楊 宇
(吉林省第一地質調查所,吉林 長春 130033)
在我國社會經濟高速發展的背景下,中國特色社會主義逐步進入新階段,對礦床資源調查也提出了新的要求。習近平總書記發出了“向地球深部進軍”的號召,為我國金屬礦床深部找礦工作指明了新的方向。如何理解這一號召的內涵,以全新思路、技術、對策向地球深部要資源,是目前我國地質勘查單位亟待解決的問題?;诖?,開展金屬礦床深部找礦中的地質研究就顯得尤為必要。
目前我國已經探明并開采的深部礦床包括:河南省的秦嶺金礦,深度為1990m;云南省的會澤鉛鋅礦,深度為1526m;遼寧二道溝金礦,深度為1100m;膠東地區的乳山、玲瓏等4座超過1000m的金礦床等。在這些深部礦床中蘊含著非常豐富的礦產資源,這點也表明了我國金屬礦床深部找礦具有巨大潛力。近年來,我國逐步加大礦產資源勘查深度,在全國鉆孔數據庫資料顯示,我國已經完成的1000m以上金屬礦產資源礦床34個,金屬非金屬綜合礦床5個。3000m以上金屬礦床2個,其中三山島斷裂帶金屬礦床深度超過4006.17m,焦家斷裂帶金屬礦產深度超過3266.06m。其中后者為多層金礦體,這些數據表明,我國金屬礦床深部找礦具有很大的發展潛力和前景。
(1)沉積作用。沉積作用是最為常見的成礦地質作用。沉積作用成礦,主要在豎直方向上形成層序變化,主要原因是:地質在沉積過程中,礦層的走向會在豎直方向發生不同程度的偏移,促使兩個盆體之間的床體逐步向上移動。因此,凡是因為沉積地質作用性的金屬礦床,都會呈現寬度窄、走向長的趨勢。
(2)火山作用?;鹕阶鳂I也是比較重要的成礦作用,主要研究內容為是火山在噴發時,垂直方向發生的變化。多數情況下,火山作用形成的金屬礦床,在垂直方向的地質變化普遍比較快。如果在比較開放的環境下發生火山噴發,就會影響金屬成礦物質的聚集效果。在具體勘查過程中,需要把勘查的重點集中相對封閉的區域,先勘查成礦區域是否存在次火山,如果存在,這要當做重點勘查對象。
(3)巖漿入侵作用。巖漿入侵作業也是金屬礦床成礦的主要地質作用,對很多金屬礦產資源的形成都有很大影響。在進行金屬礦床深部找礦中的地質研究時,要相對礦床區域中的巖石結構及其實際變化情況進行深入研究,合理判定巖漿巖入侵對成礦造成的影響,從而確定礦床的具體位置。為金屬礦床深部找礦提供準確的信息[1]。此外,為更加精準的判定金屬礦產資源的埋藏深度,還要對巖漿巖入侵深度、影響范圍等進行詳細的分析研究,判斷具體情況,以便為后期找礦和開采精準的依據和參考。
(4)變質作用。變質作用也是金屬成礦的原因之一,不同的變質作用,會形成不同礦產資源。通過分析周圍巖巖石的變質程度,可對礦產資源進行合理預測,根據巖石變質程度的不同主要分為兩大類,其一高級變質巖,其二是中等變質巖。其中后者僅僅存在少數變質情況,在具體研究過程中,需要成礦成分和巖石成分進行系統的對比分析,以便獲知二者之間的聯系,從而為判斷金屬礦產的位置提供依據。對于高級程度的變質而言,主要研究巖石的變形構造,掌握區域巖體結構,從而根據不同位置的巖層結構白變化,來預測金屬礦體的具體位置。
在科學技術不斷發展,深部找礦理論不斷豐富的背景下,金屬礦床深部找礦方法越來越多樣化,根據找礦機理的并通過,可分為兩大類,物探找礦和化探找礦。
(1)瞬變電磁測量技術。瞬變電磁測量的技術的核心是高溫超導理論,主要的測量工具也是高溫超導磁強計。大量研究及應用表明,科學合理的應用高溫超導磁強計,可大幅度提升瞬變電池測量的深度和精度,并快速獲得礦區磁場剖面曲線圖。將其應用到金屬礦床深部找礦中,工作過程比較穩定,而且測量到的數據精度比較高,水平分辨率也非常高,是目前金屬礦床深部找礦中比較高效的技術,具有良好的發展前景。
(2)航空物探技術。此種技術在金屬礦床深部找礦中的應用,推動了科學界研制和集成了航空物體綜合站,僅僅通過一次測量,就可以得到礦區很多地球物理特征參數,包括:電性、磁性、放射性等。應用此項技術的主要作用是可以快速準確的推斷出礦區的巖體種類、巖性、構造等目標體特征。主要操作儀器是氦光泵磁力儀,此項技術在我國金屬礦床深部找礦中具有非常重要的作用[2]。
(3)地下物探技術。此項技術最大的優勢為結合了物理技術和計算機網絡技術,將其應用到金屬礦床深部找礦中,可有效解決傳統找礦技術在地下隱蔽物探測中的局限性。主要找礦原理是:利用相應的儀器設備,檢測出隱蔽物和介質的密度、電性、彈性、磁性、電化學性質的物性差異。然后再通過分析電場、磁場、彈性波場等物理分布情況,來獲知地下隱蔽物的規模、特征及分布位置。
(1)元素活動態提取技術。此項技術在金屬礦床深部找礦中應用的主要原理為:通過金屬礦產中主要金屬元素在土壤介質中的活動態含量來測量出深部礦床的各項信息。大量研究表明,在地質礦產中,金屬礦物質元素多以顆粒狀且彌散的狀態存在,其活動性遠遠大于大顆粒同物質的活動性??梢院芎玫奈交蛘甙谄渌d體之上,對這些載體分析研究,就能提取出金屬元素。
(2)地下水化學測量技術。地下水測量預警是獲知金屬礦床深部地下水特征參數的主要過程,但在地質結構中含水層普遍具有非均勻性的特征,再加上不同區域地質結構存在較大差異,這就使得地下水的流動特性在空間上存在較大差異。合理應用地下水化學測量技術,可對礦區地下水的特征數據進行全面系統的采集,從而更加精準的判斷金屬礦床深部礦產資源的種類。
綜上所述,本文結合理論實踐,分析了金屬礦床深部找礦中的地質研究,分析結果表明,深部找礦具有很強的技術性及復雜性,不但需要對大量數據進行系統分析及研究,還需要進行充分勘測和實驗。目前我國金屬礦床深部找礦技術還處于發展階段,為保證勘測的精度,要充分研究地質作用,然后結合先進的技術,不斷累積金屬礦床深部找礦經驗,才能促使我國金屬礦床深部找礦事業持續發展,更好的響應“向地球深部進軍”號召。