復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下有色金屬總能物探找礦方法研究

趙會(huì)剛

（甘肅煤田地質(zhì)局綜合普查隊(duì)，甘肅 天水 741002）

中國(guó)是一個(gè)有色金屬資源十分豐富的國(guó)家，礦產(chǎn)資源種類豐富。有色金屬資源的利用已經(jīng)成為了提升國(guó)家綜合國(guó)力的重要資源保證。為了更好地發(fā)揮有色金屬的資源優(yōu)勢(shì)，深入研究有色金屬的找礦方法。傳統(tǒng)的找礦方法包括：地質(zhì)填圖法、重砂找礦法等[1]。傳統(tǒng)方法結(jié)構(gòu)單一、操作復(fù)雜，效率不高，結(jié)果不夠精確。我國(guó)地形地貌復(fù)雜，要想找出有效的有色金屬礦產(chǎn)資源更是十分困難，因此研究先進(jìn)的找礦方法已經(jīng)是當(dāng)下國(guó)家發(fā)展的必然選擇。

1 建立總能物探找礦方法

（1）收集數(shù)據(jù)。建立找礦模型需要收集有效地質(zhì)信息，研究想要勘探地區(qū)地貌的歷史變遷次數(shù)，找出該地區(qū)在歷史變化中是否存在過部落、山川、河流等要素，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)有狀態(tài)，分析判斷該地區(qū)的地層是否包括泥質(zhì)巖、鹽巖、碎肩巖等，收集該地區(qū)巖層的斷裂情況、向斜背斜、巖層褶皺并設(shè)定大致勘測(cè)區(qū)域。在得到所需數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，將重復(fù)、無效、一致性數(shù)據(jù)剔除，對(duì)缺失、遺漏數(shù)據(jù)進(jìn)行填充。根據(jù)劃定區(qū)域，將清洗后的數(shù)據(jù)進(jìn)行樣點(diǎn)分布，將數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)到地區(qū)內(nèi)設(shè)置好的控制點(diǎn)[2]。

（2）找出成礦規(guī)律。根據(jù)上述得到的有效數(shù)據(jù)，查找數(shù)據(jù)特征并找出成礦規(guī)律。而明確地質(zhì)的地層巖性、結(jié)構(gòu)以及巖漿巖數(shù)據(jù)信息是找出成礦規(guī)律的基礎(chǔ)必備信息條件。通過分析地層巖相來構(gòu)建原始區(qū)域地理環(huán)境，研究結(jié)構(gòu)影響下形成的隱藏礦體，再根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)的巖漿巖的活動(dòng)狀況，分析它對(duì)于礦床形成的影響，針對(duì)上述情況，進(jìn)行詳細(xì)研究[3]。

分析地層層數(shù)、地層趨勢(shì)走向、總體傾斜趨勢(shì)以及坡度。根據(jù)地層確認(rèn)巖區(qū)的主要巖層成分，提取巖層活化特征，根據(jù)沉積地層剖面圖確定沉積巖種類，依據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得到地層微量元素含量。再根據(jù)找礦地區(qū)礦化蝕變帶的分布特點(diǎn)，推算褶皺形成時(shí)間和礦化蝕變帶的分布趨勢(shì)，找到層控特征。找礦地區(qū)的結(jié)構(gòu)變化受到微量物質(zhì)、成礦位移以及礦質(zhì)賦存等條件的影響，尤其是斷裂構(gòu)造對(duì)于有色金屬礦產(chǎn)的形成影響更大，地區(qū)巖層斷裂形成了成礦移動(dòng)通道，并將礦床和礦體儲(chǔ)存起來。由此根據(jù)結(jié)構(gòu)斷裂確定礦體形成時(shí)間。而找礦區(qū)巖體鹽堿性狀態(tài)、構(gòu)造環(huán)境，巖體成因都可以作為成礦因素的來源。通過多次統(tǒng)計(jì)分析研究巖漿巖的溫度和壓力狀況，流體混合后在斷裂區(qū)上升，確定沉淀礦質(zhì)成分。

（3）預(yù)測(cè)成礦區(qū)域。根據(jù)上述找到的成礦規(guī)律，針對(duì)想要找礦的地區(qū)進(jìn)行成礦區(qū)域預(yù)測(cè)，判斷該區(qū)域所包含的有色金屬儲(chǔ)量，計(jì)算公式如下：

公式中△T為所求的有效磁測(cè)波幅，Q為礦體傾斜角度，M是沉積覆蓋厚度，L和C分別是異常慈波長(zhǎng)度和平均寬度，H是勘探孔中的礦層厚度，通過鉆孔數(shù)量n的變化計(jì)算磁測(cè)函數(shù)。

根據(jù)對(duì)應(yīng)地區(qū)可以發(fā)現(xiàn)磁波波動(dòng)的異常點(diǎn)，根據(jù)此波動(dòng)點(diǎn)確定成礦區(qū)域范圍，計(jì)算公式如下：

公式中覆蓋范圍S隨著異常波動(dòng)位置面積x和公式（1）磁測(cè)波幅△T的變化而確定，N為波段數(shù)量，以此計(jì)算出成礦區(qū)域的覆蓋范圍。再對(duì)有色金屬礦深度進(jìn)行計(jì)算：

上述公式中W為礦深，P為地質(zhì)土層密度，根據(jù)公式（1）磁測(cè)波幅△T的變化進(jìn)行計(jì)算得到有色金屬礦深度。通過上述公式，計(jì)算成礦區(qū)域整體礦產(chǎn)量，計(jì)算公式如下所示：

將公式（2）和公式（3）代入上式中，計(jì)算得到該地區(qū)整體成礦儲(chǔ)量，當(dāng)儲(chǔ)量Q≥94%時(shí)，證明此成礦區(qū)域的儲(chǔ)備豐富，由此總能物探找礦方法模型建立完成。

2 有效性測(cè)試

為了檢測(cè)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下有色金屬總能物探找礦方法的有效性，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)所用計(jì)算機(jī)服務(wù)端硬件配置為4GB，150GB硬盤，Windows server 2016操作系統(tǒng)，設(shè)置測(cè)試地區(qū)樣本參數(shù)，具體情況如下表1所示。

表1 測(cè)試地區(qū)樣本情況

根據(jù)表1選定的測(cè)試地形，選用傳統(tǒng)的地質(zhì)填圖法、礫石找礦法、重砂找礦法和文中提出的總能物探找礦方法對(duì)表1中的地形樣本進(jìn)行預(yù)測(cè)效果實(shí)驗(yàn)，得到結(jié)果的準(zhǔn)確率如下圖2所示。

從圖2中可以看出，利用總能物探找礦方法對(duì)表1中地形地區(qū)進(jìn)行有色金屬礦區(qū)預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確率分別為95.5%、96%、94.4%、95.8%、97.5%。對(duì)比傳統(tǒng)的地質(zhì)填圖法、礫石找礦法和重砂找礦法，文中算法的平均準(zhǔn)確率為95.84%，分別高出三種方法5.56%、2.74%、3.88%。由此可見復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下有色金屬總能物探找礦方法更優(yōu)越。

圖2 準(zhǔn)確率結(jié)果

3 結(jié)語

根據(jù)國(guó)家當(dāng)前對(duì)于有色金屬資源的需求，創(chuàng)新優(yōu)化找礦方法是當(dāng)下國(guó)家礦產(chǎn)資源發(fā)展的重要目標(biāo)。大力研究發(fā)展新型的找礦方法對(duì)于國(guó)家人民生活水平、經(jīng)濟(jì)走向、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、綜合國(guó)力的發(fā)展具有保障作用。而目前我國(guó)對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的有色金屬找礦方法的研究還不夠全面，因此還需加大人才和設(shè)備的投入力度，加強(qiáng)技術(shù)方法創(chuàng)新，研究復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下更精準(zhǔn)的找礦方法。