深部及隱伏礦床的地球化學(xué)勘查方法研究

宋 超

（河北省地球物理勘查院，河北 廊坊 065000）

礦產(chǎn)資源隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展而日益緊缺。通過現(xiàn)有研究資料及成果可知，我國近一半的有色金屬礦石將面臨關(guān)閉的局面或已經(jīng)關(guān)閉。所以地表礦、淺部礦和易識(shí)別礦將不再作為礦產(chǎn)勘探的主要方向。隱伏礦、深部礦、難識(shí)別礦將成為今后礦產(chǎn)勘探主要方向[1]。礦床形成、控礦因素、礦床分布規(guī)律等信息有助于降低礦產(chǎn)勘探的難度，所以這些方式已經(jīng)成為目前礦產(chǎn)勘探的重要方法。

1 理論依據(jù)

深部礦和隱伏礦未開勘探工作的理論依據(jù)主要有以下幾點(diǎn)。

（1）地下一定程度可以為成礦提供有利的空間。通過對成礦理論進(jìn)行分析我們可知，地下5-10千米范圍內(nèi)是成礦的有利空間。地殼內(nèi)外動(dòng)力的復(fù)合場就存在這個(gè)范圍內(nèi)的空間里，所以這部分空間會(huì)產(chǎn)生大量的巖漿、熱液礦床。并且這部分空間也是多種成礦要素突變的轉(zhuǎn)折帶。

（2）目前來說，我國仍然存在大量未經(jīng)開采的深部及隱伏礦床。國內(nèi)金屬礦山其開采深度多在300m左右，1000m深度的金屬礦山也屈指可數(shù)。但是國外的金屬礦山開采深度能夠達(dá)到1500m，并且是平均數(shù)值。3000m以上的礦山也不在少數(shù)。

（3）我國尋找深部及隱伏礦床的條件十分良好。我國的大型礦集區(qū)大多處于成礦地質(zhì)條件優(yōu)越的地區(qū)。并且這部分地區(qū)大多數(shù)都已經(jīng)完成或正在進(jìn)行綜合地質(zhì)勘探評價(jià)工作。這都為后續(xù)礦產(chǎn)開采及研究提供了良好的資料。

（4）目前我國深部及音符礦床的勘探開采技術(shù)日益成熟。過去由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)等因素的制約，我國絕大多數(shù)礦山很難開采500m以下的礦產(chǎn)。而目前的技術(shù)，開采500-1000m處的礦產(chǎn)已經(jīng)具有可行性。

2 國內(nèi)外發(fā)展史

地球化學(xué)勘查找礦技術(shù)在國內(nèi)外范圍內(nèi)大致經(jīng)歷四個(gè)發(fā)展階段，具體如下：

（1）1950年椅子安，礦產(chǎn)勘探主要通過肉眼觀察來進(jìn)行辨別。水系趁機(jī)測量和土壤測量也是主要勘探手段。當(dāng)發(fā)現(xiàn)土壤中的化學(xué)組分出現(xiàn)異常時(shí)，再通過淺井或探槽對礦體進(jìn)行進(jìn)一步勘探。

（2）1950-1970年這段時(shí)期，人們對地球化學(xué)勘查范圍有著質(zhì)的飛躍。找礦的工作效率也日益提升。各個(gè)國家在根據(jù)當(dāng)時(shí)成礦理論的引導(dǎo)下紛紛加強(qiáng)了礦產(chǎn)勘探工作，隨之而來的是新礦床被不斷發(fā)現(xiàn)。而原子吸收技術(shù)的發(fā)明與日益成熟，促使地球化學(xué)找礦的效率日益提升。半出露盲礦已經(jīng)成為各國礦床的尋找對象。

（3）1970-1990年間，通過各種找礦方法的不斷應(yīng)用，各國均積累的大量的地質(zhì)數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，各國也紛紛分析總結(jié)出了不同類型礦床的對應(yīng)模式。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在地質(zhì)勘探上的廣泛應(yīng)用，數(shù)字化和定量化已經(jīng)成為當(dāng)時(shí)找礦的找礦方向。勘探者依據(jù)當(dāng)時(shí)現(xiàn)有的成礦理論，以找礦綜合模式的思路在未知區(qū)域進(jìn)行礦產(chǎn)資料收集工作，并通過相應(yīng)的模式對礦產(chǎn)賦存情況進(jìn)行預(yù)測和擬合。對于礦產(chǎn)預(yù)測來說，依靠全新的方法技術(shù)和理論進(jìn)行礦產(chǎn)實(shí)際探測為其提供了全新的理論依據(jù)以及地質(zhì)數(shù)據(jù)。

（4）1990年至今，礦產(chǎn)勘探已經(jīng)步入信息找礦期。由于淺層礦被開采消耗殆盡，其找礦難度也明顯增加。隨著而來的是找礦方法如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。同時(shí)，勘探深度也有了明顯的加深，得到的地質(zhì)信息也成倍的增加，礦產(chǎn)勘探人員于可研人眼就可以通過得到的地質(zhì)信息進(jìn)行更深層次的研究，與之而來的是推斷解釋不確定性的成倍增加。隨著可研人員采用高新技術(shù)以及結(jié)合其他學(xué)科進(jìn)行地質(zhì)勘探的綜合研究，成礦作用被越來越多的科研人員從巖石圈、地殼甚至宇宙演變過程來考慮。

在這個(gè)時(shí)期內(nèi)，微觀、超微觀獲得信息或間接找礦為主的勘查地球化學(xué)找礦方式逐漸被舍棄，取而代之的是直接找礦的方式。而這種轉(zhuǎn)變的一大重要影響因素則是勘查地球化學(xué)方法其靈敏度和探測深度的提高。

3 地球化學(xué)技術(shù)與方法

3.1 傳統(tǒng)地球化學(xué)方法

（1）巖石地球化學(xué)測量。通過測量巖石中某種元素的分布模式的地球化學(xué)勘查方法叫做巖石地球化學(xué)測量。習(xí)稱原生暈測量。礦體在礦石結(jié)晶沉淀過程中，圍巖與礦體同時(shí)形成一種原生的分散模式叫做礦床原生暈。這是一種通過研究礦體原生分散模式進(jìn)行勘查的找礦手段。

（2）土壤地球化學(xué)測量。對土壤中含有的微跡元素的分布特征及含量進(jìn)行系統(tǒng)的分析測量，并發(fā)現(xiàn)各類與成礦有關(guān)的各種次生異常的手段既是土壤地球化學(xué)測量。對于發(fā)現(xiàn)覆蓋區(qū)風(fēng)化淋濾型礦床和隱伏礦長的效果十分顯著。由于我國中低山及丘陵地區(qū)其地表覆蓋不厚，地表成壤作用也不強(qiáng)，所以雖然地表酥松風(fēng)化物會(huì)發(fā)生表生氧化作用，但是仍然具有原巖基本的原始結(jié)構(gòu)。相對來說，尤其是在西部高寒山區(qū)或基巖半裸露、裸露的地區(qū)，土壤中原始流失分散的情況不嚴(yán)重。但是地表嚴(yán)重污染的地區(qū)不適合用土壤地球化學(xué)測量方法。

3.2 非傳統(tǒng)地球化學(xué)方法

（1）氣體地球化學(xué)測量。通過可研人員大量的研究，很多金屬礦床所在區(qū)域上方的氣體都存在異常，而這些異常可研為尋找深部礦化并指示礦床所在位置提供有效的深度信息。所以，通過檢測不同區(qū)域的氣體的各個(gè)元素的含量，可以有效發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厮x存的礦類資源。目前氣體地球化學(xué)方法已經(jīng)被找礦、水文勘測等行業(yè)廣泛運(yùn)用。

（2）地氣測量。20世紀(jì)80年代，地氣測量作為一種全新的深部隱伏礦床尋找方法被推行出來。由于不同地質(zhì)體和在不同地質(zhì)作用下會(huì)排除不同的氣體，這些氣體在壓力、溫度、濃度等因素的影響下，隨著細(xì)微的氣泡、氣流由深部向地表遷移，而底漆測量法就是通過測量這些由地下上升散發(fā)出的氣體中含有的痕量物質(zhì)來了解深部底層信息。觀察結(jié)果不受巖石類型等表生因素影響是其優(yōu)點(diǎn)，但是該方法異常的重現(xiàn)性很難達(dá)到目前的要求。

（3）地電地球化學(xué)測量。地電化學(xué)方法是在外加電場的作用下，將呈活動(dòng)態(tài)的金屬離子直接采集隱伏礦體上方土壤或遷移到指定電極等介質(zhì)，并通過測試傳感器中接受到的各個(gè)金屬的含量，并對土壤離子電導(dǎo)率進(jìn)行分析測量，從測量結(jié)果中分析有礦體有關(guān)的異常，從而發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源。

4 結(jié)語

礦產(chǎn)資源隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展日益緊缺。所以，我國未來礦產(chǎn)開采將往深部及隱伏礦床方向發(fā)展。由于礦產(chǎn)勘測環(huán)境以及找礦的方向發(fā)生改變，相應(yīng)的勘查技術(shù)、思路也應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，才能保證勘查工作的效率與效果。并且，勘查人員還應(yīng)該綜合其他的勘查方法，不斷提高礦體勘查精度。