云南毛坪铅锌矿区地质灾害应急处置技术及其应用
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世界有色金属 2023年 1月下128地质勘探G eological prospecting音频大地电磁法在保山核桃坪铅锌矿上的应用孙举孔1,王开江2(1.云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院,云南 昆明 650233;2.云南省应急救灾保障中心,云南 昆明 650041)摘 要:核桃坪铅锌矿位于保山市隆阳区,结合其成矿背景,根据区内不同深度铅锌矿的矿体特征,选择Aether大地电磁系统设备进行音频大地电磁测深,推测了物探异常,取得了较好的找矿效果,对本区寻找银铅锌多金属矿具有指导意义。
根据本次综合物探方法的应用效果,提出了针对本区的铅锌矿勘查所对应的综合物探方法,对下一步找矿突破起到了一定的作用。
关键词:铅锌矿;音频大地电磁法;Aether大地电磁系统中图分类号:P618.4 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)02-0128-3Application of audio geomagnetic method on Baoshan Walnut Ping lead-zinc mineSUN Ju-kong 1, WANG Kai-jiang 2(1.Geological Geophysical and Chemical Exploration Institute of Yunnan Nonferrous Geology Bureau,Kunming 650233,China;2.Yunnan Provincial Emergency Relief Support Center,Kunming 650041,China)Abstract: The lead-zinc mine of Walnut Ping is located in Longyang District, Baoshan City. Combining with its metallogenic background, audio geodetic electromagnetic sounding was carried out by Aether geodetic electromagnetic system equipment according to the characteristics of lead-zinc ore bodies at different depths in the district, and the physical anomaly was inferred, which achieved a better finding effect and has guiding significance for the search of silver-lead-zinc polymetallic ore in the district. According to the application effect of this integrated physical prospecting method, the corresponding integrated physical prospecting method is proposed for the lead-zinc ore exploration in this area, which will play a role in the next step of finding breakthrough.Keywords: lead-zinc ore; audio geomagnetic method; Aether geomagnetic system收稿日期:2022-12作者简介:孙举孔,男,生于1988年,云南曲靖人,本科,工程师,研究方向:地球物理勘探工作。
云南澜沧老厂银铅锌铜矿床地质特征、控矿要素及找矿靶区云南澜沧老厂银铅锌铜矿床是云南省澜沧县境内的一处重要矿产资源。
其矿体主要由银、铜、锌、铅等矿物组成,矿化物主要分布在石英脉、石英闪长岩固体等岩石中。
下面我们来详细了解一下这个矿床的地质特征、控矿要素及找矿靶区。
一、地质特征澜沧老厂银铅锌铜矿床主要分布在澜沧县东北部的三道水、巴弄等地段。
该矿床属于花岗岩-闪长岩带的岩浆热液型矿床。
岩石通常为深色闪长岩,石英脉和石英脉固体等构造固体是矿产的主体,矿物包括银矿、铅矿、锌矿、铜矿等。
二、控矿要素澜沧老厂银铅锌铜矿床的控矿因素主要包括构造、岩石层位和热液成矿作用。
其中,构造是主要的控矿因素。
矿床岩石层位较规则,呈伸展构造组构样式。
矿化作用与构造演化有关,主要分布在断层、剪切带和脉状构造中,断层控制作用显著。
三、找矿靶区在寻找澜沧老厂银铅锌铜矿床的靶区时,应注意寻找具有较完整的脉状构造体、处于构造节理和断层带中的石英脉固体,以及与石英脉固体相伴的岩石中的矿物等。
凭借着局部构造的勘探附近就曾经发现强烈的热液作用足迹,揭示了区内热液成矿的潜力,是靶区的快捷定位方式之一。
此外,还可以结合区域地质、地球化学、物探等多种方法进行有针对性的勘探,提高勘探效益。
综上所述,云南澜沧老厂银铅锌铜矿床地质特征及控矿要素都比较显著,找矿靶区的方法也比较明确。
但是,在实际的勘探中,还需要考虑其他因素对找矿的影响,以提高勘探效益。
通过对云南澜沧老厂银铅锌铜矿床的相关数据进行分析,可以更深入地了解这个矿床的特点和潜力。
一、地质数据根据相关文献资料,澜沧老厂银铅锌铜矿床主要分布在澜沧县东北部的三道水、巴弄等地段,属于花岗岩-闪长岩带的岩浆热液型矿床,主要成矿岩石为深色闪长岩。
矿床形态具有典型的脉状构造控制,矿化体主要分布在石英脉、石英闪长岩固体等岩石中。
银矿、铅矿、锌矿、铜矿矿物的含量较高,其中银矿石为最主要的金属矿物之一。
二、矿产数据澜沧老厂银铅锌铜矿床是一处比较重要的金属矿床,在矿藏储量方面具有一定的潜力。
毛坪铅锌矿的矿床成因及找矿方向作者:罗江华李莲芹来源:《地球》2013年第02期[摘要] 本文着重研究毛坪铅锌矿的矿床成因,从矿床的层位、构造控制及时、空分布规律上认为毛坪铅锌矿的矿床成因属沉积改造-"侧分泌"成因的层控矿床。
在此基础上提出该区的找矿方向。
[关键字] 矿床成因找矿方向毛坪铅锌矿[中图分类号] P611 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-2-24-1云南昭通毛坪铅锌矿是滇东北铅锌成矿带中的中型矿床之一,采矿历史虽然悠久,但研究程度较低。
经过几十年的开发,铅锌资源储量岌岌可危,找寻新的矿体已是当务之急。
本文着重从毛坪铅锌矿的矿床成因入手,进一步提出找矿方向。
1 区域地质概况毛坪铅锌矿田包括毛坪、放马坝、洛泽河及龙街等铅锌矿床(点),构造位置处于康滇地轴东侧、扬子地块西南缘的滇东北褶皱凹陷带内。
区域上,位于SN走向的小江深断裂、近SN向的昭通.曲靖隐伏断裂及NW 向垭都.紫云断裂的构造复合部位。
矿田出露的地层有:中~上泥盆统、石炭系、二叠系,地层间多以假整合接触。
岩浆活动主要为海西期陆相裂隙式喷发的峨眉山玄武岩。
矿田内发育多组NE向和NW 向断裂,形成典型的"多"字形构造,为成矿提供了有利的构造背景。
其中,毛坪断裂对猫猫山倒转背斜的生成和发展起到了关键性的作用[2]。
2 矿床地质特征毛坪铅锌矿处于昭通-六盘水Pb、Zn、Ag III级成矿带(编号III-28)在云南境内的巧家-彝良IV级成矿带(编号IV-1)中部之翻身村-云炉河坝-毛坪铅锌银矿田。
本区共发现矿体17个,其中有工业价值的矿体6个,矿体总的走向长600米,倾斜延伸大于552米,延展面积约0.4 Km2。
累计探明C+D级矿石量170.74万吨,为一中型铅锌矿床。
矿体编号依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ-1、Ⅱ-0、Ⅱ-4、Ⅲ号。
矿体呈隐伏-半隐伏状赋存于石门坎背斜倾伏端西翼,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体规模较大,其余较小。
云南某铅锌矿地质特征云南是中国西南地区重要的金属矿产资源基地之一,拥有丰富的铅锌矿资源。
云南某铅锌矿地质特征如下:1.矿床类型:云南某铅锌矿是一种层控型铅锌矿床。
主要存在于沉积岩或变质岩中,矿床形态呈层状或脉状,以脉状矿床为主。
2.地质构造:云南某铅锌矿的分布受地质构造的控制。
该矿床常出现在断裂带、褶皱带或地壳运动活跃的地段。
地质构造的复杂性对矿体的形成和富集起重要作用。
3.矿石性质:云南某铅锌矿的矿石主要以黄铅矿和闪锌矿为主。
黄铅矿具有金属光泽,颜色为铅灰色至铅黑色,硬度为2.5,密度为7.6-7.7g/cm³。
闪锌矿为半金属光泽,颜色为黑色至铜红色,硬度为2.5-3,密度为4-4.3g/cm³。
4.成矿作用:云南某铅锌矿的成矿作用主要与热液作用和岩浆作用有关。
热液作用是指由于地壳活动导致的地下水受热和溶液的迁移,使其含有铅锌等金属元素,通过流体运移和沉淀而形成矿体。
岩浆作用是指由于岩浆侵入到地壳中,通过热解、融化和沉淀作用形成矿体。
5.岩石类型:云南某铅锌矿床主要分布在片麻岩、千枚岩、石英岩等变质岩中。
这些岩石中含有较高的硅、铀、钨、锡等金属元素,为铅锌矿床的形成和富集提供了良好的成矿物质基础。
6.矿床分布:云南某铅锌矿广泛分布于云南的各个地区,其中以保山、昭通、曲靖等地的矿床规模较大。
这些矿床一般呈规模较大、富集程度较高的特点。
7.矿床形成时代:云南某铅锌矿的矿床形成时代主要分布在震旦纪和古生代的地层中。
这些地层是地史上发生重要地质事件的时期,矿床形成与这些地质事件密切相关。
云南某铅锌矿床具有明显的层控特征,分布受地质构造的控制,矿石主要以黄铅矿和闪锌矿为主。
成矿作用主要有热液作用和岩浆作用,矿床多分布于变质岩中,以保山、昭通、曲靖等地的矿床规模较大。
矿床形成时代主要分布在震旦纪和古生代。
2023年 3月下 世界有色金属109水文地质H ydrogeology云南彝良县毛坪铅锌矿区矿坑涌水量预测初探潘宏毅(湖南省国土空间调查监测所,湖南 长沙 410129)摘 要:本文采用水文地质比拟法和地下水动力学法(大井法)两种方法,对云南省彝良县毛坪铅锌矿区矿坑五个水平的涌水量进行了预测。
大井法中,渗透系数、含水层厚度、影响半径等参数的选取均存在不确定因素,尤其计算最大疏干水位降深值,取值过大会产生较大误差,故计算结果可靠性较差,仅作为参考。
水文地质比拟法中,参与计算的矿井涌水量、各钻孔水位等为实际观测资料,无主观干扰因素,代表性较强,计算结果可靠性较好;故水文地质比拟法计算的矿坑涌水量数据可作为设计依据。
关键词:矿坑涌水量;预测;水文地质比拟法;地下水动力学法;五个水平中图分类号:TD742 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)06-0109-3Preliminary Study on Prediction of Mine Pit Water Inflow in Maoping Lead Zinc Mining Area,Yiliang County, Yunnan ProvincePAN Hong-yi(Hunan Provincial Land and Space Survey and Monitoring Institute,Changsha 410129,China)Abstract: This article uses two methods, hydrogeological analogy method and groundwater dynamics method (big well method), to predict the water inflow at five levels in the Maoping lead-zinc mining area of Yiliang County, Yunnan Province. In the large well method, there are uncertain factors in the selection of parameters such as permeability coefficient, aquifer thickness, and influence radius, especially in calculating the maximum drainage water level drawdown value. If the value is too high, it can cause significant errors, so the reliability of the calculation results is poor and is only used as a reference. In the hydrogeological analogy method, the water inflow of the mine and the water level of each borehole involved in the calculation are actual observation data, without subjective interference factors, with strong representativeness and good reliability of the calculation results; Therefore, the hydrogeological analogy method can calculate the water inflow data of the mine pit as a design basis.Keywords: mine pit water inflow; Prediction; Hydrogeological analogy method; Groundwater dynamics method; Five levels收稿日期:2023-01作者简介:潘宏毅,男,生于1970年,瑶族,湖南永州人,本科,高级工程师,注册岩土师,研究方向:水工环地质、岩土工程勘察设计、地质灾害防治。
毛坪铅锌矿床地层-岩性-岩相古地理控矿特征龚小龙;李敬洁;白劲松;邓平【摘要】毛坪铅锌矿为一大型铅锌矿,其矿体赋存于泥盆系、石炭系地层内.从矿区地层、岩性、岩相古地理3个方面的控矿特征,进行深入研究与分析,结果表明:①毛坪铅锌矿床是在地层、岩性、岩相古地理的特殊组合下形成的大型铅锌矿床;②地层控矿表现为多层位含矿、主矿体集中、有沉积韵律现象、矿体受地层厚度影响明显等特征;③地层岩性影响矿体成矿规模;④岩相古地理为铅锌矿的富集提供了较好成矿的环境.研究成果可为下一步找矿提供指导.【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2018(039)002【总页数】5页(P37-40,21)【关键词】地层;岩性;岩相古地理;控矿特征【作者】龚小龙;李敬洁;白劲松;邓平【作者单位】云南驰宏锌锗股份有限公司 ,云南昭通 657600;云南驰宏锌锗股份有限公司 ,云南昭通 657600;云南驰宏锌锗股份有限公司 ,云南昭通 657600;云南驰宏锌锗股份有限公司 ,云南昭通 657600【正文语种】中文【中图分类】TD163+.2毛坪铅锌矿床位于云南省东北部的昭通市彝良县洛泽河镇,为一大型铅锌矿。
近年来,矿区通过深部找矿勘探,不断取得找矿新突破。
然而,前人对毛坪铅锌矿床的研究主要集中在矿床构造、矿床地质、矿床成因和矿床蚀变分带等方面[1-3],对于控矿特征鲜有深入研究。
基于此,笔者从矿区地层、岩性、岩相古地理入手,研究它们的组合控矿特征,找出矿床控矿规律,为下一步矿区资源勘查提供相应的地质依据。
1 区域地质概况1.1 区域地层毛坪铅锌矿床区域上属于川滇黔铅锌多金属成矿域,分布于川滇黔菱形地块内。
在此区域内,地层演化较为齐全,大部分由变质基底与沉积盖层组成;几乎每一地层均有铅锌矿床产出,矿床所属的滇东北矿集区以震旦统、泥盆系、石炭系及二叠系为主[4]。
地层由第四系(Q)地层及下伏基岩组成,基岩主要为二叠系(P)、石炭系(C)、泥盆系(D)地层。
云南省保山市核桃坪铅锌矿区综合地质研究及远景找矿摘要:为提高矿山铅锌储量,同时兼顾对矿区内推断可能存在的多金属矿进行查找,公司聘请专业队伍对核桃坪矿山矿区内进行地质勘探。
本着从点着手,由点到面,点面结合,重点突破。
系统收集面上矿化信息,选取矿化信息较好的地段重点解剖,力求在点上取得突破,根据点上规律指导面上找矿。
关键词:核桃坪铅锌矿;综合地质研究;远景找矿1.地质概况:矿区位于保山市360°方向,平距 37 km 处,属保山市瓦窑乡所辖。
地理坐标: 东经99°08' 2l″—99° 10' 08″,北纬25° 25' 24″—25° 27' 34″。
矿区位于茅竹棚—核桃坪复式背斜北部白冲河背斜倾伏端,北东向木瓜树—朱石箐断裂和北西向木瓜树—阿石寨断裂组成的马蹄形构造范围内。
矿区主矿体产于背斜倾伏端东翼近核部的断层破碎带中。
北北西向断层破碎带有利于含矿热液的运移和充填交代,为矿液活动提供了良好的通道和场所,既是导矿又是容矿构造。
此外,北北西向F1和F1-1断裂交汇部位是含矿热液交代沉淀的有利场所,有利于矿体形成[1]。
矿区分为本部矿段、上厂矿段和回子洞矿段共三个矿段。
F1控制V1矿体范围为本部矿段。
F2控制V6矿体范围为上厂矿段。
南部V20-0~V20-5六条矿体为回子硐矿段。
2.综合地质研究:2.1核桃坪铅锌矿区自1976年至2015年先后进行多次地质勘查工作。
但是由于矿区地质条件极其复杂,勘查工作大多限于地表及矿体浅部。
而且各期勘查工作时间间隔较长,对以往地质、矿产、物化探工作成果以及以往钻探资料的收集、整理、综合分析不够,尤其是对成矿期后构造的研究不够深入、全面。
工作中应注意新技术、新方法的应用,特别要关注矿体连接部位及深部。
2.2根据以往地质工作:核桃坪地区磁异常、化探异常,集中分布于核桃坪组及柳水组地层之上,与已知矿床( 点) 对应较好。
云南省矿山地质灾害危险性评估技术要求(试行)1. 适用范围1.1 本技术要求规定了矿山地质灾害危险性评估的原则,不同阶段和不同级别矿山地质灾害危险性评估的内容、要求、方法和程序。
1.2本技术要求适用于新建、改扩建、在建和闭坑矿山地质灾害危险性评估。
1.3 本技术要求规定的地质灾害危险性评估,不可替代矿业活动各个阶段的水文地质、工程地质、环境地质、灾害地质勘查或有关的评价工作。
2. 定义本技术要求采用下列定义:2.1 地质灾害:是指由于自然产生或人为诱发的对人民生命财产安全造成危害的地质现象。
2.2 地质灾害易发区:是指容易产生地质灾害的区域。
2.3 地质灾害危险区:是指明显可能发生地质灾害且可能造成较多人员伤亡和严重经济损失的地区。
2.4 地质灾害危害程度:是指地质灾害造成的人员伤亡、经济损失与生态环境破坏的程度。
2.5 地质灾害危险性评估:是指工程建设可能诱发、加剧地质灾害和工程建设本身可能遭受地质灾害危害程度的估量。
2.6 环境地质问题:是指经济工程活动与地质环境之间相互作用、相互影响产生的地质环境负效应及其结果。
2.7 矿山地质环境:是指因开发利用矿产资源所涉及的地形地貌、地层、构造、岩石、土壤、地下水等要素以及各地质作用的总体。
3. 总则3.1 矿山地质灾害危险性评估是矿山地质灾害危险性评估报告书或说明书编制审查、办理采矿许可证、审批矿山建设用地、实施矿山地质环境监督管理、防治矿山地质灾害等的技术工作依据。
3.2 矿山地质灾害危险性评估的灾种主要包括:崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝、矿坑涌水、井巷工程变形破坏、地球化学异常等与矿业活动有关并造成或将造成人们生命和财产损失的地质灾害,按照其发生、发展的进程和速度可分为突发性、缓变性地质灾害。
3.3 矿山地质灾害危险性评估区范围不能局限于矿山建设用地面积之内,应依据矿山开发利用方案的总图布置和地质环境条件,将矿业活动可能产生地质灾害的影响范围作为评估区范围。
毛坪铅锌矿区农耕地土壤重金属空间分布、污染与生态评估(1.昆明理工大学现代农业工程学院, 云南昆明650500; 2.毕节市水土保持办公室, 贵州毕节 551700)摘要:对铅锌矿周边农耕地土壤中的Cr,As,Ni,Pb,Zn,Cu和Co共7种重金属元素进行实地采样.经测定研究区内Zn,Co,As的均值分别是背景值的1.92,1.47,1.12倍,这3种元素在研究区内富集效果明显.各元素的基底效应按元素排序由小至大为Ni,Co,Cr,Cu(与As 同),Zn,Pb,其中Co和Ni各自具有强烈的空间相关性.利用地统计方法获得研究区域内重金属元素空间分布图,显示中部为高值区,而东北部地区土壤重金属累积不明显.相关性分析得出研究区内Cr,Co,Ni和Cu之间具有较高的依存关系、相似的来源途径;Pb与Zn的相关系数为0.650,两者在土壤中的积累均来自铅锌矿矿源.因子分析与聚类分析揭示了各元素间的远近程度,将研究区内7种元素分为3类:Cr-Ni-Co-Pb-Zn,Cu,As,可见矿区周边农业土壤重金属的复杂性.分别利用地累积指数与潜在生态危害系数法,对研究区进行污染评价与潜在生态风险评价,土壤重金属各采样点的地累积指数值均未达到中度污染,污染程度按元素排序由强至弱依次为Zn,Co,As,Ni,Cu,Cr,Pb,土壤环境整体处于轻度污染水平;7种元素的潜在生态危害系数按元素排序由大到小依次为Co,As,Ni,Cu,Pb,Cr,Zn,均处于轻度风险水平;综合生态风险指数RI的分布图表明,污染相对严重的地区位于研究区域的偏东南南部,呈圆状向四周辐射,研究区域内整体水平处于轻度生态风险状态.关键词:毛坪矿区;农耕地重金属;空间分布;地累积指数;潜在生态危害指数王卫华,雷龙海. 毛坪铅锌矿区农耕地土壤重金属空间分布、污染与生态评估[J].排灌机械工程学报,2016,34(11):979-989.WANG Weihua, LEI Longhai. Spatial distribution, contamination and potential ecological risk evaluation of heavymetals in farmlands around Maoping lead-zinc mining area[J]. Journal of drainage and irrigation machinery engineering(JDIME), 2016,34(11):979-989.(in Chinese)土壤是地球生态系统重要的组成部分,如果重金属在土壤中长时间积累且难以降解、不易去除,则直接影响土壤性质,降低土壤微生物的活性,阻碍盐、肥的有效供给[1],抑制植物生长发育.目前,中国矿区周边土壤重金属污染情况尤为显著.矿业活动打破生态平衡,使生态环境造成严重破坏[2],加大了环境污染,是土壤重金属污染物的重要来源[3-4];矿区内矿石的开采、加工、运输过程[5-6]、废弃矿渣的风化、淋洗[7],以及尾矿处理不当都可能致使各种重金属元素释放、迁移,进而在矿区周围的农业土壤中累积,甚至下渗到地下水中.人们过分追求经济效益,忽略了维系良好的生态环境,农田土壤重金属使农作物生长环境遭受严重污染,导致食品安全隐患日益凸显.因此,土壤重金属污染已成为土壤污染研究领域的热点问题.国内外学者针对区域性土壤重金属(尤其是矿业区域)在土壤重金属污染状况、空间分布特征及生态环境评价等方面已开展大量研究.FU 等[8]研究了黄河三角洲胜利油田附近孤岛镇的土壤重金属空间分布,结果显示:Cu,Cr,Ni的空间分布基本相似,其潜在来源归结为油田开采和石油烃泄露.房辉等[9]测定了云南会泽废弃铅锌矿土壤和植物中重金属元素Pb,Zn,Cd的含量,评估了会泽县废弃铅锌矿复垦地和撂荒地土壤的重金属污染状况,结果表明:复垦地和撂荒地的土壤重金属含量均超过国家3级标准,铅锌矿废弃地污染指数按元素排序由大到小为Cd,Zn,Pb,3种重金属均达到重度污染等级等[10]对塞尔维亚钢铁生产厂周围地区土壤重金属进行研究,结果表明:Cd,Co,Cu,Ni,Pb和Zn的平均值高于欧洲土壤重金属含量的平均值.胡淼等[11]对湘南某矿区耕地土壤重金属污染状况做出评价,运用层次分析理论,结合加权平均法建立综合评价模型,结果表明:该矿区耕地土壤综合污染指数变化范围为1.25~427.00,属重度污染.REZA等[12]对阿萨姆邦地区丁苏吉亚县(印度东北部)城市排油管道附近农耕地土壤重金属进行评价,结合GIS技术与地统计法得出研究区重金属Pb含量的均值最高;Pb的变异函数模型为高斯型;通过空间变异分析得出高浓度重金属集中在低洼地区,其浓度均超过了食品与农业组织要求的最大容许量.岳聪等[13]基于美国法定重金属污染评价方法(TCLP)对河北省涞源县某铅锌矿区土壤进行污染评价,结果表明重金属浓度高于国际标准.杨净等[14]以松花江上游夹皮沟金矿开采区土壤重金属含量为研究对象,结果表明:7种重金属平均潜在生态风险系数,按元素排序由大到小依次为Hg,Cd,Pb,Cu,Ni,Cr,Zn,其中28个采样点的Cd平均潜在生态风险系数为140.8,达强度生态风险程度;Hg平均潜在生态风险系数为464.6,达到极度生态风险程度.综上,目前的研究工作多是集中于土壤重金属含量、空间分布特征、主成分分析、相关性、空间变异特征及生态环境评价等方面,且评价指标与方法各异;而有关建立区域性统一、可行的污染评价与生态评价体系的问题尚待深入研究.关于建立区域性污染评价与生态评价体系的问题尤为重要.由于各种评价方法都存在其优点与不足,必须根据实际情况采用多种方法,并借助其他软件进行综合分析,而各地方评价指标与方法均不一致,导致没有统一的评价准则,难以为土壤重金属污染防治与调控做出理论指导.因此,建立统一的评价体系亟须明确几方面内容:① 针对区域性土壤重金属污染进行准确量化;② 结合污染评价与潜在生态风险评价双重评价体系,定性乃至定量地对矿业区土壤重金属元素进行研究.文中以云南省彝良县毛坪铅锌矿矿区周边农耕地为研究区域,运用多元统计法和地统计法,对其土壤中的Cr,As,Ni,Pb,Zn,Cu和Co共7种重金属元素的污染特征(空间分布、元素相关性和空间变异等)进行分析研究,对该区重金属含量进行污染评价,采用潜在生态风险指数法进行生态风险评价,旨在探索该区域土壤重金属污染的空间规律,建立区域性污染评价与生态评价双重评价体系,为该区域土壤污染的综合防治、重金属污染土壤植物修复等工作提供理论依据与科学指导.1 材料与方法1.1 研究区域概况毛坪铅锌矿位于云南省昭通市彝良县毛坪镇内,矿区范围地理坐标为103°59′10″~104°00′44″E,27°30′49″~27°31′22″N,面积为14.4 km2,矿区北距彝良县城17 km.采样区域处于铅锌矿与县城的中间位置.采样区位于四川盆地与云贵高原的连接地带,属长江上游金沙江的支流洛泽河水系,亚热带高原季风气候,气候垂直分带明显,洛泽河沿岸属河谷温暖湿润气候带;高山为寒冷地带,最低气温为-4 ℃;年平均气温为16.9 ℃,日照时数为980~1 523 h;年降雨量为481.3~1 108.3 mm,平均为744 mm;夏季为雨季,冬春为旱季,且干湿季分明[15].该研究区域西北面靠山,东南面为洛泽河以及公路.当地主要农作物为玉米和马铃薯.1.2 样品采集与测量方法在研究区域的数字底图上,以网格(150 m×150 m)布点为基础,考虑矿区农耕地环境的特殊性和城郊接合部的复杂性,对采样点布设位置进行适度调整,使取样点分布相对均匀.用多点采样混合法采集土壤样本,即在一定面积(0.5 m2) 的土壤中采集3~5个点(梅花状布设[16])的土样以形成一个土壤混合样,用密封袋封存带回,土壤采样点深度控制在0~10 cm;利用手持GPS记录采样区中心点的经纬度坐标,共采集样本数为60个,如图1所示.采用标准环刀测土壤容重,并取其均值.在研究区内采集的60个样本中抽取10个样本,风干、碾磨、过2 mm筛,利用马尔文激光颗粒分析仪测定土壤机械组成;采用国际制土壤质地分类标准对供试土样进行分类,取其平均值,供试土样质地:黏粒、粉粒、砂粒的质量分数分别为58.09%,26.18%,15.73%;质地类型为黏壤土,土壤类型为燥红土.烘干法测得土壤容重为1.36 g/cm3.土样经过风干、碾磨、过100目土壤筛.测定Cr,Ni,Zn,Cu采用硝酸-高氯酸-氢氟酸(HNO3+HClO4+HF)混合酸消解法;测定As采用还原氧化-原子荧光光谱方法[17];测定Co采用硝酸-盐酸-氢氟酸(HNO3+HCl+HF)微波消解法[18];测定Pb铅采用电感耦合等离子体质谱法[19].分析过程中所用试剂均为优级纯,所用水均为超纯水.图1 采样点位置Fig.1 Location of sampling points1.3 数据处理与分析1.3.1 统计分析与空间变异以经典统计学和地统计学理论为基础,采用SPSS 19.0,ArcGIS 10.0等软件对数据进行前期处理、分析和绘制[20].利用SPSS 19.0软件对土壤样本重金属含量实测数据进行统计学分析;在进行空间分布分析之前,先对数据进行Kolmogorov-Smirnov正态性检验[P(K-S)>0.05];利用ArcGIS 10.0软件对研究区土壤样本重金属质量比进行半方差分析,拟合相关参数并构建半方差函数模型;采用克里格法插值,绘制土壤样本重金属含量空间分布图.1.3.2 因子分析与聚类分析研究区内各重金属元素之间存在不同强弱的相关性,单独分析时,土壤重金属整体结构特点表现不明显.因此,采用因子分析,将重金属元素指标综合、简化为几个少数因子,通过公共因子反映研究区全部重金属的整体结构特点.矩阵形式表示为X=AF+ε,(1)式中:X为实测各重金属质量比,mg/kg;F为因子,又称为公共因子,fi(i=1,2,…,n);A为因子荷载矩阵,aij(i=1,2,…,n; j=1,2,…,k)称为因子荷载;ε为特殊因子,表示原有变量不能被因子解释的部分,其均值为0.聚类分析(cluster analysis)属于探索性的数据分析方法,是研究样品或指标分类问题的一种多元统计方法;利用聚类分析将看似无序的对象进行分组、归类,以达到更好地理解研究对象的目的.文中采用计算聚类法及树状图进行层次聚类(hierarchical clustering)分析.在聚类分析时,应用欧式距离平方度量元素之间的距离,即,(2)式中:dij为元素i和元素j之间的距离;p为采样点个数.设有2个类Ga和Gb,两者之间的距离可记为D(a,b),则,(3)式中为金属元素含量实测值.聚类分析与因子分析相结合,能够更好地反映土壤重金属整体关联的特征[21].1.3.3 污染程度评价地累积指数法(index of geo-accumulation,Igeo)由Müler于1969年提出,该方法被广泛应用于沉积物(土壤)中重金属污染的评价[22],能够直观地反映外源重金属在沉积物中的富集程度,使得评价结果与数据具有较高的可比性,其计算公式为Igeo=log2[Ci/(kCi,n)],(4)式中:Ci为元素i在土壤或沉积物中的质量比,mg/kg;k为表征可能由沉积特征、岩石地质及其他影响引起背景值变动而取的系数,一般取值为1.5;Ci,n为参比值,即该元素的地球化学背景值,mg/kg,文中采用云南省土壤元素背景值[23].根据Igeo的计算结果,重金属的污染程度共分为7级(0-6级),见表1.表1 地累积指数与污染程度分级Tab.1 Geo-accumulation index and classification of pollution degree级数Igeo污染程度0≤0清洁1(0,1?轻度污染2(1,2?偏中度污染3(2,3?中度污染4(3,4?偏重污染5(4,5?重度污染6>5极重污染1.3.4 潜在生态风险评价潜在生态危害指数法由瑞典科学家HAKANSON提出[24],根据重金属性质及环境行为特点,从沉积学角度出发,建立评价重金属潜在生态危害的方法.将重金属元素的生态效应、环境效应与毒理学联系起来,较纯粹采用重金属元素污染程度能更好地反映重金属元素的潜在危害.单因子潜在生态危害系数Ei,r的计算公式为Ei,r=Ti,r(Ci/Ci,n),(5)式中:Ti,r为某重金属毒性的响应系数,反映重金属毒性水平及土壤对重金属污染的敏感性.文中参照HAKANSON[24]和徐争启等[25]的研究成果,设定Cr,As,Ni,Pb,Zn,Cu和Co的毒性响应系数分别为2,10,5,5,1,5,5.依据单因子潜在生态危害系数Ei,r的计算公式,重金属的综合潜在生态危害指数IR的计算公式为.(6)根据Ei,r和IR,将土壤重金属潜在生态危害程度分为5个等级,见表2.表2 潜在生态风险指标与生态风险分级Tab.2 Potential ecological risk index and gradeEi,rIR潜在生态风险程度<><>2 结果与分析2.1 土壤重金属含量统计性分析与空间分布特征利用SPSS 19.0软件对研究区域土壤样本重金属含量进行描述性统计分析,结果见表3,表中Cs,Ck,σ,Xa,CV,XGBII,XBa,Z分别为偏度系数、峰度系数、标准差、均值、变异系数、二级标准、背景值、K-S 检验统计量.除Co没有国家标准参考值之外,其他重金属元素的含量平均值均未超过国家二级标准[26].研究区域内As,Ni,Zn和Co这4种元素的均值都超过了云南省土壤环境背景值[23],其中Zn,Co,As的均值分别是背景值的1.92,1.47,1.12倍,这3种元素在研究区内富集效果明显.被测的7种元素通过Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验表明Ni,Pb,Zn服从正态分布,而Cr,As,Co经过对数转换后呈正态分布.表3 研究区土壤重金属描述性统计结果Tab. 3 Descriptive statistics of heavy metals in soil of studied area元素CsCkσXa/(mg·kg-1)CVXGBII/(mg·kg-1)XBa/(mg·kg-1)Z 渐进显著性(双侧)对数转换Cr4.0823.3011.2956.380.2020058.60.030.23As1.773.577.5912.26 0.623010.90.010.25Ni2.1710.947.2837.230.195036.00.13—Pb-0.161.337.9732.420.2530035.70.29—Zn2.469.2929.84164.810.1825086.00.06—Cu2.767.8513.0327.830.4710028.70.000.01Co3.7016.756.7521.76 0.31—14.80.000.08变异系数(CV)反映各采样点土壤重金属含量的离散程度[27].区别于一般统计学意义上对CV的划分,前人将变异系数分为高度变异(CV≥0.36)、中度变异(0.16CV<>CV≤0.16)[28].由表3可知,7种元素的变异程度自大至小依次为As,Cu,Co,Pb,Cr,Ni,Zn,其中As和Cu的变异系数为0.62和0.47,属于高度变异;Co,Pb,Cr,Ni和Zn 的变异系数分别为0.31,0.25,0.20,0.19和0.18,属于中度变异;中、高度变异程度说明上述重金属元素在土壤中受外界干扰显著.洛泽河自南向北而流,且纵贯整个矿区.在该铅锌矿区开采以及选矿厂、冶炼厂的工作过程中所产生的大量“三废”物质的排放,降雨形成的自然径流并且伴随着滑坡、泥石流等灾害的发生,导致各类重金属污染源进入该河流而污染河流下游土壤;该铅锌矿区开采历史悠久,在规范生产之前采用各种传统采矿方法且无任何环境保护措施,采矿、选矿以及冶炼过程中产生的粉尘进入大气通过降雨污染土壤,导致污染扩散[29].该研究区域土壤As变异系数较高,除上述原因外,更重要的原因是该金属矿伴生着较高的As,而在选矿结束后,As基本不作任何处理成为矿渣[30].Pb和Zn较高除上述原因外,还有可能是因为当地厂矿冶炼过程和农民日常生活中使用大量的含Pb煤,以及途经此研究区域旁省道的汽车尾气,从而发生污染;而Cd,Cu和Zn含量较高有可能是因为人类长期过度地使用化肥和农药,造成土壤中重金属的积累,从而导致重金属污染[31-32].描述性统计分析只能说明重金属含量变化情况,而地统计学方法则可以很好地描述重金属含量的空间变异结构,展现其结构性、相关性及独立性[33].文中利用ArcGIS地统计分析模块中的半变异函数模型,最大限度地呈现该研究区域重金属元素空间变异的信息.表4为土壤重金属半方差函数模型,表中L,C0,C0+C,C0/(C0+C),XMS,NRMSEP,RMSEP,XMSE分别为变程、块金值、基台值、基底效应、标准平均值、标准均方根预测误差、均方根预测误差和平均标准误差.由表可知,半变异函数分析中,Cr,Cu和Co 以高斯模型为最佳,As以指数模型,Ni以球状模型为最佳,而Zn和Pb则以J-Bessel模型为最佳.各判断标准满足要求,说明拟合理论模型能够描述重金属各元素数组的变异函数[20].变程L表示区域化变量空间自相关的尺度范围[20],L值最小为213.44 m,大于试验网格采样间距150 m,说明试验采样网格的选取满足空间分析的要求.表4 土壤重金属半方差函数模型Tab.4 Semivariance model and fitted parameters of heavy metal contents in soil元素拟合模型L/mC0C0+CC0/(C0+C)XMSNRMSEPRMSEPXMSECrGaussian223. 860.0090.0290.310-0.0031.11710.1928.656AsExponential818.760.1430.3340.4280.01 70.9046.4746.641NiSpherical223.867.04170.0120.101-0.0110.9016.7767.694PbJ-Bessel254.5244.85663.4520.7060.0060.9688.3798.686ZnJ-Bessel257.76525.723885.6070.594-0.0280.9353.5033.549CuGaussian223.8671.283166.9850.4280.00 90.94411.05311.784CoGaussian213.440.0120.0620.194-0.0871.0255.6284.771研究区域农田土壤重金属的基底效应,按元素排序由小至大为Ni,Co,Cr,Cu(与As同),Zn,Pb.Co和Ni基底效应低于0.25,表明Co和Ni具有强烈的空间相关性,空间变异以土壤母质、地形等结构性变异为主;Cr,Cu,As,Zn和Pb的基底效应为0.25~0.75,属中等空间相关,说明空间变异既有来自结构性因素例如土壤母质、地形等,又有来自随机因素例如灌溉、施肥、耕作措施等人类活动的影响[34].在地统计分析中,对研究区域土壤重金属元素Cr,As,Ni,Pb,Zn和Co 进行普通克里格插值,Cu元素不符合简单分布(正态分布、对数正态分布等),因此采用析取克里格插值法.图2为研究区内7种重金属元素的插值结果,Cr,Co和Cu这3种元素分布相似,图中X为重金属元素含量.如图2a,g,f所示,呈同心圆状向四周递减;As偏东部区域为高值区,向西方向递减, 如图2b所示;Pb的高值区从西部中间部分贯穿到东部,且与周边低值区相差明显,如图2d所示;Ni与Zn元素均是呈星岛状分布,如图2c,e所示.总体而言,在土壤重金属的空间分布中,研究区域内中部偏东南多为元素的高值区,而西北部地区土壤重金属累积不明显;从研究区域位置上分析,导致这种差异的原因是该农耕地东南靠近洛泽河,且对面即为省级公路,污染较为严重.图2 研究区重金属质量比空间分布Fig.2 Spatial distribution of heavy metal contents in studiedarea2.2 土壤重金属相关性分析、因子分析与聚类分析重金属间的相关系数可表明其来源途径的相似程度,一般重金属间相关系数较大,说明其具有依存关系,有相似来源途径;相关系数较小,则其依存关系较弱,来源途径不同[35].表5为土壤重金属各元素含量间的相关系数矩阵.表5 土壤重金属各元素含量间的相关系数矩阵Tab.5 Matrix of correlation coefficient of heavy metal contentsCrAsNiPbZnCuCoCr1As0.430**1Ni0.771**0.1081 Pb0.417**-0.1310.543**1 Zn0.420**-0.0870.458**0.650**1 Cu0.639**0.2400.512**0.273*0.451**1Co0.805**0.400**0.702**0.401**0.325*0.702**1注:**在0.01水平(双侧)上具有统计学意义;*在0.05 水平(双侧)上具有统计学意义.由表5可知,重金属元素Cr-Co,Cr-Ni和Co-Ni,两两之间的相关系数分别为0.805,0.771,0.702(通过0.01水平的显著性检验),说明Cr,Co 和Ni元素两两之间关联性较强;Cu与这3种元素的相关性也很强,分别达到0.639,0.702,0.512,说明Cr,Co,Ni和Cu具备较高的依存关系,具有相似的来源途径,一般认为主要受地球化学成因影VKA等[37]的研究结果也表明了Cu,Ni,Cr和Co的来源主要是地质成因.Pb与Zn的相关系数为0.650(通过0.01水平的显著性检验),说明这两者来源途径相似,在土壤中的积累均来自铅锌矿矿源.利用因子分析碎石图可以协助确定最优因子(主成分)的因子数量N.图3为因子分析碎石图,图中B为特征值.由图可知,前2个因子特征值都超过1,自第3个因子往后特征值都小于1,因子特征值连线后期趋于平缓,即前2个因子对解释变量的贡献最大,所以因子分析中提取2个主成分因子即可.图3 因子分析碎石图Fig.3 Scree plot of factor analysis表6为研究区土壤重金属元素因子载荷W,表中rcv,rca分别为方差贡献率、累计贡献率.由表可知,第1个因子的特征根值为3.798,解释了这7种元素变量总方差的54.253%,累计方差贡献率为54.253%;第2个因子的特征值为1.451,解释了7种元素总方差的20.730%,累计方差贡献率为74.983%.经过主成分方法提取因子后,有2个因子被提取,2个因子共解释了原始变量(这7种重金属元素)总方差的74.983%,接近25%的信息丢失.因此,为了更详尽地分析,又补充了第3因子,使得累计方差贡献率提高到83.225%.表6 研究区土壤重金属元素因子载荷Tab.6 Factor loading matrix of heavy metals in soil in studiedarea元素W第1主成分第2主成分第3主成分Cr0.4970.6340.476As-0.1900.8670.078Ni0.7050.3980.338Pb0.926-0.0280.056Zn0.705-0.2030.440Cu0.1770.2070.938Co0.4010.5980.567B3.7981.4510.5 77rcv/%54.25320.7308.243rca/%54.25374.98383.225 由表6数据可知,3个因子的解释效果比较好,基本包含了全部元素变量的主要信息:第1因子中,元素Pb的载荷最高(0.926),第2因子中元素As的载荷最高(0.867),在第3因子中,元素Cu的载荷最高(0.938).图4为经过Kaiser标准化正交迭代旋转6次后得到的7种元素Cr,As,Ni,Pb,Zn,Cu和Co的因子分析结果.图4可以更直观地反映上述结果,同时又可以更好地体现出重金属在土壤中的整体特征.图4 旋转空间中的成分图Fig.4 Component diagram in rotated space图5为聚类分析结果图,揭示了各元素间的远近程度,分为3类:Cr-Ni-Co-Pb-Zn,Cu,As,与因子分析结果旋转空间中的成分图(图4)相吻合,从中也可以看出矿区周边农业土壤重金属的复杂性,可能是喷洒化学农药、交通、周边的轻工业生产等所致,是自然作用和人为活动的共同结果.图5 研究区7种重金属聚类图Fig.5 Dendrogram of seven heavy metals in studied area2.3 土壤重金属污染程度与潜在生态风险评价表7为研究区土壤重金属污染地累积指数分级,表中rsn为各级样本数比例.由表中地累积指数计算结果可知,7种元素的部分样点均受到轻度污染,其中Co元素样本比例达到93.33%.除了Pb元素外,其余元素的部分样点达到偏中度污染,Zn元素样本比例达到28.33%,为最高.各采样点的Igeo值均未达到中度污染.研究区土壤各种重金属的污染程度按元素排序由强至弱依次为Zn,Co,As,Ni,Cu,Cr,Pb,土壤环境整体处于轻度污染水平.表7 研究区土壤重金属污染地累积指数分级Tab.7 Classification of heavy metal pollution based on geo-accumulation index in studied area重金属Igeorsn/%0级1级2级3级4级5级6级Cr-0.05572070.0028.331.670000As0.16963158.3330.0011.670000Ni 0.04846935.0063.331.670000Pb-0.13904076.6723.3300000Zn0.938395071.6728.330000Cu-0.04441080.0013.336.670000Co0.5560813.3393.333.340000经分析计算,该研究区域土壤重金属元素的潜在生态危害系数Ei,r 见表8,7种元素Ei,r平均值按元素排序由大到小依次为Co,As,Ni,Cu,Pb,Cr,Zn,均未超过40.由此可知,7种元素的平均值均处于轻度风险水平.地累积指数污染评价与Hakanson潜在生态风险评价结果存在差异,主要区别在Zn,原因在于Zn的Ti,r=10,因此潜在生态风险随之上升.表8 土壤重金属潜在生态危害系数统计分析Tab.8 Statistic analysis of potential ecological risk index of heavy metalsEi,rCrAsNiPbZnCuCo最大值4.2738.4512.527.173.4613.9919.21最小值1.463.5410.361.631.432.754.29平均值1.926.965.174.541.844.857.35样品数60606060606060图6为综合生态风险指数(即综合潜在生态危害指数)IR的分布图.图6 研究区土壤重金属综合潜在生态风险指数分布Fig.6 Spatial distribution of potential ecological risk index of heavy metals结果表明污染相对严重的地区位于研究区域的偏东南南部,呈圆状向四周辐射,研究区域内整体水平处在轻度生态风险状态.对照空间分布图亦可得出,研究区偏东南南部的高值区存在重金属元素点源污染,应引起警惕.2.4 讨论云南是著名的有色金属产地,该矿区自1956年开始建设;2006年整合矿权,生产规模为1.5×105 t/a;2012年增资扩股上市、技术改革后,生产规模提高到6.0×105 t/a.规模化生产导致大面积开采,矿区植被稀疏、土地贫瘠,土壤中的重金属元素经风吹雨淋,发生扩散、迁移,环保措施不完善造成更加严重的污染,甚至波及矿区周边农耕地土壤.该研究区污染水平处于轻度,仍可继续耕作;若重金属元素逐步侵袭,加重土壤污染,致使该区不适宜作为耕作土壤,建议考虑改变土地利用方式(退耕还林、还草), 以免导致农作物中积累重金属元素,进而危害人体健康.地累积指数法关注于重金属含量与背景值的对比评价,反映外源重金属的富集程度,而生态风险指数法除了考虑重金属含量之外,还兼顾不同重金属的生物毒性影响,这2种方法相比较,生态风险指数法的评价结果较为准确[35].目前,中国对于土壤重金属污染评价体系没有建立统一、标准的方法,因此,需要根据研究区域内重金属污染的种类、浓度等因素,选择合适的评价方法.关于土壤环境背景值,目前只有各省份的。
创作编号:
GB8878185555334563BT9125XW
创作者:凤呜大王*
附件1
云南省彝良县毛坪铅锌矿普查探矿权评估报告摘要
(儒林矿评字〔2010〕第081号)
一、评估对象:云南省彝良县毛坪铅锌矿普查探矿权。
二、评估委托人:云南省有色地质勘查院、彝良瑞峰矿业有限公司。
三、矿业权人:云南省有色地质勘查院。
四、评估机构:山西儒林资产评估事务所。
五、评估目的:云南省有色地质勘查院拟向云南省国土资源厅申请转让“云南省彝良县毛坪铅锌矿普查探矿权”,申办探矿权变更登记手续。
按国家现行法律法规及云南省有关规定,需对该探矿权价值进行评估。
本次评估即为实现上述目的而提供“云南省彝良县毛坪铅锌矿普查探矿权”在评估基准日所表现出的公平、合理的市场价值参考意见。
六、评估基准日:2010年5月31日。
七、评估日期:2010年6月23日至7月7日。
八、评估方法:勘查成本效用法。
九、评估主要参数:
1/万地质填图15平方千米;1/2.5万化探15平方千米;检查矿点3个;重置成本:19.45(万元),工程布置合理系数:
1.40,加权平均工程质量系数:1.923;效用系数:
2.692。
十、评估结果:经评估人员尽职调查及对所收集资料进行分析,按照探矿权评估的原则和程序,选取适当的评估方法和评估参数,经过认真计算和验证,确定“云南省彝良县毛坪铅锌矿普查探矿权”在评估基准日所表现的探矿权评估价值为人民币52.36万元,大写人民币伍拾贰万叁仟陆佰圆整。
创作编号:
GB8878185555334563BT9125XW
创作者:凤呜大王*。
滇东北毛坪铅锌矿床地质特征及与典型MVT 型铅锌矿床对比摘要院本文总结了毛坪铅锌矿床产出的区域地质背景、地层、构造、岩浆岩等条件和矿床地质特征,提出该矿床严格受构造和岩性控制,是在区域构造驱动下,深源流体与盆地流体发生大规模运移和混合的结果;该矿床与典型MVT 型铅锌矿床在成矿地质背景、矿石矿物组合、围岩及蚀变等方面有较大相似性,但在矿体产状、矿石品位、构造控制等方面又有区别,可能是一种特殊的MVT 矿床。
Abstract: This paper summarizes the geological characteristics of the deposit includes conditions and regional geological setting ofMaoping Pb-Zn deposit, Stratum, structure, magmatic rocks, point that the deposit is controlled strictly by structure and lithology, Driven bythe regional, large-scale Deep basin fluid and Basin fluids migration and mixing; the typical MVT Pb-Zn deposits are Similar with MaopingPb-Zn Deposit in geological setting, ore mineral assemblage, rock and alteration, etc., but in the orebody , ore grade, controlled by structureand other aspects are different ,it may be a special kind of MVT Pb-Zn deposits.关键词院铅锌矿床;矿床地质特征;MVT 型铅锌矿床;滇东北毛坪Key words: Pb-Zn deposit;geological features of deposit;MVT-type Pb-Zn deposit;Maoping of northeastern Yunnan Province中图分类号院P618.4 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2014)06-0321-030引言滇东北是我国川-滇-黔成矿区的主体组成部分,同时也是我国富铅锌矿床集中区,区内已发现铅锌矿床(点)300 多处,找矿潜力巨大,矿床特征独特,近年来备受关注。
云南彝良毛坪铅锌矿矿坑涌水量预测矿坑涌水量预测是确定矿山设计与生产的重要依据,关系到矿山的生产安全与成本控制,对矿床的经济技术评价有很大的影响。
本文详细分析了毛坪铅锌矿水文系统基本特征,深入分析了矿区水文地质条件,对研究区水文地质模型进行了概化,利用FEFLOW软件建立了研究区地下水数值模型,采取地下水三维流数值模型来模拟地下水径流,并运用该模型预测了不同开采水平矿坑涌水量,提出了矿山防治水措施,为矿山开发提供了科学的依据。
研究结果表明:(一)矿区地下含水系统分为上下两个含水子系统,上部含水子系统浅部表现为富水性中等,底部是厚大弱含水体。
受矿山长期排水影响,上部子系统已基本疏干,形成具有较大降深和一定范围的相对稳定的地下水疏干流场。
受石门坎倒转背斜轴部深部弱透水层的控制,背斜西翼下部承压水对河东采区矿床充水影响较小。
(二)采用数值法和比拟法预测了矿坑涌水量,数值法预测开采至550m水平时,矿区总矿坑涌水量为43865m~3/d;开采至490m水平时,矿区总矿坑涌水量为44312m~3/d;开采至430m水平时,矿区总矿坑涌水量为47112m~3/d;开采至370m水平时,矿区总矿坑涌水量为48007m3/d;开采至310m 水平时,矿区总矿坑涌水量为48545m~3/d。
可以作为未来开采条件下矿山排水设计的依据。
采用比拟法估算了河东430 m、370 m、310 m中段矿坑涌水量,其中平水期矿坑涌水量45179~47840 m~3/d,与数值法预测结果相近。
河西550m、430m、370m、310m中段比拟法估算矿坑涌水量结果为12387.71~15060.31m~3/d,比拟法可以作为设计参考值。
(三)依据建立好的三维地下水数值模型计算了各中段矿坑水量水均衡,提出了“截、堵、疏”系统防治水建议。
㊀第39卷第6期物㊀探㊀与㊀化㊀探Vol.39,No.6㊀㊀2015年12月GEOPHYSICAL&GEOCHEMICALEXPLORATIONDec.,2015㊀doi:10.11720/wtyht.2015.6.04李星,王峰,罗大锋,等.综合物探方法在云南江城隐伏铅锌矿勘查中的应用[J].物探与化探,2015,39(6):1119-1123.http://doi.org/10.11720/wtyht.2015.6.04LIX,WangF,LuoDF,etal.TheeffectsofapplyingintegratedgeophysicalmethodtotheprospectingfortheJiangchengconcealedleadandzincdepositinYunnanProvince[J].GeophysicalandGeochemicalExploration,2015,39(6):1119-1123.http://doi.org/10.11720/wtyht.2015.6.04综合物探方法在云南江城隐伏铅锌矿勘查中的应用李星1,王峰1,罗大锋1,解康1,牛杰1,高明山2,杨锁2(1.云南驰宏锌锗股份有限公司,云南曲靖㊀655000;2.天津华北地质勘查局核工业二四七大队,天津㊀301800)㊀㊀收稿日期:2015⁃02⁃21摘要:为加快江城岩脚矿区探矿工作步伐,取得找矿突破,采用综合物探方法进行勘查㊂首先,通过大功率激电中梯扫面,初步圈定了3个目标靶区;然后,采用音频大地电磁测深法研究靶区的控矿构造及其在深部的延伸情况,从而寻找成矿有利部位;在推测的成矿有利部位进行钻孔验证,共发现隐伏铅锌矿体3个,矿区较原来新增122b+333类工业硫化铅锌矿矿石量576.60万t㊂该矿区勘查结果表明,激电法与音频大地电磁测深法的联合应用,可以快速圈定深部铅锌多金属矿化异常体,并为后期探矿工程部署提供依据,是寻找同类型矿床的有效方法之一㊂关键词:大功率直流激电中梯扫面;音频大地电磁测深;综合物探;控矿构造;铅锌矿;隐伏矿中图分类号:P631㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1000-8918(2015)06-1119-05㊀㊀江城岩脚矿区自取得采矿权以来,2001年至2010年间采出硫化矿石约24万t,铅+锌平均品位在2% 3%,至今,矿山未进行过开采活动,没有新增的消耗量㊂2010年5月备案的保有资源量仅为:333类工业硫化矿矿石量25.48万t,铅金属量4926t,平均品位1.93%,伴生锌资源量2346t,平均品位0.92%[12];该保有资源储量不能满足矿山长远发展需要,潜在经济价值较低㊂这期间也相继进行了少量勘查工作,均未取得突破㊂为寻求找矿突破,对比分析了矿区内的成矿特征,首次采用直流激电法与音频大地电磁测深法相结合的方法开展评价工作,并依据评价结果指导槽探㊁钻探等探矿工程的部署㊂在该方法指导下,勘查找矿取得重大进展,共发现铅锌矿体3个,通过资源量估算,矿区较原来新增122b+333类工业硫化铅锌矿矿石量576.60万t,其中铅134099t,锌114733t,银299.433t,矿床现有规模达中型[2]㊂由此可见,直流激电法与音频大地电磁测深法的综合应用对于寻找深部盲矿体具有重要指导作用[3-6]㊂1㊀研究区地质概况江城岩脚矿区地处唐古拉 三江地槽褶皱系兰坪 思茅中生代坳陷盆地南段普洱 江城坳陷盆地,位于坡脚 过克梁子背斜西翼㊂坡脚 过克梁子背斜沿坡脚㊁江边寨㊁别马新寨㊁雾露坑㊁过克梁子一带分布,向南东延入老挝,东㊁西㊁北三面为断层所限,中部被三条横断层切割㊂矿区内主要出露地层为二叠系上统龙潭组(P2l),侏罗系中统和平乡组(J2h),上侏罗统坝注路组(J3b),下白垩统景星组(K1j)㊁乌沙河组(K1w)㊁曼岗组(K1m),第四纪(Q)㊂矿区内发育有北东向㊁近东西向㊁近南北向和北西向四组断裂,其中近东西向断裂为矿区主要控矿构造㊂矿床主要赋存于白垩系景星组下段(K1j1)地层构造较发育地段,其大小㊁形态和规模受断裂构造的控制㊂含矿岩石以石英砂岩为主,部分为粉砂岩㊁泥岩,围岩多为粉砂岩㊁泥岩,局部为石英砂岩㊂矿体呈似层状㊁脉状产出㊂矿床处在极其有利的地质构造环境中,属构造热液型矿床[2]㊂物㊀探㊀与㊀化㊀探39卷㊀2㊀测区地球物理特征表1给出了矿区内岩(矿)石标本的电性参数测量值,可以看出:矿区内砂岩与石英砂岩电性特征相似,表现为高阻㊁低极化特征;紫红色泥岩与泥质粉砂岩由于含水性较好,表现为中低阻㊁低极化特征;而铅锌矿石表现为明显的低阻㊁高极化特征㊂矿表1㊀矿区岩(矿)石标本电性参数统计岩矿石名称η/%ρ/(Ω㊃m)变化范围平均值变化范围平均值砂岩0.16 0.850.44219 1903592石英砂岩0.23 0.450.29366 2625766泥岩(紫红色)0.05 0.090.0761 260128泥质粉砂岩0.08 0.160.11210 1328345铅锌矿(块状)5.37 26.9112.9117 4333区内铅锌矿石与围岩具有明显的电性差异,具备开展大功率激电[78]与音频大地电磁测深[9]的物性条件㊂3㊀工作布置及数据处理3.1㊀工作布置首先采用大功率激电仪对勘查区进行中梯装置扫面,网度100mˑ20m,测线从西29线至东74线共27条,长度均1440m;据激电扫面圈定的三个靶区,采用音频大地电磁测深法查清矿区内的控矿构造,了解构造在深部的延伸情况,综合利用两种方法预测找矿靶区及成矿有利部位[68],分别在5㊁1㊁2㊁6㊁10㊁14㊁18㊁22㊁30线进行了长度均为1440m的音频大地电磁测深,点距20m;工作布置详见(图1)㊂图1㊀矿区地质概况及物探工作布置3.2㊀数据处理3.2.1㊀激电数据处理勘探区域全区视极化率较平稳,为了有效的区分激电异常,统计得出矿区视极化率的背景值,通过公式计算出该区视极化率的异常[34]:ηsx=ηsb+1.5N,(1)N=ʃni=1(ηsi- ηs)2/(n-1),(2) ηsb= n1ηsi/n,(3)式中:ηsx为异常下限;ηsb为异常背景值,即异常地段的算术平均值;N为视极化率结果均方误差值㊂全区视电阻率值跨度较大,在圈定电阻率异常时,对剖面进行电阻率统计,剖面中电阻率主要集中区间为该剖面电阻率背景值,小于该背景值30%作为本次音频大地电磁测深电阻率下限;测深剖面电阻率值梯度明显,差异变化达一倍以上亦作为异常参考;综合圈定异常时既参考视电阻率㊁视极化率的背景值,又结合地质构造信息㊁视电阻率的梯度差异及视电阻率值的条带分布;根据视极化率㊁视电阻率的统计结果(表2),综合地质信息,圈定出矿区激电异常区及其剖面电阻率异常部位㊂表2㊀激电数据统计数值区间数量/个比重/%统计结果视极化率视电阻率ȡ3%311.62% 2.99%763.91.5% 1.99%24712.61% 1.49%66934.20.7% 0.99%62131.80.1% 0.69%31015.9ȡ1000Ω㊃m100.5500 999Ω㊃m341.7300 499Ω㊃m1698.6200 299Ω㊃m27514.0100 199Ω㊃m80641.310 99Ω㊃m66033.9总数据:1954个,ηsb=1.03%,N=0.23%,ηsx=1.35%,ρs平均值:140Ω㊃m㊃0211㊃㊀6期李星等:综合物探方法在云南江城隐伏铅锌矿勘查中的应用3.2.2㊀音频大地电磁测深数据处理本次音频大地电磁测深仪器使用德国Metronix公司生产的GMS⁃07e综合电磁法仪,拟采用测点距20m,采样极距20m,频率范围:直流-512kHz;带宽:两个频带(直流-500Hz,1Hz 250kHz);A/D转换器:每个通道有每个通道有两个24位A/D转换器:低频采样率1024Hz,高频采样率131kHz㊂数据处理采用国内研发的二维反演软件pioneer进行数据处理,圈定异常原则为:对剖面进行电阻率统计,剖面中电阻率主要集中区间为该剖面电阻率背景值,小于该背景值30%作为本次音频大地电磁测深电阻率下限;测深剖面电阻率值梯度明显,差异变化达一倍以上亦作为异常参考;通过音频大地电磁测深,探寻矿区内的有利成矿构造,同时结合激电扫面预测找矿靶区及有利成矿部位㊂4㊀成果分析4.1㊀大功率激电扫面通过大功率激电中梯装置扫面,基本了解了矿区的激电特征,验证了部分地层的地质界线以及断裂构造的分布㊂测区极化率值整体偏低,背景值为1.03%,异常下限为1.35%;根据该下限值,圈定极化率异常区㊂测区电阻率值为地下某一固定深度介质电导性的反应,不能作为确定找矿靶区的依据,因此根据视极化率异常和地质构造信息,圈定了3个一级激电异常靶区:A1㊁A2㊁A3(图2)㊂A1与A2靶区均呈低阻㊁高极化特征,与控矿构造F10相互接触或边缘接触,推测为矿致异常,具备较好的找矿前景;A3靶区呈低阻㊁中高极化特征,具备找矿前景㊂图2㊀矿区激电综合成果4.2㊀音频大地电磁测深通过音频大地电磁测深(AMT),进一步弄清了矿区主控矿构造F10和次级构造F8㊁F9在深部的延伸情况,同时新探获一规模较大的次级含矿构造FⅠ-1;结合激电异常靶区,推测出有利含矿部位,指导钻孔工程㊂以6线和10线为例㊂如图3所示,该线电阻率对比明显,测线南端存在一条跨度约300m的低阻带,倾向南,倾角75ʎ,延伸趋势较好;结合地质资料,推测该低阻异常带由F10及其次级构造F8㊁F9矿化或富水引起㊂F10地表出露位置在8080点㊂据已有地质资料及激电扫面成果推测,成矿有利空间位于F8㊁F9㊁F10构造上下盘,ρs值在200 550Ω㊃m间,ηs在1.6% 3.7%,呈现低阻㊁高极化特征,因此推测在该点深部有2个一级有利含矿部位:6⁃1与6⁃2㊂测线北部8500点附近新发现一条跨度约150m的低阻带,倾向北,倾角45ʎ,推测为一次级导矿构造,命名为FⅠ-1㊂结合地质及激电扫面成果推测,该处存在成矿有利空间,位于FⅠ-1构造上下盘,ρs值为150 450Ω㊃m,ηs为1.3% 1.8%,呈现低阻㊁中极化特征,推测在该点深部有2个二级含矿有利部位:6⁃3与6⁃4㊂后期,在推测异常区与成矿有利部位进行ZK603㊁ZK604㊁ZK605㊁ZK606㊁ZK607钻孔验证,见矿良好:ZK603累计见矿厚度达37.8m,Zn+Pb品位2.2% 6.4%,ZK605累计见矿厚度达14m,Zn+Pb品位最高达24%;同时验证了FⅠ-1的存在㊂各钻孔揭示的地质与见矿信息与物探推测结果高度吻合,取得较好的探矿效果㊂图4所示的是10线的勘探成果㊂该线北端有一跨度近250m的低阻带,向南倾,倾角75ʎ,延伸趋势较好;结合地质资料推测,该低阻异常带由F10及其次级构造F8㊁F9矿化或富水引起,F10地表出露位置在8100点㊂据已有地质资料及激电扫面成果推㊃1211㊃物㊀探㊀与㊀化㊀探39卷㊀图3㊀矿区6线激电测量结果(a)与AMT电阻率反演断面(b)图4㊀矿区10线激电测量结果(a)与AMT电阻率反演断面(b)测,成矿有利空间位于F8㊁F9㊁F10构造上下盘,ρs值在200 550Ω㊃m间,ηs值在1.6% 3.0%,呈低阻㊁高极化特征,推测在该点深部有2个一级有利含矿部位:10⁃1与10⁃2㊂在测线北部8420点,新探获一条跨度约200m的低阻带,北倾,倾角60ʎ,推测为一次级导矿构造,命名为FⅠ-1㊂结合地质及激电扫面成果推测,该处存在成矿有利空间,位于FⅠ-1构造上下盘,ρs值为200 550Ω㊃m,ηs值为1.2% 1.8%,呈低阻㊁中极化特征,推测在该点深部有2个一级有利含矿部位:10⁃3与10⁃4(图4)㊂后期,在推测异常区与含矿有利部位进行了ZK1003㊁ZK1004㊁ZK1005㊁ZK1006㊁ZK1008与ZK1010验证,均揭露出工业矿体,部分钻孔局部Zn+Pb品位最高达35%,验证了物探推测成果㊂各钻孔揭示的地质与见矿信息均物探推测结果吻合度极高,取得较好的探矿效果,矿区找矿取得了突破㊂4.3㊀综合成果分析根据推测异常和钻孔验证情况,可以确定A1和A2靶区为矿致异常区,在靶区中探获多条隐伏铅锌矿体,同时还表明在靶区走向上存在较大的探矿空间;A3靶区未进行验证,但与A1和A2异常靶区有类似性㊂5 30线的音频大地电磁测深断面成果均显示该区主控矿构造F10在走向连续,深部延伸的趋势较㊃2211㊃㊀6期李星等:综合物探方法在云南江城隐伏铅锌矿勘查中的应用好,形成较好的对应关系,表明在主控矿构造F10深部依然具有找矿潜力㊂在5 30线测深断面中,均在相应位置的走向方向上新探获一条跨度约150m的低阻带(FⅠ-1),向北倾,经验证该构造为一含矿构造;该构造在走向上延伸超过800m,在深部延伸趋势较好,目前已经在该构造内探获多条隐伏铅锌矿体㊂5㊀结论与意义1)矿区铅锌矿化能引起较好的激发极化效应,并且经钻孔验证,在圈定的激电异常靶区发现隐伏铅锌矿体㊂2)通过音频大地电磁测深工作,能充分了解研究区域的构造分布,确定区内有利成矿的热液通道;矿体在深部的延伸在很大程度上依托并伴随构造的向下延伸,矿体的倾向与电磁测深推测异常的倾向基本一致,可见,音频大地电磁测深法能较好指导研究区的深部找矿工作㊂3)依据岩(矿)石在视极化率㊁视电阻率等特征方面的明显差异,综合应用激电法测量与音频大地电磁法测量,尤其是采用大功率激电中梯法扫面测量与音频大地电磁剖面测量相结合的方式,建立物探联合剖面,对研究区域进行综合研究,可快速圈定高极化率㊁低电阻率盲矿体,对于寻找同类型矿床具有重要指导意义㊂参考文献:[1]㊀李星,解康.云南江城县岩脚铅锌矿区2012 2013年物探勘查报告[R].云南驰宏锌锗股份有限公司,2013.[2]㊀罗大锋,胡妍青.云南省江城县岩脚铅锌矿资源储量核实报告(2014)[R].云南驰宏锌锗股份有限公司,2014.[3]㊀张前进,杨进.综合电法在深部隐伏矿体勘查中的应用实例[J].物探与化探,2010,34(1):40-43.[4]㊀柳建新,胡厚继,刘春明.综合物探方法在深部接替资源勘探中的应用[J].地质与勘探,2006,42(4):71-74.[5]㊀刘祜,程纪星,腰善丛,等.电㊁磁综合方法在南方硬岩型铀矿勘查中的应用[J].物探与化探,2011,35(6):739-742.[6]㊀刘瑞德,黄力军,杨进,等.综合电法在有色金属矿产勘查中的应用实例[J].物探与化探,2006,30(4):322-326.[7]㊀程志平.电法勘探教程[M].北京:冶金工业出版社,2007.[8]㊀李金铭.激发极化法方法技术指南[M].北京:地质出版社,2004.[9]㊀朴化荣.电磁测深法原理[M].北京:地质出版社,1990.[10]曾哥明,张胜业,陈长敬.激发极化法在某铅锌矿勘查中的应用[J].工程地球物理学报,2007,4(5):466-469.[11]张锐,刘洪涛,刘建明,等.综合地球物理勘探在龙头山银铅锌多金属矿床中的应用[J].地质与勘探,2008,44(2):67-72.[12]钟仁,赵志军,廖蕾,等.综合物化探方法在乌兰德勒钼矿勘查中的应用[J].物探与化探,2010,34(3):275-280.[13]刘金涛,顾汉明,王柱,等.综合物探在找黄铁矿中的应用[J].地质与勘探,2008,44(4):55-59.[14]孙鸿雁,林品荣,方慧,等.西藏冈底斯东段铜多金属矿带综合物化探技有效性试验[J].物探与化探,2004,28(2):102-105.[15]柳建新,曹创华,童孝忠,等.综合物探方法在青藏高原某钼多金属矿的勘查效果[J].地质与勘探,2012,48(6):1188-1198.[16]索孝东.综合物探在博格达山前古牧地复杂构造中的应用[J].物探与化探,2009,33(6):630-634.TheeffectsofapplyingintegratedgeophysicalmethodtotheprospectingfortheJiangchengconcealedleadandzincdepositinYunnanProvinceLIXing1,WANGFeng1,LUODa⁃Feng1,XIEKang1,NIUJie1,GAOMing⁃Shan2,YANGSuo2(1.YunnanChihongZincandGermaniumCo.,Ltd.,Qujing㊀655000,China;2.No.247GeologicalParty,NorthChinaNuclearIndustryGeologicalEx⁃plorationBureauofTianjin,Tianjin㊀301800,China)Abstract:InordertoacceleratetheprospectingworkfortheYanjiaominingareainJiangchengCity,theauthorsmadefulluseoftheintegratedgeophysicalmethod.First,theauthorsdelineatedthreeexplorationtargetareasbyusinghighpowerTDIPmethod.Thentheauthorsstudiedtheore⁃controllingstructureinthetargetanditsextensionthroughAMTtofindfavorablemetallogenicarea.Drillingver⁃ificationledtothediscoveryofthreeconcealedPb⁃Znorebodies.5.766milliontonsofthe122b+333classindustrialsulfurlead⁃zincresourcesareaddedtothereservesoftheoredeposit.Theresultsobtainedbytheauthorsshowthatwecanquicklyidentifylead⁃zinca⁃nomalybody,whichprovidesthebasisforfurtherprospectingengineeringthroughIPmethodandAMTmethod.Thisisoneoftheeffec⁃tivemethodstofindthesametypeoforedeposits.Keywords:highpowerTDIPmethod;AMT;ore⁃controllingstructure;lead⁃zincdeposit;concealeddeposit作者简介:李星(1984-),男,大学本科,工程师,从事地球物理勘探工作㊂㊃3211㊃。