铁矿勘查论文开题报告

就矿找矿理论浅析摘要:在老矿山深部及外围开展就矿找矿,是解决危机矿山资源、增加地质储量的重要途径。阐述了就矿找矿工作的性质和特点,指出了成矿系列理论、成矿系统理论、矿床模型理论、丛聚理论、构造等距分布理论、带状分布理论、侧伏理论等是指导就矿找矿的重要理论基础,并举例对就矿找矿理论的应用进行了分析。关键词:就矿找矿;危机矿山;成矿预测;预测理论经过几十年大规模找矿,在中国东部和中部地区,大部分直接出露地表的矿产和容易识别的矿产几乎全被发现,新矿床的找矿难度极大。另一方面,地质勘查资金又严重不足。就当前这种情况而言,要提高找矿效果,自觉地实行“就矿找矿”具有重要现实意义。对1970年以来世界发现的65个金矿床所涉及的勘查理论与方法统计,其有效性顺序为:地球化学方法、地质填图、就矿找矿、地球物理方法。就矿找矿即在老矿区深部及外围找矿,在已发现的65个金矿床中有38个是就矿找矿的结果,占58%。由此可见,开展就矿找矿,发现新的矿床、矿体,增加储量,可以延长矿山企业的服务年限,并充分利用己建矿山企业的生产能力,具有重要意义。1就矿找矿工作的性质与特点就矿找矿工作的核心任务是在已知矿床的深部、外围开展矿体预测工作,即在一定预测理论指导下,利用有效的预测方法和技术,预测工业矿化地段或矿体赋存的空间位置、形态与矿化强度等特征,为勘查工程验证提供依据。其工作区范围一般在几平方公里至几十平方公里内。因此,就矿找矿是一项复杂的科学系统工程,属于大比例尺成矿预测范畴[1]。就矿找矿具有一定的科学依据。因为从成矿地质理论上分析,一个矿床的形成是多种地质因素综合作用的结果。金矿床的存在绝非是一种孤立的地质现象,而是与其周围地质环境有一定的内在的有机联系。能够形成该矿床的多种综合地质作用在地壳某一地区出现,通常在空间上有一定的广度和深度,而往往不会局限于一个极小的仅仅相当于矿床的空间范围之内,这就是相似的矿床常常在一个地区内成群出现、成带分布的原因。因此,在已知矿床,特别是在大型矿床附近类似的地质环境里,采用新理论、新技术、整合找矿手段,综合分析并综合预测,在地表和浅部附加值高的矿产大多已经发现和开采的基础上,注重寻找中深部隐伏矿体,已成为开拓地质找矿新领域的必然趋势。现代地质科学的发展进步为就矿找矿提供了不竭的思想理论源泉。日臻完善的各种找矿技术方法的应用,使其可能收到良好的效果。另外,就矿找矿有一个已知矿为基础,交通、生活一般较新区方便,更有利于地质勘查工作的组成和实施。就矿找矿要以一定的勘查找矿理论为指导,从某种意义上讲,就矿找矿是运用许多地质专家总结出的一系列反映矿床空间组合的理论,来指导找矿。下文着重就当前的就矿找矿理论进行分析讨论。2就矿找矿理论浅析2. 1矿床成矿系列理论成矿系列的核心是把成矿过程的四维空间作为一个完整体系来考虑,研究成矿作用在四维空间中的规律,其从系统论的观点出发,研究一个区域中与一定成矿事件有关的,在不同演化阶段、不同控矿条件下形成的各类型矿床之间的相互关系,研究这些矿床的总的区域地质构造背景及其发展历史,研究各种控矿因素(构造、沉积、岩浆、变质等)的相互联系和相互作用。因而将传统矿床学着重对单一类型、单一成因、单一模式的研究提高到区域的、综合的、历史过程的研究[2, 3]。成矿系列是矿床学理论研究与矿产勘查实践之间的桥梁,具有科学预见性和较高的实用价值;根据每一个成矿系列所包含的不同类型矿床在空间上或时间上相伴生的特点和相似地质背景条件下可大致重复出现的规律,当在一个地区发现某种矿床类型时,即可根据成矿系列理论寻找属于同一成矿系列的其它类型矿床;利用两个成矿系列和两个端元矿床之间的过渡性规律,可能发现过渡类型矿床;利用成矿系列,可对该区的资源潜力作出全面评价,从而提高成矿预测的综合预见性;突破单一矿种,如金、铜、铅、锌即是一个成矿系列,可互为找矿标志。如与花岗闪长岩有关的铜金矿床,因岩浆侵入就位的地层和构造条件不同,因而产出多种多样的矿床类型:围岩为碳酸盐岩时易生成矽卡岩型矿床;在硅铝质围岩中易形成斑岩型矿床;在含沉积黄铁矿层的碳酸盐建造中经岩浆-热液叠加改造形成层控-矽卡岩型矿床。而在超浅成部位,则可形成角砾岩筒型和热液脉型矿床。当具备适宜的构造时,这类中酸性岩浆和有关热液有可能喷出地表,生成海相喷流型和陆相火山岩区的铜金多金属硫化物矿床。上述各类型矿床在成因上密切相关,在时间上依序发展,在空间上共(伴)生产出,构成在浅表环境中与中酸性岩浆-热液活动有关的铜-金(多金属)成矿系列。在对成矿环境和控矿因素有基本了解的前提下,这个系列中的各矿床类型(矽卡岩型、斑岩型等)可以互为找矿标志。就矿种而言,铜、金矿也可以互为找矿标志。2. 2成矿系统理论成矿系统概念中包括了成矿的地质环境、控矿要素、成矿作用过程、成矿产物(矿床系列和异常系列)及矿床形成后的变化与保存等,几乎涵盖了有关成矿学的基本内容。体现了矿床形成有关的物质、运动、时间、空间、形成、演化的统一性、整体性和历史观[4]。其对矿产勘查的指导作用表现在:成矿系统分析从事物的联系性和整体性出发,将复杂的成矿作用以系统思路贯穿起来,将成矿的环境、背景、要素、作用、过程、产物、异常和演变等作为一个自然作用的整体加以研究,全面认识成矿动力学机制、成矿形成演变历史过程和矿床的时空分布规律。以一个成矿系统所形成的矿床系列(组合)作为找矿的总体目标,预测和发现新的矿种和矿床类型;以一个成矿系统中所形成的异常系列(组合)作为找矿的整体目标,有利于建立起区域找矿的战略眼光,这就增强了找矿工作的主动权,与“单打一”的找寻单个矿种和矿床类型相比,更有利于提高找矿命中率。从矿化网络(包括矿床、矿点和各种异常)入手逐步缩小靶区,强调异常系列在找矿勘查中的重要作用(矿化网络是进行区域找矿的总体对象)。由于矿致异常一般比矿体占有更大的空间,能显示更多的成矿信息,因此常是有效的找矿标志。充分运用地质成矿理论,全面研究矿床形成条件和保存条件,区分和筛选这些有关异常,逐步地缩小找矿靶区,可以达到发现新的矿床目的。2. 3矿床模型理论矿床模型理论是指通过一批典型矿床研究,获取或解释各种基础地质、地球化学和地球物理资料,对复杂的地质环境中矿床形成的全过程,在时间上和空间上联系起来,形成一个完整的概念,建立一套特定地质环境中特定类型矿床的识别标志,作为实际勘查过程的指导原则。矿床模型理论对就矿找矿的指导意义在于:矿床模型能为地质类比和矿床地质研究提供思路,给予启迪,帮助勘查人员把注意力集中在靶区内与矿床有联系的关键性地质特征上;矿床模型集中归纳了复杂的地质现象,在具体勘查过程中,使地质人员明白在探寻矿床的哪个部位,还能使研究人员指明典型矿床研究工作中缺少哪几部分有关内容;模型提供有关成矿作用的完整概念,有助于研究整个成矿环境并区分成矿环境和非成矿环境,发展区域成矿学和矿床学理论,为成矿预测提供地质理论依据;模型帮助领导人员增进对勘查项目的了解程度,洞察全局,把握重点,制定合理的勘查战略和最佳勘查技术方法组合,是提高勘查效益的决策依据。2. 4矿床分布的丛聚性理论矿床丛聚性理论是指矿床在空间的分布上往往在一定范围内集中出现,构成矿化集中区或特定的成矿区域。是指在一个不太大的范围内,某些矿产或矿产组合物别丰富,形成具有一套固定的标型矿产或矿床组合,有人称之为“大型矿集区”。国内外这种矿化集中区实例很多,如胶东半岛的金矿化集中区,东秦岭Mo、Au矿化集中区,长江中下游铜多金属矿化区南岭钨、锡矿化集中区等[5]。成矿区带内已知矿床、矿点的外围或深部是寻找同类或同一成矿系列的有利部位。许多矿区的勘查史都表明,矿床往往是成群出现的,在一定的范围内会集中多个矿床或矿体。例如,在加拿大诺兰达矿区已发现19个有经济价值的矿床中,有16个位于以霍恩矿床和奎蒙特矿床为圆心、半径16km的圆内,而8个矿位于以上述两矿床为圆心、半径为8km的圆内,最远的两个矿床距圆心34km。2. 5构造等距性分布理论所谓构造等距性分布,是指矿体、矿床、矿田、矿带等在空间分布上大致以相等的距离有规律地出现,这种等距性可以表现为直线等距,也可以表现为弧线等距。成矿作用的等间距分布规律为就矿找矿提供指导。成矿带的等距分布是很有特征的,如北半球的6条巨型纬向构造成矿带,每相邻两条带之间大致保持相等的距离,间距约为纬度8°左右,在中国境内存在3条巨型纬向构造成矿带。在一些矿带、矿田中,同样存在矿床等距性特征,如海南东方戈枕金矿带,矿床受控于北东向戈枕断裂带和近等距分布的东西向构造,尤其在两组构造相交的锐角区出现,致使矿床具有等距性分布特点,为进一步预测提供了依据。2. 6矿床的带状分布理论矿床的带状分布是指不同矿种、矿床类型或矿石物质组成、结构构造、矿物组合等在一定的空间范围内呈现出有规律的交替变化。矿床带状分布现象普遍存在,大至全球,小至矿床、矿体甚至微观领域。根据规模级别,矿床的带状分布可分为全球成矿带、区域分带、矿区分带和矿体分带[6]。全球成矿带中最著名的有环太平洋成矿带、特提斯—喜马拉雅成矿带;区域性成矿带如秦岭地槽褶皱带等,就矿找矿工作中主要考虑矿床或矿体的分带问题。(1)矿床类型的走向分带:如吉林小西南岔斑岩型铜金矿床,成矿与燕山期中酸性小侵入体有关,矿床具有明显的分带性,大体可分为3个带:内带,位于北山段石英闪长岩西侧,Cu、Mo矿化以浸染状为主;中带,位于北山段石英闪长岩与二叠系角岩“盖层”或斜长花岗岩接触带, Cu、Au矿化呈细脉浸染状和复脉状为主;外带,位于南山矿段,Au、Cu矿化以脉状为主,这种分带特征为区内进一步预测指明了方向。(2)矿床类型的垂直分带:在一个矿区(矿带)内同一矿种不同类型的矿床共存的情况,是就矿找矿的重要依据,实践证明,无论是对一个成矿区,还是一个成矿带、一个具体矿山,根据矿床的垂向分带特点,寻找新的盲矿体有着十分重要的意义[7]。以在招掖金矿带为例,根据玲珑式石英脉型和焦家式破碎蚀变岩型金矿,建立了“双段分带”模式,该模式指出两类金矿是同源、同期、相同地质作用条件下形成而赋存于不同深度的金矿床类型。二者在垂向上呈渐变过渡关系,自上而下可分为5种类型,中间三类为过渡型:缓倾破碎蚀变岩型(焦家式);陡倾破碎蚀变岩型;细脉密集带型;群脉过渡矿化型;石英脉矿化类型(玲珑式)。并且在空间分布上,蚀变岩型一般赋存在0m标高以下,石英脉型一般赋存在150m标高以上, 0~150m标高是两种矿床类型的过渡型,可以此标高为参照,在矿带内对矿床的相应矿化类型进行预测。望儿山金矿床被认为上部是石英脉型、下部是蚀变岩型垂直分带的典型。蚀变岩型和石英脉型互为找矿标志,且可指导深部找矿。近几年来,在郭家岭花岗岩体内发现了界河金矿,在玲珑花岗岩体内发现了孙家洼金矿,认为是花岗岩型金矿,其与另外两种类型金矿在成因和赋存空间上有着密切关系,由此可见,在招掖金矿带金矿类型变为蚀变岩型—石英脉型—花岗岩型,这不仅为找矿提供了新思考,可能导致胶东金矿找矿工作再次取得突破。小秦岭地区同样存在矿化垂直分带的特征。根据该地区金矿体形态、矿化类型、矿物组合、围岩蚀变和矿床地球化学特征,可将小秦岭地区金矿化分做三段:上段(2 000~1 500m)为多金属硫化物-石英脉型金矿化,中段(1 500~800m)为黄铁矿-石英脉型金矿化,下段(800~0m)为少黄铁矿-石英脉型金矿化。由此作出了如下结论:上部矿化地段(2 000~1 500m),是指正在勘查和开采的范围,以多金属硫化物-石英脉型金矿化为主;中、下部矿化地段(1 500~800m , 800~0m),是预测深部矿化赋存的可能范围。最近,杨砦峪金矿深部钻孔在标高900m,发现自然金-黄铁矿-石英脉型金矿化;寺范金矿钻孔在标高690m处发现金矿脉;大湖峪、竹峪两个矿山在500m标高处发现盲矿体,属少黄铁矿-石英脉型金矿化。证实该分带规律的存在,同时也为后续找矿工作指明了方向。2. 7矿体侧伏理论矿体的侧伏是指矿体随倾斜移动,其最大延伸轴逐渐偏离倾向线,与矿体走向线(矿体最大延长线)间出现夹角———侧伏角,此现象称矿体的侧伏,脉状矿体与透镜状矿体常出现这种现象。矿体侧伏特征的研究,主要是尖灭再现、尖灭侧现规律的研究,是指导矿山就矿找矿,进行深部矿体预测的重要准则。以灵山沟金矿为例。两条主矿脉5号脉和1号脉具有明显的向东北侧伏现象,并由地表向深部侧伏角变缓。基于对这一构造控矿规律的认识,对上部矿体形态、产状,特别是对矿体侧伏角作了系统分析,根据两个矿脉的侧伏方向和角度,提出了深部探矿工程布置方案,查明1号、5号矿脉在深部侧伏角变缓处形成第二富集带,同时在其两翼也发现了新矿体,新增金属量7. 8t。根据金矿体的侧伏再现规律,有关单位相继在望儿山矿床的深部,获得了明显的找矿效果。3结语经过国内外众多学者的努力探索,在就矿找矿理论研究方面已取得明显进展,积累了许多成功的范例,但在勘查工程验证前,对隐伏矿体的确切形态、位置和矿化强度的认识仍然不清楚,表明隐伏矿体定位预测研究仍然是项大风险、高难度和复杂的科学系统工程。如何做好矿山预测工作,找矿理论是基础,找矿方法技术的突破关键。进行多学科联合、不同找矿预测理论相互渗透,同时引入新的技术方法和手段,从四维空间角度进行隐伏矿体定位、定量预测,是今后就矿找矿工作的主要攻关方向。[参考文献][1]杨言辰,李绪俊,马志红.生产矿山隐伏矿体定位预测[J].大地构造与成矿, 2003, 27(1): 83-90.[2]陈毓川,裴荣富,宋天锐.中国矿床成矿系列初论[M].北京:地质出版社, 1998: 4-7.[3]杨言辰,马志红,杨宝俊.中国北方古元古代成矿带矿床成矿系列研究[M].长春:吉林人民出版社, 2002: 1-3.[4]翟裕生,彭润民,邓军,等.成矿系统分析与新类型矿床预测[J].地学前缘, 2000, 7(1): 123-132.[5]裴荣富,吴士良,熊群尧.中国特大型矿床成矿的偏在性与成矿构造聚敛场[M].北京:地质出版社, 1998: 262-286.[6]翟裕生,邓军,李晓波.区域成矿学[M].北京:地质出版社,1999: 4-15.[7]李惠,张国义,禹斌,等.金矿区深部盲矿预测的构造叠加晕模型及找矿效果[M].北京:地质出版社, 2006.

郑建州

(河南省有色金属地质勘查总院)

一、铁矿在国民经济中的地位与作用

矿产资源是保障国民经济可持续发展的重要基础。新中国成立以来，党和政府高度重视矿产资源勘查开发利用工作，相继探明了一大批重要矿山，建立了比较完整的矿业生产和加工体系，逐步发展成为世界矿产资源大国。特别是改革开放以来，我国矿产资源开发利用取得了长足进步，生产规模不断扩大，技术装备水平显著提高，以铁矿资源为原料的钢铁产量已居世界首位，为国民经济持续快速发展作出了重要贡献。但随着国民经济快速发展，资源供给不足的矛盾日益显现，可持续发展面临严峻挑战，已成为我国实现全面建设小康社会和基本实现工业化战略目标的重要制约因素。

铁是世界上发现最早、利用最广、用量也最多的一种金属，其消耗量约占金属总消耗量的95%。铁矿石主要用于钢铁工业，钢铁制品广泛用于国民经济各部门和人民生活各个方面，是社会生产和公众生活所必需的基本材料，是现代化工业最重要和应用最多的金属材料，钢铁产业是社会发展的重要支柱产业。所以，人们常把钢、钢材的产量、品种、质量作为衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术发展水平的重要标志。

我国目前正处于工业化的中期阶段，装备制造业发展缓慢，以矿产资源为原料的重化工业比重大。国际经验和我国的经济结构特点表明，在全面实现小康社会和基本实现工业化的过程中，矿产资源消费仍将持续上升，供需矛盾会更加突出。

根据20世纪世界各发达国家经济发展的规律，一个国家进入并实现工业化过程是矿产资源消耗快速成倍增长的时期。我国是一个人口众多的发展中大国，目前尚处于工业化的中期阶段，未来的20～30年将是我国完成工业化发展的关键时期，包括铁矿在内的矿产资源的消耗将成倍增加。

进入21世纪，我国将面临人口增长和经济增长的双重压力，矿产资源形势将更为严峻。我国铁矿资源储量尽管位居世界第五位，但因人口众多，人均占有量仅36.23t(世界人均占有量为51.19t)。由于我国钢铁工业快速发展，铁矿石资源不足的矛盾日益突出，自1985年起，我国自产的铁矿石就不能满足国民经济发展的需求，并且保证度呈逐年下降趋势。随着经济社会的快速发展，我国对铁矿的需求不断加大。2001～2006年，我国生铁产量平均年增长22.6%，2007年的产量超过4亿t。铁矿石需求随之不断攀升，国内铁矿石产量达到7.07亿t，进口铁矿石3.83亿t。国产铁矿石自给率下降到不足45%，已经成为制约中国钢铁工业健康发展的主要瓶颈之一。由于我国铁矿石需求量的快速增加，已造成全球铁矿石供不应求，铁矿石价格不断上涨，我国对国外铁矿资源依存度越来越大。

全球铁矿资源非常丰富。据美国地质调查局资料，世界铁矿石资源总量超过8000亿t，探明资源储量1600亿t，按目前开采规模，可保证100年需求。当前，全球铁矿石市场供求基本平衡，但钢铁生产能力的布局与资源的分布不相适应。日本、韩国、英国、意大利等国的铁矿石完全依赖进口;中国因生产规模增长迅速，需要大量进口;美国、俄罗斯国内铁矿石供求基本平衡;巴西、印度、澳大利亚铁矿石可以大量出口。世界铁矿石贸易形成了由澳大利亚、巴西、印度等国向中国、日本、欧盟等国家输出的格局。

我国铁矿需求将较长时期维持较高水平，这是由我国经济社会发展阶段性特征和资源国情决定的。新的资源形势对铁矿勘查提出了新的课题，需要我们认真研究解决。我国铁矿资源丰富，截至2008年初，已查明资源储量607亿t，还有相当数量的低品位铁矿资源，预测未查明资源在1000亿t以上。20世纪80年代以来，我国铁矿勘查工作相对滞后，从1980～2003年几乎处于停滞状态，不能满足经济快速发展的需要。这几年我国铁矿石供应日趋被动，其根源还是国内后备资源不足。

随着我国经济持续高速的发展，钢铁工业迅速发展。国内各钢铁企业对矿石的需求量增长迅猛，国内的矿山生产已远远满足不了需求，不得不依靠国外的优质铁矿石资源。据统计，1985年我国进口铁矿石突破1000万t;2001年以来，由于国内高炉生产的快速增长，对铁矿石的需求量逐年增加，进口铁矿石连续高速增长，2006年进口3.26亿t，2007年进口3.83亿t，2008年进口4.44亿t，2008年比2001年的0.9亿t，增长了4.93倍。预计2009年将进口铁矿石5.0亿t。2007年我国进口铁矿石占全球海运贸易量的49.58%，比2001年提高29.11%，对全球铁矿石海运贸易的影响越来越大。

二、我国铁矿资源现状

我国铁矿资源丰富，遍及全国30个省(区、市)，截至2004年底全国查明铁矿区2210个，铁矿石储量117.33亿t，基础储量217.63亿t，资源量363.88亿t。截至2007年底，全国铁矿石累计查明资源储量680亿t，保有资源储量607亿t，铁矿区2867处;已开发利用铁矿区1365处，查明资源储量290.27亿t，已开发利用的资源储量占全部剩余铁矿查明资源储量的47.75%;可规划利用的铁矿区713处，查明资源储量184.01亿t，占全部铁矿查明资源储量的30.30%;暂难利用的铁矿，查明资源储量132.98亿t，占全部查明的21.95%。

我国铁矿的区域分布相对集中，其中以东北、华北地区最为丰富，西南、中南地区次之。主要集中分布在辽宁、四川、河北、山西、安徽、湖北、云南、内蒙古、山东等省，这九省矿区数1169个，占全国矿区数的52.9%;但其铁矿石储量97.86亿t，占全国的83.4%;基础储量185.96亿t，占全国的85.5%;资源量283.87亿t，占全国的78.0%。按矿床规模，全国储量的大部分又集中于少数大型、特大型矿床中，如辽宁的弓长岭、河北的司家营、四川的攀枝花、云南的惠民等铁矿床。

随着经济全球化的发展和我国加入世界贸易组织，将更加有利于我国在世界范围内进行资源配置，实施全球化的矿产资源战略。首先，加强国外市场的勘查，建立国外稳定的矿产供应地。矿产资源在地域上分布不均衡，根据美国地质调查局资料，澳大利亚、巴西、印度、南非等国家拥有非常丰富的铁矿资源，它们的铁矿资源储量占世界总量的38.8%，并且这些国家不仅铁矿资源丰富，而且以富矿见长。因此，必须扩大矿产资源领域的国际合作，通过政府、企业等多渠道合作，加大到境外开发铁矿的力度，鼓励和支持有条件的企业积极地“走出去”，大力推进国外资源的合作勘查、开发，争取3～5年内形成一批稳定的铁矿石供应基地，以确保实现国际市场资源的优化配置，保证我国矿产资源的持续有效供给。我国企业到境外开发铁矿己有成功经验，如中钢集团与澳大利亚哈默斯利铁矿有限公司合资开发恰那铁矿，首钢独资开发秘鲁玛科纳铁矿，宝钢分别与巴西淡水河谷公司、澳大利亚哈默斯利铁矿有限公司合资开发铁矿等。其次，应规范铁矿石进口经营秩序，加强铁矿石贸易中的话语权。

我国进口铁矿石的价格2003年比2002年上涨了9%，2004年比2003年上涨了18%，2005年比2004年上涨了71.5%，2006年比2005年上涨了19%，2007年比2006年又上涨了9.5%。这不仅仅是对钢铁企业的冲击，同时对下游的建筑、轻工、汽车、石化等企业造成了更为严重的冲击。所以，这要求中国钢铁企业不仅要统一国内市场，还要统一对外，利用整顿进口代理商等方式，形成对外的同一种声音、同一个拳头。同时，还必须在自身的发展战略上进行调整，提高资源的有效利用优选率，对国内优势企业进一步兼并重组。

此外，应重视实施资源替代策略。矿产资源是不可再生的自然资源，用一点就少一点。为确保资源的可持续供给，国家应制定长远发展规划，研究实施矿产资源的替代战略。主要是在能满足相关性能的条件下，用易获得、成本低的资源替代难以获得、成本高的资源，用非传统的新型矿物资源替代传统矿产资源，积极开发替代产品，例如，可以开发高分子材料或无机非金属材料来代替部分钢铁材料等。