激發(fā)極化法在找礦中的應(yīng)用

王超

找礦的方法在近些年來發(fā)展很快,而且因?yàn)橛袊抑С?所以一些國外的新技術(shù)也引進(jìn)較快,在一定范圍內(nèi),對于找礦的效益也有了很大的提高。但是我國長期以來,還是存在著勘查工作手段單一,不多元化;地勘資金無法發(fā)揮好科技帶頭的作用,而是投資到了不太有效果的地方,所以就造成了資源的極大浪費(fèi)。不可否認(rèn),地質(zhì)找礦本身具有很大的風(fēng)險(xiǎn),但是我們?nèi)绻軌蚝侠淼乩媚承┛辈槭侄?那么定會獲得很好的收益。目前我國的主要找礦重點(diǎn)還是煤礦和銅礦,但是這樣一來,對于其他礦藏的不關(guān)注會引起礦產(chǎn)資源的不豐富,實(shí)際上,我國的礦產(chǎn)資源非常豐富,例如鉛鋅礦區(qū)激電異常反映好且范圍大,運(yùn)用一定的技術(shù)就很容易找到,比如激發(fā)極化法,這種方法就是根據(jù)巖石的激發(fā)極化效應(yīng)來解決地質(zhì)問題的電法勘探方法。當(dāng)然這種方法對于找煤也是非常合適的,煤礦的構(gòu)造帶特征很適合運(yùn)用激發(fā)極化法來尋找,而且這種方法不僅僅能夠找礦,對于一些水文地質(zhì)、工程地質(zhì)問題也可以得到一定的分析和解決。

1激發(fā)極化法在找礦中的價(jià)值

我國在20世紀(jì)后50年,經(jīng)歷了重要的資源勘查時(shí)期。其中,前25年為多種礦藏被發(fā)現(xiàn)的全盛時(shí)期,淺表礦和出露礦為主要的找礦對象。地質(zhì)學(xué)是直接找礦的絕對主角,大量礦床被發(fā)現(xiàn)。伴隨著激電、自電、磁法等地球物理方法的相繼投入,一大批硫化礦、矽卡巖銅礦、鐵礦床很快被發(fā)現(xiàn)。地球化學(xué)因具有直接、微觀的特點(diǎn),也發(fā)現(xiàn)了一些礦床,特別是盲礦和難辨礦。后25年,礦產(chǎn)發(fā)現(xiàn)率有了明顯的下降,即使在增加投入的情況下,找礦效果依據(jù)沒有明顯改善。比如找金礦,這類礦藏主要是在細(xì)碎屑巖和碳酸鹽巖建造的地層中,而且經(jīng)常會被多種地質(zhì)變化所影響,導(dǎo)致一些意想不到的開采難度。金礦分為兩類,一類主要是產(chǎn)于泥灰?guī)r及粉砂質(zhì)泥巖中,受褶皺層間破碎帶及褶皺形態(tài)所控制,另外一類是受斷裂破碎帶所控制,因此產(chǎn)于碎裂狀、角礫狀白云巖中。開采難度上講,兩者都有難度,而且后者更加明顯,因?yàn)楹笳叩牡V體與圍巖界限清楚分明,一般呈舒緩波狀,總體與褶皺片理帶產(chǎn)狀一致。該類型金礦的成礦熱液主要為巖漿熱液,近礦圍巖蝕變較弱,蝕變范圍較窄,主要有絹云母化、硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、重晶石化,以白芒山金礦床為代表。所以尋找新的方法來找礦,對于我國目前的找礦實(shí)踐是非常有價(jià)值的,而激發(fā)極化法對尋找該類礦床是行之有效的。

2激發(fā)極化法的適用范圍分析

礦產(chǎn)資源是支撐我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ),隨著近年來我國地表礦、露頭礦、易識別礦、淺部礦越來越少,找礦工作正面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn),隱伏礦找礦成為新世紀(jì)重要的任務(wù)。正因?yàn)槿绱?對于隱伏礦找礦問題的研究已經(jīng)成為礦學(xué)研究領(lǐng)域中的重點(diǎn)和前沿,對于推動找礦工作和礦學(xué)發(fā)展有著很大的經(jīng)濟(jì)和理論意義。而新技術(shù)、新理論、新方法的應(yīng)用,有效提升了找礦效果,有效降低投入風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了找礦工作的重大突破。尤其是新技術(shù)的發(fā)展中,激發(fā)極化法的引入和使用為我們尋找金屬礦產(chǎn)和煤礦提供了很大價(jià)值。

激發(fā)極化法能夠根據(jù)巖石、礦石的激發(fā)極化效應(yīng)來尋找金屬和解決水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等問題,是一種電法勘探方法。激發(fā)極化法再往細(xì)分就是兩類,直流激發(fā)極化法(時(shí)間域法)和交流激發(fā)極化法(頻率域法)。我們最常用到的就是電極排列法,這種方法可以用到的是中間梯度排列、聯(lián)合剖面排列、固定點(diǎn)電源排列、對稱四極測深排列方法,可以用來圈定礦體的延展范圍,也可以對勘探較深的礦產(chǎn)起到一定的作用,適用范圍較廣,而且能夠在一定范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)周圍的水文地理情況,不僅僅用于找礦。

我國大多數(shù)的金屬礦床都深度不到500m,但是也有一些礦藏比較深,大多數(shù)是重金屬礦產(chǎn),這些深度礦床為開采帶來了極大的難度,很多的勘查工具都無法對其進(jìn)行準(zhǔn)確的勘測,所以很多重金屬礦產(chǎn)的開采目前還很少勘查和評價(jià)。隨著淺表礦產(chǎn)越來越少,進(jìn)行深部找礦是必然的戰(zhàn)略選擇。因而,在500m～1000m深度范圍內(nèi)開拓深部“第二找礦空間”,無疑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。無論是哪一類別,對于激發(fā)極化法來說,都可以應(yīng)用。激發(fā)極化法除尋找銅礦床外,在找鐵(山西式鐵礦、沉積型錳鐵礦,鏡鐵礦)、找煤(小而淺的煤礦,煤礦外圍的隱伏、半隱伏煤田)、找鉛鋅礦,在超基性巖區(qū)找銅鎳鉻礦和找金礦等都取得了—定的地質(zhì)效果。在國外,在五十年代初期,激發(fā)極化法在礦產(chǎn)普查勘探中發(fā)揮了重要作用,找到了一些大型低品位的硫化礦體(其他物探方法是難以奏效的)。從趨勢上看,除研制新儀器外,加大電源功率是另—個(gè)途徑。如果有足夠功率,可以探測埋深達(dá)1.6cm～3.2cm的大型低品位的工業(yè)礦體(只需要加大電極距和提高電源功率)。當(dāng)前,已廣泛采用頻率域激發(fā)極化法(變頻法)。其優(yōu)點(diǎn)是輸出功率(只要幾百瓦)相對時(shí)間域激發(fā)極化法(幾千瓦)要低得多,同時(shí)操作技術(shù)亦為簡便。

3結(jié)語

地球是個(gè)巨大而復(fù)雜的系統(tǒng),實(shí)際找礦需要多種新方法、新技術(shù)、新理論的綜合應(yīng)用。從客觀角度來講,這對找礦模型的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。激發(fā)極化法找礦的本質(zhì)是依據(jù)物理原理,同地質(zhì)實(shí)踐相結(jié)合,共同來為找礦提供指導(dǎo)。因其是理論與實(shí)踐結(jié)合的有效產(chǎn)物,故得到勘查界和理論界的一致認(rèn)可。新時(shí)期,科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,為隱伏礦找礦注入了新的活力,新技術(shù)、方法的引用,使得更多同成礦信息相關(guān)的信息被挖掘出來。在我國新技術(shù)、方法的引用方面作出了大量嘗試,且效果比較明顯。

我國資源緊缺,并不是資源匱乏,而是對找礦的未來缺乏預(yù)見和相應(yīng)對策。在當(dāng)前礦業(yè)全球化的今天,找礦涉及我國未來資源的歸屬。這就要求我們把握隱伏礦找礦進(jìn)展契機(jī),解決隱伏礦找礦難題,從而推動我國礦產(chǎn)資源開發(fā)的穩(wěn)步發(fā)展。

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