鄒時盛
(江西省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九○一地質大隊,江西 萍鄉(xiāng) 337000)
我國金礦地質條件良好、資源豐富。若科學選擇勘查技術并明確勘查工作思路,可以將預測資源變?yōu)榭砷_發(fā)利用的儲量。如果區(qū)域地質活動較為頻繁,會增加金礦的開采難度,因此有必要探究找礦勘查技術發(fā)展趨勢,分析技術應用發(fā)展過程,為今后找礦勘查工作提供新思路。
我國地理面積十分寬廣,因此黃金資源較為豐富,不過地質原因會導致其分布失衡,為勘查工作增加難度。除上海地區(qū),我國其他省份均含有金礦資源,山東省金礦含量最高,且東南部金礦資源豐富,50%的資源聚集在中東部區(qū)域。在金礦帶開展地質勘查工作中,地層主要包含第四系(厚度是0~40m)、二疊系(厚度是60m~130m)、石巖系(厚度是100m~107m)。其結構包含斷裂層和褶皺,礦區(qū)褶皺的長度約為5km,軸長18km,斷裂層長度超過8km。因此,在地質勘查工作中應依據(jù)礦石的實際情況,結合專業(yè)技術繪制礦區(qū)地質圖,提升金礦地質勘查的質量,依據(jù)今后的發(fā)展趨勢分析成礦的地質條件,優(yōu)化金礦開采成效[1]。
其一,巖金和伴生金含量較多。我國金礦資源大部分屬于巖金,占比約為60%。例如,山東省內(nèi)巖金儲量約為593.60噸,占比為20%、甘肅省、河北省、云南省巖金含量同樣較高。黑龍江省的砂金含量豐富,約占27.7%,且全國伴生金的含量比重約為25%。同時,礦區(qū)開采過程中規(guī)模和成本一般成反比,因此大型或超大型金礦集中在山東地區(qū),其他區(qū)域屬于中小型金礦,占比為70%。當前我國金礦大部分屬于脈狀礦床,厚度較小因此只能借助地下開采的方式進行工作,露天開采過程受限。其二,開采難度大。我國已探明的金礦儲量約為3000噸,其中1000噸屬于難處理儲量,資源集中于西部地區(qū)。其三,綜合研究工作待加強。金礦主要借助深斷裂帶形成地質構造圖、重力圖、地貌圖。通過分析東部深線區(qū)域可以得出NR-NNE屬于中生代構造線,建議借助幔物質運動進行反饋。新時期有必要引入新技術、新方法為勘查工作提供支持。其四,金礦分布區(qū)域不平衡。我國金礦大多集中在中東部區(qū)域,儲量占比為3/4,且黑龍江、山東、河南地區(qū)黃金儲量超過總儲量的50%,但新疆、內(nèi)蒙古區(qū)域屬于巖金勘查薄弱區(qū)域,需加強重視。
2.1.1 地質找礦
地質找礦技術主要依托找礦方法,圍繞礦產(chǎn)找礦、重砂找礦、地質填圖等方式進行勘測和找礦。其中,應用十分普遍的方式是地質填圖技術,此方法依據(jù)地質理論,提前調查地質礦產(chǎn)。明確工作區(qū)域的巖石地質特點,提升找礦的效率和精準度。依據(jù)地質理論,勘查區(qū)域具體情況,進而結合地質特點,依托找礦技術開展工作。當前地質填圖技術實用性良好,在實際工作中需借助固定比例尺進行測量,按照(1:10000)的大比例尺開展填圖工作。結合礦區(qū)的形態(tài)、模式,設置地質點。同時,應借助儀器在工程建設圖中完成標注,優(yōu)化找礦實效性和針對性[2]。
由于重砂找礦技術屬于十分常見的找礦工藝,因此可以結合地表水流情況,圍繞重力、推動、堆積等因素,科學分析重砂分布集中區(qū)域,預測重砂分布位置和情況。若想提升找礦效率,需保證足夠的采樣位置。此外,結合重砂實際情況,對其進行評價、分析、對比、測量,借助刻槽、砂鉆的方式完成重砂采樣。礫石找礦技術是指分析和追蹤水流、冰川、山坡上風化和裸露的礫石,進而研究礦體的具體位置,既可以節(jié)省找礦的成本還能夠提高找礦效率。
2.1.2 物探找礦
物探找礦模式利用地質儀器進行區(qū)域測量,獲取工作區(qū)域物理現(xiàn)象,科學選擇找礦方式,分析、篩選有用信息。同時,借助礦石礦體的多種物理特性,可以充分研究區(qū)域地質條件、地質理論,定位金礦存儲位置、范圍和形狀,開展物化探異常查證工作,具體查證層次如圖1所示。因此,礦產(chǎn)、地質等方面的物理規(guī)模、性質屬于地質勘查的前提。應通過地質調查工作解決,借助磁法、電法的方式進行科學應用和勘探。
圖1 物化探異常查證層次
2.1.3 化探找礦
化探找礦技術是指地球化學找礦,主要依據(jù)礦產(chǎn)學理論、地球化學理論,結合地球化學的分散暈,科學掌握化學元素的實際分布規(guī)律,進而定位礦產(chǎn)位置。例如,借助本種法可以找尋非金屬物質。結合同位礦方式,圍繞地質成分、地殼變化的特征、地質環(huán)境完成找礦工作,進而充分了解地質礦產(chǎn)成礦規(guī)律。因此,同樣可以借助化探找礦方式進行土壤測量,將其應用于水化學和氣體測量領域,促進地下找礦技術的發(fā)展。
2.1.4 找礦流程
在金礦地質勘查找礦工作中,應充分調查區(qū)域地質構造,找尋內(nèi)部關鍵點,進而為開采礦產(chǎn)資源提供支持。同時,應調研成礦原因,加強對斷層結構的研究,分析巖漿侵入情況,明確地層礦產(chǎn)條件,侵入巖構造圖如圖2所示。此外,明確勘查結果。在實踐過程中應加工處理勘查數(shù)據(jù),科學分析勘查區(qū)域,圍繞礦石層次、礦體深度、結構類型、巖石層次進行推斷,確定礦體的形狀、規(guī)模、性質,明確地質找礦數(shù)據(jù)。建議結合地質體的實際運動情況完成局部勘測,并依據(jù)礦物元素占比分析其實際運動規(guī)律。結合斷裂組合和構造,收集分析礦化信息、信息技術,為今后找礦工作提供指導意見,依據(jù)勘查結果完成研究。構建找礦模型,提高勘查找礦效率。
圖2 入侵巖結構圖
2.2.1 X射線熒光
X射線熒光模式能夠分析礦產(chǎn)元素的具體成分和品位值,在今后地質勘查工作中應用前景廣闊。該技術的主要原理包含以下內(nèi)容:當激發(fā)某物質后,其會迅速發(fā)出波長較長的激光,屬于X特征射線,其光譜儀設備如圖3所示。借助該射線發(fā)射出的能量可以為金礦勘查和找礦工作提供動力,屬于熒光技術。在具體實踐中,X射線熒光會受到礦產(chǎn)平整度、粒徑、均勻度等要素的影響,但應用該技術可以確保測量精確度。
圖3 X射線熒光光譜儀設備
2.2.2 甚低頻電磁技術
該技術屬于淺層物探方式,借助Fraser濾波方式處理數(shù)據(jù),并依據(jù)金礦礦體規(guī)律、控礦規(guī)律,準確、高效地明確礦區(qū)和地質分布情況。通過定位礦區(qū)部位,為深部采礦過程提供數(shù)據(jù)支持和技術支持。此方式十分適用于一半結構隱伏在礦體的空間內(nèi),可以在任意區(qū)域收取電磁信號,突出該技術的實用性。
2.2.3 GPS感應系統(tǒng)
GPS感應技術主要借助衛(wèi)星定位導航的方式,向工作人員傳輸三維數(shù)據(jù)坐標。若想將該技術充分應用于金礦找礦工作中,應構建完善的應用體系,如GPS信號接收、監(jiān)控、轉換、分析體系。GPS技術原理如下:結合巖石礦物的化學成分、物理結構,得出其光譜吸收的特點。由于礦物質輻射水平具有差異性,因此應利用波普儀繪制光譜曲線,判斷地質礦物質組合。GPS感應系統(tǒng)主要包含地面控制站、空間導航星座、地面通信網(wǎng)、GPS接收機等類型。同時,監(jiān)控系統(tǒng)包含網(wǎng)絡中繼站、監(jiān)控中心、GPS基準站、現(xiàn)場分控站、GPS流動站等結構。在信息采集階段部分巖石礦物具有明確的化學組分和物理結構,光譜特征十分穩(wěn)定,借助波普儀分析采樣數(shù)據(jù)的曲線值,對比資源庫內(nèi)光譜數(shù)據(jù),可以分析得出地質中的礦物組成成分,為金礦資源勘測工作提供支持。
由于我國金礦分布集中在中東部區(qū)域,選取的地質勘查技術存在差異性,因此在今后金礦開采和勘查工作中需圍繞以下方向進行:
2.3.1 勘查金礦深部資源
相較于傳統(tǒng)找礦深度(低于500m),依據(jù)科學技術可以顯著增加找礦深度,在后期找礦勘查工作中加大深度,找尋開采深部的第二區(qū)域。例如,在準格爾哈圖、峪耳崖等礦化和礦床十分集中的區(qū)域主要通過深度開采的方式獲取資源,可以增加300t黃金儲量。在第二資源富集帶(>500m)區(qū)域成功開采黃金,拓展勘查空間,緩解黃金供需失衡問題。
2.3.2 拓展外圍探礦水平
大部分礦山應用的礦床在工作具有局限性,會忽視礦區(qū)外圍遠景、空白區(qū)域,因此應借助元素水平、垂直的分帶找尋控礦的規(guī)律。例如,當前已經(jīng)在遼寧省內(nèi)鉛鋅礦區(qū)外圍發(fā)現(xiàn)中型和大型金礦床。同時,應拓展礦床類型,通過進一步挖掘礦床資源找尋新式金礦。傳統(tǒng)地質勘查主要圍繞“就礦找礦”的方式開展工作,當前礦物外圍已經(jīng)找尋到許多金礦床,因此今后黃金勘查和開采方向是找尋新類型礦床。
2.3.3 選礦和采礦技術的潛力較大
以紫金山的銅金礦床為例,其在1992年已經(jīng)探明黃金儲量是545噸,平均品味值4.24×10-6,礦體屬于非連續(xù)的脈巖,開采效率較低。當借助堆浸法開展選礦工作后,可以將地下開采方式轉變?yōu)槁短炷J?,增加生產(chǎn)規(guī)模、提升開采效率、節(jié)省施工成本。在調整工業(yè)指標后,利用地質統(tǒng)計學理論計算黃金儲量和礦體位置,探明礦體結果,進而計算得出可應用的黃金儲量是138.2t,其平均的品位是1.23×10-6,勘測出大型金礦床。因此,科學選擇選礦技術能夠為黃金找礦工作提供新思路[3]。
綜上所述,我國經(jīng)濟的快速發(fā)展對于金礦資源的需求量顯著上升,應加強對金礦地質找礦勘查技術的研究,進而科學選擇找礦工藝,提升開采質量。因此,有必要結合區(qū)域特點,圍繞本地地質條件,依據(jù)找礦工藝、礦床類型、控礦因素等方面科學選擇勘查技術和探礦方法,實現(xiàn)金礦開采領域的持續(xù)發(fā)展。