金礦地質(zhì)找礦勘查技術(shù)的發(fā)展探究

鄒時(shí)盛

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局九○一地質(zhì)大隊(duì)，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

我國(guó)金礦地質(zhì)條件良好、資源豐富。若科學(xué)選擇勘查技術(shù)并明確勘查工作思路，可以將預(yù)測(cè)資源變?yōu)榭砷_(kāi)發(fā)利用的儲(chǔ)量。如果區(qū)域地質(zhì)活動(dòng)較為頻繁，會(huì)增加金礦的開(kāi)采難度，因此有必要探究找礦勘查技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，分析技術(shù)應(yīng)用發(fā)展過(guò)程，為今后找礦勘查工作提供新思路。

1 我國(guó)金礦及勘查現(xiàn)狀

1.1 分布情況

我國(guó)地理面積十分寬廣，因此黃金資源較為豐富，不過(guò)地質(zhì)原因會(huì)導(dǎo)致其分布失衡，為勘查工作增加難度。除上海地區(qū)，我國(guó)其他省份均含有金礦資源，山東省金礦含量最高，且東南部金礦資源豐富，50%的資源聚集在中東部區(qū)域。在金礦帶開(kāi)展地質(zhì)勘查工作中，地層主要包含第四系（厚度是0～40m）、二疊系（厚度是60m～130m）、石巖系（厚度是100m～107m）。其結(jié)構(gòu)包含斷裂層和褶皺，礦區(qū)褶皺的長(zhǎng)度約為5km，軸長(zhǎng)18km，斷裂層長(zhǎng)度超過(guò)8km。因此，在地質(zhì)勘查工作中應(yīng)依據(jù)礦石的實(shí)際情況，結(jié)合專業(yè)技術(shù)繪制礦區(qū)地質(zhì)圖，提升金礦地質(zhì)勘查的質(zhì)量，依據(jù)今后的發(fā)展趨勢(shì)分析成礦的地質(zhì)條件，優(yōu)化金礦開(kāi)采成效[1]。

1.2 分布特點(diǎn)

其一，巖金和伴生金含量較多。我國(guó)金礦資源大部分屬于巖金，占比約為60%。例如，山東省內(nèi)巖金儲(chǔ)量約為593.60噸，占比為20%、甘肅省、河北省、云南省巖金含量同樣較高。黑龍江省的砂金含量豐富，約占27.7%，且全國(guó)伴生金的含量比重約為25%。同時(shí)，礦區(qū)開(kāi)采過(guò)程中規(guī)模和成本一般成反比，因此大型或超大型金礦集中在山東地區(qū)，其他區(qū)域?qū)儆谥行⌒徒鸬V，占比為70%。當(dāng)前我國(guó)金礦大部分屬于脈狀礦床，厚度較小因此只能借助地下開(kāi)采的方式進(jìn)行工作，露天開(kāi)采過(guò)程受限。其二，開(kāi)采難度大。我國(guó)已探明的金礦儲(chǔ)量約為3000噸，其中1000噸屬于難處理儲(chǔ)量，資源集中于西部地區(qū)。其三，綜合研究工作待加強(qiáng)。金礦主要借助深斷裂帶形成地質(zhì)構(gòu)造圖、重力圖、地貌圖。通過(guò)分析東部深線區(qū)域可以得出NR-NNE屬于中生代構(gòu)造線，建議借助幔物質(zhì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行反饋。新時(shí)期有必要引入新技術(shù)、新方法為勘查工作提供支持。其四，金礦分布區(qū)域不平衡。我國(guó)金礦大多集中在中東部區(qū)域，儲(chǔ)量占比為3/4，且黑龍江、山東、河南地區(qū)黃金儲(chǔ)量超過(guò)總儲(chǔ)量的50%，但新疆、內(nèi)蒙古區(qū)域?qū)儆趲r金勘查薄弱區(qū)域，需加強(qiáng)重視。

2 找礦勘查技術(shù)的發(fā)展分析

2.1 勘查技術(shù)的發(fā)展過(guò)程

2.1.1 地質(zhì)找礦

地質(zhì)找礦技術(shù)主要依托找礦方法，圍繞礦產(chǎn)找礦、重砂找礦、地質(zhì)填圖等方式進(jìn)行勘測(cè)和找礦。其中，應(yīng)用十分普遍的方式是地質(zhì)填圖技術(shù)，此方法依據(jù)地質(zhì)理論，提前調(diào)查地質(zhì)礦產(chǎn)。明確工作區(qū)域的巖石地質(zhì)特點(diǎn)，提升找礦的效率和精準(zhǔn)度。依據(jù)地質(zhì)理論，勘查區(qū)域具體情況，進(jìn)而結(jié)合地質(zhì)特點(diǎn)，依托找礦技術(shù)開(kāi)展工作。當(dāng)前地質(zhì)填圖技術(shù)實(shí)用性良好，在實(shí)際工作中需借助固定比例尺進(jìn)行測(cè)量，按照（1：10000）的大比例尺開(kāi)展填圖工作。結(jié)合礦區(qū)的形態(tài)、模式，設(shè)置地質(zhì)點(diǎn)。同時(shí)，應(yīng)借助儀器在工程建設(shè)圖中完成標(biāo)注，優(yōu)化找礦實(shí)效性和針對(duì)性[2]。

由于重砂找礦技術(shù)屬于十分常見(jiàn)的找礦工藝，因此可以結(jié)合地表水流情況，圍繞重力、推動(dòng)、堆積等因素，科學(xué)分析重砂分布集中區(qū)域，預(yù)測(cè)重砂分布位置和情況。若想提升找礦效率，需保證足夠的采樣位置。此外，結(jié)合重砂實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、分析、對(duì)比、測(cè)量，借助刻槽、砂鉆的方式完成重砂采樣。礫石找礦技術(shù)是指分析和追蹤水流、冰川、山坡上風(fēng)化和裸露的礫石，進(jìn)而研究礦體的具體位置，既可以節(jié)省找礦的成本還能夠提高找礦效率。

2.1.2 物探找礦

物探找礦模式利用地質(zhì)儀器進(jìn)行區(qū)域測(cè)量，獲取工作區(qū)域物理現(xiàn)象，科學(xué)選擇找礦方式，分析、篩選有用信息。同時(shí)，借助礦石礦體的多種物理特性，可以充分研究區(qū)域地質(zhì)條件、地質(zhì)理論，定位金礦存儲(chǔ)位置、范圍和形狀，開(kāi)展物化探異常查證工作，具體查證層次如圖1所示。因此，礦產(chǎn)、地質(zhì)等方面的物理規(guī)模、性質(zhì)屬于地質(zhì)勘查的前提。應(yīng)通過(guò)地質(zhì)調(diào)查工作解決，借助磁法、電法的方式進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用和勘探。

圖1 物化探異常查證層次

2.1.3 化探找礦

化探找礦技術(shù)是指地球化學(xué)找礦，主要依據(jù)礦產(chǎn)學(xué)理論、地球化學(xué)理論，結(jié)合地球化學(xué)的分散暈，科學(xué)掌握化學(xué)元素的實(shí)際分布規(guī)律，進(jìn)而定位礦產(chǎn)位置。例如，借助本種法可以找尋非金屬物質(zhì)。結(jié)合同位礦方式，圍繞地質(zhì)成分、地殼變化的特征、地質(zhì)環(huán)境完成找礦工作，進(jìn)而充分了解地質(zhì)礦產(chǎn)成礦規(guī)律。因此，同樣可以借助化探找礦方式進(jìn)行土壤測(cè)量，將其應(yīng)用于水化學(xué)和氣體測(cè)量領(lǐng)域，促進(jìn)地下找礦技術(shù)的發(fā)展。

2.1.4 找礦流程

在金礦地質(zhì)勘查找礦工作中，應(yīng)充分調(diào)查區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，找尋內(nèi)部關(guān)鍵點(diǎn)，進(jìn)而為開(kāi)采礦產(chǎn)資源提供支持。同時(shí)，應(yīng)調(diào)研成礦原因，加強(qiáng)對(duì)斷層結(jié)構(gòu)的研究，分析巖漿侵入情況，明確地層礦產(chǎn)條件，侵入巖構(gòu)造圖如圖2所示。此外，明確勘查結(jié)果。在實(shí)踐過(guò)程中應(yīng)加工處理勘查數(shù)據(jù)，科學(xué)分析勘查區(qū)域，圍繞礦石層次、礦體深度、結(jié)構(gòu)類型、巖石層次進(jìn)行推斷，確定礦體的形狀、規(guī)模、性質(zhì)，明確地質(zhì)找礦數(shù)據(jù)。建議結(jié)合地質(zhì)體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況完成局部勘測(cè)，并依據(jù)礦物元素占比分析其實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律。結(jié)合斷裂組合和構(gòu)造，收集分析礦化信息、信息技術(shù)，為今后找礦工作提供指導(dǎo)意見(jiàn)，依據(jù)勘查結(jié)果完成研究。構(gòu)建找礦模型，提高勘查找礦效率。

圖2 入侵巖結(jié)構(gòu)圖

2.2 新時(shí)期地質(zhì)找礦全新技術(shù)分析

2.2.1 X射線熒光

X射線熒光模式能夠分析礦產(chǎn)元素的具體成分和品位值，在今后地質(zhì)勘查工作中應(yīng)用前景廣闊。該技術(shù)的主要原理包含以下內(nèi)容：當(dāng)激發(fā)某物質(zhì)后，其會(huì)迅速發(fā)出波長(zhǎng)較長(zhǎng)的激光，屬于X特征射線，其光譜儀設(shè)備如圖3所示。借助該射線發(fā)射出的能量可以為金礦勘查和找礦工作提供動(dòng)力，屬于熒光技術(shù)。在具體實(shí)踐中，X射線熒光會(huì)受到礦產(chǎn)平整度、粒徑、均勻度等要素的影響，但應(yīng)用該技術(shù)可以確保測(cè)量精確度。

圖3 X射線熒光光譜儀設(shè)備

2.2.2 甚低頻電磁技術(shù)

該技術(shù)屬于淺層物探方式，借助Fraser濾波方式處理數(shù)據(jù)，并依據(jù)金礦礦體規(guī)律、控礦規(guī)律，準(zhǔn)確、高效地明確礦區(qū)和地質(zhì)分布情況。通過(guò)定位礦區(qū)部位，為深部采礦過(guò)程提供數(shù)據(jù)支持和技術(shù)支持。此方式十分適用于一半結(jié)構(gòu)隱伏在礦體的空間內(nèi)，可以在任意區(qū)域收取電磁信號(hào)，突出該技術(shù)的實(shí)用性。

2.2.3 GPS感應(yīng)系統(tǒng)

GPS感應(yīng)技術(shù)主要借助衛(wèi)星定位導(dǎo)航的方式，向工作人員傳輸三維數(shù)據(jù)坐標(biāo)。若想將該技術(shù)充分應(yīng)用于金礦找礦工作中，應(yīng)構(gòu)建完善的應(yīng)用體系，如GPS信號(hào)接收、監(jiān)控、轉(zhuǎn)換、分析體系。GPS技術(shù)原理如下：結(jié)合巖石礦物的化學(xué)成分、物理結(jié)構(gòu)，得出其光譜吸收的特點(diǎn)。由于礦物質(zhì)輻射水平具有差異性，因此應(yīng)利用波普儀繪制光譜曲線，判斷地質(zhì)礦物質(zhì)組合。GPS感應(yīng)系統(tǒng)主要包含地面控制站、空間導(dǎo)航星座、地面通信網(wǎng)、GPS接收機(jī)等類型。同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)包含網(wǎng)絡(luò)中繼站、監(jiān)控中心、GPS基準(zhǔn)站、現(xiàn)場(chǎng)分控站、GPS流動(dòng)站等結(jié)構(gòu)。在信息采集階段部分巖石礦物具有明確的化學(xué)組分和物理結(jié)構(gòu)，光譜特征十分穩(wěn)定，借助波普儀分析采樣數(shù)據(jù)的曲線值，對(duì)比資源庫(kù)內(nèi)光譜數(shù)據(jù)，可以分析得出地質(zhì)中的礦物組成成分，為金礦資源勘測(cè)工作提供支持。

2.3 今后地質(zhì)勘查找礦方向研究

由于我國(guó)金礦分布集中在中東部區(qū)域，選取的地質(zhì)勘查技術(shù)存在差異性，因此在今后金礦開(kāi)采和勘查工作中需圍繞以下方向進(jìn)行：

2.3.1 勘查金礦深部資源

相較于傳統(tǒng)找礦深度（低于500m），依據(jù)科學(xué)技術(shù)可以顯著增加找礦深度，在后期找礦勘查工作中加大深度，找尋開(kāi)采深部的第二區(qū)域。例如，在準(zhǔn)格爾哈圖、峪耳崖等礦化和礦床十分集中的區(qū)域主要通過(guò)深度開(kāi)采的方式獲取資源，可以增加300t黃金儲(chǔ)量。在第二資源富集帶（＞500m）區(qū)域成功開(kāi)采黃金，拓展勘查空間，緩解黃金供需失衡問(wèn)題。

2.3.2 拓展外圍探礦水平

大部分礦山應(yīng)用的礦床在工作具有局限性，會(huì)忽視礦區(qū)外圍遠(yuǎn)景、空白區(qū)域，因此應(yīng)借助元素水平、垂直的分帶找尋控礦的規(guī)律。例如，當(dāng)前已經(jīng)在遼寧省內(nèi)鉛鋅礦區(qū)外圍發(fā)現(xiàn)中型和大型金礦床。同時(shí)，應(yīng)拓展礦床類型，通過(guò)進(jìn)一步挖掘礦床資源找尋新式金礦。傳統(tǒng)地質(zhì)勘查主要圍繞“就礦找礦”的方式開(kāi)展工作，當(dāng)前礦物外圍已經(jīng)找尋到許多金礦床，因此今后黃金勘查和開(kāi)采方向是找尋新類型礦床。

2.3.3 選礦和采礦技術(shù)的潛力較大

以紫金山的銅金礦床為例，其在1992年已經(jīng)探明黃金儲(chǔ)量是545噸，平均品味值4.24×10-6，礦體屬于非連續(xù)的脈巖，開(kāi)采效率較低。當(dāng)借助堆浸法開(kāi)展選礦工作后，可以將地下開(kāi)采方式轉(zhuǎn)變?yōu)槁短炷Ｊ?，增加生產(chǎn)規(guī)模、提升開(kāi)采效率、節(jié)省施工成本。在調(diào)整工業(yè)指標(biāo)后，利用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論計(jì)算黃金儲(chǔ)量和礦體位置，探明礦體結(jié)果，進(jìn)而計(jì)算得出可應(yīng)用的黃金儲(chǔ)量是138.2t，其平均的品位是1.23×10-6，勘測(cè)出大型金礦床。因此，科學(xué)選擇選礦技術(shù)能夠?yàn)辄S金找礦工作提供新思路[3]。

3 結(jié)論

綜上所述，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)于金礦資源的需求量顯著上升，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)金礦地質(zhì)找礦勘查技術(shù)的研究，進(jìn)而科學(xué)選擇找礦工藝，提升開(kāi)采質(zhì)量。因此，有必要結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)，圍繞本地地質(zhì)條件，依據(jù)找礦工藝、礦床類型、控礦因素等方面科學(xué)選擇勘查技術(shù)和探礦方法，實(shí)現(xiàn)金礦開(kāi)采領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展。