铁矿矿床勘查类型及合理勘查间距探讨

　　铁矿矿床勘查类型及合理勘查间距探讨

　　    合理的矿产勘查既可以节约开采成本，又高效利用资源。而合理勘查的工程间距是在综合研究矿床（体）地质规律的基础上得出的。以往颁布的黑色金属地质勘探工作程度要求，是我国计划经济时代的产物。在计划经济条件下，从投资到产销，不论盈亏都由国家承担，国家为了减少矿山建设的投资风险，在资源可靠程度上严格要求，各项工作程度要求高，对高级储量比例要求过高，较少考虑经济因素。上世纪90年代初，为了适应中国的改革开放、经济体制转轨的新要求，也为了与国际接轨，全国储委、国家矿产资源储量管理局就开始探索对规范进行调整。对合理勘查控制程度和矿床合理勘查研究程度进行了专题研究。其中《黑色金属矿床合理勘查程度研究》将矿床勘查控制划分为总体控制和局部控制两类，认为总体控制好了，矿床开发一般不会出现大问题；总体控制的基本内容为矿床储量规模（包括矿体长、宽、厚和分布范围）．以及矿体赋存情况（包括产状和边界位置）的控制；局部控制的基本内容为矿山首采地段，矿体外部形态和内部结构，以及小矿体的控制等。

　　《固体矿产地质勘查规范总则》(GB/T13908-2002)和《铁、锰、铬矿地质勘查规范》(DZ/T0200-2002)（简称“老规范”）是在社会主义市场经济快速发展的前提下，为适应市场经济的需要，同时与国际惯例接轨，继《GB/T17766-1999固体矿产资源／储量分类》之后于2003年1月颁布实施的。“老规范”是在对我国近50年的矿产勘查、开发经验的总结基础上制定的，其规定了各勘查阶段的目的、任务和工作程度，对矿床控制程度提出了较为全面具体的要求。现行规范实施后，是我国矿业经济飞速发展的一个阶段，开展了大量的矿产勘查开发。现行规范很好地指导矿产勘查工作，加快了矿产勘查进度，节约了勘查成本；在市场经济条件下，对矿产勘查、开发、矿业投资产生了积极的影响。

　　    本文收集了19处典型铁矿现有勘查成果及矿山相关资料，通过勘查与开采对比，研究了矿床勘查类型划分的依据和各勘查类型的合理工程间距，希望能为铁矿勘查规范的实施提供科学依据。

　　    1、铁矿勘查类型划分

　　    1.1 以往规范勘查类型

　　    早期我国沿用苏联1954年《矿产储量分类规范》（第一辑总则），将铁矿床主要分为5个勘探类型。如湘东铁矿主要为第Ⅲ类型，地表零星的小矿块属第Ⅳ或第V类型。1981年的《铁矿地质勘探规范》（地矿部冶金工业部，1981）及《中国铁矿志》对我国已知铁矿的勘查，其根据矿体规模大小、分布范围、形态变化、矿石质量变化及构造复杂程度等特征，初步把铁矿床划分为4种勘查类型。

　　    1.2 “老规范”勘查类型

　　    依据矿体规模、矿体形态复杂程度、构造复杂程度和矿石有用组分分布均匀程度等几个方面，将勘查类型划分为3类。

　　    (1)第I勘查类型：即简单型、大型矿体、简单的矿体形态和构造变化、矿体有用组分的均匀分布。矿床实例：辽宁弓长岭铁矿、辽宁南芬铁矿、河北庞家堡铁矿（10-36线区段）。

　　    (2)第Ⅱ勘查类型：即中等型，矿体大小、矿体形态和构造变化均为中型。矿床实例：江苏梅山铁矿、海南石碌铁矿、内蒙古白云鄂博铁矿（主矿体、东矿体）。

　　    (3)第Ⅲ勘查类型：即复杂型，矿体规模小、矿体形态和结构变化复杂，矿石有用组分分布不均匀。矿床实例：湖北大冶铁矿、河北大庙铁矿、江西凤凰山铁矿、吉林大栗子铁矿。

　　    1.3 勘查类型划分及合理性对比

　　    黑色金属矿床（铁锰铬）勘查类型一般依据地质因素进行划分，允许有过渡类型。作者对19个典型铁矿床，矿床主矿体勘查类型的划分及合理性进行了分析对比。

　　    2、影响勘查类型划分的因素研究

　　    2．1 以往规范勘查类型划分的因素

　　    根据矿体分布范围、规模、形态变化、构造复杂程度和矿石质量变化，根据矿体控制难度，《铁矿地质勘探规范》（地矿部冶金工业部，1981）将铁矿床划分为4个勘探类型。

　　    2.2 “老规范”勘查类型划分的因素

　　“老规范”中勘查类型划分，总体是按矿床主矿体来确定的，影响勘查类型划分的因素主要为矿体的规模大小、形态复杂程度、构造复杂程度和矿石有用组分分布均匀程度等因素。

　　    2.3 “老规范”存在的不足及建议

　　    2.3.1“老规范”勘查类型划分存在不足

　　    (1)“老规范”中，将矿体厚度稳定程度因素简单地归人矿体形态复杂程度中，没有作为一个独立因素，“老规范”勘查类型划分为4因素，每个因素没有进行赋值、定性分析。

　　    (2)划分勘查类型因素未提及内部结构复杂程度，现行勘查规范，在划分勘查类型时对矿体内部结构复杂程度考虑不够。

　　    2.3.2 建议勘查类型划分因素及实例分析

　　    根据典型矿床研究，建议铁锰铬勘查类型划分调整如下：

　　    (1)将勘探类型的分类因素改为5个因素，将“厚度稳定性”与“矿体形态复杂性”分开列示。主要理由：对沉积型和沉积变质型铁矿，矿体厚度稳定程度因素影响较小；但对接触交代―热液铁矿床（矽卡岩型），矿体厚度稳定程度因素影响较大。如湖北大冶铁矿，主矿体长920―1220m（中―大型），厚度变化系数为81.55%―128.19%（复杂型），构造复杂程度为中等，有用组分分布均匀，矿物成分均匀，最终确定勘探类型为第Ⅱ勘查类型。

　　    (2)在矿体形态复杂程度中增加内部结构复杂程度作为其研究内容之一。主要原因：矿体内部结构作为评价矿床工业利用价值的重要质量指标，对其的控制和研究有重要的实际意义。其在相当大的程度上与成矿过程中的构造有关。

　　    (3)实例1：安徽凹山玢岩型铁矿床。铁矿体主要赋存在闪长斑岩体中，该闪长斑岩体产于岩体与地层接触带附近，其主要受主节理―中层节理控制。因此，矿带初期的形态和产状与岩顶形态相似，大致平行于岩顶。随后，“隐爆角砾岩”出现在矿带主体部位，矿带的主体部分是近球形（球形缺失）。北部西部大王山组火山岩整体厚度大的区域，矿体倾向于西北，整体变薄，分支消失，产生少量小矿体。矿带走向为NE45°，平均倾角65°。矿带的某些部位含有大量的岩石包裹体，或在后期被断层或花岗闪长斑岩所吞没，其形态变得更加复杂。矿带沿走向延伸1000m左右，沿倾向则为550―720m，产出高程175―313m，沿垂向延伸488m。凹山铁矿规模达到大型，矿体形态复杂，厚度、品位变化大，受后期构造破坏影响，矿体产状极不稳定。矿石伴生有五氧化二钒、硫、磷等，还发现了黄铁矿矿体。黄铁矿矿体主要分布在5-8号线西北侧铁矿体边缘及外围，或在铁矿体内互穿。矿体数量多，规模均较小。矿体产状大致相同，多呈不规则脉状或透镜状，常见分支复合现象。

　　    地质勘查阶段，用100m×100m的勘查间距求333类资源量；生产勘查阶段，依据现行规范，确定该矿床的勘探类型为第Ⅲ勘探类型，勘探方法简单。基本工程间距为100m×100m，采矿权规划露天开采境界选用50m×50m网格核算111b类资源储量，选用100m×100m网格核算122b类资源储量，采矿权范围内规划露天开采境地外用50m×50m网格核算331类资源量，用100m×100m网格核算332类资源量。对这两个阶段的认识基本相同。通过对-60~-135m台阶矿体空间形态特征的对比，总体上显示面积重合率较高，工程间距是合理的；地质勘探阶段、生产勘探阶段和实际开采阶段三者矿石量相对误差均小于15%，在允许误差值内；地质勘探阶段、生产勘探阶段和实际开采阶段的TFE平均品位相对误差小于1%，而且，从各开采台阶来看，除个别台阶TFe平均品位绝对误差达2.81%外，一般均等于或小于1%。

　　    综上所述，探采对比显示，矿体形态、品位、矿石量的误差大多小于10%，能满足不同勘查阶段的要求。在地质勘查阶段，以钻探（斜井）为主，辅以沟、井、坑、地勘等手段是可行的。在生产勘探阶段，逐步认识到主矿体主体呈近球形（球形缺陷），矿体产状总体倾向WN，缓倾角为20°―25°，采矿方法为阶梯分层开采，宜以钻孔（直孔）为主，同时进行采场地质调查，以标高开展分期生产勘探。凹山铁矿作为一个老矿山，已开采了50多年，也进行了多次地质勘探和四期生产勘探。根据各时期的条件，工业指标也进行了相应的调整，但变化不大，且各时期调整后的工业指标都与当时采矿生产工艺及选矿工艺关联的，对指导矿山生产和充分利用矿石资源是比较适合的，也是合理的。

　　    (4)实例2：内蒙古白云鄂博铁矿（西矿）。白云鄂博铁矿有多种矿物，已发现112种。主要以氧化铁、铌（钽）矿、铀钍矿、稀土矿、钛锆锡矿、碳酸盐矿、硅酸盐矿、氟亚磷酸酯、硫化物和其他矿物为主。矿石结构和构造复杂（10种结构和10种构造）。铁矿石的自然类型分为两类：第1类：白云石铁矿石，约占铁矿石总量的80%，磁铁矿约占72.57%，其次是碳酸铁约占15%;磁铁矿粒度一般为0.01―0.51mm，稀土元素平均含量为1.14%，其中镧、铈、镨和钕占主导地位，镧：铈：钕为1.28：2.88：1；第2类：云母闪石型铁矿石，占其总量的2%左右，磁铁矿的粒度一般为0.01―0.5mm，常见磁铁矿与钠闪石及金云母组成不规则的团块状，并且磁铁矿往往分布在这种集合体的边部，稀土元素平均含量1.32%，La：Ce：Nd为0.81：1.84：1，铌主要赋存于铌铁矿中，含量0.084%―0.1039%两种类型矿石的选矿指标接近。铌矿石自然类型分为白云石型铌矿石、云母闪石岩型铌矿石和板岩型铌矿石：稀土矿石未划分自然类型，依据勘探报告中有关围岩的资料，稀土矿石的自然类型可分为白云石型、云母闪长岩型和板岩型。铁矿石工业分为3种类型：氧化矿石、混合矿石和原生（磁铁矿）矿石。铁矿体规模为大中型，矿体形状应为中等复杂程度。成矿后，构造和岩浆岩对矿体的稳定性有一定的影响。结构复杂程度中等，有用成分的分布相对均匀。

　　    铁矿体分为第Ⅱ―Ⅲ勘探类型，西矿实际控制工程间距为：第Ⅱ勘查类型工程间距（走向×倾斜）探明的(111b)100m×100m，控制的(122b)200m×150m，推断的(333)400m×200m；第Ⅲ勘查类型勘探间距（走向×倾斜）控制的(122b)100m×100m;推断的200m×200m。与现行规范相比：第Ⅱ勘查类型控制的工程间距沿走向为200m，与规范一致；倾向150m时，介于现行规范100―200m中间；探明的(111b)100m×100m，走向加密1倍，倾向加密2/3；推断的(333)400m×200m，走向、倾向放稀1倍。第Ⅲ勘查类型控制的工程间距走向为100m，与规范一致；倾向100m，属现行规范50―100m上限：推断的200m×200m，走向、倾向放稀1倍。

　　    3、铁矿合理勘查工程间距探讨

　　    矿床各勘查阶段中，普查阶段主要以检查验证异常、了解矿体的延伸（深）为目的，工程一般没有固定的间距要求；随着地质工作程度的提高，到详查阶段以后工程布置确定，才有了研究工程间距的必要性。

　　    3.1 以往勘查规范铁矿勘查工程间距

　　    (1)我国最早的铁矿规范是《铁矿地质勘查规范》（地矿局冶金工业部，1981），对当时中国已知铁矿的勘探经验进行了总结，并将铁矿床划分为4种勘查类型。在每种勘探类型中，都列出了各级勘探储量(B、C)的勘探工程间距，可供同类型矿床布置工程的勘探参考。

　　    (2)1992年国家标准GB/T13728-1992《铁矿地质勘查规范》提出了各级(B、C两级)不同勘查类型储量的勘查工程间距表，供勘查工程布置参考。推荐的铁矿勘查工程间距符合1981年规范。

　　    3.2 “老规范”勘查工程间距存在的不足及建议

　　    (1)以往规范与“老规范”相比，勘查工程间距基本一致，仅资源储量分类等有所变化。其中1981年和1992年，勘探类型分为4类，主要考虑了B、C储量的工程间距；“老规范”将勘探类型分为3类，仅推荐了控制勘查工程间距。工程间距是通过对同一类型矿床的勘探工程间距进行稀疏、加密的验证，并类比已有的勘探和开采验证资料，或在已有勘探成果的基础上，采用地质统计学或动态分形几何(SD法)确定的结果。从本次研究矿山调研情况看，推荐的勘查工程间距基本符合生产实际，但还存在认识上的差异，这里将进行探讨。

　　    矿体在走向上是按照一定的间距控制，即按照100m的整数倍间距控制，Ⅲ：Ⅱ：Ⅰ分别为1:2:4，在实际勘查工作中，走向上往往也存在150―200m．300―400m之间的勘查工程间距，但其勘查类型又未划入过渡类型。

　　    (2)实例1：辽宁弓长岭铁矿二矿区工程间距见表5。对于I类型勘查网度（控制的）为300m×150m;Ⅱ类型勘查网度（控制的）为150m×150m;Ⅲ类型勘查网度（控制的）为100m×100m;这与规范不一致，Ⅲ：Ⅱ：1分别为1：1.5：3。据2010年8月16日鞍钢集团提交的铁矿资源储量核实报告，矿床确定的勘查类型和工程间距满足了相应的控制程度要求。

　　    (3)实例2：河北黑山岩浆型钒钛磁铁矿。黑山钒钛磁铁矿，属于与橄长苏长岩系列有关的分凝贯入式矿床。钒钛磁铁矿赋存于龙潭沟大石沟北东向压扭断裂带，主要赋存于苏长岩（脉）体下盘斜长岩中。苏长岩中有少量熔融分异形成的钒钛磁铁矿规模小，品位亦较低。主要的钒钛磁铁矿是由矿浆侵入斜长岩裂隙形成的，矿体规模大、深度大，铁矿品位高，多为I级(TFE>30%)。V-Ti磁铁矿形成后，由矿浆产生的高温热液会生成钴黄铁矿，并以浸染状分布在V-Ti磁铁矿中。含钴、镍、硫的高温热液沿矿体或周围裂隙上升充填形成黄铜矿磁黄铁矿脉：生成脉状的Co、Ni矿体。矿石一般TFe20%―45%,mFe15%―30%,Ti025%―10%,V2050.15%―0.40%.P2051.35%―3.60%、CO0.015%―0.020%、Ni0.028%一0.031%。斜长岩、苏长岩与铁矿浆同源，斜长岩、苏长岩成岩在先，铁矿浆后贯入。目前已发现46个矿体，受压扭性构造控制，分4个成矿带产出，即北东向的3个矿带和东西向的1个矿带。主要矿体实为矿体群，每群由数条矿体组成，在平面上具有左行排列分布的特征；在剖面上不是普查阶段认为的褶皱形式，而是具有叠瓦斜列式分布的规律，即在剖面上一个矿体群趋于尖灭时，在其下部又出现一个新的盲矿体群。矿体群高程大多为550―385m。矿体群从东北向东北延伸，倾向东南，倾角为45°―65°，单个矿体之间的距离短。矿体形态为矿脉和分支矿脉。海拔100m以上和以下矿体的形状不同。浅部矿体有闭合的分支，明显的收缩和扩张。矿体群和矿体的延伸小于延伸深度，是延伸的2.5倍。

　　    (4)本着从实际出发的原则和在实践中验证并及时修正的原则，勘查中采用高精度磁法和钻探的主要勘查手段，实际按照100m×200m工程间距布设钻孔探求333类资源量，而不是规范中的200m×100m工程间距求333类资源量。原勘探报告均由单孔控制矿体，核实勘查对矿体按工程网度进行了后排控制，使部分达到了100m×(50―100)m工程网度控制的地段升级为332后，用现有的工程间距，无法完全控制矿体（群），矿体群沿上、下延深及走向均无法控制。从普查报告与核实报告中所反映的矿体形态变化情况就可以进一步说明这一点，普查阶段认为是一个矿体(X2)，核实阶段做了钻孔加密(ZK11-3、ZK11-4)，这个矿体分解为多个矿体(X2、X3、X4)呈叠瓦斜列式分布。

　　    根据以上两个矿床实例的分析认为：这种勘查工程间距的变化表明了老规范确定工程间距的基本原则，这是一个合理的工程间距，这种变更表明“类型三分，允许过渡”的原则，但它也表明现行规范在工程间距上有一定的局限性，有发展趋势。因此，根据本研究，建议将走向与倾向工程的间距调整为均匀间距，以解决这一矛盾。

　　    3.3 新规范勘查类型及勘查工程间距

　　    (1)主要地质因素分类及类型系数赋值

　　    新规范是指自然资源部2020年4月30日发布并实施的《矿产地质规范铁、锰、铬》(DZ/T0200-2020)，其中影响矿床勘查类型确定的主要地质因素有矿体规模、矿体形态和内部结构复杂程度、构造（或脉体穿插）对矿体的破坏程度、矿体有用组分分布均匀程度、矿体厚度稳定程度。应这5个地质因素影响程度的权重，结合每个地质因素的特征变化赋予相应的系数即类型系数。根据这5个地质因素的类型系数之和，铁矿床划分为3种勘查类型，其中第I勘查类型为简单类型，第Ⅱ勘查类型为中等类型，第Ⅲ勘查类型为复杂类型。

　　    ①矿体规模分为：大型、中型、小型3类。

　　    ②矿体形态和内部复杂程度分为：简单、中等、复杂3类。

　　    ③构造（或脉体穿插）对矿体的破坏程度分为：简单、中等、复杂2类。

　　    ④矿体有用组分分布均匀程度分为：均匀、较均匀、不均匀3类。

　　    ⑤矿体厚度稳定程度分为：稳定、较稳定、不稳定3类。

　　    (2)基本勘查工程间距

　　    铁矿基本勘查工程间距：第I勘查类型沿走向为400m，沿倾向为200―400m，第Ⅱ勘查类型沿走向为200m，沿倾向为100―200m，第Ⅲ勘查类型沿走向为100m，沿倾向为50―100m。

　　    (3)合理性评价

　　    新规范中采用的类型系数法原理是在统计已知矿床查类型主要影响因素的基础上，将影响勘查类型确定的主要因素量化后，对拟勘查矿床进行勘查类型划分的方法，是发展中的科学，需要在实践中不断完善。因而在使用类型系数法确定勘查类型时，不应机械地套用类型系数，应本着从实际出发在实践中修订的原则合理取值，避免人为提高或降低勘查类型。

　　    4、结论

　　    通过对铁矿床合理勘查程度研究，对国内铁矿典型矿床（矿山）勘查工作进行了较系统的探采对比研究，“老规范”进行了全面的梳理，认为现行新规范是前人智慧的结晶，具有科学性和可操作性，对近年来黑色金属地质勘查工作具有不可替代的指导和规范作用，但随着经济社会的发展，现行“老规范”也存在少量不合理及需补充的内容，需要今后规范修订研究中探讨解决。

　　    (1)“老规范”中划分的勘查类型比较合理，不存在突出问题，建议仍然为三分原则。建议将影响矿床划分的主要因素从4个因素调整为5个因素：矿体规模、形态复杂程度、厚度稳定性、主要有用组分的均匀分布、构造和岩体对矿体的影响。“厚度稳定性”与“矿体形态复杂性”分开列出。

　　    (2)矿床勘查类型分为3种：简单型（I型）、中等型（Ⅱ型）和复杂型（Ⅲ型）。一个矿区允许有一个（主要是一个或几个主要矿体）或多个勘查类型，同一矿体也允许有一个或多个（勘查类型可根据不同地段勘查难度分段确定）。

　　    (3)与现行新规范(DZ/T0200-2020)相比，推荐的铁矿勘查间距是相同的，但资源储量分类、勘查类型和工程间距是不同的。本研究认为，现行规范推荐的勘查间距基本合理，建议将走向和倾向工程间距调整为均匀的勘查间距。

　　                                           摘自《甘肃地质》2022年1期