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高压浸出 2024-09-30 18:29:20

金属回收(金属回收与开采对比)

一、金属金属铜、回收回收多金属矿产

7.6.1概述

中新生代河湖相或潟湖相等蒸发环境下的开采沉积型多金属矿床,特别是对比铜矿是世界同类矿床的重要类型之一,在中亚和中东等地区不泛典型实例。金属金属在我国的回收回收川西、滇中、开采湘西和西北地区亦较发育。对比

7.6.1.1矿产分布

塔里木盆地及其周边地区中新生代沉积盆地中广泛发育此类矿床,金属金属以铜矿为主,回收回收某些地段有铅锌矿、开采锰矿和铁矿,对比不少矿床中伴生有金、金属金属银等有益元素。回收回收

塔里木盆地及其周边地区山前盆地的开采中新生代砂岩铜矿分布非常广泛,盆地四周的中新生界灰绿色岩层、红色岩层分布的地段均有铜矿化迹象,但主要出露在库车山前盆地、巴楚-乌恰的山前盆地、皮牙曼-普斯格山前断陷盆地和库木库里山间盆地。

(1)库车山前盆地铜矿带:西起温宿,东至轮台,东西长约500km,宽约20km,共有矿床、矿点和矿化点40余处,含矿地层为中新统,容矿围岩主要为灰色和灰绿色砂岩和砂砾岩。铜矿体在矿层中呈层状、似层状和长透镜状,与围岩产状基本一致,局部膨大和缩小现象极为明显。矿体长几百米到几千米,厚0.5~20m,地表孔雀石化、褐铁矿化、铜蓝化现象极为普遍,含铜品位一般为0.3%~2.5%,伴生金属元素有Au、Ag等,较著名的矿床和矿点有拜城县滴水铜矿、库车县乔克玛克铜矿和库兰康铜矿、轮台县切克铜矿等。

(2)巴楚—乌恰山前盆地铜矿带:西起乌恰县乌鲁克恰提,东至伽师县西克尔,巴楚县三岔口,长约400km,宽约10~25km,共有矿点和矿化点20余处,含矿地层为下白垩统克孜勒苏群和中新统乌恰群,容矿围岩主要为灰色和灰绿色砂砾岩,矿层长1~5km,厚几十米,矿体在矿层中呈层状、似层状和长透镜状,矿体长几十米到几百米,厚0.5~15m,铜品位一般为0.5%~1.6%。伴生有益元素有Au、Ag等。较著名的矿床和矿点有乌恰县莎哈尔铜矿、沙里拜铜矿、花园铜矿以及乌拉根铅锌矿等。

(3)皮牙曼—波斯喀山前盆地锰矿带:西起皮山县桑株,东至墨玉县扎瓦,东西断续分布长70km,宽约5~10km。共有矿床和矿点近10处。含矿地层为白垩系和第三系。含矿围岩为一套红、灰、白色等砂岩、页岩、泥灰岩和石灰岩,为湖相环境。容矿层为含镁灰岩。主要矿物为软锰矿、硬锰矿,有时有褐铁矿和孔雀石。矿石品位:Mn 50%、SiO22%、Fe 2%、Cu 0.2%、P<0.03%。该锰矿在成矿地质条件,含矿地层时代,岩相古地理条件与砂岩铜矿基本可以对比,只是它更接近于湖相环境。较著名有矿点有皮山县牙普马阿格孜锰矿和波斯喀锰矿等。

(4)库木库里山间盆地铜矿带:西起且末县吐拉牧场,东至若羌县阿牙克库木库里,东西长约200km,宽约10~30km。共有矿床、矿点和矿化是10余处。含矿地层为白垩系红色和灰绿色砂岩、砂砾岩;上新统石壁梁组紫色中厚层砂岩夹灰绿色砂岩。含矿层比较稳定,长几公里,厚几十米。矿体在含矿层中不稳定,呈似层状和透镜状。矿体长几十米到几百米,厚0.5~5m。铜品位一般为0.5%~2%,克其卡勒克铜矿最高品位可达6%,伴生有益元素有Au、Ag等。较著名的矿床和矿点有且末县嘎其哥洛得铜矿、克孜勒萨依铜矿和若羌县克其卡勒克铜矿等。

7.6.1.2开发和调查简史

在塔里木盆地周边地区开采和利用砂岩铜矿历史久远,拜城滴水铜矿可能在唐宋时代就已开采,明清两代的采矿业更为盛繁,由穷坑到喀拉琼滚,延绵10余公里,老硐地下相通,坑口土炼炉鳞次栉比,并在穷坑等几个集散点还有铸币的遗迹。20世纪40年代,米泰恒曾对拜城铜矿进行过考察,五六十年代新疆地质局七二一队、第八地质大队和新疆有色地勘局七〇二队和七〇五队等分别对这些矿床和矿点进行普查评价工作,由于矿体不稳定,单体规模小,未能给予肯定性的评价。

近年来,由于它与“可地浸砂岩型铀矿”的关联性较好,而且也可探索地浸法开采的可能性,又受到人们的重视。

7.6.2代表性矿床

7.6.2.1库车山前盆地铜矿带

该铜矿带含矿地层主要为中新世晚期康村组上部,依据石油、天然气、盐岩和铜矿的地质考察及地质剖面的资料而编制的库车盆地中新世晚期岩相古地理略图(图7-9)可知:

(1)从沉积等厚线可以看出,库车盆地为山前坳陷盆地,沉积层厚度大于500m的坳陷带位于盆地的南部,向北到隆升区边缘依次递减,到盆地边界线沉积厚度几近于零(不考虑沉积后又被剥蚀的部分)。

(2)根据沉积物的性质、粒度及分选程度,大致可划分3个沉积带,由剥蚀区到坳陷沉积中心依次为:山麓相—河流相—湖滨相砂砾岩和砾岩带,一般不形成工业铜矿床;河流—湖泊相砂岩粉砂岩带有时有膏泥岩的透镜体,多数砂岩铜矿赋存在这个带中;湖泊相泥质、钙泥质和膏泥岩带,接近于沉陷湖盆的中心地带,含铜矿体也很少。

(3)把陆源剥蚀区铜矿和拗陷沉积区铜矿的空间分布情况对应起来考察发现,东段的库尔干—库车地段,在陆源剥蚀区有铁列库坦古生代斑岩铜矿化蚀变带、中基性火山型铜矿化蚀变带,而其拗陷沉积区则生成乔科玛克和库兰康等几十处砂岩铜矿点;西段的汗腾格里峰—滴水地段,在陆源剥蚀区有阿克哭狼铜矿、卡捷克托尔铜矿和含铜背景很高的古元古界绿岩系(木扎尔特群),而拗陷沉积区就出现了滴水等多处砂岩铜矿;中段的曾舟—拜城地段,蚀源区铜背景低,少见铜矿点,而拗陷沉积区的铜矿化也较少。

一般情况下,铜矿床的形成大致经历了如下三个阶段:①陆源区的风化剥蚀阶段,即陆源区的构造相对稳定,气候炎热干燥,处于碱性—弱碱性氧化环境,岩石风化剥蚀速度大于搬运速度,使铜在表生作用下富集;②含铜沉积层或矿胚层形成阶段,含铜风化物以碎屑、悬浮体的形式,在具周期性变化的湿热性气候条件下,快速搬运,并在多次周期性交替的河流相及湖相沉积物中沉积和沉淀,形成含铜沉积层;③砂岩铜矿体形成阶段,在气候较为炎热干燥,湖盆变小,湖水浓缩,含铜沉积物随埋深增大和其中有机质的解体,原来氧化的碱性—弱碱性环境转变为还原的弱酸性—酸性环境。使原赋存于沉积物中的含铜矿物溶解,发生迁移和富集。迁移的介质主要为沉积物中的介质水,迁移的动力为上覆地层的压滤脱水作用(成岩早期为主)和上覆沉积物的蒸发作用。迁移的方向一般由下部或周围岩石孔隙度小的紫色泥岩或泥质粉砂岩向上部孔隙度大的杂色或浅色砂砾岩迁移。铜在溶液中主要以重碳酸盐、硫酸盐或氯的络合物形式存在。在成岩作用晚期由于有机质作用,沉积环境又变为还原的弱碱性—碱性环境,从而使Cu2+呈硫化物形式沉积成矿。这是干旱沉积盆地中砂岩铜矿成因——萨布哈式成因说的通常解释。对该类矿床的成因,还有同生沉积说、沉积-改造说、后生成矿说、地液成矿说和油气成矿说等不同见解。

图7-9库车盆地中新世晚期岩相古地理略图

Fig.7-9Late-Miocene lithofacces and paleogeography map of Kuche basin

1—沉积盆地边线;2—剥蚀区;3—山麓相-河流相-滨湖相砂砾和砾石带;4—河流湖泊相砂岩粉砂岩带;5—湖泊相泥质、泥钙质和膏岩带;6—相带界线;7—沉积等厚线;8—陆源物质供应方向;9—铜离子运动扩散方向;10—剥蚀源区铜矿和矿化点;11—含铜砂岩矿床、矿点、矿化点编号;12—铜矿区范围:a—滴水矿区;b—乔科玛克矿区;c—库兰康矿区

7.6.2.2拜城滴水铜矿

位于拜城县大桥乡察尔其巴扎以西,滴水以南一带。

矿区处于库车山前拗陷南部,秋立塔克褶皱束米斯坎达克背斜北翼。含铜砂岩产于康村组顶部淡色岩层中,有A、B、C三个含矿层位,在平面上显示条带状分布(图7-10)。

图7-10滴水铜矿地质略图

Fig.7-10Geological map of Dishui copper deposit

(据新疆第八地质大队资料改编)

1—现代风成砂及洪积物;2~4:库车组;2—砾质中粗粒砂岩夹中细砾岩透镜体;3—含砾中粗粒砂岩夹中细砾岩透镜体;4—含砾中粗粒砂岩夹细砾岩透镜体;5~13:康村组;5—中粗粒砂岩与泥质粉砂岩互层;6—绿色杂色砂岩泥质页岩(C含矿层);7—中细粒砂层与泥质粉砂岩互层;8—灰色杂色含铜细砂岩(B含矿层);9—细中粒砂岩与泥质粉砂岩互层;10—细中粒砂岩与泥质粉砂岩互层;11—灰绿色粉砂质页岩(A含矿层);12—中细粒砂岩与泥岩、粉砂岩互层;13—砂砾岩层;14—矿层及编号;15—地质界线;16—断层;17—勘探线及编号;18—钻孔位置及编号

A含矿层位出露于矿区西南部,东西延长约5km,厚约3m,含铜砂岩为紫红色、紫色、紫褐色薄层状条带泥灰岩,夹绿灰色中粒砂岩组成,矿化不均匀,下部富,含铜0.85%,上部贫为0.09%,铜矿物主要为孔雀石及蓝铜矿。A矿层虽然出露长5km,但具有工业价值者仅个别地段,矿体属透镜状。由于矿体小,厚度薄,品位低,故未进行详细工作。

B含矿层贯穿全矿区,由东向西延伸约12km,含铜矿层厚2.03~6.69m,由9个含矿分层组成。含矿层在纵向上常为绿紫色交替,变化频繁。矿化多在中下部,一般与绿色岩石有关。矿石为灰绿色、浅紫色泥质砂岩、砂岩。矿体呈层状、似层状及透镜状。其中有两个工业矿体,分别长3900m、3800m,平均厚1.00m、0.84m,平均品位0.985%、1.248%,矿体呈似层状、飘带状。斜深控制200~492m,垂深150~170m。

C含矿层在矿区呈东西向延伸12km,含矿层厚变化为7~12m,矿化具多层性的特点,含矿层在纵向上变化很大,东边由绿色条带为主,西边为紫色条带为主。矿石由砂岩、砂页岩、粉砂岩组成。该含矿层在地表及地下均形成有工业价值的矿体,四个矿体有两个为盲矿体,其中一个长2855m,平均厚1.00m,平均品位1.42%,稳定层状,深达193~246m,是矿区第二大矿体。另外两个矿体分别是:长810m、830m,平均厚0.87m,1.19m,平均品位0.95%、0.678%。前者呈飘带状向深部延伸达3015m(斜深),并有继续延伸的趋势,有一定的规模;后者呈透镜状,规模不大。

总的来看,矿层产状与围岩一致,倾角15°~20°,矿化严格受滞流湖泊相沉积层控制。矿石以粒状和块状结构为主,呈星散浸染状或条带状构造分布。矿石以氧化矿石类型为主,混合矿石类型次之,硫化矿石类型尚未圈定。

氧化矿石:靠近地表至地下深处200m左右,由红色氧化矿石组成。铜矿物以孔雀石、硅孔雀石为主,其次有蓝铜矿、氯铜矿、赤铜矿、黑铜矿。脉石矿物有石英、方解石、绿泥石等。

混合矿石:在地下深处200m以下,铜矿物以辉铜矿为主,赤铜矿次之,少量斑铜矿、黄铜矿、蓝铜矿。脉石矿物同上。

矿石中有益元素除铜外,主要有Ag,含量一般为(1~3)×10-6,少量达(10~100)×10-6,其他元素含量低,无价值。

该矿于1977年详查求得D级铜储量表内9.19万吨,达中型以上的规模。

7.6.2.3沙里拜铜矿

位于乌恰县城西北。地理坐标:北纬40°01′;东经73°34′。

铜矿产于下白垩统克孜勒苏群。该群按岩性可分上下两部分:下部为厚约20~50m的红色、绿色砾岩,局部地段见有铜矿化,矿化厚约1~20m,但延续极不稳定;上部为厚约1000m的红色砂岩夹灰白色长石砂岩,长石砂岩一般厚约1~20m,呈透镜体夹于红色砂岩层中,沿走向延伸不远即相变为红色砂岩。含铜砂岩矿体主要产于该层中,特别是靠近红色砂岩与灰白色长石砂岩的交界处是矿体赋存的有利部位。矿体本身几乎全为灰色或灰绿色层,直接围岩则是红色砂岩或灰白色长石砂岩。

矿区构造为一倒转向斜,向斜轴呈东—西向延伸。两翼地层都倾向南西;南翼较陡,倾角70°~80°;北翼较缓,倾角15°~25°。在矿区南部有一较大的逆断层存在,致使矿体和地层出露不全。

区内仅见宽数米,长数百米的辉绿岩脉穿入,而且主要分布在矿区北部。

经地质测量,在所圈定的矿区范围内,在红色砂岩夹灰白色长石砂岩中共发现5个较大的矿体。这5个矿体以槽探和采化学样为主要手段,进行了初步评价,其规模、品位、矿石的物质成分见表7-6。由于调研程度低,矿区的远景尚未查明。

表7-6沙里拜砂岩铜矿基本特征一览表

(据新疆有色金属公司七〇二队)

7.6.2.4花园铜矿

位于乌恰县康苏煤矿南西约8km。地理坐标:北纬39°39′,东经75°00′。

含矿地层为中新统乌恰群,下部为红色泥质砂岩与粉砂岩互层;中部为褐色泥质砂岩、粉砂岩、粘土岩与白色中细粒钙质砂岩互层,其中白色中细粒钙质砂岩为含矿层,层位极为稳定;上部为红色薄层泥质砂岩及粉砂岩互层夹褐色砂岩。

矿区位于向斜构造的南翼,断裂构造不发育。

全矿区含铜砂岩多达十余层。其形态、规模见表7-7。全矿区有大小矿体38条,据统计工业米百分值大于0.6以上的矿体仅有14条。矿石类型以星散状、浸染状和细脉状为主,其次为团块状矿石。矿石氧化强烈,以氧化矿石为主。金属矿物主要为赤铜矿,并有少量辉铜矿、自然铜,次生矿物以孔雀石为主;脉石矿物为石英、方解石、绢云母、长石、黑云母、石膏等。据光谱分析,矿石中除含铜外,还含0.05%~1%的铅、5%~10%的铁、微量的Cr、Ni、V、Zn等。矿区铜资源量估计为10×104t。

表7-7花园砂岩铜矿基本特征一览表

(据新疆有色金属公司七〇二队)

该矿含铜砂岩虽然分布很广,但较分散、变化大,连续性很差,矿体规模小,品位不高,加之矿床氧化深,氧化率达93%,可选性不佳,回收率只达50%,目前难于利用。

7.6.2.5乌拉根铅锌矿

矿床位于乌恰县康苏镇南5km,交通方便。地理坐标:东经75°03′,北纬39°04′。

矿床地处喀什中新生代叠加坳陷的西北缘,库什维克大向斜东部,盆地地层已强烈褶皱。铅锌矿产于大向斜的东端和南北翼,向斜轴向近EW,向西倾没,倾没角约300。向斜两翼急陡倾,北翼产状倾向200°,倾角700~75°;南翼倾向335°~3400,倾角700~750,局部倒转。

矿区地层主要出露有白垩系、古近系和新近系(图7-11)。白垩系底部为铁红色砾岩、砖红色砂岩和灰绿色褐色粘土岩;上部为灰白色砂岩夹粘土岩互层。古近系和新近系自下而上依次为:天青石白云岩、角砾状白云岩、硬石膏、粘土;介壳灰岩、粘土、石膏;桔红色砂岩、泥岩等。总厚度约500m。剖面如图7-12。

图7-12乌拉根铅锌矿床地质剖面图

Fig.7-12Geological Section of Wulgen Lead-znic deposit

1—石膏矿层及白云岩、白云质灰岩泥灰岩;2—铅锌矿体;3—砂砾层、叠加构造角砾岩;4—白、灰白色、灰绿色粉砂岩泥岩

矿区内未见侵入体。

乌拉根矿床除铅锌矿外,还产出天青石矿以及硬石膏和白云石矿。矿体位于向斜两翼的中心地段。铅锌矿呈层状产于砂页岩向硬石膏岩、白云岩过渡地段,产状与围岩一致。角砾状白云岩中圈定出8条矿体;砂岩中铅锌矿18条,呈细脉浸染状。向斜北翼为主矿段(图7-11),矿体长25~120m,厚1~3m。北段砂岩矿带中矿石铅品位为2.25%,锌为4.1%;南段砂岩矿带中矿石的锌品位4.35%。伴生镉品位0.01%~0.05%,银含量(10%~15%)g/t,此外还有钴、镓、锗等。

图7-11乌拉根铅锌矿地质图

Fig.7-11Geological map of Wulagen Lead-znic deposit

(据新疆有色金属公司702队资料)

1—上新统;2—中新统;3—始新统石膏和粘土;4—始新统介壳灰岩;5—古新统硬石膏和粘土岩;6—古新统石膏、角砾岩、白云岩;7—上白垩统砂岩和粘土岩互层;8—上白垩统粘土岩;9—下白垩统粉砂岩泥岩

天青石矿体计有6个,主要分布在南翼,长7~300m,矿带总长1243m,厚0.2~1.6m,深约100m。北翼矿体长100~150m,厚1~3m,局部5~7m,延深120m左右。锶品位最高达37.4%,一般30%,钡含量最高4.7%。天青石矿与石膏矿共生。

铅锌矿段氧化强烈,深达220m以下,脉状矿石和浸染状矿石氧化程度高。近地表为褐铁矿带,深部为白铅矿—铅矾带。

原生矿石组构:角砾状白云岩矿带中以脉状、细脉状为主;砂岩矿带中以浸染为主。天青石呈粗晶和细晶两类矿石与硬石膏共生产出。

矿石中金属矿物为方铅矿、闪锌矿和黄铁矿等,次生矿物有褐铁矿、白铅矿、铅矾和菱锌矿等,脉石矿物为白云石、石英、天青石、方解石、绢云母、石膏等。

矿床成因,根据铅锌矿、天青石矿与石膏岩、白云岩共生,矿层呈层状产于膏盐与砂页岩过渡部位,以及矿石结构构造特征,应该属于“萨布哈式”矿床成因,后期热液叠加富集。

7.6.3前景分析

塔里木及其周边地区中新生代陆相沉积盆地砂岩型铜矿的发现、开采、冶炼和利用的历史很早,曾经为新疆做出过巨大贡献。

中新生代砂岩铜矿(包括铅锌矿和锰矿)在塔里木和库木库里等盆地的成矿条件特别优越。陆源剥蚀区的前震旦系基底构造层绿岩系、花岗绿岩系发育,绿岩型和古砂岩—碳酸盐岩型铜矿分布很广。古生代活动大陆缘的中基性火山岩、细碧角斑岩及与之有关的铜矿和斑岩型铜矿数量很大,足以保证含铜物质的充分和持续不断的供应,自三叠纪以来,这些盆地陆续形成,并进入陆内盆地的演化和发展阶段,除侏罗纪由于受全球性湿润气候的影响而发育了煤系地层以外,其他各时代均为干旱燥热的强氧化环境,发育了富含膏盐、砂岩铜矿和可地浸砂岩型铀矿的红色地层(包括杂色地层)。红色岩系分布范围广(塔里木盆地约56×104km2,库木库里盆地约2×104km2),厚度大(1~8km),特别是白垩系、新近系(中新统)已发现多处砂岩铜矿。在相似层位上(塔里木盆地南缘)发现湖相含锰泥灰岩型锰矿,表明塔里木等盆地周边具有非常好的萨布哈型矿床的成矿条件,芮行健等(1994)曾估计铜资源量在(1000~2000)×104t。

但是,根据地表和浅部地质勘查和评价的资料,铜的含矿层位很稳定,延续性较好,品位多为0.5%~1.5%左右的中等品位。而矿体在含矿层中分布极不稳定,规模小,零星而分散,无法进行规模性开发和利用。如果采用降低品位,扩大矿体的技术方法,许多矿区都可以成为低品位大矿量的矿区。如果采用0.5%~0.7%为边界品拉,按勘查工程上的品位圈定矿体,大都呈非常小,非常分散的小矿体,其结论是没有工业价值。根据滴水铜矿穷坑(意译为大矿)老窿调查的实际印象,采空区可谓是“地下长城”,长约5000m,延伸约700m,高度时高(5~30m)时低(0.5m),蔚为壮观。如果按等间距工程控制,圈定工业矿体,那么仍然会得出没有价值的结论。因此深感对此类矿床的调查和开发必须找一套新的方案。

砂岩铜矿顶底板多为不透水的泥岩和粉砂质泥岩,矿层多为孔隙度大的砂岩和砂砾岩。“两隔一透”的矿层环境,使得采矿逾百年的老窿完好如初。如果学习砂岩铀矿的地质评价和开发方案,采用可地浸的方法采选冶砂岩铜矿,则可大幅度降低成本,提高铜矿产出率,使许多暂不能利用的矿层和矿体得到最大限度地利用,获得更多的经济效益。

二、矿产勘查与评价

一、矿产勘查与评价的基本概念

矿产勘查是从矿产预查、普查、详查到矿床勘探一系列工作的统称。矿产预查是依据区域地质和物化探异常研究结果,进行初步野外观测,提出可供普查的矿化潜力较大的地区。

矿产普查又称找矿,是指在矿化潜力较大地区内,为寻找和评价工业需要的矿产而进行的地质、地球物理、地球化学及遥感等方面的调查研究工作。根据工作的具体目标、内容和方法,矿产普查可分为在一定地区内开展的针对多矿种多类型矿床地质找矿工作的综合性矿产普查、在一定地区内开展的针对个别矿种或矿床类型地质找矿工作的专门性矿产普查、对区域地质调查中发现的矿点或群众报矿矿点进行工业远景评价工作的矿点检查、以找矿为目的的物探和化探工作及其异常查证、以找矿为目的的遥感图像解译分析和检查。传统的普查找矿概念主要指综合性矿产普查、专门性矿产普查和矿点检查,而物探、化探和遥感由于各有其特殊的理论和技术方法,并且除找矿外它们还可能有其他目标,因此未被包括在矿产普查的范畴之内。由于目前通过综合技术运用、综合信息分析提高找矿效果是一种显著的发展趋势,故本书将这些工作也包括在矿产普查工作之中。

通常普查找矿工作的结果是找到并经初步工业远景评价的矿点。矿点是指具有成矿地质条件和矿产存在标志的地点。矿点尚没有明确的工业价值,通过地质和工业评价,明确肯定了其工业价值后,矿点才转变为矿床。普查找矿一般有4项基本任务:

(1)根据矿产资源形势分析、区域经济发展规划及矿产预测结果,确定找矿项目;

(2)研究普查区的控矿地质条件和找矿标志,探索最优化的找矿方向,不同矿床类型有不同的找矿地质条件组合,找矿标志是指直接或间接指示矿产存在或可能存在的现象或线索,直接找矿标志如矿体露头、铁帽、矿砾、有用矿物重砂异常、旧矿遗迹等,间接找矿标志如蚀变岩石、岩石的特殊颜色、特殊地形、特殊植物、地名、物探异常、化探异常、遥感影像异常等。

(3)合理选择和综合运用各种有效找矿方法,科学组织施工和管理,提高找矿效果,同时提高找矿工作的经济效益。

(4)对找到的矿点进行工业远景评价和环境评价,工业远景评价是指从地质、技术、经济3方面查明矿点的特征,以确定它是不是矿床,并预测其远景资源量(新分类中的333或334,相当于以前的D+E级),圈出进一步详查的地区。

矿产详查以前也称初步勘探,是对普查圈出的详查区通过大比例尺地质填图及各种勘查方法和手段(物探、化探、坑探、钻探等)以及比普查阶段更密的系统取样,基本查明详查区的地质、构造、主要矿体形态、产状、大小和矿石质量,基本确定矿体的连续性,基本查明矿床开采技术条件,对矿石的加工选冶性能进行类比或实验室流程试验研究,做出是否有工业价值的评价。有的矿床(如性质、产状稳定的一些非金属矿)只经过详查阶段即可进行开发。对直接提供开发利用的矿区,其加工选冶性能试验程度,应达到可供矿山建设设计的要求。该阶段主要是取得对矿床的总体规模、矿石质量和技术性能、开采技术条件的基本控制,为进一步的勘探工作部署提供依据,同时为矿山建设的总体规划提供基础资料。该阶段主要探求各类控制储量(预测可采储量和基础储量)和资源量,以及部分推断储量和资源量,相当于C+D级储量。

矿床勘探是在矿产详查的基础上,对已初步确定具有工业远景的矿床,在矿山设计前或矿山生产过程中,为确切查明矿床工业价值或为保证矿山正常持续生产,而进行的地质、技术和经济的调查研究工作。一般来说,矿床勘探工作包括4方面任务:

(1)研究控矿地质因素,查明矿床或矿体赋存的地质规律,该项任务可分为互相关联的两部分工作,一是矿床地质研究(主要针对矿床,查明矿床成因类型、主要控矿地质因素,从而正确认识矿床中矿体的各方面地质特征,指导勘探工程设计和施工),二是矿体地质研究(主要针对矿体,查明形态、产状、规模、连续性、受构造破坏程度等外部形态标志,以及矿石类型、成分、品位、品级、夹石分布等内部结构标志的变化性质、变化程度和变化规律,为合理选择勘探方法和进行准确的工业评价提供依据);矿体地质复杂程度是划分矿床勘探类型的主要依据,勘探类型是按照矿床勘探的难易程度对矿床进行的分类,一般由易到难分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ类。

(2)查明矿石质量,包括矿石中主要有用组分和伴生有益、有害组分的种类和含量(或非金属矿产矿石的加工技术和物理性质),矿石结构构造、类型、品级及加工技术性能。

(3)查明矿体的空间分布、形态、产状、规模,计算矿石或其中有用成分的储量;矿产储量是指通过勘探工作计算或估计的矿石或其中的有用组分的数量,按照其可靠程度储量分为不同级别,按其开采的经济可行性分为不同的类别;过去我国将勘探工作获得的矿产储量分为A、B、C、D四个级别,和表内(现在能利用)、表外(暂不能利用)两个类别,20世纪末,参照有关国际标准并结合我国实际,综合考虑矿产储量的地质确信度和经济可行性,确定了新的矿产储量(资源量)分级分类方案(表13-1)。

表13-1固体矿产资源/储量分类表(括号中为各类的标准代码)

(4)查明矿床水文地质条件、开采技术条件及其他有关的自然地理条件;矿床水文地质条件是决定开采技术条件的重要因素之一,复杂的水文地质情况可能造成矿坑涌水、突水等,影响正常生产;同时在矿山生产用水和生活用水等方面,水文地质条件也可能起重要作用。除水文地质条件外,决定矿床开采条件的因素还有许多,如矿体的外部形态和产状特征、埋深、地形、断裂构造发育程度、岩石和矿石的物理力学性质等等。

矿床勘探阶段是对矿床或其主要部分进行详细控制,为矿山建设设计提供资料。在矿山建设和生产过程中对矿床的进一步调查研究称开发勘探,其目的是为了保证矿山建设顺利进行和持续正常生产,包括基建勘探和开采勘探。矿床勘探是一套既有科研性又有生产性的相当复杂的技术性工作,勘探应坚持从实际出发、循序渐进、全面研究、综合评价和经济合理5项原则。从实际出发,就是认真分析研究具体矿床的地质成矿规律,正确确定勘探类型,制定符合实际而有效的勘探工程布置方案和施工顺序,避免生搬硬套规范。循序渐进,就是按照由浅到深、由表及里、由近到远、由易到难的顺序展开工作,注重合理施工顺序的确定,注重先后施工的工程之间的相互联系。全面研究,就是要全面系统地获取矿山建设和生产所需要的全部资料,不能有所缺失。综合评价,就是以系统工程的观点对矿床的工业价值进行深入全面的研究,不仅要研究矿床本身的地质和技术特点,而且要研究它所存在的和可能影响到的地理环境、经济环境和生态环境;不仅研究主要矿体、主要矿石类型和矿石的主要有用组分,而且要研究次要矿体、次要矿石类型和次要组分。经济合理,就是注重合理勘探程度,以尽可能少的人、财、物和时间投入,获得预期的地质效果。

矿床经济评价是通过对矿床自然参数、矿山开发有关经济参数和矿山企业经营参数之间的运算,并考虑政治经济地理因素,求出矿床开发后的经济效果指标,包括总利润、贴现总利润和投资效率、投资回收周期等。这里,矿床自然参数或称矿床地质参数,是指矿床储量、矿石品位、伴生组分含量以及影响矿床开采和矿石质量的其他特征;政治经济地理因素包括国民经济建设和国防建设对矿产的需求、市场、土地类型、土地产权、税收、地理位置、交通运输条件、能源、水源、资源配套状况、劳动力来源、气候、环境地质状况等;经济参数是指矿山开采和选矿成本费用(包括工资、材料、电能、管理费用、勘探费偿还额、固定资产折旧等)、矿产品价格、利率、边际投资效率等;经营参数是指矿床工业指标、矿山生产规模、服务年限、采矿贫化率、选冶回收率等。总利润是指在矿床开发后,在全采期间,按实际可能达到的采选回收率计算的矿山产品的总价值(或称矿床提取价值)减去矿床全采期总成本费用后的差值。贴现总利润是指矿床开发后,在全采期间,可能每年获得的利润期望值,都按照一定的利率(贴现率)折算到建成投产或矿建开始时同一时间的现值,然后求和而得到的利润现值总额。前一种指标即总利润未考虑时间因素,只能大致反映矿床的经济价值,多用于普查阶段或详查阶段;后一种指标即贴现总利润考虑了时间因素,用于对矿床进行勘探后期的详细经济评价。投资效率是指按规定年限收回投资时,所可能达到的利润率(或称投资收益率);投资回收周期是指按规定的利润率收回投资所需要的年限。

矿床经济评价是在整个勘查过程的各个阶段中都应进行的工作。矿床所处的地质工作阶段不同,对矿床的认识程度不同,因而矿床经济评价的内容、要求也不同。在普查阶段,经济评价主要在普查地质工作结束后进行,主要评价矿床有无转入勘探的价值及价值的大小;在勘探阶段,经济评价在地质勘探工作结束后进行,主要评价矿床未来开发利用的经济价值,并为矿山建设设计可行性研究提供科学依据;在开采阶段,经济评价在矿山开采生产过程中进行,主要为矿山生产选择最优技术方案和合理经营参数提供科学依据。

二、找矿和勘探的主要方法

1.找矿方法

找矿方法是指为了寻找矿床而采用的工作方法和技术措施的总称,现主要有地质方法、物探方法、化探方法、遥感方法等。地质方法是在成矿地质理论指导下,在野外观察、工程揭露和实验室工作基础上,通过研究控矿地质条件和地质找矿标志而发现矿床的找矿方法。具体方法有:①地质填图法,即大或中比例尺地质测量,是一种比较全面系统地查明工作区地质特征的具有基础性的方法。②砾石找矿法,矿体露头遭受风化后形成矿砾(或与矿化有关的岩石砾石),在重力、水流或冰川等搬运下,较大范围地散布于山坡下部、河流或冰川下游,通过追索这些砾石的分布最终可能找到原生矿床。③重砂找矿法,是指通过研究现代或古代河流沉积物及残、坡积物中重矿物的成分、含量及组合寻找原生矿床和砂矿床的方法;其中河流重砂法对于寻找有色和稀有金属、部分贵金属和特种非金属的原生矿床和砂矿床具有良好的效果,是历史悠久的找矿方法;化学性质比较稳定,在机械沉积物中呈单矿物颗粒或单矿物碎屑存在的矿物称为砂矿物,一般将其中比重大于3g/cm3者称重砂矿物;在残积层或坡积层中重矿物相对富集的地段称为重砂分散晕,而在水系沉积物中重砂矿物相对富集地段称重砂分散流;在重砂分散晕或分散流中,重砂矿物比周围地段明显富集的地段称重砂异常,重砂异常受矿物组合、地形地貌和外动力地质作用的控制,其形态和分布有一定规律性,是寻找其上游原生矿床的直接标志;同时,有用重矿物的含量如果达到或超过边界品位,重砂异常就成为砂矿体。

化探方法是以地球化学和矿床学理论为指导,以地球化学异常为研究对象的找矿方法。地球化学异常(或称化探异常)是指某些地区的地质体或天然物质(岩石、土壤、水、空气)中,一种或多种元素的含量明显地偏离正常含量,或某些化学性质明显地发生变化的现象。具有这种异常的地区或地段称为地球化学异常地区(或地段)。相应地,元素含量或化学性质正常的现象称为地球化学背景,而具有背景含量或背景化学性质的地区或地段称为背景地区(地段)。背景含量的平均值称为背景值,背景含量的最高值称为背景上限,或称异常下限。按照测量采样的介质不同,化探方法可分为岩石测量法(原生晕法)、土壤测量法(次生晕法)、水系沉积物测量法(分散流法)、水化学测量法(水化学法)、生物测量法、气体测量法等。化探与地质方法相结合,在寻找有色、稀有和贵金属矿床方面具有良好的效果,已成为目前主要找矿方法之一。合理的采样方法、高灵敏度的分析测试方法手段、先进的数据处理技术和科学合理的地质解释是化探所涉及的主要技术环节。

物探方法是以地球物理学的理论为指导,通过研究地壳物质各类地球物理性质(磁场、电场、重力、放射性等)及其空间分布(地球物理场)从而达到找矿目的的一类找矿方法。与化探方法一样,物探方法中也有异常和背景的概念,分别称为地球物理异常(物探异常)和地球物理背景。物探方法多是更为间接的找矿方法,其应用需要有一系列前提,主要包括被调查的地质体(矿体)与周围地质体之间有可检测的地球物理性质的差异;被调查地质体有一定的规模和合适的深度,用目前的物探方法可以发现它所引起的异常;能够从各种干扰因素引起的异常中,区分出所调查地质体引起的异常,即能够区分出“矿致异常”。

遥感方法是通过航空或卫星照片解译而达到找矿目的的找矿方法。遥感方法可以较准确、全面地了解工作区内的地形、地貌、地质构造情况,视域大,利于在大区内综合分析,可以有效地提高地质调查工作质量。由于该方法工作效率高且一般来说成本较低,因而目前在区域地质调查、矿产普查以及国土资源、环境监测等领域中的应用日益广泛。进入21世纪后,高分辨率遥感与网络通讯技术构成“数字地球”战略的主要支柱,成为极有生命力的学科领域。遥感方法宜于研究地质体的宏观特征,在区调中,可以在野外工作之前用于合理调查路线的布置,还可用于校正野外填图的误差;应用雷达波束可以在冰雪覆盖区填绘基岩地质图;利用不同岩石的红外图像进行地质填图;利用多波段红外线、雷达和激光等技术,配合航空物探和航空化探,进行综合解译和定量解释,提高岩浆岩、变质岩区和覆盖区的研究效果。遥感地质法可以用于区域地质分析,如大型构造单元研究,区域断裂系统和基底构造研究,有助于为成矿规律研究提供有用信息。遥感方法用于找矿,尤适于人迹稀少地区。

找矿方法的综合应用,有时称为综合找矿法,是按照找矿任务、找矿对象和找矿地区的特点,对找矿方法进行合理选择并配合运用,以达到经济有效地找到矿床的目的。对找矿方法进行合理选择,主要考虑方法的适用条件或应用前提是否与工作区的地质、地理情况相适应。多种方法的配合使用,主要是为了在多种方法之间取长补短,从不同角度提供多种信息,相互验证对比,提高地质研究程度和找矿工作效果,同时加快普查工作进程,节省人财物力。找矿方法的综合应用,有助于促使技术方法发展,也有利于充实完善地质科学理论。找矿方法的综合应用,是一项很有价值的经验,反映了找矿工作的一条规律。综合运用找矿方法,应注意以下两个原则。一是“地质挂帅”,即地质研究起着枢纽作用,要明确所解决的地质问题,要以具体地质条件为依据选择和安排工作,所得资料应结合地质理论进行解释;二是“协同作战”,即各种方法应紧密而有机地配合使用,注意综合找矿法不是“多方法”,而是因地制宜地合理选择和应用不同的方法。

最近20多年,出现了找矿模型的概念,可认为它是综合找矿法的新发展。找矿模型是指在一定地区内,找矿对象、找矿标志和找矿方法三方面的一种“最优化”组合。在这种组合中,找矿对象主要指矿体、矿床、成矿系列,是由区内成矿地质条件所决定的;找矿标志包括与各类找矿对象密切相关的各种直接或间接的标志或信息;找矿方法指对这些标志或信息有检测、识别能力的方法组合。找矿模型强调了找矿对象、标志和工作方法之间经验上、概念上或统计上的相互对应关系,这种对应关系体现为两个基本原则,即循序渐进和尺度适应的原则,类似于本章第一节有关矿产预测的这两项基本原则。

2.勘探方法

勘探方法是指为了完成矿床勘探任务,而合理综合应用各种勘探技术手段对矿床和矿体进行研究和控制并探明矿床储量的一套方法技术。勘探技术手段主要包括各种坑探和钻探工程,同时包括物探和化探作为辅助手段。坑探工程按其所处位置、方向及深度等不同,可包括浅坑(深度不大于1m只穿透浮土的垂直坑道)、剥土(深度一般小于1m,无一定形状,用于剥掉浮土)、探槽(地表挖掘的槽形坑道)、浅井(深度一般不超过20m,断面为圆形或方形的地表垂直坑道)、平硐(或平窿,地表开口的水平地下坑道)、石门(地表无直接出口,与含矿岩系垂直,位于矿体之外的水平地下坑道)、沿脉(在矿体内部或矿体边部沿矿体走向掘进的水平地下坑道)、穿脉(垂直矿体走向并穿过矿体的水平地下坑道)、竖井(直通地表,深度和断面都较大的垂直坑道)、斜井(地表有直接出口的倾斜地下坑道)、暗井(地表没有直接出口的垂直或倾斜坑道)等。钻探工程是通过钻探机械向地下钻孔并取出岩芯、矿芯或矿粉的工程,用以了解地下地质矿产情况并圈定矿体。在矿床勘探中,常用的钻探工程包括浅钻和岩芯钻两类。浅钻一般为垂直方向,深度一般不超过100m,设备简单,费用较低。当矿体埋深较浅或涌水量大而浅井无法施工时可用浅钻代替。岩芯钻是一种机械回转钻,钻进深度一般100~2000m,有一整套机械设备(钻塔、钻机、水泵、柴油机或电动机、钻杆及套管等)。岩芯钻可以不同方向钻进,一般分为直孔(垂直向下)、斜孔(倾斜)和定向孔(人工控制方向的弯曲钻孔)。

在勘探中,主要通过取样来研究矿石质量。取样是包括按照一定规则和方法对岩、矿石进行采样、样品加工制备、化验分析、测试到数据处理和综合研究的一整套工作的总称。取样工作涉及的全部方法技术有时统称为“取样法”。

在勘探中,主要通过地表大比例尺地质测量、地表和深部工程揭露并经系统的编录、制图、综合分析来追索、控制和圈定矿体。为了完整查明和反映矿体各种标志值在地下三维空间内的变化情况,常采用各种方向的剖面图(配合其他图件如平面图、投影图等),因此需要按照一定的间距(网度)和方向系统地布置勘探工程,对工程揭露的地质矿化情况进行系统编录,同时完成采样工作。根据不同的矿体地质情况,应选用合理的工程布置形式,即不同工程的空间排列方式。对于明显一向延长、中等倾斜的矿体,常用“勘探线”布置形式,即工程布置在一系列等间距、相互平行的垂直剖面内。剖面方向的确定应能反映矿体的最大变化方向,同时应有利于相邻的不同剖面之间相互比较和矿体连接,不同的相邻剖面的间距应符合既定的勘探程度要求。每个工程应位于拟制作的剖面内,工程之间的间距应符合既定的勘探程度要求,其方向力求从矿化变化最大方向穿透矿体或矿化带。同时,对于关键性大型地下工程来说,除考虑高效地控制矿体外还应尽可能考虑将来采矿时的利用。对于规模较大的等轴状矿体或平缓的层状、似层状矿体,常用“勘探网”布置形式,即工程以垂直方向为主,布置在两组相互正交的平行等间距的垂直剖面的交线上;对于垂直延伸的筒状或柱状矿体或陡倾斜层状矿体,常用“水平勘探”布置形式,工程以水平坑道为主,构成一系列等间距的水平剖面。这种以一定的剖面系统合理布置勘探工程,从而实现对矿体的优化控制的一整套方法技术,有时统称为“剖面法”。

储量是矿床勘探的主要成果之一。计算储量之前,要确定矿床的工业指标。工业指标是指在当前的技术经济条件下,圈定矿体、计算储量和评定矿床工业价值时所遵循的一系列标准,它们反映了工业部门对矿产质量和开采条件的要求。常用的工业指标包括边界品位(对单个样品中有用组分含量的最低要求,是区别矿石与围岩的界限)、最低工业品位(对单个开采块段或勘探块段矿石平均品位的最低要求)、最小可采厚度(在矿石质量符合要求时,对矿体厚度的最低要求)、夹石剔除厚度(又称最大允许夹石厚度,指在储量计算圈定矿体时,允许夹在矿体中的非矿岩石的最大厚度)、有害组分最大允许含量等。储量计算是通过剖面法和取样法的实施获取了充分资料后,依据所确定工业指标,合理选择计算方法(包括常规的算术平均法、地质块段法、开采块段法、断面法和近年来推广使用的Kriging法)而实现。

3.矿床经济评价的基本方法

矿床经济评价的基本方法有两种,即不计时评价法和计时评价法。不计时评价法(总利润原理)一般采用以下基本公式计算总利润:总利润=1t矿石的利润×可采矿石储量(t),1t矿石的利润=1t矿石的提取价值-1t矿石地质勘探费偿还额-1t矿石的开采成本-1t矿石的加工成本,1t矿石的提取价值=矿产品价格×矿石平均品位×回采率×选矿回收率。

计时评价法(贴现评价法)一般采用以下基本方程计算经济效果指标:

基础矿床学

其中,t为矿山基建时间(年),T为投资回收周期(年),i为年利率(贴现率),A为矿山基建期间每年投资额,B为矿山生产期间每年利润额,可以参照不计时评价公式在各个年度内计算。各个指标满足上述方程时,矿床将有经济价值。方程中共有5个变量,可以根据其中任意4个变量的给定值,计算另外一个变量的值;也可以选择各个变量的多组不同值进行组合、对比,从而确定合理的矿山经营参数。

三、哪些金属不采用废旧物回收而是直接开采

废旧物资回收单位管理办法

第一条本办法所称废旧物资回收经营,是指以流通为目的,收购或购进在社会生产和消费过程中产生的各种废品、废料、废弃物后,直接出售或经过挑选,整理等简单的行为。回收品种主要以再生资源和可利用资源为主,如:废纸、废玻璃(瓶)、废旧塑料、废旧金属、废橡胶等,也包括居民的旧家电、旧家具等。

第二条市政府成立废旧物资回收利用管理工作协调小组,由分管副市长担任组长,小组成员由市政府办公室、市计委、文明办、创建办、规划局、建设局、国土局、公安局、工商局、国税局、地税局、城管局、环保局、供销社、贸易局、开发区、各乡镇组成。设立废旧物资利用管理办公室,并与废金属管理办公室合署办公。管理办公室定期组织相关部门做经常性的检查整治,及时发现并处理存在的各种废旧物资回收中的问题。

第三条市废旧物资回收经营行业协会由市物资回收公司和再生公司以及相关公司组成,并聘请市有关执法部门参与管理。从事废旧物资回收经营的企业必须参加行业协会,并交纳一定会费,接受协会统一管理。(具体管理办法见《废旧物资回收经营行业协会章程》)

第四条凡从事废旧物资回收经营企业(不包括利用废旧物资、废金属加工生产产品的企业)的建办,由市废旧物资利用管理办公室负责核准,批准后颁发《废旧物资回收经营资格证》,据此证向市公安局备案,向工商行政管理部门申领《营业执照》,向税务机关申领《税务登记证》,并加入市废旧物资回收经营企业协会,接受协会管理。

参考资料:金属回收

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