劉軻琪，居維偉，肖 娥

(1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八九隊，江蘇 南京 210007；2.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇 南京 210007)

0 引 言

石碭山銅礦地處長江中下游鐵銅成礦帶寧鎮(zhèn)鐵銅成礦遠景區(qū)，2005—2015年共進行了4期普查至詳查工作，2009—2016年進行了4期生產(chǎn)勘探工作。經(jīng)多年開采，石碭山銅礦Cu①號主礦體的主體已開采結(jié)束，積累了豐富的地質(zhì)勘查和采礦資料，為檢驗前期勘查工作類型劃分、方法手段、工程間距選擇等的合理性，分析探采不同階段的礦體形態(tài)、規(guī)模認識、控制程度及資源儲量估算的誤差率提供了依據(jù)。選擇具有代表性的-300 m標高以上Cu①號主礦體，對地質(zhì)勘查和采礦資料進行對比，并計算其中的誤差，查明產(chǎn)生的原因(劉林等，2001；陳平等，2007；胡新付等，2011；謝富康，2017；鄭凱，2020；鄭瑞瑞等，2020)，為今后該礦床深部及類似礦床的勘查及開采提供借鑒。

1 礦區(qū)概況

石碭山銅礦位于江蘇句容寶華鎮(zhèn)栗莊村南側(cè)，寧鎮(zhèn)龍?zhí)丁獋}頭背斜南翼。區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，斷裂構(gòu)造發(fā)育，礦產(chǎn)資源豐富。

該區(qū)的地質(zhì)工作主要開展于1957—1974年，2005—2015年又陸續(xù)開展了一系列地質(zhì)勘查工作(高紀南，1964；邵廣喜，1966；徐忠發(fā)，2005；劉小胡等，2008；張珍玉等，2014；居維偉等，2017)。2009年石碭山礦區(qū)進入開發(fā)階段，在生產(chǎn)開采過程中，依據(jù)原有普查(徐忠發(fā)，2005)和詳查(劉小胡等，2008)鉆探工程資料，采用坑內(nèi)鉆探進行生產(chǎn)勘探補充控制，工程間距為(25～30)m×(11～30)m，開采范圍在22線—26線之間，標高在-100～-180 m之間，主要開采Cu①號礦體的含銅磁鐵礦礦石。隨著生產(chǎn)勘探和采礦工程的揭露，礦體特征、資源儲量及開采技術條件等均發(fā)生了變化。

2 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)出露地層有志留系高家邊組、墳頭組，上泥盆統(tǒng)五通組，石炭系高驪山組、黃龍組、船山組，二疊系棲霞組、孤峰組、龍?zhí)督M，下-中三疊統(tǒng)青龍群及第四系。礦區(qū)位于薛家村倒轉(zhuǎn)背斜之北翼，為一近東西走向、總體南傾的單斜構(gòu)造，斷裂較發(fā)育，區(qū)內(nèi)巖漿巖以石英閃長斑巖為主(圖1)。

圖1 石碭山礦區(qū)地質(zhì)簡圖1-第四系；2-下-中三疊統(tǒng)青龍組第三層；3-下-中三疊統(tǒng)青龍組第二層；4-下-中三疊統(tǒng)青龍組第一層；5-上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M；6-上二疊統(tǒng)棲霞組第四段；7-上二疊統(tǒng)棲霞組第三段；8-上二疊統(tǒng)棲霞組第二段；9-上二疊統(tǒng)棲霞組第一段；10-石英閃長巖；11-石英閃長玢巖；12-閃長玢巖；13-花崗閃長斑巖；14-閃長斑巖；15-白崗巖；16-煌斑巖；17-石英脈；18-石榴石透輝石矽卡巖；19-矽卡巖；20-實測/推測地質(zhì)界線；21-勘探線及編號；22-完工鉆孔及編號；23-平硐；24-采礦權范圍Fig. 1 Geological sketch of the Shidangshan mining area

石碭山礦區(qū)銅多金屬礦體主要受超覆的石英閃長巖與石炭—二疊紀碳酸鹽巖接觸帶控制，為矽卡巖型礦床，共5個礦體，規(guī)模均較小。其中Cu①為主礦體，分布于22線—27線之間，長300 m，寬130 m，視厚度為1～10 m，礦體平面形態(tài)有2組方向，即NE68°和SE145°，總體形態(tài)為一倒L形，2組方向的礦體呈直角拐彎相連；剖面上礦體頂部傾向NNW，傾角平緩，10°～20°，中上部弧形急轉(zhuǎn)，傾角變陡傾，近于直立，下部逐漸傾向SW，傾角亦陡傾(圖2)。有用組分主要為金屬銅，Cu平均品位為0.73%，品位變化系數(shù)為33.35%；共生鐵礦TFe平均品位為39.73%，品位變化系數(shù)為17.77%；其余伴生礦主要為Mo、Au、Ag、S。

圖2 石碭山礦區(qū)23線地質(zhì)剖面Cu①號礦體開采前后對比圖1-第四系表土層；2-黃龍組、船山組灰?guī)r(大理巖)；3-石英閃長斑巖；4-煌斑巖脈；5-閃長玢巖；6-矽卡巖；7-實測地質(zhì)界線；8-鉆孔剖面位置及開孔傾角；9-施工巷道及編號；10-原詳查報告銅礦體位置及編號；11-未開采銅礦體位置及編號；12-已采空銅礦體位置及編號；13-Cu平均品位及見礦視厚度；14-采樣位置及樣號Fig. 2 Comparison before and after No. Cu① orebody exploitation in geological section of Line 23 of the Shidangshan mining area

礦石類型以矽卡巖型含銅磁鐵礦石為主。金屬礦物以磁鐵礦、黃銅礦為主，次為磁黃鐵礦、黃鐵礦；脈石礦物以透輝石為主，次為方解石、綠泥石、石榴子石、石英等。

礦石礦物主要為黃銅礦礦石，主要有用組分為Cu、Fe、Mo；伴生有益礦產(chǎn)為Mo、Au、Ag等。

石碭山銅礦床綜合開采技術條件屬于以工程地質(zhì)條件為主的Ⅱ-2類型，勘查類型是以坑探工程為主的第Ⅲ勘查類型偏復雜型。

3 勘探與開采參數(shù)對比

主要針對石碭山礦區(qū)(標高-300 m以上)Cu①主礦體進行對比研究，將截至2016年12月底開采出的資源儲量與相應位置地質(zhì)詳查所獲得的資源儲量進行對比，生產(chǎn)勘探和開采后確定的構(gòu)造、礦體特征、開采技術條件、礦體資源儲量等參數(shù)對比情況如下。

3.1 構(gòu)造

居維偉等(2017)對石碭山礦區(qū)構(gòu)造及巖漿巖進行了簡述，因深部地質(zhì)情況復雜，探礦工程對構(gòu)造、脈巖控制程度不夠。經(jīng)開采和生產(chǎn)勘探證實，-100～-140～-180 m中段之間存在2條較大的近平行展布的破礦脈巖(閃長玢巖)和幾條細小煌斑巖。前2條破礦脈巖間距為60～65 m，局部膨大，脈巖走向NW325°，傾向NE，傾角較陡，達70°～75°，巖脈寬5～10 m，巖石局部裂隙較發(fā)育，有微弱導水現(xiàn)象。

閃長玢巖沿成礦后期構(gòu)造運動產(chǎn)生的裂隙侵入，具明顯的破礦作用，造成主礦體沿走向不連續(xù)，傾向上在24線造成了Cu①主礦體上下錯斷，但斷距不大，因此對礦山開采未形成太大影響。幾條規(guī)模較小的煌斑巖為礦區(qū)內(nèi)最晚期脈巖，切割了礦區(qū)所有地質(zhì)體，亦有較小的破礦作用。

后期脈巖的侵入同時帶來了一定的熱量，對礦區(qū)含銅磁鐵礦進一步活化富集以及鉬多金屬元素的富集起了一定的作用，表現(xiàn)為沿構(gòu)造裂隙及巖體中充填有品位較富的銅、鉬多金屬礦。

3.2 礦體特征

3.2.1 礦體重新劃分 礦山生產(chǎn)勘探和開采后對礦體進行重新劃分發(fā)現(xiàn)，原詳查報告23線—24線鉆孔控制的Cu①含銅磁鐵礦體與25線鉆孔控制的Cu②含銅磁鐵礦體(劉小胡等，2008)實為同一礦體，并被-140～-180 m坑道及坑內(nèi)鉆探等工程控制，且-180 m以下仍有延伸。

23線經(jīng)-180 m坑道及坑內(nèi)鉆探控制，Cu①號礦體已控制延伸至-220 m(圖2)。在其東側(cè)新發(fā)現(xiàn)的賦存于巖體內(nèi)部的Cu②號脈狀含銅磁鐵礦礦體與圍巖石英閃長斑巖界線清楚，為近于直立的脈狀礦體，屬巖漿晚期鐵銅礦漿沿構(gòu)造裂隙貫入而成的中高溫熱液充填型礦體。

原19線Mo③礦體改為Mo①。生產(chǎn)勘探和開采發(fā)現(xiàn)，原24線—26線鉆孔控制的Mo④號鉬礦體實際并非一條礦體，24線所見的鉬礦分別為矽卡巖型和后期熱液充填型，礦體厚度沿走向和傾向延伸很快尖滅，極不穩(wěn)定。僅25線-100 m坑道所見的Mo②鉬礦相對較為穩(wěn)定，呈透鏡狀產(chǎn)于巖體邊部的矽卡巖中，其傾向很快被后期閃長玢巖脈切斷。

3.2.2 主礦體特征變化 礦區(qū)Cu①號主礦體經(jīng)系統(tǒng)工程控制，走向上已延伸至25線以東，傾向上已控制到-230 m，礦體在-180 m以上傾向NE，在-180～-220 m之間趨于直立，在-220 m以下則傾向SW。

從礦體規(guī)模、品位、厚度及形態(tài)控制方面來看(表1、表2)，礦體長度誤差最大為24線，誤差率為-164.35%，總誤差率為-101.59%；品位誤差最大為23線，誤差率為-68.98%，總誤差率為-141.91%；厚度誤差最大為25線，最大誤差率為72.26%，總誤差率為16.22%；面積誤差最大為25線，最大誤差率為90.14%，總誤差率為95.22%；最大面積重合率為24線，總重合率為89.52%。以上數(shù)據(jù)表明，詳查時對礦體的總體規(guī)?？刂埔话?，局部控制不夠。

表1 石碭山礦區(qū)Cu①主礦體形態(tài)誤差對比Table 1 Comparison of morphological errors of No.Cu① main orebody in Shidangshan mining area

表2 石碭山礦區(qū)Cu①主礦體長度、品位、厚度變化對比Table 2 Variation comparison of length,grade and thickness of No.Cu① main orebody in Shidangshan mining area

3.3 開采技術條件

礦山自開采以來，裸露的水平巷道、豎井和天井均無坍塌、涌水、突水現(xiàn)象，僅局部掛網(wǎng)打錨桿；由于礦體小而富，產(chǎn)狀較陡，采空區(qū)兩側(cè)圍巖完好，水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件未發(fā)生明顯變化。

開采方式為井下開采，開采環(huán)境較好，探礦生產(chǎn)廢水循環(huán)利用、井下濕式作業(yè)、炮煙及噪音均得到了有效控制，對周邊環(huán)境影響不大。礦山開采前后環(huán)境地質(zhì)條件未發(fā)生變化。

3.4 資源儲量

由表3可知，礦區(qū)Cu①主礦體礦石量、金屬量和平均品位的絕對誤差分別385.17 kt、663.52 t、-0.575%，相對誤差分別為50.96%、12.06%、-78.77%。結(jié)果表明：石碭山礦區(qū)銅多金屬礦主礦體的探采誤差率較大，原因可歸納為下列3點。

表3 石碭山礦區(qū)Cu①主礦體資源儲量誤差對比Table 3 Resource reserves error comparison of No.Cu① main orebody by different geological methods in Shidangshan mining area

(1)地質(zhì)詳查(劉小胡等，2008)時，礦體主要為鉆探工程所控制，但總體工程量偏少，礦體控制程度一般，造成各勘探線上礦體的形態(tài)、規(guī)模與實際出入較大。

(2)礦體本身較復雜，因詳查時期受多種條件限制，勘探類型把握不夠準，勘探網(wǎng)度不夠密，故不能準確地控制礦體。

(3)詳查時鉆孔的品位與實際開采樣品的品位存在差異。

4 勘查工程合理性分析

4.1 工程間距、勘查類型

總的看來，礦區(qū)金屬礦體規(guī)模較小，礦體連續(xù)性差，礦石成分復雜，根據(jù)礦床成礦規(guī)律、礦體地質(zhì)特征，結(jié)合銅、鐵、金等相關地質(zhì)勘查規(guī)范，將該礦段劃分為第Ⅲ勘查類型偏復雜型。

地質(zhì)詳查(劉小胡等，2008)期間根據(jù)礦床的成因類型、礦體規(guī)模及其受構(gòu)造巖脈的影響度，將石碭山礦床的勘探類型劃為第Ⅲ類偏復雜型較為合理。

該礦床詳查控制工程間距為50 m×50 m，主要在普查(徐忠發(fā)，2005)的基礎上施工了23、24、25線-100 m穿脈及其沿脈，但總體上控制程度不足，對礦石中伴生的有益組分研究也不充分。

生產(chǎn)勘探階段，探礦中段間距為40 m，在各中段沿礦體走向布置刻槽采樣剖面，間距15～30 m不等，中段之間除原地質(zhì)詳查(劉小胡等，2008)鉆探工程外，還采用了坑內(nèi)鉆探進行生產(chǎn)勘探補充控制，工程間距局部達(25～30)m×(11～30)m，多采用垂直扇形孔探礦，局部采用水平方向扇形孔探礦。

礦山多年的生產(chǎn)實踐證明，生產(chǎn)勘探的工程間距對石碭山銅礦是可行的。

4.2 資源儲量估算方法對比

4.2.1 地質(zhì)詳查時的資源儲量估算方法 主要采用平行斷面法估算各塊段資源儲量，并采用地質(zhì)塊段法進行驗算。詳查所用的樣品基本分析結(jié)果及各類參數(shù)的確定都較為合理，驗算前后誤差不大。

4.2.2 生產(chǎn)勘探及開采后的資源儲量估算方法 剖面之間、中段之間(扣除巖脈影響)的礦體部分縱橫基本對應，相鄰剖面線、中段之間幾乎平行，可采用平行斷面法估算這些剖面之間礦體的資源儲量，并作礦體垂直縱投影圖劃分礦體分布的標高范圍。-180 m中段礦體厚度較大，品位較為穩(wěn)定，經(jīng)坑內(nèi)鉆探證實具有一定的延深，綜合考慮原有23—26線主剖面礦體連接情況以及因25線礦體產(chǎn)狀變化(拐彎)而布置的Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ線剖面坑道鉆孔控制的礦體情況，-180 m以下Cu①主礦體Ⅳ—Ⅱ線仍采用平行斷面法估算各塊段資源儲量；Ⅱ線—26線之間夾角為43°，采用不平行斷面法進行塊段資源儲量估算。

通過主礦體探采資源儲量對比發(fā)現(xiàn)，礦石量增加了50.96%，金屬量增加了12.06%，平均品位降低了78.77%。認為采礦時估算的資源儲量更接近礦體的真實儲量。

5 結(jié) 論

通過石碭山銅礦床石碭山礦區(qū)(標高-300 m以上)銅多金屬礦主礦體探采對比和分析，得出下列結(jié)論。

(1)原地質(zhì)詳查(劉小胡等，2008)對礦體的總體規(guī)模控制一般，局部控制不夠。因工作程度較低，礦床綜合研究存在一定的局限性，故后期根據(jù)礦區(qū)所有勘查工程縱橫剖面的系統(tǒng)控制及礦床成因?qū)ΦV體進行了重新劃分。

(2)原地質(zhì)詳查對勘查類型的劃分、勘查手段的選擇、勘查方法、工程間距等的認識基本合理，對礦體的總體認識基本正確。

(3)通過礦石量、金屬量和平均品位的對比，認為Cu①主礦體的探采誤差率較大，采礦估算的資源儲量更接近礦體的真實儲量。故原地質(zhì)詳查若能用坑探加以驗證，對礦床的認識相對會提高。