準噶爾盆地淺覆蓋區(qū)淺鉆化探找礦方法探索

肖艷東 孟貴祥 范僥

摘 ? 要： 通過拉伊克勒克典型淺覆蓋區(qū)淺鉆化探成果，介紹了淺鉆化探工作方法和取得的試驗研究成果，顯示該方法有效，經濟可行，效率較高，操作簡便，充分證明了淺鉆化探技術在準噶爾干旱荒漠淺覆蓋區(qū)是有效的找礦手段。

關鍵詞：準噶爾盆地;干旱荒漠淺覆蓋區(qū);淺鉆化探

目前我國基巖出露區(qū)、半出露區(qū)已基本完成區(qū)域地質礦產調查工作。覆蓋區(qū)找礦作為深部探測找礦的一部分，顯示出了較大的找礦空間。我國淺覆蓋區(qū)地質找礦工作及方法研究起步較晚，2000年以后在內蒙、青海等主要省份淺覆蓋區(qū)開展了地球化學測量方法技術研究，總結了淺覆蓋區(qū)地球化學特征，對找礦工作具指導意義[1-3]。

新疆淺覆蓋區(qū)主要有干旱荒漠、中低山草甸等淺覆蓋區(qū)，尤其是近幾年在干旱荒漠淺覆蓋區(qū)發(fā)現了多處中-大型銅多金屬礦床（如：路北銅鎳礦、拉伊克勒克銅鐵礦等），表明淺覆蓋區(qū)具較好的礦床保存條件和易于發(fā)現中-大型的隱伏礦床，同時也說明淺覆蓋區(qū)將成為隱伏礦產資源調查的重要方向之一。本文通過拉伊克勒克干旱荒漠淺覆蓋區(qū)淺鉆化探勘查，進一步探討淺鉆化探技術方法及試驗探索研究成果，為淺覆蓋區(qū)地質勘查提供技術支撐，有效指導淺覆蓋區(qū)地質找礦。

1 ?淺鉆化探技術

1.1 ?淺鉆方法的原理

在干旱荒漠淺覆蓋區(qū)，可采用車載空氣反循環(huán)取樣鉆探（沙駝150b）方法，有效提高淺覆蓋區(qū)地質勘查工作效率。該方法是將壓縮空氣、水作為沖洗介質，從鉆桿中心通道送至孔底，在向下鉆進過程中，高壓水霧對孔壁進行噴護，起到護壁效果，防止塌孔及雜質掉入;高壓空氣攜帶巖粉從鉆桿與孔壁之間高速返回地表，并通過樣品采集器進行收集的鉆進方法（圖1），以滿足淺鉆施工要求[4-8]。

1.2 ?分層鉆進技術

①松散易掉塊地層采用優(yōu)質鈉基質鉆井液開孔護壁，視返出巖屑樣泥質成分的含量調整鉆井液量，使其形成泥皮達到護孔目的，在易坍塌部位重點護壁;②膠結泥巖、潮濕覆蓋層采用三葉及復合片鉆頭，配合無固相優(yōu)質鉆井液快速通過后換普通沖擊鉆頭鉆至目的層，取得合格巖屑樣;③鉆進至含水層位時，裝備一臺普通巖心鉆機，換大一徑鉆頭跟管鉆穿含水層位，使之與水隔離后換金剛石雙管取心鉆具鉆至目的層，取出完整巖心;④在鉆進遇裂隙、難鉆進地層，采取擴孔后下入技術套管密閉孔壁，使壓縮空氣無漏失，完成底部取樣工作。

1.3 ?目的層識別技術

鉆機操作人員在鉆進時，應仔細觀察鉆進進尺快慢和鉆機負荷、聲音，到達基巖層時，鉆機鉆進變慢，負荷較大，聲音表現為“嘎達嘎達”;通過與現場地質人員交流、分析，詳細觀察排出取樣器的巖屑顏色，顆粒磨圓程度，進而判斷是否到達目的層。覆蓋層與下伏基巖的區(qū)別是第四系松散堆積物顏色較復雜，顆粒磨圓程度較好，大小分選較差;古近—新近系泥砂巖顏色雖單一、顆粒無磨圓、大小均一，但巖石顏色多為土紅色、灰綠色，質地均較軟，水中浸泡后大都呈泥水。基巖層巖屑顏色較單一、顆粒磨圓程度較差，且大小較均一，巖屑致密，水中浸泡大都無變化。

1.4 ?取樣技術

淺鉆采用樣品收集器進行采集，樣品按照出孔順序以鉆進0.5 m為間隔，在鉆進的同時連續(xù)收集樣品，樣品盆按從上到下的順序連續(xù)擺放，直至基巖（其中基巖鉆進1.5 m停止鉆進）。在完成樣品編錄（基巖樣）后，對基巖樣過篩縮分、裝袋、稱重后進行分析測試，同時人工挑選粒度較大的巖塊送至實驗室進行拼貼，達到巖礦鑒定需求（圖2）。

2 ?淺鉆化探試驗

2.1 ?淺鉆效果

2.1.1 ?淺鉆效率

通過拉伊克勒克典型礦區(qū)淺鉆化探工作，僅一個工作日，鉆機施工10個淺孔，總進尺達173 m，施工時間7.5 h，鉆機平均每分鐘進尺達0.5 m（表1），施工速率較高，合格率100%，滿足施工進度要求。

2.1.2 ?淺鉆工程質量

根據《巖石地球化學測量技術規(guī)程》和《淺層取樣鉆探技術規(guī)程》一般要求和樣品收集編錄要求，拉伊克勒克典型覆蓋區(qū)各鉆孔取樣多數達到了地質設計目的，所取得的基巖樣品滿足實驗室光譜分析和巖礦鑒定需求，僅少數鉆孔隨孔深增大，所取巖塊樣品具一定分選性，后期需加強空氣動力裝置，較大程度保證所取巖塊成分完整。淺鉆查證成果顯示，Cu富集區(qū)段與前人圈定的物化探異常及勘探成果基本一致，銅礦化主要分布于英云閃長巖體及其外接觸帶中，表明淺鉆技術及施工質量滿足設計要求，該技術方法真實可靠、有效，可為淺覆蓋區(qū)地質找礦服務。

2.2 ?方法試驗探索

2.2.1 ?野外快速分析

根據拉伊克勒克研究區(qū)各孔樣品的野外快速分析結果與實驗室光譜分析成果對比（圖3），表明野外快速分析能有效、較為準確地顯示該區(qū)Cu，Zn等主攻礦產元素富集地段，且各元素分布形態(tài)與實驗室測試結果總體一致，僅在準確度上與實驗室有較小差距（如zk-s25號鉆孔，實驗室分析測得Cu為 ? ? 2 233×10-6，Zn為219×10-6;快速分析儀測得Cu為 ?1 781×10-6，Zn為146×10-6），表明該方法滿足野外快速分析目的，能大致查明礦化富集地段，可及時為工作部署提供有用信息。

2.2.2 ?淺覆蓋區(qū)下伏基巖元素的遷移

在拉伊克拉克礦區(qū)施工的淺鉆化探樣品快速分析顯示，具礦化的云英閃長巖上覆5～10 m范圍內的第四系中Cu，Zn等元素含量較其上部地段高1～2個數量級（表2，ND為未測出或未達到檢測下限），而無礦化的凝灰?guī)r上覆第四系均未分析測試出Cu的富集地段。以上特征表明，母巖向上覆覆蓋層遷移了部分元素，導致上覆沉積物部分元素富集。通過上述分析可見，母巖的地球化學背景對上覆沉積系統(tǒng)的元素遷移具重要影響，可通過水的機械遷移和氣的機械遷移，將下伏母巖可遷移元素運移至上覆沉積物中，引起上覆沉積物部分元素相對富集，但可遷移元素遷移機理有待加強試驗研究。

2.2.3 ?淺鉆化探布設

淺覆蓋區(qū)淺鉆鉆孔布設受其工作量部署情況，物化探異常機理、形態(tài)、大小等特征，覆蓋層厚度及下伏基巖復雜程度，查證目的不同等多方面因素控制，尤其是物化探異常特征、查證目的和覆蓋層厚度為淺鉆化探布設的主要依據?；诘厍蚧瘜W普查規(guī)范及上述分析，淺鉆布設可分為面積、剖面、散點等3種方式進行淺鉆化探查證，其布設簡要因素如下：①面積布設。主要適用于覆蓋厚度小，礦化蝕變豐富，找礦潛力極大的地區(qū);②剖面布設。對于呈條帶狀、相對穩(wěn)定的物化探異常;③散點布設。針對有特殊意義的大范圍物化探異常，且覆蓋層厚度較深時（圖4）。

2.3 ?淺鉆化探待解決問題

①該套車載反循環(huán)空氣淺鉆所取部分巖塊樣品較?。ㄐ∮?.3 cm），對其進行巖礦鑒定較困難，能否通過巖石化學成分進一步確定，有待后期試驗研究;②淺覆蓋區(qū)下伏基巖向覆蓋層元素遷移機制。淺覆蓋區(qū)化學分析反應下伏基巖對上覆覆蓋層具有部分元素的貢獻，其何種元素易于何種環(huán)境遷移，遷移機制是什么，有待后期加強試驗研究;③淺鉆化探布設尺度需建立，便于后期規(guī)范執(zhí)行。

3 ?結論

通過準噶爾盆地典型淺覆蓋區(qū)淺鉆化探試驗研究，在該類型淺覆蓋區(qū)找礦，靶區(qū)優(yōu)選極為重要，需充分收集周邊基巖區(qū)地物化遙等成果信息，對資料進行再次開發(fā)，縮小找礦范圍，優(yōu)選出成礦有利的找礦靶區(qū)進行查證。淺鉆化探示范研究成果顯示，該方法在淺覆蓋區(qū)地質找礦，具有方法有效、經濟可行、效率較高、操作簡便等特點，可作為準噶爾淺覆蓋區(qū)有效的勘查方法之一;同時，在淺鉆化探勘查過程中，充分利用野外快速分析，深穿透地球化學測量及高精度物探測量等方法組合，可較大程度地提高淺覆蓋區(qū)地質找礦效果。

參考文獻

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Abstract：Based on the geochemical exploration achievements of Layikelek typical shallow coverage coring，this paper introduces the method and research results of shallow drilling technology test，it shows that the method is effective and economically feasible，high efficiency，easy operation，etc.，fully demonstrated coring geochemical exploration technology in Junggar arid desert shallow coverage is a valid prospecting means.

Keywords：Junggar;Arid desert shallow coverage area;shallow geochemical exploration drilling