南京云台山黄铁矿的勘查史及所带来的启迪

南京云台山黄铁矿的勘查史及所带来的启迪 南京云台山黄铁矿的勘查史及所带来的 启迪 南京云台山黄铁矿的勘查史及所带来的启迪 尚培颖 侯龙海 江苏地质，29 (4) , 198—203, 2005 南京云台山黄铁矿的勘查经历了从铁帽的勘查至母鸡山黄铁矿勘探 1993)过程。回顾这一历程,重要的是在于基础地质和结束历时半个世纪(1943- 综合研究工作成果符合客观认识后才取得的找矿突破。 1 云台山黄铁矿矿区地质特征 云台山黄铁矿是江苏唯一的大型黄铁矿矿区，地处宁芜中生代火山断 )至南母鸡山,总长约5.5km,宽陷盆地的东缘。矿区范围自北富而岗(石头山 0.8km-1km,面积约5km2。自北而南划分为富而岗、秃子山、云台山、狮子山、母鸡山5个矿段。 三叠系中统黄马青组:从下而上又可分为红色岩段、灰色砂岩段、碳酸盐岩段及上红色岩段。其中碳酸盐岩段为含矿层位,主要由粉砂岩、钙质泥岩、白云岩组成,是控矿的主要层位。总厚大于500m。侏罗系中下统象山群砂岩:为陆相砂页岩层,底部含砾,厚大于1000m。侏罗系上统龙王山组:主要由安山质凝灰角砾岩、安山岩组成,厚大于400m。 矿区位于区域性方山—陶吴—南山大断裂的西侧。主要构造线呈北东30?左右，为一向北西倾斜的单斜构造,倾角30?-80?,近矿区东侧大断裂处岩层近直立,局部倒转。火山岩层倾角10?-20?,不整合覆盖在沉积岩层之上。区内断裂构造发育,计有北北东、北西、北东东(或近东西)及北北西4组。北北东断裂构造与成矿关系密切。区域性方山—陶吴—南山大断裂、母鸡山—大金 山平移大断裂在本区通过;燕山早期的闪长玢岩主要沿北北东构造线侵入,呈规模不大的岩枝、岩脉、小岩株产出。 矿区共有大小矿体160多条,其中主矿体有12条,矿体长50m-950m,厚2m-8.45m,斜深54m-350m,赋存标高从+ 30m, - 735m。以狮子山段最浅,主矿体赋存在- 90m以上,富而岗矿段埋藏最深,主矿体赋存在- 475m以下。狮子山段矿体近地表氧化后呈铁帽形式出现,氧化带深一般在15m-50m之间。矿石以浸染状、块状构造为主;矿物成份单一,以黄铁矿为主,含硫一般在10%- 35%之间。 矿床成因为中温热液充填交代类型,成矿受地层、构造和岩体的复合控 不含表外矿1800多万制。整个矿区探明和初步控制的资源储量约4000万t ( 吨) 。 矿床勘查史 2 ,)铁帽的早期勘查 早在1943年初,即有日本人佐藤舍三对本矿区进行铁矿调查,计算了铁矿储量4317万t,并著有调查。直至1958年6月,南京市地质队对矿区进行铁矿点的检查,在钻孔中发现了氧化带铁帽的下部蕴藏了大量的原生黄铁矿,从而发现了云台山黄铁矿矿床。这一发现过程实属偶然。 2) 狮子山矿段的勘探(1962年3月-1962年12月) 云台山黄铁矿发现之后,围绕狮子山—云台山矿段经短暂的普查—详查(1959年3 月-1961年12月)之后,随即选定狮子山矿段进行了勘探,其间投入钻探11939m、槽探5400m3 ,获资源储量1277万t。当时认为矿体产于侏罗系中下统象山群的碳酸盐岩及砂页岩层位中,成因上是与闪长玢岩活动有关的中温热液充填交代矿床。 3) 矿区详查和外围普查(1963年3月-1964年4月) 为寻找该类型矿床的富集地段,在狮子山矿段勘探结束后开展了整个矿区的详查,施工钻探剖面24条,钻孔55个,计13914m, 槽探8910m3 , 浅井205m, 样品2 468件, 1?5 000地形地质测量3.48 km2。获批准的C2级表内储量162.58万t,表外储量331万t;所获矿体以零星分布的小矿体和火成岩中的贫矿(多为表外矿)为主,其中母鸡山段未见有工业价值的矿体,富而岗段所见主要是产于火成岩中的贫矿体。由于对赋矿层位、主要构造等重要方面的认识不足,虽然投入了大量工作,却未能获得突破性的进展,也正因如此,矿区的勘查工作不得不就此告一段落。 在矿区开展详查工作的同时,还对矿区外围60km2 的范围内进行普查找矿工作,后因体制有大的变动,只完成了计划的部分工作,投入1?2.5万地质测量20km2 , 1?5000地质剖面6680m,槽探2894m3。外围的普查找矿历时一年有余,亦未获有成效。 4) 专题综合研究阶段(1963年1月-1964年3月) 为查明矿床成矿地质特征和控矿地层时代等关键问题,以指导区域找矿,第二地质大队开展了专项综合研究工作。通过工作对矿区含矿地层的时代、成矿控制因素、矿床成因等主要问题方面的认识均取得较大的进展。研究指出,矿区含矿层位并非侏罗系象山群,依据化石的单一和大量出现,将其定为晚三叠世,与宁镇地区及鄂西的香溪群对比后将其层位置于黄马青组之上、侏罗系中下统象山群之下,并建议命名为云台山组;研究还指出该地层组中沉积的白云岩为成矿起了积极的作用, 黄铁矿的生成与富集受岩性、构造、火成活动三者严格控制。应该肯定,这一认识的主体方面基本上是正确的(指含矿层位时代、成矿控制作用) ,只是由于当时认识水平的限制,误把经蚀变退色的黄马青组割划为“云台山组”,将原本赋存于黄马青组内的碳酸盐层位放在黄马青组之上,抬高了这套含矿地层的层位,因此出现了“云台山组”分布非常局限、向北至富而岗为火山岩覆盖,向南至母鸡山很快尖灭的结果。这一认识不仅没有为矿区工作的主要技术人员所接受,加上这项工作与矿区详查和外围普查同时进行,因此,在指导矿区及外围找矿上也就没有发挥出它应有的作用。 5) 新的突破和勘查(1977年5月-1993年9月) 该区的勘查工作一度中止(1964-1975) 。从1976 年开始,开展了“凤凰山式铁矿”的找矿和研究工作,使得该区的找矿工作有了突破性的进展,其中有影响的成果有以下4个方面: ?1974年前后,江苏省区测队内部出版的1 ?5万慈湖幅区域地质图上将云台山矿区赋矿层位划归黄马青组。 ?1975年下半年,本文第二作者在与矿区毗邻的莺子山地区工作时,发现了大金山—查塘—母鸡山东有一条北北西向的区域性大断裂,并在该年底提交的莺子山地区普查报告中指出该断裂长达9km,在母鸡山、凤眼山左行错断地层 约700m (实际断距要小一点) 。由此认为云台山赋矿层位在母鸡山东侧向东有很大的位移,并进一步肯定了其层位的存在。为在母鸡山矿段的找矿提供了依据。 ?20世纪70年代中期,“层控”矿床理论的兴起和本区开展的“凤凰山式铁矿成矿规律及找矿方向研究”(1978-1979)课题明确了黄马青组碳酸盐岩段是宁芜找矿的主攻控矿层位和目标之一,该项成果对矿区地层的详细划分、构造及控矿作用等问题的研究方面向前迈进了一大步,并预测了富而岗赋矿层位的深度。 ?20世纪70年代在矿区找铁过程中逐步认识到矿区黄马青组这一以 主要是浅色蚀变及红色为特征的地层在成矿热流强烈作用下蚀变为灰、灰白色( 褪色作用) ,而并非层位和岩性的不同,狮子山矿段沿走向向两端均有含矿地层的存在。 1977年5月,在分析研究了矿区的资料后,认为母鸡山矿段虽然于20 却因认识上的错误使钻孔布位不当或孔深不够而世纪60年代施工过6个钻孔, 未达目的层,在肯定其含矿层位的存在后,树立了找矿信心,并首选母鸡山南(避开北北西区域大断层的影响)布置了一条勘探线( 14 线) ,设计了两个钻孔,结果终于在第二个钻孔(ZK1011)预定深度附近钻厚近40m的富硫矿层,从而打破了沉默14年之久的僵局,取得了一次新的突破! 随后又经历该矿段的普查—详查(1978-1982)工作,勘探工作因当时的“对口勘探”政策直延至1992年-1993年方由化工部地勘单位承担完成,并探明资源储量550万t,含硫平均品位31.48% ,明显的优于早先勘探的狮子山矿段(主矿体含硫品位约23% ) 。 在勘查母鸡山矿段的同时,于1976年即开始对矿区北部的富而岗矿段进行深部找矿工作,较早施工的钻孔因孔深偏浅,虽已揭露到部份含矿地层而未见到矿体。后根据成矿受云台山东侧构造带(主要是早期压性断裂和纵张断裂、层间破碎)的控制以及综合研究预测的含矿层位深度,在1981年重新普查时,终于在39 线、45 线- 475m , - 735m标高内发现了厚大的富硫矿体,从而再一次取得了新的找矿突破。经普查初步控制主矿体长428m-568m,单孔见矿累计厚140m-200m, 3条主矿体的平均品位含硫分别在18.39%、32.28%、34.40% ,求得该矿段的远景储量(D级)表内矿石1803万t,表外矿石657万t。 截止母鸡山矿段勘查的完成,就当前的认识水平而言,大体上可以认为整个矿区的勘查工作可暂告一段落,但就矿床地质问题的认识而言并没有结束,若干年后,除了富而岗矿段可能要进一步勘查外,矿区内也因断层错综复杂、还可能有一些尚未控制到的矿体部位,母鸡山矿段向南的矿区外围是否有新的富集地段,矿区外围的其他地段是否有新的成矿部位,都值得进一步思考和探索。 3 启 迪 1) 扎实的基础地质工作是找矿取得突破的基本保证 矿区勘查早 使得对找矿目的层何在处于茫然的状态,表期由于对控矿层位和时代认识不清, 现在找矿中有不少钻孔布置在离含矿层很高的位置上而落了空。在正确解决了含矿层位和主要控矿、破矿断裂的分布之后,才不断取得了母鸡山和富而岗矿段的突破。 2) 综合研究是矿产勘查的重要环节 综合研究是使感性认识上升 矿区成矿是受地层层位、构造和火成活为理性认识的重要手段。通过研究认为, 动三者相互制约的,在找矿过程中紧紧抓住了含矿层位这根主线,并预测了其赋存深度,结合到控矿断裂和侵入岩的分布,沿着矿带“顺藤摸瓜”,结果不断地取得了找矿的突破,使资源储量有了数倍的增长。 3) 地质理论的指导作用 云台山黄铁矿区找硫和宁芜地区寻找凤凰山式铁矿都是在“层控”理论的指导下进行并不断取得成效的,充分说明地质理论的重要作用和指导意义。 在商业化地质工作不断深入的今天,有时为了快速地完成任务,在一定程度上,忽视了基础地质和综合研究工作的开展,这在局部来看似无不当,但从整体上看,是决不应该轻视的。