)部分組成,即斑巖自身所具備的成礦作用以及高硫化、低硫化的組合成礦作用。通常情況下,斑巖銅礦系統(tǒng)當(dāng)中會(huì)在不同部位發(fā)育出熱度不同的貴金屬礦脈,而這些礦脈則普遍分布于火山巖區(qū)。對(duì)斑巖的成礦找礦模式敘述如下:首先巖漿中會(huì)含斑巖銅礦中的成礦位置,如鉬等。這些成礦物質(zhì)會(huì)因?yàn)閹r漿的出溶過(guò)程被揮發(fā)析出,其后經(jīng)歷高硫化作用和低硫化作用。高硫化作用所形成的礦床主要表現(xiàn)為酸性,經(jīng)過(guò)測(cè)定可以發(fā)現(xiàn)礦流體的PH值為2或更小。早期高硫化礦床成礦的形式多為巖漿熱液,溫度較高,但發(fā)育到晚期時(shí)則逐漸成為鹽度低一些的巖漿熱液以及雨水等的混合體,其中成礦元素以銅與金為主。
低硫化作用是與高硫化作用互相區(qū)別的,其成礦流體的PH值更高,多為近鹽度中性流體,且其中以還原性物質(zhì)為主,也正是如此銅礦化的可能性被降低,礦化主要以金、銀、鉛等元素為主??偟膩?lái)說(shuō),斑巖的成礦模式的垂直空間結(jié)構(gòu)特性明顯,即垂直方向上礦床可以被分為四種類(lèi)型,由淺入深分別為低硫化礦床、高硫化礦床以及斑巖銅礦床、斑巖鉬礦床,并且這四種類(lèi)型的礦床的發(fā)育是互相聯(lián)系的,因此如果發(fā)現(xiàn)其中一種礦床的存在,另外三種礦床被發(fā)掘的可能性非常大。
據(jù)悉,美國(guó)的卡林金礦集中了大量微細(xì)浸染型金礦,且經(jīng)過(guò)勘測(cè)金礦的礦帶大小為65km*8km,儲(chǔ)金含量至少為2000噸。上世紀(jì)八十年代人們最先在該礦帶的100m~300m左右發(fā)現(xiàn)了幾十個(gè)金礦床,但品質(zhì)并不高,后續(xù)美國(guó)礦業(yè)公司繼續(xù)在該礦帶做了深度勘查,最終果然不負(fù)眾望,其于地下550m左右發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)量更大、品質(zhì)更高的硫化物金礦床。
對(duì)卡林金礦的深入開(kāi)發(fā)自然不止這些,但歸結(jié)為一點(diǎn)即卡林金礦帶的深部找礦潛力巨大,這自然可以作為尋找微細(xì)浸染型金礦的新思路。例如貴州爛泥溝金礦經(jīng)過(guò)接替性資源勘查,又發(fā)現(xiàn)了金礦深部具備開(kāi)發(fā)潛力。
金元素化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,其在硫化物當(dāng)中依然不會(huì)改變自身性質(zhì),金元素的穩(wěn)定性決定了其與硫化物之間的密切聯(lián)系。在自然界當(dāng)中,常??梢园l(fā)現(xiàn)金和鉛、鋅硫化物的共生現(xiàn)象。但當(dāng)這一現(xiàn)象沒(méi)有被人們認(rèn)可的時(shí)候,人們只是單純的勘查金礦或者尋找鉛鋅礦,直到不斷的在鉛鋅礦外圍發(fā)現(xiàn)一個(gè)又一個(gè)金礦的時(shí)候,人們才逐漸樹(shù)立了一種意識(shí),即金礦與鉛鋅礦的同時(shí)出現(xiàn)絕對(duì)是某種關(guān)系的體現(xiàn)。比如湖南水口山仙人巖就相繼發(fā)現(xiàn)了金礦與鉛鋅礦,因此后續(xù)需要對(duì)鉛鋅礦的外圍與深部進(jìn)行進(jìn)一步的探索,因?yàn)樵摰V山極有可能還潛藏著巨大的金礦資源。
除此之外,上世紀(jì)七八十年代,國(guó)外部分礦山企業(yè)在汞礦床外圍發(fā)現(xiàn)了金礦的存在,因此認(rèn)定某種特定成礦環(huán)境當(dāng)中,金礦床與汞礦床也是密切共生的,當(dāng)然國(guó)內(nèi)也將這一找礦模式進(jìn)行了有效應(yīng)用,因此在汞礦床外圍發(fā)現(xiàn)了一定儲(chǔ)量的金礦。
鎢是元素周期表中第74號(hào)金屬元素,其常溫之下性質(zhì)比較穩(wěn)定,不容易受到空氣侵蝕,常被用于光學(xué)工具、化學(xué)儀器的制造當(dāng)中。鎢礦的成礦規(guī)律基本是在上世紀(jì)六十年代被發(fā)現(xiàn)的,即五層樓規(guī)律,靈活應(yīng)用鎢礦的找礦規(guī)律,可以明確上層沉積巖與下層花崗巖的變化趨勢(shì),為鎢礦的位置確定奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但是當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)限制,找礦的深度基本只能維持在稀疏大脈帶花崗巖體之上,深度的資源開(kāi)發(fā)還未完成。
近幾年間,有些地質(zhì)人員在瑤崗仙鎢礦的深部發(fā)現(xiàn)了鉬礦,即就是說(shuō)鎢礦在發(fā)育的過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生變化。這就為鎢礦的深部找礦提供了新的思路,即時(shí)刻關(guān)注大脈帶以下和花崗巖體內(nèi)部的情況,深部存在鉬礦等其他礦物資源。
矽卡巖礦床中的深度找礦主要源于大冶鐵礦取得大的突破。大冶鐵礦位于黃石市鐵山區(qū),以往其找礦工作集中于地下600m以上,尤其是200標(biāo)高的位置,后續(xù)勘測(cè)局對(duì)礦區(qū)的資料做以深入分析,認(rèn)為尖林山-象鼻山地段的地下600m~800m處存在大型礦體的可能性極高,原因是該地段出現(xiàn)了大幅度的“S”型轉(zhuǎn)折,與此同時(shí)勘測(cè)局又推測(cè)鐵山深部存在八個(gè)深部礦藏地段,結(jié)合已有的礦區(qū)資料,最終借助多種現(xiàn)代化勘探、檢測(cè)設(shè)備,終于發(fā)現(xiàn)了第三城礦臺(tái)階深部潛藏的礦物資源。從這一案例可以看出,危機(jī)礦山的階梯型資源的找礦工作需要經(jīng)歷多次的曲折變化,對(duì)此應(yīng)該關(guān)注矽卡巖礦床的深部找礦,比如長(zhǎng)江中下游地區(qū)。
這一成礦系統(tǒng)以澳大利亞的Mole花崗巖區(qū)最為典型,這一區(qū)域中,分布有上千個(gè)礦床,成礦元素更是豐富多樣,如鎢、錫、鉍、銅、鉛和鋅、銀等多種金屬元素。Mole花崗巖成礦模式的特征也十分明顯,即巖體內(nèi)部主要的礦物元素為鉍,周邊則為各種元素如鎢、錫等聚集的狀態(tài)。對(duì)此當(dāng)發(fā)現(xiàn)鎢、鉍等礦產(chǎn)之時(shí),需要有意識(shí)的在周?chē)鷮ふ沂欠翊嬖阢~礦、鉛礦和鋅礦、銀礦等。
危機(jī)礦山接替資源勘查中的成礦找礦與社會(huì)生產(chǎn)的穩(wěn)定密切相關(guān),找礦成功意味著礦業(yè)企業(yè)、礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)都能得到有效發(fā)展,進(jìn)而促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)調(diào)整,增強(qiáng)社會(huì)效益。危機(jī)礦山即使面臨資源枯竭的命運(yùn),但其外圍與深部依然存在較大的資源潛力。以往的外圍找礦范圍不容易被固定,而深部找礦則缺乏足夠的資金與開(kāi)采技術(shù),伴隨社會(huì)發(fā)展的進(jìn)步,目前大型礦山的勘探深度完全可以達(dá)到地下數(shù)千米,讓找礦成功的幾率大大增加。實(shí)際開(kāi)展危機(jī)礦山接替資源找礦工作時(shí),礦業(yè)企業(yè)需要不斷總結(jié)實(shí)踐規(guī)律,盡可能明晰每種礦物資源之間的聯(lián)系,同時(shí)與地方政府加強(qiáng)合作,讓更多資金流入找礦環(huán)節(jié),提高成礦找礦的效率。