墨西哥弗朗西斯科依马德罗锌铅银矿床

如题所述

1.地质背景

弗朗西斯科依马德罗(Francisco IMadero)锌铅银(铜)矿床位于墨西哥萨卡特卡斯州,地处萨卡特卡斯城西北20km,像圣尼古拉斯火山成因块状硫化物矿床一样,也在墨西哥中央高原构造地貌区。该矿床取的是当地自治区的名字,它由1910年革命后第一任墨西哥总统命名。

矿体产在早白垩世泥岩-碳酸盐岩系,后者被认为是坎帕和科内(1983)所说的起源于大洋的格雷罗地体的孤立内围层。含矿的块状硫化物之下是至少为400m的非钙质细条纹状炭质泥岩,之上则是可达400m的重结晶细层状泥质石灰岩。块状硫化物层的中心部分厚120m,向外渐变减薄到不足1m,由纤细条带状似气成岩的黄铁矿和磁黄铁矿及少量粘土、绿泥石和绿帘石加痕量磁铁矿组成。目前,估计有5亿t左右的块状到半块状硫化物。块状硫化物向上变为石灰岩,其标志是一条不规则的蚀变矿物带,厚可达70m,主要由条带状绿泥石、绿帘石、透闪石、阳起石、石英和黄铁矿组成。

弗朗西斯科依马德罗矿床主要有两种矿石类型。主要矿石类型呈交错穿插的锌铅平卧层控矿体产出,既产在块状硫化物矿体中,也产在上覆的克列普蚀变岩中。平卧层控矿体的面积为3km2×2.5km2(图12-21),厚6~65m(平均30m),沿南北方向最为发育。平卧层控矿体由闪锌矿和少量与石英互层的方铅锌矿组成,含某些粘土和黄铁矿(如果产在块状硫化物中)或含绿泥石和绿帘石(如果产在克列普蚀变岩中)。产在克列普蚀变岩石中的矿石品位高一些,明显是交代成因的。块状硫化物矿体下部的小而不规则的银铜矿体由次要矿石类型组成。这种矿体由条纹状含银黄铜矿、黄铁矿、方黄铜矿(古巴矿)和硫砷铜矿组成。块状硫化物被一些南北向狭窄的早第三纪长英质岩墙切割(图12-21)。

弗朗西斯科依马德罗矿床的成因尚在讨论中。但是,目前佩诺莱斯银矿公司认为许多块状硫化物矿体都可以采用沉积-喷气(SEDEX)模型,原因是它具层控性,在结构上明显有别于在墨西哥中北部其他地区常见的,与侵入岩有关的硫酸盐岩交代成因的筒状锌铅银矿床。

弗朗西斯科依马德罗矿床的探明和推定储量共计4000万t,平均品位Zn 5.2%,Pb 0.8 %,Ag 40×10-6,外加300万t品位为Cu 1.1%和Ag 80×10-6的矿石储量。

2.勘查与发现

弗朗西斯科依马德罗矿床从未大量开采过,虽然早在西班牙殖民时代和20世纪头几十年曾有过手工开采。据报道,埃尔博泰矿业公司曾在1945年勘查过埃尔博泰锡托的老窿,并从中采集了样品,20世纪60年代曾有非正规采矿者回到该区。1975年,矿产资源局(联邦矿产资源机构)对萨卡特卡斯区的老窿进行了取样化验,将其作为对该区进行系统评价的一部分。由于取得的金属品位很高,将弗朗西斯科依马德罗区的矿产储量定为国家矿产储量。1976~1983年,矿产资源局在弗朗西斯科依马德罗执行了一项很大的勘查计划,包括进行了土壤地球化学测量,重力和激发极化测量,刻槽取样;打了159个钻孔,主要是倾斜金刚石钻孔(总进尺31578m);挖掘了937m地下巷道,包括120m竖井(图12-21)。

勘查模型以狭窄的北西向高角度矿脉(如在埃尔博泰锡托老窿中揭露的矿脉)为基础(图12-21)。但是,1981年塞代梅克斯公司开始对弗朗西斯科依马德罗探区感兴趣,并根据对地质特征的重新解释,除矿脉外还识别出2个平卧层控矿体。确实,此后富磁黄铁矿的下部平卧层控矿体的细条纹状结构使矿产资源局的某些地质学家力主它是同生的。但是,官方的观点仍按矿脉来解释。

根据地质重新解释、冶金研究和经济分析结果,塞代梅克斯公司于1982年认定,弗朗西斯科依马德罗矿床无经济价值。1985年,矿产资源局在附近地区勘查新矿体未获成功,于是在当年晚期停止了在弗朗西斯科依马德罗的全部工作。矿产资源局1991年报告说弗朗西斯科依马德罗一带共有5个主要构造,宽5.5~7.6m,氧化矿储量52万t,平均品位是:Ag 105×10-6,Pb 1.3%,Zn 5.5%,Cu 0.2%,此外还有586万t硫化矿,平均品位是:Ag 65×10-6,Pb 0.9%,Zn 5.5%,Cu 0.2%,但未确认其米拉清这些矿化构造到底是矿脉还是平卧层控矿体。

图12-21 弗朗西斯科依马德罗矿区图,表示了2001号“盲矿”、C-45号和C-49号锌铅银矿体的地面投影及其与埃尔博泰锡托矿山、老窿和矿产资源局的探槽与竖井的关系,也表示了矿产资源局用钻探检验过的地带的大致界线

(引自R.H.Sillitoe,2000)

20世纪90年代,墨西哥最大的银锌生产厂家佩诺莱斯银矿工业公司开始对其弗雷斯尼尔银矿山以南的矿产地和远景区进行详细的重新检查,拉开了寻找新的高品位银矿和金矿的序幕。从1991年起,佩诺莱斯银矿工业公司的地质人员曾数次检查了弗朗西斯科依马德罗老的采矿巷道、探槽,并从当时难以进入的地下坑道中取出崩落的矿块。1992年,他们检查了矿产资源局采取的岩心,1993年,在矿产资源局准备将其矿地公开招标前的正式技术评估期间对部分钻孔进行了测井。这些详细的工作使佩诺莱斯银矿工业公司(擅长锌矿的公司)相信弗朗西斯科依马德罗矿床基本上是层控的,可能是同生的,而不仅仅是一系列矿脉,它拥有比上面说的资源更大的潜力。1994年,佩诺莱斯银矿工业公司在没有任何竞争对手的情况下一举中标。许多公司,包括锌矿生产公司,评估了招标文件所附的资料并到现场进行了考察,但当时它们大多注重勘查金矿,因而对这块矿地并未认真对待。

1994年晚期,佩诺莱斯银矿工业公司通过重新编录现有钻探岩心,重新编制地下地质图(图12-21)和以层控为前提重新模拟矿化作用,开始勘查弗朗西斯科依马德罗区。得出的结论是:肯定会有一个很大的隐伏矿体存在。进行了地面磁法测量,但对地质解释帮助不大。对远景区进行了土壤地球化学测量,沿间距为100m的2~3km长的测线每50m采一个样品。主要隐伏矿体所在位置上方显示出良好的异常,Zn含量>1000×10-6,但被描述为薄的层控“铁帽”(可能是矿体沿倾斜向上的表现)和小的出露矿脉。

1995年早期开始的钻探打的是直孔而不是斜孔,到1996年底确定了2001号主矿体及其C-45号和C-49号卫星矿体时总进尺已达119000m。第一个钻孔打到含Zn 5%的60m矿段。钻探的布置是逐渐加密钻孔间距,先是200m,然后70m,最后35m。按计划早期打了11个岩心钻孔,同时进行反循环钻探。结果表明反循环法一般夸大矿石厚度,而且往往造成局部假富集。因此,后来只将反循环法用于开钻前准备阶段和方圆500m的周围地区普查钻探。正是这种扩边钻探导致C-45号和C-49号矿体的发现。钻探工作的进展清楚地证明,矿产资源局打的几个斜孔虽然碰到了2001号矿体,但未打穿其整个厚度。

在确证了弗朗西斯科依马德罗矿体之后,又对50~200m厚的不含矿石灰岩之下的2001号矿体进行了地面电磁测量,以查明其电磁响应。在2001号矿体上得到了不明显的电导率高,但对其他类似的电导体进行的钻探表明,它们是由黄铁矿质和炭质沉积岩而不是由矿石造成的。有意思的是,2001号矿体的存在,在矿产资源局进行的重力和激发极化测量结果上也有反映,只是这些数据被忽视了,因为它们实在不符合所采纳的“矿脉模型”。

1997~1998年钻探工作告一段落,当时已完成了从多家土地所有者手中收买土地采矿权的复杂任务。在这期间,进行了冶金试验和矿山设计工作。1999年上半年,由于土地采矿权已经买妥,又打了总进尺为19000m的钻孔,目的是为了加密2001号矿体的勘探网和更好地确定一个卫星矿体。决定1999年投产,并立即着手矿山建设,包括开凿2个斜井。定于2001年兴建8000t/d的选矿厂。新矿山要求扩大佩诺莱斯公司在托雷翁城的锌冶炼厂,目前正在进行中。

3.小结

隐伏的弗朗西斯科依马德罗锌铅银矿床是在自西班牙殖民时期以来以各种贵金属和贱金属闻名的勘查程度很高的地区发现的。该矿床的发现建立在对地质信息,特别是对以前保存的钻孔岩心的重新解释的基础上。化探和物探在发现过程中没起多大作用,虽然早期的重力和激发极化测量结果对预测2001号主要块状硫化物矿体的存在是有帮助的。

另外两个偶然因素对弗朗西斯科依马德罗矿床发现很重要。第一,对墨西哥锌铅银矿有丰富经验的一批地质学家参与了地质资料重新解释。第二,这批地质学家对有望找到矿的地点和现有数据进行了认真详细评价,而不是像一般常做的那样只去找矿租地考察一两天。这归因于——至少是部分归因于——有望找到矿的地点位于佩诺莱斯公司圈出的远景看好的勘查区内。最后,过度刻板地信奉某种特定成矿模式是危险的,好在在勘查弗朗西斯科依马德罗区的早期就再一次强调了这一点。

弗朗西斯科依马德罗地区历经20年勘查才发现了矿体。弗朗西斯科依马德罗矿床的初始投产,从打到2001号矿体的第一个钻孔算起,不超过7年。

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