永定大排矿区地处武夷山成矿带,其所处的闽西南地区是特提斯东西向构造与环太平洋北东向构造时空演化交替的典型地区,是永(安)–梅(县)–会(昌)多金属成矿带的主体,也是中国东南部重要成矿集中区。作为一个历经多次地质工作的老矿区,由于认识存在偏差,此前仅作为一个小锰矿在开采。由中国地质调查局南京地质调查中心和福建省第八地质大队合作开展的“福建省永定县大排矿区锰铅锌多金属矿资源储量核实暨深部详查”成功运用新理论指导找矿、运用新方法实施找矿,发现并基本查明该矿为一以铅锌矿为主,共伴生铁矿、铜矿、钼矿、银矿、锰矿等多种矿产的大型多金属矿床,其矿床规模锌为大型、铅为中型、伴生银为中型、铁铜钼均为小型,潜在经济价值200多亿元。
项目实施分为两个阶段,从2003 年2月到2008年8月为矿产资源补偿费项目实施阶段,基本查明了矿区铅锌多金属矿产出的地质背景、铅锌多金属矿矿体数量、矿区的开采条件及铅锌矿的可选性,确定了铅锌主矿体的规模、形态、产状、品位等特征,估算了资源量(332+333级铅锌资源量75.53万吨,Pb+Zn平均品位5.12%;钼资源量0.47万吨,Mo平均品位0.172%;333级磁铁矿石量178.97万吨,TFe平均品位36.33%),为商业性勘探提供了坚实的工作基础。
2009年12月2011年11月,采矿权人福建省龙岩市龙腾地质矿业有限公司投入地质勘查资金2000多万元,委托福建省第八地质大队以钻探揭露为主要工作手段,对矿区进行了补充详查地质工作,主要投入钻探工作量16267.00m/38个,并于2011年10月提交了《福建省永定县大排矿区锰铅锌多金属矿资源储量核实暨深部详查报告》,累计查明铅锌矿111b+122b+332+333铅锌金属量105.90万吨(铅金属量43.15万吨,锌金属量62.75万吨)。其中,硫化铅锌金属量91.12万吨,Pb+Zn平均品位4.97%;氧化铅锌金属量14.78万吨,Pb+Zn平均品位5.17%。同时还查明了可供综合开发利用的铁矿、铜矿、钼矿、银矿、锰矿等共伴生矿产资源,所探获的铅锌资源量从中型扩大为大型。
一、主要科技创新
自上世纪70年代以来,永定大排矿区及其外围先后开展了三次普查评价工作,由于找矿思路的偏差,认定为矽卡岩型矿床,矿体数量多、规模小,上部主矿体为氧化矿,结论是进一步工作意义不大。“福建省永定县大排矿区锰铅锌多金属矿资源储量核实暨深部详查”项目以新的找矿理论为指导,以地质事实为依据,在找矿思路和找矿方法上勇于创新,使大排矿区从一个小的锰矿点一跃成为大型铅锌矿床。
1.通过在该地区长期研究和找矿实践的积累,在详细研读矿区资料基础上,坚信在闽西南拗陷带二叠系下统栖霞组是主要赋矿层位,在氧化矿带之下应该存在层状硫化铅锌矿体。2003年部署的ZK2301设计孔深250m,在穿过氧化矿带之下从175至228m处见到厚约40m的原生硫化铅锌矿,Pb+Zn平均品位6.37%。
2.以往工作认为矿区主要是受陡倾角推覆构造控制的小矿体,一直没有取得找矿突破。此次工作提出要致力于寻找层控–矽卡岩型矿床,矿体应是受缓倾角的赋矿地层控制,项目组部署以钻探为主要探矿手段寻找层状隐伏矿体。找矿实践证明提出的部署方案切实可行,取得了很好的找矿效果,2003年度部署的ZK1503孔见氧化铅锌矿厚度59.91m,硫化铅锌矿5.58m。
3.在找矿方法上,灵活运用了地质和物化探综合技术。首先根据地质特征选定成矿有利部位采用物探方法进行高精度磁测、激电和电测深等,并进行了土壤化探测量,然后根据地质、物化探综合异常成果将钻探、硐探等探矿工程部署在燕山晚期二长花岗斑岩岩株外带的物化探异常区。由于依据充分,探矿工程见矿率达100%。
4.在矿区北部边缘的ZK403孔深部首次发现龙岩马坑大型铁矿的石炭系上统经畲组层位,该孔经畲组地层累计见磁铁矿厚度86.62m,全铁品位37.23%,磁性铁品位22.23%;认识上再一次飞跃,矿床成因类型由层控–矽卡岩型转变为层控–热液叠加改造型铅锌铁铜钼多金属矿,进一步丰富了区域矿床成因的理论,拓展了区域找矿思路。
与大排铅锌矿成矿有关的壳幔混合源二长花岗(斑)岩(主体相)–花岗闪长斑岩(边缘相),锆石SHRIMP测定为127.0±1.8Ma(MSWD=2);与马坑铁矿关系密切的壳源莒舟花岗岩的单颗粒锆石U-Pb年龄为136.0Ma,锆石SHRIMP年龄为132.6±1.8Ma(MSWD=3);其找矿意义在于只要有石炭经畲组地层和燕山期岩体存在,岩性无论是酸性岩还是中酸性岩,岩浆来源无论是壳源或是壳幔混合源,都有可能形成马坑式铁矿。
二、成果应用情况
由福建省龙岩市龙腾矿业有限公司投资6000多万元建设的第一期斜井开拓系统和日处理500吨矿石量的选矿厂于2007年初建成投产,当年采选铅锌矿石量6万吨,净利润近1000万元。2008年下半年由于国际金融危机矿山停产两年多,2011年下半年又因采矿证到期而停产。在至2011年7月将近两年的实际生产过程中,采选铅锌矿石量16万吨,产值6000多万元,上缴税收1700多万元,实现净利润1000多万元。
依据矿区资源储量和矿山实际情况,二期拟建设年采选铅锌矿(含铜、钼、银共伴生矿)39万吨的矿山和选矿厂(含一期已建成的日处理矿石量500吨的采选系统)和年采选磁铁矿15万吨的矿山和选矿厂。预计投资总额1.4亿元,年采选矿石54万吨。建成达产期平均年销售收入(含税)2.17亿元,年净利润5346万元,年上交各种税收4652万元;全部投资财务内部收益率(所得税后)为37.93%,高于行业基准收益率。
三、社会效益
大排铅锌铁铜多金属矿的特点是矿床规模大、矿体集中、易采易选、经济价值高。目前地质勘查工作还在进行,由于受采矿权证范围的限制,大排矿区周边(尤其是北边、东边和南边)没有得到探矿工程有效控制,具有进一步扩大资源量的潜力。
项目通过区域地质调查,建立了大排矿区及外围铅锌铁铜多金属控矿要素和找矿模式,提出了“赋矿层位(石炭系上统经畲组~二叠系下统栖霞组)——控矿构造(推覆构造面之下、同生断层、褶皱核部扩容带等)——燕山期岩浆活动(高度分异的中酸性或酸性岩体)”的三位一体找矿新思路。该类矿床的发现以及找矿模式的建立,为今后的找矿工作指明了方向,在永梅拗陷带内将有可能陆续发现类似多金属矿床。
该矿一期采选矿解决了200多个就业岗位,同时为当地运输业和服务业带来了一定的就业机会,二期建设完成后,将会带来更大的经济效益和社会效益。同时,项目为海峡西岸经济区建设提供了一个大型矿产基地,为保障当地及周边地区的矿产资源有效供给作出了贡献。