地質找礦中化探技術的實踐應用

王小春

1 化探技術在地質找礦中的作用

在對礦產資源進行開采之前，要先對礦產資源進行詳細勘查，對其種類和分布位置進行明確，比如根據(jù)地質條件、礦床賦存和礦體變化等要素，便能對礦產的具體分布數(shù)量和位置有較為精確的推斷，這是后續(xù)開采的重要基礎。當前我國的地表礦產資源開采接近完畢，而地表之下的礦產資源則應該作為今后開采的重點，這使得地質勘察的難度大大增加了。地質找礦與礦產資源的后續(xù)開采是因果關系，只有地質找礦工作保證了精確性，才能保證礦產資源開采的正常進行，否則就會導致開采成本驟然增加，并延緩了開采的效果，嚴重的還會導致安全事故的發(fā)生。當前，隨著科學技術水平的不斷提升，地質找礦的技術手段也在不斷增加，但是不同的找礦手段其在找礦準確性上存在差異，因此就需要對這些找礦技術進行不斷完善，并合理選擇，才能得出最為準確的找礦信息。

化探本質上是一種地球化學指標，其能夠對各類天然物質與自然資源進行有效測量和研究，并且能對其實施勘察和預測。這種找礦技術的綜合性非常強，不光是化學找礦手段的體現(xiàn)，而且對重力學、電磁學和地質學都有所涉及?；郊夹g的理論支撐為化學理論，依據(jù)這些理論對礦產資產實施勘察，最終獲取到礦產資源的分布及種類等多種情況，這是后續(xù)開采的重要基礎?；郊夹g的適用范圍較廣、并且具備較高的靈敏度和準確性，這是其與其他找礦技術相比的顯著優(yōu)勢，最大限度減少地質找礦的誤差，因此其具有很廣闊的應用前景。

2 化探技術在地質勘查中的應用類型分析

2.1 地電化學技術

在化探技術體系中，地電化學法是非常常用的技術的一項技術，地電化學技術綜合程度較高，因為這種技術有機融合了地球物理技術、地球化學技術，還加入了電化學技術體系，是多種技術體系的融合，針對隱伏礦床，地電化學技術一直都有著出現(xiàn)的勘察表現(xiàn)。地電化學法的操作較為簡單，利用電化學技術來溶解礦體中的物質，在礦體周圍形成離子暈，這樣一來伴生元素、成礦元素就會回升到地表層，為技術人員的采樣檢測提供了極大便利。地電化學技術的應用會形成一個人工電場，這個電場會沖擊那些本處于穩(wěn)定狀態(tài)的金屬離子，并促使陽性金屬離子向陰極的移動，這樣電解物質就會形成。通過檢測電解物質，便能對離子的反應情況有準確了解，這些最終都會形成基礎性數(shù)據(jù)，為之后的礦產評估和找礦決策提供參考。

2.2 熱釋汞技術

熱釋汞技術是對傳統(tǒng)土壤汞氣測量技術的重大突破，是一種改良之后的新型的技術。首先要在野外進行土壤樣品的采集，之后對樣品進行加工處理，熱釋爐子按照一定的設置溫度來進行土壤樣品進行加熱，最終釋放出吸附形態(tài)的土壤物質。再借助原子吸收型汞儀來測定汞濃度，并且在這個過程中還能夠對盲礦進行明確。傳統(tǒng)技術采用在野外直接從土壤中抽取泵的方式，但是這個過程容易受到很多因素的干擾，而熱釋汞技術成功排除掉了這個風險，找礦的效果會更好。除此之外，熱釋汞技術的操作方法簡單易行，特別是針對有色金屬礦床，其找礦效果非常出色。

熱釋汞法主要是從汞和化合物的關系進行研究，通過對這兩種共同的地球化學性質的分析來實施測量和勘察。一是在內生成礦的作用下，泵本身容易以類同象混入物的形式進入到硫化物當中，這樣泵就會形成分散型的狀態(tài)；二是這項技術針對汞和其他化合物的穿透力是很強的，尤其是在構造斷裂方向，能夠從地面層直達地表層。由此可見，如果土壤汞出現(xiàn)了異常，就能夠對隱伏斷裂構造帶給出一定的提示。在熱釋汞法應用不斷擴大的前提下，其應用資料也在不斷累積，針對其應用成效學者們的看法不一。但是不可否認的是，汞氣的存在與地表斷裂帶有著極為密切的聯(lián)系。熱釋汞作為一種化探找礦技術，其應用前景還是非常良好的，其可以作為找礦的依據(jù)，尤其是在構造斷裂方向上應用成效顯著。

2.3 構造疊加暈技術方法

原生暈找礦技術又稱為巖石地球化學技術，這種技術出現(xiàn)于上世紀50年代，目前已經成為了化探技術找礦體系中非常重要的一種技術手段，尤其是在隱伏礦床方面，原生暈找礦技術的優(yōu)勢非常明顯。在這個理論基礎上，通過近些年的研究，有學者提出了構造疊加暈找礦的新型技術方法。這種技術方法與熱液成因的礦床特征進行了有效結合，針對過去原生暈理論無法解釋的原生暈軸的異常情況，這一新型技術方法都可作出科學解釋，針對無規(guī)律異?，F(xiàn)象也具備理論研究價值，隨著技術的不斷發(fā)展，其在深部盲礦的判斷方面也有突出的表現(xiàn)。另外，在研究典型金礦床構造疊加暈技術的過程中，可構建起疊加結構的理想模型。這項技術的基本原理是，在具有差異性的成礦條件下，對成礦元素的組合和形成礦體暈的軸向分帶情況進行研究，進而構建出疊加暈模型，以此來對礦區(qū)的其他未知區(qū)域進行預測。實際找礦過程中，要充分充實未知礦區(qū)疊加暈所具有的特征，尤其是軸向上濃度呈現(xiàn)出的變化規(guī)律，以此來區(qū)分成礦的過程，劃分為成礦和非成礦兩個階段，兩者顯現(xiàn)出的異常特點也要同時進行區(qū)分。最后經由科學的統(tǒng)計，構造起異常模式下的找礦模型。由此可見，構造疊加暈技術在找礦工作中可提供很大的助益，然而其仍然存在一定的劣勢。

大量的找礦實踐證明，構造疊加暈在熱液金屬礦床中具有非常優(yōu)秀的應用成效，特別是礦產資源的勘測時期，借助鉆孔和采樣手段，原生暈技術可有效預測出礦化延伸的情況，并且能夠為地質找礦工作的布局提供一定的參考，對于盲礦的追蹤也有積極的意義。而針對熱液金屬礦，由于其受到構造控制明顯，原生疊加暈在構造帶的應用是非常廣泛的。針對這種情況，在采樣階段就要有針對性的對構造帶中的樣品進行采集，進一步優(yōu)化盲礦預測信息，從而有效降低找礦工作的難度。

2.4 地氣測量技術

在對礦床進行深穿透勘察中，地氣測量技術是非常常用的手段，與傳統(tǒng)的勘察技術相比區(qū)別性比較大。該技術主要是對存在于地表的氡元素進行測量，以此為依據(jù)分析微氣泡情況，最終實現(xiàn)對礦體元素的勘察。微氣泡的主要來源為隱伏型礦體，其即使有非常細微的變化發(fā)生，也能產生一些微氣泡，而這些微氣泡通常被作為隱伏礦發(fā)生變化的信號，因為它們直接與地表的一些物質產生關聯(lián)，便于技術人員進行判斷，技術人員便可以借助對微氣泡的測量來對隱伏礦進行分析。

2.5 活動金屬離子檢測技術

活動金屬離子檢測也是地質礦產勘察中的常用技術，運用這種勘察技術能夠達到的勘察深度是極為可觀的，最深可至地表之下700m的深度。這種技術的運用能夠大大增強離子的持續(xù)穿透的能力，從地下巖層中沿著沉積物持續(xù)上升至地表區(qū)域，技術人員便可以借由相關的技術手段來對金屬離子進行獲取，然后運用試劑法對樣本中的離子進行分離，進而對離子的相關情況進行掌握，這是后續(xù)找礦的重要的數(shù)據(jù)信息基礎。

3 地質找礦中化探技術的實踐應用

3.1 區(qū)域地質概況

研究區(qū)的位置在我國西北地區(qū)，面積約1464.5km2，地勢海拔3000m以上，山勢陡峭峻險，山區(qū)屬于深切割的地質形態(tài)。研究區(qū)內的河流深受構造線影響，呈現(xiàn)出東西-近東西走向。該區(qū)域可分為三個地球化學景觀區(qū)，分別為剝蝕高山區(qū)、干旱中山區(qū)和第四系覆蓋區(qū)。區(qū)域內有水系發(fā)育，匯水盆地的基巖情況也通過一級水系進行體現(xiàn)，采樣粒級-10目～+80目，介質主要是細砂。

3.2 地球化學特征

本次采樣共計16種元素，樣品采集的密度為5.26個點/km2，另外要嚴格按照規(guī)范進行采樣分析，從樣品處理、采樣方法、重復樣等方面進行嚴格控制，保證這些方面符合規(guī)范要求。

3.2.1 元素含量特征

對研究區(qū)內150000水系沉積物的地球化學測量相關資料進行收集，研究區(qū)背景值除以中國大陸巖石圈背景值，得出各元素的富集系數(shù)（K），根據(jù)比值的大小確定元素的富集程度，通過研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)內富集的元素主要有六種，即Bi、Pb、W、Ni、Sn、Cr，而相對貧化的元素有五種，即Mo、As、Sb、Au、Cu。

3.2.2 元素地球化學特征

Geoexpl軟件是統(tǒng)計元素地球化學特征值的常用軟件，運用其進行平均值和離差的統(tǒng)計和計算，各個元素的變異系數(shù)由離差除以平均值得到，經過計算和統(tǒng)計，得出的個元素的變異系數(shù)是比較大的，這就說明了研究區(qū)內的元素具有較高的離散程度，這其中，局部富集的是Au、W、Zn這三種元素，其含量的最大值分別為Au含量2520×10-9，Cu含量3036×10-6，Zn含量30684×10-6，Pb含 量4166×10-6，W含 量1699×10-6，Cr含量3210×10-6。

3.2.3 主要地質單元地球化學特征

變異系數(shù)和二級濃集系數(shù)這兩個數(shù)據(jù)指標對指示元素的主要富集地層有重要的意義，經由統(tǒng)計可知，石炭系下統(tǒng)地層、泥盆系上統(tǒng)地層、薊縣系地層和中天山構造巖漿帶晚石炭世（花崗閃長巖、二長花崗巖）、中天山構造巖漿巖帶晚泥盆世花崗巖這些地層的富集程度較高。不論是高背景、高含量還是低含量、低背景的元素，變異系數(shù)一旦產生明顯變化，它們就都具備了較大的成礦概率。

（1）薊縣系卡瓦布拉克巖群（JxK）。這是研究區(qū)出露的第二和三巖組，大理巖、千枚巖、片巖這兩組巖的主要巖性。As、Sb、W、Au、Ni、Mo、Bi、Cr元素是該地層富集的主要元素，需要提出的是，其二級濃集系數(shù)平均值大于1.5，顯示地層為元素強富集地層，特別是As、Sb、W、Au這四種元素的二級濃集系數(shù)甚至超過2，這無疑是極強富集的信號。W、Au、Mo、As、Bi、Pb變異系數(shù)高于1.5，顯示為強分異，特別是W、Au、As、Mo這四種元素，其變異系數(shù)大于2，這是極強分異的信號。Au、As、Sb這三種元素進行組合，其中低溫元素組合特征較為明顯，W、Mo、Bi三種元素的組合，則顯示出高溫元素的組合特征，該地層的富集元素與中高-中低溫熱液活動有極強的關聯(lián)性。金、銅、鉻等礦產已相繼在該地層內被發(fā)現(xiàn)，依據(jù)對成礦元素富集規(guī)律及共生組合關系的分析可知，該研究區(qū)內的該套地層主要找礦目標為Au、W、Cu礦產。

（2）上泥盆統(tǒng)天格爾組（D3t）。該組地層的糜棱巖化變長石石英砂巖、糜棱巖化變質粉砂質泥巖、糜棱巖化變質粉砂巖是主要的巖性。Cu、As、Co、Ni、Cr、Au、Zn、Sb是該地層的主要富集元素，在二級濃集系數(shù)方面，Cu、As、Co、Ni、Cr、Au這六種元素均超過了1.5，這是強富集的表現(xiàn)，特別是Cu、As兩種元素甚至超過了2，這是極強富集的信號。變異系數(shù)大于1.5的元素為Au，是強分異體現(xiàn)。富集元素礦床元素組合與中低溫熱液和與基性巖有關銅鎳硫化物有直接關系，鐵、銅、金三種礦產已經在該地層內被發(fā)現(xiàn)，Cu、Fe、Au礦產應作為重點找礦目標，這也是基于元素富集分異特征、共生組合及巖性變質變形情況做出的科學分析和判斷。

3.2.4 元素組合特征

針對水系沉積物的分析也是至關重要的，首先要進行科學采樣，一般運用R型聚類分析方法來進行采樣分析，將分析結果和元素的地球化學特性相結合，進而將元素劃分出五個大類別：Au、Ag、Pb元素是第一類，該類元素主要是多金屬礦化的中溫成礦元素；Cu、Co、Ni、Cr、Zn作為第二大類，泥盆系上統(tǒng)天格爾組地層是其富集地層，As、Sb是第三類別，這一類元素屬于低溫成礦元素，其富集地帶也與斷裂構造保持了一致性；Bi、W、Mo元素是第四個類別，這是高溫成礦的元素組合類型，富集地帶主要為糜棱巖及韌性剪切帶；U、Nb、Sn則是作為第五類別，Sn的富集地帶主要位于糜棱巖及韌性剪切帶地帶。

3.2.5 異常分布特征

該研究區(qū)內的元素共有4組顯示出異常，這是基于元素地球化學特征，并結合R型聚類結果做出的科學性分析，4組異常元素分別為：Au-Ag-As-Sb組為第一組，Au為主要的成礦元素；第二組為Cu-Cr-Co-Ni組，在這一組中，Cu是主要成礦元素；第三組是W-Sn-Mo-Bi組，在這一組中，W則是主要成礦元素；第四組是U-Nb組，經過分析，認為這一組的成礦潛力比較小。

3.3 綜合異常特征

要判定綜合異常特征，就要結合多方面因素綜合考慮，地質礦產特征和元素組合特征是必須要考慮的方面，除此之外，還要考慮元素最大值，并結合變異系數(shù)，才能最終做出判斷。該研究區(qū)以Au、W、Cu、Zn四種元素為主要成礦元素，而伴生元素多達7種，分別為Ag、Pb、As、Sb、Bi、Mo、Cr。在同一地質底圖同時繪制出主要成礦元素、成礦伴生及指示元素異常，而綜合異常的圈定則要將主成礦元素異常作為基礎，再考慮各元素異常的疊加部分，最后與地質環(huán)境相結合，才能最終圈定綜合異常。

3.4 找礦遠景分析

地質條件特征會直接影響地球化學異常的空間展布，而地球化學信息特征不論是在空間展布方面還是在元素組合上都有明顯體現(xiàn)，地質找礦工作便能夠依據(jù)這些信息開展工作。本次研究在區(qū)內確定了2處區(qū)域，作為具有找礦潛力的遠景區(qū)。

3.4.1 第一找礦遠景區(qū)

這一遠景區(qū)的面積為160km2，屬于Ⅰ級的遠景區(qū)，其分布主要沿冰達板斷裂帶進行，出露地層以薊縣系卡瓦布拉克巖群、長城系星星峽巖群為主，侵入巖的類型以花崗巖及石英閃長巖為主，該區(qū)域與糜棱巖及韌性剪切帶出現(xiàn)重合。區(qū)內共有8處綜合異常，Au、As、Sb、Ag、Sn、Cu、Pb、Zn、Cr、Co、Ni是異常元素組合。石英脈型金礦化點有1處，還有4處基性-超基性巖及火山巖型銅礦化點，都是在冰達板斷裂南側糜棱巖及韌性剪切帶周邊被發(fā)現(xiàn)。冰達板斷裂對遠景區(qū)的影響是巨大的，這是一個金的成礦帶，該剪切帶內存在的強應變地帶的變形特征非常明顯，這個地帶也是成礦元素活化遷出的主要區(qū)域，而礦體的分布會受到次級韌性剪切帶的影響。Hs23、Hs24這兩處異常是主要找礦靶區(qū)。第一遠景區(qū)的主攻礦是金礦和銅礦。

3.4.2 第二找礦遠景區(qū)

這一遠景區(qū)同屬于Ⅰ級找礦遠景區(qū)范疇，面積大約為150km2，主要位置是在研究區(qū)的西部地帶，薊縣系卡瓦布拉克巖群是出露地層，花崗巖、花崗閃長巖、二長花崗巖及輝綠巖脈是侵入巖類型，該區(qū)域內的糜棱巖及韌性剪切帶發(fā)育。本研究區(qū)被共有5處綜合異常，Au、W、Cu、Cr、Ni、As、Sb、Ag、Mo、Bi、Pb、Zn為異常元素組合。該區(qū)域內共有1處構造破碎蝕變巖型金礦點，有4處石英脈型銅礦化點，1處構造蝕變巖型金銅礦化點，基性-超基性巖有關的鉻鐵礦點也有1處。Hs21、Hs22異常處是該區(qū)的找礦靶區(qū)。第二找礦遠景區(qū)主攻礦種為鉻、金、鎢、銅。

4 化探在地質勘查類中的應用注意事項

4.1 實施有效安全管理，提升勘察技術手段

在地質勘察工作的開展過程中，安全管理是極為的方面。而持續(xù)不斷改進化探地質勘察技術手段，能夠大大提升安全管理的效果。地質勘察中，化探技術要進行不斷的技術升級和設備改造，尤其是針對當前與地質勘察需求不想匹配的地質勘察技術做好改革工作。比如，要增強地質勘察工作安全管理的成效，就必須要采用遠程監(jiān)測的相關設備和技術手段來了解現(xiàn)場勘察的具體情況，以便針對出現(xiàn)的問題及時有效進行安全管理。除此之外，針對復雜的地質區(qū)域，還要采用高水平的遠程監(jiān)測設備來實施實時的安全監(jiān)管，這樣才能提升安全管理的成效，從而為地質找礦工作提供更為豐富的信息資源。另外，要想不斷提升的化探技術勘測手段，我國還應做好對國外先進技術的借鑒和參考，將我國的技術團隊建設工作推向前進。

4.2 重視技術人員能力培養(yǎng)，保證地質找礦工作成效

要實現(xiàn)地質找礦工作的高質量發(fā)展，就是重視對于地質勘察人員的能力和業(yè)務素質的持續(xù)提高。這要求地質人員首先要具備較強的安全勘察意識，對勘察的安全標準做到了然于胸，在實際勘察工作中能夠依據(jù)專業(yè)化和標準化的要求完成各項工作。出于提升化探技術人員的操作水平，保證其操作的標準性和規(guī)范性的考慮，地勘單位必須對時?？偨Y專業(yè)性的技術方法，從而為技術人員提供指導性的文件，保證地質找礦工作的高效率進行。

5 結語

綜上所述，在地質找礦工作運用化探找礦技術能夠獲得良好的應用效果，并有效彌補傳統(tǒng)地質找礦技術的缺陷。除此之外，地質找礦中的化探技術還可以實現(xiàn)對地質方法的優(yōu)化，因此其具有一定的現(xiàn)實性意義。而在今后地質找礦工作的發(fā)展中，還應繼續(xù)強化化探技術的應用效果。