宋 超
(河北省地球物理勘查院,河北 廊坊 065000)
礦產(chǎn)資源隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展而日益緊缺。通過現(xiàn)有研究資料及成果可知,我國近一半的有色金屬礦石將面臨關閉的局面或已經(jīng)關閉。所以地表礦、淺部礦和易識別礦將不再作為礦產(chǎn)勘探的主要方向。隱伏礦、深部礦、難識別礦將成為今后礦產(chǎn)勘探主要方向[1]。礦床形成、控礦因素、礦床分布規(guī)律等信息有助于降低礦產(chǎn)勘探的難度,所以這些方式已經(jīng)成為目前礦產(chǎn)勘探的重要方法。
深部礦和隱伏礦未開勘探工作的理論依據(jù)主要有以下幾點。
(1)地下一定程度可以為成礦提供有利的空間。通過對成礦理論進行分析我們可知,地下5-10千米范圍內(nèi)是成礦的有利空間。地殼內(nèi)外動力的復合場就存在這個范圍內(nèi)的空間里,所以這部分空間會產(chǎn)生大量的巖漿、熱液礦床。并且這部分空間也是多種成礦要素突變的轉(zhuǎn)折帶。
(2)目前來說,我國仍然存在大量未經(jīng)開采的深部及隱伏礦床。國內(nèi)金屬礦山其開采深度多在300m左右,1000m深度的金屬礦山也屈指可數(shù)。但是國外的金屬礦山開采深度能夠達到1500m,并且是平均數(shù)值。3000m以上的礦山也不在少數(shù)。
(3)我國尋找深部及隱伏礦床的條件十分良好。我國的大型礦集區(qū)大多處于成礦地質(zhì)條件優(yōu)越的地區(qū)。并且這部分地區(qū)大多數(shù)都已經(jīng)完成或正在進行綜合地質(zhì)勘探評價工作。這都為后續(xù)礦產(chǎn)開采及研究提供了良好的資料。
(4)目前我國深部及音符礦床的勘探開采技術日益成熟。過去由于經(jīng)濟技術等因素的制約,我國絕大多數(shù)礦山很難開采500m以下的礦產(chǎn)。而目前的技術,開采500-1000m處的礦產(chǎn)已經(jīng)具有可行性。
地球化學勘查找礦技術在國內(nèi)外范圍內(nèi)大致經(jīng)歷四個發(fā)展階段,具體如下:
(1)1950年椅子安,礦產(chǎn)勘探主要通過肉眼觀察來進行辨別。水系趁機測量和土壤測量也是主要勘探手段。當發(fā)現(xiàn)土壤中的化學組分出現(xiàn)異常時,再通過淺井或探槽對礦體進行進一步勘探。
(2)1950-1970年這段時期,人們對地球化學勘查范圍有著質(zhì)的飛躍。找礦的工作效率也日益提升。各個國家在根據(jù)當時成礦理論的引導下紛紛加強了礦產(chǎn)勘探工作,隨之而來的是新礦床被不斷發(fā)現(xiàn)。而原子吸收技術的發(fā)明與日益成熟,促使地球化學找礦的效率日益提升。半出露盲礦已經(jīng)成為各國礦床的尋找對象。
(3)1970-1990年間,通過各種找礦方法的不斷應用,各國均積累的大量的地質(zhì)數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù),各國也紛紛分析總結(jié)出了不同類型礦床的對應模式。隨著計算機技術在地質(zhì)勘探上的廣泛應用,數(shù)字化和定量化已經(jīng)成為當時找礦的找礦方向??碧秸咭罁?jù)當時現(xiàn)有的成礦理論,以找礦綜合模式的思路在未知區(qū)域進行礦產(chǎn)資料收集工作,并通過相應的模式對礦產(chǎn)賦存情況進行預測和擬合。對于礦產(chǎn)預測來說,依靠全新的方法技術和理論進行礦產(chǎn)實際探測為其提供了全新的理論依據(jù)以及地質(zhì)數(shù)據(jù)。
(4)1990年至今,礦產(chǎn)勘探已經(jīng)步入信息找礦期。由于淺層礦被開采消耗殆盡,其找礦難度也明顯增加。隨著而來的是找礦方法如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。同時,勘探深度也有了明顯的加深,得到的地質(zhì)信息也成倍的增加,礦產(chǎn)勘探人員于可研人眼就可以通過得到的地質(zhì)信息進行更深層次的研究,與之而來的是推斷解釋不確定性的成倍增加。隨著可研人員采用高新技術以及結(jié)合其他學科進行地質(zhì)勘探的綜合研究,成礦作用被越來越多的科研人員從巖石圈、地殼甚至宇宙演變過程來考慮。
在這個時期內(nèi),微觀、超微觀獲得信息或間接找礦為主的勘查地球化學找礦方式逐漸被舍棄,取而代之的是直接找礦的方式。而這種轉(zhuǎn)變的一大重要影響因素則是勘查地球化學方法其靈敏度和探測深度的提高。
(1)巖石地球化學測量。通過測量巖石中某種元素的分布模式的地球化學勘查方法叫做巖石地球化學測量。習稱原生暈測量。礦體在礦石結(jié)晶沉淀過程中,圍巖與礦體同時形成一種原生的分散模式叫做礦床原生暈。這是一種通過研究礦體原生分散模式進行勘查的找礦手段。
(2)土壤地球化學測量。對土壤中含有的微跡元素的分布特征及含量進行系統(tǒng)的分析測量,并發(fā)現(xiàn)各類與成礦有關的各種次生異常的手段既是土壤地球化學測量。對于發(fā)現(xiàn)覆蓋區(qū)風化淋濾型礦床和隱伏礦長的效果十分顯著。由于我國中低山及丘陵地區(qū)其地表覆蓋不厚,地表成壤作用也不強,所以雖然地表酥松風化物會發(fā)生表生氧化作用,但是仍然具有原巖基本的原始結(jié)構。相對來說,尤其是在西部高寒山區(qū)或基巖半裸露、裸露的地區(qū),土壤中原始流失分散的情況不嚴重。但是地表嚴重污染的地區(qū)不適合用土壤地球化學測量方法。
(1)氣體地球化學測量。通過可研人員大量的研究,很多金屬礦床所在區(qū)域上方的氣體都存在異常,而這些異??裳袨閷ふ疑畈康V化并指示礦床所在位置提供有效的深度信息。所以,通過檢測不同區(qū)域的氣體的各個元素的含量,可以有效發(fā)現(xiàn)當?shù)厮x存的礦類資源。目前氣體地球化學方法已經(jīng)被找礦、水文勘測等行業(yè)廣泛運用。
(2)地氣測量。20世紀80年代,地氣測量作為一種全新的深部隱伏礦床尋找方法被推行出來。由于不同地質(zhì)體和在不同地質(zhì)作用下會排除不同的氣體,這些氣體在壓力、溫度、濃度等因素的影響下,隨著細微的氣泡、氣流由深部向地表遷移,而底漆測量法就是通過測量這些由地下上升散發(fā)出的氣體中含有的痕量物質(zhì)來了解深部底層信息。觀察結(jié)果不受巖石類型等表生因素影響是其優(yōu)點,但是該方法異常的重現(xiàn)性很難達到目前的要求。
(3)地電地球化學測量。地電化學方法是在外加電場的作用下,將呈活動態(tài)的金屬離子直接采集隱伏礦體上方土壤或遷移到指定電極等介質(zhì),并通過測試傳感器中接受到的各個金屬的含量,并對土壤離子電導率進行分析測量,從測量結(jié)果中分析有礦體有關的異常,從而發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源。
礦產(chǎn)資源隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展日益緊缺。所以,我國未來礦產(chǎn)開采將往深部及隱伏礦床方向發(fā)展。由于礦產(chǎn)勘測環(huán)境以及找礦的方向發(fā)生改變,相應的勘查技術、思路也應該進行相應的調(diào)整,才能保證勘查工作的效率與效果。并且,勘查人員還應該綜合其他的勘查方法,不斷提高礦體勘查精度。