复杂地质环境下的矿床地质特征及找矿预测

郭建新，刘会平

（河南省地矿局第二地质勘查院，河南 郑州 450000）

复杂地质环境下的矿床地质特征和找矿预测研究是区域成矿学领域的一个重要课题，也是矿床学研究领域的一个重点方向[1]。这是一门理论与实际相结合的科学，必须从理论和实践相结合来研究矿床特征。因此，只有注重理论知识的不断更新和矿床生产实践的检验，才能使复杂地质环境下的矿床地质特征和找矿预测研究真正成为多金属矿床找矿、预测的战略指导。

对复杂地质环境下的成矿预测方法研究在我国起步比较晚。20世纪70年代以来，在引进国外一些多金属矿床成矿规律和预测理论方法的基础上，我国在多金属矿床地质特征和找矿预测方面取得了长足的发展，形成了独特的成矿预测理论体系[2]。20世纪初期，苏联、美国和澳大利亚等国家对矿床的地质特征和找矿预测进行了深入的研究，作出了许多开创性的贡献。苏联学者于1919年采用重磁-综合性地球物理方法测定了库尔斯克磁的异常范围，取得了非常好的效果。1950年，苏联在列宁格勒全苏维埃地质学研究所建立了矿化规律研究机构，1971年出版了全苏维埃地质学1:250万地图。从20世纪50年代开始，哈萨克斯坦科学院院士就提倡编制矿床远景成矿规律图。成矿预测理论与方法随着矿产资源预测的发展而不断完善与提高。

1 复杂地质环境下的矿床地质特征

1.1 矿床氧化带特征

根据对复杂地质环境下矿床进行物相分析，结果显示出矿床存在的氧化作用非常强烈，矿床氧化带整体分布非常广泛且厚大。矿床氧化带的界面主要发生在矿区内部的地下潜水面以下的100m～200m之间，通常设定潜水面的平均标高为1801.5m，矿床氧化带界面较平，从上到北方向逐渐升高。23-2号线的矿床氧化带界面的标高一般在1600m～1650m之间，10-34号线的矿床氧化带界面的标高在1660m～1760m之间，42-74号线的矿床氧化带界面的标高大约在1770m～1970m之间。在矿床氧化带界面中，斜核低于翼面，矿床氧化带界面相对平缓起伏，总体来看比较平缓；其上界面一般呈90×10-2～95×10-2的氧化区，其氧化速率为85×10-2～95×10-2；下界面一般呈10×10-2～30×10-2的混合区，其氧化速率为10×10-2～30×10-2的混合区厚度为50m～58m之间；复杂地质环境下的矿体内原生、混合矿体划分非常困难，边界基本难以确定。

矿床氧化带的发育与复杂地质环境的矿体位置有很大关系，包括复杂地质的地形特征、岩石性质矿床构造特征以及地下水位等因素，盆地地形、洞穴发育区、向斜的斜端均有比较发育的矿床氧化带。例如，向斜的斜端，在矿段南部23～2号线之间。围岩-溶隙非常发育，岩石结构破碎，溶洞非常多。所以矿床氧化带的厚度较大，矿石氧化深度一般在250m～300m之间，且都是深埋。

矿床的氧化带在稳定的水位偏下100m～200m。氧化带的实际深度与现代地下水位的稳定性没有太大的关系，而与历史上地下水位稳定性的动态变化是密切相关的。矿区氧化界面与地表线、潜水面及隔水层界面关系如图1所示。

复杂地质环境下的矿床中，第Ⅱ、Ⅲ矿带的矿体都位于氧化带界面以上，属于氧化性矿石。I-2PB矿带的I-2PB矿体位于氧化带界面附近，只有一部分位于氧化带界面以上，是一种氧化性矿床，少部分位于氧化带界面以下，矿石的氧化速率一般在10×10-2～30×10-2（矿石的硫铅比在71×10-2～90×10-2）之间，属于混合型矿床，矿区内原生硫化矿极少。氧化性矿石通常呈黄褐色，肉眼可见的疏松破碎状，主要表现为土质、粉质或者蜂窝状，只有极少数为块状。菱铁矿主要氧化为褐铁矿，方铅矿主要氧化为铅和方铅矿。大部分混合物保留了原矿床的结构，呈淡黄色或者杂色，并呈现出浸染状、棱角状、结节状及带状。其中方铅矿和菱铁矿为主要矿石矿物，黄铁矿、褐铁矿和方铅矿含量明显下降，呈交代残留结构。

图1 矿区氧化界面与地表线、潜水面及隔水层界面关系

1.2 矿床构造特征

矿床构造运动在复杂地质环境下经历了三个阶段。三个阶段的运动轨迹相互干扰，相互制约，形成了一系列形状复杂、轴向变化以及不同尺度的褶皱构造和断层构造。

矿床一期以近南北方向的褶皱为主要地质特征，是构成赞皇隆起主构造格架的线状褶皱。复杂地质环境下的矿区主要表现为斜向型，矿区褶皱第一阶段是斜向型二次褶皱。主要有：上逆背斜、西逆背斜、向斜以及逆背斜。其走向多为340°～350°之间，大多数都属于“缓斜型褶皱”，向斜是这一时期的主要地质构造。

矿床二期是建立在矿床一期基础上的褶皱，轴线呈东西走向。在矿床二期由于褶皱作用形成了矿区的主要构造—环状斜面。二次构造的作用使矿区矿带呈北东-北西-南北-北北东月形分布。矿床二期的构造为复杂地质环境下矿区南端的褶皱系、北端的西丘褶皱系及通化褶皱系。矿井内东面山梁上的一系列褶皱也是矿床二期构造的产物。

矿床三期构造特征是与地层走向斜交的开放式褶皱。两个矿段交界处的第一期褶皱相互倾斜。矿区回采巷道内矿层及其围岩沿走向存在明显的起伏褶皱。采场纵剖面图中，由于这一时期的褶皱作用，造成了地层分段边界和矿层弯曲起伏。出现层位划分，矿层弯曲，下倾的现象；矿床三期褶皱铰链的方向在东北方向大约是20°～30°，轴面基本垂直。该时期褶皱的强度和幅度虽不如前两个成矿时期，但因与矿物质的密切关系而受到重视。在此期间，由于地质构造作用的影响，矿床发生波动，在波动转折处明显增厚。

2 复杂地质环境下的矿床找矿预测

复杂地质环境下矿床的找矿预测是一个具有很强探索性和实用性的系统工程。在地质研究的基础上和相关成矿理论的指导下，对复杂地质环境的矿床地质特征进行了详细的分析，并利用相应的技术方法和手段进行了验证，从而提高了找矿预测的科学性和准确性。在现代找矿中，复杂地质环境条件下，寻找埋藏大、难以识别的矿床具有重大的理论意义和应用价值。

复杂地质环境下的多金属矿在对成矿特征研究的基础上，结合复杂地质环境下矿床地质特征，通过矿床工程验证，重新认识和总结了复杂地质环境下的成矿规律，拓展了找矿预测的验证过程。矿床的发现，对其它矿段的找矿工作具有一定的指导意义。

矿床找矿预测步骤如下：

步骤1：在矿区范围内选择岩体和地质构造分布有利的成矿地区；

步骤2：确定地表多金属的成矿预测直接标志；

步骤3：异常矿带中出现局部异常的区域可以直接进行找矿；

步骤4：围绕成矿中心寻找多金属矿床；

步骤5：在成矿中心附近确定褶皱构造发生的位置，为矿床中的矿物质提供了赋存空间；

步骤6：在找矿靶区内采用高精磁法来测量，出现正磁异常的成矿地带，说明存在磁性地质体，结合高精磁法的测量结果，帮助了复杂地质环境下的矿床找矿预测。

从理论研究层面上讲，这些勘探判据在矿床预测区出现的次数越多，越有可能发现一个矿床或一个隐伏矿体。预测准则不一定是在一个区域内同时出现的，但是它不会影响到一个区域内实际的找矿预测。只有掌握了主要的找矿信息，才能对找矿预测区作出准确的评价。

3 结束语

本文提出了复杂地质环境下的矿床地质特征及找矿预测，在矿床氧化带特征和矿床构造特征两个方面，研究了复杂地质环境下的矿床地质特征，结合矿床的找矿预测研究，实现了本文的研究，从而降低了矿产资源的开采难度。