墨西哥围岩怎么选
A. 什么围岩应用几台阶开挖法,最好从2级到5级围岩的都有
Ⅱ围岩一般用全断面开挖,Ⅲ、Ⅳ用台阶法开挖,一般选择上下超短台阶或者上中下三台阶,Ⅴ围岩一般用三台阶七步开挖法施工。
B. 墨西哥围岩容易失水么
不容易失水。围岩乃墨西哥欧泊的一个种类。墨西哥产地的欧泊是宝石级别的,好品质的围岩是不会失水的。
C. 五级围岩中考虑最不利情况下,在物理力学指标的范围内要怎么选
按顺序从左到右,20,100,1,泊松比随意,20,0.15,40
D. 前途问题
煤矿开采技术
培养目标:本专业以煤矿地下开采为重点,通过对采矿方法、准备方式、开拓方式、矿井开采及设计的基本原理和主要方法的学习和实训,使本专业学生能够成为从事煤矿地下开采方面的应用型人才。
就业方向:能够在大、中型煤矿企业从事现代化煤矿企业基层生产、技术和安全管理工作。
主要课程:工程数学、计算机基础、工程制图、工程力学、煤矿地质、电工基础、机械零件设计与基础、井巷工程、采矿CAD、矿山电工、矿井通风、煤矿安全技术、综采生产工艺(含开采方法)、矿山企业管理等。
待遇不是定下来的..做什么工作都要看表现的..
通风与安全
通风安全工程这门专业主要是培养从事矿井通风安全的专业人才,毕业后从事矿山通风系统设计或矿山通风技术管理,其实说白了就是如何将地面的新鲜风送到作业地点,让作业地点的工作人员有新鲜的空气,还有就是有效的稀释作业地点有毒有害气体,防止有毒有害气体爆炸!
地下工程与隧道工程技术
一、工程概况
1、地理位置
济南至莱芜高速公路长城岭隧道进口位于章丘市文祖镇三槐树村,出口位于莱芜市雪野镇大厂村。施工现场周围无大型建筑物,仅有少量的民用建筑。长城岭隧道中间处LK40+740里程地表处有与隧道中心线几乎垂直的古齐长城,是重点保护对象。
2、工程简况
长城岭隧道全长左幅854(右幅759)米,合计1613米,开挖断面达165m2。其中左幅Ⅲ级围岩160米,Ⅳ级围岩480米,Ⅴ级围岩214米;右幅Ⅲ级围岩145米,Ⅳ级围岩371米,Ⅴ级围岩243米,隧道爆破方量约为247454m3。洞口路基段长170米,挖方段主要为隧道洞口处,约18248m3。
3、长城岭隧道开挖施工方法
长城岭隧道Ⅳ级围岩及Ⅴ级围岩段采用单侧壁导坑法开挖,开挖进尺控制在0.75~1.0m以内,弱爆破技术,小型挖掘机装渣,小型拖拉机运输至洞口处,再由装载机配合大型载重自卸车运输至弃渣场。Ⅲ级围岩采用台阶开挖法进行,光面控制爆破及减震爆破技术。上台阶采用小型挖掘机扒渣至下台阶,再由装载机配合大型载重自卸车运输至弃渣场。爆破进尺控制在1.5米以内。
4、洞外路基施工方法
土方路基挖方地段直接采用大型挖掘机进行挖除,石方地段采用自上而下松动控制爆破,并采取防护措施。出渣由挖掘机挖装,载重自卸车运输至弃渣场。
5、水文地质概况
隧道岩体以灰岩为主,岩石较坚硬,节理裂隙发育。挖方路基石方地段岩石为强风化~弱风化的灰岩,岩体破碎,完整性差。线路范围的水文地质条件简单,属裂隙水。
6、爆破要求
(1)长城岭隧道中部穿过古齐长城,爆破施工时对文物保护要求较高。隧道在爆破开挖时,允许控制在0.2cm/s以内。
(2)洞口周围的民用砖房采用爆破振动安全标准为2cm/s以内。
(3)对于露天控制爆破个别飞石的警戒距离不小于300m,个别飞石最大距离控制在45m以内。
(4)爆破环境技术要求详见《图1 爆破环境平面布置图》。
(5)爆破工程量计算
工 程 项 目 名 称 长(高)×宽(米) 断面积(m2) 深(长)度(m) 爆破方量(m3)
Ⅳ、Ⅴ级围岩 上导坑(单侧) 6.5×9.41 45.4 1308 118766
下导坑(单侧) 4.9×7.78 37.5 1308 98100
Ⅲ级围岩 上台阶 5.2×15.97 41.59 305 12685
下台阶 3.5×16.04 58.7 305 17903
洞外路基 18248
合 计 265702
二、爆破方案选择
1.设计依据
(1)济莱高速公路第六合同段施工第一册《总体设计 路线 路基 路面 桥涵 交叉其它》、第二分册《隧道》;
(2)中华人民共和国爆破安全规程(GB6722-2003);
(3)公安部《爆破作业人员安全技术考核标准》;
(4)中铁隧道集团在以往施工的类似本工程的成功经验和资料。
2.爆破方案选择
(1) 根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽炮眼加深20cm。
(2) 严格控制周边眼的装药量,采用间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布,导爆索起爆。
(3路堑边坡石方开挖采用松动控制爆破,自上而下分层、分段进行,并用砂袋及钢丝网覆盖。
3.爆破器材选用
根据施工中常用爆破器材,选用以下火工品作为长城岭隧道施工的爆破器材。
爆破器材名称 规 格 用 途
雷管 火雷管(8#) 起爆
1~15段非电毫秒雷管 掘进和传爆
炸药 乳化炸药爆速3800~4000m/s直径φ32mm 掘 进
2#岩石小药卷,直径25mm 起爆、预裂
传爆线 导火索 起 爆
6600m/s导爆索 起爆、预裂
三、爆破参数的选择与装药量计算
1.爆破参数的选择
(1)孔深确定:Ⅳ、Ⅴ级围岩取1~0.75m,Ⅲ级围岩取1.5m,
(2)周边光爆孔或预裂孔孔网确定:根据a/w=0.7~1.0原则确定,一般a=45~60cm,取50cm;w=50~80cm,取60cm。
(3)周边眼线装药密度确定: q线在硬岩段一般取200~350g/m;本段岩石属Ⅲ-Ⅴ级,q线=250g/m。
(4)掘进孔孔网参数确定:
掘进孔孔网根据单孔装药量负担面积确定: a.w=S=Q单/q.l 。
Q单一单孔装药量 q一单耗 l一孔深 a一孔距 w 一抵抗线 S一炮孔负担面积
(5)单耗确定: 单耗根据类似经验确定,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩周边眼取0.25kg/m、断面开挖取0.5~1.94kg/m3。
(6)路基爆破参数为:a=1.2m、b=1.0m、c=1.1m、h=1~1.5m、△h=0.15~0.2m,路堑石方开挖采用松动控制爆破取0.35~0.45kg/m3。
(7)掏槽孔确定:
①楔形掏槽采用六孔掏槽。
②直眼掏槽采用五孔掏槽。其中间孔为空孔,一般不装药,为确保掏槽抛碴,可在底部少量装药,最后起爆抛槽渣。
四. 钻爆设计
1.Ⅴ级围岩钻爆详见图《图2 Ⅴ级围岩及浅埋段爆破设计图》;
2. Ⅳ级围岩钻爆详见图《图3 Ⅳ级围岩爆破设计图》;
3. Ⅲ级围岩钻爆详见图《图4 Ⅲ级围岩爆破设计图》;
4. 路基光面控制爆破详见图《图5 路基挖方爆破设计图》;
五. 药量计算、装药方法、装药结构及炮孔堵塞.
1.药量计算
见爆破设计图。
2.装药方法
采用人工用木制炮棍装药,起爆体均在火工品加工房进行加工,起爆体必须专人加工,分段存放。
3.装药结构
周边眼采用光面或预裂爆破,装药结构为间隔装药;掏槽孔和掘进孔、底板孔采用连续装药结构。
4. 炮孔堵塞:
炮孔采用人工堵塞,堵塞材料为粘性土卷(需提前加工),用木制炮棍压紧。堵塞长度一般不小于25~30厘米;严禁不堵孔爆破。
六.网络设计及起爆方法
1. 起爆网络采用并簇连法,按如下顺序连接:
孔内雷管分组→周边孔导爆索并接→同段非电雷管双发簇连→双发火雷管起爆。
路基爆破起爆:主爆孔并接→同段非电雷管双发簇连→双发火雷管起爆。
2.起爆器材:
孔内采用非电毫秒雷管和导爆索(周边孔)起爆,孔外采用非电毫秒雷管传爆,起爆采用双发火雷管起爆,导火索长度不小于1.5m。
3.起爆方法:
警戒完成后,人工利用香火点燃导火索(2根),立即跑到200m以外安全避炮点。在完成爆破后30min后进入爆区检查,确认无盲炮后方可解除警戒。
七. 爆破安全距离计算
由于爆破过程中部分炸药能量转化为地震波,同时产生一定飞石、冲击波、爆破毒气和噪声,影响建筑物、机械设备及生命财产的安全,务必对其安全情况进行校验,采取严格的防范措施加以保护确定爆破安全。
1. 爆破振动计算:
(1)长城岭隧道控制最大段装药量为,Qmax=0.7kg。
V=k(Q1/3/R)a 取 k=50 a=1.3 R=65M时。
V=50×(0.71/3/65)1.5=0.18cm/s<0.2cm/s(古齐长城场交通隧道安全振动速度) 。
2. 爆破冲击波超压的影响:
由于隧道施工方向为水平,而隧道洞室爆破均在地下,因此超压冲击波对洞口周围建筑不会造成影响。
3、爆破安全距离:
A: 隧道爆破时,个别飞石对人员安全距离设定为150m,巷道内对设备安全距离设定为100m(指非机动设备)。
B: 路基爆破时,个别飞石对人员安全距离设定为300m以外,同时加强警戒。
4.起爆顺序和延期时间:
(1)起爆顺序:
隧道内:掏槽眼→掘进眼→内圈眼→周边眼。
路基:主爆孔→光爆孔。
掏槽眼→掘进眼→内圈眼→周边眼。
(2)延期时间:一般掏槽孔段间延时差为50ms~75ms。
八. 安全技术与防护措施.
1、工程现场100m范围内进行实地调查,记录可能影响的构筑物或其它结构状态,记录资料应包括文字和图片资料,现场可作观测标志。
2. 必要时可进行地表震动观测,以优化爆破设计。
3. 爆堆检查时间:
爆堆检查时间应在爆后30min且炮烟排出后,由熟练爆破员进行检查。
4. 盲炮处理:
由于采用炸药均为乳化炸药,因此发生盲炮后,必须由专职爆破员进行处理。处理方法为:
⑴. 能够重新引爆的,加大警戒范围,重新加入起爆体引爆;
⑵不能重新引爆的炮孔,采用高压风吹出堵塞炮渣,取出起爆雷管,并将炸药取出;⑶.严禁采用木棍硬捣起爆药卷。
5. 严禁利用残眼穿孔,以免钻爆残眼中残留炸药。
6. 爆破警戒:装药警戒范围由爆破工作领导人确定,装药时应在警戒边界设置明显标志并派出岗哨;执行警戒任务的人员,应按指令到达指定地点并坚守工作岗位。
7. 信号:预警信号:该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作;起爆信号:起爆信号应在确认人员、设备等全部撤离爆破警戒区,所有警戒人员到位,具备安全起爆条件时发出。起爆信号发出后,准许负责起爆的人员起爆;解除信号:安全等待时间过后,检查人员进入爆破警戒范围内检查、确认安全后,方可发出解除爆破警戒信号。在此之前,岗哨不得撤离,不允许非检查人员进入爆破警戒范围;各类信号均应使爆破警戒区域及附近人员能清楚地听到或看到。
8. 火工品管理必须有火工品管理人员进行管理,现场火工品使用由爆破员使用,安全员现场监督。爆破完成后,剩余火工品必须全部退库,做到帐账相符,账物相符。
9.路基需爆破施工时,起爆前30分钟在两侧300m外设立警戒线,禁止行人进入爆破作业区,爆破完成至少15分钟进爆区检查并确认无瞎炮的情况下再全解除警戒。
PS: 虽然这3门主课现在算是冷门...但很多单位现在都需要这一批的人才...中国人嘛..行行出壮员...前景是美好的...
E. 实物的筛选
1.岩心的筛选
对于入选国家实物地质资料馆的矿产类实物地质资料来说,包括岩矿心、副样、薄片、光片、标本等,其中最重要的是钻孔岩矿心。通过矿床筛选,选定要采集的矿床后,每个矿床可能会有几十个、上百个钻孔,这就涉及钻孔的筛选问题。钻孔筛选应以反映矿床的总体地质特征为基本原则,主要从以下几方面考虑。
(1)筛选依据
1)主要矿体与次要矿体。一般来说,矿床由一个主要矿体或几个主要矿体及众多次要矿体组成。而主要矿体是勘查、科研和开采的重点。选择钻孔时,应选择穿过主要矿体的钻孔,同时兼顾次要矿体。最好选择同时穿过主要矿体和次要矿体的钻孔。此外,要考虑矿体的连续性,矿体连续性好的地段往往也是勘查、生产、科研的重点地段。因此,钻孔的选择应位于矿体连续性较好的剖面上。
2)矿石类型及品位。矿床的矿石类型可能有多种。不同类型的矿石中,物质成分的赋存形式、品位的高低、结构构造、氧化程度等因素各不相同,在工业选冶加工技术方法上也有差异。因此,在选择钻孔时,要考虑所选择的钻孔矿心应包括尽可能多的矿石类型,以选择最少的钻孔控制全部的矿石类型为原则。矿石的品位是矿石中有用组分的含量。反映矿床(体)有用组分含量一般特征的指标应是平均品位。在选择钻孔时,应避免高品位或特高品位的钻孔入选,它们仅是矿床(体)中特例,不能代表普遍存在的客观事实。
3)围岩及蚀变。围岩与矿体的关系有两种:其一是围岩与矿体界线明显,其二是围岩与矿体界线呈渐变关系。研究围岩的意义在于:围岩可能是成矿物质的提供者,围岩的物理性质决定了开采矿体坑道的稳定性,随着边界品位的降低,围岩中的一部分可能成为矿体。因此,从矿产实物地质资料的系统性考虑,实物中应包括围岩,选择钻孔时,应尽可能多地包括各类岩性的围岩。研究蚀变可以有助于阐明热液矿床形成过程的物理化学条件及矿床的成因等,同时它们又是重要的找矿标志。因此,矿产实物地质资料的选择要重视蚀变带实物地质资料的采集。选择钻孔岩心时,应尽可能包括主要蚀变类型,特别是与成矿关系最密切的蚀变类型。
4)钻孔的深度及岩矿心采取率。在筛选钻孔时,还应考虑钻孔的岩矿心采取率,尽量选择岩矿心采取率高的钻孔,至少要达到一般工艺要求,即岩心采取率不小于65%,矿心采取率不小于80%。对特殊矿种要求更高一些,如岩金矿岩矿心采取率更高。采取率高的岩矿心更具有代表性,能够最接近地反映矿床基本地质特征。另外,钻孔的深度也是一个考虑的因素,在相同条件下,应尽可能选取深孔,因为深孔包含更多的地质信息。
5)钻孔岩矿心保管状况。矿床勘探或开采后若干年,按岩矿心管理有关规定,钻孔岩矿心要进行缩减保存,在筛选钻孔时,应尽量选取保留全孔岩矿心的钻孔,或者全孔与缩减孔相互配套、相互补充;只有在某些着名矿山以往勘查工作产生的勘探钻孔全部缩减,而新的生产钻孔无法反映被开采块段的地质信息的情况下,可以考虑仅采集缩减钻孔或缩减孔与生产孔相配套。由于地勘单位岩矿心保管条件大多较差,钻取时间较长的岩心的保管情况往往不尽如人意,选择的钻孔需要利用原始资料整理恢复。为了便于恢复,选择钻孔岩矿心时应考虑,岩心牌要标识清晰,缺失的岩心牌比例要低;岩心箱上重要标识要能够识别;岩心箱数换算出来的岩心米数要与钻孔岩心深度和采取率换算出来的米数大致一致。
(2)钻孔数量
考虑到选择的钻孔要能够全面反映矿床的成矿特征,包括主要矿种、不同的成矿类型、与成矿关系密切的地层、蚀变、岩体等,而中国的多金属和复合成因的矿床十分发育,多数矿床很难用一个钻孔全面控制矿床的各种重要地质信息,这时考虑选择不同勘探线上的几个钻孔,钻孔的选择原则是要尽量以最少的钻孔包含最多的地质信息。
(3)相关材料
应收集与所选岩心密切相关的成果资料、原始资料及影像资料。必须收集的资料包括:已采集岩矿心钻孔的柱状图、钻孔勘探线剖面图、钻孔原始记录表、采样登记表或采样记录、物化探测井资料、岩矿心缩分记录、鉴定或试验测试分析成果、矿区勘查报告(全文或部分章节)、矿区地质图或地质矿产图、勘查工程布置图。尽量提供反映矿区建设发展的图片、影像资料等。各种相关资料可以是原件,也可以是复制件,有电子文档的应收集电子文档。
2.配套标本的采集
标本和岩心一样,也是重要的实物地质资料,与岩心相比,标本具有较好的展览和观察效果,同时,标本的获取成本低,且很多时候标本可以替代岩心,用于观察、取样分析,能够最大限度地延长珍贵岩心的保存年限和服务寿命。因此,矿床配套系列类标本也是国家实物地质资料馆重要的采集内容。
(1)采集原则与采集层段
1)采集标本的原则是以最大限度客观反映矿床基本地质特征为首要原则。
2)标本采集应选择主要开采中段系统地进行。对于岩石、矿石类型、物质组分变化较大,蚀变分带明显的矿床,可在多个开采中段上采集标本。
(2)采集内容
标本包括岩石标本、矿石标本、矿物标本。
1)岩石标本:包括矿体主要围岩的各种类型岩石标本、矿体顶底板岩石标本、蚀变岩石,特别是与成矿有关的蚀变岩石标本、火成岩标本。
2)矿石标本:包括主要含矿层位矿石标本、主要矿石类型的标本、富矿品位矿石标本。
3)矿物标本:包括矿物晶形发育完好的矿物标本,具观赏性的矿物标本。
(3)数量及规格
每个采点的标本,同时同地采集一式两份,一大一小,大者规格为20 cm×15 cm×10cm,小者为10cm×8cm×5cm,两块标本编号相同。
F. 如何根据围岩级别选择隧道施工
隧道的施工方法有很多,不同的施工方法有不同的施工的长处和短处,如果你在从事设计工作,那么就要根据设计规范来选择不同的围岩使用不同的施工方法,如果是施工单位应用最多的是台阶法和台阶法加临时支撑两种方法,因为很多施工方法太繁琐,施工中造成施工困难加大,施工的时间过长,一般施工单位不会采用,台阶法施工方便,安全,V级围岩可采用三台阶法,IV级围岩根据现场实际情况来定,如果围岩较破碎建议三台阶,围岩一般建议两台阶,(具体情况还要考虑隧道埋深,是否有水,水量有多大),最好结合现场施工情况来定施工方案,希望对你有帮助
G. 请根据如下采矿技术条件选择合适的采矿方法,并说明选择依据。 1.矿体厚度:6~8m; 2.矿体倾角:45°~80
采矿方法的选择主要有两个方面的影响因素,一是矿床地质条件,二是开采技术经济条件。
矿床地质条件一般包括:矿石和围岩的物理力学性质,矿体产状,矿石品位和价值,矿体赋存深度等。
根据给出的条件,仅可判断:该矿床为倾斜急倾斜中厚矿体,矿围岩稳固性为不稳固到中等稳固。如此只能大致上对采矿方法进行初选。我们可以逐个排除,作以下考虑:
首先考虑空场采矿法。应用该方法的基本条件是矿石和围岩都必须稳固,采空区在一定时间范围内,允许有较大的暴露面积。从f值来看,矿围岩的稳固性变化较大,因此很难说。就算可以用该方法,综合考虑矿体厚度和倾角,也只有分段矿房法勉强可以考虑。还可考虑有底柱分段崩落法。
H. 围岩完整性包括什么内容在分级中的作用
围岩分级是指根据岩体完整程度和岩石强度等指标将无限的岩体序列划分为具有不同稳定程度的有限个类别,即将稳定性相似的一些围岩划归为一类,将全部的围岩划分为若干类。在围岩分类的基础上再依照每一类围岩的稳定程度给出最佳的施工方法和支护结构设计。围岩分类是选择施工方法的依据、是进行科学管理及正确评价经济效益、确定结构上的荷载(松散荷载)、确定衬砌结构的类型及尺寸、制定劳动定额、材料消耗标准等的基础。
注:
1 围岩按定性分级与定量指标分级有差别时一般应以低者为准。
2 本表声波指标以孔测法测试值为准如果用其他方法测试时可通过对比试验进行换算。
3 层状岩体按单层厚度可划分为:厚层大于0 5m,中厚层0 1~0 5m,薄层小于0 1m
4 一般条件下确定围岩级别时应以岩石单轴湿饱和抗压强度为准当洞跨小于5m,服务年限小于10 年的工程 确定围岩级别时可采用点荷载强度指标代替岩块单轴饱和抗压强度指标可不做岩体声波指标测试
5 测定岩石强度做单轴抗压强度测定后可不做点荷载强度测定。
I. 脉状矿床
一、概述
脉状矿床是比较多见的矿床,这里指的主要是热液成因的多种金属和非金属矿脉,它们的形成明显晚于有关岩浆岩及其围岩,属典型的后生矿床。是岩浆分异出来的气水溶液和地壳中不同深度下循环的其他来源的水溶液或流体活动的产物。
脉状矿床一般被认为是热液沉淀物充填了岩石裂隙或沿岩石裂隙交代形成的。矿脉有一定的脉幅,一般沿走向和倾向作较大延长及延深,有长有短,有陡有缓,有的稳定连续,有的出现膨缩、尖灭再现或出现延伸方向的转折及分枝。脉状矿床有单脉,有复脉,复脉是由并列、交切及分枝的一些脉构成的,还可以有在多组交织的裂隙带中形成的网脉,以及在不规则破裂裂隙带中形成的角砾状脉带和在层状岩石中形成的层带状脉等。许多脉状矿床中常可以有一组或一组以上的若干条脉构成脉组或脉群。上述脉状矿床中脉的形态产状特点明显受岩石中构造破裂裂隙的控制,同时脉组或脉群在空间上的分布与排列组合形式也服从岩石破坏时构造裂隙成生关系的规律。
脉状矿床的矿物组成是多种多样的,最常见的是以某种脉石矿物为主体含有一定金属硫化物或氧化物的石英脉、碳酸盐脉以及重晶石脉、萤石脉等,较少的情况下也有直接由金属硫化物或氧化物构成的脉。脉状矿床中常有一定矿物组合或者金属组合,如以钨-锡-钼-铋、铜- ( 铅-锌) 、铅-锌 ( -银) 、锑-汞、砷、金-银、钴-镍、银-铋-铀等组合为特征的矿脉都有重要的意义。在具有不同金属组合的脉状矿床中,其围岩尤其是脉侧围岩常伴有相应类型的围岩蚀变。成分较为复杂的脉状矿床中常含有几个矿物组合,它们属于不同的成矿阶段,矿物是先后连续或断续生成的。矿床中的这种特点反映了热液在成矿过程中的演化。脉状矿床中不同矿物和金属组合在空间上作有规律的分布,叫做矿床的带状分布或分带性。
脉状矿床最初是在形态分类中提出来的,但是由于这类矿床具有独特的成矿特征和一定的成因属性,在后来一些矿床的成因分类中仍保留了其独立地位,如在 R·L·斯坦顿等的分类中就是这样。在教材这一节中我们将主要介绍一些脉状产状特征突出并表明是其主导控矿因素的矿床,包括与侵入岩浆活动关系密切的脉状矿床、与火山活动有关的脉状矿床以及在各种不同围岩中受特定类型构造破裂裂隙带控制的矿床。
二、重要矿床
1. 花岗岩及其围岩中的黑钨矿-石英脉矿床
这是我国华南地区钨成矿区内最重要的矿床类型。矿床分布遍及于江西南部的十几个县,并扩展到赣中、湖南、粤北等地区,在赣南有着名的西华山、大吉山、岿美山,盘古山等重要矿床。
矿床均产于中生代燕山期花岗岩体及其侵入的古生界浅变质碎屑岩系中。无论在岩体中还是在变质沉积岩中矿床都成脉组或脉群产出。例如西华山所在地区为一个约 20 km2的复式花岗岩岩体,西华山矿床产在岩体南端斑状细粒黑云母花岗岩株的顶部,在4. 5 km2范围内有近东西向矿脉约 400 多条。在复式岩体的西北部和东北部也有相似的含钨石英脉组分布 ( 图 5-18) 。在大吉山和盘古山等矿区含钨石英脉组则主要产在寒武纪变质岩系和泥盆纪石英砂岩中。矿脉产状相似,有的延深很大,深部有花岗岩体 ( 图 5-19) 。每一个矿区内一般有数十条到上百条矿脉,它们有的互相平行构成脉组,一个矿区内往往有两三个脉组。脉组的延展方向有的相同或相近,有的则以一定角度交切。主要矿床沿走向长达 200 ~600 m,最长达 1500 m,延深 200 ~300 m,最深也可达千米。厚度变化从 0. 2 ~1 m,在末端常变薄分叉而尖灭。脉侧围岩发生云英岩化,下部也常见钾长石化。脉内矿物组成一般较简单,石英占体积的 90% ~ 95%,金属矿物不均匀分布其中,主要有黑钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿、白钨矿、少量黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿,非金属矿物有白云母、钾长石、少量电气石、黄玉、绿柱石、锂云母、萤石等。矿石中 WO3含量可达 1%左右,有的矿床中 Sn、Mo、Bi、Be 等可综合利用。
图5-18 西华山复式花岗岩体地质略图( 引自袁见齐等,1985)
本区钨矿与燕山期花岗岩有明显的时空和成因关系,岩体侵位时间在 180 ~ 130 Ma内,成矿溶液主要来源是岩浆水,含钨石英脉流体包裹体测得 δD 为 -33. 36‰ ~- 89. 41‰、δ18O 为 4. 18‰ ~ 9. 51‰的数据。矿床形成温度在 250 ~ 350℃ 范围内。现在认为江西南部及邻区处于华南早古生代褶皱系的加里东后隆起区内,成矿作用与中生代特殊的陆内构造—岩浆活动环境有关。
在赣南钨矿进行长期的勘查开采工作中,不断加深了黑钨矿-石英脉矿床从浅部到深部矿化特征变化规律的认识,矿床工作者提出了一个从上到下的 “五层楼”分带模式:
( 1) 微脉带: 蚀变岩石中有一系列云母-石英微细脉,脉幅宽 0. 1 ~ 1 cm,此带不具开采价值,但可作为深部存在隐伏矿的标志。
图5-19 盘古山钨铋矿地质剖面示意图
( 2) 密集细脉带: 细脉宽 1 ~5 cm,少数达 10 cm,含矿率 10% 以上,构成工业矿体的上部。
( 3) 中脉带: 脉幅 5 ~10 cm,个别可达 50 cm,脉平行排列成组,脉带宽度和 WO3品位达最高值,延深深度也大于上面两带,具有重要工业价值。
( 4) 大脉带: 脉幅大于 50 cm,有的 1 m 以上,大脉旁侧时有少数平行或斜向分布的细脉,此带发育在花岗岩体接触面以上 100 ~200 m 区间内,有最重要工业价值。
( 5) 稀疏大脉带: 矿脉减少,发育深度 100 ~ 250 m,个别更大些,向下进入花岗岩体内逐渐缩小尖灭。
2. 含金石英脉矿床
这类矿床多产于太古宙或下元古代古老变质岩系中,其中常有不同时代的花岗岩侵入,最重要的是中生代燕山期花岗岩类。矿床主要呈含金石英脉产出,有的地区还伴有构造蚀变岩型金矿床。我国胶东、小秦岭、辽吉地区金矿床多属这一类型,世界各地这类金矿也具有相似特点。
山东玲珑矿床是典型一例,在矿区 75 km2范围内有金矿脉 500 多条,产在侵入于古老变质岩系中的中生代花岗岩体中,受 NE 向和 NNE 向断裂裂隙带控制 ( 图 5-20) 。主要矿脉长 100 ~5000 m,宽 1 ~10 m,深 600 ~700 m,按脉内矿物成分可分为含金黄铁矿石英脉和含金铜铅锌硫化物石英脉,脉侧围岩发育硅化及黄铁绢英岩化,金矿物为自然金、银金矿,呈显微粒状,主要赋存在黄铁矿中,矿石品位 3 ~32 g/t。
图5-20 山东玲珑金矿田含金石英脉分布图
成矿区内除含金石英脉外的另一类金矿是以焦家为代表的构造蚀变岩型金矿。主要分布在花岗岩与变质岩接触带附近的花岗岩中,花岗岩已碎裂至糜棱岩,并遭受强烈黄铁绢英岩化和钾化,金富集部位可见深灰色石英黄铁矿细脉呈矿脉带产出。在焦家矿床有代表性的地段,石英脉型金矿床产出位置在上,而构造蚀变岩型金矿位置相对在下。
现在认为,这类金矿的最初矿源层是具绿岩性质的古老变质岩,即胶东群,花岗岩是中生代时绿岩系发生深熔作用的产物,其侵位时间在160 ~135 Ma,金矿是主要来自花岗岩的热液作用形成的,主要成矿期在110 ~90 Ma。
豫陕交界小秦岭地区的金矿产于太古宙太华群深变质岩系中,其中也有不同时代的花岗岩体。金矿床主要为巨大的石英脉型,近期研究揭示的成矿裂隙构造与韧性剪切带发展过程有关。关于这类矿床的矿源、成矿机制和成矿演化的研究也有新的进展。
3. 网脉状锡石硫化物型矿床
矿床与花岗岩类有关,但多产在外接触带,有时距岩体甚远。矿床多产于泥质沉积岩或喷发岩中,以锡石与铁硫化物和铅锌硫化物共生或与含铁硅酸盐矿物 ( 如电气石、绿泥石) 共生为特征。这类矿床的典型矿床产在俄罗斯远东地区、我国南部以及东南亚地区、美洲的玻利维亚,是环太平洋成矿带的重要矿床类型。中国这类矿床中以产于碳酸盐岩层中的矽卡岩型和层状脉带型最为重要,广东海丰地区有产于非碳酸盐围岩中的典型例子。
广东海丰长埔锡矿床所在地区内主要分布着中生代的沉积岩和火山岩系,燕山期花岗岩也有广泛出露。矿区地层呈北东-南西走向的带状分布,包括下侏罗统条带状碳泥质页岩、粉砂岩互层、石英岩和砂岩粉砂岩页岩互层带,其上为中上侏罗统的流纹质凝灰岩、角砾岩及流纹斑岩。这些岩层因处于狭长的挠折带中,岩石陡倾并普遍片理化。上述互层带岩石中发育平行走向方向延长达千米以上的破裂裂隙带,锡矿产于此种裂隙带中 ( 图5-21) 。
图5-21 广东海丰长埔锡矿床矿区地质简图
矿化沿裂隙带中各裂隙组发育,形成网脉、并列细脉带及较大的脉体,并在整体上也构成和岩层走向基本一致的脉状体,先后形成的多种矿物组合沿含矿裂隙带走向依次分布形成特征的矿化分带,在水平方向上从东北向西南依次为锡石-电气石-石英网脉带、锡石-石英细薄脉带、外侧锡石-毒砂-黄铁矿大脉带和西南边缘磁黄铁矿-闪锌矿-方铅矿大脉及细脉带,在垂直方向上也见到电气石-石英网脉向下变为硫化物带、含铁硫化物变为铅锌硫化物带。根据裂隙带内裂隙组产状、构造透镜体产状及小型逆断层及劈理发育特点,可知裂隙带是由挤压和剪切作用形成的,上述矿化分带表明构造裂隙带的生成和扩大是成矿溶液演化各阶段溶液依次进入裂隙带有序配合的结果。各阶段矿物组合中均有不同世代的锡石形成,而以裂隙带扩大和重复张开部位锡石-石英和锡石铁硫化物组合中最为富集。
4. 脉状铅锌 ( 铜) 矿床
脉状铅锌矿床是很常见的类型,湖南桃林是一个很有特色的例子。桃林铅锌矿床产于元古界板溪群千枚岩、板岩与中生代花岗岩体间的断裂带内,断裂带平行接触面分布,延伸二、三十千米,宽二、三百米。铅锌矿体由含矿断裂角砾岩带内的矿化富集部分构成,断续分布成大致平行的不规则脉及透镜体,厚几米至几十米 ( 图 5-22) 。矿体围岩包括千枚岩、石英岩、绢云母绿泥石片岩、石英片岩,绿泥石化绢云母化及硅化显着。矿石具特征的角砾状、细脉状、条带状和晶洞状构造,可以划分出不同矿化阶段,重要矿物组合是: ①方铅矿-暗色闪锌矿-黄铜矿-石英-萤石,②重晶石-浅色闪锌矿-方铅矿。对矿石矿物学、地球化学进行详细研究表明,利用硫化物对测温,黄铜矿-方铅矿获得 344 ~ 299℃,闪锌矿-方铅矿获得 215 ~ 229℃ 的成矿温度数据,石英、重晶石、方解石包裹体水的 δD在 -31‰ ~ -69‰,脉石英 δ18O 为 7. 0‰ ± 1. 8‰。认为成矿溶液早期为岩浆水,后期有大气降水参加。矿石品位一般较低,可分为铅矿石、锌矿石及铅锌矿石三类,锌多铅少,铜、银、镓、萤石可综合利用。
图5-22 湖南桃林铅锌矿床剖面图
5. 碳酸盐岩系中层带状脉型汞 ( 锑) 矿床
这是我国湘黔边境成矿带汞矿床的最重要类型,万山汞矿床是一典型代表。万山汞矿位居成矿带的中部,区域内以成北北东—南南西走向带状分布的下—中寒武统地层为主,岩层产状非常平缓,倾向北西。岩层形成宽阔平缓的褶皱并有与褶皱方向一致的断裂及次级北西向背斜与向斜。汞矿床集中在下—中寒武统岩层中,由条带状的白云岩页岩互层带中的含石英白云石脉带构成含矿带,其中汞矿体成似层状、扁豆状和鞍状受次级褶皱、层间破碎带或断裂裂隙及层间剥离构造控制 ( 图 5-23) ,含辰砂石英碳酸盐脉沿层间裂隙和直立节理发育成细脉带、囊状体及浸染体,矿石矿物以辰砂为主,伴生有辉锑矿、闪锌矿,偶有黄铁矿,脉石矿物为石英、方解石、白云石,局部有重晶石。辰砂沿裂隙面呈薄膜状,在围岩中呈小的晶形不好的浸染体,而在空洞晶洞中则发育很好的晶体。与矿体关系密切的蚀变有硅化、白云石化。一般认为矿床为低温热液矿床。成矿地质背景的特点是江南古陆边缘与鄂湘黔凹陷区之间,推测存在深断裂带导致深部含矿流体上升,进入沉积盖层。凹陷区内下古生代沉积厚度相当大,整个地区内无明显岩浆活动。在相似地质条件下也有以锑为主的矿床,湖南新化锡矿山锑矿是世界最重要的锑矿床。
图5-23 万山汞矿床含矿层综合剖面图
6. 浅成低温热液金-银矿床
指时代较新的陆相火山岩中的金-银矿床,典型地区是美国西部第三纪火山岩区内的矿床,如科罗拉多州的圣胡安山地区矿床主要是产在大的火山沉陷构造中,沉陷构造是由火山灰多期喷发引起火山口崩塌形成的。热液成矿作用利用了火山岩内多种形式的构造断裂及裂隙,矿床主要以裂隙脉及复杂的脉带形式产出。Cripple Creek 矿床和 Creede 矿床都是着名实例。前一矿床是一个第三纪大型破火山口,直径为 3. 1 ~6. 4 km。其中充填着由响岩、安粗岩、正长岩和碱性玄武岩等角砾组成的火山杂岩,并有多期岩脉、次火山岩株及爆发角砾岩体所穿切。矿体多数为充填脉成群产出,少部分为构造岩的胶结物和交代体( 图 5-24) ; 金矿化呈细脉和浸染体形式分布在角砾碎屑间; 主要矿石矿物为碲金矿、碲金银矿,自然金较少见,硫化物有黄铁矿、闪锌矿。金银矿化是多期热液活动形成的。
图5-24 横切克里普尔克里克 ( Cripple Creek) 火山喷发口杂岩体的地质剖面图( 引自 Eco. Geol. 1985,5 期)
浅成低温热液矿床也是环太平洋成矿带重要矿床类型之一,除美国西部外,墨西哥重要银矿也属这一类型。太平洋西岸亚洲国家中,日本、巴布亚新几内亚、菲律宾、新西兰都有第三纪的金矿床。我国台湾金瓜石矿床也属这一类。台湾基隆金瓜石矿床产在第三纪火山岩中,岩石主要为安山岩,矿体为含金铜石英脉的复脉形式,围岩蚀变是青磐岩化、硅化、粘土化,金属矿物以硫砷铜矿为主,矿石中金品位 2 ~10 g/t、银 4 ~40 g/t,矿床开采已久,前几年又在深部发现新矿体。此外,近年来勘查的福建紫金山矿床是大陆上最接近浅成低温热液矿床的例子,区内白垩纪火山岩盆地边部火山构造中有英安玢岩小侵入体矿化分布在次火山岩内外接触带,岩石发生了石英绢云母化、石英迪开石化、明矾石化,矿体呈不规则脉状和囊状,金属矿物为含铜黄铁矿、蓝辉铜矿、硫砷铜矿和自然金。
三、成矿作用和矿床成因
脉状矿床形成的地质环境极其宽广,从岩浆岩内外接触带到几乎没有明显岩浆活动迹象的沉积岩区都可能有矿床产出。脉状矿体的直接围岩可以是侵入岩体或其所侵入的围岩,也可以是与岩浆活动无关的各种类型的层状岩石。不管是在何种岩石中,成矿作用都是与岩石经受构造变形以至破坏产生的破裂裂隙有关。不同的岩石构造环境中有不同的含矿破裂裂隙构造型式,并控制了矿床的产状、形态与分布。在矿床构造研究中已注意了成矿前、成矿期和成矿后构造的区分。成矿前的构造可以为成矿作用所利用,成矿期间的构造与含矿溶液活动的配合对成矿作用最为有利,这两种构造既可作为溶液活动的通道,又可提供矿石沉淀的空间。成矿后的构造则主要是导致矿体的破坏。岩石在发生构造变形和发展到破坏的过程中所形成的裂隙服从固体力学应力分布的一般规律,矿床学家已对脉状矿体群的空间分布组合形式、对大型韧性剪切带构造的发展、对区域性断裂带的影响、上部岩层中破裂裂隙的形成等作过很多有益的研究工作。
热液矿床的两种基本成矿方式充填作用和交代作用在脉状矿床中都有表现,两种作用都是从热液进入岩石破裂裂隙时开始的。充填作用是溶液进入岩石中现成的开放空间时发生的,即溶液随着温度下降及环境条件的改变把所携带的成矿物质沉淀在开放裂隙空隙中的过程,充填作用总是从附着在裂隙壁开始直到把整个裂隙空间填满结束。充填作用因此常见到平行裂隙壁的条带状构造、梳状构造,如果是在角砾带不规则空间中发生,即形成环带状构造,当裂隙未被沉淀出来的矿物完全填满时则出现晶洞构造和晶簇构造等。交代作用一般也是从岩石中各种裂隙孔隙空洞开始的,活动性成矿溶液在沿着这些空隙流动时溶解裂隙旁围岩物质而同时又沉淀出溶液中某些矿物组分即发生了组分的置换或交代作用。这种作用是以裂隙为中心向外逐渐发展的。在岩性稳定的围岩中交代作用只能在有限的范围内发生,而在岩性活泼或微细裂隙比较发育的情况下交代作用可以发育的很强烈,形成各种各样的复脉、网脉和浸染矿石带。很早就有人总结过识别交代作用的标志,如:①矿体形态较不规则,与围岩界线不平整或呈锯齿状,在交代完善的块状矿石外围有浸染状矿石外缘; ②矿体内部常有未被交代完的残留围岩团块,从这些残留体内的层理产状可看出它们没有移动过而是保存在原来位置上; ③交代作用形成的矿体成分改变了,但常常保留或继承下来原岩中的层理、条带以及褶皱了的面状构造; ④在各种岩石组合的层序中表现出对不同岩性的选择交代特点。在许多热液脉状矿床中,充填作用为主的矿床也常伴有一定程度的交代作用。
在脉状矿床中围岩蚀变主要表现为脉侧蚀变形式,一般宽几厘米到几米,脉侧围岩蚀变与脉内矿物沉淀是同时发生的,表明热液在形成矿脉时曾在裂隙内长时间流动也曾渗透到一定范围内的围岩中,并与围岩发生了交代反应。一定类型的矿物组合常伴有一定类型的围岩蚀变,它们都与成矿溶液的温度、酸碱性和组分有关。例如在花岗岩中的含钨石英脉侧发育了云英岩化,云英岩中还可能生成少量锡石、辉钼矿,黄铜矿等金属矿物; 在含金石英脉侧发育绢英岩化,在绢英岩化带中常会有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等浸染体以及相伴的金银矿化,因此,矿体的边界有时也把部分蚀变围岩包括在内。
脉状矿床的矿物组成是多种多样的,矿床学家首先考虑到成矿溶液的温度是确定矿脉中金属组合的原因,据此划分出高温的 W、Sn、Mo、Bi,中温的 Cu、Pb、Zn,低温的Hg、Sb、As 等矿物和金属组合。这种认识看来有点把问题简单化了,但我们从矿床中确实可以看到金属种类随形成时间先后而存在规律变化的情况,例如在钨锡矿床中少量长石、云母等硅酸盐类矿物较早形成并可能有含锂、铍矿物伴随,石英、黑钨矿在成矿的主期形成,而更晚一些的形成物中出现铜、铅、锌硫化物; 含金石英脉矿床中也常见早期从无矿石英开始,随后为金-黄铁矿-石英,后为金-铜铅锌硫化物-石英,最后为石英-铁碳酸盐类这样一个相当普遍的发展过程; 如前面提过的,锡石硫化物矿床中不仅有锡石-电气石、锡石-石英、锡石-铁、铅锌硫化物、石英-绿泥石的多阶段的矿物组合,而且它们可以形成沿走向和倾向方向的矿化分带。
热液脉状矿床矿化分带性是一个具有重要理论和实际意义的研究课题。对国内外许多矿床的分带特点,特别是对像英国西南部康瓦尔地区的分带已进行过很多研究。现在一般认为形成矿化分带的原因可概括为两方面,一是由金属及其化合物性质决定的在溶液中迁移的稳定性表现出来的沉积顺序。例如有人根据金属络合物的稳定性得到了下面一个顺序( 金属下面的数值为硫化物络合物的稳定性的大小) :
基础矿床学
从前向后表示从难溶到易溶或易沉淀的顺序。另外,金属硫化物在氯化物溶液中的相对稳定性和硫化物在离子溶液中的相对稳定性的实验研究也存在和上面基本类似的顺序。这个顺序与根据实际矿床中概括出来的矿物组合出现的一般顺序基本一致。从许多矿床中总结出来的 6 个依次出现的矿物组合是: ①硅酸盐类矿物,长石、白云母、绿泥石等及少量金属矿物; ②磁铁矿-赤铁矿; ③锡石-黑钨矿-辉钼矿; ④磁黄铁矿、斜方砷铁矿、毒砂、黄铁矿、钴镍硫化物; ⑤黄铜矿、斑铜矿、闪锌矿; ⑥方铅矿、黝铜矿、铅的硫盐、碲化物、辰砂。影响矿物分带的第二个因素是与成矿期间构造发展有关的成矿阶段的出现,矿床的形成常常不是一次完成的,而是在长时间内,不仅经历物理、化学条件的改变而且也受到成矿期间构造活动的影响和控制。在多次构造活动的情况下,导致热液的多次进入和多阶段的沉积,矿床学家把这种构造间歇性活动控制的溶液多次上升称为热液的脉动性。脉动性更有利于解释矿床中顺向和逆向矿化分带的复杂变化。郭文魁研究了中国一些有代表性矿床的分带情况,指出了存在多阶段成矿的情况下,每一个阶段中形成的几个矿物组合一般表现出正常的沉积分带顺序,前后两个阶段中矿物组合的关系是较晚阶段开始形成的矿物组合可以重复前一阶段后面的矿物组合,但没有超越前一阶段相同矿物组合的情况,即脉动作用可以在成矿过程中多次随机发生,但一般不会打破含矿溶液总的演化方向和进程。
四、勘查评价要点
脉状矿床是常见的一类矿床,又是许多金属、非金属矿床重要来源的一类矿床,例如钨、锡、铅锌、金、银等,还有镍钴铀的脉状矿床也是很有特色的一类。此外,在脉状矿床中与普通金属伴生的稀有分散元素种类很多,而且有些金属偶尔也可出现独立矿床,例如前几年在四川发现了碲矿床,贵川发现了硒矿床。
脉状矿床的形态产状受断裂裂隙构造的控制,有的矿床直接产于大的断裂带中,更多的矿床产于大断裂旁侧的次级断裂裂隙中。断裂裂隙的性质和规模在相当程度上影响着矿床的开采条件和价值。一般来说,剪切裂隙构造有较大的延伸并伴有两盘岩石在剪切滑动中产生的次级裂隙和破裂构造,张裂隙一般规模较小,但能提供有效的开张空间。许多含矿断裂裂隙构造往往具有先张后剪或先剪后张的发展历史。特别是在那些裂隙脉成组成群产出的矿区内,矿脉的分布与组合关系常有一定的规律,原苏联矿床学家曾经对一些重要应力场类型中的矿床构造型式做过论述。应用构造解析方法和显微构造分析方法研究脉状矿床成矿构造控制、深部矿体预测以及断失矿体寻找等方面已积累了许多成功的经验。应该在有条件的地区更广泛的尝试应用并完善和发展这些方法。
研究矿物组成、共生顺序、划分成矿阶段也是研究脉状矿床的基础工作,这些研究对探讨矿床中是否存在矿化分带和分带的特点以及找寻富矿体都是必需的。对于矿化分带问题在过去几十年中已经研究得比较深入,把组分从溶液中沉积的次序和构造脉动性统一起来考虑是比较符合客观实际的。在比较复杂的热液脉状矿床中,矿体内部结构的特点在相当大的程度上与成矿期间的构造有关。富矿体是指矿体内金属最为富集的部分,在矿床勘查和开采工作中研究富矿体的成因和分布是一项重要工作,很多情况下,富矿体的产状和分布也是受了成矿前及成矿期间构造的控制。对成矿期间构造的研究相对较少,有待加强。
关于脉状矿床形成的物化条件,特别是温度和深度一直在研究工作中受到重视。因为成矿温度和深度关系到金属共生类型和矿化延深规模等问题。早先的高温、中温、低温矿床的划分虽能给出一个基本的轮廓,现代包裹体测定、稳定同位素研究已可以得到更多的定量数据,但这类数据的利用尚有待进一步研究和拓宽。关于热液脉状矿床形成深度一般认为在 1. 5 ~3 km 之间,浅的在1. 5 km 以上,甚至几百米,深的可到3 km 以下,但不超过 4 ~5 km。成矿压力现在也可以用一些实验手段进行测定,再换算深度。但根据矿床宏观地质特征的观察判断矿床形成深度也更简便可行。一般深成、中深成矿床与相应深度相岩浆岩间有空间关系,矿床有稳定和较大的延伸,矿物组成在不同深度变化表现为显着的分带,有典型高、中温矿物共生组合,矿石具粗晶结构,矿化总体上较均匀。浅成到超浅成矿床则与小侵入体、次火山岩伴生,矿体延深方向尖灭迅速,矿体内矿物成分较复杂,高中低温矿物可在短距离内更替叠置,分带不明显,出现含硫锑砷盐类矿物和碲硒矿物,矿物具细晶结构,有角砾状构造、晶洞构造,矿化不均匀,可有极富的部分。
J. 地质成矿条件和资源开发条件2
1.区域地质和地质成矿条件分析
在大地构造上,墨西哥可划分为南科迪勒拉褶皱带和墨西哥湾沿岸地斜(湾岸地斜)两大构造单位。前者构成墨西哥国土的主体,地貌上大多表现为雄伟的山脉与高原;后者自中生代以来长期处于稳定大陆边缘的构造位置,接受了大量的陆相和海相沉积,在地貌上表现为低平狭长的平原和台地。
(1)南科迪勒拉褶皱带
南科迪勒拉褶皱带占据了墨西哥绝大部分国土,赋存有除石油以外的其它多种矿产。这些矿产的形成大多与中、新生代的岩浆作用有关。
主要由第三系火山岩石组成的西马德雷山脉,以及中央高原均为墨西哥重要的有色金属分布区,产有银、铅-锌、锡、锑、钨、铋、汞等多种矿产,其中有世界闻名的雷亚德安琪尔斯银矿、瓜那华托银矿和拉美最大的维楚科锑汞矿等,西北部的索诺拉地区主要分布有铜、金、钼和石墨,其中拉卡里达德和卡纳内阿两大铜矿位于美国斑岩铜矿带的南延部分,它们的形成与中、新生代火山岩有关。南马德雷山脉及巴尔萨斯河谷地区主要产有铁矿。在下加利福尼亚区。在科阿韦拉、索诺拉等地的一些盆地中,赋存有中生代的煤。特万特佩克地峡是墨西哥硫磺的主要分布区。
(2)湾岸地斜
范围大致包括墨西哥湾沿岸平原及尤卡坦半岛。墨西哥湾沿岸平原为已知的油气集中分布区。从北部的萨比纳斯盆地到南部的坎佩切盆地,绵延1000多公里,分布着大小几十个油田。其地层主要为早白垩阿尔布阶礁灰岩及第三纪碎屑岩。坎佩切湾海上油田,产层主要为白垩系与古新统白云岩化灰岩。
墨西哥湾海岸盆地是中新生代的小洋盆地的周边,基底由古生代变质岩和花岗岩组成。中侏罗统至第三系沉积盖层最厚15000米。这一墨西哥湾小洋盆地在墨西哥的周边分为若干个产油区。
2.主要矿产资源开发条件分析
墨西哥矿产资源丰富,主要有石油、天然气、铅-锌、锰、汞、铁、铋、金、钼、镉、锑、钨、锶(天青石)、硫、石墨、萤石、重晶石、石膏、砷、磷块岩、硅藻土等。其中,银储量居世界第一位;石油、铋、镉储量居世界第四位;铅、锌、铜、汞、锑、砷、萤石、锶(天青石)、锰、重晶石等矿种的储量也居世界前列。丰富的矿产资源,为墨西哥发展成为世界上重要的矿业生产国提供了良好的资源基础。
国内资源短缺需要进口的矿产主要是:铝土矿、铬、锡、镍、锂盐等。
表5墨西哥主要矿产的储量及储量基础(截至1999年)
续表
(1)能源矿产
石油和天然气
墨西哥石油和天然气资源丰富。已探明的油气资源,主要分布在墨西哥湾沿岸和坎佩切湾。截至1999年底,全国石油剩余可采储量为41亿吨,合284亿桶,占世界石油剩余可采储量的2.7%,列世界第10位;天然气储量8500亿立方米,占世界天然气剩余可采储量的0.6%,列世界第25位。在500米等深海线以内的大陆棚(总面积达250万平方公里)内,尚有180万平方公里主要为海相沉积层,被认为具有良好的油气勘查前景。现已探明和在开采的油气田可分为五大油气区,它们是:
东北部气区:范围包括布尔戈斯盆地和萨比纳斯盆地,面积21.1万平方公里,主要为天然气田。布尔戈斯盆地为格兰德河向斜西南翼,北部与美国得克萨斯沿岸区相连。地层向东北倾斜并增厚,发育许多向海湾下降的同生断层及其伴生的短轴背斜,呈东南向。厚度和渗透性变化大,多呈透镜状,如雷诺萨气田。由于砂岩的变化,油气不完全受构造控制,各产层有独立的油水和气水界面。孔隙度为8.4%~27.7%。产层主要为第三系始、渐新统三角洲相砂岩。在萨比纳斯盆地,产层为上株罗统砂岩和下白垩统白云岩。
坦皮科油区:由塔毛利帕斯台地和契孔特佩克山前拗陷组成,面积6.2万平方公里。又可分为三个小区:(Ⅰ)北部埃巴诺-帕努科构造区,又称坦皮科区,产层主要为中、上白垩统灰岩,其次为下白垩砂屑岩和上侏罗鲕状灰岩。(Ⅱ)黄金港区,产层主要为中白垩灰岩,油田呈弧状分布,绵延180公里,近海也发现油气。(Ⅲ)波萨里卡区,产层为中白垩灰岩。
韦腊克鲁斯油气区:是个复向斜盆地,面积3万平方公里,产油层为中、上白垩统灰岩。
雷福尔马油区:泛指墨西哥南部的陆上油气区,面积6万平方公里。沉积岩在盆地中厚8250米,在隆起处厚4000米。西部的伊斯特莫盆地,侏罗系盐岩形成许多盐丘构造,白垩系以碳酸盐岩为主。在贾耳帕隆起,发育的白垩-侏罗系生物灰岩组成雷佛玛油区的高产层。第三系主要为碎屑岩,不整合于白垩系之上,在隆起两侧的盆地区,岩性和岩相有差异。在马库帕纳-坎佩切盆地的东半部,第三系向尤卡坦台地方向渐变为石灰岩为主。伊斯特莫含盐盆地为盐丘构造和盐丘构造形成的油气田,产层主要是下古新统恩坎托组砂岩,有4个砂岩组。产层主要为下古新统砂岩;中部贾耳帕隆起和韦芒吉洛盆地,是该区主要高产油区,产层为侏罗、白垩系泥质灰岩,生物碎屑岩和白云岩;雷佛玛油区包括韦芒吉洛盆地和贾耳帕隆起。贾耳帕隆起为北北西向倾没的复背斜,在此隆起及其西缘已发现70多个中生代构造,产层主要为侏罗-白垩系砾屑灰岩,砂糖状白云岩,裂缝泥质灰岩和生物碎屑灰岩等,平均厚度100~1200米,储集空间的形成与礁、白云岩化、溶蚀作用和盐丘侵入引起的裂缝等有关,平均孔隙度8.39%~13.28%,渗透率200毫达西以上。生油层为深色泥晶灰岩,上侏罗统生油层有机炭含量0.5%~4%,属I类干酪根,厚500~700米。以上白垩统页岩、泥灰岩和始新统页岩为盖层,厚300~600米。油田主要属短轴背斜圈闭,闭合度大,断裂发育。油层一般埋深4000米以下。马库斯帕纳-坎佩切盆地的储层为第三系砂岩,以背斜油气田为主。在盆地西南边缘,构造呈北西向,中部呈北东向,主要产天然气和凝析油。坎佩切海上油气区是墨西哥1975年开辟的新油气区,裂缝、洞穴和孔隙发育。已发现十多个油田,均属构造圈闭。面积4.8万平方公里,比雷佛玛油区大7倍。人工地震发现200多个背斜构造,钻到的上侏罗统至中新统地层厚3000米以上。上侏罗统主要是泥页岩,夹碳酸盐岩和砂岩,中部间夹石膏厚约600米。白垩系主要是白云岩,裂缝和溶洞发育,厚度400~500米。古新统为白云质角砾岩,厚200~300米。始-渐新统主要为页岩,偶夹石灰岩和白云质角砾岩,厚200~300米。中新统厚600~2600米不等。产层为白垩系和古新统白云岩化砾屑灰岩、白云岩和白云岩。
坎佩切湾海上油气区:面积4.8万平方公里,有60个含油前景良好的构造,产层为白垩系和古新统白云岩化碎屑灰岩。原油探明储量占全国储量的一半。
铀
全国已探明铀储量1万吨,推测储量10万吨。其中回收成本80~130美元/kg铀的储量1700吨,≥130美元/kg铀的1700吨。主要分布在奇瓦瓦、杜兰戈、索诺拉、新莱昂和塔毛利帕斯州。
已知的铀矿床主要有两种类型:第一类是分布在西马德雷山州火成岩和变质岩中的浸染状矿床,包括奇瓦瓦中部的佩尼亚布兰卡(全国最大铀矿)、索诺拉州的洛斯阿莫莱斯及杜兰戈州的拉普雷西萨等矿床,铀赋存在第三纪火山岩与下伏的白垩系灰岩及古生代变质岩的接触带中。第二类是分布在沿岸平原的砂岩型矿床,主要有塔毛利帕斯州的拉科马、布埃纳维斯塔及埃尔恰波特等矿床,它们均产于渐新统砂岩中。
(2)贵金属和有色金属矿产
银
墨西哥银储量十分丰富。拥有储量基础40000吨,占世界总储量的13.2%,与加拿大并列,为世界第一位。分布较广,主要集中在墨西哥高原中部和西马德雷山脉。
总体来说,西马德雷山脉火山岩区是墨西哥最重要的银成矿区,它是世界上规模最大的第三纪火山岩区之一,面积27.5万km2,其火山岩盖下部火山岩系平均厚度约1km,时代为古新世一早始新世(拉拉米期),由安山熔岩和火山碎屑岩及少量硅质火山岩组成,其上不整合覆盖平均厚约1km,时代为渐新世-中新世的块状硅质熔结凝灰岩(上部火山岩系)。该区内的银(-金-铅-锌)矿床主要与下部火山岩系有关。西马德雷山脉火山岩区产有帕拉尔、圣巴巴拉、圣弗朗西斯科德尔奥罗、弗雷斯尼略、瓜那华托等着名银矿床。
银矿床主要成矿有三种类型:第一类是与中-新生代火山岩、次火山岩有关的浅成热液银矿床,主要分布在墨西哥中部;第二类为中深热液银-钴-镍矿床,主要分布在墨西哥中北部;第三类是交代型铅-锌-银矿床。此外,作为斑岩铜矿副产品回收的银,也是银的重要来源。矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿组合。
表6墨西哥主要银矿床一览表
续表
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萨卡特卡斯(Zacatecas)火山岩型银、铅、锌(铜)矿墨西哥的主要银矿床,位于萨卡特卡斯市郊。银储量23236吨,品位120克/吨。矿体产于破火山口北部边缘同心状和切向分布的断裂、破裂带中。区内有5个脉系:坎特拉、马卡诺奇、韦塔格朗德、塔霍斯德帕努科和普洛莫萨。成矿与第三纪火山喷发活动中晚期的岩浆热液活动有关,破火山口构造为流纹岩岩浆活动提供了有利通道。
奈卡(Naica)火山热液型银、铅、锌、铜(金、)矿位于奇瓦瓦州南部。银储量3200吨,品位150~200克/吨;金金属储量中型,品位0.34克/吨。浸染状、块状硫化矿,成矿时代第三纪。矿体呈馒头状,筒状产出,含矿岩石是灰岩,矿石为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿组合。矿区有11个管状和50余个柱状矿体群,前者长约50米左右,最长达700米,厚1~10米;柱状体直径3米,最大处80米。地下开采,年产金40公斤,选厂日处理矿石2500吨。
塔约耳提塔(Tayoltita)火山热液型银、铅、铜(金)矿位于杜兰哥州西部。银储量14339吨,品位373克/吨。金属储量1吨,品位0.28克/吨,硫化矿,成矿时代第三纪。脉状矿体充填在第三纪流纹岩、安山岩中,围岩蚀变主要是硅化,方铅矿、黄铜矿为主要金属矿物。露天开采,年产金0.5吨,选厂日处理矿石2000吨。
圣欧拉里亚(Santa Eulalia)矽卡岩型银、铅、锌矿位于奇瓦瓦东25公里。银储量在1万吨以上,品位125~350克/吨;铅金属储量11.5万吨,品位2.6%,锌金属储量32.8万吨,品位7.4%。硫化矿。热液交代层状矿床。地下开采。
圣巴巴拉(Santa Barbara)热液脉型银、铅、锌、铜(金)矿位于奇瓦瓦南400公里。
圣马莉亚(San Maria)热液脉型锌、铜、铅(银)矿位于萨卡特卡斯州西部。锌金属储量111.3万吨,品位5.3%,铜金属储量26万吨,品位1.24%,铅金属储量11.1万吨,品位0.55%。硫化矿,成矿时代中新世。矿体呈脉状、不规则状,赋存于硅化灰岩和花岗岩接触带中,平行于花岗闪长岩株,矿脉长达数百米,宽几厘米到3米。地下开采,日产矿石2400吨,选厂日处理矿石4400吨。
塔斯科(Taxco)热液脉型银、锌、铅矿位于格雷罗州。银储量2130吨,品位163.87克/吨;锌金属储量33.6万吨,品位4.2%,铅金属储量15万吨,品位1.9%。硫化矿。矿区有两种类型:(1)铅-锌-石英脉型,脉长几百米到1000米,宽1.5~10米,深300米。(2)灰岩中的不规则状交代矿体,矿体宽20米,含铅锌较低。地下落顶充填法开采,矿石产量3000吨/日,选厂处理矿石3300吨/日,金属回收率:银90%,铅92%,锌78%。
雷亚尔德安琪尔斯银矿位于萨卡特卡斯州东南部萨卡特卡斯城东南61km,构造上处于中央梅萨山脉西缘,靠近西马德雷山脉火山岩区东南翼。矿床产在白垩系组成的穹窿(或短轴背斜)的轴部附近,平面上呈400×450m的椭圆形。全部矿化产于晚白垩世碳质砂岩和粉砂岩中,岩性单一的地层矿化很少发育,而互层-交互纹层相(单个纹层厚度小于5mm)为矿化提供了有利位置。在与厚3~9cm的砂岩呈交互纹层的粉砂岩中,矿化细脉最为发育,在砂岩层厚度增大时,银品位大大降低。而在含有交互纹层状粉砂岩并具有滑动或变形层理的砂岩透镜体中,存在高品位网脉型矿化。银以25g/t为边界品位,以70g/t为工业品位(入选品位)圈出矿体。矿石储量1亿吨。入选矿石含铅0.95%,锌1%。该矿拥有银储量6375吨,平均品位65~128克/吨;锌储量54万吨,铅储量58.8万吨。1982年投产,目前日采选矿石1.5万吨,年产银200吨以上(1997年为219吨),成为墨西哥也是世界最大露天银矿山。
金
金资源丰富。储量基础为340吨(12000000盎司)。大部分为中-新生代银金矿,其形成多与火山岩、次火山岩有关,如瓜那华托州的托里斯塞德罗斯矿山,奇瓦瓦州的奥坎波矿山都属此类。此外,还有在卡纳内阿铜矿、奈卡铅锌矿、弗雷斯尼约银-铅-锌矿中的伴生的金。上述矿床除卡纳内阿铜矿外,均为火山热液型矿床。墨西哥的主要金矿床有:
圣弗朗西斯科德尔奥罗(San Francisco del Oro)火山热液型银、铅、锌矿位于奇瓦瓦州南部。银储量大型,3200吨,铅、锌金属储量分别为4.89万吨和4万吨。金金属储量中型,品位0.34克/吨。硫化矿,成矿时代晚于白垩纪。矿体为宽0.5~1米的矿脉群,充填在强烈褶皱的钙质白垩纪页岩内,上面覆盖有火山岩,矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿组合。地下充填法开采,年产金0.4吨,选厂日处理矿石3250吨。
奥坎波(Ocampo)火山热液型金、银矿位于奇瓦瓦州南部。金储量中型,品位7.78克/吨。贫硫化矿,成矿时代第三纪。矿体为脉状,产于安山岩及流纹岩中,围岩蚀变有硅化、碳酸盐化,矿物为紫水晶、方解石、银金矿、辉银矿、辉铜银矿组合。至1982年累计产金5.44吨。
托里斯塞德罗斯(Torres-Cedros)火山热液型金、银矿位于瓜那华托州。金储量大型,品位2.27克/吨。银品位340克/吨。贫硫化矿,成矿时代第三纪。矿化带长几公里,赋存在流纹岩内,呈网脉状产出,围岩是页岩、片岩。矿物为银金矿、自然金、银的硒化物、硫化物组合。地下开采,年产金0.8吨,累计产金233吨,选厂日处理矿石2000吨。
铜
铜资源丰富。储量为2700万吨,主要分布在北部的与美国斑岩铜矿带毗邻的索诺拉州。此外,在下加利福尼亚半岛和米却肯州也有铜矿分布。
按地质-工业类型,铜矿床分为:①斑岩型铜矿床。②沉积型砂页岩铜矿床,如下加利福尼亚半岛的波莱奥铜矿。③火山岩型黄铁矿矿床。三种类型中以斑岩型铜矿床为主,它占总储量的97%。墨西哥主要铜矿床有:
卡纳内阿斑岩铜矿位于索诺拉州北部,是世界上最大的露天斑岩铜矿之一。矿化带长9.6公里,宽4.1公里,共有12个矿体。成矿时代早第三纪。产于花岗斑岩小岩体内,局部也产于外接触带和角砾岩筒中。矿石为细脉-浸染状构造。主要金属矿物是黄铜矿、辉铜矿和斑铜矿。在矿体的边缘有闪锌矿和方铜矿。矿床氧化带厚70米,次生富集带不发育。共有铜金属储量1190万吨,铜品位0.7%,钼金属储量9万吨(其中3万吨可回收),钼品位0.001%。伴生有金。围岩蚀变有钾化、绢细化、银化、青盘岩化。露天开采,剥采比为3∶1,日产矿石3万吨。
坎波莫拉多(Campo Morado)火山岩型铜、锌、铅(金、银)矿位于格雷罗州伊瓜拉西南70公里。铜金属储量18万吨,品位0.68%,锌金属储量27万吨,品位3.12%,铅储量5万吨。块状、浸染状硫化矿,成矿时代早白垩世。含矿岩石为长英质火山角砾岩,矿体为透镜状。下盘绿泥石蚀变带具浸染状金属硫化物矿化。含矿岩系的上下盘岩石为凝灰质板岩、硬砂岩、安山岩和流纹质凝灰岩。
埃尔阿尔科(El Arco)斑岩型铜矿位于加利福尼亚半岛。铜金属储量327万吨,品位0.6%,浸染状、网脉状硫化矿,成矿时代白垩纪(107百万年)。矿体呈网脉状赋存于二长岩中。围岩蚀变有钾化、青磐岩化。
拉韦尔代(La Verde)斑岩型铜、钼(金、银)矿位于米却肯州。铜金属储量130万吨,品位0.69%,金品位0.3g/t,银4.7g/t。网脉状硫化矿,成矿时代晚白垩世。矿体属角砾岩筒型,赋存于石英闪长斑岩中。矿区由两个矿段组成。围岩蚀变有钾化、石英绢云母化和青磐岩化。已建矿山,日产矿石1.65万吨。
圣伊西德罗(San Isidro)斑岩型铜(金、银、铅、锌)矿位于米却肯州。铜金属储量15.75万吨,品位0.45%。网脉状硫化矿。矿床产于花岗闪长岩中,由两个矿体组成。围岩蚀变有硅化、绢云母化、电气石化、绿泥石化。
因瓜兰(Inguaran)斑岩型铜(银、钨)矿位于米却肯州南部。铜金属储量26万吨,品位1.3%~1.5%。硫化矿,成矿时代白垩纪。该矿属角砾岩筒型。矿体赋存于石英二长斑岩、花岗岩中。围岩蚀变有硅化、电气石化、青磐岩化。地下开采,日产矿石2000吨。
铅-锌
墨西哥铅、锌资源丰富。铅储量为100万吨,储量基础为200万吨,锌储量为600万吨,储量基础为800万吨。主要分布在北部的奇瓦州、索诺拉州及中部的萨卡特卡斯州。主要矿床类型为脉型和矽卡岩型矿床。墨西哥的主要铅-锌矿床有:
特科洛特(Tecolote)矽卡岩型锌、铜(钨、银)矿位于索诺拉州。银储量超过1万吨,品位125~350克/吨。锌金属储量5.6万吨,铜金属储量1.6万吨,品位1.82%。硫化矿。矿体呈不规则状,产于泥质和钙质建造的接触带中。地下开采,年产矿石15万~30万吨。
帕拉尔(Parral)热液脉型铅、锌、铜(银)矿位于奇瓦瓦南。铅+锌金属储量大型,铅品位5.8%~3.3%,锌品位4%~10%。硫化矿,成矿时代第三纪。矿脉呈北东走向,倾向南东,赋存在粘土质灰岩、安山岩中。矿体厚达18米。矿石含银250g/t。地下充填法开采,年产矿石30万~50万吨,选厂日处理矿石1000吨。
锑
锑资源较为丰富。储量基础18万吨。主要分布在圣路易斯波托西、索诺拉、伊达尔戈(锡马潘锑矿)、格雷罗和瓦哈卡州(洛斯特茹科兹锑矿)。该国有五个较大的矿床,属汞锑石英脉型及锑铅锌多金属型。按成矿作用及产出特点,有热液层状矿床(如圣路易波托西州的圣-何塞锑矿)及热泉锑汞矿(如维楚科锑汞矿)等类型。
钼
资源较为丰富。储量基础23万吨,主要分布在索诺拉州,大多集中在大型斑岩铜-钼矿床以及斑岩矿床中,这些矿床位于亚利桑那斑岩铜矿带的南延部分,与第三纪浅成中酸性岩浆活动有关。其中的拉卡里达斑岩铜矿是世界上大型产钼矿山之一。
(3)黑色金属矿产
铁矿
资源不太丰富,大多分布在太平洋沿岸和北部高原一带,主要矿区有:
杜兰戈-萨卡特卡斯铁矿区,其中着名的有杜兰戈州的塞罗·德梅尔卡多铁矿;
高原南部和南马德雷山脉矿区,分布范围较广,其中巴尔萨斯河谷的拉斯特鲁斯铁矿储量1.85亿吨,含铁量高达63%;
北部高原和西北部铁矿区,主要是分布在科阿韦拉和奇瓦瓦州的一些中小型铁矿。
这些矿床大多为接触交代型矿床。赋存在早白垩灰岩与晚白垩世花岗岩侵入体的接触中。主要矿石矿物有赤铁矿(奇瓦瓦州拉佩拉铁矿)和磁铁矿(拉斯特鲁斯铁矿)等。
锰矿
金属储量基础900万吨,主要分布在伊达尔戈州(莫兰戈锰矿)、下加利福尼亚半岛(卢西弗锰矿)和哈利斯科州(奥特兰锰矿)。此外,在奇瓦瓦,杜兰戈等州出也见有锰矿。
莫兰戈锰矿为沉积成因,矿体赋存在碳酸盐岩建造中;奥特兰和卢西弗锰矿则与火山作用有关,属火山-沉积矿床。