深穿透地球化學(xué)勘查技術(shù)在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

郭先明，張?；?/p>

（江西省地質(zhì)工程（集團）公司，江西 南昌 330000）

由于大型和大型采礦作業(yè)的變化以及隨之而來的勘探風(fēng)險的增加，僅靠地表地質(zhì)觀測無法發(fā)揮其在隱藏礦床中的勘探作用。為了解決這些問題，必須依賴于遙感方法。遙感方法一般指導(dǎo)地質(zhì)理論，傳統(tǒng)的地球物理、地球化學(xué)、遙感方法有一定的發(fā)現(xiàn)能力。根據(jù)世界探查的成功統(tǒng)計，地球化學(xué)勘探是尋找表生礦、深部和潛伏礦的有效手段。地球化學(xué)勘探已被證明是一種非常有效的技術(shù)和方法，特別是對于稀有金屬和有色金屬在金、銀、鉑等貴金屬的勘探中。深穿透地球化學(xué)經(jīng)過70年的發(fā)展，建立了系統(tǒng)成熟的巖石露頭地球化學(xué)擴散模型的理論和方法體系，因此逐漸成為一種和地球物理勘查相同地位的重要勘察方法，下文中就此展開研究。

1 技術(shù)概述

如今，深部侵蝕地球化學(xué)勘探技術(shù)由于具有一系列優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于金礦勘探，即金屬活性態(tài)提取法和土氣納米微金屬法。前者主要采集表層土壤，用于分析各種活性金屬。后者是收集地球上的氣體，分析其中的細金屬含量。該方法可用于大面積隱蔽區(qū)域的戰(zhàn)略探索，無論隱蔽區(qū)域的景觀條件如何，均可應(yīng)用，一般檢測深度可達100m，可測量信息直接探索。我們可以獲得小到納米和微米的金屬離子，并提取這些活性金屬離子。成礦流體可以有效地利用這些金屬離子，從將成礦和勘探有機地聯(lián)系在一起的微觀角度可以理解它們?yōu)槭裁纯刂瞥傻V過程和成礦。在大覆蓋地球化學(xué)調(diào)查或大面積礦山群集評價中，戰(zhàn)略超低密度的深層滲透能有效作用。這是地球化學(xué)法的重要技術(shù)革新，由于在當(dāng)前的技術(shù)應(yīng)用過程中充分使用先進的GPS和GIS技術(shù)的有機結(jié)合，實現(xiàn)超低密度的地球化學(xué)測定全過程的數(shù)字化，現(xiàn)場的采樣和繪圖變得更方便[1]。由于這些礦區(qū)有大量成礦物質(zhì)的供應(yīng)和積累，因此研究和開發(fā)了大型礦山和大型礦山的采樣系統(tǒng)。這意味著某些元素在地殼中高度集中。捕捉這些地球化學(xué)異常，應(yīng)用超低密度采樣方法，快速過濾容易形成大礦山的地球化學(xué)塊，然后繼續(xù)縮小范圍，對礦物有效。相關(guān)研究人員系統(tǒng)研究了幾個大面積應(yīng)用區(qū)地表深部礦石包裹體的賦存情況，另外，根據(jù)戈壁沙漠地區(qū)堿性鹽類和鐵錳氧化膜的研究了解地表的礦石信息和礦石情況的有關(guān)信息，必須對可溶性鹽、可溶性樹膠和可溶性有機物進行研究。

2 必要性和重要性

一是勘探地球化學(xué)學(xué)科發(fā)展的需求：伴隨著社會發(fā)展以及地質(zhì)勘查工作要求的不斷提高，各種地球化學(xué)的勘查技術(shù)也在不斷發(fā)展，學(xué)科的發(fā)展要集合理論與實踐一體。這樣能夠推進探查地球化學(xué)的發(fā)展，使得研究出效果又豐富的東西。同時在今后的發(fā)展中，不斷更新，豐富勘探地球化學(xué)知識，以便于更好地應(yīng)用。

二是礦產(chǎn)勘查需求：礦產(chǎn)勘查相對復(fù)雜，難度較大。深部地球化學(xué)勘探技術(shù)在金礦勘探中的應(yīng)用大大提高了勘探效果。必須研究和組織相關(guān)學(xué)科以滿足覆蓋活動中的這些要求。

三是對我國國情的要求：中國幅員遼闊，勘探金礦的難度較大，所以需要革新金礦的勘探技術(shù)。雖然我國的各種資質(zhì)勘查技術(shù)正在快速發(fā)展的過程中，各種新技術(shù)以及研究成果不斷出現(xiàn)，為地質(zhì)勘查以及找礦工作提供了重要的理論支持。但是隨著社會的進一步發(fā)展，我們不能滿足于已有的成果，應(yīng)該不斷加強前沿技術(shù)研究，對地球化學(xué)勘查技術(shù)進行研究。

3 地球化學(xué)方法

通過研究世界金礦的金屬形成規(guī)律，可以發(fā)現(xiàn)金礦的成礦周期較長，包括古代、第三紀(jì)、第四紀(jì)[2]。部分砂金礦區(qū)仍在成礦，說明金礦成礦年齡較長。另外，金礦床可以發(fā)育成沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖等所有巖石的種類。因此，金礦化的空間范圍比較廣。

在我國的銅鐵礦床中，存在著相關(guān)的金現(xiàn)象，也形成了獨立的金礦床。古代變質(zhì)巖的分布對于黃金產(chǎn)區(qū)更為重要，其中存在沖積和非成巖沉積物并且能夠成礦。由此可見，金礦的普查不能在一個特定的區(qū)域進行，而需要對更大的區(qū)域進行普查。水基泥沙測量是當(dāng)?shù)仄詹橹蟹浅Ｓ行У牡厍蚧瘜W(xué)方法，這是由水基泥沙測量的特點決定的。河川的土砂測定，除了現(xiàn)有的基本方法外，還適用于國內(nèi)外的地球化學(xué)法，即重礦物地球化學(xué)法。該方法主要是對采集到的水基沉積物進行洗滌和淘選后的重要礦物礦物學(xué)研究，另一方面是根據(jù)要求對金和磁性重礦物和非磁性重礦物的相關(guān)元素進行分析，確定異常。

在評價河流沉積物的地球化學(xué)異常時，不僅要預(yù)測巖石和金礦床的成因，還要注意異常砂金礦床的預(yù)測。在砂金礦床導(dǎo)致河流沉積物地球化學(xué)異常的地方，可以使用矛式金探測器來識別和驗證異常。本儀器可檢測超細金顆粒。檢測方法是將探頭直接插入壓床層以實現(xiàn)接觸檢測的目的。在特定檢測處插入設(shè)備。當(dāng)探針的脊柱探針接觸砂層中的砂金顆粒時，該裝置發(fā)出兩個光指示信號和聲音指示信號。同時，也就是一個黃色指示燈和一個高頻音信號。黃金探測器重量不到2kg，采用9V電池供電，可連續(xù)工作80h，可輕松應(yīng)用于現(xiàn)場[3]。這是為了在評價異常時，不僅要尋找原生的金礦床，還要確認是否成為砂金礦床的潛在標(biāo)志。

4 應(yīng)用過程

4.1 金礦普查的應(yīng)用

金礦的調(diào)查不應(yīng)局限于某種特定的地區(qū)，以確保礦產(chǎn)的生產(chǎn)效率和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因此，擴大研究領(lǐng)域迫在眉睫。現(xiàn)場調(diào)查過程中最常見的是地球化學(xué)方法，如水基沉積物的測量，金離子以絡(luò)合物或速率的形式移動，在特定環(huán)境中形成異常[4]。機械方法形成搬運的砂金礦床，各種復(fù)合物可用作尋找原生金礦床的短期和長期指標(biāo)。測量河面沉積物時采集的樣品數(shù)量很少，但是在探測過程中，由于區(qū)域廣，目標(biāo)明確，所以應(yīng)該使用廣泛使用的地球化學(xué)探測方法。河流泥沙測量過程中采用常規(guī)勘探方法，但也可采用重沙測量等方法。對水基沉積物測量過程中采集的水基沉積物樣品需要進行洗脫，主要勘探和檢測目標(biāo)是洗脫后殘留的重要礦物。與此同時，需要根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果分析礦物中的金元素含量以及相關(guān)的金屬含量，確定檢測過程中的異常值范圍。為了評價河流沉積物的地球化學(xué)異常，需要在對巖金沉積物進行綜合調(diào)查的基礎(chǔ)上進行異常分析和研究。如果砂金礦床是河流堆積物引起地球化學(xué)異常，需要反復(fù)檢查，反復(fù)比較和驗證異常，可以用矛式金探測器輔助[5]。

4.2在勘探階段的應(yīng)用

當(dāng)勘查工作進入勘查階段時，可采用基巖地球化學(xué)調(diào)查方法，明確礦體分布的地理位置和具體剝落程度。金礦床的原產(chǎn)軸向劃分規(guī)則與熱液礦床的全世界軸劃分規(guī)律基本相同。但是，當(dāng)金礦床類型多，成礦地質(zhì)條件較差時，金礦床中的少數(shù)元素會因帶的順序和分布位置的不同而出現(xiàn)不同的情況。因此，分區(qū)可以用金遷移的形式來解釋。另外，部分金礦體的尺寸是有限的，或者由幾個小的礦體構(gòu)成的，勘探輪廓中的礦體的原始電暈的信息非常復(fù)雜，控制性較差。與此相對，通過將深部地球化學(xué)勘探技術(shù)與其他理論知識相結(jié)合，可以分析金礦床的異常信息，確定金礦床的成因、分布等基本信息[6]。

4.3 活性金屬的提取與檢測

活性金屬的提取和檢測主要包括尿素活性狀態(tài)的提取、提取液的預(yù)處理、待測元素與雜質(zhì)元素的分離、濃縮物的破壞和轉(zhuǎn)化。這五個步驟可以作為化合物進行測試，可以有效地提取和測試活性金屬，以獲得活性金屬的相關(guān)信息。在提取元素活性狀態(tài)的過程中，必須用一些高純度的提取物在常溫下提取，提取完成后用透明液體或濾膜過濾提取物。提煉物的預(yù)處理通常包括破壞過多的提煉劑，破壞在提煉過程中從樣品帶入溶液中的有機物和由提煉劑和樣品中的各種元素形成的配合物。活性金屬提取檢測五個步驟極大地提高了活性金屬提取檢測的整體質(zhì)量和水平，促進了活性金屬提取檢測的發(fā)展和進步。

4.4 地球化學(xué)圖的編制

地球化學(xué)圖的編制在深穿透地球化學(xué)勘探技術(shù)的應(yīng)用中也發(fā)揮了非常重要的作用，成為不可或缺的環(huán)節(jié)。地球化學(xué)圖可分為地球化學(xué)剖面圖、成因資料圖和地球化學(xué)圖，這三幅圖為金礦勘探提供了有力保障，是金礦勘探過程中的重要參考信息。在繪制地球化學(xué)圖的過程中，我們不斷提高地球化學(xué)圖的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，使地球化學(xué)圖真正發(fā)揮作用，為金礦勘探提供有力的工具。并且可以繪制地質(zhì)剖面圖，通過繪制這種地球化學(xué)剖面圖，可以讓相關(guān)人員更好地了解元素含量變化與地質(zhì)條件之間的關(guān)系。在每個采樣點旁邊添加元素分析數(shù)據(jù)，以指示采樣點的位置及其與地球化學(xué)勘探工作中對應(yīng)元素含量數(shù)據(jù)的關(guān)系，源位數(shù)據(jù)圖很重要，因為異常元素含量可以通過點數(shù)據(jù)圖在金礦勘探過程中起著基礎(chǔ)性作用。

地球化學(xué)圖是根據(jù)原始的點數(shù)據(jù)圖，合理采用了一些移動平均法來處理和分析數(shù)據(jù)。簡單移動平均法主要是由于測試區(qū)域的樣品點分布相對均勻，如果測試區(qū)域的樣品點分布不均勻，則采用加權(quán)移動平均法確定實際情況。繪制地球化學(xué)圖時，工作人員首先要對分析后的數(shù)據(jù)進行網(wǎng)格化，然后合理使用移動平均法，對網(wǎng)格化后的數(shù)據(jù)進行一定的處理和分析。前兩個步驟顯示為等效內(nèi)容映射。在繪制地球化學(xué)圖的過程中，有關(guān)人員應(yīng)合理、科學(xué)地選擇等量線之間的距離，以提高元素含量分布規(guī)律的識別和對比，便于人們觀察規(guī)律。

4.5 金屬活度的測定

在深穿透地球化學(xué)勘探技術(shù)的應(yīng)用中，金礦勘探可以測量土壤中金屬活性態(tài)的分布，從而更好地確定閉塞礦體的位置。測定金活性狀態(tài)的主要依據(jù)是超載下金礦中活性狀態(tài)含量與其上方土壤的疊加。測量金屬的活性態(tài)主要集中在Au的活性態(tài)上，采集樣品并進行處理，然后提取和測試Au的活性態(tài)，對其進行各種數(shù)據(jù)分析和處理。并組織圖紙并解釋整體推理過程。金屬活度測定過程主要基于當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的室內(nèi)研究和室外觀察，測試所選活性金屬的各種合適指標(biāo)。進一步分析實際狀態(tài)，結(jié)合內(nèi)部各種活性金屬含量的相關(guān)地球化學(xué)圖，劃定異常金屬活性狀態(tài)區(qū)域，可以更好地找到礦體的隱藏位置，從而為金礦勘探作業(yè)提供了有力保障，推進當(dāng)前國內(nèi)的勘查技術(shù)優(yōu)化發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，在經(jīng)濟社會快速發(fā)展的今天，為了更好地探測各種包括金礦在內(nèi)的礦產(chǎn)資源，地球化學(xué)勘探技術(shù)必須不斷創(chuàng)新豐富。根據(jù)實際研究，深入貫穿地球的化學(xué)勘探技術(shù)被應(yīng)用于礦物勘探，綜合考慮各種參數(shù)的變化，可以更好地確認含金礦脈，提高勘探效率和質(zhì)量。為了在今后的開發(fā)過程中更好地開展礦產(chǎn)勘查工程，需要對基礎(chǔ)理論知識進行深入研究，驗證不斷發(fā)展的新技術(shù)、新方法。