探析地質(zhì)礦產(chǎn)的勘查找礦方法運用

劉振山，仇曉春

（山東省核工業(yè)二四八地質(zhì)大隊，山東 青島 266041）

在地質(zhì)礦產(chǎn)的開采中，找礦方法通常作為確定礦產(chǎn)位置，礦床走向，礦產(chǎn)儲量的一種開采輔助方法[1]。而為了提高開采效率，對找礦方法的準(zhǔn)確性就提出了要求。早期人們通過利用水工環(huán)技術(shù)進(jìn)行測定，并進(jìn)行計算，但得出結(jié)果較為粗略，只能作為參考[2]。后續(xù)發(fā)展中，測量方法不斷的更新，在找礦中獲得的數(shù)據(jù)更加全面。但目前找礦方法的運用中，對深層礦產(chǎn)的找礦測量較為忽視，導(dǎo)致獲得的儲量以及礦床發(fā)展方向僅能體現(xiàn)出表層土層的礦物，無法得出深層礦產(chǎn)的參數(shù)[3]。因此在找礦中需結(jié)合深度找礦方法的使用，提高找礦方法的準(zhǔn)確性。

1 地質(zhì)礦產(chǎn)的勘查找礦方法設(shè)計

1.1 地質(zhì)礦產(chǎn)深度找礦依據(jù)

在進(jìn)行找礦工作中，未來工作會以地表淺層找礦方向為主向著深部礦以及隱伏礦發(fā)展，而對該區(qū)域進(jìn)行找礦也存在一定的理論支持[4]。首先根據(jù)成礦理論，對于地層的成礦中，最有利空間為6-13km，因為該區(qū)域中存在地殼內(nèi)外動力復(fù)合方法以及多種成礦要素。同時該區(qū)域中地殼運動較為活躍具有大量的成礦要素，適合成礦巖漿的產(chǎn)出。同時根據(jù)相關(guān)礦產(chǎn)統(tǒng)計顯示，當(dāng)前國內(nèi)礦產(chǎn)的開采深度普遍較淺，地層深處仍具備較高的找礦價值，因此找礦方法應(yīng)向著深處地層的找礦運用來進(jìn)行發(fā)展[5]。同時我國已經(jīng)具備進(jìn)行深處開采能力，因此在確定地層深處礦產(chǎn)后，可以有效的提高礦產(chǎn)的開采效率。

1.2 地球化學(xué)測量方法的運用

本文找礦方法中，除去傳統(tǒng)的化學(xué)測量方法，添加了深層礦物化學(xué)測量方法。通過這些方法來推斷地區(qū)地層演化并確定地區(qū)各類找礦指標(biāo)的參數(shù)。由于氣體的特性，氣體地球化學(xué)的異常情況測量較為簡單，同時異常襯值較小，可定位深部礦體。而通常情況下，礦床上方均存在一定的氣體異常，根據(jù)氣體異常情況，可以分析出地層是否存在深部礦床，同時對礦床位置進(jìn)行初步定位。其中常規(guī)的測量指標(biāo)包括Hg、He、2CO 等，這些指標(biāo)都可以作為找礦指標(biāo)。同時這些氣體由于是在地質(zhì)不同，地質(zhì)物不同的條件下釋放出來的氣體，往往氣流以及氣泡流都是從地層深處向地表外滲透，因此測量這些氣流元素可以初步了解深部地層的含礦情況。而地氣測量則是通過對地下向地表遷移氣流的上升過程，在測量時，通過測量氣流中夾雜的元素來對深處地層的信息進(jìn)行揭示。該方法下對于深度地層礦產(chǎn)更為適用，根據(jù)相關(guān)研究證明，該方法可以探測地層下4500m 深的礦體。該測量方法在運用時，更適用于小比例尺勘查以及礦體定位的找礦階段當(dāng)中，測量結(jié)果受地層覆蓋的巖石，植物等影響較小，適用于戈壁，草原等特殊景觀地區(qū)，但重現(xiàn)性較差，需要在測量中添加其他方法，來提高重現(xiàn)性。而這里則可以添加地電地球化學(xué)測量方法來提高對于隱伏礦床的檢測。該方法是通過在地表上設(shè)置外電場，并使活動態(tài)的金屬離子遷移至指定接收電極中，并直接對隱伏礦體中的土壤介質(zhì)進(jìn)行采集，并根據(jù)元素接收器對金屬含量以及土壤離子電導(dǎo)率進(jìn)行測定，并采集地層中土壤的介質(zhì)，并測定其中離子的電導(dǎo)率，通過以上元素特征來對隱伏礦床進(jìn)行找礦。該方法通常和上述中的地氣測量共同使用，以提高找礦精度。

1.3 生物找礦技術(shù)

在當(dāng)前的找礦技術(shù)中，生物找礦根據(jù)相關(guān)研究證明了其有效性，但生物找礦技術(shù)無法作為普適性技術(shù)。由于當(dāng)前技術(shù)下，生物找礦可以根據(jù)土壤中的個別元素的相應(yīng)參數(shù)來確定地下深處礦體數(shù)據(jù)因此，在本文找礦方法中，添加了生物找礦技術(shù)。在進(jìn)行生物找礦時，通常是利用礦產(chǎn)的地帶性特質(zhì)來進(jìn)行。通常情況下，由于地下礦體的存在，導(dǎo)致其中的分散暈的存在，并受到地區(qū)性元素富集的影響。在對個別地區(qū)的動物樣本進(jìn)行嘗試性研究，樣本采集地區(qū)中，存在已開采礦脈以及未開采礦脈和遠(yuǎn)離礦脈的地區(qū)，從而得到的野生牛骨以及牛峰中的Li 元素測試結(jié)果，如下圖1 所示：

圖1 礦區(qū)牛糞和牛骨Li 含量差別

也可以通過植物中各部位元素的參數(shù)計算得出，在該礦區(qū)中，常見牧草的植物根中Li 含量如下：

圖2 礦區(qū)植物根中Li 含量差別

礦區(qū)中牛骨以及牛糞中的Li 含量各有不同，而地區(qū)常見植物根部的Li 含量也在不同區(qū)域中存在差別。證明生物找礦方法存在一定的可行性，而生物找礦需要根據(jù)地區(qū)特征來確定探查的生物對象和對應(yīng)元素。

1.4 地區(qū)礦物共生組合分析找礦

在找礦工作進(jìn)行中，還可以通過地區(qū)的礦物結(jié)構(gòu)以及共生關(guān)系進(jìn)行找礦，該方法通常應(yīng)用在以確定的礦床中，對該礦床的結(jié)構(gòu)發(fā)展情況進(jìn)行確定的階段中使用。以上述中進(jìn)行生物樣本測試地區(qū)礦床為例，該地區(qū)的礦床的礦物共生關(guān)系如下所示：對表1 結(jié)果進(jìn)行分析，則可推斷出地區(qū)礦石存在再造-富集特性，礦石共生性明顯而碳酸鹽中存在的白云石可以證明地區(qū)受到熱液的疊加改造。在進(jìn)行地質(zhì)勘查時，發(fā)現(xiàn)地區(qū)礦體出現(xiàn)疊加態(tài)，說明礦床具有多來源、多階段的特征。而此類找礦方法往往是根據(jù)獲得的地區(qū)信息建立其相應(yīng)的找礦分析模型，利用獲得的數(shù)值依據(jù)以及對應(yīng)的知識概念來進(jìn)行，而單一找礦模型下概念通常只使用與模擬對象。但可以建立相應(yīng)的儲量計算方法，根據(jù)本文上述中對于地區(qū)的各類礦產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)，并確認(rèn)地區(qū)礦體結(jié)構(gòu)和對應(yīng)的體重值，可以推算出地區(qū)礦產(chǎn)儲量，礦產(chǎn)體素計算中體重值為：

表1 礦區(qū)金屬礦床礦物共生組合特征

在（1）公式中，iG 代表第i 個體素的待求體重值，iC 代表第i 個體素的品位值，hC 代表工程經(jīng)驗中高于iG 的礦物品位值，uC代表工程經(jīng)驗中低于uG 的礦物品位值。而hG 與uG 代表對應(yīng)的臨界體重值。進(jìn)而推算出區(qū)域中礦石處理和金屬儲量，即：

在（2）公式中，T 代表該地區(qū)的礦石儲量，Q 則代表區(qū)域內(nèi)的礦石金屬量，iV 代表第i 個體素的體積，i 代表第i 個體素的品位。至此完成計算。

2 實驗論證分析

通過上述對比試驗進(jìn)行分析，本文為了驗證設(shè)計的找礦方法有效性，利用某地的勘查和開采實際數(shù)據(jù)，來檢測所勘查區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)的儲量，同時也會勘查出地質(zhì)結(jié)構(gòu)的異常情況，針對地表發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)礦化線索，綜合物化探異常，使用傳統(tǒng)找礦方法來對本文設(shè)計的找礦方法得出的礦物處理計算結(jié)果進(jìn)行對比，以判斷優(yōu)劣性。

2.1 實驗計算結(jié)果

將本文方法與傳統(tǒng)方法、實際方法進(jìn)行相互比較，將實驗中礦坑設(shè)為2 個，并將兩組礦坑進(jìn)行編號為K1、K2 礦坑，而所研究區(qū)域內(nèi)的各種指數(shù)在開采前進(jìn)行了檢測，因此可直接帶入至兩種找礦方法中。利用兩種找礦方法，對礦山區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，來得出相應(yīng)的處理對比結(jié)果，結(jié)果如下。

表2 找礦方法的儲量計算對比結(jié)果

由上表2 結(jié)果可知，傳統(tǒng)方法與本文方法進(jìn)行比較，本文方法在產(chǎn)量儲備上增加了147.5/萬t，使誤差大大減少，因此，本文設(shè)計的找礦方法儲量計算更接近實際數(shù)值。這是由于本文在找礦中添加了對深層礦產(chǎn)的檢測方法，而實驗結(jié)果也證明了設(shè)計方法的有效性。

3 結(jié)語

目前我國正處于一個經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時期，隨著社會的進(jìn)一步發(fā)展，對礦產(chǎn)資源需求也將進(jìn)一步加大，因此，尋找較大的礦產(chǎn)資源就顯得尤為重要。本文在傳統(tǒng)的找礦方法的基礎(chǔ)上，添加了更多的深度找礦測量環(huán)境，以此提高對深度礦產(chǎn)的參數(shù)確定，并得出了更接近實際礦產(chǎn)處理的結(jié)果。但本文中缺乏對礦產(chǎn)區(qū)域深度礦產(chǎn)潛力的確定，而直接對礦產(chǎn)進(jìn)行的深度勘查，容易影響找礦效率，仍需進(jìn)一步改善。在實際工作當(dāng)中，我國礦產(chǎn)勘查還存在很多問題，利用上述方法來定位礦床的準(zhǔn)確位置還存在一定的限制，需要在實際當(dāng)中進(jìn)一步累積實踐經(jīng)驗，從而使其進(jìn)一步發(fā)展和完善。