基于新資源開發的地質找礦綜合技術研究

黃銀寶

（江西省地質礦產勘查開發局九0二地質大隊，江西 新余 338000）

礦山新資源開發，其地質找礦工作主要針對危險礦山、未知礦山、生礦及尾礦進行。地質找礦工作中危險礦山開采其危險性較高，未知礦山的開采難度更大。目前我國使用找礦技術仍以傳統技術為主，先進技術為輔的使用形式，想要完成新資源開發仍具備一定困難。為此，利用地質綜合找礦技術，確定礦產未開發部分資源，更加精準定位礦產資源具體位置，進行合理勘查。通過綜合技術使用，對資源精準分析，獲得預期勘查效果進行全面開采。

1 基于新資源開發的地質找礦綜合技術

（1）新資源巖石物性參數。礦區新資源的巖礦石物性參數以磁法勘探為基礎，進行異物解釋推斷物質基礎。巖石物性參數采用具有代表性巖石標本，通常情況下標本數量需要多于30塊，其體積一般為10×10×10cm。測量儀器選用PM-2質力磁儀，用以測量磁場總量絕對值。磁場測量精度與分辨率按照《地面高精度磁測技術要求》分別設定為±1nT與0.1nT，配合操作軟件使用。為更好滿足新資源勘探的野外測量與日變工作，儀器測量儀現場測量地磁總場的單點測量、日變測量以及配合雙傳感器進行磁場梯度的梯度測量為主。巖石標本物性參數測量需要配合梯度傳感器與標本架，選擇基站測量與野外作業兩種形式。

（2）斷層構造激電測深。測定巖石物性參數后，利用高精度磁法勘探礦區斷層構造、地質松散帶等。高精度磁法勘探不同于以往勘探方法，擁有低成本、高效率、輕便易行等優勢。在新資源開發區域尋找弱磁性礦產或進行間接找礦，在圈定找礦區域范圍后，配合礦區或外圍普查勘探，對弱磁異常行為詳細研究[1]。通過了解預測區地質情況，確定磁性體可能分布范圍，觀察現場能夠影響勘測結果的外部影響因素，最后選擇合適的磁電長度、測線以及比例尺等，定位幾點后進行面積性或剖面磁測，逐點收集數據并整體資料。以常用DD-25A多功能直流激電儀發射機為例，供電系統為100kw大功率發電機，充放電脈沖間隔2s。使用DWJ-3B接收機用以數據采集，在激電測深最大供電極AB間距為3000m時，其點距為10m。為得到精確的觀測數據，測量中二次場電位電差應大于0.5mV。測量電阻率為：

其中，K為電阻率；U為測量長度；I為截面積。

根據公式（1）與裝置系數，得到：

其中，AM為發送機測量始點至接收機測量始點距離；MM為接收機測量距離；AN為發送機測量始點至接收機測量終點距離；取AB=3000m、MN=100m，則為滿足100kw大功率發電機運行需求，供電電極鋁箔紙需要同時串聯5根以上電極，并澆入大量鹽水來降低接地電阻，保證整體回路接地電阻小于500Ω·m，滿足供電需求。測量前在滿足質子磁力儀使用電源條件下，選取觀測連續數據，得到每臺儀器的靜態均方根：

其中，ΔX為單位觀測值與起始觀測值的差值；ΔXi為儀器同一時間觀測差值的平均值；n為觀測總數。

根據計算結果得到儀器測量均方根誤差，以測量需求為標準，選擇一臺或多臺測量儀器。若選擇單一儀器，在多個測試點條件下，測試點均方誤差較大。因此需要在各測試點進行多次測量，其單臺儀器均方誤差為：

其中，δi為初始點與重復點間差值。

而在多臺儀器測量條件下，則多臺儀器想要保證測量結果一致性，需要均衡儀器間明顯的系統誤差，根據單臺儀器一致性數據均方誤差得到：

其中，Vi為觀測值與觀測平均數間差值；m-n為總觀測次數與檢查點數間差值。

根據計算結果，結合高精度磁法勘探判斷礦區斷層構造。

（3）新資源礦產特征分析。完成礦區地質數據采集后，利用特征分析法圈定預測遠景區。通過模型單元找礦變量特征查明變量間存在聯系，從而確定各類變量成礦意義，利用模式對比預測單元各類特征，使用相似度表示預測單元的找礦有理性，確定有利成礦遠景區。若設區域礦區內存在m個預測變量xj(j=1,2,...,m)，第j個變量在第i個單元上取值為xij(i=1,2,...,n)則得到原始礦產特征數據矩陣為：

在賦予變量適當數據aj后，將其視為變量權。變量權能夠反映變量j的重要程度。同時對每個單元賦予適應數據yi視為單元聯系度，反映單元與模型單元間的聯系程度。采用矢量長度法計算變量權系數，則得到變量k與j之間的匹配數為：

其中rjk為兩個變量間匹配系數，根據計算結果判斷樣品聯系度以推斷單元成礦規模，從中選取有利度較大的單元作為找礦靶區。

2 仿真實驗

（1）實驗準備。利用仿真實驗，驗證基于新資源開發的地質找礦綜合技術實際應用可行性。實驗中選用某處開發后危險礦山作為實驗對象，該礦山在50年前開始進行開采，為緩解礦區后續資源量問題，維持礦山可持續發展[2]。礦山目前處于開發階段，且地理位置處于人口較為密集地區，在綜合情況下礦區干擾情況較為復雜。礦區處于溫帶大陸性季風氣候，夏季短暫濕熱，冬季寒冷漫長，年平均降水量693ml，晝夜溫差較大，每年有一半時間處于凍結期。礦區內植被發育茂密，地區經濟以農業為主。根據現有資料，使用兩種技術鑒定礦區內未開發區域，其實驗工作情況，如表1所示：

表1 實驗測試情況

1:10000重力剖面測量 地形等級Ⅱ 7.12 km 點距20m 1:2000高精度磁法剖面 地形等級Ⅱ 7.12 km 點距20m 1:10000地質剖面測量 地形等級Ⅱ 7.12 km 簡測物性測定 662 件

（2）實驗結果對比。在同一實驗條件下，兩種技術找礦結果，如圖1、2所示：

圖1 傳統地質找礦技術應用效果

圖2 地質找礦綜合技術應用效果

實驗中將變量權系數大小作為礦化強弱的指標，權系數越大則找礦技術在地質勘查中作用越大。根據實驗結果分析表示，傳統地質找礦技術所得到變量權系數從大到小排序波動較大，變量間存在一定差別，其預測結果存在偏差，在找礦過程中存在無法全面探測情況。而地質找礦綜合技術所得到變量權系數排序雖然個別變量存在差異，但幾乎一致，說明該方法的預測具有可靠性。根據測試變量權系數判斷礦區成礦規模，通過設置適宜成礦概率，從而圈定找礦遠景區。質找礦綜合技術在實驗中預測采樣區范圍分布于實際礦區礦床十分吻合，能夠更好提高找礦效率。

3 結語

在研究中可以了解到，目前使用以傳統勘查技術為主的找礦方法在一定程度上限制了礦產行業的發展。因為，需要對其進行深層次分析后，根據實際找礦需求提出相應解決方案。通過綜合技術的使用，注重找礦工作與地質勘查工作效率，保證礦產行業的平穩運行。地質找礦綜合技術在新資源開發中的使用需要結合實際礦區地理情況，合理運用找礦方法，從而提高找礦效率與找礦準確性。