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摘要:工作区属丘陵地区, 海拔高度在 140m ~ 272m, 区内沟谷纵横,植被发育,沿沟谷基岩裸露较好,植被以 刺槐、松林、板栗为主。水系属大沽夹河上游季节性水系, 地表水体仅为东刘家水库,季节性河流均自南向北径流汇 入古现河。坑内钻按照探矿增储奖励办法要求,探矿项目 期内由项目负责人进行管理,组织完成探矿增储项目申 报、组织施工管理、形成完备准确的项目技术档案,同时 通过坑内钻施工也培养出了一大批高素质地质技术人才, 在工程施工管理过程中,边施工、边编录、边取样、边上 图、边研究、边总结,在公司探矿增储工作中发挥了重要 作用。
胶东半岛位于华北板块(Ⅰ级)与扬子板块(Ⅰ级)接 触带位置,以五莲—青岛—烟台断裂为界分为西北部的胶 北地块(Ⅱ级) 和东南部的苏鲁地块(Ⅱ级),胶北地体又 分为胶北隆起(Ⅲ级) 和胶莱盆地(Ⅲ级),苏鲁地体又分 为鲁东折返带(Ⅲ级) 和苏北折返带(Ⅲ级)。胶北地体是 一个前寒武纪结晶基底隆起区,主要由太古宙花岗—绿 岩带和古新元古代变质地层以及胶莱盆地白垩纪陆相火 山—沉积岩系组成 ;苏鲁地体是三叠纪华北与扬子板块之 间的碰撞造山带,主要由含超高压榴辉岩的新元古代花岗 质片麻岩组成。在中生代,胶东半岛的构造格局演化受扬 子板块与华北板块碰撞以及东部太平洋板块俯冲的影响, 形成了挤压—伸展交互转换的构造环境,胶东金矿正是在 这种背景的构造转换期所形成。
矿区选矿工艺为浮选,采矿方式为地下竖井开采,采 矿方法为全面法。该区处于华北地块(Ⅰ) 胶南造山带 (Ⅱ)胶南—威海隆起(Ⅲ) —威海乳山断隆(Ⅳ) —荣成 凸起(Ⅴ)的西端,是胶东东部牟平—即墨金成矿带的重 要组成部分。区内出露地层以古元古代、中生代为主。断 裂构造发育,岩浆岩分布广泛,金矿点分布多,成矿地质 条件良好。五年来,公司狠抓地质科研工作,先后与集团 公司下属企业北京金有地质勘查有限责任公司、中国地质 大学(武汉)、中勘地球物理有限责任公司开展井下地质探矿工作。重点项目有井下大比例尺构造岩性填图、采空 区调查、构造地球化学、构造叠加晕等。通过梳理、优化 以往三维地质建模工作成果,对主要破矿构造及T3-2 等 主要矿体的空间展布进行了建模和组合优化, 建立了土堆 矿区的F1、F2、F3、F6 等主要破矿构造及典型矿体T3-2、 28、46 的三维模型,结合建立的采空区、矿体、构造模型 认为,土堆矿体T3-2 与土堆上部矿体 28、46 矿体存在倾 向北西相互平行的规律,垂向距离约 250m,T3-2 矿体在 郭城断裂下盘有较大规模且在走向和倾向上仍有较大空 间。确定了成矿物质、流体来源、矿区成矿构造应力场及 矿体与地层、岩体耦合关系,并建立了龙口—土堆矿区构 造—流体—成矿系统及成矿预测四位一体的地球物理找 矿模型。在对现有矿体多维度分析的基础上,依据成矿模 式,提出找矿靶区 10 余个。经靶区验证及钻孔加密施工, 初步证实了成矿地质模型的科学性和有效性, 深度透析了 矿区成矿规律。为矿山未来发展提供了理论依据和资源保 障。依据矿区周边的鹊山岩体、矿区周边的院各庄岩体、 沙子埠岩体、矿区内镁铁质岩浆形成的闪长玢岩、辉绿岩 以及研究区东南侧的海阳岩体的年龄及地球化学性质, 并 结合广域电磁法成果,建立了研究区岩浆岩序列图。成矿 模式是基于对现有矿体分布规律、成矿构造应力场、流体 地球化学场和区域构造岩浆时空演化的准确把握而建立 了龙口 - 土堆矿区和胶莱盆地东北缘成矿模型,从而为深 部及外围地质探矿提供了依据。自深部探矿工作开展以 来,得到了行业内专家、科研院所、高等院校的大力支持、 帮助与合作。多次召开了深部探矿研讨会,明确了深部探 矿思路、科学指导探矿和探矿工程的实施发挥了重要作 用,使公司的深部探矿工作取得了阶段性的成果,特别是 现在深部探矿效果越来越好。在各方积极配合和努力下, 深部探矿范围进一步集中,靶区进一步明确,继续大力支 持和帮助、积极配合、潜心研究,为公司深部探矿取得突 破性成果做出积极努力。尤其是鑫泰公司召开的“富金矿 构造 - 流体 - 成矿系统”研讨会破译了矿体特征新密码,为 深部找矿开辟新思路, 使得后夼矿段在浅部探寻到了具有一定规模的高品位工业矿体。

1 区域地质
工作区位于胶莱盆地东北缘,围限于黄海和渤海之 间,处于不同构造单元的交汇处,西北部为胶北隆起,西 南部为胶莱盆地,东南部为苏鲁地体,区域内断裂构造发 育,成矿条件十分优越。
本区地层属华北地层区(Ⅰ) 鲁东地层分区(Ⅰ 3)莱 阳地层小区(Ⅰ 143)。区域地层由老至新为新太古代胶东 群,古元古代荆山群,中生代莱阳群、青山群、王氏群,新 生代第四系。区域内的断裂构造以NE 走向为主,自西向 东由桃村断裂、郭城断裂、朱吴—崖子断裂组成区内的主 要构造格架,其中前二者控制了胶莱盆地的东北部的边 缘,后者切割了马石庄—崖子地区的火山—沉积岩系。三 者均具左行压扭性特征,为高角度平移断裂。区域内岩浆 岩十分发育、分布广泛。晚元古代玲珑超单元九曲单元, 岩性为弱片麻状中细粒黑云二长花岗岩,又称为鹊山—牧 牛山岩体,于区内分布广泛、侵入于荆山群地层中,岩石 含金丰度较高。据 1 :50000 区域化探资料,在 70余件统计 样品中, 含金量平均值为 7.5×10-9.高于地壳丰度值。中生 代岩浆岩,主要分布于桃村断裂以西为牙山岩体及郭城断 裂北部的院格庄岩体,均属于燕山晚期艾山阶段的产物, 岩石谱系划为伟德山超单元牙山亚单元,细分为崖西、后 野、西上寨、营盘单元。岩性分别为斑状、巨斑状、中粗砾 黑云角闪二长花岗岩,斑状中细粒黑云二长花岗岩,呈岩 株状侵入于牧牛山岩体或其它较老岩体或地层中。
2 矿床地质
胶东金矿是世界三大金矿集区之一,金矿资源占全国 35% 以上,自西向东可分为胶西北(莱州—招远)、栖蓬福 (栖霞—蓬莱—福山)和牟乳(牟平—乳山)3个成矿段。郭 城金矿田位于牟平—乳山矿段的西南部,自从上世纪九十 年代被发现以来,经过一系列矿产勘查和物化探研究,发 现了土堆、沙旺、龙口、后夼、东刘家金矿区,并研究了矿 体的规模、产状及空间形态等特征,累计探明储量超 36t。 区域内断裂发育,主要为郯庐断裂带派生的一系列NE 向 及NNE 向断裂, 金矿集区主要分布在这些断裂周围, 断裂 构造也控制着区域内地层及岩体的空间展布 ;区域内矿化 主要有三种 :侵染状细脉—网脉型,石英—硫化物脉型, 断层滑脱角砾岩型 ;区域内岩浆作用发育,主要为中生代 火山岩及侵入岩体, 具多期性的特点。
工作区地层出露较为简单,主要为晚元古代变质岩及 中生代碎屑岩,从老到新依次为新太古代胶东群,古元古 代荆山群,中生代莱阳群、青山群、王氏群以及第四纪地 层。矿权范围内构造脉岩发育,矿体受控于NE 走向的断 裂构造,并赋存于古元古代荆山群及晚元古代“牧牛山” 二长花岗岩体中, 矿体多为脉状或透镜状, 小、散、缓、薄, 受后期构造及脉岩破坏严重,错断混乱、极不连续,通过 区域详查已揭露矿体超过200 余条,地质条件相当复杂。 矿床是由土堆、沙旺、东刘家、后夼和龙口 5 个矿段组成, 共圈定矿体215余条,这些矿体受NE 走向的断裂构造影 响,并赋存于古元古代荆山群及晚元古代“牧牛山”二长 花岗岩体中,矿体多为脉状或透镜状、囊状,古元古代荆 山群中成矿方式以交代型为主,牧牛山岩体中成矿方式以 充填型为主。矿体受后期构造及脉岩破坏严重, 错断混乱、 极不连续。尽管前人对胶莱盆地金矿的矿床成因、构造特 征与演化开展了大量工作,但尚不清晰拆离断层对金成矿 作用和矿体就位的控制作用。此外,前人研究尚未定量表 达成矿构造与矿化的空间关联,导致成矿规律挖掘不彻 底,深部资源勘查方向还不明确。龙口—土堆金矿床在很 多研究领域完成度较低,可以聚焦的方向还有很多。目前 主要对龙口—土堆金矿床展开了矿床成因、成矿年代学、 隆升剥蚀、流体演化和流体来源的研究,在其他方面目前 还有待进一步探索。
矿体开采。李天宏等运用人工垫层分采分爆房柱采矿 理论对东刘家金矿进行开采,降低了矿石贫化率,提高了 矿床的综合经济价值 ;前人对东刘家金矿的水文地质条件 做了系列研究,为安全合理的采矿及矿区水资源的保护提 供了科学依据。此外,前人还对该矿床开展了一系列技术 手段进行成矿靶区的选定, 如物探法、地球化学原生晕法、 可控源音频大地电磁法、三维定位定量成矿预测法及高密 度电法, 目前已积累了大量的地质资料。
3 坑内钻在探矿中的应用
以空白区即是成矿区的探矿思想,坚持由已知到未知 的基本原则,深入研究坑道探矿的相关资料,大胆推测断 裂构造对成矿的影响,布设钻探工程小心验证,在验证中 增加成矿认识,同时根据新认识、新成果不断修正探矿方 向。在龙口矿段、东刘家矿段、后夼矿段分别实施了深部 探矿工程, 揭露了深部工业矿体六条。
近年来随着浅部资源的不断消耗,生产供矿压力逐年 加大等因素影响,浅部可开采利用资源量不足等问题日益突出,探矿增储任务随之逐年加大,资源接续问题便成为 了公司发展头等大事,更是把资源开发写进了公司发展战 略之中。
为了解决资源问题, 提高找矿效率, 调动找矿积极性, 实现快速探矿增储目标,公司出台了《探矿增储奖励实施 办法》,创新性的提出了探矿增储项目负责制, 定期召开探 矿设计审查会议,地质资源部组织,对提交的探矿设计项 目进行会审,2022 年累计召开设计会议 6 次,累计审查探 矿项目 76份。
坑内钻作为一种实用的生产探矿手段,具有工作效率 高、造价低、灵活性好和应用形式多样等优点,在会审的 探矿设计中可以快速验证矿体、控制矿体赋存规模,准确 圈定矿体形态,便成为了探矿增储项目施工的首要选择。 鑫泰公司现拥有 3 种类型钻机,分别为 Z46210 型、90-1 改 进型和 KD95 型钻机 ;按施工能力可划分为200m 钻机、 300m钻机和400m钻机,可按照具体探矿设计的工程量和 深度选择合适钻机进行施工,即节约了施工成本又提高了 钻探效率,钻机按照探矿需要一般采用一基多孔,一孔多 用原则进行施工。
(1)运用坑内钻快速验证成矿认识、提高找矿效率, 例如土堆矿区T8号矿体的探得,T8 为发现的一种新类型 矿体,矿化类型为蚀变大理岩致密块状黄铁矿化,围岩为 白色大理岩,矿体周围并无明细控矿构造产出,找矿标志 及不明显,整体产状成北东走向,倾向不确定,具有高品 位厚度变化较大,产状不稳定等特点,针对此类型体,是 否具有较大成矿规模?富矿区准确位置在哪儿?走向及 倾向方向是否为推测位置等具有较大不确定性,若运用坑 探验证投入成本过大,探矿风险较大,经过综合考虑,选 择运用坑内钻对该矿体走向及倾向方向进行验证控制,分 别在-190 中段、-220 中段投入坑内钻,施工钻孔 9 孔,工程 量 1872m, 见矿率 77%, 成矿探得该矿体富矿部位, 现坑探 工程已揭露为土堆矿体主要生产供矿采场,提高了工程质 量和利用率,避免了探矿风险,节约了成本,提高了探矿 成功率。
(2)对中段范围内地表钻探工程揭露矿体进行加密评价,确定重点矿化带并圈定探矿靶区,精准指导坑道工程 探矿,提高坑道探矿效率,降低探矿成本,获得可靠地质 资源。由于矿体复杂,地表钻揭露矿体多为点矿化,坑探 风险较大,因此选择坑内钻加密评价,例如土堆 -220 中段 ZK15001、15002 见矿钻,两钻孔见矿品位较高厚度较大, 原计划施工平巷及天井工程井下探矿揭露,风险较大,后 选择坑内钻对该矿体进行加密评价,结果确定为点矿化信 息,矿体规模不大, 优化坑探工程 170m,节省成本 15万元。
(3)还运用坑内钻配合生产,对已知矿体走向及倾向 加密控制,增加有效资源 ;对远距离空白区进行平行盲矿 体的验证评价工作 ;对部分浅部民采井空区及含水情况进 行预判断,指导上采和掘进工作等。使坑道工程的投入更 优化、更集中、更有效, 对矿体的开采实现了分中段、分区 域的有序开采。
4 结论
(1)坑内钻按照探矿增储奖励办法要求,探矿项目期 内由项目负责人进行管理,组织完成探矿增储项目申报、 组织施工管理、形成完备准确的项目技术档案,同时通过 坑内钻施工也培养出了一大批高素质地质技术人才,在工 程施工管理过程中,边施工、边编录、边取样、边上图、边 研究、边总结, 在公司探矿增储工作中发挥了重要作用。
(2)根据原始图件的分析,和新钻孔的揭露情况,对 比广域反演剖面,对解译成果进行修改和完善,对成果进 行重新解译等。原始图件对已知的郭城断裂、前夼史家断 裂、后夼东断裂等具有明显的异常显示,说明广域对大型 断裂构造,探之有效。并对矿山的断裂构造系统,进行重 新的划分。荆山群地层, 因含石墨片麻岩, 电阻率降低, 电 性显示不稳定等特征。通过 5条广域电磁法测线,大致查 明了深部鹊山岩体的界线及深度,通过鹊山岩体不同的侵 入深度,判定其由南西向北东侵入,北东向鹊山岩体埋深 将变小。此次研究为深部及外围地质探矿提供了依据,减 少了钻探孔深, 节约了一笔探矿资金的投入。
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