淺談煤田勘探中的金屬礦產(chǎn)勘查研究

席書(shū)娜

(四川省煤田地質(zhì)局一三七隊(duì), 四川達(dá)州市 635000)

淺談煤田勘探中的金屬礦產(chǎn)勘查研究

席書(shū)娜

(四川省煤田地質(zhì)局一三七隊(duì), 四川達(dá)州市 635000)

結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)煤田勘探中的金屬礦產(chǎn)勘察進(jìn)行探討。詳細(xì)闡述了煤田勘探工程的布置工作、煤系共伴生金屬礦產(chǎn)資源特征以及勘查技術(shù)方法，并以八家子銀鉛鋅礦床為例，應(yīng)用可控源音頻大地電磁法探測(cè)金屬礦產(chǎn)，成功發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦體。

煤田勘探；金屬礦產(chǎn)；勘察

經(jīng)濟(jì)的快速可持續(xù)發(fā)展離不開(kāi)資源的利用。目前我國(guó)煤田勘探中煤系共伴生礦產(chǎn)資源,雖較為豐富,但隨著各煤礦區(qū)開(kāi)采力度加大,金屬礦產(chǎn)的開(kāi)采越來(lái)越少,導(dǎo)致常用的金屬礦產(chǎn)資源的短缺日益加劇,并且煤田勘探中對(duì)金屬礦產(chǎn)資源的勘查存在諸多問(wèn)題。因此,必須采取有效的應(yīng)對(duì)措施,研究出科學(xué)有效的金屬礦產(chǎn)勘查技術(shù),以緩解我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源短缺的現(xiàn)象,從而促進(jìn)我國(guó)煤礦事業(yè)的發(fā)展。

1 煤田勘探工程的布置工作

煤田勘探工程的布置系統(tǒng)主要是指勘探工程在平面上的排列形式,適合于地層構(gòu)造線(xiàn)具有明顯方向性的地區(qū)操作。有利于對(duì)金屬礦產(chǎn)的勘查和分析,勘探線(xiàn)的布置原則如下:

(1)在詳查和勘探階段時(shí)布置的勘探線(xiàn)與普查階段的勘探線(xiàn)一致；

(2)為保證剖面構(gòu)造形態(tài)的正確性,勘探線(xiàn)應(yīng)該與巖層走向、褶皺構(gòu)造線(xiàn)盡量保持垂直狀態(tài),誤差在傾斜角＜15°內(nèi)；

(3)避開(kāi)不利于施工的地段；

(4)為了方便鉆探和物探資料的對(duì)比,勘探線(xiàn)應(yīng)盡量與物測(cè)線(xiàn)的位置一致；

(5)勘探線(xiàn)的布置方向不能因?yàn)榈貙幼呦虻木植扛淖兌淖?以整體的走向?yàn)橹鳌?/p>

2 煤系共伴生金屬礦產(chǎn)資源的特征

煤系共伴生礦產(chǎn)資源是指在煤系地層中與煤炭共生或者伴生的其他礦產(chǎn),主要分為固體共伴生礦類(lèi)、可燃有機(jī)巖類(lèi)以及氣態(tài)共伴生類(lèi),煤系共伴生金屬礦產(chǎn)資源屬于固體共伴生類(lèi),目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)利用的金屬元素將近20種,其中貴金屬包括金、銀、鉑；稀有分散元素包括鍺、鎵、鈾、釩、鈧、錸等。本文主要對(duì)鍺、鎵、鈾、釩4種金屬礦產(chǎn)資源進(jìn)行分析。

2.1 鍺的資源特征

鍺(Ge)作為煤系伴生的礦產(chǎn)資源,在自然界分布較為廣泛,但是,資源儲(chǔ)存量貧乏,目前,已經(jīng)探明的金屬鍺儲(chǔ)量?jī)H為8600 t,我國(guó)鍺儲(chǔ)量為3526 t,占其總量的41%,金屬鍺主要以腐殖酸鹽的形式存在于煤質(zhì)中,一般分布在頂、底板附近,在薄煤層也有分布,目前,我國(guó)云南省是鍺儲(chǔ)量最豐富的省份,在內(nèi)蒙古和廣東省的煤礦區(qū)也有分布,內(nèi)蒙古的勝利煤田主要生產(chǎn)褐煤礦,煤系伴生鍺資源在其南北部分布較為廣泛,大多數(shù)鉆孔顯示鍺含量在煤層中部出現(xiàn)高峰值[1]。

2.2 鎵的資源特征

鎵(Ga)是指銀白色或灰藍(lán)色的金屬,在電子工業(yè)中被廣泛運(yùn)用,被稱(chēng)為“電子工業(yè)的脊梁”[2],可從鉛鋅礦、鋁土礦、煤灰以及明礬石礦中進(jìn)行回收,富集于煤層的圍巖和粘土夾層中,在我國(guó),金屬鎵一般分布在西南部的中生代和晚古生代含煤巖系之中,平均每噸煤內(nèi)鎵含量約為20～40 g,目前,在我國(guó)內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾煤田中的黑岱溝礦區(qū)發(fā)現(xiàn)與煤伴生的大型鎵礦床。

2.3 鈾的資源特征

鈾(U)是一種放射性元素,在煤層底部中分布較廣,在褐煤層中極為豐富,但是鈾礦床分布有限,常見(jiàn)的鈾礦床有鉀釩鈾礦和瀝青鈾礦,在澳大利亞、南非、美國(guó)以及加拿大等國(guó)家鈾資源比較豐富,我國(guó)鈾礦資源也比較豐富,例如內(nèi)蒙古鄂爾多斯盆地?fù)碛惺澜缂?jí)的超大型鈾礦床。

2.4 釩的資源特征

釩(V)屬于高熔點(diǎn)稀有金屬,主要從釩鈦磁鐵礦、鋁土礦、粉砂巖以及磷塊巖礦中進(jìn)行回收,南非的釩儲(chǔ)量位于世界第一[3]。

近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,在煤炭勘探工程中,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他稀有金屬分散元素和貴金屬元素,此外,在煤層中常有鋁土礦、鐵礦等金屬礦床,對(duì)于我國(guó)工業(yè)的發(fā)展有一定的促進(jìn)作用。

3 勘查技術(shù)方法

3.1 地球物理勘查技術(shù)

地球物理勘探技術(shù)主要是利用巖石和礦體的物理性質(zhì)來(lái)尋找礦床,傳統(tǒng)的地球物理勘查技術(shù)主要包括電法和磁法等技術(shù)手段,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,地球物理勘查技術(shù)也延伸出了更多新型的技術(shù)手段,例如地下電磁波法、頻譜激電法、可控源音頻大地電磁法、高精度磁測(cè)技術(shù)以及高精度重力勘查技術(shù)等,為金屬礦產(chǎn)的勘查工作帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇[4]。

3.2 地球化學(xué)勘查技術(shù)

地球化學(xué)勘查技術(shù)主要是用巖石和礦體的化學(xué)性質(zhì),發(fā)現(xiàn)其化學(xué)異常來(lái)尋找礦床[5]。目前,發(fā)展較快的地球化學(xué)勘查技術(shù)是深穿透法,勘查金屬礦產(chǎn)的方法主要是金屬活動(dòng)態(tài)測(cè)量法,金屬活動(dòng)態(tài)測(cè)量法主要指借助水、活性炭等物體測(cè)定存在于地表淺部的各種活動(dòng)態(tài)金屬,目前,在我國(guó)安徽省江北運(yùn)積物覆蓋區(qū)進(jìn)行了試驗(yàn),在勘測(cè)金礦上成效顯著。

3.3 遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)

遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)主要是利用高光譜遙感獲取光譜影像數(shù)據(jù)[6]。主要是發(fā)揮光譜微分、匹配、分解、分類(lèi)等技術(shù)在地質(zhì)調(diào)查中的作用,例如,航空71波段高光譜儀曾對(duì)我國(guó)張家口地區(qū)的巖石進(jìn)行了識(shí)別研究。此外,遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)在銅、鋅、鉛等金屬礦產(chǎn)勘查中也有運(yùn)用。

4 案例分析

以八家子銀鉛鋅礦床為例,對(duì)煤田勘探中的金屬礦產(chǎn)勘查進(jìn)行分析,該礦區(qū)主要是運(yùn)用可控源音頻大地電磁法對(duì)金屬礦產(chǎn)進(jìn)行探測(cè)。該礦山包括紅旗、北山、爐溝、冰溝和東風(fēng)5個(gè)礦區(qū)[7]。由于,該礦山開(kāi)采年限已久,礦產(chǎn)資源開(kāi)采力度過(guò)大,地表淺部所蘊(yùn)含的礦產(chǎn)資源已近枯竭,所以只能深部開(kāi)采礦體,具體勘查步驟如下:

(1)運(yùn)用頻譜激電法對(duì)礦區(qū)進(jìn)行勘探,發(fā)現(xiàn)礦體異常特征比較明顯,確定勘測(cè)地點(diǎn)；

(2)運(yùn)用可控源音頻大地電磁法,在礦區(qū)布置綜合剖面,(見(jiàn)圖1),開(kāi)展探測(cè)工作,并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的處理分析；

(3)結(jié)果發(fā)現(xiàn),在F12斷層中發(fā)現(xiàn)礦體異常特征,380～383 m處發(fā)現(xiàn)了鉛、鋅礦體。

圖1 紅旗礦段可控源音頻大地電磁斷面圖

5 結(jié)束語(yǔ)

煤田中含有十分豐富的金屬礦產(chǎn)資源,科學(xué)的布置煤田勘探工程,了解其布置原則和布置形式,注重對(duì)鍺、鎵、鈾以及釩等常用性金屬的開(kāi)采,加強(qiáng)地球物理勘查、地球化學(xué)勘查、遙感地質(zhì)調(diào)查等技術(shù)的有效利用,對(duì)中國(guó)金屬工業(yè)發(fā)展具有重要意義。本文對(duì)煤田勘探中的金屬礦產(chǎn)勘查相關(guān)問(wèn)題做了初步探討,為類(lèi)似煤田中的金屬礦產(chǎn)勘查提供參考。

[1]姜志剛.煤田勘探中的金屬礦產(chǎn)勘查研究[J].能源與節(jié)能, 2014,07(2):77,104.

[2]王金香,李文明,亓宏兵,等.金屬礦產(chǎn)勘查中新技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)科技博覽,2012,09(22):329-329.

[3]高志剛.試論煤田勘探中的金屬礦產(chǎn)勘查[J].地球,2013,11 (6):117-117.

[4]余存林,徐 永,杜建軍.等.煤田勘探中不要忽視對(duì)金屬礦產(chǎn)的勘查評(píng)價(jià)[J].西部資源,2013,12(1):113-114.

[5]辛福成,辛 良,黃福學(xué),等.地球化學(xué)勘查方法在多金屬礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用[J].地質(zhì)與資源,2011,16(2):130-133,140.

[6]陳永清,夏慶霖.金屬礦產(chǎn)勘查技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2012,17(3):540-550.

[7]王全明,葉天竺,王保良,等.我國(guó)主要金屬礦產(chǎn)勘查工作特點(diǎn)及對(duì)當(dāng)前勘查工作的啟示[J].地質(zhì)與勘探,2010,41(2):1-5.

2015-03-12)

席書(shū)娜(1983-)，女，河南西平縣人，工程師，碩士，研究方向?yàn)榈刭|(zhì)礦產(chǎn)及煤田勘探類(lèi)，Email:543800337＠qq.com。