深部及隱伏礦床的地球化學(xué)尋找方法綜述

苗建強(qiáng)

（新疆璽瑞資源有限公司，新疆 哈密 839000）

目前我國(guó)礦產(chǎn)資源的供應(yīng)已經(jīng)難以滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的需求。我國(guó)各類(lèi)有色金屬已經(jīng)嚴(yán)重緊缺，如果不能發(fā)現(xiàn)新的礦源，我國(guó)預(yù)計(jì)到2020年將有80%以上的有色金屬礦源面臨停產(chǎn)。各種礦源的停產(chǎn)，不僅影響我國(guó)的社會(huì)發(fā)展和工業(yè)生長(zhǎng)，還會(huì)帶來(lái)一些列的問(wèn)題，尋找新的礦源對(duì)于保證社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定至關(guān)重要。地球化學(xué)勘探方法作為一種能有效的尋礦的勘探技術(shù)，其是解決我國(guó)礦產(chǎn)資源緊缺問(wèn)題的發(fā)展方向之一，研究地球化學(xué)技術(shù)具有重要的意義。

1 深部及隱伏礦床尋礦的可行性

我國(guó)目前礦產(chǎn)資源已經(jīng)面臨著嚴(yán)重不足，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)的不斷提高，許多在地表和埋藏在地下淺層的礦源已經(jīng)逐漸的開(kāi)采殆盡，未來(lái)的尋礦工作只能向地下深層和隱伏礦床方向進(jìn)行，具體情況如下：根據(jù)成礦原理分析，容易出現(xiàn)礦源的位置在地下8km～10km的深層區(qū)域中，該深度為地殼運(yùn)動(dòng)的交匯區(qū)域，具有很多成礦因素。并且該區(qū)域也是地下熔巖凝固后的堆積區(qū)域，有研究報(bào)告表明，這種成礦區(qū)域的深度可以長(zhǎng)達(dá)4km左右，因此在這個(gè)深度有著極大的尋礦可能性。

我國(guó)的地下深層和隱伏礦床還沒(méi)有被充分開(kāi)發(fā)，我國(guó)的礦源目前多數(shù)還是淺層開(kāi)采，其中最深的開(kāi)采深度也是在1km左右的范圍，而美洲的金屬礦源最深開(kāi)采深度已經(jīng)到達(dá)了3km左右的范圍，我國(guó)的地底深處還存在的大量的尋礦空間。

地球化學(xué)勘探方法主要對(duì)各種介質(zhì)中的金屬元素進(jìn)行分析，通過(guò)多方面的金屬元素信息分析，找出含礦區(qū)域，這種勘探技術(shù)已經(jīng)被初步應(yīng)用，并且在勘探實(shí)踐中具有良好的表現(xiàn)。地球化學(xué)勘探方法的運(yùn)用，有助于我國(guó)尋找深部礦脈，進(jìn)而解決我國(guó)的礦產(chǎn)資源緊缺問(wèn)題。

2 地球化學(xué)尋礦技術(shù)

2.1 地球化學(xué)技術(shù)對(duì)巖石的分析

在礦石結(jié)晶的凝結(jié)過(guò)程中，礦石中的金屬元素會(huì)向礦床周?chē)鷶U(kuò)散，這樣在礦床周?chē)膸r石內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的元素變化，這種元素?cái)U(kuò)散的模式被稱(chēng)為原生暈。而地球化學(xué)技術(shù)就是通過(guò)分析巖石中的元素含量以及分布結(jié)構(gòu)找到原生暈，再通過(guò)原生暈進(jìn)一步找到礦脈。這種對(duì)巖石的測(cè)量方法比較簡(jiǎn)單，對(duì)石樣沒(méi)有過(guò)高的要求，不僅可以通過(guò)巖石碎屑進(jìn)行元素分析，也可以通過(guò)分析巖石構(gòu)造裂隙來(lái)進(jìn)行判斷，這種測(cè)量技術(shù)可以有效的提高尋礦效率。

2.2 地球化學(xué)技術(shù)對(duì)土壤的分析

地球化學(xué)技術(shù)可以對(duì)土壤中的元素含量和分布進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)對(duì)土壤的測(cè)量分析出其與普通土壤的區(qū)別，在土壤中能找到成礦元素的分布異常，通過(guò)土壤元素的異常分布能幫助尋找隱伏礦床。我國(guó)有許多低矮山區(qū)和丘陵地帶，其地下淺層區(qū)域有較多的發(fā)生氧化反應(yīng)的風(fēng)化土，這種風(fēng)化土通過(guò)土壤測(cè)量，依然可以分析出風(fēng)化土是由哪種原石氧化而來(lái)的，通過(guò)對(duì)土壤元素的分析判斷出附近可能存在的礦源，但是如果測(cè)量區(qū)域有其他的元素污染，也會(huì)造成分析不準(zhǔn)的情況，所以要根據(jù)具體土壤環(huán)境來(lái)決定是否使用該方法測(cè)量。

2.3 通過(guò)金屬離子的吸附效果分析

在地球化學(xué)測(cè)量中可以通過(guò)對(duì)金屬離子的吸附測(cè)量來(lái)進(jìn)行大面積的尋礦普查，由于在礦石在成礦時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的成礦元素和一些伴生元素，通過(guò)吸附劑對(duì)區(qū)域內(nèi)的元素進(jìn)行吸附，在通過(guò)分析元素成分來(lái)初步判定區(qū)域內(nèi)是否有礦脈的可能，這種測(cè)量方法的準(zhǔn)確度不高，通常用來(lái)大面積的普查使用，具體尋找礦源需要結(jié)合其他方法來(lái)測(cè)量。

2.4 地球化學(xué)技術(shù)的水質(zhì)測(cè)量

對(duì)于叢林沼澤類(lèi)區(qū)域，可以通過(guò)地球化學(xué)技術(shù)中的水質(zhì)測(cè)量來(lái)進(jìn)行尋礦，因?yàn)榈V石在成礦時(shí)向外擴(kuò)散出大量特殊分布結(jié)構(gòu)的元素，這些元素滲透到巖石土壤之中，水中的有機(jī)質(zhì)將元素吸附出來(lái)，這樣就讓水域中的沉積物帶有異常的元素分布，進(jìn)而讓某區(qū)域內(nèi)的水質(zhì)與其他區(qū)域存在差異，通過(guò)地球化學(xué)技術(shù)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，從中分析篩選出特定化學(xué)指標(biāo)，進(jìn)而判斷礦床位置，有助于對(duì)林地和沼澤區(qū)域的尋礦工作。這種方法也可以作為其他測(cè)量方法的輔助來(lái)應(yīng)用，目前水質(zhì)測(cè)量方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在地下水、沼澤、海洋的水質(zhì)測(cè)量中。

在叢林沼澤的區(qū)域中存在大量的因植物腐敗而與土壤混合的腐殖土，其中的細(xì)粒物質(zhì)的粒級(jí)多為-70目以上，而吸附有成礦元素的有機(jī)物質(zhì)的粒級(jí)通常為-50目以下，篩選出這一粒級(jí)的介質(zhì)，能便于找出潛在的礦床可能。在采集相應(yīng)的介質(zhì)，將介質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)剔除，即可進(jìn)行對(duì)該地區(qū)地質(zhì)的測(cè)量。通常使用該測(cè)量方法，其取樣點(diǎn)能針對(duì)4平方千米的范圍進(jìn)行分析，進(jìn)而判斷出這一區(qū)域是否存在隱伏礦床。再結(jié)合相應(yīng)的巖石測(cè)量或土壤測(cè)量，相互印證下，便于提高尋礦的準(zhǔn)確率。

2.5 地球化學(xué)技術(shù)的氣體測(cè)量

在叢林區(qū)域也可以進(jìn)行地球化學(xué)技術(shù)中的氣體測(cè)量，礦石結(jié)晶在凝結(jié)中產(chǎn)生的成礦元素和伴生元素首先會(huì)擴(kuò)散到周?chē)鷰r石中，巖石經(jīng)過(guò)風(fēng)化進(jìn)入土壤中，再經(jīng)過(guò)土壤把成礦元素帶到地下水中，植物吸收了水中的成礦元素，通過(guò)植物的呼吸將成礦元素傳播到氣體中進(jìn)而擴(kuò)散。這一系列的傳播，讓測(cè)量氣體尋礦成為可能。通過(guò)分析氣體工的元素含量和離子活動(dòng)狀態(tài)，即可判斷大致區(qū)域，進(jìn)而縮小尋礦范圍，再通過(guò)其他測(cè)量方法來(lái)進(jìn)一步的尋跡，最終找出礦床。

2.6 地球化學(xué)技術(shù)的地表深穿透測(cè)量

結(jié)合隱伏礦的地形特點(diǎn)，并分析成礦元素和伴生元素的結(jié)構(gòu)和分布形式，可以從地表的狀態(tài)和富集規(guī)律分析出具有隱伏礦床的可能性。使用深穿透測(cè)量對(duì)地表下面的環(huán)境進(jìn)行測(cè)量分析，測(cè)量深度通常為300m～700m，根據(jù)深部土壤的元素含量和金屬活躍狀態(tài)來(lái)判斷是否具有隱伏礦床，通常的從深部土壤中傳遞回來(lái)的信號(hào)比較微弱，在測(cè)量時(shí)要對(duì)這種微弱信號(hào)與干擾信號(hào)加以區(qū)分。通過(guò)測(cè)量信號(hào)和進(jìn)一步的土壤、巖石測(cè)量，可以分析出當(dāng)前區(qū)域內(nèi)的金屬離子活躍狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)地下深層進(jìn)行測(cè)量。

金屬元素通常的活動(dòng)態(tài)形式為附著在土壤顆粒中或有機(jī)質(zhì)上，根據(jù)不同的活動(dòng)態(tài)形式和介質(zhì)加以區(qū)別分析，也可以使用細(xì)粒物質(zhì)作為吸附劑，進(jìn)行金屬元素的吸附，進(jìn)而分離出金屬元素含量等相關(guān)含礦信息。

3 結(jié)語(yǔ)

地球化學(xué)技術(shù)通過(guò)對(duì)多種介質(zhì)的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)尋礦，通過(guò)地球化學(xué)技術(shù)的測(cè)量可以大面積的篩選我國(guó)的不同地區(qū)，并且準(zhǔn)確的找出含礦區(qū)域，是解決我國(guó)礦產(chǎn)資源緊缺問(wèn)題的有效手段。地礦類(lèi)專(zhuān)業(yè)的人員可以加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)知識(shí)的了解，了解成礦機(jī)理和相應(yīng)的成礦元素的特點(diǎn)。在尋礦工作中還要結(jié)合具體應(yīng)用情況，改進(jìn)技術(shù)中出現(xiàn)的不足，促進(jìn)尋礦技術(shù)水平的提高。