地質(zhì)找礦勘探技術(shù)創(chuàng)新路徑分析

章烈猛

（中國有色礦業(yè)集團(tuán)有限公司，北京 100029）

國家迅速發(fā)展，對(duì)能源和資源等需求量急劇增加。礦產(chǎn)作為社會(huì)發(fā)展重要能源之一，國家當(dāng)前對(duì)礦產(chǎn)的勘探技術(shù)水平相對(duì)較高，但是還需結(jié)合技術(shù)發(fā)展，探索出更加高效的勘探技術(shù)，為找礦順利提供技術(shù)支持。當(dāng)前，物探技術(shù)和遙感技術(shù)的應(yīng)用可發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)快速找礦。因此分析上述技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新具有重要意義。

1 傳統(tǒng)地質(zhì)找礦技術(shù)類型

1.1 物探技術(shù)

物探技術(shù)為對(duì)地球的物理特性展開勘探的技術(shù)類型之一，并對(duì)地球的物理場(chǎng)產(chǎn)生變化展開監(jiān)測(cè)，此過程應(yīng)用的技術(shù)即為物探技術(shù)。在技術(shù)應(yīng)用范圍方面，不但能夠探測(cè)地球的本身，還能對(duì)近地空間內(nèi)的介質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成以及變化趨勢(shì)等展開探測(cè)。地質(zhì)找礦中的勘探為應(yīng)用方向之一，利用此技術(shù)，可對(duì)地質(zhì)構(gòu)造以及隱伏區(qū)的結(jié)構(gòu)展開勘探，進(jìn)而對(duì)資源分布規(guī)律加以明確，利用儀器設(shè)備，完成勘探。

1.2 遙感找礦

遙感找礦主要利用遙感技術(shù)提取巖石的蝕變信息，包括綠泥石、娟云母與何云英巖等。提取信息環(huán)節(jié)，通過地物透射和反射產(chǎn)生的電磁波作為信息載體，礦物質(zhì)化學(xué)成分以及物理結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，因此光譜吸收特征也相對(duì)穩(wěn)定，巖體內(nèi)部集團(tuán)、晶體產(chǎn)生的場(chǎng)效應(yīng)或者震動(dòng)，導(dǎo)致光譜特征差異。通過野外測(cè)量光譜曲線和實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，識(shí)別出礦物組合。提取時(shí)間信息過程，按照干擾物產(chǎn)生的光譜曲線，可對(duì)部分影響勘探的干擾介質(zhì)進(jìn)行處理。

2 地質(zhì)找礦勘探技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

2.1 物探技術(shù)應(yīng)用方法

在某礦區(qū)使用小波進(jìn)行正反演示和多尺度的分解，進(jìn)而展開可視化的顯示，可將磁場(chǎng)存在的異常區(qū)域展開圈定探測(cè)。若勘探顯示的平面形態(tài)為“扁豆形”，非規(guī)則形態(tài)，即可判斷出此區(qū)域當(dāng)中-600m ～1000m 范圍當(dāng)中，極可能存在鐵礦。為確保對(duì)礦體存在與否展開精準(zhǔn)測(cè)定，通常需要在井下進(jìn)行磁測(cè)，更好對(duì)判斷找礦過程的異常情況，此外，找礦環(huán)節(jié)，還需使用鉆孔法，對(duì)結(jié)論展開驗(yàn)證。若勘探區(qū)域內(nèi)使用電法測(cè)量過程表現(xiàn)出非常明顯的異?，F(xiàn)象，可使用鉆孔法對(duì)勘探結(jié)果展開驗(yàn)證，便于順利找礦。

實(shí)際上還可以細(xì)化為航磁測(cè)、地面磁測(cè)以及井中磁測(cè)。若勘探過程，礦產(chǎn)資源是鐵礦石，可使用航磁測(cè)量的方法，對(duì)存在磁鐵異常的區(qū)域合理劃分，進(jìn)而對(duì)礦體靶區(qū)進(jìn)一步確認(rèn)，以實(shí)現(xiàn)勘探測(cè)量之目的。需注意，航空磁測(cè)這一方法適合所探測(cè)的礦區(qū)面積較大，同時(shí)地形和地貌相對(duì)復(fù)雜，這樣能夠利用直升機(jī)展開測(cè)量。

例如：某鐵礦區(qū)域周圍的礦產(chǎn)資源探測(cè)，使用磁法測(cè)量。礦區(qū)巖層內(nèi)部存在發(fā)育的斷裂結(jié)構(gòu)，巖性特點(diǎn)為石英磁鐵礦、斜長角閃巖、云英片巖、大理巖等。使用航磁測(cè)量這一方法測(cè)量，通過磁場(chǎng)特征，可以看出勘測(cè)區(qū)域內(nèi)NE 方向存在異常穿過帶，長度＞30km，并且，異常現(xiàn)象明顯，代表其周圍存在多處礦產(chǎn)。異常區(qū)域中心的強(qiáng)度＞3500nT，低磁區(qū)域沒有明顯的跳躍現(xiàn)象。磁場(chǎng)處于0nT ～-300nT，沒有磁沉積巖。通過野外測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)其高度、基點(diǎn)，日變等進(jìn)行改正，作為原始數(shù)據(jù)。并使用軟件對(duì)異常區(qū)域進(jìn)行分離和處理，利用小波多尺方法分解，在對(duì)比之后將其分解尺度分為三階。由于勘測(cè)區(qū)域周圍存在鐵礦，因此可能導(dǎo)致局部區(qū)域產(chǎn)生異常現(xiàn)象。同時(shí)，因?yàn)殍F礦是從東到西延伸，因此磁場(chǎng)變化跟隨礦產(chǎn)方向逐漸減弱。對(duì)于剖面的異常情況，導(dǎo)致地磁曲線逐漸下降，最低值達(dá)5500m，之后向上急劇升高，到達(dá)6000m 之后，上升趨勢(shì)放緩，至6700m 時(shí)處于峰值狀態(tài)，之后曲線整體緩慢下降。并在8200m 使產(chǎn)生次級(jí)峰值，可以推斷出此現(xiàn)象是二級(jí)疊加問題引起的。在化極之后，異常曲線向西方向移動(dòng)200m，并且峰值的上升較大，產(chǎn)生異常疊加現(xiàn)象，特別明顯。在小波分解之后，將此區(qū)域的局部場(chǎng)和區(qū)域廠之間進(jìn)行分離，發(fā)現(xiàn)三個(gè)地磁化極異常點(diǎn)，第一處在5900m 位置，第二處在6500m位置，第三處在8100m 位置。并且在5900m 位置的峰值達(dá)到了360nT。同時(shí)西側(cè)還有異常負(fù)值，在8100m 的峰值呈現(xiàn)出對(duì)稱分布狀態(tài)，峰值＜100nT，在6500m 位置存在的局部異常峰值較低。除此之外，還對(duì)地磁化極展開一階的導(dǎo)數(shù)處理，計(jì)算出峰值存在5600m 左右位置，這一數(shù)據(jù)代表礦體的邊緣處于測(cè)量區(qū)域附近[2]。

2.2 遙感技術(shù)應(yīng)用及創(chuàng)新

2.2.1 遙感技術(shù)應(yīng)用

巖石的主要成分鎂、鋁、硅、氧，上述元素產(chǎn)生的振動(dòng)基頻，不會(huì)在近紅外區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生吸收性收谷譜帶。由于，不同礦物產(chǎn)生的蝕變可能導(dǎo)致鐵元素和氫氧根發(fā)生變化。同時(shí)二價(jià)鐵、三價(jià)鐵、氫氧根和一氧化碳處于可見紅外區(qū)域內(nèi)，能夠?qū)е聨r石譜帶當(dāng)中產(chǎn)生不同的吸收谷組合。

比如：若光譜長度在0.4μm ～1.3μm 之間，可能為礦物質(zhì)當(dāng)中，含有鐵和銅等基礎(chǔ)元素，而導(dǎo)致電子發(fā)生躍遷，光譜長度在1.3μm ～2.5μm 之間?？赡苁堑V物質(zhì)中含有一氧化碳或者氫氧根。

按照上述特征，處理波長、寬度、深度以及對(duì)稱性等，進(jìn)而獲取蝕變的異遙感信息。

與此同時(shí)，此技術(shù)還可應(yīng)用在間接找礦環(huán)節(jié)，按照地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)信息進(jìn)行提取。通常而言，內(nèi)生礦產(chǎn)處于地質(zhì)構(gòu)造的變異位置或者邊緣位置。大多數(shù)重要礦產(chǎn)位于板塊結(jié)構(gòu)的邊界之處。礦床也呈帶狀分布，地質(zhì)變異和成礦帶的大小差異不同。利用遙感技術(shù)，獲取地質(zhì)標(biāo)志，呈現(xiàn)空間信息，借助區(qū)域成礦影像，將斷裂信息提取出來。還可從火山機(jī)構(gòu)或者中酸性巖體當(dāng)中，提取出盆地構(gòu)造，通過礦源層提取巖層信息，通過斷裂區(qū)域影像和遙感色異常位置提取出蝕變信息。若斷裂區(qū)域?yàn)榭氐V構(gòu)造，此技術(shù)的應(yīng)用能夠提取出重點(diǎn)信息。此外，利用遙感技術(shù)獲取地表的水系、地面巖性等分布，按照其特征獲取隱伏的結(jié)構(gòu)信息。

遙感技術(shù)，還能對(duì)植物的波譜特點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。部分植物生長受到地下水和微生物等影響。如果植被周圍存在礦區(qū)，則礦產(chǎn)中的金屬元素會(huì)導(dǎo)致底層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，影響土壤成分。因?yàn)橹参飳?duì)于金屬的聚集以及吸收等作用存在差異，可導(dǎo)致植物體內(nèi)含水量以及葉綠素等成分發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致植物反射光譜存在差異。遙感技術(shù)正是利用這種差異，對(duì)植物覆蓋區(qū)域是否存在礦產(chǎn)展開勘探。

例如，某金礦在勘探過程利用遙感技術(shù)，提取植物光譜的遙感信息。由于不同植被對(duì)金屬吸收含量存在差異，因此在礦區(qū)內(nèi)對(duì)不同植物進(jìn)行光譜測(cè)試。統(tǒng)計(jì)出對(duì)金屬具有匯集作用的植被，并將其應(yīng)用在礦產(chǎn)的勘探環(huán)節(jié)。若植物反射出異常的光譜信息，遙感圖像中可使用直觀的顏色呈現(xiàn)出來，以此為依據(jù)，判斷找礦靶區(qū)[3]。

2.2.2 遙感技術(shù)創(chuàng)新

“3S 技術(shù)”融合應(yīng)用為未來地質(zhì)找礦的創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域之一。在GPS 系統(tǒng)應(yīng)用下，能夠快速獲取探測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，并對(duì)空間點(diǎn)坐標(biāo)展開科學(xué)管理。由于遙感數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)所需空間相對(duì)龐大，因此需要管理系統(tǒng)功能強(qiáng)大。加之人力勘探成本日益提升，在找礦環(huán)節(jié)，可發(fā)揮遙感技術(shù)運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，其投資小，將RS 技術(shù)和GIS 技術(shù)相互融合，創(chuàng)新找礦環(huán)節(jié)遙感技術(shù)應(yīng)用方式。二者的融合應(yīng)用可發(fā)揮GIS 價(jià)值，對(duì)勘探區(qū)域遙感影像展開全面管理。在“3S 技術(shù)”快速發(fā)展過程，利用RS 獲取的遙感數(shù)據(jù)精度更高，同時(shí)，解譯速度也更快。當(dāng)前，地質(zhì)勘探過程使用“3S 技術(shù)”和衛(wèi)星通訊以及可視化系統(tǒng)之間綜合應(yīng)用，找礦效果較好。

3 結(jié)語

總之，找礦過程，需要結(jié)合實(shí)際需求，綜合考慮，利用合理的技術(shù)，對(duì)礦產(chǎn)資源展開勘探和開發(fā)。與此同時(shí)，部分礦產(chǎn)資源為非再生，因此需要相關(guān)人員利用科學(xué)的勘探技術(shù)，使用規(guī)范的勘探流程，確?？碧浇Y(jié)果高度精準(zhǔn)性，以發(fā)揮找礦技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。