第五節 泥炭礦體地質特征
礦體地質是以礦體為研究對象,主要研究和闡明礦體的形態、產狀、規模、物質成分、內部結構等各種標志的變化特征和變化規律,以及控制這些特點變化的地質因素,為選擇合理勘探方法和礦床工業判斷提供依據。一方面,泥炭礦體的變化主要受礦床成因所控制,為了查明礦體變化就必須了解礦床成因特點;另一方面,不同成因的泥炭礦體及其變化性也往往是不同的,通過泥炭礦體變化性研究可以有助于查明泥炭礦床成因問題。因此,泥炭礦體地質研究和泥炭礦床地質研究需要緊密配合。
泥炭礦體地質在外部形態標志上重點研究泥炭礦體厚度、形態、產狀和規模,在泥炭礦體內部結構標志上,重點研究泥炭品位、品級、泥炭類型和夾石有無等。泥炭礦體研究的重點是研究泥炭礦體外部特征和內部特征的變化性質、變化程度和變化控制因素。
一、泥炭礦體變化性質
礦體變化性質就是某種礦體標志在礦體不同空間位置上相互之間的聯系特點與變化的特征和規律。礦體的三度空間不同部位取大量泥炭品位、厚度等數字,按照不同方向的實際順序排列起來,它們的升高或降低所形成的各種各樣的自然變化和規律就是泥炭礦體的形態或厚度的變化性質。
泥炭礦產是積水條件下生物遺骸分解轉化的產物,因此泥炭礦體的擴展必然與水分條件緊密聯系,只有水分條件濕潤,泥炭礦體才可能向該方向延伸。只要泥炭地水分能夠連續上,泥炭礦體就會彼此連接,如果泥炭地水分不能互相連通,泥炭礦體就會間斷分布。有些基底礦體不連續的,隨著泥炭積累厚度增加,泥炭層會填平坑洼,上層泥炭連成一體,如果成礦條件長期保持不變,這樣的泥炭地往往會連接形成巨型泥炭礦床。由于泥炭礦體擴展完全依賴地表水文狀況,泥炭礦形成又只有數千年歷史,新構造運動的上升下降尚不能造成礦體礦層傾斜扭曲,因此泥炭礦體產狀是水平的,或近似水平的。只有在愛爾蘭、蘇格蘭和挪威等西海岸迎風坡面,由于受大西洋暖流強烈影響,氣候條件極為冷濕,所以才能形成產狀傾斜的披蓋式泥炭地。一般來說,一個泥炭礦最厚礦層往往都是該泥炭礦的起源點,因為該泥炭礦體就是從起源點開始向外逐漸擴展形成的。多數泥炭地是單點起源,然后逐步向外向上延伸和擴展,所以多數泥炭礦體的橫斷面是兩面尖中間厚的淺碟形或鍋底形。個別牛軛湖成因泥炭礦的橫斷面呈U形。
泥炭的品位變化也具有從中心向邊緣、從上層到下層逐漸降低的變化趨勢,越是靠近礦體邊緣,泥炭層越薄,積水條件越不穩定,泥炭分解強度越大,泥炭品位就越低。越是靠近下層,泥炭積累時間越長,經受分解時間越多,泥炭分解度越大,泥炭品位越低。理解泥炭礦體主要為水平產狀對泥炭開采和質量控制極為重要。為了保持泥炭產品的質量均一性,泥炭開采時必須分層開采,合理利用,才能顯著提高泥炭資源經濟價值,減少泥炭品位貧化和損失。
礦體的外形和規模取決于泥炭礦形成的時間長短和成礦條件的強弱。泥炭是生物沉積礦產,礦體的形狀直接受制于泥炭沉積基底的形態和輪廓。泥炭礦形成年代越久,泥炭層越厚,泥炭礦規模越大。一般地,溝谷形成的泥炭礦體多為樹枝狀,狹長溝谷形成的泥炭地往往是線形的,一些湖泊成因的泥炭礦體外形多為圓形或近圓形。河流型泥炭地大多隨牛軛湖形狀而呈彎曲線形。
二、泥炭礦體變化程度
礦體變化程度是礦體標志值的相對變化幅度和變化速度,礦體變化程度對礦床勘探有很大影響。在一定勘探間距和勘探工程下,礦體變化程度越大,勘探精度越低,越需要加密勘探間距,增加勘探成本。礦體變化程度決定了礦床勘探類型劃分、勘探手段選擇、工程間距的確定,以及礦體的圈定方法與圈定結果的可靠性。
泥炭礦屬于典型的外生沉積礦床,其礦體厚度、形態和產狀、規模等都是礦體重要變化標志,也是影響勘探精度的重要影響因素。隨著礦體厚度變化,礦體形態變得復雜,礦體延長、延伸和規模發生變化時,礦體形態必然發生變化。最典型的礦體厚度變化趨勢是橫剖面泥炭厚度變化大,縱剖面泥炭厚度變化小。有的礦體橫向只有500m寬,厚度卻從30cm加深到300cm,而縱向厚度長達2000m。這就要求在布置泥炭勘探網時,橫剖面要用100m甚至50m鉆孔間距,縱剖面可用500~1000m網度。以便既保證勘探精度,又不增加過多的勘探費用。
礦體品位變化既有不同方向不同地段的泥炭品位變化程度,也有這些變化之間的相互聯系。不同地質位置,如頂底板、圍巖、集水區、出水口等空間位置的泥炭品級,可以通過鉆探工程和坑探工程對不同塊段、不同工程、不同剖面的品位變化進行深入剖析,同時,注意局部與整體變化關系,注意分析泥炭品位由高到低的變化趨勢、變化程度和變化的均勻度,特別要綜合研究泥炭品位變化與礦體形態、厚度、規模和走向的關系。有時不同的探礦方法和研究條件對泥炭品位變化可能產生影響,特別是埋藏泥炭鉆孔采樣可能產生一定誤差。因此,只能采取相同取樣條件彌補更換采樣方式造成的誤差。
三、控制礦體地質變化的因素
泥炭礦體的變化性質和變化程度,主要取決于泥炭成礦成因、成礦方式和成礦條件,取決于含碳物質分解轉化與變化情況,同時也取決于成礦后的改造與破壞。
泥炭礦床的大小、性狀及產狀變化,主要受地質構造和地貌條件控制。在山區泥炭主要賦存于地質構造斷裂帶,破碎巖石造成地下水出露為泥炭沼澤發育提供穩定水源。地貌條件不同直接控制礦體形態和礦體規模。在分支狀溝谷發育的泥炭地往往呈樹枝狀形態,河流地貌形成的泥炭地往往呈牛軛湖形狀,火山口和火山遺跡形成的泥炭礦往往呈圓形。山區溝谷泥炭礦擴展受山體限制,只能向厚度發展,因此山區泥炭礦的厚度比平原泥炭礦的厚度要大,泥炭質量要好。而平原區泥炭地地勢平坦,發育空間巨大,如果溫度濕度條件適宜,易于發育成巨厚大型泥炭礦床,如俄羅斯和西歐平原巨型泥炭地十分發育,數百公頃甚至數千公頃泥炭礦比比皆是。由于降水量小于蒸發量,中國平原區積水條件不穩定,很難出現大型泥炭礦床。
對泥炭品位控制因素研究證明,控制泥炭內部結構標志的因素很多,但不外乎內生、外生兩種。內生因素主要指泥炭形成的含碳物質輸入量和分解量的比值,從而表現出泥炭積累的強弱。外生因素主要指泥炭形成和積累過程的外部環境配合程度,泥炭形成后的環境變化是導致泥炭加強分解也是導致泥炭品位下降的重要因素,下層泥炭普遍存在著一層高分解的黑泥炭就是這個道理。