时间:2021/12/3来源:本站原创 作者:佚名 点击: 61 次

金刚石是辽宁优势矿种,已探明资源量占全国的一半以上。原生金刚石赋存于金伯利岩中,找矿难度极大。具体表现在发现难:瓦房店地区矿体与围岩物性差异小,寻找隐伏矿时常规重、磁、电等物探方法难以有效区分;控制难:已发现的矿体形态复杂,多为岩管,难以揭露和控制;评价难:金伯利岩只是含矿地质体,含矿地质体是否为工业上可利用的金刚石矿体,难以评价;按照矿产资源工作要求手册提出的一般工作指标,工业品位为15mg~30mg/m3,比岩金工业品位还差两个数量级以上;国际上通常以大于m3选矿样,或选出-克拉金刚石所需矿石量,来评价其含矿性。作为国内规模最大的42号岩管,虽然达到勘探程度,但试采效果不好停采至今,也从侧面说明了金伯利岩含矿性评价的难度之大;只有50号岩管经过全面开采证实,成为享誉国际宝石界的富矿。

新理论的提出。自年在瓦房店地区首次发现金伯利岩以来,金刚石找矿工作从未停顿,但从年找到号岩管后,再未发现新的岩管。找矿工作陷入低谷后,金刚石成矿理论与控矿因素研究有了新的进展,时任辽宁省地勘局总工程师付海涛,在广泛收集前人地质工作成果,建立30号、50号和42号典型岩管三维模型的基础上,通过深入研究提出“瓦房店地区可能存在破坏金伯利岩的推覆构造,50号岩管可能由于构造运动而发生错断,其附近还应该存在对应的下部岩体”,50号岩管形态“很像是由于受到东西向的力由东向西推动而形成”的新认识,认为瓦房店地区金刚石矿深部找矿潜力巨大。此观点最早在中国地质调查局南京地质调查中心年11月23~24日在湖南常德举行的全国金刚石找矿思路与找矿方向研究会上正式提出,而后于年5月11日投稿给《地质通报》,以“三维建模技术在金刚石勘查中的应用——以辽宁省瓦房店地区为例”的题目发表在该刊年第1期上。

付海涛讲解推覆构造(年11月23日拍摄于湖南常德会议)

推覆构造理念的提出,为瓦房店金刚石矿区深部找矿指明了方向,是实现瓦房店金刚石找矿重大突破的重要前提。

新模式的构建。年以来,省国土资源勘查处在勘查投入不断,但找矿成果徘徊不前,导致国土资源部找矿突破战略行动主管部门,停止了辽宁金刚石整装勘查区资金支持的背动局面下,系统总结认真反思十几年来金刚石找矿工作的经验教训,把工作重点从热衷于发现新岩管寻找新矿带,向已知岩管外围和深部转变,围绕重点区域集中攻关。在年底上报国家整装勘查主管部门《辽宁省瓦房店整装勘查区年度工作进展报告》中,明确提出了“省国土资源厅将进一步组织省内外各方面科研院校、地勘单位,根据现有的研究成果,结合金刚石成矿特点,从成矿理论、探测方式、勘查手段、评价方法等多个方面,集成研究、集中攻关,力争实现该区找矿新突破”的新思路。同时,着手从顶层设计入手,变宏观引导坐等项目上门,为提前谋划具体指导实行重点突破。受国家科技部地学类项目申报模式的启发,改革以往地质勘查项目管理形式,于年末,组织提出了瓦房店金刚石立项指南初稿;经充分酝酿深入研究,在年12月19日,经国土资源厅勘查处提议,由地矿集团经营发展战略部组织召开的“关于推进瓦房店地区金刚石整装勘查工作会议”上进行了专题研究,而后向省内有关专家征求意见,与省矿集团技术部门反复研究制定了《瓦房店金刚石矿探测技术研究及增储示范重点专项申报指南》。作为辽宁省年度省级地质勘查项目申报指南的附件下发,具体引导有关地勘单位申报立项。经组织专家论证确定,最终于年实施了由“辽宁省瓦房店地区金刚石成矿带三维地质构造调查”、“辽宁省瓦房店地区金刚石成矿带区域物探工作”、“瓦房店金刚石整装勘查区增储专项”、“辽宁省瓦房店地区金伯利岩含矿性评价”等项目组成的“瓦房店金刚石整装勘查区增储示范工程”;项目下达时又调整增加了“辽宁省瓦房店市宫房地区金刚石原生矿普查”作为前置项目。其后根据本区金伯利岩管的赋存形态及物性特征对传统找矿方法的制约,继续组织研究新的隐伏金伯利岩管探测技术,先后提出在该区开展井中物探和二维地震的探测方法;省自然资源厅于年追加了“井中物探在金刚石找矿中的应用”补充项目,二维地震方法试验因疫情突发等原因未能实施。至此,金刚石重点专项项目组合最终形成,累计投入资金达万元。

年12月19日拍摄于专家研讨会议上

以项目为纽带,组建了具有金刚石勘查、区域地质调查、地球物理勘查和地质实验测试等专业特长,省内骨干地勘单位形成的联合攻关团队,并明确由辽宁省地矿集团第六地质大队有限公司作为牵头单位。形成了由主攻单位牵头,多家专业地勘单位密切配合协作攻关的工作机制。

由省内资深专家组建成立了专家团队。辽宁省国土资源厅于年初,下发《关于成立找矿突破战略行动技术指导专家组的通知》(辽国土资办发[]17号),成立了找矿突破战略行动技术指导专家组,内设金刚石整装勘查区指导组,加强对金刚石找矿工作的技术指导。并于年3月成立了由戴晓川和付海涛组成的项目协调组,加强对金刚石项目的具体技术指导和协调管理。

省自然资源厅倡导的“顶层设计、团队合作、发挥特长、联合攻关、技术指导、加强协调、整体推进”的创新模式,有力的推动了金刚石找矿突破工作,保障了项目顺利实施并取得成功。在年9月29日召开的辽宁金刚石找矿突破战略行动专家指导会议上,自然资源部勘查技术指导中心整装勘查处领导和与会专家,充分肯定了这一有效的工作模式。

新成果的突破。辽宁省地质勘查院有限公司以是否存在推覆构造为问题导向,围绕重点地区,在提前进行的三维地质构造调查项目过程中,于年五﹒一小长假期间,率先在地表发现了推覆构造存在的证据。随着宫房地区金刚石原生矿普查项目钻孔施工,在ZK钻孔发现了南芬组三段超覆桥头组一段现象,据此在深部找到了推覆构造的证据,进一步确认了逆冲推覆构造的存在。并依据地表调查、深部钻探发现,结合重力测量划分的构造格架和局部异常因素,综合研究确定了逆冲推覆构造的运动方向、运动距离等要素,提出了在50号岩管大约度方向,距离1~3千米左右的深部找矿靶区。

三维地质构造调查预测剖面

技术攻关团队根据三维地质构造调查项目提出的找矿靶区,研究部署了大比例尺可控源音频大地电磁(AMT)剖面测量,在低阻的页岩中发现了2处值得验证的相对高阻异常。根据综合分析结果,布置施工了ZK和ZK钻孔,虽未见到金伯利岩体,但发现了与预测位置相近的推覆构造面。井中物探项目在此时发挥了重要作用(井中物探结合其它方法综合解译,可将传统意义上的钻探揭露范围至少扩大了上百倍乃至千倍),在随后进行的井中三分量磁测中,发现在ZK孔深米左右的推覆构造面附近,见有旁侧磁性体引起的磁异常;据此增设了3条南北向的AMT加密测量剖面,在ZK孔北东66.35m处的3线8号点有微弱的电阻率异常显示,由于有磁性的金伯利岩和辉绿岩的电阻率略高于页岩,因此推断该异常可能为井旁磁性体引起。结合前期AMT测量结果,选择AMT剖面L4线点和3线8号点为预选孔位,经实地踏勘,将ZK钻孔验证孔位布设在3线8号点,并于年8月2日开始施工。

AMT测量剖面与50号岩管预测区对应关系

ZK孔井测井曲线

年8月12日,终于传来喜讯,正在施工的ZK钻孔在.52米~.92米,钻遇9.40米角砾状金伯利岩,岩性与50号岩管相似,实现了金刚石找矿的重大突破。钻获金伯利岩的ZK孔位于50号岩管东偏南约1公里处,是国内首次在埋深近米的盖层之下找到隐伏独立金伯利岩体。在利用岩心磨制薄片时,发现了1粒晶形和质量具佳的金刚石,充分说明岩体的含矿性。

岩芯发现的金刚石

ZK钻孔进行的三分量磁测数据显示,在标高-m(见金伯利岩顶界附近)以下有明显异常。在-m和-m标高(共45m)内磁场显示磁性体连续,在-m标高磁场发生突变但仍未回到正常场范围,其下直至井底仍存在异常。地井方式极化率测量结果显示,-m~-m标高极化率增高,极化率异常与磁测结果相似,异常值也是直至井底。综合以往钻探工作和三维地质填图成果,在工作区内存在-m和-m两组推覆构造界面。推测-m至-m推覆构造界面之间为50-1岩体赋存空间。-m~-m标高为一段物性连续的地质体,推测此段金伯利岩厚度至少为45m,其余部分被次级滑动面错断但断距不大。ZK钻孔岩心所见为较大金伯利岩体的一部分,主体位于ZK孔的旁侧。根据逆冲推覆构造三维模型以及岩性和含矿性分析,初步认定其为50号岩管被错断后的下部岩体,不论对地质找矿还是开发利用,这一发现均具有重要意义。

ZK孔测井曲线

金刚石是国家关键矿产,辽宁省的优势矿种。在金刚石的勘查开发利用方面,我省有资源基础,有开发经验,有传统声誉,有专业队伍。依据新理论、采用新模式、引进新技术、组建新团队联合攻关终于实现了金刚石找矿的重大突破,这一成果的取得得益于国土资源部整装勘查主管部门的支持与激励,省厅和地矿集团有关领导的高度重视,得益于项目管理模式的创新,得益于工作项目的精心策划,得益于专家的具体指导,得益于团队的精诚合作与配合。

如果将发现逆冲推覆构造定义为“新理论有望打开深部富矿之门”,那么ZK孔钻见矿就是撬开了金刚石深部富矿的门缝,实现了隐伏金刚石找矿的新突破,此成果将为辽宁金刚石找矿带来光明的前景。

辽宁瓦房店50号岩管简介

50号岩管发现于年,属经济价值极高的原生金刚石富矿床。地质工作程度为勘探。矿体呈厚板状,长米、宽70米、深米;提交资源量.1万克拉。平均品位1.54克拉/立方米,宝石级金刚石远高于一般矿床20%左右的占比,达到了68.76%。

年至年,历时23年的开采证实,该矿床金刚石质地优良,其突出特点就是宝石率高,晶型好,颜色净度俱佳,易加工,是钻石毛坯的首选,以质量好闻名遐尔,享誉世界,是当时国际市场上公认的上乘之品。所产的金刚石95%以上出口销往美国、比利时和香港。依托50号岩管开发利用所组建的大连市瓦房店金刚石股份有限公司,作为国有控股大二型企业,成为当时的全国强企业,赚取了大量外汇收入,取得了巨大的社会效益和经济效益。

50号岩管深部找矿靶区与推覆构造示意图

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