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煤下找到富铁矿

2021-05-13 10:34:01    来源: 中国自然资源报    作者:于德福 穆 宏

近日,山东省煤田地质局部署在齐河—禹城富铁矿整装勘查区李屯岩体上的7号钻孔又有新发现:在1138米处钻获一层2.2米厚的铁矿体。

2020年底,山东省政府召开新闻发布会宣布,齐河—禹城整装勘查区钻孔内揭露出最厚达97.45米、平均品位55.95%的矽卡岩型富铁矿体成果。这是我国东部1000多米厚的覆盖区寻找富铁矿的一个重大发现。据了解,近10年来,山东新发现大型铁矿产地4处、中小型铁矿产地35处,新增铁矿石资源量28.17亿吨,但大多属于品位为30%~35%的贫铁矿。

“矽卡岩型铁矿是我国富铁矿的主要类型。”中国工程院院士赵文津说,“齐河—禹城富铁矿整装勘查区的研究对于发掘我国更多低缓磁异常的铁矿潜力,缓解铁矿石进口依存度高的现状,具有重大意义。”

揭开厚覆盖的神秘面纱

山东齐河—禹城整装勘查区地处华北平原腹地、黄河以北的德州市境内。1958年,地勘单位在这里发现大面积重力异常和航磁异常区后,开展了大量地质工作,但直到20世纪末仍未取得铁矿勘查突破。

2011年,借实施“358”找矿突破战略行动的东风,山东省煤田地质规划勘察研究院对这一黄河北航磁低缓异常区开展了研究。他们确定了勘查区内的地质构造和岩浆岩体,提出了区内存在多个闪长岩体等岩浆岩体,并可能在岩体与石灰岩层的接触带上产生矽卡岩型铁矿床。矽卡岩型铁矿床是我国一种独特的铁矿类型,曾在长江中下游和河北邯郸—邢台地区发现了富铁矿。

2015年,技术人员在禹城李屯岩体上设计了一号钻孔,在地下1130~1300米揭露了4层磁铁矿体,矿体累计厚度120米,最高品位达69%。

这一重大突破犹如平地一声雷。随后,部、省联合批准设立了1200平方公里的齐河—禹城富铁矿国家级整装勘查区。

2019年,勘查区再获重大突破:5号钻孔钻获矿体2层,累计厚度近59米,其中主矿体见矿厚度达57.33米,矿石全铁平均品位达55.97%,磁铁平均品位达49.32%,最高全铁品位达66.46%。

至此,这一大面积低缓磁异常的神秘面纱基本被揭开。

综合方法应用扩大战果

“齐河—禹城整装勘查区富铁矿勘查之所以能实现重大突破,是我们突破了过去找矿的老框框,在找矿思路、方法技术上进行了大胆创新。”山东省煤田地质局局长李关宾说。

要弄清地区的地层和构造格架,以及隐伏岩体分布和矿体赋存等情况,需要运用多种探测手段。项目组设计了重—磁—电—震多元地球物理方法、空—地—井立体协同勘查,即利用航空和地面重磁剖面联合反演进行初步解释,再用电法和地震结果作层界约束,然后开展钻探深部验证并进行测井工作,重点探索深部矿体可能产生的异常,最终评价找矿潜力。

在中国地质调查局及山东省自然资源厅的统一部署下,山东省煤田地质规划勘察研究院联合山东省地质调查院、中化地质矿山总局山东地质勘查院先后在齐河—禹城区共完成1∶5万矿产地质专项测量1653.59平方公里、1∶5万重力测量1230平方公里、1∶2.5万高精度重力测量144平方公里、1∶1万高精度磁测431平方公里、高精度磁法剖面290.45公里、高精度重力剖面283.45公里、可控源音频大地电磁测深133点、大地电磁测深点351个、二维地震867点、钻探1.93万米、井中磁测1.73万米、各类样品测试1393件。

“创新性地将地震手段应用于金属矿勘查,为全省金属矿勘查闯出了一条新路。”山东省煤田地质局总工程师王怀洪说,他们在总结出化极后的磁异常中心、总梯度模极大值、局部空地残差磁异常、局部高重力异常、三维反演后的局部高磁化率位置、电阻率过渡带等找矿标志外,还总结出了地震在铁矿勘查中的找矿标志——地震时间剖面中的眼球状异常,为地震方法广泛应用于金属矿产勘查提供了工程示范。

多方法技术综合应用,使勘查区厚覆盖下的真面目逐渐清晰:发现李屯、大张两处中型富铁矿床和郭店矿产地1处,累计圈定矿体11个,估算铁矿石资源量为6007.82万吨。其中,李屯矿床共圈定磁铁矿体5个、大张矿床圈定矿体1个、郭店矿产地内单孔揭露矿体5层,矿石品位均在50%以上。

此外,为适应生态文明建设需要,项目组通过建立完备的绿色勘查管理制度,采用有效的技术方法减少对土地、水、空气的污染,工程完工后进行严格的恢复治理并定期监护,形成了适于华北平原厚覆盖区的绿色勘查技术体系,实现地质找矿与生态保护两不误。

跨界找矿再创新

获知齐河—禹城富铁矿勘查突破的消息,赵文津非常高兴。他告诉记者,勘查区地处鲁西黄河以北地区,从20世纪50年代开始,煤田地质队伍在那里发现了大量煤炭资源,圈划出一个东西长约150公里、南北宽约11公里~37公里、面积约2268平方公里的区域。但受当时行业条块分割等因素制约,找煤的队伍不研究磁异常,找铁的队伍对煤不关注,本可以互补的有用信息都埋在了各自的资料中。在项目实施过程中,山东省煤田地质局坚持“跨界找矿、煤铁兼探”理念,在煤下找到富铁矿是一个大突破。

据了解,秉持“跨界找矿、煤铁兼探”理念,项目组成立后,在积极收集和研究该区历年煤炭地质资料中有关地质、磁测信息的同时,还多次深入有关单位查阅区域地质调查和煤炭、铁地质报告百余份,为设计更科学合理的方案打下了坚实基础。

赵文津表示,这一成果相当于在齐河—禹城地区找到了隐伏富铁矿的“露头”,接下来应进一步将项目做深做细,查明富铁矿的规模和经济可采性,为将华北地区仍搁置的众多大面积低缓磁异常转化成铁矿勘查甚至是铁矿石基地,做好理论和技术方法储备:

一是深入开展区域地质研究,需弄清楚含矿岩体的产生和分布规律、含矿差异的原因等。二是深入开展磁力和重力异常研究,弄清哪些是矿致异常、哪些是岩体产生的异常,以便今后在大面积低缓磁异常中准确找到铁矿引起的异常。三是开展地震方法应用于隐伏铁矿勘查的研究,探索出地震剖面圈定岩体、特别是闪长岩体界面的圈定办法。四是深入开展重、磁、电、震在深部找矿和评价中所起作用的研究,为完善厚覆盖下铁矿勘查探索出更适宜的方法技术组合。五是慎重进行技术经济评价,特别是本区矿体埋深大,要加强开发的经济技术合理性研究。

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