金屬礦產(chǎn)深部產(chǎn)出特征及勘查技術(shù)方法

陳志堅(jiān)，鄂阿強(qiáng)

內(nèi)蒙古自治區(qū)115地質(zhì)隊(duì)，內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137405

0 引言

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)各類礦產(chǎn)的需要已經(jīng)越來(lái)越大，我國(guó)現(xiàn)有礦山的資源供應(yīng)已經(jīng)滿足不了目前的需求量。目前已有部分礦山資源消耗過(guò)度，危機(jī)礦山日益增多。目前礦產(chǎn)勘查工作的重點(diǎn)是尋找新的接替資源，勘查對(duì)象不再單純是淺部礦，而成為深部礦。

淺部礦和深部礦的不同特征決定了其不同性，最主要的區(qū)別方法是以礦床現(xiàn)階段的埋深，各國(guó)的經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展水平不同，所以對(duì)深部礦的劃分標(biāo)準(zhǔn)不一。如：美國(guó)、加拿大等經(jīng)濟(jì)科技強(qiáng)國(guó)，他們對(duì)礦床的勘查技術(shù)水平已經(jīng)相當(dāng)成熟，開(kāi)采深度也達(dá)到了地下幾千平；而在我國(guó)，勘查的技術(shù)還達(dá)不到要求，目前對(duì)金屬礦山的探采深度一般在500m。據(jù)我國(guó)的開(kāi)采水平及實(shí)情，探采深度在500m～2000m范圍則為深部礦遠(yuǎn)景區(qū)。

1 深部礦的產(chǎn)出特征

要保證深部礦勘查取得好成效首先要加強(qiáng)對(duì)深部礦特征的綜合研究，識(shí)別深部礦找礦信息并研究有效獲取途徑。深部礦床埋藏于地表下一定深度范圍內(nèi)，目前的科學(xué)技術(shù)還難以獲取其準(zhǔn)確信息，把握它的特征。深部礦礦化信息很容易被掩蓋，一般情況下很難顯示出其本身的信息，這點(diǎn)很大程度上影響了人們對(duì)其進(jìn)行研究。根據(jù)礦床的深化歷史可得知，礦床是處于運(yùn)動(dòng)態(tài)度，并非保持靜止。深部礦的形成分兩種情況：1）礦床原始形成深度較大，現(xiàn)今仍深埋在地表下；2）礦床原始形成與淺部甚至地表，現(xiàn)今位于深部，常的是已沉積、風(fēng)化礦床。可以看出，同類礦床具有相似的原始產(chǎn)出特征，形成是由同種成礦作用控制，與其埋藏深淺無(wú)關(guān)。從成礦系統(tǒng)角度來(lái)分析，類型相同的淺部礦和深部礦，其產(chǎn)出特征的差異性是成礦后各種因素耦合的結(jié)果?？偨Y(jié)深部礦的特點(diǎn)有：一般保存較完整，連續(xù)性好，受次生改造強(qiáng)度不大；除被損壞或變質(zhì)礦床外，大多數(shù)深部礦床中礦體或礦石組成部分都保存了較多的原生特征；若礦床發(fā)育礦種上的垂直分帶，則其深部礦種多是高溫礦種。

地區(qū)不同、地理位置不同，深部礦的產(chǎn)出特征自然不同，要研究深部礦的特征，就要結(jié)合其地層、構(gòu)造、巖漿等地質(zhì)要素，然后根據(jù)其相關(guān)理論指導(dǎo)實(shí)際問(wèn)題，對(duì)研究對(duì)象加以分析總結(jié)。對(duì)于原始形成于深部且現(xiàn)今仍位于深部的礦床，往往產(chǎn)出于深部巖體附近或賦予深部斷裂構(gòu)造中，有相應(yīng)的圍巖蝕變，指示元素等特征；而原始形成于淺部但現(xiàn)今位于深部的礦床一般與特定時(shí)代的地層，巖層以及沉積構(gòu)造等因素關(guān)系密切。深部礦這些信息能顯示出來(lái)的且能被采集并利用到的信息很少，而且是微弱信息。在采集并處理這些信息時(shí)信息時(shí)，要謹(jǐn)慎并重視這些礦化信息，不可忽視弱緩異常。經(jīng)綜合研究后，提出最有效、能反應(yīng)深部礦特征的信息。新技術(shù)方法的應(yīng)用是礦化信息采集的前提和保障，礦化信息的來(lái)源依靠技術(shù)的發(fā)展。因此，如何效的捕捉、識(shí)別這些有效信息也是新勘查技術(shù)的需要探討的問(wèn)題。

2 深部礦的勘查技術(shù)方法

深部礦本身的特點(diǎn)決定了其勘查的難度，因此，傳統(tǒng)的勘查方法因技術(shù)方面的缺陷，對(duì)新礦的尋找難以勝任。因此，對(duì)新勘查技術(shù)包括：探測(cè)深度、探測(cè)精度、靈敏度3方面提出新要求。要求：探測(cè)深度要能“穿透”一定的深度，即“穿透”位于深部礦之上的覆蓋層；探測(cè)精度的識(shí)別能力要更強(qiáng)；靈敏度要?jiǎng)偃翁崛∥⑷跣畔⒌哪芰Α?/p>

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求勘查技術(shù)實(shí)現(xiàn)以上要求，同時(shí)也是勘查技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)。舉例來(lái)說(shuō)，從研究地球內(nèi)部精細(xì)圈層結(jié)構(gòu)，耦合效應(yīng)和地球內(nèi)部物質(zhì)與能量交換的深層動(dòng)力學(xué)過(guò)程的角度，現(xiàn)代物探方法愈加趨向于探測(cè)深度，高精度和高分辨率的特點(diǎn)。高精度重，磁，電場(chǎng)可在較大范圍內(nèi)探測(cè)地下介質(zhì)，結(jié)構(gòu)，構(gòu)造和物質(zhì)的物理—力學(xué)屬性。通過(guò)高精度的重力場(chǎng)，地電場(chǎng)，地磁場(chǎng)等地球物理觀測(cè)，進(jìn)行反演和模擬，從成礦區(qū)（帶）的深部構(gòu)造背景，介質(zhì)屬性等方面來(lái)查明礦體的埋藏狀況，具有傳統(tǒng)技術(shù)和其他勘查手段無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)找礦對(duì)象的改變和找礦難度加大的局面，從元素的地球化學(xué)性質(zhì)的角度，深穿透地球 方法也隨之發(fā)展和運(yùn)用。這類方法捕捉的對(duì)象是活躍的金屬元素，利用深部礦床本身及其圍巖中的成礦元素或伴生元素可以在某種或幾種營(yíng)力作用下遷移至地表并在地表介質(zhì)中形成元素疊加含量的特點(diǎn)，通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)提取這些疊加含量，以達(dá)尋找深部礦的目的。與傳統(tǒng)化探方法相比，深穿透地球化學(xué)所具有的一般特點(diǎn)是：1）探測(cè)深度大；2）獲取的主要是直接信息；3）信息微弱，但所表現(xiàn)的異常襯值大；4）獲取的信息較為可靠。

新興技術(shù)方法對(duì)勘查新部礦起到首要作用，現(xiàn)今，這些技術(shù)方法中已經(jīng)得到推廣使用的物探新方法有：大功率瞬變電磁法（TEM)，大地電磁法（MT），金屬礦地震法，可控源音頻大地電磁法（CSAMT）等。這些技術(shù)方法的勘查深度能達(dá)幾百甚至幾千米，探測(cè)儀器向輕便化、智能化發(fā)展，觀測(cè)精度、分辨率大大提高?；叫路椒ㄖ饕谢顒?dòng)金屬離子法（mmi）電地球化學(xué)方法、酶提取方法、金屬活動(dòng)態(tài)測(cè)量方法等。探測(cè)深度大、識(shí)別異常能力強(qiáng)、檢出限低等是這些化探技術(shù)具有的特點(diǎn)?？梢?jiàn)，新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展起了推動(dòng)作用。同理，礦業(yè)技術(shù)的發(fā)展對(duì)國(guó)內(nèi)外深部礦的尋找起到了重要作用。

此外，科技的高速發(fā)展對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)也起了推進(jìn)的作用。地質(zhì)方面的發(fā)展得益于衛(wèi)星遙感技術(shù)迅速發(fā)展，遙感技術(shù)已應(yīng)用于地質(zhì)考查，且應(yīng)用范圍日益廣泛，可以迅速定位隱伏巖體和深大斷裂，根據(jù)綜合礦化信息圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)等；超深鉆技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用更是可探及地下數(shù)千米的范圍，但是超深鉆價(jià)格昂貴，仍未全面應(yīng)用，目前只用于驗(yàn)證階段。經(jīng)濟(jì)而有效的深部礦勘查技術(shù)方法仍然是適當(dāng)?shù)奈?，化探方法?/p>

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[2]翟裕生，彭潤(rùn)民，等.成礦系統(tǒng)分析與新類型礦床預(yù)測(cè)[J].地學(xué)前緣，2003，7(1).

[3]葉天竺，薛建玲.金屬礦床深部找礦中的地質(zhì)研究.中國(guó)地質(zhì)，2007，37(4)：633-651.

[4]陳永清，夏慶霖.金屬礦產(chǎn)勘查技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2002，17(3)：540-550.