遼寧鞍山地區(qū)金屬礦資源中深部找礦特征及深層勘查分析

馬 巍

（遼寧省有色地質(zhì)一〇五隊有限責任公司，遼寧 葫蘆島 125000）

近年來，中國經(jīng)濟建設速度不斷加快，資源消耗速度也隨之增長，而常用型金屬礦產(chǎn)資源的消耗量居于首位，金屬礦產(chǎn)資源匱乏態(tài)勢也在逐漸加劇[1]。目前國家公布的金屬礦產(chǎn)資源深度范圍為0m～500m，即第一深度空間勘查資源量，但是還不能代表國家金屬礦產(chǎn)資源量的全部[2]。

依據(jù)成礦理論分析可知，在深度范圍500m～1000m內(nèi)，是地殼內(nèi)動力、外動力相互作用的復合場，也成為了多種成礦要素耦合與突變的轉(zhuǎn)折區(qū)域，有利于巖漿移動與熱液礦床的產(chǎn)生。由此可見，在地殼深度范圍內(nèi)，具備較好的金屬礦床形成條件，存在較大的成礦勘查潛力[3]。遼寧鞍山具備豐富的礦產(chǎn)資源，目前已經(jīng)勘探礦產(chǎn)資源種類數(shù)量達到了35種，其中以金屬礦資源為主。為了推動遼寧社會經(jīng)濟的發(fā)展，加強金屬礦資源深部勘查的研究，提出遼寧鞍山地區(qū)金屬礦資源中深部找礦特征及深層勘查分析研究。

1 金屬礦資源中深部找礦特征分析

1.1 金屬礦資源深部成因

從本質(zhì)角度出發(fā)，地面淺層所見的金屬礦資源，并不是地表處堆積形成的，都是地球深部能量與物質(zhì)交換形成的。金屬礦物元素之間存在著大量的運移、聚集、分異、整合等過程，也就是說金屬礦資源形成與分布會受到深部物質(zhì)物理-化學-力學過程的限制[3]。簡單的說，金屬礦資源就是熱物質(zhì)在運移過程中與深部殼、幔變質(zhì)作用后，隨著時間堆積而成的。由此可見，金屬礦資源成礦與地球深部殼、幔構(gòu)造，運移行為，物質(zhì)狀態(tài)等動力過程息息相關。

1.2 深部構(gòu)造與控礦作用

近年來，許多學者對地殼深部礦床分布情況進行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)地殼深部構(gòu)造與成礦之間存在著較為緊密的聯(lián)系，成為了金屬礦資源深部找礦特征之一，為金屬礦資源深部研究與勘查提供新的線索支撐。隨著探測技術(shù)的進步與發(fā)展，人們對地殼深部構(gòu)造的認識也在逐步更新。在現(xiàn)代金屬礦資源深層勘查過程中，地殼深部構(gòu)造控礦作用研究至關重要，得到了世界各個國家的廣泛關注，研究力度也在不斷地加大，大大的拓展了深部找礦的思路。針對金屬礦資源來看，表面上礦床分布只是受到了地殼淺表層應力作用影響，但實質(zhì)上，也會受到地幔隆升動力作用等深部因素的控制。

1.3 深部動力過程與成礦特征

通過上述分析可知，雖然大中型金屬礦資源成礦過程較為復雜，卻經(jīng)歷了物理-化學-力學過程（深部動力過程），由此可見，深部動力過程也是金屬礦資源深部找礦特征之一。

在地球動力學角度出發(fā)，金屬礦區(qū)時空分布會受到深部動力過程的制約，而深部殼、幔、構(gòu)造等是主要的深部要素。依據(jù)地球內(nèi)部熱物質(zhì)運移理論，構(gòu)建巖石圈結(jié)構(gòu)動力學模型，分析熱物質(zhì)的運動軌跡、規(guī)律等，對金屬礦產(chǎn)資源形成過程進行詳細了解，并將其作為資源深部找礦特征之一。

深部熱物質(zhì)動力過程如圖1所示。

如圖1所示，展示了深部熱物質(zhì)的動力過程，也是成礦元素的聚集過程。其中，編號1～7分別表示的是花崗巖、震旦系、結(jié)晶基底、基性巖體、正長巖體、峨眉玄武巖與砂礫巖。

圖1 深部熱物質(zhì)動力過程示意圖

通過上述分析可知，深部動力過程可以顯示出成礦熱物質(zhì)的運移過程，反映深部熱物質(zhì)與介質(zhì)、能量之間的耦合反應與作用，為礦產(chǎn)資源深層勘查提供找礦特征要素。

2 金屬礦資源中深層勘查技術(shù)分析

在金屬礦資源中深層勘查不僅需要深部找礦特征信息，也需要適當?shù)纳顚涌辈榧夹g(shù)支撐，故在此節(jié)對深層勘查技術(shù)進行深入分析，主要包含綜合地球物理技術(shù)、井下地球物理技術(shù)與地面地震波場探測技術(shù)，具體分析過程如下所示：

2.1 綜合地球物理技術(shù)

以往地球物理技術(shù)主要是通過肉眼對地面淺表層礦體進行研究，或者采用鉆井方式，對一定深度的礦體進行研究。但此種技術(shù)已經(jīng)無法滿足第二深度空間金屬礦資源的勘查與挖掘需求，故可控源音頻大地電磁法、地面時間域電磁法、深地殼角反射折射技術(shù)等相繼出現(xiàn)，共同構(gòu)成了綜合地球物理技術(shù)，依據(jù)不同原理對第二深度空間蘊含的金屬礦資源進行勘查，并詳細分析深層動力過程，為金屬礦床深度預測提供精確的數(shù)據(jù)支撐，對金屬礦產(chǎn)資源的深部研究帶來了契機。

2.2 井下地球物理技術(shù)

如何精確地發(fā)現(xiàn)確定深部隱伏礦床，是金屬礦產(chǎn)資源深層勘查的一個關鍵難題。常規(guī)環(huán)境下，深部礦床位置較深，淺部信息一般較為微弱，有效信息較少，資源勘查較為困難。為了勘查深部金屬礦資源，除了進行必要的地球物理場觀測，還需要鉆孔、坑道、深鉆井等方式來間接的地殼深部結(jié)構(gòu)空間以及成礦元素信息等，并對其進行較為精細的研究與判斷。

另外，還需要對深鉆井與坑道內(nèi)部的物質(zhì)進行進一步的研究作業(yè)，以此來近距離地捕捉成礦元素的物理、化學標志。近幾年，井下地球物理技術(shù)的出現(xiàn)使得深部找礦工作呈現(xiàn)出了新的活力，并發(fā)現(xiàn)了一批儲量較多的深部金屬礦資源，例如銅、鎳硫化物礦床、金礦床等。井下地球物理技術(shù)不但可以獲得井壁介質(zhì)相關參數(shù)，還可以獲得底部介質(zhì)相關參數(shù)信息，為礦床勘查提供了更加豐富的信息支撐。

2.3 地面地震波場探測技術(shù)

深部找礦的關鍵就是深入研究礦區(qū)內(nèi)的深部結(jié)構(gòu)，依據(jù)成礦因素圈層的耦合效應，獲取一定的成礦規(guī)律，模擬成礦過程，厘定金屬礦資源聚集、分布的條件，通過適當?shù)募夹g(shù)，勘查深部礦床資源。隨著地震技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，地面地震波場探測技術(shù)也被納入深部找礦、深層勘查應用中，并取得了一定的成果。

地面地震波場探測技術(shù)可以直接應用于深部金屬礦資源勘查，能夠?qū)ΦV體構(gòu)造與周邊蝕變進行高分辨率的探測，特別是針對礦物元素聚集的控礦空間。

3 遼寧鞍山地區(qū)金屬礦資源深層勘查應用分析

以遼寧鞍山地區(qū)金屬礦山作為研究對象，應用上述闡述的深層勘查技術(shù)，對金屬礦資源深部找礦特征以及資源深度、含量進行預測，研究深層勘查技術(shù)的應用效果。

遼寧鞍山地區(qū)金屬礦資源情況如表1所示。

表1 遼寧鞍山地區(qū)金屬礦資源表

依據(jù)上述研究對象區(qū)域的資源儲量信息，選取多種深層勘查技術(shù)融合應用，對研究對象特征與儲量進行勘查與預測。

通過深層勘查技術(shù)可以得到第二深度空間成礦元素含量數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 成礦元素含量數(shù)據(jù)表

依據(jù)表2數(shù)據(jù)可以看出，遼寧鞍山地區(qū)第二深度空間具備著較為豐富的金屬礦產(chǎn)資源，可以對其進行相應的挖掘，為遼寧社會經(jīng)濟發(fā)展提供充足的金屬礦資源供給。

4 結(jié)束語

金屬礦資源是深部能量與物質(zhì)交換、深層動力過程后的產(chǎn)物，故在理論與實踐角度出發(fā)，加強第二深度空間的找礦、勘查研究勢在必行，也是礦產(chǎn)資源發(fā)展的大趨勢。面對礦產(chǎn)資源勘查難度越來越大的現(xiàn)象，精準分析深部找礦特征，選取適當?shù)纳顚涌辈榧夹g(shù)至關重要，此研究可以一定程度的解決上述問題，但是隨著金屬礦產(chǎn)資源需求量的加大，對金屬礦產(chǎn)資源勘查提出了更高的要求，需要對金屬礦資源中深部找礦特征及深層勘查分析進行進一步的研究。