多金屬礦集區(qū)的物探異常特征及找礦方向

李蘭星

（山東省地礦工程勘察院，山東 濟南 250014）

多金屬礦集區(qū)就是含有金屬種類繁多的礦產(chǎn)資源富集地帶，其中所含的金屬種類普遍為金、銀、鐵、銅、鉑、鐵、鋅、汞、錳、鎂等[1]。許多的多金屬礦集區(qū)雖然具有十分豐富的礦產(chǎn)資源，但由于其普遍屬于深部礦產(chǎn)資源，因此針對其礦產(chǎn)資源的開發(fā)工作十分艱難。最近的研究人員發(fā)現(xiàn)了可以通過物探特征異常的現(xiàn)象，輔助進行多金屬礦集區(qū)的找礦工作。這一重大發(fā)現(xiàn)為我國礦產(chǎn)資源的深入研究，提供了發(fā)展方向[2]。

與此同時需要相關的找礦研究人員針對這些多金屬礦集區(qū)進行深入的研究，從而盡快的應用這些豐富的礦產(chǎn)資源，以解決當前我國礦產(chǎn)資源急缺的社會現(xiàn)象。所謂的物探特征就是指礦石地帶由于不同的圍巖巖石、礦石等作用，而產(chǎn)生該地帶的特有物理屬性，包括了重力場、電場、磁場和運動場等內(nèi)容，統(tǒng)稱為稱物探特征。對于物探特征的檢測環(huán)節(jié)中，發(fā)現(xiàn)不規(guī)則變化的物理特征統(tǒng)稱為物探異常特征。由找礦研究人員針對物探異常特征進行深入的分析，則可以間接或直接確定出多金屬礦集區(qū)的找礦方向。

目前由于我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，礦產(chǎn)資源需求量也急劇上升，為保障資源和能源的可持續(xù)發(fā)展，本文采用了通過勘探多金屬礦集區(qū)的物探異常特征，從而為找礦工作提供了引領方向的作用，其中與多金屬礦集區(qū)有關的物理特征異常情況主要為重力場和磁場兩個方面，以下為針對這兩個方面的深入研究。

1 物探異常特征

1.1 重力場異常特征

針對重力場異常特征的勘測工作是指根據(jù)組成地殼的各種巖體、礦體間之間密度差異為參考，勘探地表中重力加速度變化規(guī)律的一種物理勘探方法[3]。

在勘探的過程中如果勘探地質(zhì)體與其周圍巖體具有明顯的不同的密度值，就需要通過精密重力測量儀器進行深入測量，再結合工作地區(qū)的地質(zhì)和其他物探資料，定性解釋和定量解釋的方法充分了解該地區(qū)的重力異常情況，從而判斷出覆蓋層以下密度不同的礦體與巖層的埋藏情況，進而找出多金屬礦集區(qū)深部礦產(chǎn)資源的精確位置以及地質(zhì)構造特征。下面為針對某地的重力場異常勘探流程：首先使用1：15萬重力測量儀勘測出該地區(qū)地質(zhì)特征表現(xiàn)為東高西低且南、北高較高中間最低的基本地貌特征；其次繪制區(qū)域莫氏面將整個地區(qū)的分布形態(tài)一致化，得到其重力最高值點所占位置，并將該位置命名為max，同理找到最低值所在位置，命名為mix；然后計算兩者之間的差值達，精確到厘米；之后通過測量定向測量密度的方法，勘探出該區(qū)域重力場主要表現(xiàn)的重力異常值，即梯級帶梯度速率的精確值，從而確定出該地區(qū)的重力場異常表現(xiàn)情況為北東向斷裂現(xiàn)象，且位于該地區(qū)斷陷盆地附近的北東向斷裂表現(xiàn)為寬緩的重力梯級帶；最后根據(jù)這些勘探出來的重力場異常特征推斷出該地區(qū)的兩組斷裂構造引起的重力異常相互交叉地帶存在大量的鉛鋅礦資源。

1.2 磁場異常特征

所謂磁場異常特征就是在進行磁場勘探的時候，由于礦石與巖石本身具有磁場是完全不同的，因此針對富含礦石資源的地帶所表現(xiàn)出的磁場差異性就被稱為磁場異常特征。目前針對利用勘探儀器發(fā)現(xiàn)并研究多金屬礦集區(qū)中的磁場異常，也是尋找礦產(chǎn)資源的最有效方法之一。下面以某多金屬礦集區(qū)為例，來了解磁場勘探工作的基本工作流程：首次根據(jù)相關該多金屬礦集區(qū)的地球物理資料，分析出其礦基區(qū)基本磁航特征的表現(xiàn)形式，即屬于南強北弱的磁航特征表現(xiàn)形式，其中異常區(qū)域大體分布在該礦基區(qū)的南部；其次針對南部地帶進行磁感應強度的測量工作，其絕大多數(shù)區(qū)域的磁感應強度大小在150nT～350nT的區(qū)間內(nèi)，其它少數(shù)地帶的磁感應強度偏高，大體分布在400nT～720nT范圍內(nèi)；然后針對高磁感應區(qū)進行正負極方向的判定，得到其中除花山巖附近磁場外，其它地區(qū)均表現(xiàn)為完全的正方向；之后針對含有負極方向的花山巖附近磁場進行深度測量，得到其除了含有磁感應強度在400nT～600nT的范圍內(nèi)高磁感應區(qū)，還具有一小部分磁感應強度在-200nT～100nT弱磁感應強度區(qū)域，區(qū)中異常情況嚴重的就是位于中花山巖新生界中的斷陷盆地區(qū)域；最后針對斷陷盆地區(qū)域的磁場異常進行針對測量，得到其磁場走向為由南部向北西部延伸的發(fā)散方向，并且其中部的磁感應方向以北向西為主，西部方向則為由北部向東為主，受區(qū)域構造影響的極為明顯。通過針對該多金屬礦集區(qū)內(nèi)部的磁場強度異常情況的分析，得出的最終結論為內(nèi)部斷陷盆地區(qū)域內(nèi)含有豐富的礦產(chǎn)資源。下面為針對斷陷盆地區(qū)域中磁場的主要異常表現(xiàn)形式。斷陷盆地區(qū)域內(nèi)異常類型為有正負性異常帶、扭曲帶、其它異常三種情況。正負性異常主要表現(xiàn)為區(qū)域內(nèi)東北方向上具有明顯的正負磁異常的分界線。扭曲帶異常則表現(xiàn)為區(qū)內(nèi)具有參差不齊的地磁感應強度變化情況，同一巖性的不同部位時常出現(xiàn)正負轉(zhuǎn)變的情況。例如巖石群內(nèi)部變質(zhì)巖地層一般引起-200nT～100nT范圍內(nèi)的磁感應強度變化；而其它異常情況則為不同于前兩種情況而可出現(xiàn)明顯磁感應強度變化的現(xiàn)象。例如由于巖體化學性質(zhì)中超基性、基性、中性、酸性或堿性而引起磁感應強度嚴重變化的現(xiàn)象。其中堿性和酸性對磁感應強度的影響最為強烈，首先來說堿性，大約會引起100nT～300nT范圍內(nèi)的隨機波動。而酸性對磁感應強度的影響主要分成兩種情況，一種是無磁性巖體現(xiàn)象，其波動范圍在150nT～350nT的范圍內(nèi)；另一種則是中強磁性巖體現(xiàn)象，其波動范圍在350nT～550nT的范圍內(nèi)。

2 找礦方向

在物探異常特征的情況下深部礦產(chǎn)資源找礦方向以及主要的工作流程為，其一首先依據(jù)物探特征理論依據(jù)的深部找礦模型。其次為在實踐中完善深部找礦技術的方法體系。然后通過在主要成礦構造帶上展開大比例尺成礦預測以及三維定位預測，來判定出多金屬礦集區(qū)的成礦地帶。之后應用高精度的精細地球物理探測技術來確定賦礦斷裂帶的延深情況以及深部產(chǎn)狀變化。最后再依據(jù)構造地球化學測量來預測深部成礦的可能性，依據(jù)階梯式成礦模式來選擇斷裂產(chǎn)狀由陡變緩區(qū)段進行鉆探驗證。

將物探異常特征數(shù)據(jù)應用到深部礦區(qū)的勘探工作中，可以為多金屬礦集區(qū)的鉆井工作找到精準的施工位置和大幅度提高多種金屬資源的勘查深度。近年來，隨著物探異常特征數(shù)據(jù)的加入，提高了多金屬礦集區(qū)深部鉆探工作的能力與效率，其中我國膠東深部的金礦勘查因應用該方法，已經(jīng)使當?shù)氐V區(qū)的鉆探深度提高了1000m以上，從而在該多金屬礦集區(qū)地下2000余米的地方，找到了大量稀有金屬的礦產(chǎn)資源。

現(xiàn)在多金屬礦集區(qū)的找礦工作在應用物探異常特征數(shù)據(jù)的輔助下不斷提高。近年來，湖南地區(qū)應用物探異常特征為指導依據(jù)，在眾多有色金屬的勘探技術中均取得了顯著的成效，通過研究創(chuàng)新海域高精度磁測方法，有效的控制了淺海區(qū)隱伏地質(zhì)構造。自主研發(fā)的海上鉆探平臺則達到了解決海上鉆孔定位難題的目標。新技術為實現(xiàn)海域找礦突破奠定了技術保障的基礎。

3 結語

本文詳細介紹了多金屬礦集區(qū)中重力場異常和磁場異常兩種物理特種異常情況，之后以異常情況為指導方針以及該區(qū)域找礦方向的確定。在最近十年內(nèi)，我國礦產(chǎn)資源儲存量和生產(chǎn)總量一直穩(wěn)居世界第一名的位置。但由于我國人口基數(shù)大，針對礦產(chǎn)資源的人均需要量也一直得不到滿足，因此提高找礦的工作效率是我國研究人員以及學者的主要工作內(nèi)容。

針對深部礦區(qū)的開采工作，需求持續(xù)的增加面積性勘查評價工作投入，創(chuàng)新深部勘查技術和成礦預測理論，加強成礦規(guī)律和成礦模式的研究，必將實現(xiàn)找礦工作的新突破。在應用物探異常原理的道路上，最近幾年，湖南省在有色金屬勘查工作中取得了重大突破。目前，針對物探異常原理的應用尚不過普及，有大量的深部礦產(chǎn)資源尚待開發(fā)。希望日后的研究人員和學者沿著物探異常的指導方向，深入研究深部礦產(chǎn)資源。