要重视阶梯式成矿模式的研究与应用

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  自1991年阶梯式发展这个理论观点提出以来,后经20多年来的观察、分析与研究,发现这种阶梯式发展方式是在自然界、人类社会和日常生活中广泛存在的一种客观现象。
  据近几年的观察与回顾,阶梯式发展在成矿作用过程中也是常见的一种地质现象。
  一、阶梯式成矿是一种成矿模式
  近几年,通过对一些成矿地质现象的观察和对一些老资料的回顾,了解到在若干个矿区都在有阶梯式成矿的客观现象。举例如下。
  (一)江西乐平花亭大型锰矿的阶梯式成矿
  江西花亭大型锰矿是上饶地质大队104分队运用“就矿找矿”理念于20世纪50年代后期在老矿山乐华锰矿附近找到的。后经过上饶地质大队和江西冶金勘探公司勘探证实该矿为一个石炭纪沉积变质型的拥有1558万吨资源量的大型锰矿。矿石类型以氧化锰为主(90%以上),矿石平均品位含锰23.97%,锰矿层下部还有40多万吨的铅锌矿。最近在查阅资料时发现,花亭大型锰矿的成矿模式是一个具有2—3个台阶的典型的阶梯式成矿。
  (二)赣南钨矿“五层楼”成矿模型
  赣南地区盛产石英脉型黑钨矿,是我国乃至世界石英脉型黑钨矿最为集中的地区。石英脉型黑钨矿有的产生在花岗岩体内外接触带中,有的产生在花岗岩体内部,有的产生岩体外部变质岩中。经钨矿地质工作者综合分析研究之后,提出一个钨矿床的“五层楼”成矿模型。即花岗岩体内外接触带中的钨矿可按矿带结构和矿石含矿品位的垂直变化犹如五个台阶依次分布着5个矿带,钨矿地质工作者将之命名为“五层楼”成矿模型。
  (三)湖北大冶铜绿山铜铁矿阶梯式成矿
  湖北大冶铜绿山铜铁矿是一个春秋战国时代就开始开采的古矿区。新中国成立后,经湖北地质工作者的辛勤劳动使古矿焕发了青春,为新中国的建设做出了重要贡献。
  2006年起,鄂东南地质大队的同志们在实施找矿突破战略行动过程中,通过在老矿山深部及外围就矿找矿又取得了成功。在深部发现与探明了一批新的矿体,增加了一批可观的铜铁矿资源。仅在铜绿山矿区XI号矿体深部发现的和ⅩⅢ号矿体铜铁储量就达中型矿的规模。矿在储矿构造延展过程中的转折部位富集形成了两个台阶式的厚大矿体,从而构成了典型的阶梯式成矿模式。
  (四)江西永平铜矿的阶梯式成矿
  江西永平铜矿是在1965—1966年间于江西赣东北铜矿地质工作会战时被证实为拥有100多万吨铜资源的大型铜矿,是江西铜业公司的主要原料基地之一。永平铜矿的矿体系受具有不同物理化学特性的岩层的层间剥离构造控制,矿体呈似层状产出,含铜品位1%左右。经多年开发,原已探明的资源日渐减少。经过近几年的就矿找矿,不仅发现似层状矿体在深部经展伸很远,而且在控矿构造的转折处的台阶上形成了几个厚大的台阶式的铜矿体。
  (五)山东胶东地区金矿阶梯式成矿
  近几年,山东地质工作者在胶东地区找金矿过程中,发现这个地区也存在阶梯式成矿现象。由于这个地区控矿构造规模很大,在空间上延展很长、很深,以致形成多个台阶。这些不同的台阶上的金矿矿体不是产于一个矿区之中,而是分属于不同地区的矿床。这里发现的台阶式的成矿模式还有一个重要特点,就是矿体规模巨大,拥有金矿的储量有的达100吨以上。
  二、对阶梯式成矿的理论思考
  客观事实说明,阶梯式成矿不是罕见的成矿地质现象,而是成矿模式中的一种。那么,为什么会有阶梯式成矿模式的形成?矿体为什么会呈阶梯状分布?矿质为什么会在台阶上富集?这些都需要我们很好研究的问题。
  经初步思考,可否这样分析,即具有工业开发价值的矿体之所以是呈台阶式分布,至少要有这样两个前提条件,一是要有充足的矿质来源,二是要有作为阶梯状储矿构造的形成与存在。
  由于地质作用的复杂性,可能形成各种不同形态的成矿构造。当成矿构造,特别是储矿构造在沿倾斜方向和走向方向上出现陡缓坡相间的情况,即在较为平缓的地段就出现台阶状的构造,若有几个较为平缓的地段,就可能出现几个台阶。这样就构成了阶梯式控制储矿构造。
  当含矿流体在控矿构造中运移时,由于储矿构造空间有陡缓坡之分,含矿流体的移动速度情况就可能不尽一致。陡的可能流得快一点,在台阶状缓的地方流得就慢一点,从而矿质也就可能有较长的时间在一个或几个台阶上聚集的多一些。若在控矿储矿构造中有几处较为平缓的台阶状的空间地段,这样就可能有阶梯式状矿的形成。
  以上仅是一种初步的分析,实际上阶梯式成矿模式的形成要复杂的多,这是需要地质学家们研究的一个课题。
  三、用阶梯式成矿模式指导找矿
  研究阶梯式成矿模式,不仅可以丰富与发展成矿地质理论,而且可以运用阶梯式成矿模式指导找矿。
  运用阶梯式成矿模式指导找矿有三种途径。
  一是根据已知浅部台阶追索深部台阶。在矿区浅部发现的台阶状矿体后,按控矿构造空间展布特点,向深部追索新的可能存在的台阶上的矿体。这种找矿思路在江西华亭锰矿找锰过程中和山东胶东地区找金过程中都取得了成功。
  二是根据“缺位效应”指导找矿。在赣南地区钨矿成矿的“五层楼”成矿模式,是一种台阶呈垂直分布的阶梯式成矿模式。根据在矿床地表所见到的的矿化特点,按照在“五层楼”中所处的位置,可以判断分析在该矿区是否还有可能找到处于其他楼层(台阶)的矿体。利用这种规律,在赣南找到了一批规模不等的钨矿床。
  三是根据成矿模式原理进行预测指导找矿。湖北地质工作者根据大冶等地区成矿特点,对矿体定位规律进行综合分析研究,认为矿体定位有五种形式。如,断裂控矿、接触带控矿、尖灭再现、斜列式排列、台阶式变化等矿体定位形式。他们针对不同矿区的具体情况,预测在该矿区可能存在的矿体进行定位方式,然后,据此指导找矿行动。湖北大冶铜绿山铜铁矿ⅩⅠ号矿体深部发现的呈阶梯式分布的ⅩⅢ号矿体就是在这种思维指导下找到的。
  (作者为全国政协原秘书长、原地质矿产部部长)
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