深部及隱伏礦床的地球化學(xué)勘查方法研究

宋 超

（河北省地球物理勘查院，河北 廊坊 065000）

礦產(chǎn)資源隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展而日益緊缺。通過(guò)現(xiàn)有研究資料及成果可知，我國(guó)近一半的有色金屬礦石將面臨關(guān)閉的局面或已經(jīng)關(guān)閉。所以地表礦、淺部礦和易識(shí)別礦將不再作為礦產(chǎn)勘探的主要方向。隱伏礦、深部礦、難識(shí)別礦將成為今后礦產(chǎn)勘探主要方向[1]。礦床形成、控礦因素、礦床分布規(guī)律等信息有助于降低礦產(chǎn)勘探的難度，所以這些方式已經(jīng)成為目前礦產(chǎn)勘探的重要方法。

1 理論依據(jù)

深部礦和隱伏礦未開(kāi)勘探工作的理論依據(jù)主要有以下幾點(diǎn)。

（1）地下一定程度可以為成礦提供有利的空間。通過(guò)對(duì)成礦理論進(jìn)行分析我們可知，地下5-10千米范圍內(nèi)是成礦的有利空間。地殼內(nèi)外動(dòng)力的復(fù)合場(chǎng)就存在這個(gè)范圍內(nèi)的空間里，所以這部分空間會(huì)產(chǎn)生大量的巖漿、熱液礦床。并且這部分空間也是多種成礦要素突變的轉(zhuǎn)折帶。

（2）目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)仍然存在大量未經(jīng)開(kāi)采的深部及隱伏礦床。國(guó)內(nèi)金屬礦山其開(kāi)采深度多在300m左右，1000m深度的金屬礦山也屈指可數(shù)。但是國(guó)外的金屬礦山開(kāi)采深度能夠達(dá)到1500m，并且是平均數(shù)值。3000m以上的礦山也不在少數(shù)。

（3）我國(guó)尋找深部及隱伏礦床的條件十分良好。我國(guó)的大型礦集區(qū)大多處于成礦地質(zhì)條件優(yōu)越的地區(qū)。并且這部分地區(qū)大多數(shù)都已經(jīng)完成或正在進(jìn)行綜合地質(zhì)勘探評(píng)價(jià)工作。這都為后續(xù)礦產(chǎn)開(kāi)采及研究提供了良好的資料。

（4）目前我國(guó)深部及音符礦床的勘探開(kāi)采技術(shù)日益成熟。過(guò)去由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)等因素的制約，我國(guó)絕大多數(shù)礦山很難開(kāi)采500m以下的礦產(chǎn)。而目前的技術(shù)，開(kāi)采500-1000m處的礦產(chǎn)已經(jīng)具有可行性。

2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展史

地球化學(xué)勘查找礦技術(shù)在國(guó)內(nèi)外范圍內(nèi)大致經(jīng)歷四個(gè)發(fā)展階段，具體如下：

（1）1950年椅子安，礦產(chǎn)勘探主要通過(guò)肉眼觀察來(lái)進(jìn)行辨別。水系趁機(jī)測(cè)量和土壤測(cè)量也是主要勘探手段。當(dāng)發(fā)現(xiàn)土壤中的化學(xué)組分出現(xiàn)異常時(shí)，再通過(guò)淺井或探槽對(duì)礦體進(jìn)行進(jìn)一步勘探。

（2）1950-1970年這段時(shí)期，人們對(duì)地球化學(xué)勘查范圍有著質(zhì)的飛躍。找礦的工作效率也日益提升。各個(gè)國(guó)家在根據(jù)當(dāng)時(shí)成礦理論的引導(dǎo)下紛紛加強(qiáng)了礦產(chǎn)勘探工作，隨之而來(lái)的是新礦床被不斷發(fā)現(xiàn)。而原子吸收技術(shù)的發(fā)明與日益成熟，促使地球化學(xué)找礦的效率日益提升。半出露盲礦已經(jīng)成為各國(guó)礦床的尋找對(duì)象。

（3）1970-1990年間，通過(guò)各種找礦方法的不斷應(yīng)用，各國(guó)均積累的大量的地質(zhì)數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，各國(guó)也紛紛分析總結(jié)出了不同類型礦床的對(duì)應(yīng)模式。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在地質(zhì)勘探上的廣泛應(yīng)用，數(shù)字化和定量化已經(jīng)成為當(dāng)時(shí)找礦的找礦方向?？碧秸咭罁?jù)當(dāng)時(shí)現(xiàn)有的成礦理論，以找礦綜合模式的思路在未知區(qū)域進(jìn)行礦產(chǎn)資料收集工作，并通過(guò)相應(yīng)的模式對(duì)礦產(chǎn)賦存情況進(jìn)行預(yù)測(cè)和擬合。對(duì)于礦產(chǎn)預(yù)測(cè)來(lái)說(shuō)，依靠全新的方法技術(shù)和理論進(jìn)行礦產(chǎn)實(shí)際探測(cè)為其提供了全新的理論依據(jù)以及地質(zhì)數(shù)據(jù)。

（4）1990年至今，礦產(chǎn)勘探已經(jīng)步入信息找礦期。由于淺層礦被開(kāi)采消耗殆盡，其找礦難度也明顯增加。隨著而來(lái)的是找礦方法如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)，勘探深度也有了明顯的加深，得到的地質(zhì)信息也成倍的增加，礦產(chǎn)勘探人員于可研人眼就可以通過(guò)得到的地質(zhì)信息進(jìn)行更深層次的研究，與之而來(lái)的是推斷解釋不確定性的成倍增加。隨著可研人員采用高新技術(shù)以及結(jié)合其他學(xué)科進(jìn)行地質(zhì)勘探的綜合研究，成礦作用被越來(lái)越多的科研人員從巖石圈、地殼甚至宇宙演變過(guò)程來(lái)考慮。

在這個(gè)時(shí)期內(nèi)，微觀、超微觀獲得信息或間接找礦為主的勘查地球化學(xué)找礦方式逐漸被舍棄，取而代之的是直接找礦的方式。而這種轉(zhuǎn)變的一大重要影響因素則是勘查地球化學(xué)方法其靈敏度和探測(cè)深度的提高。

3 地球化學(xué)技術(shù)與方法

3.1 傳統(tǒng)地球化學(xué)方法

（1）巖石地球化學(xué)測(cè)量。通過(guò)測(cè)量巖石中某種元素的分布模式的地球化學(xué)勘查方法叫做巖石地球化學(xué)測(cè)量。習(xí)稱原生暈測(cè)量。礦體在礦石結(jié)晶沉淀過(guò)程中，圍巖與礦體同時(shí)形成一種原生的分散模式叫做礦床原生暈。這是一種通過(guò)研究礦體原生分散模式進(jìn)行勘查的找礦手段。

（2）土壤地球化學(xué)測(cè)量。對(duì)土壤中含有的微跡元素的分布特征及含量進(jìn)行系統(tǒng)的分析測(cè)量，并發(fā)現(xiàn)各類與成礦有關(guān)的各種次生異常的手段既是土壤地球化學(xué)測(cè)量。對(duì)于發(fā)現(xiàn)覆蓋區(qū)風(fēng)化淋濾型礦床和隱伏礦長(zhǎng)的效果十分顯著。由于我國(guó)中低山及丘陵地區(qū)其地表覆蓋不厚，地表成壤作用也不強(qiáng)，所以雖然地表酥松風(fēng)化物會(huì)發(fā)生表生氧化作用，但是仍然具有原巖基本的原始結(jié)構(gòu)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，尤其是在西部高寒山區(qū)或基巖半裸露、裸露的地區(qū)，土壤中原始流失分散的情況不嚴(yán)重。但是地表嚴(yán)重污染的地區(qū)不適合用土壤地球化學(xué)測(cè)量方法。

3.2 非傳統(tǒng)地球化學(xué)方法

（1）氣體地球化學(xué)測(cè)量。通過(guò)可研人員大量的研究，很多金屬礦床所在區(qū)域上方的氣體都存在異常，而這些異?？裳袨閷ふ疑畈康V化并指示礦床所在位置提供有效的深度信息。所以，通過(guò)檢測(cè)不同區(qū)域的氣體的各個(gè)元素的含量，可以有效發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厮x存的礦類資源。目前氣體地球化學(xué)方法已經(jīng)被找礦、水文勘測(cè)等行業(yè)廣泛運(yùn)用。

（2）地氣測(cè)量。20世紀(jì)80年代，地氣測(cè)量作為一種全新的深部隱伏礦床尋找方法被推行出來(lái)。由于不同地質(zhì)體和在不同地質(zhì)作用下會(huì)排除不同的氣體，這些氣體在壓力、溫度、濃度等因素的影響下，隨著細(xì)微的氣泡、氣流由深部向地表遷移，而底漆測(cè)量法就是通過(guò)測(cè)量這些由地下上升散發(fā)出的氣體中含有的痕量物質(zhì)來(lái)了解深部底層信息。觀察結(jié)果不受巖石類型等表生因素影響是其優(yōu)點(diǎn)，但是該方法異常的重現(xiàn)性很難達(dá)到目前的要求。

（3）地電地球化學(xué)測(cè)量。地電化學(xué)方法是在外加電場(chǎng)的作用下，將呈活動(dòng)態(tài)的金屬離子直接采集隱伏礦體上方土壤或遷移到指定電極等介質(zhì)，并通過(guò)測(cè)試傳感器中接受到的各個(gè)金屬的含量，并對(duì)土壤離子電導(dǎo)率進(jìn)行分析測(cè)量，從測(cè)量結(jié)果中分析有礦體有關(guān)的異常，從而發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源。

4 結(jié)語(yǔ)

礦產(chǎn)資源隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展日益緊缺。所以，我國(guó)未來(lái)礦產(chǎn)開(kāi)采將往深部及隱伏礦床方向發(fā)展。由于礦產(chǎn)勘測(cè)環(huán)境以及找礦的方向發(fā)生改變，相應(yīng)的勘查技術(shù)、思路也應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，才能保證勘查工作的效率與效果。并且，勘查人員還應(yīng)該綜合其他的勘查方法，不斷提高礦體勘查精度。