深部礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查基本理論與技術(shù)方法研究

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四一四隊(duì)，湖南 益陽(yáng) 413000）

近年來(lái)隨著礦產(chǎn)開(kāi)采的力度不斷增加，浮于地表的淺礦越來(lái)越少，其能夠開(kāi)采出來(lái)的礦量也越來(lái)越低。在這種趨勢(shì)的選擇下，勘查深部礦產(chǎn)，推進(jìn)深部地質(zhì)找礦技術(shù)快速發(fā)展起來(lái)。對(duì)深部礦產(chǎn)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查來(lái)了解深層礦產(chǎn)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，目的是勘探深部隱伏礦、半隱伏礦。由于某些探查技術(shù)的探測(cè)深度和探測(cè)精度達(dá)不到想要的要求，深部找礦比淺部找礦難度更大。現(xiàn)存的深部采礦技術(shù)抗干擾能力差，難以在地表探測(cè)到地質(zhì)深處的隱伏資源。在分析了深部礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種適合當(dāng)前地質(zhì)勘查及深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)，對(duì)提升技術(shù)水平和增加開(kāi)采量都有實(shí)用價(jià)值。

1 深部礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查理論研究

我國(guó)的礦產(chǎn)資源在全國(guó)各地區(qū)都有分布。由于成礦地質(zhì)背景不同，區(qū)域在地質(zhì)成礦歷史過(guò)程中的積累也有所不同。針對(duì)深部礦產(chǎn)資源的開(kāi)采，首先要了解該區(qū)域的礦產(chǎn)分布位置以及成礦原因[1]。例如，分析礦產(chǎn)是在地槽還是在地臺(tái)區(qū)，主要分布在板內(nèi)還是板緣；了解地質(zhì)歷史過(guò)程中構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的規(guī)模、類(lèi)型和期次以及對(duì)成礦的作用。以期對(duì)該地區(qū)的礦產(chǎn)量和礦產(chǎn)類(lèi)型有初步了解。

（1）礦產(chǎn)成因：對(duì)形成礦產(chǎn)的地質(zhì)事件或作用進(jìn)行分析?？傮w來(lái)說(shuō)礦床有二大類(lèi)成因：巖漿熱液成因和沉積變質(zhì)成因。不同成因的礦從宏觀看，礦石的巖性和結(jié)構(gòu)都有不同；從微觀分析，礦物成分、化學(xué)成分的定量分析數(shù)據(jù)也會(huì)有很大差別。

（2）控礦因素：礦床的形成和分布主要受巖性因素控制、構(gòu)造因素控制，具體可以通過(guò)詳細(xì)研究已知礦體的賦存位置和空間分布特征進(jìn)行確定。

2 深部礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查方法設(shè)計(jì)

2.1 建立地質(zhì)調(diào)查模型

首先依據(jù)深部礦產(chǎn)地區(qū)的數(shù)據(jù)資料作為基礎(chǔ)，建立地質(zhì)調(diào)查模型。例如開(kāi)采年份、開(kāi)采量或剩余礦量等數(shù)據(jù)按照格式進(jìn)行范化處理，建成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)[2]。并綜合研究深礦地質(zhì)調(diào)查的數(shù)據(jù)結(jié)果。調(diào)查的數(shù)據(jù)信息越豐富，也就意味著所在區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)越復(fù)雜，就越能全面的認(rèn)知所調(diào)查區(qū)域的地質(zhì)。深礦地質(zhì)調(diào)查的主要包括深探地質(zhì)的框架，了解成礦模式原因以及開(kāi)采方向等內(nèi)容。結(jié)合利用地質(zhì)調(diào)查所得到的主要數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行建模，得到微觀與宏觀相結(jié)合的地質(zhì)實(shí)體模型，建模流程如圖1所示。

圖1 建模流程

按照?qǐng)D1的流程，通過(guò)對(duì)區(qū)域進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、典型礦床勘查、地球物理探測(cè)、地球化學(xué)探測(cè)和地質(zhì)遙感解譯，得到一系列數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行集成建庫(kù)，=最終得到地質(zhì)調(diào)查模型。

2.2 確定礦產(chǎn)種類(lèi)

目前地表新發(fā)現(xiàn)的巖脈，地質(zhì)調(diào)查程度只有預(yù)查級(jí)別，深部礦產(chǎn)的開(kāi)發(fā)潛力很大，但具體的開(kāi)采前景、深藏礦量、隱伏和半隱伏的盲礦脈的數(shù)量都還沒(méi)有準(zhǔn)確的定論。從金屬礦產(chǎn)的角度，總結(jié)成因機(jī)制，開(kāi)展典型礦床成礦規(guī)律研究，建立成礦模式，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查模型尋找深部礦產(chǎn)。通過(guò)對(duì)礦藏演變方向以及礦藏富集區(qū)的判斷，利用地球化學(xué)探測(cè)、遙感探測(cè)等多種手段相結(jié)合，對(duì)深部含礦地質(zhì)體逐層檢測(cè)[3]，使探測(cè)立體化，為鉆探驗(yàn)證提供資料和技術(shù)支持。

2.3 引入遙感技術(shù)

在深部礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中應(yīng)用遙感技術(shù)主要是針對(duì)地形險(xiǎn)峻的無(wú)人區(qū)域。提高遙感技術(shù)的分辨率進(jìn)行綜合處理，提出識(shí)別標(biāo)志。首先確定需要進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查的區(qū)域范圍，利用遙感技術(shù)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行探測(cè)，然后將得到的信息與地區(qū)波譜進(jìn)行對(duì)照。遙感技術(shù)應(yīng)用方式為：首先建立GPS系統(tǒng)以及遙感系統(tǒng)，然后通過(guò)遙感系統(tǒng)，對(duì)照地區(qū)礦物的波譜特征，分析深部礦產(chǎn)的輻射能數(shù)據(jù)，最終通過(guò)對(duì)照數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)確定礦產(chǎn)的位置和種類(lèi)。針對(duì)工作程度比較高的區(qū)域，利用遙感技術(shù)來(lái)勘探的地質(zhì)體，得到典型礦物的輻射能模型，對(duì)多源遙感數(shù)據(jù)信息進(jìn)行優(yōu)化，初步提升了深部礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查的速度，為深部礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查提供了便利。

3 實(shí)驗(yàn)

為了測(cè)試本文設(shè)計(jì)的方法能夠有效運(yùn)行，選擇某一區(qū)域作為調(diào)查對(duì)象，分別用傳統(tǒng)方法和本文設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行深部礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查，結(jié)果如表1：

表1 探測(cè)結(jié)果

由表1可知，在探測(cè)深度、探測(cè)速率以及探測(cè)精度三個(gè)方面來(lái)對(duì)比，本文設(shè)計(jì)的方法均優(yōu)于傳統(tǒng)方法，探測(cè)深度更深，探測(cè)速率更快，探測(cè)更精確。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)采礦技術(shù)的發(fā)展大大增加了淺礦區(qū)的開(kāi)采度，深部礦產(chǎn)的開(kāi)采潛能依然很大。但目前由于技術(shù)原因，我國(guó)深部礦產(chǎn)資源的探礦深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到開(kāi)采要求，為了實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源開(kāi)采的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)深部礦產(chǎn)的地質(zhì)調(diào)查和技術(shù)開(kāi)發(fā)的優(yōu)化是勢(shì)在必行的。本文設(shè)計(jì)的地質(zhì)調(diào)查方法配以鉆探驗(yàn)證，對(duì)深部礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查的基本理論開(kāi)展研究，設(shè)計(jì)了深部探測(cè)技術(shù)，建立地質(zhì)調(diào)查模型，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并集成建庫(kù)，確定礦產(chǎn)種類(lèi)，最終引入遙感探測(cè)技術(shù)，取得了新的進(jìn)展，指明了我國(guó)深部礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查的新方向。