物化探技術(shù)在非金屬礦勘查中的應(yīng)用

董慶林

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì)，成都 610051）

礦產(chǎn)資源是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是工業(yè)、農(nóng)業(yè)及軍工等各業(yè)原料的最主要來(lái)源。非金屬礦廣泛用于基礎(chǔ)工業(yè)、交通運(yùn)輸、電子信息、國(guó)防軍工、生物工程、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域，需求量最大，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的動(dòng)脈，其發(fā)展和應(yīng)用水平是一個(gè)國(guó)家發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志之一。

目前世界非金屬礦總產(chǎn)量已超出金屬礦總產(chǎn)量的70%，其總產(chǎn)值在發(fā)達(dá)國(guó)家已達(dá)到金屬礦的2～3倍。目前，我國(guó)礦產(chǎn)資源需求總量的一大半也是非金屬礦，其占國(guó)民經(jīng)濟(jì)的比重越來(lái)越高。

我國(guó)已發(fā)現(xiàn)非金屬礦130多種，有查明資源儲(chǔ)量的80 余種，但有較大規(guī)模的只在約20%。我國(guó)正處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時(shí)期，非金屬礦產(chǎn)資源消耗量大，查明的資源儲(chǔ)量遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。然而，我國(guó)非金屬礦勘查技術(shù)相對(duì)滯后，而物化探技術(shù)以其經(jīng)濟(jì)、快速、有效的特點(diǎn)在金屬、能源礦產(chǎn)資源的勘查中起到了極其重要的作用，特別在尋找中、深部隱伏礦的作用更是不可或缺的。

1 我國(guó)非金屬礦資源勘查程度

新中國(guó)成立后，由建材、冶金、化工、地礦等地質(zhì)部門(mén)根據(jù)各自的條件進(jìn)行勘查與開(kāi)發(fā)，形成了以建材地質(zhì)部門(mén)為主，多部門(mén)勘查與開(kāi)發(fā)的格局。目前，對(duì)非金屬礦的開(kāi)采利用主要為淺部礦產(chǎn)，找礦、勘查和評(píng)價(jià)也主要采用傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查、鉆（坑、槽）探進(jìn)行淺部勘查，勘查深度一般在兩百米以?xún)?nèi)。

我國(guó)經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放30多年的快速發(fā)展，目前正處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化加快發(fā)展時(shí)期，礦產(chǎn)資源需求將會(huì)進(jìn)一步增長(zhǎng)，非金屬礦需求量將高于其他礦產(chǎn)資源的增長(zhǎng)而保持高速增長(zhǎng)。但是，我國(guó)非金屬礦勘查起步較晚，技術(shù)相對(duì)滯后，主要表現(xiàn)在對(duì)中、深部隱伏非金屬礦缺乏有效的找礦手段，使得我國(guó)淺部已查明非金屬礦資源保障程度不斷降低，特別是許多重要非金屬礦資源保障程度嚴(yán)重不足，某種程度上制約了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2 非金屬礦物化探勘查技術(shù)研究方向

2.1 非金屬礦物化探勘查技術(shù)現(xiàn)狀

中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心在過(guò)去幾十年的找礦工作中，對(duì)河北赤城、河南靈寶、四川南江、黑龍江枊毛、吉林磐石、內(nèi)蒙興和、山東南墅及北墅、湖南魯塘等多個(gè)石墨礦山進(jìn)行過(guò)地球物理勘查找礦工作，采用了自然電場(chǎng)法、視電阻率法、激發(fā)極化法等物探技術(shù)，取得了較好的效果。通過(guò)對(duì)重力資料的解釋?zhuān)谠颇习矊幍貐^(qū)發(fā)現(xiàn)了巖鹽礦。通過(guò)對(duì)重力資料及地面伽瑪能譜異常的判讀，對(duì)青海柴達(dá)木盆地大浪灘礦區(qū)和察漢斯拉圖礦區(qū)鹵水鉀礦層的定位取得了較好效果。通過(guò)安徽省在廬江地區(qū)的激電資料，發(fā)現(xiàn)了品位較富的隱伏中型硫鐵礦。在廣西，根據(jù)1/5萬(wàn)化探普查資料，在桂北地區(qū)圈定了鋇異常，發(fā)現(xiàn)了重晶石礦點(diǎn)；在桂東南地區(qū)檢查鋇與鉛砷銅鋅鉛的組合異常時(shí)，直接發(fā)現(xiàn)了重晶石礦。浙江省利用化探資料中的釩、銅、鉛為指示元素，圈出了螢石礦的分布范圍。內(nèi)蒙亦根據(jù)化探氟異常找到了螢石礦等?？梢?jiàn)通過(guò)合理使用物化探勘查技術(shù)在非金屬礦勘查中能起到積極作用。

但受非金屬礦本身特點(diǎn)限制，到目前為止，也僅僅是部分應(yīng)用了一些地球物理勘查方法。受非金屬礦本身特點(diǎn)和投入的限制，地球物理勘查方法對(duì)非金屬礦的勘查技術(shù)研究程度低，應(yīng)用也不廣泛，與金屬、能源礦產(chǎn)利用物化探技術(shù)的水平相比，差距較大，尚無(wú)一套針對(duì)非金屬礦的、較系統(tǒng)的地球物理勘查技術(shù)方法和標(biāo)準(zhǔn)。物化探技術(shù)在非金屬礦勘查中，有效獲取和準(zhǔn)確判別找礦信息，控制找礦勘查成本方面都存在問(wèn)題。發(fā)展非金屬礦勘查行業(yè)物化探技術(shù)的應(yīng)用，加大勘探深度（擴(kuò)大到500m），提高非金屬礦后備資源儲(chǔ)量，全面提升非金屬礦整體勘探技術(shù)水平，其意義重大。

2.2 非金屬礦物化探勘查技術(shù)應(yīng)用的研究發(fā)展思路

基于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)重要非金屬礦產(chǎn)的急需，根據(jù)我國(guó)非金屬礦勘查的技術(shù)現(xiàn)狀，結(jié)合典型非金屬礦產(chǎn)，系統(tǒng)地研究、優(yōu)化勘查方法，應(yīng)用數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)，形成非金屬礦成套物化探找礦勘查技術(shù)體系。建議開(kāi)展以下工作。

1）分析非金屬礦的控礦因素、成礦特征、、成礦規(guī)律，建立成礦模式，為勘探提供找礦靶區(qū)。

2）研究非金屬礦的物理化學(xué)性質(zhì)，建立非金屬礦物理化學(xué)特征數(shù)據(jù)庫(kù)。

3）從典型非金屬礦著手，建立非金屬礦地球物理、地球化學(xué)找礦模式。

4）在研究非金屬礦賦存地質(zhì)條件、巖石物性特征基礎(chǔ)上，建立非金屬礦勘探信息平臺(tái)，形成一套以地球物理勘探為主的非金屬礦評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)系統(tǒng)。

5）建立非金屬礦物化探找礦示范基地，形成多學(xué)科交叉的“產(chǎn)學(xué)研”緊密結(jié)合的非金屬礦產(chǎn)勘查研究團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)具有綜合非金屬礦產(chǎn)勘探的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)的高素質(zhì)人才。

2.3 非金屬礦物探勘查技術(shù)應(yīng)用研究發(fā)展重點(diǎn)

根據(jù)各非金屬礦地質(zhì)產(chǎn)出特征，結(jié)合當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需的重要非金屬礦，可重點(diǎn)突破三類(lèi)具代表性的重要非金屬礦的共性關(guān)鍵性地球物理勘查技術(shù)。

1）具有導(dǎo)電性、激發(fā)極化特性、重力特性、磁性特征的非金屬礦產(chǎn)，如石墨、重晶石等。對(duì)該類(lèi)礦產(chǎn)，可利用其特殊物理特性，可研究直接獲取其控礦異常信息和解釋技術(shù)，開(kāi)展找礦研究。

2）對(duì)石膏、硅藻土、膨潤(rùn)土、粘土類(lèi)非金屬礦產(chǎn)，可通過(guò)研究獲取控礦盆地構(gòu)造和地層的異常信息及解釋關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)展地球物理勘查技術(shù)找礦研究。

3）金剛石、水晶、優(yōu)質(zhì)高嶺土、螢石、葉臘石、硅灰石、滑石等非金屬礦，可利用物化探技術(shù)研究其控礦構(gòu)造，達(dá)到找礦的目的。

2.4 非金屬礦物化探勘查技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)有工作基礎(chǔ)

我國(guó)的物化探勘查技術(shù)研究和應(yīng)用在金屬、能源礦勘查領(lǐng)域已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，非金屬礦物化探勘查技術(shù)研究和應(yīng)用也積累了許多經(jīng)驗(yàn)。如中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心等專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍，掌握了常規(guī)電測(cè)、磁測(cè)、重力測(cè)量、激發(fā)極化、地震勘探、X 射線(xiàn)熒光分析、綜合測(cè)井等方法，對(duì)數(shù)十種非金屬礦做了大量試驗(yàn)研究工作，積累了大量資料。此外，我國(guó)從事物化探方法、技術(shù)研究和應(yīng)用的院校、機(jī)構(gòu)和單位眾多，大都配置有現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)條件和較先進(jìn)的測(cè)試儀器及設(shè)備，具有較高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，都有助于非金屬礦產(chǎn)物化探勘查技術(shù)應(yīng)用的開(kāi)展。

3 非金屬礦物化探勘查技術(shù)應(yīng)用效益

在技術(shù)上，發(fā)展非金屬礦物化探勘查技術(shù)應(yīng)用，建立非金屬礦種的地質(zhì)-物性-化性信息庫(kù)，構(gòu)建不同類(lèi)型非金屬礦分布的地質(zhì)-地球物理模型，地質(zhì)-地球化學(xué)模型，開(kāi)展物化探關(guān)鍵勘查技術(shù)的研究，有利于提高我國(guó)非金屬礦產(chǎn)資源的勘查評(píng)價(jià)能力，有利于提高我國(guó)重要非金屬礦產(chǎn)勘查技術(shù)水平，為提高我國(guó)非金屬礦產(chǎn)資源勘查提供技術(shù)平臺(tái)。

在過(guò)去30年間，找礦平均成本增加了3 倍。其原因是地表露頭礦減少，加之勘查選區(qū)的難度加大。降低勘查成本最有效的方法是勘查技術(shù)方法的創(chuàng)新。通過(guò)非金屬礦產(chǎn)物化探勘查技術(shù)應(yīng)用推廣，能發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)、快速的特點(diǎn)，效益是巨大的。

社會(huì)效益方面，應(yīng)用物化探技術(shù)勘查非金屬礦，會(huì)促使得我國(guó)非金屬、金屬、能源三大礦產(chǎn)得到平衡發(fā)展，也會(huì)促進(jìn)非金屬礦產(chǎn)綜合勘查技術(shù)水平提升，可有效新增或擴(kuò)增我國(guó)非金屬礦產(chǎn)的儲(chǔ)量，提高我國(guó)在非金屬礦產(chǎn)資源的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

工業(yè)和信息化部.非金屬礦工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃[R].2011.