孫迎新

（吉林省第二地質(zhì)調(diào)查所，吉林 吉林 132013）

集安市地處吉林省東南部，西南方向與遼寧省接壤，北與通化市接壤。集安小梨樹溝是梨樹村頭道鎮(zhèn)的轄村之一，位于集安市的頭道鎮(zhèn)政府西南方向大約24 公里處。由于梨樹的數(shù)量多而聞名，故而稱之為梨樹村。屬于亞溫帶大陸性氣候，高溫多雨。目前，集安市小梨樹溝礦產(chǎn)資源勘查的相關(guān)研究資料顯示，該地的礦產(chǎn)資源研究已經(jīng)形成了較為完善的體系，但在具體的礦產(chǎn)資源勘查以及找礦技術(shù)有效性分析方面的研究還存在不足之處，有待深入探討。

1 集安小梨樹溝礦勘查

1.1 地質(zhì)測(cè)量

集安小梨樹溝的礦床，露出礦體呈多斜層狀，傾斜角度在45°～60°，第三系巖層覆蓋了礦體的大部分面積，覆蓋層厚度范圍在1.5m～3m，在特殊的局部區(qū)域可達(dá)約12m。在地表上層，利用激電中梯技術(shù)，確定化探異常范圍，引導(dǎo)槽探工程組織對(duì)化探異常物質(zhì)進(jìn)行提取分析，驗(yàn)證物質(zhì)的主要成分，劃定并且揭露異常礦體成分。根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，利用激電測(cè)深測(cè)量礦床深度，再采用激電偶極的方法檢測(cè)出巖層形狀和礦體化探異常的深部變化狀態(tài)。在巖層深處利用鉆探的方式探測(cè)礦體的深度和范圍，并加以控制[1]。礦床地質(zhì)勘查工作主要包括槽探工程和剝土點(diǎn)工程，利用兩種工程進(jìn)行地質(zhì)填圖工作以及相對(duì)應(yīng)的水文工程和環(huán)境地質(zhì)測(cè)量。地質(zhì)測(cè)量以吉林省的地形圖為主要依據(jù)，安排相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行填補(bǔ)和繪制，同時(shí)，收集集安小梨樹溝礦產(chǎn)資源富集的歷史信息，將綜合地質(zhì)資料進(jìn)行匯總和分類，結(jié)合已有的測(cè)量成果開(kāi)展工作。根據(jù)集安市地形圖的地質(zhì)資料確定小梨樹溝的地層屬于哪個(gè)類型的地層，并且找出該類型地層主要形成于那些歷史時(shí)期，將穿越法和追索法兩種方法相結(jié)合，根據(jù)礦床的露出部分進(jìn)行槽探和鉆探，以明確小梨樹溝的地層類型和所處時(shí)代，再結(jié)合小梨樹溝的地質(zhì)層序和空白地質(zhì)填補(bǔ)區(qū)域，進(jìn)行GPS 定位追蹤。主要勘查手段以剖面線法為主，以槽探工程和鉆探工程揭露的礦體表層與下層的地質(zhì)分界線為分割點(diǎn)，對(duì)礦體內(nèi)天然露頭和人工剝土兩種不同方式的進(jìn)行勘查，重點(diǎn)測(cè)量地質(zhì)界線和主要構(gòu)造線，以礦物的揭露部分為主，對(duì)其進(jìn)行描述和填補(bǔ)。天然露頭含礦地層截面如下圖所示。

圖1 含礦地層截面圖

經(jīng)勘查，小梨樹溝的礦床的露頭點(diǎn)總數(shù)為333 個(gè)，其中天然露頭點(diǎn)是171 個(gè)，人工揭露點(diǎn)為162 個(gè)，礦體的填圖區(qū)域?yàn)?0.16km2，揭露點(diǎn)的密度是28 點(diǎn)/km2，利用槽探工程和鉆探工程技術(shù)控制了小梨樹溝礦的地質(zhì)界線。

1.2 遙感勘查技術(shù)

由于小梨樹溝的地理位置特征較為復(fù)雜，因此普通的勘查技術(shù)無(wú)法滿足礦產(chǎn)資源的勘查要求。遙感技術(shù)應(yīng)用于礦體勘查已經(jīng)有成功先例，主要是根據(jù)飛機(jī)和衛(wèi)星獲取到的礦體信息，例如圖像和數(shù)據(jù)等信息，處理并分析礦物質(zhì)與電磁波能量之間的關(guān)系。遙感技術(shù)在礦體勘查工作中的主要功能是，彌補(bǔ)平面技術(shù)無(wú)法達(dá)到的缺陷，并利用先進(jìn)科技識(shí)別礦體物質(zhì)特征。由于礦體斷層和裂隙的位置較深，普通勘查技術(shù)無(wú)法進(jìn)行地質(zhì)填圖，而遙感技術(shù)的應(yīng)用將大幅度改善勘查技術(shù)的不足。遙感技術(shù)應(yīng)用到礦產(chǎn)資源勘查的主要特點(diǎn)如下表所示。

表1 應(yīng)用于礦產(chǎn)資源勘查的遙感技術(shù)

從礦產(chǎn)資源勘查的角度出發(fā)，衛(wèi)星裝置傳感器，實(shí)現(xiàn)了多光譜數(shù)據(jù)的應(yīng)用，是礦體勘查在一定距離外可以分辨出礦體物質(zhì)的特征。遙感技術(shù)以數(shù)字光譜形式記錄礦體圖像和數(shù)據(jù)信息，并上傳到計(jì)算機(jī)處理端口，適用于多種勘查情境，尤其適用于地市情況較為復(fù)雜的地段，完成信息提取、影像校正和清晰度增強(qiáng)等步驟。遙感技術(shù)中的圖像處理等功能可以通過(guò)擴(kuò)大波長(zhǎng)范圍的方式進(jìn)行精確地礦體勘查。

2 集安小梨樹溝采用找礦技術(shù)有效性分析

2.1 找礦標(biāo)志

經(jīng)過(guò)對(duì)集安市小梨樹溝地區(qū)礦產(chǎn)資源的勘查及對(duì)找礦技術(shù)的有效性進(jìn)行分析。上古元時(shí)期的碳元素極為豐富，在地質(zhì)褶皺區(qū)的壓力作用下，受周圍溫度影響，形成礦物富集。經(jīng)過(guò)區(qū)域的變質(zhì)作用后，小梨樹溝的重力場(chǎng)特征總體呈現(xiàn)出北部低、南部高且中間部分凸起的特征。小梨樹溝的南部有一條局部重力高的東西走向重力帶。礦體內(nèi)的水平傾斜角度較為平緩，水平梯度變化尚不明顯[2]。重力帶以梯級(jí)形式遞增，分布形態(tài)與橫截面等深線類似，兩側(cè)端點(diǎn)的地殼厚度不同，變化規(guī)律相同。小梨樹溝的礦層呈多層團(tuán)塊狀分布在含礦地層中，具有原生沉積礦物的穩(wěn)定特征，在一定程度上受到地質(zhì)活動(dòng)的影響，層位活躍度較高。小梨樹溝的區(qū)域礦床的成礦時(shí)期從上太古時(shí)代到寒武系時(shí)代。根據(jù)石墨礦的激電特征，將集安小梨樹溝的化探異常區(qū)域劃分為高電阻區(qū)和低極化率區(qū)域，以及東西高極化率和低阻區(qū)?；疆惓？煞譃锳BC 三個(gè)等級(jí)，A 類異常主要包括DHJ-2、DHJ-7和DHJ-8，標(biāo)志較為明顯；B 類異常類型為DHJ-5，標(biāo)志有所顯露；C 類異常為DHJ-9，標(biāo)志較不明顯。小梨樹溝的中部化探異常區(qū)呈西北向展開(kāi)，極化率區(qū)域與電阻基本都能對(duì)應(yīng)，總面積約為2.25km2，主要含礦地帶集中在小梨樹溝的東南方向。經(jīng)過(guò)技術(shù)鑒定后得出結(jié)果，即高電阻區(qū)和低極化率區(qū)域是集安小梨樹溝的主要石墨礦產(chǎn)區(qū)域。

在海洋環(huán)境影響下，地質(zhì)水分含量較大，保證了礦床的金屬元素來(lái)源充足。小梨樹溝礦床局部基底隆起區(qū)的重力異常，屬于上元古代的淺變質(zhì)巖相，是發(fā)現(xiàn)礦物富集的間接標(biāo)志。

2.2 找礦遠(yuǎn)景

找礦技術(shù)的有效性依托于地質(zhì)背景測(cè)量和成礦來(lái)源等方面的相關(guān)信息。小梨樹溝地區(qū)礦床的物質(zhì)呈層片狀，以穩(wěn)定結(jié)構(gòu)分布在礦體中，在礦體周圍邊緣區(qū)域的金屬元素含量幾乎不可見(jiàn)，而在中心地帶則含量較多。說(shuō)明在該區(qū)域內(nèi)，成礦物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)散性較弱，遷移活動(dòng)比較少。但是在地質(zhì)礦物的變質(zhì)過(guò)程中，礦物的品位并不十分一致，在地質(zhì)層結(jié)構(gòu)中，成礦物質(zhì)的聚集和擴(kuò)散作用下，形成礦體[3]。該種類型的礦體品位穩(wěn)定，即便是經(jīng)過(guò)區(qū)域變質(zhì)作用，其結(jié)構(gòu)也能基本保持原狀，巖相巖的沉積物由于長(zhǎng)期處于相對(duì)封閉的空間內(nèi)，在密封條件較好的環(huán)境中，地質(zhì)礦物的二氧化碳在空間內(nèi)聚集，受外界溫度影響，溫度上升則成礦物質(zhì)狀態(tài)不變，溫度下降則形成鱗片晶體。當(dāng)鱗片晶體達(dá)到一定數(shù)量之后，便形成了具有成礦潛力的礦床。根據(jù)小梨樹溝地區(qū)的礦產(chǎn)資源分布情況，結(jié)合當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)地的歷史資料，對(duì)可能存在礦產(chǎn)資源的區(qū)域進(jìn)行探測(cè)勘查，充分了解該地區(qū)的礦體形成的構(gòu)造環(huán)境和成礦物質(zhì)特征，判斷礦床內(nèi)礦物的類型。

對(duì)小梨樹溝進(jìn)行實(shí)地考察，按照礦床周邊地形預(yù)測(cè)并劃分遠(yuǎn)景區(qū)。按照成礦原則，在遠(yuǎn)景圈的最小距離之內(nèi)找到礦產(chǎn)資源的可能性最大，同時(shí)也是漏礦的可能性最小的范圍。以小梨樹溝地區(qū)礦床的含礦地層，也就是集安地區(qū)溝組荒岔地段為主要找礦區(qū)，將以礦物富集地的中心劃為標(biāo)桿，在一定范圍內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)景區(qū)圈定。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)集安小梨樹溝地區(qū)礦產(chǎn)資源勘查及找礦技術(shù)有效性分析進(jìn)行研究，為集安小梨樹溝礦床后續(xù) 的資源開(kāi)采工作提供理論基礎(chǔ)和具體可行的辦法。同時(shí)，結(jié)合了遙感技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查工作改善了傳統(tǒng)勘查方法的距離限制問(wèn)題，在一定程度上推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。由于本文研究條件有限，關(guān)于小梨樹溝的找礦標(biāo)志研究得還不夠透徹，未來(lái)將不斷完善。