肖艷東 孟貴祥 范僥

摘 ? 要： 通過(guò)拉伊克勒克典型淺覆蓋區(qū)淺鉆化探成果，介紹了淺鉆化探工作方法和取得的試驗(yàn)研究成果，顯示該方法有效，經(jīng)濟(jì)可行，效率較高，操作簡(jiǎn)便，充分證明了淺鉆化探技術(shù)在準(zhǔn)噶爾干旱荒漠淺覆蓋區(qū)是有效的找礦手段。

關(guān)鍵詞：準(zhǔn)噶爾盆地;干旱荒漠淺覆蓋區(qū);淺鉆化探

目前我國(guó)基巖出露區(qū)、半出露區(qū)已基本完成區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作。覆蓋區(qū)找礦作為深部探測(cè)找礦的一部分，顯示出了較大的找礦空間。我國(guó)淺覆蓋區(qū)地質(zhì)找礦工作及方法研究起步較晚，2000年以后在內(nèi)蒙、青海等主要省份淺覆蓋區(qū)開(kāi)展了地球化學(xué)測(cè)量方法技術(shù)研究，總結(jié)了淺覆蓋區(qū)地球化學(xué)特征，對(duì)找礦工作具指導(dǎo)意義[1-3]。

新疆淺覆蓋區(qū)主要有干旱荒漠、中低山草甸等淺覆蓋區(qū)，尤其是近幾年在干旱荒漠淺覆蓋區(qū)發(fā)現(xiàn)了多處中-大型銅多金屬礦床（如：路北銅鎳礦、拉伊克勒克銅鐵礦等），表明淺覆蓋區(qū)具較好的礦床保存條件和易于發(fā)現(xiàn)中-大型的隱伏礦床，同時(shí)也說(shuō)明淺覆蓋區(qū)將成為隱伏礦產(chǎn)資源調(diào)查的重要方向之一。本文通過(guò)拉伊克勒克干旱荒漠淺覆蓋區(qū)淺鉆化探勘查，進(jìn)一步探討淺鉆化探技術(shù)方法及試驗(yàn)探索研究成果，為淺覆蓋區(qū)地質(zhì)勘查提供技術(shù)支撐，有效指導(dǎo)淺覆蓋區(qū)地質(zhì)找礦。

1 ?淺鉆化探技術(shù)

1.1 ?淺鉆方法的原理

在干旱荒漠淺覆蓋區(qū)，可采用車(chē)載空氣反循環(huán)取樣鉆探（沙駝150b）方法，有效提高淺覆蓋區(qū)地質(zhì)勘查工作效率。該方法是將壓縮空氣、水作為沖洗介質(zhì)，從鉆桿中心通道送至孔底，在向下鉆進(jìn)過(guò)程中，高壓水霧對(duì)孔壁進(jìn)行噴護(hù)，起到護(hù)壁效果，防止塌孔及雜質(zhì)掉入;高壓空氣攜帶巖粉從鉆桿與孔壁之間高速返回地表，并通過(guò)樣品采集器進(jìn)行收集的鉆進(jìn)方法（圖1），以滿足淺鉆施工要求[4-8]。

1.2 ?分層鉆進(jìn)技術(shù)

①松散易掉塊地層采用優(yōu)質(zhì)鈉基質(zhì)鉆井液開(kāi)孔護(hù)壁，視返出巖屑樣泥質(zhì)成分的含量調(diào)整鉆井液量，使其形成泥皮達(dá)到護(hù)孔目的，在易坍塌部位重點(diǎn)護(hù)壁;②膠結(jié)泥巖、潮濕覆蓋層采用三葉及復(fù)合片鉆頭，配合無(wú)固相優(yōu)質(zhì)鉆井液快速通過(guò)后換普通沖擊鉆頭鉆至目的層，取得合格巖屑樣;③鉆進(jìn)至含水層位時(shí)，裝備一臺(tái)普通巖心鉆機(jī)，換大一徑鉆頭跟管鉆穿含水層位，使之與水隔離后換金剛石雙管取心鉆具鉆至目的層，取出完整巖心;④在鉆進(jìn)遇裂隙、難鉆進(jìn)地層，采取擴(kuò)孔后下入技術(shù)套管密閉孔壁，使壓縮空氣無(wú)漏失，完成底部取樣工作。

1.3 ?目的層識(shí)別技術(shù)

鉆機(jī)操作人員在鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)仔細(xì)觀察鉆進(jìn)進(jìn)尺快慢和鉆機(jī)負(fù)荷、聲音，到達(dá)基巖層時(shí)，鉆機(jī)鉆進(jìn)變慢，負(fù)荷較大，聲音表現(xiàn)為“嘎達(dá)嘎達(dá)”;通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)人員交流、分析，詳細(xì)觀察排出取樣器的巖屑顏色，顆粒磨圓程度，進(jìn)而判斷是否到達(dá)目的層。覆蓋層與下伏基巖的區(qū)別是第四系松散堆積物顏色較復(fù)雜，顆粒磨圓程度較好，大小分選較差;古近—新近系泥砂巖顏色雖單一、顆粒無(wú)磨圓、大小均一，但巖石顏色多為土紅色、灰綠色，質(zhì)地均較軟，水中浸泡后大都呈泥水?；鶐r層巖屑顏色較單一、顆粒磨圓程度較差，且大小較均一，巖屑致密，水中浸泡大都無(wú)變化。

1.4 ?取樣技術(shù)

淺鉆采用樣品收集器進(jìn)行采集，樣品按照出孔順序以鉆進(jìn)0.5 m為間隔，在鉆進(jìn)的同時(shí)連續(xù)收集樣品，樣品盆按從上到下的順序連續(xù)擺放，直至基巖（其中基巖鉆進(jìn)1.5 m停止鉆進(jìn)）。在完成樣品編錄（基巖樣）后，對(duì)基巖樣過(guò)篩縮分、裝袋、稱(chēng)重后進(jìn)行分析測(cè)試，同時(shí)人工挑選粒度較大的巖塊送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行拼貼，達(dá)到巖礦鑒定需求（圖2）。

2 ?淺鉆化探試驗(yàn)

2.1 ?淺鉆效果

2.1.1 ?淺鉆效率

通過(guò)拉伊克勒克典型礦區(qū)淺鉆化探工作，僅一個(gè)工作日，鉆機(jī)施工10個(gè)淺孔，總進(jìn)尺達(dá)173 m，施工時(shí)間7.5 h，鉆機(jī)平均每分鐘進(jìn)尺達(dá)0.5 m（表1），施工速率較高，合格率100%，滿足施工進(jìn)度要求。

2.1.2 ?淺鉆工程質(zhì)量

根據(jù)《巖石地球化學(xué)測(cè)量技術(shù)規(guī)程》和《淺層取樣鉆探技術(shù)規(guī)程》一般要求和樣品收集編錄要求，拉伊克勒克典型覆蓋區(qū)各鉆孔取樣多數(shù)達(dá)到了地質(zhì)設(shè)計(jì)目的，所取得的基巖樣品滿足實(shí)驗(yàn)室光譜分析和巖礦鑒定需求，僅少數(shù)鉆孔隨孔深增大，所取巖塊樣品具一定分選性，后期需加強(qiáng)空氣動(dòng)力裝置，較大程度保證所取巖塊成分完整。淺鉆查證成果顯示，Cu富集區(qū)段與前人圈定的物化探異常及勘探成果基本一致，銅礦化主要分布于英云閃長(zhǎng)巖體及其外接觸帶中，表明淺鉆技術(shù)及施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，該技術(shù)方法真實(shí)可靠、有效，可為淺覆蓋區(qū)地質(zhì)找礦服務(wù)。

2.2 ?方法試驗(yàn)探索

2.2.1 ?野外快速分析

根據(jù)拉伊克勒克研究區(qū)各孔樣品的野外快速分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室光譜分析成果對(duì)比（圖3），表明野外快速分析能有效、較為準(zhǔn)確地顯示該區(qū)Cu，Zn等主攻礦產(chǎn)元素富集地段，且各元素分布形態(tài)與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果總體一致，僅在準(zhǔn)確度上與實(shí)驗(yàn)室有較小差距（如zk-s25號(hào)鉆孔，實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)得Cu為 ? ? 2 233×10-6，Zn為219×10-6;快速分析儀測(cè)得Cu為 ?1 781×10-6，Zn為146×10-6），表明該方法滿足野外快速分析目的，能大致查明礦化富集地段，可及時(shí)為工作部署提供有用信息。

2.2.2 ?淺覆蓋區(qū)下伏基巖元素的遷移

在拉伊克拉克礦區(qū)施工的淺鉆化探樣品快速分析顯示，具礦化的云英閃長(zhǎng)巖上覆5～10 m范圍內(nèi)的第四系中Cu，Zn等元素含量較其上部地段高1～2個(gè)數(shù)量級(jí)（表2，ND為未測(cè)出或未達(dá)到檢測(cè)下限），而無(wú)礦化的凝灰?guī)r上覆第四系均未分析測(cè)試出Cu的富集地段。以上特征表明，母巖向上覆覆蓋層遷移了部分元素，導(dǎo)致上覆沉積物部分元素富集。通過(guò)上述分析可見(jiàn)，母巖的地球化學(xué)背景對(duì)上覆沉積系統(tǒng)的元素遷移具重要影響，可通過(guò)水的機(jī)械遷移和氣的機(jī)械遷移，將下伏母巖可遷移元素運(yùn)移至上覆沉積物中，引起上覆沉積物部分元素相對(duì)富集，但可遷移元素遷移機(jī)理有待加強(qiáng)試驗(yàn)研究。

2.2.3 ?淺鉆化探布設(shè)

淺覆蓋區(qū)淺鉆鉆孔布設(shè)受其工作量部署情況，物化探異常機(jī)理、形態(tài)、大小等特征，覆蓋層厚度及下伏基巖復(fù)雜程度，查證目的不同等多方面因素控制，尤其是物化探異常特征、查證目的和覆蓋層厚度為淺鉆化探布設(shè)的主要依據(jù)?；诘厍蚧瘜W(xué)普查規(guī)范及上述分析，淺鉆布設(shè)可分為面積、剖面、散點(diǎn)等3種方式進(jìn)行淺鉆化探查證，其布設(shè)簡(jiǎn)要因素如下：①面積布設(shè)。主要適用于覆蓋厚度小，礦化蝕變豐富，找礦潛力極大的地區(qū);②剖面布設(shè)。對(duì)于呈條帶狀、相對(duì)穩(wěn)定的物化探異常;③散點(diǎn)布設(shè)。針對(duì)有特殊意義的大范圍物化探異常，且覆蓋層厚度較深時(shí)（圖4）。

2.3 ?淺鉆化探待解決問(wèn)題

①該套車(chē)載反循環(huán)空氣淺鉆所取部分巖塊樣品較小（小于0.3 cm），對(duì)其進(jìn)行巖礦鑒定較困難，能否通過(guò)巖石化學(xué)成分進(jìn)一步確定，有待后期試驗(yàn)研究;②淺覆蓋區(qū)下伏基巖向覆蓋層元素遷移機(jī)制。淺覆蓋區(qū)化學(xué)分析反應(yīng)下伏基巖對(duì)上覆覆蓋層具有部分元素的貢獻(xiàn)，其何種元素易于何種環(huán)境遷移，遷移機(jī)制是什么，有待后期加強(qiáng)試驗(yàn)研究;③淺鉆化探布設(shè)尺度需建立，便于后期規(guī)范執(zhí)行。

3 ?結(jié)論

通過(guò)準(zhǔn)噶爾盆地典型淺覆蓋區(qū)淺鉆化探試驗(yàn)研究，在該類(lèi)型淺覆蓋區(qū)找礦，靶區(qū)優(yōu)選極為重要，需充分收集周邊基巖區(qū)地物化遙等成果信息，對(duì)資料進(jìn)行再次開(kāi)發(fā)，縮小找礦范圍，優(yōu)選出成礦有利的找礦靶區(qū)進(jìn)行查證。淺鉆化探示范研究成果顯示，該方法在淺覆蓋區(qū)地質(zhì)找礦，具有方法有效、經(jīng)濟(jì)可行、效率較高、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，可作為準(zhǔn)噶爾淺覆蓋區(qū)有效的勘查方法之一;同時(shí)，在淺鉆化探勘查過(guò)程中，充分利用野外快速分析，深穿透地球化學(xué)測(cè)量及高精度物探測(cè)量等方法組合，可較大程度地提高淺覆蓋區(qū)地質(zhì)找礦效果。

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Abstract：Based on the geochemical exploration achievements of Layikelek typical shallow coverage coring，this paper introduces the method and research results of shallow drilling technology test，it shows that the method is effective and economically feasible，high efficiency，easy operation，etc.，fully demonstrated coring geochemical exploration technology in Junggar arid desert shallow coverage is a valid prospecting means.

Keywords：Junggar;Arid desert shallow coverage area;shallow geochemical exploration drilling