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[摘要]简要介绍了岩心钻探技术的发展概况,对伊斯坦鑫山磁铁矿地质环境进行了描述,并叙述了岩心钻技术在伊斯坦鑫山磁铁矿勘探中的应用。
[关键词]岩心钻 伊斯坦鑫山 勘探
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-4-171-2
重庆重钢矿产开发投资有限公司控股的亚洲钢铁控股有限公司旗下拥有伊斯坦鑫山磁铁矿。伊斯坦鑫山磁铁矿项目是一个新建开发项目,位于西澳洲中西部地区的吉布森山,距离西澳洲首府珀斯东北大约350公里,靠近大北高速公路,距离吉拉尔顿港口东南280公里。按照推进伊斯坦鑫山磁铁矿项目建设的要求,为了摸清矿床的矿化范围,给项目提供准确的规划;勘探取得样品后,通过一系列岩土力学实验,获得岩土力学方面的数据,为采矿设计提供岩石力学方面的支持;通过一系列选矿实验,获得选矿方面的数据,为选矿设计提供参数选取的支持。2008年至2013年期间,在伊斯坦鑫山磁铁矿采矿区域内进行了岩心钻探勘探工作。
1岩心钻探技术的发展概况
18世纪中叶出现了岩心钻机和天然金刚石钻头。19世纪末的钻机是转速不高的人力给进钻机。20世纪中,液压技术开锁用于钻机的给进系统,具有多种调速范围的变速箱也开始应用与岩心钻机。从20世纪六七十年代起,随着液压传动技术的发展和液压元件质量的提高,出现了全液压驱动和控制的动力头式钻机,从此,岩心钻探进入了一个新时代。
通过一百多年的发展,岩心钻机由早期的机械传动手把给进钻机到机械传动液压给进立轴钻机发展到尽头的全液压动力头钻机以及自动化、智能化地质岩心钻机。同时,孔底动力钻具(潜孔锤、螺杆钻、涡轮钻、孔底电钻)也从发明到发展,至今已具有一定水平。从1862年天然金刚石用于制造金刚石钻头岩心钻头方法问世;1899年发明了铁砂(钢粒)钻进;1916年硬质合金开始用于钻头;1954年世界第一颗人造金刚石制造成功并用于制造金刚石钻头。人类经历天然金刚石表镶钻头钻探时代,铁砂、钢粒和硬质合金钻探时代,人造金刚石孕镶钻头钻探时代至今到了人造复合硬质材料钻探时代。
2伊斯坦鑫山磁铁矿地质环境
伊斯坦鑫山磁铁矿隶属于吉布森山,吉布森山铁矿床位于西澳洲莫奇森省的南端,太古代伊尔干克拉通(Yilgarn)花岗岩-绿岩带的最西端。这里富含铁质的岩石形成了大约10公里长北西走向的丘陵山脉,高度超过平坦起伏平原150米。
它们赋存于形成区域层基底的大约 30亿年前的古老卢克溪群。该群大约10公里厚,整个区域范围内呈现非常规则的“层叠”地层,含有富镁和拉斑玄武岩的莫罗里玄武岩(Murrouli)夹层,为出露的最古老地层。其上覆盖与石英-赤铁矿条带含铁构造(BIF)互层的Golconda组,以及靠近顶部夹长英质火山岩的广阔玄武岩Gabanintha组。
最上部单元为卢克溪群Windaning组,主要由长英质火山碎屑岩与碧玉条带含铁构造互层构成。吉布森山铁矿床赋存于该组中,该组被农民山(Mount Farmer)群不完全整合覆盖。
这些层序受到共计5次变形作用的影响,造成吉布森山地区主要呈现近垂直的倾角。吉布森山剪切带通过铁矿床的东部,向北进入区域规模的磁铁山复合剪切带。
吉布森山地区的露头一般位于一系列低矮丘陵的峰峦部位,大部分走向向北,局部受到扰乱。被搬运的土壤和铁质岩屑覆盖周围的平原,在地形最低处形成盐湖。地表露头深度风化并强烈铁质化。
丘陵顶部形成抗风化的碧玉铁质岩,包含条带赤铁矿和燧石,表现为深部条带含铁构造(BIF)的风化产物。近垂直条带含铁构造的风化造成矿床上部的磁铁矿被分解。深达40-80米的主要铁氧化物矿物为赤铁矿、针铁矿和褐铁矿。氧化带内,铁镁硅酸盐氧化为褐铁矿和粘土矿物。风化地层内的燧石未受影响,在地表部分呈现为碧玉内的燧石带、条带状燧石-赤铁矿和条带状燧石褐铁矿岩石。新鲜条带含铁构造与氧化带的交界处形成混合的“过渡带”,这里的磁铁矿大部分未受影响或仅轻微赤铁矿化,而硅酸盐矿物则全部或部分风化成粘土。全部燧石和硅酸盐一般受部分风化沾染为褐色。条带含铁构造内的磁铁矿呈现富集的条带、透镜体和在绿泥石、绿泥石和其他铁镁硅酸盐或燧石或以上三种混合物中的浸染分布。碳酸盐和黄铁矿的分布包含较大,一般含量很低。
磁铁矿资源赋存于一系列条带含铁构造山岭处,延伸超过10公里。其中的一些山岭起了土名,如伊斯坦鑫山、铁山和吉布森山。
3岩心钻探技术在伊斯坦鑫山磁铁矿勘探中的应用
岩心钻孔技术在伊斯坦鑫山磁铁矿勘探中曾做出过重要贡献而且还将发挥重要作用。自1962年以来,伊斯坦鑫山磁铁矿在探明储量的过程中,均不同程度地采用了岩心钻探技术。岩心钻探技术为保证伊斯坦鑫山磁铁矿项目的矿产资源供应做出了重要贡献。
伊斯坦鑫山磁铁矿项目,2005年以来进行过三次岩心钻探工程,一次在2008年(6个金刚石钻孔),第二次是2010-2011年(12个金刚石钻孔、8个专门进行选冶试验)。10个进行资源勘探的钻孔主要目的是提高矿化“范围”内的置信度,进行项目的战略规划。钻孔布置的剖面标称间距400米,对标高0米以下的深度(大约地表以下400米)进行探查,穿过一个厚大的完整含铁建造。在这一阶段的工作中根据情况尽量采纳了伏里谢夫的建议(2005年),并按照JORC 2004的指导进行了进一步的改进。第三次是在2012年至2013年(7个金刚石钻孔),5个岩心钻探的钻孔主要目的是通过一系列岩土力学实验,获得岩土力学方面的数据,为采矿设计提供岩石力学方面的支持;2个岩心钻探的钻孔主要目的通过一系列选矿实验,获得选矿方面的数据,为选矿设计提供参数选取的支持。
在这三次的岩心钻钻孔作业工程中,硬岩矿业咨询公司(Hardrock)对伊斯坦鑫山磁铁矿资源的金刚石钻孔工程进行了监督,并编制了新的资源量报告。 4结论
伊斯坦鑫山磁铁矿在勘探的过程中,结合岩心钻探技术,摸清了矿床的矿化范围和岩土力学性质以及矿石的选矿技术参数,为项目的战略规划、采矿设计和选矿设计提供了强有力的技术支撑。
岩心钻探技术在伊斯坦鑫山磁铁矿项目中做出过重要贡献,而且还将继续发挥更加重要的作用。
Core Drilling Techniques and Their Applications in the Exploration of Extension Hill Magnetite Project
Yang Xianhong
(Chongqing Chonggang Minerals Development Investment Ltd. Dadukou 400080, China)
Abstract:The development history of core drilling technique was summerised. The geological setting of Extension Hill Magnetite and the applications of core drilling in the exploration of Extension Hill Magnetite Project were introduced.
Keywords:Core drilling; Extension Hill; Exploration
参考文献
[1]张金昌. 地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程),2009,36(8):1.
Zhang Jinchang. Core Drilling Techniques and Their Applications in the Exploration of Mineral Resources [J]Exploration Engineering(Rock and soil drilling and digging engineering), 2009,36(8):1.
[2]B Chee. 伊斯坦鑫山磁铁矿执行研究报告卷1[R], 沃利帕森斯, 2012:7.
B Chee. Extension Hill Magnetite Project Implementation Study Report - Volume 1[R], Worley Parsons, 2012:7.
[3]米尔顿·大卫 2012年伊斯坦鑫山磁铁矿项目资源报告[R],硬岩咨询公司,2012:17.
David Milton. Extension Hill Magnetite Project Resource Report 2012[R], Hardrock Integrated Mining Solution, 2012:17.
[4]巍巍安·鲍勃 钻井项目工作计划[R]2012:1.
Bob Vivian. Drilling Programme Work Plan[R]2012:1.
[关键词]岩心钻 伊斯坦鑫山 勘探
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-4-171-2
重庆重钢矿产开发投资有限公司控股的亚洲钢铁控股有限公司旗下拥有伊斯坦鑫山磁铁矿。伊斯坦鑫山磁铁矿项目是一个新建开发项目,位于西澳洲中西部地区的吉布森山,距离西澳洲首府珀斯东北大约350公里,靠近大北高速公路,距离吉拉尔顿港口东南280公里。按照推进伊斯坦鑫山磁铁矿项目建设的要求,为了摸清矿床的矿化范围,给项目提供准确的规划;勘探取得样品后,通过一系列岩土力学实验,获得岩土力学方面的数据,为采矿设计提供岩石力学方面的支持;通过一系列选矿实验,获得选矿方面的数据,为选矿设计提供参数选取的支持。2008年至2013年期间,在伊斯坦鑫山磁铁矿采矿区域内进行了岩心钻探勘探工作。
1岩心钻探技术的发展概况
18世纪中叶出现了岩心钻机和天然金刚石钻头。19世纪末的钻机是转速不高的人力给进钻机。20世纪中,液压技术开锁用于钻机的给进系统,具有多种调速范围的变速箱也开始应用与岩心钻机。从20世纪六七十年代起,随着液压传动技术的发展和液压元件质量的提高,出现了全液压驱动和控制的动力头式钻机,从此,岩心钻探进入了一个新时代。
通过一百多年的发展,岩心钻机由早期的机械传动手把给进钻机到机械传动液压给进立轴钻机发展到尽头的全液压动力头钻机以及自动化、智能化地质岩心钻机。同时,孔底动力钻具(潜孔锤、螺杆钻、涡轮钻、孔底电钻)也从发明到发展,至今已具有一定水平。从1862年天然金刚石用于制造金刚石钻头岩心钻头方法问世;1899年发明了铁砂(钢粒)钻进;1916年硬质合金开始用于钻头;1954年世界第一颗人造金刚石制造成功并用于制造金刚石钻头。人类经历天然金刚石表镶钻头钻探时代,铁砂、钢粒和硬质合金钻探时代,人造金刚石孕镶钻头钻探时代至今到了人造复合硬质材料钻探时代。
2伊斯坦鑫山磁铁矿地质环境
伊斯坦鑫山磁铁矿隶属于吉布森山,吉布森山铁矿床位于西澳洲莫奇森省的南端,太古代伊尔干克拉通(Yilgarn)花岗岩-绿岩带的最西端。这里富含铁质的岩石形成了大约10公里长北西走向的丘陵山脉,高度超过平坦起伏平原150米。
它们赋存于形成区域层基底的大约 30亿年前的古老卢克溪群。该群大约10公里厚,整个区域范围内呈现非常规则的“层叠”地层,含有富镁和拉斑玄武岩的莫罗里玄武岩(Murrouli)夹层,为出露的最古老地层。其上覆盖与石英-赤铁矿条带含铁构造(BIF)互层的Golconda组,以及靠近顶部夹长英质火山岩的广阔玄武岩Gabanintha组。
最上部单元为卢克溪群Windaning组,主要由长英质火山碎屑岩与碧玉条带含铁构造互层构成。吉布森山铁矿床赋存于该组中,该组被农民山(Mount Farmer)群不完全整合覆盖。
这些层序受到共计5次变形作用的影响,造成吉布森山地区主要呈现近垂直的倾角。吉布森山剪切带通过铁矿床的东部,向北进入区域规模的磁铁山复合剪切带。
吉布森山地区的露头一般位于一系列低矮丘陵的峰峦部位,大部分走向向北,局部受到扰乱。被搬运的土壤和铁质岩屑覆盖周围的平原,在地形最低处形成盐湖。地表露头深度风化并强烈铁质化。
丘陵顶部形成抗风化的碧玉铁质岩,包含条带赤铁矿和燧石,表现为深部条带含铁构造(BIF)的风化产物。近垂直条带含铁构造的风化造成矿床上部的磁铁矿被分解。深达40-80米的主要铁氧化物矿物为赤铁矿、针铁矿和褐铁矿。氧化带内,铁镁硅酸盐氧化为褐铁矿和粘土矿物。风化地层内的燧石未受影响,在地表部分呈现为碧玉内的燧石带、条带状燧石-赤铁矿和条带状燧石褐铁矿岩石。新鲜条带含铁构造与氧化带的交界处形成混合的“过渡带”,这里的磁铁矿大部分未受影响或仅轻微赤铁矿化,而硅酸盐矿物则全部或部分风化成粘土。全部燧石和硅酸盐一般受部分风化沾染为褐色。条带含铁构造内的磁铁矿呈现富集的条带、透镜体和在绿泥石、绿泥石和其他铁镁硅酸盐或燧石或以上三种混合物中的浸染分布。碳酸盐和黄铁矿的分布包含较大,一般含量很低。
磁铁矿资源赋存于一系列条带含铁构造山岭处,延伸超过10公里。其中的一些山岭起了土名,如伊斯坦鑫山、铁山和吉布森山。
3岩心钻探技术在伊斯坦鑫山磁铁矿勘探中的应用
岩心钻孔技术在伊斯坦鑫山磁铁矿勘探中曾做出过重要贡献而且还将发挥重要作用。自1962年以来,伊斯坦鑫山磁铁矿在探明储量的过程中,均不同程度地采用了岩心钻探技术。岩心钻探技术为保证伊斯坦鑫山磁铁矿项目的矿产资源供应做出了重要贡献。
伊斯坦鑫山磁铁矿项目,2005年以来进行过三次岩心钻探工程,一次在2008年(6个金刚石钻孔),第二次是2010-2011年(12个金刚石钻孔、8个专门进行选冶试验)。10个进行资源勘探的钻孔主要目的是提高矿化“范围”内的置信度,进行项目的战略规划。钻孔布置的剖面标称间距400米,对标高0米以下的深度(大约地表以下400米)进行探查,穿过一个厚大的完整含铁建造。在这一阶段的工作中根据情况尽量采纳了伏里谢夫的建议(2005年),并按照JORC 2004的指导进行了进一步的改进。第三次是在2012年至2013年(7个金刚石钻孔),5个岩心钻探的钻孔主要目的是通过一系列岩土力学实验,获得岩土力学方面的数据,为采矿设计提供岩石力学方面的支持;2个岩心钻探的钻孔主要目的通过一系列选矿实验,获得选矿方面的数据,为选矿设计提供参数选取的支持。
在这三次的岩心钻钻孔作业工程中,硬岩矿业咨询公司(Hardrock)对伊斯坦鑫山磁铁矿资源的金刚石钻孔工程进行了监督,并编制了新的资源量报告。 4结论
伊斯坦鑫山磁铁矿在勘探的过程中,结合岩心钻探技术,摸清了矿床的矿化范围和岩土力学性质以及矿石的选矿技术参数,为项目的战略规划、采矿设计和选矿设计提供了强有力的技术支撑。
岩心钻探技术在伊斯坦鑫山磁铁矿项目中做出过重要贡献,而且还将继续发挥更加重要的作用。
Core Drilling Techniques and Their Applications in the Exploration of Extension Hill Magnetite Project
Yang Xianhong
(Chongqing Chonggang Minerals Development Investment Ltd. Dadukou 400080, China)
Abstract:The development history of core drilling technique was summerised. The geological setting of Extension Hill Magnetite and the applications of core drilling in the exploration of Extension Hill Magnetite Project were introduced.
Keywords:Core drilling; Extension Hill; Exploration
参考文献
[1]张金昌. 地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程),2009,36(8):1.
Zhang Jinchang. Core Drilling Techniques and Their Applications in the Exploration of Mineral Resources [J]Exploration Engineering(Rock and soil drilling and digging engineering), 2009,36(8):1.
[2]B Chee. 伊斯坦鑫山磁铁矿执行研究报告卷1[R], 沃利帕森斯, 2012:7.
B Chee. Extension Hill Magnetite Project Implementation Study Report - Volume 1[R], Worley Parsons, 2012:7.
[3]米尔顿·大卫 2012年伊斯坦鑫山磁铁矿项目资源报告[R],硬岩咨询公司,2012:17.
David Milton. Extension Hill Magnetite Project Resource Report 2012[R], Hardrock Integrated Mining Solution, 2012:17.
[4]巍巍安·鲍勃 钻井项目工作计划[R]2012:1.
Bob Vivian. Drilling Programme Work Plan[R]2012:1.