綜合物化探方法在多金屬礦勘查中的應(yīng)用

訾富營(yíng)

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊(duì),河南鄭州 450016)

綜合物化探方法在多金屬礦勘查中的應(yīng)用

訾富營(yíng)

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊(duì),河南鄭州 450016)

本文通過(guò)總結(jié)我國(guó)目前多金屬礦勘查的基本現(xiàn)狀,討論了20世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)資源勘查中常用的和當(dāng)前比較先進(jìn)的一些綜合物化探勘查方法的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀等,并簡(jiǎn)要分析了各類技術(shù)應(yīng)用的地質(zhì)效能。

礦產(chǎn)勘查 物探技術(shù) 化探 地質(zhì)找礦

1 我國(guó)礦產(chǎn)勘查技術(shù)的發(fā)展

中國(guó)的礦業(yè)大發(fā)展是在新中國(guó)成立時(shí)開(kāi)始的，面對(duì)當(dāng)時(shí)落后的工業(yè)面貌，國(guó)家提出礦業(yè)先行的號(hào)召，全民找礦，建立起許多大型礦產(chǎn)基地和企業(yè)。這為新中國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。隨著全民找礦以及國(guó)家地質(zhì)找礦工作的深入，至20世紀(jì)七八十年代，許多露頭礦和近地表礦已基本被查明。尤其是我國(guó)東部較發(fā)達(dá)地區(qū)，自建國(guó)后地質(zhì)研究程度較高，地表淺部的露頭礦，易識(shí)別的礦越來(lái)越少，找礦難度日趨增大。在東部地區(qū)，逐漸傾向于在已知礦區(qū)的周邊探礦以及深部隱伏礦的勘查，而中西部地區(qū)一方面繼續(xù)尋找淺表礦，另一方面采用新技術(shù)進(jìn)行隱伏礦的勘查。

上世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著改革開(kāi)放的實(shí)行和深入，在礦產(chǎn)資源勘查的理論和技術(shù)方面與國(guó)際的交流也迅速增加，尤其在基于找礦的物、化探勘查技術(shù)方面引進(jìn)了許多新的理論和技術(shù)方法，能有效地獲取隱伏礦存在的各種信息(巖性、物性、礦化、蝕變等)，從而成為尋找隱伏礦的主要手段。結(jié)合這些新引進(jìn)的理論方法，我國(guó)的物化探工作者在消化吸收的同時(shí)，也自主研究發(fā)展了一些適應(yīng)我國(guó)實(shí)際需要的新方法和新儀器等。筆者就這些勘查方法及其在我國(guó)的礦產(chǎn)資源勘查應(yīng)用中取得的實(shí)際效能，做以下綜合分析。

2 礦產(chǎn)勘查中的物探勘查技術(shù)應(yīng)用

2.1 地震層析成像

所謂地震層析成像就是用醫(yī)學(xué)上的X射線CT理論，其通過(guò)地震波數(shù)據(jù)來(lái)反演地下物質(zhì)的物理性質(zhì)屬性，并一層一層的剖析繪制它的圖像。地震層析成像主要目的是確定地球內(nèi)部的精密結(jié)構(gòu)以及局部的不對(duì)稱性。地震層析成像技術(shù)起源于上個(gè)世紀(jì)三十年代，地震層析成像的技術(shù)理論相對(duì)比較成熟、剖析繪制出的圖像分辨比較率高、對(duì)底層探測(cè)的深度很大，特別是對(duì)深層地質(zhì)進(jìn)行探測(cè)時(shí)的優(yōu)勢(shì)很明顯，所以在能源礦產(chǎn)的勘探和地球內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)的研究中得到了廣泛的應(yīng)用。從上個(gè)世紀(jì)80年代開(kāi)始，逐漸把地震層析成像技術(shù)應(yīng)用到金屬礦的地球物理勘查中。這其中除了技術(shù)以及投資的因素以外，最主要的是金屬礦勘查和油氣等能源礦產(chǎn)勘查不一樣的要求所決定的。目前，我國(guó)不少勘探人員在金屬礦勘查中應(yīng)用了地震層析成像技術(shù)，積累了大量的工作經(jīng)驗(yàn)。

2.2 航空地面甚低頻電磁法

礦產(chǎn)勘查中的甚低頻電磁法是我國(guó)從國(guó)外引入并應(yīng)用的一種物探勘查方法。航空地面甚低頻電磁法的場(chǎng)源是頻率為十五到三十千赫茲的甚低頻軍事或者廣播電臺(tái)發(fā)射的電磁波，利用電磁感應(yīng)的原理，在空中、地面以及地下對(duì)其電磁場(chǎng)的空間分布進(jìn)行測(cè)量，從而得到淺層地質(zhì)體的良導(dǎo)電地質(zhì)體、不同地段電性的差異以及地下構(gòu)造信息的一種電磁勘探技術(shù)。利用這一原理，航空地面甚低頻電磁法能夠擁有確定良導(dǎo)斷裂破碎帶，蝕變帶，尋找含礦的構(gòu)造，確定礦化范圍的能力。甚低頻電磁法儀器設(shè)備比較簡(jiǎn)單，在野外進(jìn)行觀測(cè)方法非常簡(jiǎn)單，能夠迅速的處理收集到的資料。在運(yùn)用航空地面甚低頻電磁法的過(guò)程中要注意地形和電纜等對(duì)收集數(shù)據(jù)的干擾。

2.3 物探勘查技術(shù)中的瞬變電磁法

物探勘查技術(shù)中的瞬變電磁法是電磁測(cè)深技術(shù)的一種，瞬變電磁法和大地電磁測(cè)深相比有很大的區(qū)別。瞬變電磁法以電磁感應(yīng)理論作為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)探測(cè)物質(zhì)感生渦流場(chǎng)在其周邊環(huán)境形成的二次電磁場(chǎng)，隨著時(shí)間產(chǎn)生變化特征的研究，對(duì)探測(cè)物質(zhì)的空間形態(tài)做出大致的推測(cè)，這樣探測(cè)的目的就得以實(shí)現(xiàn)。所以，瞬變電磁法對(duì)于探測(cè)導(dǎo)電性高、大體積礦體的效果和能力特別突出。除此之外，瞬變電磁法還可以有探測(cè)深度達(dá)到500m左右的礦體，瞬變電磁法受地形的影響非常小，對(duì)施工環(huán)境要求也不高，操作比較方便。因此，在地理環(huán)境比較復(fù)雜的礦區(qū)瞬變電磁法得到了普遍的應(yīng)用。

2.4 物探勘查技術(shù)中的淺層地震技術(shù)

物探勘查技術(shù)中的淺層地震技術(shù)屬于地震勘探技術(shù)的一種，淺層地震技術(shù)是采用人工激發(fā)的彈性波在礦石中的傳播，來(lái)對(duì)地下礦石結(jié)構(gòu)信息做出研究的一種技術(shù)。淺層地震技術(shù)最早是被用于油氣勘查的，現(xiàn)階段淺層地震技術(shù)在油氣勘探中仍是主導(dǎo)的技術(shù)。淺層地震技術(shù)探測(cè)深度可以達(dá)到地表以下三千米，比一般的方法都要深。國(guó)外在20世紀(jì)六七十年代就在金屬礦區(qū)開(kāi)展了地震勘探試驗(yàn)。總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)在金屬礦勘探方面，淺層地震技術(shù)還未達(dá)到預(yù)期的效果。

3 礦產(chǎn)勘查中化探勘查技術(shù)的應(yīng)用

3.1 化探勘查技術(shù)中的汞氣測(cè)量及熱釋汞量法

汞和汞的化合物的化學(xué)性質(zhì)有著兩個(gè)方面的特征：第一，汞是親硫的元素。這就使汞在生成礦的過(guò)程中，汞以不同的形式分散到不同的硫化物，這樣汞呈高度的游離態(tài)；第二，汞和汞的化合物所形成的蒸氣壓比較高，與自然界中另外的金屬元素相比較，汞的揮發(fā)性非常強(qiáng)。汞非常易于從其他汞的化合物中被還原成單質(zhì)汞，而單質(zhì)汞在較大氧化還原電位以及酸堿介質(zhì)中是比較穩(wěn)定的。汞的穿透力較強(qiáng)，一般情況下，從地底上升從幾百米甚至幾千米的汞蒸汽，可以通過(guò)種種地質(zhì)一直到達(dá)地球表面，盡管覆蓋物的厚度比較大，在地球表面的表土壤中仍能檢測(cè)到有汞的異常顯示。當(dāng)直接采樣的介質(zhì)是氣體時(shí)，受到外界溫度、環(huán)境以及降雨等自然因素的影響較大，再加上實(shí)際操作比較繁瑣，容易導(dǎo)致錯(cuò)誤的發(fā)生，這就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的重現(xiàn)性不能達(dá)到預(yù)期的要求。汞蒸汽測(cè)量其實(shí)是一種間接找礦的方法，所以它沒(méi)有直接找礦的方法準(zhǔn)確度高，也遠(yuǎn)不如直接找礦法應(yīng)用的廣泛。

土壤汞量法的重現(xiàn)性比較好，熱釋汞量法的操作簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好、投資少，而且土壤汞量法具有較強(qiáng)的及時(shí)性，所以其應(yīng)用前景很廣泛，是二十世紀(jì)冶金地質(zhì)化探工作中比較重要的突破和創(chuàng)新。因?yàn)楣徒鹪谠刂芷诒碇?，很多化學(xué)性質(zhì)都很相似，比如離子半徑、電價(jià)都很相似，汞異?；蛘吖V化使汞作為金的重要遠(yuǎn)程指示元素，對(duì)金礦勘查具有巨大的指示意義。

3.2 化探勘查技術(shù)中的金屬活動(dòng)態(tài)提取法

這種方法的主要理論依據(jù)就是金屬礦床本身和它的圍巖中，和礦相關(guān)的超微細(xì)金屬及其金屬化合物在地下水、水蒸發(fā)、地氣流以及濃度梯度等不同應(yīng)力的共同作用下，向地表發(fā)生遷移。一些疏松物的地球化學(xué)障或者上覆土壤可以捕獲到達(dá)地表之上與礦相關(guān)的超微細(xì)金屬及其金屬化合物，從而形成活動(dòng)態(tài)疊加含量。該種方法中提取的金屬是地化樣品中呈現(xiàn)離子態(tài)的一種，其中也包含超微細(xì)金屬，金屬活動(dòng)態(tài)提取法是針對(duì)金屬活動(dòng)態(tài)本身不相同的特性來(lái)提取。所以，對(duì)于找尋其離子形式比較困難而常常以超微細(xì)活動(dòng)態(tài)形式所存在的金的效果，比較突出。這和中國(guó)學(xué)者在開(kāi)始提出金屬活動(dòng)態(tài)提取法，主要用于尋找稀有金屬中的金，其方法大致相同。

3.3 在某一地區(qū)尋找金(多金屬)礦床

首先開(kāi)展1：5萬(wàn)水系底沉積物地球化學(xué)測(cè)量普查發(fā)現(xiàn)成礦遠(yuǎn)景靶區(qū)，再經(jīng)過(guò)1：1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量詳查劃分異常富集帶，根據(jù)異常總體規(guī)模(異常元素組合，異常強(qiáng)度，襯度)異常分帶性，進(jìn)行異常分類，結(jié)合異常與地質(zhì)成礦條件查找異常源，通過(guò)進(jìn)一步地質(zhì)勘查達(dá)到找礦的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，礦產(chǎn)勘查的發(fā)展方向就是利用綜合勘查技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦的預(yù)測(cè)和勘探，這就需要不同勘查手段相互結(jié)合，相互協(xié)調(diào)，最大限度的排除可疑的預(yù)測(cè)結(jié)果，而只用單一的物探或化探的手段是不可能實(shí)現(xiàn)隱伏礦找礦預(yù)測(cè)的。在運(yùn)用物化探方法時(shí)，一定要以采礦預(yù)測(cè)地段的成礦地質(zhì)背景為前提，物化探信息必須要結(jié)合工作區(qū)的成礦地質(zhì)條件進(jìn)行解釋。在進(jìn)行物化勘探時(shí)，需要根據(jù)工作區(qū)的實(shí)際情況，采取不同的物化勘探方法，這樣才能有效地解決地質(zhì)與找礦實(shí)際中所遇到的問(wèn)題。

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訾富營(yíng),男,1979年畢業(yè)于廣西桂林冶金地質(zhì)學(xué)校,在河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊(duì)從事化探找礦工作,曾擔(dān)任分隊(duì)技術(shù)負(fù)責(zé),副分隊(duì)長(zhǎng),編寫(xiě)設(shè)計(jì),報(bào)告數(shù)十份,撰寫(xiě)論文數(shù)篇。