探討深部礦產地質調查基本理論與技術方法

余 玲，萬劍威

（江西有色地質勘查五隊，江西 九江 332000）

近幾年來，伴隨礦產開發力度的持續增大，浮在地表的淺礦也在不斷減少，可以供應人們直接開采的礦量也越來越少。面對這樣的發展趨勢，對深部礦產進行勘察，不斷加強深部地質探測技術的發展。通過對深部礦場的地質進行調查，對深部礦產的地質結構進行了解，其主要目的是找尋深部地質中的隱伏與半隱伏礦產。因為目前的一些探測技術的應用深度、精度無法對實際的要求進行滿足，在進行深部尋礦的過程中十分困難。現有的深部采礦技術具備的抗干擾能力較差，無法再進行地質深部探測的時候找出隱伏礦產。文章通過對深部礦產地質調查理論進行詳細的分析了解，從而設計了適用于目前地質勘查和深部地質探測的新型技術，對于提高技術水準以及加強開采量都具備極大的實用價值。

1 深部礦產地質偵查基礎理論的研究

中國是一個擁有豐富礦產資源的國家，并且其分布在全國各地。因為形成礦產地質的背景具有差異，并且區域地質成礦歷史活動的積累也不盡相同。想要對深部礦產資源進行開發，就有必要對這一地區的礦產分布與成礦原因進行充分了解。比如：分析這些礦物是分布在地槽區還是臺地區，其主要出于板內還是板緣；對歷史地質上的構造運動規模、種類、階段對成礦的影響進行認識，以便對這一區域的礦石產量以及種類進行根本了解。

1.1 礦產成因

分析形成礦物的地質事件或者功能。總的來說，形成礦床的主要原因可分為兩種，即為：巖漿熱液與沉積變質兩種形成原因。站在宏觀的角度來講，不同成因的礦石巖性和構造不同；站在微觀的角度來講，礦物和化學成分的定量分析數據也具有極大的差異。

1.2 控礦因素

形成礦床與其分布通常受到巖性與構造兩種因素的控制，為此可經過對已知礦體的賦存位置以及空間的分布特點進行研究，從而了解礦床的形成與分布。

2 偵查深部礦產地質的主要技術方式

2.1 分析偵查技術

開展深部礦產地質的調查，可以將其叫作“深部礦調”，早在20 世紀60 年代，前蘇聯就繪制了礦山生產地質的三維地圖，并伴隨有關技術的開發，加納利利用深部鉆探、井中物探等各種技術發現了許多深部的半隱伏與隱伏礦產。中國地質調查局在2011 年的時候啟動了“三維地質填圖”和“深部礦產地質調查”試點工作，以此來促進我國深部礦產地質調查的進一步發展，使得勘探技術快速由二維突破成三維，并且獲得了很好的成果。站在技術使用的具體情況來說，在傳統地質圖從三維向二維過渡的時候，往往會發生信息丟失的情況，造成地質現象不能獲得充分體現。然而，現如今迅速開發的三維地質建模技術擁有了地質現象三維可視化與信息模擬和還原等優點，在有關領域獲得了普遍使用與推廣。如今，較為常見的三維地質建模技術通常包含了平行剖面、交叉剖面這兩種建模方式，以及變成了深部礦產成因調查技術的象征。

2.2 創建地質調查模型

為了可以對深部礦產地質的需求進行滿足，建立三維建模的時候需求豐富、可靠的地質信息作為基礎，對各個時期、各項工作層次的土地質量數據進行統一處理，從而形成標準化的數據庫；在綜合分析數據庫數據的基礎上，創建了地質構造圖，推導了成礦模型和找礦元素模型等。在對數據進行處理的時候，利用地質剖面圖的綜合解釋對多變量數據開展建模，經過對不同比例尺模型的耦合，保證模型可以準確反映目標區域的礦床情況，具體如圖1 所示。

圖1 多元數據建模基礎流程圖

2.3 建模分析

文章介紹的三維地質模型建模為一種在深部礦產地質調查基礎上形成的模型分析結構，將深部礦產地質的三維空間形態、耦合關系當作基礎，將“界面”充當核心，形成在各種不同深部礦產地質基礎上的界面，其本身具有復雜的地質構造區域特征。為確保建模整體品質，在對建模分析的過程中應該對以下幾方面問題進行高度重視。

2.3.1 開展模型的充分研究和概化處理

在建立模型以前，有必要對目標區域中的地質信息進行認識，對地質形成的主要原因與結構狀況進行了解，由于地質方面的研究有限，模型也許不能對全面地質現象進行表達，因此，在研究過程中可將重點縣市當作建模目標，其主要包含侵入巖體、控巖構造等，其他的內容可適當推廣。

2.3.2 對數據的全面研究

對于地質結構較為復雜的區域，可以收集的數據資源也更為豐富，從而識別出更加充分的地質信息，然而，不同來源的數據往往會發生沖突。但是，由于受到現有深度檢測方法和工作周期等各種因素的制約，傳統的方式很難提取充足的數據樣本，為此，在進行數據綜合研究的時候，有必要根據探測與地質調查結果等各種方式來開展研究工作。

2.3.3 建立概念模型

概念模型來源于人類對地質現象的具體研究，地質資料經過簡化、總結、提煉后，為有效解釋地質形成，利用文字和圖形進行表達，并依托概念模型建立對應的成礦模型，從而保證正確的建模方向。

2.4 明確礦產類型

當前地面發現的的巖脈，地質調查程度只是處在預查水平，而深部礦產開發潛力十分巨大，但實際開采前景的深度礦石，其數量與隱伏盲礦脈的數量都沒有明確的結論。站在金屬礦產角度來說，對成礦機理進行總結，研究典型礦床的成礦規律，創建成礦模型，結合地質調查模式找出深部礦產。通過判斷礦床和富礦區演化方向，結合地球化學勘查和遙感勘查技術，對深部含礦地質體詳細檢查，使檢測實現三維化，為探測和驗證供應技術與數據支持。

2.5 引進遙感技術

遙感技術在深部礦產地質調查工作中的使用通常是對無人值防、地形陡峭的地區進行。加強綜合處理遙感分辨率的技術，提出識別標志。首先應該明確調查的范圍，并使用遙感技術對這一地區進行探測，把獲得的信息和區域波譜實施比較。對工作難度較大的地區，使用遙感技術對地質體進行調查，建立典型礦物的輻射能模型，完善多源遙感數據信息，有效提高深部礦產地質探測速度，為地質調查工作供應方便。

3 案例分析

3.1 簡單介紹

在中國矽卡巖型大型礦集區中，銅陵礦集區屬于具有典型性的區域，大部分研究對銅陵礦集區成礦作用和巖漿活動的聯系進行了驗證，巖漿活動不但可以供應更多熱流體，而且能增加關鍵的成礦物質成分，巖漿層的成礦作用和成礦特性為礦床形成供應了關鍵性物質。

3.2 三維地質建模

3.2.1 明確建模目標

根據銅陵集礦區地質特點，結合礦床研究經驗和深部找礦問題，對綜合調查和模擬的對象進行根本確定。所以，在這次分析當作，明確的模擬對象輸液深部三維成礦系統構架、成礦作用及礦石顯示信息等，其主要包含了地質的三維分布信息、三維空間與燕山期侵入體的形態等。為此，明確的三維地質建模器安裝二十四個解剖平面，間距為2km。保證目標區域獲得全面覆蓋。

3.2.2 建立地質體的約束模型

在地表建模過程中，利用鉆孔高程點、孔板高程、等高線各項數據，通過高程值的平滑和離散網格劃分形成DEM 圖，并和矢量地質圖融合。

3.2.3 建立地質實體模型

將建模涉及的矢量圖像和屬性數據轉化為三維空間模型，從而形成數據集，并與人機交互中加入專家經驗的聯合約束作用。為此，結合建模的重要技術，使用構網措施，并對礦層巖區中的復雜巖體形態充分考慮，而處理這種地層模型是非常困難的。因此，以24 條綜合地質剖面模型作為專題結構，在把整個模型劃分為多個建模網絡后，讓網絡構建可以良好對斷層和物性的模型進行補充，然后結合深部地質的概念模型度其形狀進行分析。

3.2.4 考證模型

通過考證模型我們可以看出，銅陵集礦區為斷陷構造隆起區，這一區域的主構造展現出斜構造特點，并利用S”型復式褶皺帶的方式進行體現，南北兩側分別向著SWW 和NEE 方向，平面上單一褶皺大部分呈“S”型。根據對構造的深入調查，我們可以看出，銅陵集礦區在銅陵-南陵基底東西向結構下依次由五個礦田延伸而出，而其它的礦田產于背斜構造的核心或轉折端，由此可以表示背斜構的形成是成礦的關鍵原因。但是后期通過具體實證也表明，在背斜構造下找到了深部礦物。

4 結論

綜上所述，近幾年來我國采礦技術的持續開發有效增強了淺礦區的采集力度，而深部礦物的開采潛力仍然十分巨大。然而，因為現如今技術的影響，中國深部礦產資源的勘探深度并沒有對開發的需求有效滿足，為良好落實礦產資源開發的持續發展，完善深部礦產資源地質調查與技術的開發成為了必然的發展趨勢。文章針對地質調查的方式結合鉆探檢驗證實的設計，對深部礦產地質調查的理論基礎進行了深入的研究，并對深部探測技術進行了設計，創建了地質調查模型，以此來收集數據，并對其分析與創建數據庫，明確礦場的具體類型，以此來引進遙感探測技術，從而獲得更好的發展，為中國深部礦產地質調查提供了全新的發展方向。