深部金屬礦產資源地球物理勘查

深部金屬礦產資源地球物理勘查

　　深部金屬礦產資源地球物理勘查

　　【摘 要】隨著我國經濟建設的快速持續發展，需要大量資源的消耗，而當今常用性金屬大宗礦產資源的緊缺形勢正在日益加劇。因此，急需加強危機礦山的深部和外圍的找礦工作，發現接替資源，延長礦山壽命。

　　實踐證明，采用地球物理勘查技術進行深部金屬礦產資源勘查具有良好的效果，本文即通過實例重點探討了地球物理在深部金屬礦產資源勘查中的應用。

　　【關鍵詞】深部金屬礦產;地球物理;找礦;成礦

　　一、地球物理勘查技術應用于深部金屬礦產資源中的作用

　　(一)開展深部地學填圖，優選深部找礦靶區

　　1、確定沉積蓋層構造和風化層的厚度，研究基底的起伏變化。俄羅斯奧羅尼日結晶地塊的銅、鎳礦床與前寒武紀結晶基底的基性一超基性侵入巖有密切相關，而該基底上普遍覆蓋有300m左右的中一新生代沉積建造。

　　為探明基底起伏變化，利用1：5萬重磁資料進行深部填圖、并結合鉆孔資料查明了基底起伏，圈定了多個重要的具有深部找礦潛力的有利靶區。

　　2、進行深部巖性填圖，確定賦礦層位

　　基于金屬礦床的形成與分布與花崗巖體、基性一超基性侵入巖體有著直接或間接的關系，故利用地球物理方法可以進行深部巖性填圖，確定不同物理屬性巖體的異常場展布和形態。

　　(二)直接尋找深部隱伏盲礦體

　　對一些與圍巖有著明顯物性差異的深部隱伏礦體，航空和地面地球物理方法可以用來直接找礦，特別是低空飛行、或利用直升機進行的高精度地球物理探測。國土資源部航遙中心在大冶鐵礦區進行的大比例尺直升機航空磁法和電磁法測量，并依據精細解釋結果布設的鉆孔，已有三孔見礦。

　　利用已有鉆孔，進行井中地球物理勘查，可以直接探查井旁具有良導體、高密度的金屬礦體。西方國家非常重視井中地球物理方法，如井中激電、井中TEM 等方法。

　　二、深部金屬礦產資源地球物理勘查技術的研究現狀

　　在我國貴重、有色金屬礦產資源探測方面，地球物理勘探是最重要的技術手段之一，在該領域的技術水平直接關系到我國有色金屬新世紀資源探測的水平。因此，研究開發有色金屬地球物理勘查新技術是我國資源調查的重要技術保證之一。

　　我國有色礦產資源勘探的找礦重點地區多集中在中高山區，而銅、鎳、鉛、鋅等金屬硫化物礦床及與硫化物有關的金銀礦床是這些重點找礦區的重點礦種，重力、地面磁法、電法、大功率充電、電磁法等是尋找這類礦產資源的最常用的勘探方法。

　　三、我國應用地球物理勘查技術在深部金屬礦產資源勘察中的應用實例

　　(一)大冶銅綠山礦床

　　1、礦區概況及地質背景

　　銅綠山礦區位于長江中游南岸，長江中下游的鄂城―大冶―瑞昌鐵、銅、金成礦帶的西北部、陽新巖體的西北端，且巖體以低硅、富堿質、低鐵鎂為特征，屬于淺-超淺成侵入的巖株。

　　礦區地層主要為下三疊統大冶組碳酸鹽巖(T1dy1～7)，呈隱伏狀沿NNE向構造排列的斷塊狀出現，與成礦關系最為密切的主要有第5、第6巖性段的大理巖和白云質大理巖;主要控礦構造為印支期的NWW向斷裂-破碎帶構造和NNE向褶皺-斷裂構造帶。

　　該礦床以富銅鐵、伴生(共生)金、銀、鈷、規模大而著稱。隨著大規模的開采，可采礦量銳減。據保守估計，銅綠山礦床保有儲量僅能維持12～15年，特別是大露天采礦場即將閉坑，全部轉為地下坑采，生產成本將大幅度上升，故對礦山的可持續發展形成了嚴重的威脅。因此，在礦區深部、外圍找到接替資源，增加礦山工業儲量已成為銅綠山礦床壽命能否延伸所面臨的重要任務。

　　2、地球物理方法在深部金屬礦勘查中的效果

　　由于礦區第四系及人為覆蓋嚴重，常規地質方法已很難發揮作用，所以，物探工作就顯得格外重要，在找礦勘探進程中，具有大探測深度的混合場源電磁儀2EH24發揮了關鍵作用。

　　該儀器是大地電磁(MT)和可控源音頻大地電磁(CSAMT)的結合體，采用可控源以彌補天然場信號微弱及不穩定性，并且克服了天然場源在1kHz和10Hz附近信號差(噪聲洞)的固有問題。通過采集地下地質體對天然場源或人工場源的電磁響應，并經相應處理建立地下電性結構，其有效探測深度達1km以上。

　　根據鉆孔打到實際礦體情況分析，28線23點以西未封閉的異常為礦致異常的可能性極大。在銅綠山其他礦體上進行的EH24探測，亦取得了較好的效果。

　　(二)遼寧紅透山礦床

　　1、礦區概況及地質背景

　　遼寧清原地區太古宙花崗綠巖體發育，是我國最早界定的太古宙綠巖帶.紅透山礦床就產出在該綠巖帶中，該礦床為海底火山噴發型塊狀硫化物銅、鋅礦床。紅透山礦床屬層控類型，由于礦體所處的構造部位和空間位置不同，以及在多期復雜的變質作用下產生部分塑性流變、重熔、遷移、富集，部分形成了脈狀、桶狀、扁豆狀、脈群狀等形狀礦體。

　　紅透山礦床具有延深大于延長的特點，目前礦山的開采深度已大于1300m，是一個典型的深部礦床。具有50年開采歷史的紅透山銅礦曾形成四個生產坑口，但目前僅有紅透山坑口在維持生產，礦山陷入“硐老山空”的局面，已屬于資源危機礦山，進行深部找礦已勢在必行。

　　2、地球物理方法在深部金屬礦勘查中的效果

　　由于自然電位法的探測能力較淺，隨著找礦程度的不斷提高，找礦難度越來越大，勘探方法也由淺部向深部轉變。

　　因此，需要勘探深度更大、穿透性更強的方法，如大功率TEM和CSAMT在紅透山相繼開展探測.在紅透山礦區東部的小西堡、果園和樹基溝等區進行的TEM工作，使用加拿大Geonics公司生產的TM67大功率瞬變電磁系統，配有3D接受線圈，最大發射功率可達4500W，采用定源回線裝置，大大增加了探測深度，最深可達1000m。

　　四、深部金屬礦地球物理勘查技術的最新進展

　　地質找礦是一項周期長、難度大、風險大和回報大的復雜系統工程。這些特點在尋找隱伏深部金屬礦床時表現尤為明顯。隨著地質工作的研究程度的提高，大多數出露和近地表礦床已被發現，尋找隱伏的和埋藏較深的礦床就成為急待解決的問題。

　　(一)基于GIS的成礦預測技術

　　如何從各種不同來源的信息中提取有用信息進行綜合處理和綜合分析，達到礦產預測目的，一直是地學界探討的問題。

　　地理信息系統(簡稱GIS)的空間多源信息處理技術為信息找礦提供了有力的工具，它是用多源信息復合技術對不同來源的地學數據進行綜合處理與綜合分析，能夠極大提高找礦預測的工作效率，這主要體現在高質量高效率的成圖、高水平的數據管理及強大的空間分析能力。

　　GIS在地質找礦領域中的初步應用始于80年代中期，一些數學地質專家、遙感地質專家如AgterbergAP、Bonham-Canter等人應用GIS技術從多源信息數據中提取找礦信息，通過綜合分析研究，進行礦產預測。隨后，利用GIS進行成礦預測的研究和應用也相繼展開。

　　(二)礦床定位技術優化組合評價體系

　　在成礦預測的基礎上，通過研究基于GIS的隱伏礦床多元多維成礦信息提取、篩析過濾、綜合判譯、定位定量預測技術，在不同類型礦床上進行方法技術組合的試驗研究，總結出一套適用不同地質環境、不同礦種、不同成礦類型的勘查技術方法體系，掌握大型―超大型礦床定位預測和定量評價的關鍵技術，從而實現礦體三維定位預測和定量評價。

　　參考文獻：

　　[1]滕吉文，等.金屬礦產資源的深部找礦、勘探與成礦的深層動力過程[J].地球物理學進展，2007.2.

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　　[3]汪民.在全國深部找礦工作研討會結束時的講話[J].國土資源通訊，2007.22.

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