張建飛
(河北省地礦局第三地質(zhì)大隊(duì))
我國錳礦開采在1960 年達(dá)歷史最高水平,產(chǎn)量為350 萬t,以后逐漸下降,維持在120~300 萬t;礦石多為貧礦,富礦石緊缺,因此,每年需進(jìn)口50%以上。錳銀礦受到過往選冶技術(shù)限制,開發(fā)程度不足。近年來我國開采技術(shù)不斷進(jìn)步,錳銀礦的開采逐漸得到重視,并成為我國銀提取物的重要礦物來源之一。氧化型錳銀礦是河北省含銀錳銀礦類型之一,也是當(dāng)前階段被利用和開采的重要礦物類型。由于礦物學(xué)條件限制,河北省過往錳資源的勘探開發(fā)受限,大部分需求必須從其他部委、地區(qū)或外國購買。要在一定程度上改變這種被動狀態(tài),就要充分掌握錳銀礦資源的狀況,規(guī)劃錳銀礦資源的未來,尋找更好的錳銀礦資源,為河北省礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展提供條件。
據(jù)不完全統(tǒng)計,河北省發(fā)現(xiàn)并初步查明的錳銀礦床(點(diǎn))有48 處,其中除1 處達(dá)中型規(guī)模外,其他均為小型礦床或礦點(diǎn),見表1。上表錳銀礦總儲量為62.1萬t,均屬次火山熱液型,保有儲量13.9萬t。未上表的錳銀礦資源量為2 540.27萬t,其中海相沉積型2 056.05 萬t(2003 年的勘查成果),次火山熱液型482.02 萬t,沉積變質(zhì)型2.2 萬t,未上表的共(伴)生銀礦資源量為416 t。
省內(nèi)各種類型錳銀礦床皆有產(chǎn)出,其中規(guī)模較大、礦床數(shù)量較多的為海相沉積錳銀礦,有24 處,占總數(shù)的50%,資源量為2 056.05 萬t,占總量的79.01%;其次是次火山熱液和巖漿熱液型有16處,占總數(shù)的33.33%,資源量為544.12 萬t,占總量的20.91%;沉積變質(zhì)礦床1 處,資源量為2.2 萬t,占總量的0.08%;其他還有風(fēng)化礦床6 處,火山沉積礦床1處,均無儲量?,F(xiàn)將河北省各類型錳銀礦床與國內(nèi)外同類型錳銀礦的儲量比例對比列于表2。
從表2可以看出,沉積變質(zhì)型礦床在河北省所占比例明顯偏低,僅占0.08%。而熱液型錳銀礦床在河北省所占比例偏高,達(dá)20.91%。河北省沒有風(fēng)化型、火山沉積型錳銀礦床儲量。
初步探明的48 個錳銀礦中,中型礦床1 個,小型礦床10 個,礦點(diǎn)37 個。除秦家峪礦區(qū)的錳銀礦資源外,氧 化 礦(Mn15.44%)為159.68 萬t,原 生 礦(Mn11.13%)為1 852.67 萬t,其他探明小型礦床資源量僅2.2~482.2 萬t,礦石品位低。河北省的錳資源主要是貧礦,約98%的錳品位為11%~18%,只有約2%的錳品位為20%~39.80%。原生碳酸錳銀礦約占90%,氧化錳銀礦約占10%,存在多種有用元素組合。河北省錳銀礦床的主要有用元素組合一般原來4 種類型,即Mn-Ag 組合、Mn-B 組合、Mn-Co 組合和Mu-Fe 組合。錳銀礦中共生的銀、硼具有重要利用價值,有的甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同一礦床錳銀礦的經(jīng)濟(jì)價值[1]。
海相沉積礦床的含礦層位主要為中元古代長城系高峪莊組二段含錳粉砂質(zhì)、泥質(zhì)頁巖和粉白云巖,稱為薊縣型錳銀礦,其次為中元古代薊縣系鐵嶺組含錳白云質(zhì)灰?guī)r頁巖,上元古代青白口系金兒峪組含錳灰?guī)r,下馬嶺組含鐵錳石英砂巖。該類型礦床主要分布在冀東馬蘭峪背斜古大陸核外。北京和天津的行政區(qū)劃為遵化、遷西、興隆、寬城、承德、薊縣和平谷。河北省西北部張家口市赤城縣和淮安縣也有少量分布。該礦床是河北省錳銀礦的主要類型(點(diǎn))[2],已發(fā)現(xiàn)24 處礦床,占全省的50%。初步查明資源量2 056.05萬t,占全省資源量的79.01%,如西遷秦家峪礦區(qū)、薊縣東水廠礦區(qū)等。根據(jù)巖漿作用的深度和性質(zhì),熱液錳銀礦床可分為以下3類。
(1)中深層巖漿熱液型。燕山期中深成巖花崗巖侵入圍巖含錳白云巖構(gòu)造破碎帶(主要為高峪莊組、鐵嶺組),共有礦點(diǎn)6處,分布于冀東淮安縣、涿鹿縣、宣化縣、寬城縣和邯鄲市涉縣。并存在沒有經(jīng)過驗(yàn)證的資源,如淮安縣西七屯。
(2)次火山熱液型。燕山期淺成—超淺成石英斑巖、花崗斑巖、正長斑巖、長城系高峪莊組白云巖、薊縣系霧迷山組、侏羅系后城組凝灰質(zhì)雜巖、流紋巖熔融凝灰?guī)r、白灰色角礫巖,張家口組、吳家山組主要分布在張家口市涿鹿縣、陽原縣、宣化縣境內(nèi),共有7處礦床,也是河北省主要錳銀礦類型之一。探明上表儲量62.1萬t,占全省上表儲量的100%。如果將以上未列出的資源包括在內(nèi),則占全省資源總量的20.91%,如涿鹿香光、宣化樣田等。
(3)火山熱液型。礦體賦存于上侏羅統(tǒng)張家口組流紋巖和白旗組凝灰?guī)r角礫巖中,分布于承德市威昌縣、張家口市崇禮縣。有3 個礦點(diǎn)沒有探明儲量,比如威昌縣的滿漢溝。目前,河北省僅發(fā)現(xiàn)1 個小型礦床,即靈壽縣龍?zhí)餃襄i銀礦,礦體賦存于上太古宙五臺群半峪口組變質(zhì)砂巖、片巖中,探明資源量占全省資源總量的0.08%。
風(fēng)化型礦體賦存于高峪莊組含錳白云巖和侏羅系雞峪山組凝灰?guī)r的層間和裂隙中,比如淮安縣的連家寨。風(fēng)化殘余礦體賦存于中侏羅世高峪莊組含錳白云巖和薊武山組安山巖、安山巖塊體上的第四紀(jì)殘余沉積物中,如蔚縣西行岑。河北省有5處風(fēng)化錳銀礦點(diǎn),僅發(fā)現(xiàn)1 處火山湖相沉積類型,分布于平泉縣廟溝。礦體賦存于侏羅系九龍山組火山碎屑巖中,規(guī)模小,沒有成熟的資源。
日本侵華期間,為了進(jìn)行掠奪性開采,在河北省一些礦區(qū),特別是冀東進(jìn)行了一些錳銀礦勘查。1949 年前,舊中國很少進(jìn)行錳銀礦地質(zhì)勘查。1949年后,隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,一些地勘單位在全省(包括北京、天津)進(jìn)行了不同程度的錳銀礦勘查。20 世紀(jì)50—60 年代初,是河北省錳銀礦勘查的第一次高潮。華北地質(zhì)局111 隊(duì)先后勘查了薊縣、平谷、黔西、遵化、興隆等地的錳銀礦,227 隊(duì)勘查了房山、義縣、淶水等地的錳銀礦,地質(zhì)部112 隊(duì)、211 隊(duì)、224隊(duì)勘查了涿鹿等地的錳銀礦及張家口的淮安和陽原。這些地質(zhì)調(diào)查確定了已探明錳銀礦的分布格局,并獲得了少量儲量。在經(jīng)歷了20 世紀(jì)60 年代錳銀礦勘查的低潮后,新一輪的錳銀礦勘查工作于70年代開始。河北省第三地質(zhì)隊(duì)和516 冶金隊(duì)在涿鹿縣張家口地區(qū)的祥光、小南口、樣場、徐家窯、上井溝、黑山寺等錳銀礦區(qū),采用綜合地質(zhì)、物化探手段進(jìn)行了普查評價。不僅獲得了61.2 萬t 的上市錳銀礦儲量和525.72 萬t 的非上市資源,而且在這些礦床中發(fā)現(xiàn)了錳銀礦和銀礦共生關(guān)系,其中銀符合工業(yè)要求,前景廣闊。與此同時,原河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局地質(zhì)十隊(duì)在薊縣東水廠礦區(qū)進(jìn)行勘探,不僅初步探明錳銀礦資源49.2 萬t,而且發(fā)現(xiàn)了錳方石英與錳銀礦伴生有益元素Mn-B 組合的新信息,為錳硼綜合找礦提供了新的找礦前景。1983 年至90 年代初,河北省第三地質(zhì)隊(duì)和河北省地質(zhì)勘查院對祥光錳銀礦區(qū)進(jìn)行了普查和詳查,在三大礦脈北段獲得33.35 萬t 錳銀礦儲量,估算258 t銀礦儲量。
2003—2004 年,河北省地質(zhì)勘查局第二地質(zhì)大隊(duì)在遵化縣姚家峪、沁家峪、黔西縣東溝峪(統(tǒng)稱沁家峪錳銀礦區(qū))進(jìn)行了錳銀礦普查。初步查明礦區(qū)內(nèi)自東向西延伸的高峪莊二段錳銀礦床長達(dá)12 km,探明錳銀礦資源量為2 012.35 萬t,為中型錳銀礦,開創(chuàng)了河北省錳銀礦勘查的新局面。
通過多年的錳銀礦勘查,全省已發(fā)現(xiàn)有意義的錳銀礦(點(diǎn))48 處,其中詳查或近詳查5 處,普查17處,預(yù)調(diào)查26處。目前,全省開展錳銀礦綜合研究的項(xiàng)目較少。20 世紀(jì)50 年代,沈慶榮、廖大聰在《燕山震旦系地層與震旦系沉積礦物》一文中,首次提出河北省壯族組含錳層以上有錳銀礦,稱為薊縣型錳銀礦,鐵嶺組下部錳銀礦(鄰近遼寧瓦房型錳銀礦)和下馬嶺組含錳層。這些發(fā)現(xiàn)和觀點(diǎn)對河北省今后的錳勘查具有一定的指導(dǎo)意義。1983 年,河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局綜合研究組對成礦地質(zhì)條件進(jìn)行了詳細(xì)研究,在《冀北中元古代長城系高峪莊組成礦條件及該層位錳銀礦、黃鐵礦等礦物形成的科學(xué)研究報告》中,對其分布富集規(guī)律及找礦方向進(jìn)行了研究和探討,具有一定的參考價值。1986 年,河北省區(qū)域調(diào)查隊(duì)在《河北省京津地區(qū)礦產(chǎn)總結(jié)》中對該省錳銀礦進(jìn)行了初步總結(jié),提出了河北省錳銀礦的5 種成因類型:海相沉積型、熱液型、沉積變質(zhì)型、湖相沉積型和風(fēng)化殘積型。1994 年,河北省地質(zhì)勘查院張家口工作部全面總結(jié)了湘光、上井溝、黃山等地錳銀礦床的區(qū)域成礦背景、礦田及地質(zhì)特征,在《河北省涿鹿縣祥光錳銀礦田大型成礦預(yù)測報告》中,利用地質(zhì)、物理、化學(xué)、遙感等綜合信息,探討了該區(qū)綜合信息找礦模式,并對該礦床進(jìn)行了定性成礦預(yù)測。
全面、系統(tǒng)地收集全?。ê苓吺∈校┧绣i銀礦相關(guān)資料,主要包括全省所有錳銀礦區(qū)的詳查、普查報告和礦產(chǎn)(含錳銀礦)綜合普查報告,全省錳銀礦區(qū)域綜合研究成果,與本省錳銀礦勘探有關(guān)的物理、化學(xué)、遠(yuǎn)程和區(qū)域調(diào)查結(jié)果,礦區(qū)開發(fā)利用資料及選礦試驗(yàn)結(jié)果。國內(nèi)外有關(guān)錳銀礦的文獻(xiàn)較多,本研究通過對各種資料的綜合整理和深入研究,對全省錳資源現(xiàn)狀、控礦因素、成礦規(guī)律、礦床類型、資源遠(yuǎn)景預(yù)測、礦石可選性等重要內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)論述,并進(jìn)行了全面的調(diào)查和評價[3]。
分別進(jìn)行一般檢查、簡單調(diào)查和重點(diǎn)調(diào)查。一般來說,在閱讀和分析礦區(qū)所有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對礦區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。觀察礦床的宏觀特征,包括控礦因素、礦體產(chǎn)狀特征、礦床規(guī)模、產(chǎn)狀、形狀、礦石類型、質(zhì)量、潛在遠(yuǎn)景等,主要通過現(xiàn)場觀察獲得感性認(rèn)識,一般不投入更多具體工作。如有必要,采取少量樣本或進(jìn)行一些探索性觀察。本次簡單調(diào)查是在原有勘查工作的基礎(chǔ)上,結(jié)合部分具有一定開發(fā)前景的礦區(qū)(主要分布在張家口地區(qū))勘查思路進(jìn)行。根據(jù)已知礦體的分布、富集規(guī)律和遠(yuǎn)景發(fā)展,對成礦有利的遠(yuǎn)景地段進(jìn)行詳細(xì)地地質(zhì)觀測,并通過剖面測量進(jìn)行簡單地調(diào)查評價、取樣測試、老洞清理等,少量地表裸露、地質(zhì)調(diào)查等方法[4-6]。以冀東黔西縣秦家營錳銀礦床(海相沉積礦床)為重點(diǎn)調(diào)查礦區(qū)案例進(jìn)行調(diào)查評價。河北省地勘局第二地質(zhì)大隊(duì)于2003 年對遷西縣秦家營錳銀礦進(jìn)行了普查,并于2004 年提交了遷西縣秦家營礦區(qū)及周邊錳銀礦普查報告。
2.2.1 秦家營錳銀礦床普查工作及工程布置
該錳銀礦為中型海相沉積錳銀礦床,礦體形態(tài)簡單、規(guī)模大、礦層比較穩(wěn)定,礦床類型確定為Ⅰ~Ⅱ類型,采用400 m×200 m網(wǎng)度探求332資源量,(400~800)m×200 m 網(wǎng)度探求333+334 資源量。勘探線Q73~Q34,方位為0°~180°,Q73以西為90°~270°,Q34以東為20°~200°
2.2.2 普查工作質(zhì)量評述
(1)探槽。按400~800 m 間距施工探槽,探槽揭穿全礦層、深度達(dá)到基巖面以下。
(2)鉆探。采用小口徑金剛石鉆進(jìn),孔徑為91~75 mm,施工鉆孔7個,總進(jìn)尺891.56 m。巖心采取率為79.96%~95.7%,礦心采取率為85.78%~100%。
(3)機(jī)掘坑道。在Q12線東施工了PD1平硐,進(jìn)尺73.6 m,規(guī)格為1.60 m×1.80 m。
2.2.3 地質(zhì)填圖及質(zhì)量評述
(1)地質(zhì)剖面。實(shí)測地質(zhì)剖面,羅盤、皮尺測量,比例尺1∶1 000。
(2)1∶1 萬地質(zhì)測量。采用追索法和穿越法相結(jié)合,野外定位用地形、地物和羅盤。
(3)1∶2 000 地質(zhì)測量。底圖為1∶1 萬地形圖放大、測量儀器定位。
2.2.4 采樣化驗(yàn)及質(zhì)量評述
刻槽取樣規(guī)格為(10 cm×2 cm)~(5 cm×3 cm),巖心為1/2 劈樣,樣長0.80~4 m。分析項(xiàng)目為Mn,抽取部分副樣分析Fe、P、SiO2。樣品分析內(nèi)檢合格率為98%,外檢合格率為97%。
2.2.5 主要完成工作量
(1)1∶1萬地質(zhì)測量:10 km2。
(2)1∶2 000地質(zhì)測量:1.5 km2。
(3)槽探:2 467 m3。
(4)機(jī)掘硐探:73 m。
(5)鉆探:7個鉆孔,合計891.56 m。
(6)基本分析樣:608件。
(1)全省錳銀礦勘查程度較低。在已發(fā)現(xiàn)的48個錳銀礦(點(diǎn))中,有5 個已達(dá)到詳細(xì)調(diào)查水平(其中天津有2 個)。90%的礦區(qū)僅為普查或預(yù)調(diào)查,包括一些大型和有前景的礦區(qū)。此外,以往對礦床中共生有益元素銀、硼、鐵的綜合利用與評價不夠重視。這些問題導(dǎo)致礦產(chǎn)資源嚴(yán)重短缺,危及礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)調(diào)查,目前探礦權(quán)的設(shè)定是以原國家出資的探礦成果為基礎(chǔ)的,雖然取得了巨大成就,但大多是對以往地質(zhì)工作資料的二次開發(fā),屬于“老首都”類型。風(fēng)險調(diào)查的實(shí)際投入并不多。投資者看重礦產(chǎn)勘探成果開發(fā)的收益,對高風(fēng)險商業(yè)礦產(chǎn)勘探過程不感興趣。從勘探資金的礦產(chǎn)投資來看,能源礦產(chǎn)(主要是煤炭)、貴金屬礦產(chǎn)和有色金屬礦產(chǎn)所占比例較高。從中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的角度來看,對資源的強(qiáng)烈需求將長期存在。因此,資源開發(fā)的步伐將越來越快。僅僅依靠過去遺留下來的家庭財富很難滿足可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。因此,如何鼓勵和促進(jìn)適當(dāng)規(guī)模的資金投資于新礦區(qū)的勘探,是關(guān)系到礦產(chǎn)資源可持續(xù)供應(yīng)的一個重要問題。
(2)雖然已對各類錳銀礦進(jìn)行了選礦試驗(yàn)并取得了一定成果,基本滿足詳細(xì)勘察和普查階段對礦石可選性的要求。如果想實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的正式挖掘和利用,或還有很大的差距。如錳銀礦和錳硼礦的分離和綜合回收,選礦、冶金加工和產(chǎn)品制備的工藝流程和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等需要通過擴(kuò)大試驗(yàn)研究來解決。此外,探明儲量最大的秦家峪礦區(qū)是一個難選礦石,應(yīng)努力解決選礦問題。
(1)加強(qiáng)勘探,明確主方向,首先要圍繞全省兩大成礦遠(yuǎn)景區(qū)的4 個A 級預(yù)測區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步勘探。河北省西北光預(yù)測區(qū)具有良好的找礦前景。除錳外,還可綜合利用銀、金、鉛、鋅和銅,其中以銅為主。根據(jù)礦床特點(diǎn),采用地質(zhì)、物化、遙感等綜合找礦方法進(jìn)行找礦。在小南口樣場預(yù)測區(qū),加強(qiáng)樣場礦區(qū)的勘探尤為必要。礦區(qū)礦產(chǎn)資源規(guī)模大,預(yù)計遠(yuǎn)景資源量可達(dá)1 000 萬t 以上,為錳鐵共生,具有利用價值(鐵平均品位32%)。目前僅用于地表評價,深部控制宜采用鉆孔。冀東秦家峪—馬蹄峪預(yù)測區(qū)探明錳資源量最大,達(dá)2 000 多萬t。錳銀礦類型單一,但約90%的原生礦為低品位(Mn11%左右),目前難以利用。因此,在秦家峪礦區(qū),有必要圈定貧礦中較富的礦體,繼續(xù)對礦區(qū)姚家峪、東溝峪段進(jìn)行深部控制。該區(qū)應(yīng)廣泛尋找較富的氧化礦。
(2)隨著勘查程度的提高和礦床開發(fā)利用的需要,選礦試驗(yàn)水平和規(guī)模將相應(yīng)提高,選礦、冶金加工和產(chǎn)品制備工藝將進(jìn)一步完善,提高選礦回收率和綜合利用率,為礦床的開發(fā)利用提供更可靠的選冶技術(shù)保障。
加強(qiáng)礦產(chǎn)資源管理和保護(hù)完善礦產(chǎn)資源法律管理制度;搞好礦山秩序的管理和整頓,依法治礦,合理穩(wěn)產(chǎn),停止濫采,嚴(yán)格杜絕礦產(chǎn)資源開發(fā)中的浪費(fèi)現(xiàn)象。加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)宣傳,最大限度地減少采礦生產(chǎn)對環(huán)境的污染,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。