礦產(chǎn)勘查中勘查地球化學(xué)新方法的應(yīng)用

鄧興智 戴竹

（湖北省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì) 湖北黃岡 438000）

礦產(chǎn)勘查中勘查地球化學(xué)新方法的應(yīng)用

鄧興智 戴竹

（湖北省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì) 湖北黃岡 438000）

目前獲取礦產(chǎn)信息的重要手段當(dāng)屬勘查地球的關(guān)鍵化學(xué)方法了，勘查地球化學(xué)在現(xiàn)階段已經(jīng)在礦產(chǎn)勘查工作中取得了較為顯著的成效。其主要方法包括電地球化學(xué)法、地氣法、熱釋汞法、構(gòu)造疊加暈法、金屬活動(dòng)態(tài)測(cè)量及酶提取法等找礦新方法。而以上每一種化學(xué)新方法都會(huì)在不同的范圍內(nèi)發(fā)生作用，所以在實(shí)際操作中需要同物探、遙感、地質(zhì)等方法相配合，并結(jié)合具體的地理環(huán)境，使得在使用勘查地球化學(xué)方法時(shí)取得更好效果。

礦產(chǎn)勘查；勘查地球；化學(xué)；新方法

1 引言

在我國，目前的資源形勢(shì)變得日益嚴(yán)峻，有高達(dá)幾十種的典型礦產(chǎn)的儲(chǔ)量消耗速度在不斷增加，并超過了儲(chǔ)量的增長速度，另外，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展還處于中高速的增長階段，所以由此引發(fā)的礦產(chǎn)資源需求也呈上漲趨勢(shì)，這也就要求勘查程度要隨之提高，而目前的形勢(shì)是找礦難度已經(jīng)大幅度增加。所以，加強(qiáng)礦產(chǎn)資源勘查以期尋求找礦的重大突破是能夠在最大程度上提高礦產(chǎn)資源保障程度的重要途徑。

在國內(nèi)外的相關(guān)實(shí)踐中證明，在礦產(chǎn)勘查工作中使用勘查地球化學(xué)方法能讓工作效率得到進(jìn)一步提升，并且是目前被證實(shí)相當(dāng)有效的技術(shù)手段之一。加上近年來，通過對(duì)基礎(chǔ)理論學(xué)科和高精度、高靈敏度分析測(cè)試技術(shù)的運(yùn)用，使得地球物質(zhì)中新的、過去未曾被注意到層面上的研究得到進(jìn)一步的發(fā)展，地球氣、納米態(tài)活動(dòng)金屬等逐漸被發(fā)現(xiàn)。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)，隨著越來越多的類似研究的開展，更多的尋找隱伏礦床的方法和技術(shù)被探索出來，并且取得了有突破性的效果。在這個(gè)背景下，本文先是對(duì)前人的研究成果進(jìn)行了簡要的概括，然后針對(duì)已有的研究成果上再對(duì)我國勘查地球化學(xué)新方法的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用效果進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述，并針對(duì)問題建設(shè)性的提出了幾點(diǎn)建議。

2 勘查地球化學(xué)新方法

2.1 熱釋汞找礦方法

該方法是在傳統(tǒng)土壤汞氣測(cè)量的基礎(chǔ)上改良的新技術(shù)。其理論基礎(chǔ)是運(yùn)用了汞及其化合物特有的地球化學(xué)性質(zhì)。首先汞及其化合物具有很高的蒸汽壓和較強(qiáng)的穿透力并能深入地下高達(dá)幾千米上升。再者，汞屬于親硫元素中較為典型的一種，能伴隨在內(nèi)生成礦作用下，可能會(huì)較為相似的形式混入到其他的硫化物中，從而分散汞的高度狀態(tài)。所以土壤汞如果呈現(xiàn)異常狀況那么往往就指示著隱伏斷裂構(gòu)造的存在。但是目前隨著資料的不斷積累和應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，尤其是斷裂構(gòu)造帶和地震預(yù)報(bào)的大量資料的廣泛應(yīng)用，引起了人們對(duì)這種方法的效果有不同的看法。它的工作原理是將在野外直接抽取的土壤中的汞蒸汽進(jìn)行進(jìn)一步的加工，使之變成野外采集土壤的樣品，然后陰干樣品、再進(jìn)行初步加工后，對(duì)土壤利用熱釋爐按適當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)行加熱，使其中呈某些化合態(tài)或者吸附態(tài)的汞氣進(jìn)行釋放，然后再利用吸收型測(cè)汞儀來測(cè)定原子的汞濃度，針對(duì)測(cè)定的結(jié)果來判斷未知剖面和已知剖面與的汞異常，從而由此來確定盲礦。該法的最大優(yōu)點(diǎn)是具有針對(duì)性，能夠?qū)⒁巴庵苯訌耐寥乐谐槿」瘹膺^程中的類似于土壤濕度差異、季節(jié)性溫度差異等其他干擾因素排除在外，所以擁有更加良好的找礦效果。這種方法的測(cè)量重現(xiàn)性好，并且操作簡便，具有較高的功效，目前運(yùn)用在各類厚層覆蓋區(qū)和不同成因類型的有色、貴金屬礦床中，并且都收到了良好的反響。

2.2 電地球化學(xué)法

電地球化學(xué)法的使用基本原理是深部的隱伏礦或者盲礦在通過電化學(xué)溶解后在礦體周圍形成離子暈，并與此相關(guān)的成礦元素及伴生元素在地氣、地下水運(yùn)動(dòng)等一些自然營力的影響下遷到近地表上，然后賦存于多種形態(tài)下保存下來。與之聯(lián)系的金屬離子通過人工電場(chǎng)而發(fā)生了作用發(fā)從而引起了平衡上的變化，金屬陽離子通過電場(chǎng)向陰極移動(dòng)，然后形成電解物。將這些在電極上吸附的電解物進(jìn)行收集并分析就能夠發(fā)現(xiàn)與礦有關(guān)的異常金屬離子，然后進(jìn)一步尋找到找礦和評(píng)價(jià)的目的。

2.3 構(gòu)造疊加暈法

巖石地球化學(xué)方法從20世紀(jì)50年代發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成了目前地球化學(xué)找礦的最主要方法之一，并且在找隱伏礦床方面的研究更為成熟。前蘇聯(lián)使用構(gòu)造疊加暈法來預(yù)測(cè)深部盲礦體取得了84%以上的成功率。20世紀(jì)末期，李惠等學(xué)者在原生暈找盲礦的理論基礎(chǔ)上根據(jù)熱液成因礦床成礦的相關(guān)特點(diǎn)，經(jīng)過進(jìn)一步的研究終于發(fā)現(xiàn)了構(gòu)造疊加暈找盲礦的方法。這一方法解釋了過去不能用一般原生暈理論解釋的原生暈軸向“反分帶”、“反?！?，并且還創(chuàng)造性的將“地化參數(shù)軸向轉(zhuǎn)折”、“前尾暈共存”以及“反分帶”等無跡可尋的異常現(xiàn)象變成了尋找盲礦是否存在的重要標(biāo)志。并通過研究陜西、內(nèi)蒙、小秦嶺、河北、山西等幾十個(gè)典型金礦床來進(jìn)一步證實(shí)了構(gòu)造疊加暈?zāi)Ｊ降目茖W(xué)性和實(shí)用性，概括性的總結(jié)了疊加結(jié)構(gòu)的理想模式和盲礦預(yù)測(cè)準(zhǔn)則。其是根據(jù)不同成礦階段的元素組合來進(jìn)行研究、在成礦的不同階段中，其所形成礦體（暈）的軸向分帶也是有規(guī)律性的，建立礦區(qū)內(nèi)已知礦床的巖石地球化學(xué)異常模式和疊加暈找礦模型，進(jìn)而對(duì)礦區(qū)深部及外圍的未知區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè)。但是需要注意的是，在現(xiàn)實(shí)情況中使用的時(shí)候要結(jié)合未知礦區(qū)疊加暈的特點(diǎn)，尤其是前、尾暈特征指示元素及其在軸向上的濃度變化規(guī)律來分辨非主要成礦階段和主要成礦階段的形成特點(diǎn)，這能夠從本質(zhì)上直接的區(qū)分礦異常與非礦異常。但是需要注意是，現(xiàn)在如果只尋求統(tǒng)計(jì)的方法來進(jìn)行建模那會(huì)在現(xiàn)實(shí)的找礦工作中收到較大的局限性。

2.4 金屬活動(dòng)態(tài)測(cè)量法

金屬活動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)是根據(jù)金屬，尤其是金，以微細(xì)粒而非離子狀態(tài)為主要呈現(xiàn)方式而存在的以新概念為基礎(chǔ)而研發(fā)的。該方法具有靈敏度高、探測(cè)深度大、抗干擾能力強(qiáng)、找礦效果顯著等特點(diǎn)。目前許多學(xué)者都認(rèn)同這樣的觀點(diǎn)，即金屬離子、超微細(xì)粒金屬或化合物在金屬礦床本身及其圍巖中大量存在著，而這些物質(zhì)會(huì)在某種地質(zhì)營力，比如電場(chǎng)、地氣流等作用下遷移至地表。而地氣則是影響厚層運(yùn)積物覆蓋區(qū)和后來沉積巖或火山巖蓋層區(qū)的決定性因素。

3 認(rèn)識(shí)與建議

以上是針對(duì)目前存在及運(yùn)用較多的勘查地球化學(xué)新方法的應(yīng)用現(xiàn)狀和地質(zhì)效果的評(píng)價(jià)分析，由此我們可以得出勘查地球化學(xué)新方法的以下特點(diǎn)：效率高、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、見效快和受覆蓋層限制較小等，并且比起物探方法來說，其更具有直接性。同時(shí)也需注意到的是，本文介紹的幾種化學(xué)方式都有其不同的適用范圍，在礦種、景觀條件、勘查階段都不同的情況下其適用范圍肯定也各有不同。比如在已知礦體深部尋找盲礦體或第二個(gè)礦體富集帶或者在礦區(qū)基巖出露較好的地區(qū)就適合利用原生暈-構(gòu)造疊加暈的方法來找礦。而能夠有效揭示深部異常的的電地球化學(xué)法則適用于對(duì)于被厚層外來運(yùn)積物（黃土、沖積層、戈壁）覆蓋的地區(qū)等。所以說，在實(shí)際操作中一定要因地制宜，根據(jù)不同的情況來選擇合適的方法?？偠灾?，礦產(chǎn)勘查工作是一項(xiàng)既復(fù)雜又系統(tǒng)的工程，不可能滿足于任何一種單純或單一的化探方法的解釋。

所以，通過本文的闡述就告訴我們?cè)趯?shí)際的勘查工作中，首先是要做好思想上的工作，重視對(duì)化探方法與地質(zhì)、遙感、物探等方法的綜合應(yīng)用，各盡其才，各自發(fā)揮其特長和優(yōu)勢(shì)，從而做好充分的準(zhǔn)備來克服操作過程中可能出現(xiàn)的多解性。除此之外，不同的礦床類型和成礦條件都會(huì)在不同程度上影響到找礦標(biāo)志和指示元素，所以，在使用這些方式時(shí)必須要結(jié)合具體礦區(qū)的地質(zhì)背景，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行有針對(duì)性的對(duì)地質(zhì)進(jìn)行研究。

目前，我國的勘查地球化學(xué)方法理論與技術(shù)得到了不斷成熟和完善的發(fā)展，并在礦產(chǎn)勘查的應(yīng)用中發(fā)揮著越來越重要的作用，希望隨著更多的研究使其技術(shù)能夠在地?zé)?、地震預(yù)報(bào)、環(huán)境和其它一些研究領(lǐng)域中也能發(fā)揮重要的作用。

[1]王學(xué)求.礦產(chǎn)勘查地球化學(xué)：過去的成就與未來的挑戰(zhàn)[J].地學(xué)前緣，2003，10（1）：239.

[2]劉崇民.金屬礦床原生暈研究進(jìn)展[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2006，80（10）：1529.

[3]李惠，張國義，禹斌，等.20世紀(jì)冶金地質(zhì)化探工作十大創(chuàng)新成果[J].地質(zhì)找礦論叢，21（增刊）：125.

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A

1004-7344（2016）14-0183-02

2016-5-3