李 歡
(廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九二大隊(duì),廣東 廣州 510800)
游離的CO2氣體與金屬礦共存,在我國(guó)已探明的金屬礦床中,還是罕見(jiàn)的,也是區(qū)別于其他金屬礦床具有特征之一。金屬礦床以氣水混合物形式賦存在不整合面、噴發(fā)間斷面、層間破碎帶和構(gòu)造裂隙中,與含水層和含礦層基本吻合。多沿構(gòu)造裂隙在低洼處以氣泉形式逸出地表[1]。深部金屬礦床一旦被鉆孔揭穿,可以將混合物自噴于地表,多數(shù)不自噴[2]。
279礦床富含高壓的深度礦層,根據(jù)取樣測(cè)定所獲得的礦產(chǎn)資源勘查值表明,其屬無(wú)機(jī)成因,來(lái)源于深部與火山活動(dòng)有關(guān),根據(jù)礦產(chǎn)資源分析結(jié)果統(tǒng)計(jì),游離金屬元素的平均含量為505.48mg/L,最高1416.62mg/L,屬國(guó)家規(guī)定≥250mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。
富含金屬礦床,其主要特征是:分布面積廣(東起松溪橋,西至鷓鴣隆斷裂,北到差干圩,南至下舉河),金屬含量高;氣比水多(氣水比可達(dá)3~4),由深到淺在各礦層均有分布;金屬元素隨礦層深度增加而增大[3]。根據(jù)對(duì)比初步預(yù)測(cè),第Ⅱ礦層的礦坑涌氣量最大為20120m3/日,第Ⅲ含礦層最大為10508.96m3/日。金屬礦床的儲(chǔ)量較大,可作為天然的金屬礦產(chǎn)資源綜合利用。金屬礦床環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的對(duì)象。
根據(jù)各礦層中氣體組分含量統(tǒng)計(jì),CO2占90%以上,O占2%~8%,N2占3%~5%,CO占0.2%,其他占0.2%~0.5%,有的孔還含有微量的H2S。特別是一氧化碳(CO)含量雖然所占比例較小,但它是一種有毒氣體,危害性大,對(duì)未來(lái)礦山開(kāi)采不利,需要采取預(yù)防措施。279金屬礦床地下水的氣水比值較大,特別是綠色火山碎屑礦和流紋礦體中的地下水分別為4.58和3.63(氣比水多),而金屬礦床中的金屬總量達(dá)90%以上,為金屬礦床成礦創(chuàng)造了足夠的條件。
表1 279金屬礦床孔內(nèi)礦體浸泡試驗(yàn)結(jié)果表
ZK-105有 有0.16724.1平0.220 ZK-360有 有0.12543.2 ZK-81有 有0.19013.6 ZK-378有 無(wú)0.12543.2 ZK-146無(wú) 無(wú)0.18416.4均為28.1
表2 279金屬礦床礦體浸泡試驗(yàn)結(jié)果表
從表1、表2中可以看出,279金屬礦床礦體和正?;鹕綆r,在碳酸水和天然水浸泡后,其金屬元素的浸出率較高,由此可見(jiàn),以碳酸合金屬元素離子形式運(yùn)移的碳酸水,具有較強(qiáng)溶解礦體中金屬礦的能力,能促使礦體中活性金屬元素轉(zhuǎn)入水。富含金屬元素礦床,既是礦體中分散金屬元素活化的有利溶劑,又是金屬元素由分散到集中運(yùn)移的有效載體,對(duì)后生金屬礦床的形成起很主要的作用。
(1)仁差盆地北部279金屬礦床富含的金屬元素,長(zhǎng)期處在一個(gè)減壓開(kāi)放的排泄區(qū)。大面積分布的金屬元素礦床,可沿構(gòu)造裂隙上升,在地表以氣水混合物或氣泉形式逸出。深部的金屬礦床賦存在不整合面、噴發(fā)間斷面、構(gòu)造裂隙和層間破碎帶,與含水層和含礦層基本吻合,常被鉆孔揭露,長(zhǎng)期逸出地表。由于深部大量金屬礦床的補(bǔ)充,而補(bǔ)充的金屬元素又在降壓條件下不間斷的逸出地表,在這樣一種長(zhǎng)年不息的大循環(huán)中,對(duì)金屬礦床的形成(富集)和破壞,起著雙重作用。因?yàn)樯畈康慕饘僭貪B透性能強(qiáng),可沿不同方向的構(gòu)造裂隙運(yùn)移,可由深到淺在不整合面、噴發(fā)間斷面和層間破碎帶有利部位富集成礦。所以盆地北部279金屬礦床含礦層位較多,礦化范圍也較大,查明的工業(yè)儲(chǔ)量為2268.03t。
279金屬礦床碳酸水與金屬礦床成礦關(guān)系密切。這正是如構(gòu)造交匯成礦的一般規(guī)律一樣,能否富集金屬成礦,還必須具備有豐富的金屬元素源和成礦有利的地質(zhì)、水文地質(zhì)和地球化學(xué)環(huán)境等條件。從上述條件分析,279金屬礦床富含CO2氣體,可作為一種不可忽視的找礦標(biāo)志和選區(qū)的輔助依據(jù)。如土窩里~松溪橋一帶,它與279金屬礦床同處于一個(gè)地質(zhì)體,水文地質(zhì)條件與神背主要礦化地段極為相似,是地下水和CO2氣體的排泄區(qū),特別是土窩里鹿子坑斷裂上、下盤(pán)是找金屬礦床、找金的有利地段。在附近的淺井沉積礦層中見(jiàn)有金屬元素的工業(yè)礦化,個(gè)別鉆孔在流紋巖中見(jiàn)有異常,但因工作程度較低,需待進(jìn)一步探索。
279金屬礦床外圍的鷓鴣隆斷裂,是一條控盆構(gòu)造,構(gòu)造規(guī)模較大,構(gòu)造本身既涌水又逸氣,是一條強(qiáng)含水含氣帶,氣流量>10升/秒。由于構(gòu)造規(guī)模大,張裂隙發(fā)育,氣水混合物排泄速度快,又因CO2氣體強(qiáng)烈溢出,使硅酸鹽的緩沖反應(yīng)跟不上水中PH值的變化速度,不利于水中金屬礦床的沉淀,甚至使原沉淀的金屬礦物重新溶解,被水帶走,不利于金屬礦床的形成(富集),所以找礦意義不大。
(2)仁差盆地南部278金屬礦床受東西向線型火山噴發(fā)帶控制的鈾礦床。在多年的普查、揭露和勘探中,從地表到深部(500m以上)均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有CO2氣體。2007年在5103礦床ZK-701深部(500m以下)發(fā)現(xiàn)氣水混合物噴出地表,深部(500m以下)見(jiàn)有較好的工業(yè)金屬礦化。無(wú)論是從金屬元素埋藏條件??臻g分布和地質(zhì)、水文地球化學(xué)等條件與盆地北部279金屬礦床富含的金屬元素是有所區(qū)別的。盆地南部富含的金屬礦床,埋藏很深(500m以下),主要受東西向線型火山噴發(fā)帶控制。到目前為止,在278金屬礦床次流紋斑礦體上界面深部還沒(méi)有發(fā)現(xiàn),只局限分布于5103金屬礦床深部管道相邊部和F15層間硅化破碎帶。盆地南部富含金屬元素,長(zhǎng)期處在一種高壓封閉的地球化學(xué)環(huán)境,對(duì)深部金屬礦化的再富集十分有利,深部的金屬礦體不易遭受破壞,是找深部富礦的有利地段。
仁差盆地金屬礦床可見(jiàn),賦存深度多在500m以下,在多年的普查、揭露和勘探階段,已初步查明金屬礦床的賦存部位、分布范圍、氣體壓力、氣流量和氣體組分,對(duì)深部找礦的研究有更深刻的理解,也是攻克深部找礦的一個(gè)方向。