2016年第8期(总第81期)

发布时间:2016-11-3
 

四川红泥坡铜矿床实物地质资料再利用过程及意义

高建伟1  任香爱1  刘向东1  胡夕鹏2  张济礼2  尹国龙2

1.国土资源实物地质资料中心,河北 燕郊 065201

2.四川省地矿局四〇三地质队,四川 峨眉山 614200

 

摘要:本文详述了地质工作者利用钻孔岩心实物地质资料,在四川红泥坡铜矿取得重大找矿突破的历程,分析了实物地质资料再利用的意义,可为其他矿区利用实物地质资料找矿提供借鉴和参考。

关键词:实物地质资料  再利用  找矿突破  红泥坡铜矿

 

红泥坡铜矿是拉拉铜矿集区内的典型火山沉积变质型铜矿床,位于四川省会理县,康滇地轴西南缘[1,2]。拉拉铜矿集区是我国重要的铜金属基地,四川省地矿局四〇三地质队、一〇三地质队、一〇四地质队在含矿层深入开展找矿工作,在不足几十平方千米的范围内,先后发现了落凼、老羊汗滩沟、李家坟、石龙、天生坝、官地等6个大、中型铜铁矿床。

2000年以后,经过几辈地质工作者在拉拉铜矿集区坚持不懈的努力,通过对钻孔岩心的二次利用,认识到拉拉地区地质构造不是简单的向南倾斜的单斜或是一系列紧闭褶皱,而是一个轴向近东西,向西缓倾的复式向斜[3],并发现红泥坡铜矿新的含矿层位,取得了重大找矿进展。

一、矿床概况

红泥坡铜矿出露地层主要有三叠纪白果湾组及前震旦纪昆山群通安组、河口群天生坝组、新桥组及落凼组。

矿区内构造发育,其中F1断层位于红泥坡铜矿北缘,呈NWW—SEE向贯穿整个拉拉矿田,是拉拉矿田的主干断裂之一,倾角较陡,其形成较早,具有强烈的压扭性特征,对成矿具有改造、富集的作用。F13断层为天生坝组与通安组的接触界线,呈近NS向展布,向西倾斜,倾角较陡,挤压和炭化现象明显,为区域性具平移性质的逆断层,具有明显的扭性特征,对红泥坡铜矿影响最为强烈,致使矿区内次级小构造发育,使得矿床复杂化。F30位于矿区中部,为平移逆断层,走向呈NE 向。F27位于矿区东侧,为平缓逆断层,错断三叠系。红泥坡宽缓复向斜是由早期南北向水平侧压力和晚期东西向水平侧压力共同作用叠加复合而成,为河口背斜南翼单斜构造上发育的次级构造,红泥坡铜矿则位于红泥坡宽缓复向斜中偏北段。该向斜轴向为NE向,核部由河口群沉积-喷发旋回变质岩组成,上部大部分由第四纪浮土和三叠纪白果湾组覆盖,两翼由于后期构造破坏而不完整,向斜东翼北部发育次一级的老厂背斜和石龙向斜[4]

区内岩浆和火山活动频繁,岩浆岩由侵入到喷出,从超基性岩到中、酸性岩都有不同程度的发育。火山活动依据其岩石组合可划分为三个火山旋回,铜矿体产于上部、中部火山喷发旋回。

矿区圈出4个铜矿体,其中天生坝组分布1个,落凼组3个。

二、找矿历史及取得的实物地质资料

1.工作历史

红泥坡铜矿开采历史悠久,据《会理县志》记载,明代洪武年间(13681398)业已开采,矿区老硐遗迹遍布,残留废石和炉渣随处可见,采矿规模较大。在尖子沟一带的地表矿体,因采空塌陷形成凹地,当地居民称之为落凼从民国时期至新中国成立以前,在落凼、新老厂一带,时有民间采矿活动。该段时期,众多老地质学家相继在该区开展了一系列的地质调查和矿产考察工作,奠定了该区的地质找矿工作基础。据《会理地质矿产志》,19401943年,郭文魁等地质学家多次来会理对拉拉铜矿等矿区进行地质调查研究。

新中国成立以后,该地区找矿工作大致经历4个阶段。

第一阶段:拉拉地区最先发现的落凼矿区,工业铜矿体的发现始于在该区开展的与基性超基性岩体有关的铜镍矿找矿工作。经过一个多月的工作,发现岩体的含镍较高,但以氧化镍为主,认为没有必要进一步工作。但通过落凼废矿堆观察、民采老硐编录,发现铜矿化与黑云母有密切的相关性,而且分布的范围比较大,故于19568月,转入铜矿的找矿工作。经地表探槽揭露,在钠质火山岩中发现三条似层状铜矿体,厚16.10~34.20 m,铜品位0.94%~1.92%。该次矿点检查初步确定了铜矿的进一步工作前景,为下一步的铜矿勘查工作提供了依据、奠定了基础,拉开了拉拉地区地质勘查评价工作的帏幕。

第二阶段:落凼矿区自1956年开展地质工作以来,历经普查评价、初步勘探、补充勘探、详细勘探等几个阶段。其中,初步普查工作意义深远,掀起了拉拉铜矿长达近30年的勘查评价和不断取得新发现的历史;初步确定落凼矿区为大型矿床;补充勘探工作钻探工作质量有所提高,进一步正确划分了地层系统,一定程度上提高了矿区的勘探程度和研究程度,相对扩大了矿区部分工业远景,成果可以满足矿山设计生产的需要;经过详细勘探,主要矿体控制向西增长300 m,向东矿体增厚,勘探工程质量比较好,控制了主要矿体产状、形态、空间位置和规模

第三阶段:随着主要矿床勘查评价的结束,地质勘查行业也陷于低潮,拉拉地区的铜矿找矿工作在整个20世纪90年代基本处于停滞状态。不过在矿床勘查评价以及利用过程中,进行了大量的矿田构造研究、地层对比工作,提出了拉拉外围找拉拉”“拉拉深部找拉拉等观点。2000年开始,四川省地矿局四〇三地质队在本区开展了四川省会理会东地区铜矿产资源评价项目。在大功率激电测深的基础上,选择南部外围红泥坡靶区施工了ZK-1301800.94 m)钻孔进行深部验证。2003~2008年,受凉山矿业股份有限公司委托,四川省地矿局四〇三地质队在红泥坡矿区开展了普查找矿工作,提出了拉拉地区地质构造基本格架为一东西向残存的叠加向斜构造)的新认识,指出红泥坡一带是拉拉外围的重点找矿靶区。

第四阶段:2012年在第三阶段发现并评价上部火山旋回(天生坝组)铜矿体的基础上,四川省地矿局四三地质队和凉山矿业股份有限公司向中国地调局申请新设立了四川省会理县拉拉铜矿接替资源勘查项目,扩大了探矿权区范围。由此正式进入红泥坡铜矿面上展开,系统评价新层位铜矿阶段,一举发现厚富矿体,实现了找矿的新突破。

2.取得的实物地质资料

四川省地质矿产勘查开发局四〇三地质队自20世纪50年代开始在拉拉地区工作时就获得了大量岩矿心及标本、副样。岩矿心主要来自拉拉铜矿勘探,四川省会理老羊汗滩沟详查、黑箐铜矿详查等,主要岩矿心保存有20 m,但由于库房的限制,至今只保存3m

三、实物地质资料再利用过程

1.拉拉外围找矿瓶颈

在大量的综合研究过程中,针对上部火山旋回原来施工的ZK-1301孔的见矿线索和最新探索中部火山旋回的ZK701ZK702孔的铜矿体特征,进一步梳理出了一些新的认识:一是上部火山旋回(天生坝组)与中部火山旋回(落凼组)的沉积间歇(新桥组),无标志层确定界线;二是上部火山旋回(天生坝组)的地层厚度远大于中部火山旋回(落凼组),含矿性不确定。

进入21世纪,拉拉地区的找矿工作,在进行地质资料的二次开发过程中,通过近南北向分布的钻孔地层对比及实地调查,认为落凼铜矿以南存在红泥坡向斜,并且分布有落凼组地层,是很好的找矿靶区。但是,由于未系统而全面地去进行分析,未结合实物资料中的岩心,在2000年施工的ZK-1301孔见矿的情况下,忽略了上部火山旋回(天生坝组)与中部火山旋回(落凼组)的综合分析,未提出与前人观点不同的认识,受原有落凼组才赋矿观点的束缚而找矿思路受到限制。

2003~2008年,综合研究过程中,由于缺乏实物资料的对比研究,认为区内南北向构造格架以宽缓的红泥坡向斜为主,东西向为向西中等倾斜的单斜层。按此观点,2008年施工ZK701ZK702孔,分别在同样的高程上在落凼组地层探索到铜矿。但是,两个工程见的矿体及层位对比出现问题。两个钻孔相距800 m,呈东西向分布。按原观点就存在地层对比连接有问题。要么中间有断层错断,要么地层向西呈波状起伏的缓倾斜,不可能为向西中等倾斜。因此,钻孔成果出来了的几个月,剖面对比连接还未定稿。认为两孔之间为断层错断成为主流认识,并且又回到找中部火山旋回(落凼组)铜矿的老路上,再次忽略了上部火山旋回(天生坝组)的铜矿。

2.实物地质资料开发利用过程

面对找矿中能解决的两方面问题。2009年,地质工作者提出重新查看老钻孔岩矿心,用岩性组合还原地质事件的方法,将区内真厚度达上千米的钠质火山岩地层,划分出火山沉积间歇(新桥组),从而分出上部火山旋回和中部火山旋回,解决地层划分的问题。然后再结合区内已有的成果,重新梳理F1以南的地层、构造格架,进而确定上部火山旋回的含矿性。从而确定了先理清地层划分,再确定含矿性的找矿思路。

2009年,在理清研究思路的基础上,红泥坡矿区进入普查、详查阶段。地质人员在野外进行钻孔对比过程中,将2003年施工的ZK1801孔与2008年施工的ZK701ZK702孔(揭露上部、中部火山旋回)的岩心集中进行对比编录。用最新的编录成果与前人施工的CK749CK743ZK764ZK-1301孔的柱状图对比,重新按陆源碎屑岩组合(板岩、变砂岩、白云片岩等)归为两次火山旋回的沉积间歇划为新桥组,之上钠质火山岩为主的地层归为上部火山旋回(天生坝组),新桥组以下的钠质火山岩为主的地层划在中部火山旋回(落凼组)。以此观点划出的地层向西呈波状起伏的缓倾斜,从而解决了地层对比连接问题。

观察钻孔过程中,发现两个地层的岩性均为一套钠质火山岩,中间亦有薄层的陆源碎屑岩及后期的岩脉。地质背景相同,铜矿化及蚀变特征一致。根据相似类比原理,再次从理论上确认上部火山旋回亦应作为找矿层位。随即,20095月份补充采集ZK701ZK702孔上部火山旋回(天生坝组)的样品进行重新分析测试,重新发现2个铜矿体。勘查随即把上部火山旋回作为中部火山旋回(落凼组)之外的重要目标层位进行工程控制。通过两年的勘查,矿床圈定出9个铜矿体,主要矿体有4个,次要矿体5个。其中,在上部火山旋回(天生坝组)地层中圈定出1个主矿体和3个次要矿体。上部火山旋回中的Cu-1号矿体规模是全区最大,占总资源量的54%。展示出了上部火山旋回(天生坝组)的铜矿体雏形,为后续的拉拉外围寻找异源异体的大型铜矿拓展了思路。

3.找矿效果

通过对老钻孔(ZK1801ZK701ZK702)的再次编录、从新进行地层划分,补采化学分析样品后,在新层位发现铜矿体,进而在红泥坡矿区规定的矿权范围内勘查评价提交了一个小型铜矿产地,攻深找盲工作取得了一定进展。

通过对大量钻孔的重新分析研究矿体富集规律,在红泥坡矿区原详查区以外,在新探矿权范围内的上部火山旋回(天生坝组)中,发现了厚大的富铜矿体,矿体厚31.98~36.88 m,平均品位1.20%~2.60%。随着勘查工作的深入,矿床规模达大型,平均品位1.33%,实现了拉拉外围找拉拉的重大找矿突破。

四、实物地质资料再利用的意义

1.经济效益

历时13年(2003~2015年)的勘查,发现并评价了一处大型的隐伏铜矿床。按3.7万元/吨估算,红泥坡铜矿床的潜在的经济价值超200亿元。

2.社会效益

红泥坡铜矿勘探报告的提交,按150万吨/年的生产规模,可延长拉拉铜矿的矿山服务年限超过20年,解决1000余人的就业。并将带动区内少数民族地区的经济发展。

3.找矿理论支撑

红泥坡铜矿是在拉拉地区发现落凼、老羊汗滩、石龙等大中型铜矿之后,最新发现的异源异体的姊妹矿,也是地质工作者进行资料的二次开发,实物资料的再利用,从而实现找矿突破的结果。

4.带动周边地质找矿工作

红泥坡铜矿的发现,打破了以往认为在本区拉拉式铜矿床找矿突破着重围绕中部火山旋回(落凼组)进行的固定思维,扩大了区域找矿空间,将为重新认识拉拉地区铜矿找矿提供重要支撑。目前,区内的上部、中部、下部的三次火山旋回分布地层范围,拟定列入第三轮矿产资源规划区内。这在地质找矿理论支撑方面起到很大的推动作用,必将带动周边地质找矿工作的更大突破。

五、 结论

拉拉地区几十年的矿区地质勘探及科研工作,一直沿袭同一层位找矿的观点,明显缺乏思路拓展。对面找矿瓶颈,重新开发实物地质资料,采用岩性组合还原地质事件的方法,重新划分地层、梳理控矿构造,确定新地层的含矿性,进而在拉拉铜矿外围取得了重大找矿突破。红泥坡铜矿的发现过程实际上也是就矿找矿的突破过程,实物地质资料再利用在次过程中起到至关重要的作用,也是阶梯式找矿认识提升的过程。所以,在攻深找盲的地质发现过程中,应注重资料的再开发,特别是实物钻孔资料的完整保存及再利用。

参考文献

[1]和德锋, 钟宏, 朱维光, . 2010. 四川拉拉铜矿床赋矿层位变质沉积岩地球化学特征[J]. 地学前缘, 17(4): 218~225.

[2]孙燕, 舒晓兰, 肖源甫. 2006. 四川省拉拉铜矿床同位素地球化学特征及成矿意义[J]. 地球化学, 35(5): 553~559.

[3]张文宽, 文世涛, 杨本锦. 2009. 四川拉拉式铜矿床成矿远景及找矿预测[J]. 四川地质学报, 29(4), 415~417.

[4]张武鹏, 余璨, 李峰, . 2016. 四川会理红泥坡铜矿地质特征及找矿标志[J]. 有色金属工程, 6(2): 80~84.

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