葉 奎

（中陜核工業(yè)集團(tuán)二一一大隊有限公司，陜西 西安 710024）

目前全球金礦資源相對短缺，且在空間上分布不均勻，根據(jù)統(tǒng)計資料顯示，我國金礦資源約占全球3.5%，處于中等水平。近年來，隨著我國黃金需求生產(chǎn)加工等方面的發(fā)展，金礦資源的需求量擴(kuò)大，然而我國地質(zhì)條件復(fù)雜，導(dǎo)致金礦成礦時代廣泛、分散化嚴(yán)重、類型多等特點，資源儲備增長速度相對緩慢，已經(jīng)探明的黃金資源無法滿足日益增長的需求。因此進(jìn)一步深入探究金礦資源的找礦潛力，強(qiáng)化礦區(qū)深部及外圍和勘查程度低的地區(qū)找礦任務(wù)，同時還需要引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)手段，如在金礦勘查中采用綜合信息方法的思路應(yīng)用。信息技術(shù)背景下，從一定程度上推動了三維地質(zhì)建模技術(shù)的發(fā)展，利用該技術(shù)能夠發(fā)揮計算機(jī)強(qiáng)大的信息處理功能，將地質(zhì)的多種分析工具整合于一體，在三維空間中進(jìn)行地質(zhì)學(xué)綜合分析。在礦山資源預(yù)測評價、地質(zhì)普查等過程中能實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，能夠大大提升地質(zhì)工作者的工作效率，利于對礦產(chǎn)資源進(jìn)行決策規(guī)劃，減小金礦資源的勘查風(fēng)險。在本研究中將馬蹄溝金礦作為研究對象，主要針對尋找難識別礦、盲礦和深部礦體，對強(qiáng)化該礦區(qū)深部和外圍找礦工作，擴(kuò)大資源儲量具有十分重要的意義[1]。

1 馬蹄溝金礦床的發(fā)現(xiàn)與研究

馬蹄溝金礦區(qū)域上位于秦嶺造山帶的核心部位，處于商丹蛇綠構(gòu)造混雜巖帶與南秦嶺接觸帶附近靠近南秦嶺一側(cè)。自元古代以來，該區(qū)域隨著造山作用在不同地質(zhì)時期發(fā)生了多期次的構(gòu)造事件，導(dǎo)致多次收縮裂隙，不同構(gòu)造疊加改造的特點，在區(qū)域范圍內(nèi)所表現(xiàn)的地層受到不同變形改造，進(jìn)而形成近東西向的復(fù)雜褶皺。伴隨著構(gòu)造作用的發(fā)生，巖漿活動強(qiáng)烈而頻繁。

該區(qū)位于秦嶺南麓，地形切割較深，局部多陡崖，地形陡峭，屬深切割中山區(qū)。區(qū)內(nèi)覆蓋大，植被極其發(fā)育，通視條件極差。以往區(qū)內(nèi)開展的礦產(chǎn)勘查工作較少，近年來二一一大隊通過水系沉積物測量圈靶區(qū)—異常查證尋礦帶—物探方法以攻盲—槽鉆工程來驗證等一系列綜合手段實現(xiàn)了重大找礦發(fā)現(xiàn)。

該礦床的地質(zhì)研究程度還非常低，但同一有色多金屬、貴金屬成礦帶中的八卦廟、龐家河等金礦床經(jīng)過多年的勘查開發(fā)研究積累了較為豐富的資料，這些前人的理論研究成果能夠為馬蹄溝金礦床研究提供重要的借鑒意義和理論基礎(chǔ)。

2 在金礦床深部和厚層覆蓋區(qū)中物探測量技術(shù)的應(yīng)用

馬蹄溝地區(qū)在前期水系沉積物測量圈定靶區(qū)并經(jīng)過地化剖面查證異常后，針對重點厚層覆蓋區(qū)域應(yīng)用了激電中梯、激電測深、磁法測量等物探測量技術(shù)。物探電法測量前首先采用標(biāo)本測量及激電測井的方式開展了區(qū)內(nèi)巖礦石電性參數(shù)的測定，總結(jié)出本礦區(qū)礦石的電性參數(shù)特征與圍巖差異較明顯，原生金礦礦體具有明顯的中高阻、高極化特性，其高極化率特性足以將其從背景中分離出來，尤其是當(dāng)金礦體處于構(gòu)造破碎帶中時，往往會表現(xiàn)出低阻-高極化特性，與圍巖間的電性差異更加明顯。磁法測量對厚層覆蓋區(qū)域下的斷裂構(gòu)造判別效果明顯，而斷裂構(gòu)造往往與金成礦有著密切的關(guān)系。馬蹄溝地區(qū)巖性主要為一套變質(zhì)巖系，磁化率總體較低且變化不大，但是各個地層或巖性單元之間磁性界面清晰，磁力?T異常顯示：本區(qū)斷裂構(gòu)造表現(xiàn)為不同磁場的分界線，在磁力?T異常表現(xiàn)為沿一定方向延伸的異常梯級帶?？傊诒镜V區(qū)及周邊地區(qū)大量的物探測量技術(shù)應(yīng)用已取得了非常成功的經(jīng)驗，為后期鉆探工程施工驗證提供了非常重要的依據(jù)[2]。

目前在金礦地質(zhì)勘查過程中，物探測量是一種常用的方法，尤其對于厚層覆蓋區(qū)深部勘查來說具有十分重要的作用。但是傳統(tǒng)物探設(shè)備很容易受到工作環(huán)境、效率等多種因素的影響，導(dǎo)致最終異常解譯具有多解性，難以指導(dǎo)下步找礦工作。在今后的工作中可以考慮使用高密度電法測量技術(shù)，該方法中所使用的高密度電法儀是由美國研發(fā)的，目前在地質(zhì)找礦中實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，這種設(shè)備操作簡便，設(shè)備體積小，重量輕，而且具有智能化，能夠協(xié)助常規(guī)探測或者利用計算機(jī)編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，可達(dá)到130m測量深度。相比常規(guī)電法測量來說，高密度電法儀運行效率是其60倍以上，目前這種設(shè)備在東北、華北等地區(qū)取得了不錯的找礦效果和經(jīng)驗，異常傾斜方向與礦體規(guī)模產(chǎn)狀具有良好的吻合性。此外，EH-4電導(dǎo)率測量儀能夠獲得較真實電導(dǎo)率值，確定不同地質(zhì)體界限，以實現(xiàn)地質(zhì)現(xiàn)象分析的效果，最終可探測深度達(dá)到1000m～1200m左右，利用電導(dǎo)率測量法在深部地質(zhì)找礦、地下水、工程地質(zhì)、基巖起伏、空隙率等多個方面調(diào)查中能夠發(fā)揮重要作用。尤其在金礦地質(zhì)勘查中可用于覆蓋層較厚且構(gòu)造不清的測區(qū)，大致查明礦區(qū)構(gòu)造位置、產(chǎn)狀等相關(guān)信息，是當(dāng)前有效的深部隱伏礦體尋找的輔助方法[3]。

3 數(shù)顯離子化學(xué)傳感器分析

在1999年我國研究學(xué)者研發(fā)了野外快速定量分析法，利用自制碎樣機(jī)可以快速對低污染溶樣進(jìn)行樣品分解，不經(jīng)過富集、分離，無需等待樣品澄清即可利用化學(xué)傳感器，借助數(shù)顯分析儀來檢測樣品中金等多種金屬元素的含量，利用這種方法相比其他方法來說，能夠簡化樣品處理流程，進(jìn)而使最終容量和測定能夠在短時間的完成，具有實時顯示結(jié)果，同時還可在野外進(jìn)行鋅、銀、銅等多種金屬元素的測定，具有較廣的市場推廣價值。

砂金指紋特征分析。對于砂金來說由于其構(gòu)成成分復(fù)雜，但保留很多地質(zhì)特點，因此可利用砂金指紋特征來追溯其來源，目前在陜西等多個金礦床中已經(jīng)獲得良好應(yīng)用，該方法可采用地球化學(xué)成因礦物學(xué)等多種檢測方法，可通過分析砂金粒度，形態(tài)，成色，微量元素，稀土元素，鉛同位素等含量進(jìn)一步發(fā)掘砂金中的地質(zhì)信息，將其與已知礦床數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，利用統(tǒng)計預(yù)測理論評價砂金的來源，相比傳統(tǒng)的研究方法來說是一種從定性向定量轉(zhuǎn)變的研究方法。通過分析砂金的地質(zhì)信息，進(jìn)一步可推斷砂金原生源遠(yuǎn)近關(guān)系以及原生巖金的礦床類型、剝蝕深度，進(jìn)一步關(guān)聯(lián)原生金和砂金的找礦方案。除上述方法之外，同時還可以利用電提取離子法，高原冰層金價態(tài)等多種方法以揭示礦化現(xiàn)象。

4 3S集成等現(xiàn)代信息技術(shù)

目前在地質(zhì)找礦中也可充分利用3S集成技術(shù)，及RS、GPS、GIS集成技術(shù)，進(jìn)一步提升綜合找礦的效率，利用GPS是通過三維坐標(biāo)測定的方法，能夠從靜態(tài)向動態(tài)運用于找礦全過程，將野外工作和實驗資料進(jìn)行融合，進(jìn)一步提高工作等目標(biāo)性、可行性。首先需要在GIS系統(tǒng)中導(dǎo)入遙感圖像，將其與地質(zhì)圖件坐標(biāo)匹配。在圖形地形圖中利用計算機(jī)進(jìn)行解釋，能夠?qū)ι?、色塊、巖體地層、線型構(gòu)造構(gòu)建屬性庫，從一程度上提升遙感信息資料的可翻譯性，通過遙感解釋物化探異常構(gòu)成綜合圖，確定重點工作區(qū)域并開展有效的工作方法，可以將GIS系統(tǒng)所確定的地理坐標(biāo)輸入到GPS系統(tǒng)中。在野外時工作人員能夠快速找到相應(yīng)對應(yīng)的目標(biāo)位置，利用計算機(jī)和GPS，能夠?qū)⒉蓸忧闆r和實際觀察現(xiàn)象錄入到計算機(jī)中，形成完整的數(shù)字化野外資料。在野外過程中將所獲得的重要資料以不同格式輸入到GPS系統(tǒng)中。近年來，研究人員高度重視高精度數(shù)據(jù)源遙感的使用開發(fā)，尤其對于積雪覆蓋的遙感圖像和spot遙感識別信息提取獲得了顯著成效，尤其對于工作環(huán)境惡劣，研究范圍廣的地質(zhì)找礦工作來說，可充分利用遙感技術(shù)縮短找礦周期并提高找礦效率。

目前在我國研發(fā)的中國黃金地質(zhì)勘查系統(tǒng)是重要的管理工具，該系統(tǒng)的構(gòu)建也從一定程度上縮短了我國與西方發(fā)達(dá)國家地質(zhì)信息系統(tǒng)之間的差距，并且該系統(tǒng)在黃金行業(yè)中具有較廣的應(yīng)用價值。目前全國很多金礦床相關(guān)資料已經(jīng)被錄入到該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，能夠?qū)崟r查詢庫內(nèi)有關(guān)信息并在GIS系統(tǒng)中進(jìn)行連接，該系統(tǒng)能夠集成在金礦地質(zhì)勘查過程中，各種資料管理能夠在窗口界面中集成圖像、文字、表格等多種資料，實現(xiàn)不同坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，能夠在GIS系統(tǒng)中合成和分析地物遙感等多元信息。編制全國1/5萬和1/20萬的自動標(biāo)準(zhǔn)分符程序，在全國地形圖上能夠?qū)θ我鈭D片、文字資料進(jìn)行直接管理和參數(shù)查詢。中國黃金地質(zhì)勘查管理系統(tǒng)涉及礦床地質(zhì)、地理勘察、文件、法律等相關(guān)領(lǐng)域，構(gòu)成了綜合性的管理系統(tǒng)，也能夠為地質(zhì)有關(guān)部門科研單位提供重要的信息管理工具，同時還具備數(shù)據(jù)分析、決策處理等功能。

除此之外，在深部找礦預(yù)測過程中，由于深部地質(zhì)變量具有復(fù)雜性、未知性，因此需要開展三維立體技術(shù)探測。根據(jù)所構(gòu)建的快艇模型，可利用找礦信息量法對礦區(qū)實現(xiàn)深部找礦預(yù)測。首先需要確立預(yù)測要素并進(jìn)行相關(guān)信息統(tǒng)計，根據(jù)礦區(qū)礦體三維成礦的相關(guān)信息確定情況條件，并獲得該礦區(qū)礦體勘探線情況、數(shù)據(jù)質(zhì)量高低、完整性，可選擇三個預(yù)測要素，包括斷層、地層和蝕變帶作為預(yù)測要素。最后要進(jìn)行預(yù)測要素的統(tǒng)計，如根據(jù)礦區(qū)塊體模型用戶塊的長寬高參數(shù)為10m×10m×5m，總塊體數(shù)量達(dá)到15278274個，其中含礦塊體達(dá)到86572個。計算找礦信息量，選擇有用信息水平k=0.75，計算有利找礦標(biāo)志的界限設(shè)置為1.388，對上述幾個預(yù)測要素確立為有利找礦的重要標(biāo)志。選取正信息數(shù)，主要是由于假設(shè)區(qū)域內(nèi)變量數(shù)相對較少，根據(jù)預(yù)測要素的信息計算各單元信息量總和，之后可根據(jù)主觀概率法來確定找礦信息量臨界值高于1.2，確定含礦遠(yuǎn)景塊體中有41852個已知礦體，占總礦體的43%（如下圖所示），因此對于含礦遠(yuǎn)景單元來說找礦概率達(dá)到43%。三維立體技術(shù)探測具有良好的成礦預(yù)測效果。

圖1 金礦地質(zhì)找礦信息

近年來我國研究學(xué)者開發(fā)了礦業(yè)全數(shù)據(jù)管理軟件，該軟件采用c++編程，在windows系統(tǒng)下運行，能夠?qū)ΦV區(qū)礦業(yè)全數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、錄入、查詢，用戶輸入查詢條件之后，由系統(tǒng)自動篩選符合條件的礦區(qū)，進(jìn)而為礦業(yè)全數(shù)據(jù)實現(xiàn)電子化管理。而在此之前，我國研發(fā)的金礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)等功能，同時還能夠?qū)ξ磥淼V床開發(fā)效益預(yù)測以及礦床開發(fā)工業(yè)指標(biāo)優(yōu)化等多種功能，該軟件使用便捷，能夠使用戶獲得在線幫助。近年來，隨著國內(nèi)研究學(xué)者對于物業(yè)權(quán)流轉(zhuǎn)的相關(guān)研究，利用現(xiàn)有礦業(yè)權(quán)評估法對多個礦權(quán)地進(jìn)行分析，詳細(xì)分析了金礦資源勘查特點，針對如何減少勘查風(fēng)險，促進(jìn)礦業(yè)流轉(zhuǎn)具有十分重要的作用[4]。

5 小結(jié)

總而言之，在本研究中結(jié)合馬蹄溝金礦床地質(zhì)情況進(jìn)行闡述，提出在金礦資源地質(zhì)勘查過程中可使用新型理論、技術(shù)、方法，科學(xué)進(jìn)行找礦策略規(guī)劃，逐漸由地表向深部找礦提升金礦找礦科技含量，可以采用地球化學(xué)測量、高密度電法測量、電導(dǎo)率測量、數(shù)顯離子化學(xué)傳感器分析、3S集成等現(xiàn)代信息技術(shù)方法進(jìn)行綜合分析評價。