浅谈勘查隐伏矿床的理论和方法

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  摘 要:近年来,寻找隐伏矿床和深部找矿是找矿工作的重要方向之一。随着经济的发展,人们对矿产资源的消耗量不断增长,地质勘探工作的不断深入,目前露头矿和近地表矿已越来越少,地表找矿难度也越来越大。当前我国矿产勘查工作遇到的现状是很多矿产资源越来越紧缺和很多老的矿山都将面临资源危机,这些都深刻地说明了一点,勘查和挖掘隐伏矿和难以识别的矿显得日益重要,这些矿产的找寻,不仅需要技术装备,而且需要理论指导。本文将主要阐述各种隐伏矿床的预测方法,并把地质、地球物理与地球化学互相结合进行找矿分析。
  关键词:勘查;隐伏矿床;方法
  中图分类号:P632 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)29-0246-02
  1 隐伏矿床预测的概述
  过去对金属矿床的探矿勘查,多数缺乏地球物理方法,特別缺乏地震勘探,以地质勘查为主,地球化学方法为辅,导致勘探深度不够大。寻找隐伏矿产需要通过对矿床的形成与周围环境的相互关系,矿化机制随空间和时间变化而产生的各种特征(包括地质、地球物理、地球化学等方面)和成矿物质来源、迁移及富集机理等矿床要素进行分析研究,并且需建立地质—地球物理一地球化学综合地学找矿模型。
  隐伏矿床预测需要地质学家们在这一领域进行系统深入的研究,从系统的角度研究矿床和控矿因素的相互关系,把多种学科不同的理论和不同的方法相互结合运用到隐伏矿床勘查中,而且需要不断的引入新方法和新技术。
  2 隐伏矿床预测方法
  2.1 地球物理勘查方法
  主要的物探方法为:电法、磁法、地震勘探、重力勘探、放射性勘探、遥感测量等方法,根据岩石、构造、矿产所引起的各种异常进行测量分析。目前效果较好、应用较广的是电法、磁法、地震法等物探方法。各类电法,主要用于找寻金属硫化物矿床,大量应用于确定覆盖层厚度,矿体,岩体及控矿构造产状等;磁法主要用于勘探铁矿、磁铁矿、铅锌矿、铜镍矿等;地震法主要用于勘探石油、煤田、地壳分层等。
  (1)电法勘探
  电法勘探主要使用电阻率法和自然电场法。电阻率法是以岩石和矿石的导电性差异为物性基础,通过观测、分析地底下电流场的分布规律来解决相关地质难题。在隐伏矿床预测中,主要利用电阻率法进行地质填图、寻找低阻或高阻异常地质体、查明地质体的产状、勘测基岩的深度。自然电场法是根据任意两点天然电场所形成的电位差来测量的,由于矿体导电的电化学特征、地下水中的导电离子过滤作用或扩散作用而导致产生天然电场,测量并研究这些电场可以帮助寻找隐伏矿产。
  (2)磁法勘探
  磁法勘探是根据天然地磁场的空间分布规律和变化来解释地质相关问题的,由于岩石、矿石和地质构造的磁性是不均匀的,在地磁场的作用下,磁性不均匀就会产生地磁场的,该方法找矿应综合应用磁法和激发极化法这两种物探方法组合。这样,基本可以将矿体异常与地层异常区别开来。
  (3)地震法勘探
  地震法勘探参数是根据岩土的纵波速、横波速、面波速不同测量的,以矿石、岩石、土之间的弹性差异为基础,通过测量和研究地震波在岩石、矿石的分界面上所呈现的不同物理数据来解译地层构造形态和矿产的方法。
  (4)重力勘探
  重力勘探通过测定地球表面重力场的变化来解释相关问题。在隐伏矿床勘探中重力方法主要解决地质构造和寻找密度异常的矿体。地下构造或矿体与围岩有密度差异的存在,会引起重力场发生变化,如在密度大的地质体上观测到重力局部升高,在密度小的地质体上观测到重力局部降低的现象。
  (5)放射性勘探
  放射性测量法是根据测定岩土的天然或人工放射性活度及氡、钍衰变物的异常来寻找矿床,主要用来寻找铀矿床。
  (6)遥感勘探
  遥感技术已经在地质勘查中得到了较好的应用,随着光谱和空间分辨率的不断提高,越来越好的为地质工作提供了便利。遥感主要利用岩石的波谱信息、色调异常和热辐射异常识别线环形构造,构造相交部位、蚀变带等有关的地质地貌信息,最后圈定找矿靶区。
  前人在这些方面做过很多研究,在好力宝铜矿床区采用EH4电磁测深、甚低频电磁仪扫面和激发测深技术方法,都找到了和成矿相关的地球物理异常,并且经过钻孔验证,证明了这些方法在隐伏矿床勘查中有着高效、快速和实用的特点,在赤峰柴胡栏子金矿区利用EH4、VLF和CSAMT方法进行综合地球物理勘查,在勘查覆盖层之下的隐伏矿床也取得了较好的成果。在龙桥铁矿北部用地震法指示岩体的空间分布信息,可能暗示埋藏较深的隆起处有矿床的存在。在冷水北沟矿区使用磁法和电法发现了含矿地体磁力低、电阻低、极化率高的地球物理异常,这种地球物理异常带为最好的找矿地区。在河南嵩县西北部勘查金矿时利用航片线性构造解译,利用遥感技术判别崤山隐伏花岗岩体并对金矿化进行预测。
  因此,“攻深探盲,寻找好矿、大矿”时少不了地球物理方法,因为地球物理方法对深部勘查具有很高的精度水准。地球物理方法对盲矿的找寻,发挥了重大作用,大大提高了找矿工作的速度与效果。
  2.2 地球化学勘查方法
  岩石地球化学测量实行较早的地方在前苏联,他们总结阐述了热液矿床原生晕元素组合分带的综合序列,对元素分带的指数、累加晕与累乘晕的比值等指标做了定量的分析计算,使用此方法已经发现了成百上千的金属矿床。
  中国地质学家提出超低密度地球化学填图法,对勘查找矿有很大的帮助,在对蚀变带元素地球化学分析测量的基础上,开创了蚀变带元素地球化学勘查找矿法。前人运用岩石化学勘测方法在湖北大冶铁矿的深部发现了一个较大的矽卡岩型铁铜矿体,而风化淋滤型矿床或隐伏矿床使用土壤地球化学测量方法对找矿效果较好。
  对于深部隐伏矿床,尤其是隐伏区找矿条件,水系沉积物、岩石和土壤地球化学测量等传统化探方式已无法完全适应,需要有新的技术方法给以补充。以同位素地球化学、金属活动法、地气法、电化学法、活动金属离子法等一系列提取技术为代表的深穿透地球化学方法,结合应用地质、地球物理、遥感等多种信息来勘查的信息找矿方法,在找矿勘查中取得了明显的效果。为克服厚层覆盖区常规化探找矿效果不好的困难,试验中研究土壤中汞气测量方法,依据此方法在老鸦岭矽卡岩型铜矿床、金口岭和白家山矽卡岩型铜矿床得到了相关验证。由此说明新的方法对隐伏矿床预测越来越重要。
  2.3 地质勘查方法
  地质勘查是对某地区内的地层、岩石、构造、矿产、地下水、地貌等地质概况实行重点有所不同的勘探研究。地质工作者对矿区需要进行野外地质踏勘,调查该矿区的岩浆岩、构造和地层,分析各种控矿的因素,这些对矿床形成起着非常重要的作用,它们分别控制了矿体、矿床以及矿田的产出状态。
  地层是指不同时代具有不同岩相特征的沉积物,各种外生矿床形成在不同时间的地层沉积物中。地层能够提供足够的物质来源,有利于成矿物质聚积和保存等。在地层中经常可以找到一些矿化信息。岩浆岩可以为矿床提供成矿热液,矿物质来源,许多种类的矿床都和岩浆岩有着密切的关系。构造既可以是导矿构造,也可以是储矿构造,对不同控矿构造的分析对矿床探讨起着很重要的作用。
  3 总 结
  隐伏矿床勘查和深部找矿是一项实践性、探索性和综合性极强的系统工程,把这项工作做好并要取得较好的深部找矿效果,不仅需要先进的地质学理论作为指导,而且需要综合的、扎实的地质研究基础。因此隐伏矿床勘查需要地球物理勘查、地球化学勘查和地质勘查技术方法、手段的密切配合,三者需要相辅相成,缺一不可。
  参考文献
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  收稿日期:2018-9-1
  作者简介:廖佳卿(1987-),男,助理工程师,专科,从事综合物探的研究与应用工作。
  欧阳学财(1989-),男,助理工程师,硕士,从事地质找矿工作。
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