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第四系厚覆盖铁矿找矿突破--山西原平南坡村-孙家庄铁矿

已有 7648 次阅读 2009-7-22 12:38 |个人分类:话说找矿|系统分类:科研笔记|关键词:学者| 铁矿, 矿业开发, 隐伏矿, 浅埋藏矿

[按]第四系覆盖区山西原平南坡村-孙家庄低缓磁异常的找矿突破,可喜可贺。一是第四系覆盖层厚达200米以上;二是矿床埋藏较浅,主矿体埋藏在500米 以浅;三是规模大,已控制到中型,有望发展到大型;四是勘查开发投资低,可迅即转入开发。我相信,第四系厚覆盖层下浅埋藏“盲矿”的找寻,将是解决眼下资源短缺的最佳途径!我也相信,此类找矿发现会越来越多,越来越好!
        -----刘继顺  2009-07-21-----

探寻地下“盲”矿--山西原平南坡村-孙家庄铁矿
来源:中国国土资源作家网 作者: 刘海军

“原平滹沱河东岸的地底下发现中型铁矿。”这一喜讯不胫而走,晋北南坡村—孙家庄一带的偏僻村落开始沸腾起来,周边的父老乡亲们开始奔走相告,共同憧憬着 自己家乡成为矿业新城的美好未来。“咱这可是块福地,人家都说咱是天天在宝藏上睡大觉。“多少年后,咱这也能变得高楼林立,车水马龙。嘿嘿!”同样, 这个好消息也给承担该项目的山西省地勘局二一四地质队的职工们带来无限惊喜,从他们喜极而泣的表情中,可以深切感受到顽强的地质人在经历漫长的矿业勘查低 迷期后,重新担负使命为国家寻找矿藏的责任感和再次寻找到丰富矿藏的自豪感。

随着国家、省矿业新政的出台,2006年山西省矿业权价款找矿项目正式启动, 原平市南坡村—孙家庄铁矿勘查项目正是在这样的背景下应运而生。

经过二一四地质队地质调查研究所三年的运作,该铁矿勘查项目逐渐显山露水,成为众多铁矿勘查项目中,投资较少,见效最快,成果最显著的明星。51平方公里内的工作区共圈定铁矿体22条,估算铁矿石资源量7008.89万吨,达到了中型铁矿的规模。

省国土资源厅的专家们感叹道,在全省航磁测量成果中,原平南坡村—孙家庄一带磁异常强度并不比其他找矿靶区具有优势,最大的困难是该工作区处于五台山区西 缘,滹沱河东岸的河漫滩,有200米以上的黄土、砂质亚粘土覆盖层,能在这儿找到如此规模的隐伏矿确实带给我们一个巨大的惊喜。

原平市南坡村-孙家庄铁矿勘查区处于山西断隆中的五台山断拱区,属五台山成矿亚带,区内主要发育上太古界五台群,鞍山式铁矿床就在此地层单元中发育。 几十年间,在五台山、恒山一带,先后有冶金部航测大队进行了1:5万航磁测量, 地质部航空物探903队进行了1:5万航磁测量,山西省地矿局又重点对五台山、恒山地区的航磁异常检查。在认真分析总结前人成果的基础上,二一四队的地质 专家认为,勘查区内为厚层松散沉积物覆盖,受其影响航磁异常表现为较具规模的低缓异常,推测在几百米深的地下极有可能蕴藏丰富的鞍山式磁铁矿。

从2005年7月提交山西省原平市南坡村-孙家庄铁矿磁异常查证立项申请书到 2006年12月形成磁异常查证报告,再到2008年12月向省国土资源厅提交铁矿详查报告,山西省地勘局二一四地质队地调所技术负责杨青合始终亲身参与其中。

当被问及该项目的具体运作时,杨工最大的感触是,山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村。 原平市南坡村-孙家庄铁矿勘查工作区是根据1:5万物探航磁异常查证立项的,相比原平其它区域异常较弱,且地表有200多米以上的黄土覆盖层,成矿条件扑朔迷离…… “矿要是好找,就用不着咱功勋地质队了。”杨青合在巨大的压力面前始终充满自信。“我们有自己的优势,只要能扬长避短,运用全面先进的物探和地质新理论、新技术、新方法,尽快地打破困顿局面,理清找矿思路。我就不信有什么难关攻不破。”

其实早在项目申报阶段,杨青合就和技术人员开始收集该地区的地质、物探资料,并到工作区及周边进行大范围的踏勘,沿着三条航磁异常走向,他们发现东部邻区 的郭家庄、皇家庄、章腔、令孤、张仙堡、八塔一带都有小—中型铁矿分布, 经分析研究,该矿区都属于五台群金岗库组地层。由此推测,南坡村—孙家庄区域 的航磁是由鞍山式磁铁矿引起,且处于东部矿化带的延伸部位,受晚期断层活动影响,因断陷而致使矿化带受第四系厚层沉积物覆盖。 “这一次我们碰到的应该是个大家伙。”杨青合踏勘之后,就这样鼓舞士气。“地表外围的矿体让我们看到了冰山一角,我们难道还想象不到地下的宝贝?” 为了能提交一份高质量的磁异常查证设计书,技术人员是食无味夜难寐。杨青合清楚地记得,设计书成形的最后几天,办公室的气氛紧张而凝重,每个人都默默地关 注着设计书,这毕竟是单位这几年来最大的勘查项目,地调所的每个人都为之付出了汗水和智慧。 在技术专题讨论会上,大家经常为设计中的某个细节而争论,因为参会的技术人员心里都十分地清楚,勘查设计书工作部署致关重要,往往一个微妙的思路就决定寻 矿的出路,在设计上慎之又慎,就能减少工作中的失误,提高工作效率。“最后,我们编写的原平市南坡村-孙家庄铁矿磁异常查证设计书不仅采取了找寻盲矿体科 学技术方法组合,合理安排施工程序,而且项目实施严格按照ISO9000-2000质量体系运行。这怕也算是二一四队地质史上的一个首创吧!”杨工自豪地 说。“这关键性的一步不仅为日后的普查、详查奠定了坚实的基础,而且使得成果资料齐全完善,数据更加精确真实,为今后的探矿工作指出了方向。”后来,原平 市南坡村—孙家庄铁矿勘查成果资料获得了国土厅专家、监理的一致好评,且被做为样板让其他单位参照学习,并在山西省地勘局原始资料展评中获得一等奖。

经过1:1万高精度磁法测量、1:2千高精度磁法剖面测量工作后,在原航磁异常的基础上发现了5个规模大、强度高的磁异常。 钻探施工中最困难的布孔问题提上了议事日程。经过磁法扫面、高精度磁测剖面、磁异常化极、反演,基本上圈定地磁异常形态,推断了磁性体倾向、倾角及埋深情 况。但问题随之而来,物探解释与地质推断结果恰恰相反,物探解释推断磁性体向北倾斜,而地质推断地质体向南倾斜。技术人员与物探监理方形成了两种不同的意 见。

为了慎重起见,大家经过精确计算,制定出一个保险方案,在M2磁异常中心北侧125米处根据物探推断布置了ZK2001孔,在南侧125米处根据地质推断 布置了ZK2002孔。首先施工ZK2001孔,要求技术人员时刻观察岩心产状变化情况,若钻探中判定顺层钻进,则立即停钻。这主要是考虑到该类型铁矿为 沉积变质铁矿,受层位控制,且与地层产状几乎一致。日后钻探的结果表明,ZK2001孔不见矿,而ZK2002 见到了厚度40余米的铁矿体,且矿体得到控制,证实矿体向南倾斜。

“布孔的那段日子对我来说,真是寝食难安。”杨青合毫不掩饰,坦然相告,“盲矿体产状判定真让人痛苦,我一连几天每时每刻都在脑海里“反演”几亿年前的地 质构造。你要知道,如果孔位布置错了,就会出现漏矿,基至是更严重的后果。”时至今日,杨青合还是心有余悸,“布孔思路要是错了,这个矿也可能就没了,那 我们可真要成历史罪人了。”

技术人员智慧在实践中得到验证,在磁异常查证阶段,磁异常查证设计的9个孔,除1个浅孔验证物探异常外,其余8孔见矿率100%,在详查阶段,5个磁异常中的35个孔,除两个探制孔外,其他孔孔见矿。

 2006年3月,214地质队地调所组织精兵强将开赴原平市,全面部署《原平市南坡村-孙家庄铁矿磁异常查证》初勘工作。到年底完成各项设计任务,其中钻孔9个,钻探工作量完成4361.98米、井中磁测3699米。 2007年7月下旬,因磁异常查证过程中项目完成质量较高,找矿效果显著,原平市南坡村-孙家庄铁矿顺利进入详查阶段。

截止2008年底,完成钻孔35个,钻探工作量近18000米。 为了保证项目保质保量如期完成,214地质队第一时间成立原平铁矿项目部奔赴工作区,所组织的9台钻机也在30天内陆续开钻。在项目上马之初,项目负责人 王海科给所有的地质员上了一堂“警示教育”课,“能担任这一项目的负责人,我真得深感责任重大,使命崇高。如果我工作上有什么失误,大家就尽管提出来。要 是大家工作上有什么疏漏,我也就不拐弯抹角,说重了大家多包涵。咱们不能让因为个人因素耽误了找矿的大事。”项目初期,王海科向项目部提出“严格要求,注 重落实,力争最好”的响亮口号;要求大家严格按照ISO9001:2000质量管理体系进行工作;对项目的各个环节、过程进行控制,且都必须留有文字记录 和影像资料,供监理方查询;在项目组内部实行岗位责任制,要按照各个领域的规范要求落实工作; 对各钻机都以最高标准要求,发现问题及时纠正并开会进行通报,力争使各项工作都达优秀。

寒来暑往,项目部周而复始地紧张运转,王海科全权负责项目的质量, 并保证项目的顺利实施和成果提交,所属的地质员白天全面收集地质资料,现场监测各部门的施工质量,到了晚上再进行地质资料的整理。王海科给项目部的技术团 队有一个十分亲切的称呼,一群同甘共苦的兄弟。项目部技术人员短缺,每个人都在超负荷工作,但再苦再累大家都没有怨言。有时工作量突增,大家要熬到凌晨一 两点才能完成当天的工作。谈及同甘共苦的弟兄,王海科滔滔不绝。进入详查后, 钻探成为工作的难点。由于矿区内黄土覆盖广且埋深大,钻孔深度一般都在500m左右,个别达800m,跑斜成为最难克服的一大障碍。所有的地质员都明白, 钻孔质量的优劣直接影响到整个项目的好坏。

为了保证钻孔达到设计位置,他们多方收集其 它矿区钻孔资料,研究矿区的地层、岩性,对不同深度的钻孔制定不同的施工方案。 2号异常离驻地较远,一般得坐车去,后来遇上修路,车辆无法通行。当时正逢秋季,雨水较多,但只要钻机要测斜,地质员王世俊就冒雨步行赶到施工现场,等完成了测斜工作并取回第一手资料才回来。一连数日,天天有雨,他工作始终没有 间断。 在完成一个设计为740米的钻孔时,为使该孔能满足技术指标,使得钻进到740 米时天顶角不超过2度,地质技术员常文灿每天现场观察,到位测斜,掌握天顶角、方位角变化情况,出现异常及时纠正。当返回项目部时,早已错过了开饭时间。

对原平项目组而言,最头疼的事是分割岩芯,按要求岩心必须平分,不能多也不能少,否则影响采样化验的质量。刚开始,都用人手工操作,样品虽符合要求, 但不美观,费力不安全,工作效率也低,切一个样下来,分不清眼和鼻子,项目部想购买一台辅助工作的设备,可市场上却没现成的可买。肯钻研,善动脑子的常文 灿买来材料,自己加工、制造了一台切样机器,使得切出来的样品不但美观,而且漂亮,大大提高了采样效率,使原来两天干的活,现只用一天;取样的工作环境也 得到改善,不再有灰尘。自此,常工被大家誉之为“发明家”。

让钻工们最刻骨铭心的就是这儿的冬季,每天都是北风呼啸,气温骤降。但是听到钻机轰隆隆的鸣叫,钻工们就像是战士听到冲锋号,始终在风雪中坚守。 这儿的冬季简直就是滴水成冰,负责钻探的孟庆梁亲眼看到,搅拌机在停止使用二十几钞内迅速结冰,长时间取芯,手套就会粘到钻杆上,非得用热水烫一下才能取 下来,有时赤手操作,稍有不慎连皮都会被粘下来。钻机机长们有时连顿利索饭都吃不好,刚才还端着饭在项目部,一听说孔内有异常,扔下碗就跑到钻机上,等到 处理完毕,才回到项目部接着狼吞虎咽起来。钻机班长们轮流上晚班,天天是送走晚霞迎来黎明,带着钻工们一起战严寒。 “我们的钻工兄弟们真是好样的,哪怕风再叫雪再吼,他们都不退却。”孟庆梁情不自禁树起大姆指,“说句不吉利的话,怕是只有钻机上检修,他们才能好好地休 整一下。” 9台钻机,44个钻孔、设计工作量近23000米,平均孔深近600米。因为钻机要穿过坚硬的磁铁石英岩,钻进施工十分地艰难,有时一个班组每天只能打几 十公分。更可怕的是稍有不慎,孔内还会发生意想不到的事故,解决方案一失误,几百米的孔就有报废的危险。

孟庆梁对两次孔内事故,记忆犹新。 ZK2401孔设计孔深580米,当钻打到520米时,孔内发生塌方事故,处理近一个月,终没有解决,只得含泪放弃。 ZK5003孔深设计为560米,当钻探到530米时,钻杆在孔内40米处发生断裂,由于受套管所限,只能用公锥调出钻杆。但另人意想不到的是,公锥在孔 内发生错位又导致二次事故。 当务之急就是要摸清楚孔内的情况,在巨大的技术难题面前技术人员没有退缩,经过对孔内的“照相”(在钻杆上固定着用红漆漆过的软木),他们制定了两套方 案,一是用直径26毫米的钻头穿过公锥,二是在89厘米的套管外,再钻进50米直径126毫米的套管,用母锥调出钻杆。只要能调出钻杆后,就可以接着用反 丝钻杆 将钻孔中近490米的钻杆全部取出来。前者省时省力,是顺利情况下的最佳方案, 后者不仅费时,而且费用巨大,是处理此次事故的底线。 经过不断尝试,终因公锥材质坚硬,从西安加工回的五个钻头轮流上阵都无功而返,第一套方案被迫放弃,最后只能采取第二套方案。在技术人员的全力以赴下,事 故中的难题最终解决。处理此次事故前后共历时40多天,花费近10万元。但不管怎么样,钻孔没有报废,技术人员用自己的努力将损失降到了最低。 经历原平铁矿项目勘查,孟庆梁经理感触颇深,此次是他们钻机第一次打斜孔,虽然交了学费,但他们也学到了不少经验。如打斜孔擦上我们自制的钻杆油, 可以起到护孔壁和融滑的作用。钻头型号与钻速搭配上,钻机进度才能有保证。

另外,原平钻机在局组织文明机台标准化建设中也取得了很大的成绩,各项工作都符合标准,被作为样板在全局广泛推广。 有耕耘就有收获。原平市南坡村—孙家庄中型铁矿的发现就是该队技术人员集体智慧的结晶。在山西省矿业新政—矿业权价款地质勘查项目的推动下,二一四队发挥 了专业地质勘查队伍的技术优势和人才优势,调动找大矿找好矿的积极性,不仅促进队伍的发展,而且更为地方经济持续健康发展提供急需的矿产资源。

目前,国土资源部《关于促进深部找矿工作指导意见》颁布后,二一四队地调所技术人员深受鼓舞和启发,积极落实指导意见精神,在前期铁矿详查工作基础上, 对原平市南坡村—孙家庄铁矿进行了再次思考和论证,认为该矿区内地磁异常十分明显,各异常区的主矿体在走向上延展较长,倾向上延深较大,矿体仍未得到完全 控制,矿区仍存在具大的潜力,应紧追不舍,再做进一步的工作。为此,他们已经向山西省国土资源厅提交了立项申请,目前此项目已通过省厅矿业价款项目论证专 家评定,并排序在全省项目的最前列。

在科学论证的基础上,二一四队的地质技术人员对下一步的深部找矿工作充满信心,有望为山西省提交一个大型铁矿,我们期盼着这个美好的愿望通过二一四地质人扎实有效的工作早日成为现实。


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