胡迪 裴偉勛

摘要：隨著我國工業(yè)化、城市化、現(xiàn)代化以及國防科學的迅猛發(fā)展，急需大量的礦產(chǎn)資源，特別是金屬礦產(chǎn)資源的供給。目前，國內(nèi)許多老的礦業(yè)基地日漸進入開采枯竭期。由于勘探程度的深入，發(fā)現(xiàn)近地表大型礦床的可能性也越來越小，因此，如何勘探開發(fā)深部礦成為擺在我們面前的新課題

關鍵詞：深部找礦；理論方法；探究

一、我國金屬礦產(chǎn)的特點

要了解深部找礦，就必須先從我國金屬礦產(chǎn)的特點說起。中國大陸處于全球三大成礦域交會部位，又是多個地塊的拼合體，不同時代的構造巖漿活動均很強烈，成礦物質(zhì)運移活躍，成礦條件有利。但是，這也會造成成礦環(huán)境的不穩(wěn)定，影響成礦后礦體的保存，使得成礦模式更加復雜化，加大了找礦難度。

中國金屬礦產(chǎn)的主要特點是：①礦產(chǎn)種類多。②礦床生成和賦存的地質(zhì)條件不同。有的與巖漿熱液活動有關，有的與巖漿熔離作用有關；有的受地殼內(nèi)斷裂帶、裂隙帶的控制，有的是在外生條件下沉積生成或風化淋濾生成，有的則是產(chǎn)于其它礦石中作為伴生、分散態(tài)存在，本身不能形成單獨的礦體或礦床。③同一個礦田內(nèi)礦體的產(chǎn)出部位變化大，礦體的形狀和產(chǎn)狀也各不相同。④礦體的物理性質(zhì)與其產(chǎn)出的圍巖相比，有的差別很大，有的則很小。地表能測到的異常響應強弱還取決于異常體的大小和其埋藏深度，深部礦體產(chǎn)生的異常有時很微弱。⑤礦體產(chǎn)出的地質(zhì)背景條件復雜、多樣，呈現(xiàn)出嚴重的各向異性，這不僅給地球物理反演解釋帶來復雜性，增加了勘探結果的不確定性，也給探礦工程和施工帶來一系列困難。

二、成礦理論的研究與靶區(qū)的選定

找礦的戰(zhàn)略選區(qū)是一個貫穿找礦始終的重大課題。隨著找礦深度的增加、深部礦體有關信息的缺少而加大了找礦選區(qū)的難度，因此成礦理論、成礦模式與成礦系列的研究在找礦工作中更突顯其重要性。

從地球演化角度，即從地殼及上地幔的運動與相互作用來研究成礦作用及戰(zhàn)略選區(qū)，這是當代地球科學與礦產(chǎn)勘查學的研究熱點與主要方向。

內(nèi)生金屬礦床是地球演化過程中金屬元素大量集中所形成的具有工業(yè)開發(fā)意義的地質(zhì)體，其形成和賦存的空間，根據(jù)俄羅斯科拉半島一萬兩千米超深鉆井的揭露，其向下穿過古大陸的元古宙與太古宙地殼，在不同深度分別發(fā)現(xiàn)了Cu-Ni、Cu-Zn、Fe-Ti-Au礦化，其中最深的Fe-Ti-Au礦化位于地下萬米以下。國際合作喜馬拉雅和西藏高原深剖面（INDEPTH）探測項目發(fā)現(xiàn)[8]，在雅魯藏布江以北沿念青唐古拉山的安崗-當雄一帶15-20km深處存在一個巨厚的巖漿部分熔融層，礦體生成于14-16Ma，僅銅金屬儲量就達到1000多萬噸，其外圍還有較大的找礦遠景。

以上事例證明，內(nèi)生金屬礦床在地殼深部有很大的賦存空間。找礦戰(zhàn)略選區(qū)的基礎研究就是要跳出單個礦床，單個礦田的思路，從地球演化更寬的視野，更大的空間內(nèi)來研究區(qū)域地殼及上地幔構造與巖漿活動，研究區(qū)域地球化學特征，研究成礦理論、成礦物質(zhì)分布規(guī)律以及對成礦模式和成礦系列規(guī)律性的認識。

三、勘探技術方法研究

找礦是對特定目標的偵查搜索工作。礦產(chǎn)勘查的任務是調(diào)查了解地下地質(zhì)結構與構造巖漿活動，查明礦體最可能賦存部位，確定探礦工程施工地點，達到揭露礦體、查明礦產(chǎn)儲量的目的。礦產(chǎn)勘查技術方法包括很多種類，如地質(zhì)技術、遙感技術、地球化學探礦技術（包括找礦礦物學方法）、地球物理探礦技術，探礦工程技術等，每一項技術都包括多種方法，都有一定的探測深度。

（1）勘查技術發(fā)展現(xiàn)狀：我國的礦產(chǎn)勘查技術方法的發(fā)展已達到較高水平，勘查技術方法也比較齊全，并進行了多種新方法（地震層析，金屬礦反射地震法，航空電磁法、瞬變電磁法、陣列電磁法、電磁波巖性探測儀，地氣法，深穿透地球化學方法，成礦礦物學研究等）的探索開發(fā)。近些年來除進口了大批先進的，如大功率的電法儀器，金屬礦高頻地震儀，實驗室高精尖分析測試儀器設備等探礦儀器設備外，國產(chǎn)的探礦儀器設備也有很大發(fā)展，水平也較高，不僅可以滿足國內(nèi)工作需求，還可供出口需要。應用這些國內(nèi)外的探礦儀器設備和方法已取得了較好的找礦效果。這是在以檢查礦點、物化探異常點的基礎上開展找礦的情況下取得的。為了今后尋找賦存于更深部的，如500-1000米以及1000-2000米深的礦產(chǎn)，需要發(fā)展一些特定的技術方法。

（2）勘查技術發(fā)展方向和目標：找深部礦給各種勘探技術方法，特別地球物理勘探方法提出了新的要求，除了提高地面探測的精度，更好地反映地下異常體信息外，還要發(fā)展和擴大井中觀測，井-地結合觀測，提高綜合方法探測的分辨率和反演解釋的可信度。加強綜合反演能力，即各種方法之間的條件約束，使得地球物理反演結果與實際地質(zhì)情況更加吻合。

（3）主要的科學技術問題與研究課題：

1）重力和磁力測量仍然是基本的方法，也是有效的方法。特別是重力法找礦的應用遠未發(fā)揮作用。今后找礦，隨著礦體埋藏深度加大，礦體引起的異常強度變小，其變化梯度異常更為弱化，要解決二維低緩重磁力異常的近地表淺層地質(zhì)不均勻性和淺部礦產(chǎn)引起的強噪聲和精細反演方法問題。

2）不同景觀條件下區(qū)域性及深部多元素地球化學、同位素地球化學及礦物學信息的提取和利用。過去重視的是局部的強異常。為了深部找礦，今后要研究深部成礦后所形成的區(qū)域性或沿斷裂出現(xiàn)的弱蝕變，弱地球化學以及礦物學的異常現(xiàn)象，以及圍巖中形成的元素的負異常特征、地球化學疊加暈的分解等等，以得出深部礦化場的線索。

3）大功率電磁法提高探測深度的試驗。

4）激電法。硫化礦的激發(fā)極化效應是一次電場向地下礦體送電使之產(chǎn)生極化場，礦體埋深加大，極化場是否能在地面觀測到，需要對三種觀測方案（雙頻法，復電阻率法，時間域法）做試驗，了解其大小量級，確定可否用于深部找礦。

5）開展天然地震與天然電磁場的應用試驗。天然地震和天然電磁場頻帶寬，可作多種處理，有很大找礦潛力，應研究探討其應用于填圖以及找深部礦體的作用。

6）金屬礦地震法試驗，研究礦區(qū)內(nèi)的斷裂、褶皺等構造、圈定深部巖體的產(chǎn)出，以及填圖等；INDEPTH項目在藏南岡底斯巖漿巖帶，呂慶田在安徽銅陵地區(qū)鳳凰山巖體[9]，袁學誠在河南南陽-大別巖漿巖體上所作的深反射試驗結果都很有啟發(fā)，能用于探測金屬礦區(qū)內(nèi)的褶皺、斷裂等構造，圈定深部巖漿巖體等。

7）改進成礦年代的測定方法，特別是中、新生代成礦年代的測定方法以及多期成礦及判定礦質(zhì)來源的探索；

8）金屬礦區(qū)機動性強的2000米小口徑取芯巖芯鉆機及各項定向與導向鉆進工藝與鉆探工具等的開發(fā)；研制與推廣應用3000米以深的小口徑取芯鉆機、定向和導向鉆進工藝與鉆探工具等；

9）結合危機礦山找礦，并在深度大于1000米鉆井的基礎上，開展深部綜合找礦方法試驗研究。

10）航空物探方法，除磁法外，用于找深部礦的作用，要進行理論與實際試用的研究，最新的航空電磁法探測深度已經(jīng)加大，也僅僅是250米以淺；航空磁力重力梯度測量如何增加探測深度，目前還沒有多少例子來說明。

四、結束語

通過對金屬深部找礦新技術新方法的研究，可以不同程度的提高廣大地質(zhì)工作者的工作效率與報告精準度，為更好的開發(fā)深部金屬礦床奠定理論依據(jù)。