礦產勘查中的物化探技術應用與地質效果

唐德來 黃彩榮

(1.核工業華東建設工程集團公司,江西南昌 330000;2.江西省核工業地質局二六四大隊,江西贛州 341000)

礦產勘查中的物化探技術應用與地質效果

唐德來1黃彩榮2

(1.核工業華東建設工程集團公司,江西南昌 330000;2.江西省核工業地質局二六四大隊,江西贛州 341000)

目前礦產勘查的發展方向就是利用綜合勘查技術來實現對礦的預測和勘探,這就需要不同勘查手段相互結合,相互協調,最大限度的排除可疑的預測結果,而只用單一的物探或者化探的手段是不可能實現找礦預測。本文以江西省贛州某礦區為例,結合該礦目前金屬礦勘查的基本現狀,討論了我國資源勘查中常用和當前比較先進的一些物探、化探勘查方法的原理、特點及應用現狀等,并簡要分析了各類技術應用的地質效能。

礦產勘查 物探技術 化探技術 地質找礦

在贛州運用物化探方法時一定要以采礦預測地段的成礦地質背景為前提,物化探信息一定要結合工作區的成礦地質條件進行解釋。在進行物化勘探的時候,一定要根據工作區的實際情況,采取不同的物化勘探方法,而不能只使用一種物化勘探方法進行勘探,這樣才可以解決地質與找礦實際中遇到的問題。

1 贛州礦產資源概況

1.1 贛州礦產資源概況及分布

贛州礦產資源豐富,是江西省重要的礦產地,素有“世界鎢都”之稱。迄今全市已發現各類礦產106種,已查明資源儲量的礦產75種,探明大型礦床28處、中型礦床60處,小型礦床712,已探明資源儲量居全省首位的有中重稀土、鎢、銅、高嶺土等礦產。贛州南部的龍南、定南和信豐的煤和稀土的儲量豐富、贛州中西部的鎢、錫、銀、鉛鋅礦在贛州占據了重要的地位,北部的興國是金銀的主產區。除此之外,贛州的金屬礦床伴生礦較多,綜合利用價值非常高。但隨著許多露頭礦和近地表礦已基本被查明,地表淺部的露頭礦,易識別的礦越來越少,找礦難度日趨增大,因此綜合利用物化探技術找礦意義重大。

1.2 贛州某礦的地質構造

在贛州某稀土礦區大地構造位置處于北東向武夷窿起南西側、河源～邵武區域性北東向深大斷裂與尋烏東西向斷裂帶的交接復合部位。區內火山活動頻繁,斷裂構造發育,在尋烏河嶺一帶形成了一個較為完整的北東～南西向環狀火山～次火山機構,即尋烏河嶺火山盆地。區內出露地層以上侏羅紀菖蒲群火山巖為主,其次為震旦紀的變質巖,白堊紀紅層僅在局部有零星分布。綜合使用物化探技術能對該稀土礦產區的礦產勘探起到很大作用。

2 礦產勘查中的物探勘查技術

2.1 地震層析成像

所謂地震層析成像就是用醫學上的X射線CT理論,其通過地震波數據來反演地下物質的物理性質屬性,并一層一層的剖析繪制它的圖像。地震層析成像主要目的是確定地球內部的精密結構以及局部的不對稱性。地震勘探的分辨率是由地震波的波長決定的,比如在江西省贛州某個探測地區,鉆井測資料顯示,在深度11－39m的范圍之內,地層的縱波波速是1480m／s,橫波的波速是510m／s,參考平時情況,設橫波的主頓是38HZ,縱波的主頻是76HZ,這樣縱波和橫波的波長就能計算出來。

2.2 物探勘查技術中的瞬變電磁法

物探勘查技術中的瞬變電磁法是電磁測深技術的一種,瞬變電磁法和大地電磁測深相比有很大的區別,其公式為h≈28√p*t。瞬變電磁法以電磁感應理論作為基礎,通過對探測物質感生渦流場在其周邊環境形成的二次電磁場隨著時間產生變化特征的研究,對探測物質的空間形態做出大致的推測,這樣探測的目的就得以實現。所以的瞬變電磁法對于探測導電性高的大體積礦體的效果和能力特別突出。除此之外,瞬變電磁法還可以有探測深度達到500m左右的礦體,瞬變電磁法受地形的影響非常小,對施工環境要求也不高,操作比較方便。因此在贛州市這種地理環境較為復雜的礦區應采用瞬變電磁法。目前,瞬變電磁法的儀器大約有十幾種,比如國外的加拿大Diginal PEM系統以及美國GDP一32多功能電法儀等;國內的則主要有IG—GETEM一20型,重慶WTEM型等。

3 礦產勘查中的化探勘查技術

3.1 化探勘查技術中的汞氣測量及熱釋汞量法

Hg和Hg的化合物的化學性質有著兩個方面的特征,第一就是Hg是親硫的元素。這就使Hg在生成礦的過程中,Hg以不同的形式分散進到不同的硫化物,這樣Hg呈高度的游離態;第二,Hg和Hg的化合物所形成的蒸氣壓比較高,與自然界中另外的金屬元素相比較,Hg的揮發性非常強。Hg非常容易于被從其他Hg的化合物中被還原成單質Hg,而單質Hg在較大氧化還原電位以及酸堿介質中是比較穩定的。Hg的穿透力較強,一般情況下,從地底上升從幾百米甚至幾千米的Hg蒸汽,可以通過種種一直到達地球表面,盡管覆蓋物的厚度比較大,在地球表面的表土壤中仍能檢測到有Hg的異常顯示。當直接采樣的介質是氣體的時后,受到外界溫度、環境以及降雨等自然因素的影響較大,再加上實際操作比較繁瑣,容易導致錯誤的發生,這就會導致測量結果的重現性不能達到預期的要求。Hg蒸汽測量其實是一種間接找礦的方法,所以它沒有直接找礦的方法準確度高,也遠不如直接找礦法應用的廣泛。土壤Hg量法的重現性比較好,熱釋Hg量法的操作簡單、重現性好、投資少,而且土壤Hg量法具有較強的及時性,所以其應用前景很廣泛,是二十世紀冶金地質化探工作中比較重要的突破和創新。

3.2 化探勘查技術中的金屬活動態提取法

這種方法的主要理論依據就是金屬礦床本身和它的圍巖中,和礦相關的超微細金屬及其金屬化合物,在地下水、水蒸發、地氣流以及濃度梯度等不同應力的共同作用下向地表發生遷移。一些疏松物的地球化學障或者上覆土壤可以捕獲到達地表以下與礦相關的超微細金屬及其金屬化合,從而形成活動態疊加含量。該種方法中提取的金屬是地化樣品中呈現離子態的一種,其中也包含超微細金屬,金屬活動態提取法是跟對金屬活動態本身不相同的特性來提取。所以,對找尋形成離子形式比較困難而常常以超微細活動態的形式存在的金的效果比較突出。

4 結語

通過綜合利用物化探技術綜合找礦,在崇義老庵里錫銅鉛鋅礦區以及牛角窩錫銅鉛鋅礦區找礦工作中已經取得喜人的進展,鎢多金屬存在著巨大的資源潛力,其共生的鉛鋅礦也有良好的前景。

[1] 高延廣.危機礦山接替資源勘查中方法技術戰略思考[J].中國礦業,2006(10):16-18.

[2] 黃明然,譚立勇,曲金紅,等.紅透山礦接替資源勘查探礦實踐[J].中國礦山工程,2008(3):9-11.