劉 芳

（新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830000）

水系沉積物測(cè)量是以水系沉淀物作為采樣對(duì)象進(jìn)行地球化學(xué)勘查工作，分析水沉淀樣品中的化學(xué)成分，根據(jù)化學(xué)成分的異常，確定礦產(chǎn)資源的類別。隨著礦產(chǎn)資源不斷被開(kāi)采，如何更加低成本、高效率的進(jìn)行找礦成為了找礦研究中的重點(diǎn)，在找礦勘查技術(shù)水平不斷地發(fā)展下，深部找礦成為了找礦研究工作中的重點(diǎn)。將水系沉積物測(cè)量應(yīng)用到深部金屬礦找礦中，能夠改善原有找礦方法中指標(biāo)間關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)的問(wèn)題，為研究不同深部金屬找礦工作提供理論依據(jù)[1]。受到礦產(chǎn)資源開(kāi)拓性以及可變性的影響，國(guó)外在深部金屬找礦時(shí)運(yùn)用測(cè)量技術(shù)的時(shí)間在上個(gè)世紀(jì)初，隨著測(cè)量及分析儀器精度不斷增強(qiáng)，逐步衍生了水系沉積物測(cè)量方法，并運(yùn)用在深部找礦上。國(guó)內(nèi)在研究應(yīng)用水系沉積物測(cè)量技術(shù)起步較晚，在多項(xiàng)影響因素控制下，在不同的地質(zhì)條件下形成了較為成熟的應(yīng)用方式[2]。綜合國(guó)內(nèi)外的研究成果來(lái)看，研究水系沉積物測(cè)量在深部金屬礦找礦中的應(yīng)用是很有必要的。

1 水系沉積物測(cè)量在深部金屬礦找礦中的應(yīng)用研究

1.1 轉(zhuǎn)換水系沉積物元素?cái)?shù)據(jù)

在不同深部金屬水系中存在不同含量的沉淀物，含量數(shù)值變化呈正態(tài)分布，所以在轉(zhuǎn)換水系沉淀物元素?cái)?shù)據(jù)時(shí)，采用等值線法構(gòu)建一個(gè)地球化學(xué)編圖，將地質(zhì)圖作為底圖，以實(shí)際采樣水系的位置為坐標(biāo)中心，將不同色塊劃分為不同等級(jí)的色階[3]。以不同色階表示為不同的異常強(qiáng)度，來(lái)顯示金屬礦的主成礦元素信息，根據(jù)異常色塊圖元素排列情況，采用馬氏距離計(jì)算金屬元素間的距離，計(jì)算公式可表示為：

其中，Xi表示水體樣本數(shù)量，n表示水系樣本數(shù)量，Xj表示金屬元素間的距離。根據(jù)計(jì)算得到的距離值，采用標(biāo)準(zhǔn)化的正態(tài)處理方式，整合計(jì)算得到的距離數(shù)值，將不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)作為異常元素?cái)?shù)據(jù)，結(jié)合元素對(duì)應(yīng)色塊的坐標(biāo)，得到對(duì)應(yīng)馬氏距離下的異常坐標(biāo)，結(jié)果如下表所示。

表1 馬氏距離對(duì)應(yīng)的異常坐標(biāo)

由上表所示的異常坐標(biāo)結(jié)果，不同的異常坐標(biāo)含有不同的金屬元素組合，在實(shí)際轉(zhuǎn)換中，結(jié)合得到的馬氏距離數(shù)值，不斷篩選色塊等級(jí)中的金屬離子，得到一個(gè)大致區(qū)域的金屬礦區(qū)域，并將該區(qū)域視為金屬礦床。在轉(zhuǎn)換水系沉淀物元素?cái)?shù)據(jù)后，確定礦床中包裹體的化學(xué)特征。

1.2 確定礦床包裹體化學(xué)特征

采用深度鉆孔的方式采集深層礦床內(nèi)巖石樣本，巖石樣本打磨成巖石薄片后，針對(duì)不同包裹體進(jìn)行顯微測(cè)微和激光光譜分析，實(shí)際分析時(shí)，控制巖石的測(cè)溫范圍在-190℃～+580℃，每次升溫或是降溫的速度控制在1℃左右，控制激光波長(zhǎng)420nm，激光功率為15mW，光譜分辨率在1cm-1～2cm-1。聯(lián)合顯微測(cè)微與激光光譜分析結(jié)果，得到深部成礦階段的各項(xiàng)參數(shù)，如下表所示。

表2 包裹體參數(shù)分析結(jié)果

綜合上表所示的各項(xiàng)包裹體參數(shù)來(lái)看，巖床樣本中在成礦1階段的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)值小，低鹽度演化過(guò)程較明顯，大部分包裹體中含有均一到液相，在階段2中的V型樣本含有個(gè)別臨界均一，樣本鹽度數(shù)值相差較大，逐漸從高溫高鹽度流體轉(zhuǎn)換為低溫低鹽度流體，早期深度成礦含有大量的金屬離子，在外界大氣降水的作用下，逐步演化成為方解石[4]。確定礦床包裹體化學(xué)特征后，劃定找礦區(qū)域以及找礦深度，最終完成應(yīng)用研究。

1.3 完成應(yīng)用研究

根據(jù)得到的化學(xué)特征，采用Spss軟件對(duì)四項(xiàng)化學(xué)樣本進(jìn)行金屬因子分析，控制各個(gè)金屬因子間的貢獻(xiàn)率為線性數(shù)值變化，根據(jù)金屬離子與不同離子間的相關(guān)性，控制四個(gè)金屬因子代表不同的元素，控制金屬因子1表示低溫礦化元素，金屬因子2表示酸性巖漿指示金屬元素，金屬因子3代表礦化前緣暈金屬元素，金屬因子4表示高溫金屬元素。根據(jù)巖石裂縫中不同金屬因子的組合形式，提取得到深部區(qū)域的礦化信息，控制巖石裂縫大距離的遷移，不斷組合裂縫位置分布，得到巖石采樣位置處的發(fā)育情況以及產(chǎn)狀信息，選用N00線同剖面測(cè)量采樣位置的地球物理CSAMT，標(biāo)定采樣點(diǎn)的位置信息，形成一個(gè)初步的采礦深度范圍[5]。結(jié)合采樣點(diǎn)裂縫的發(fā)育程度，在特定的樣品礦層不斷加密，加密到構(gòu)造裂隙不發(fā)育時(shí)，根據(jù)此時(shí)裂隙的深度數(shù)值基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)胤畔≈?0m～70m，根據(jù)不同深度的金屬離子同等水平面的金屬含量，繪制一個(gè)R型聚類分析譜系圖，結(jié)合裂隙得到的深度數(shù)值，最終確定深部金屬礦的位置。綜合上述處理，最終完成對(duì)水系沉積物測(cè)量在深部金屬礦找礦中的應(yīng)用研究。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

設(shè)置水系沉積物測(cè)量的采樣點(diǎn)，以最小水系為標(biāo)準(zhǔn)，每隔0.25km設(shè)置一個(gè)水樣采集點(diǎn)，根據(jù)使用的GPS定位系統(tǒng)記錄水體取樣的位置，在整體水系的上下水系范圍內(nèi)取相同含量的水樣作為水體樣本，準(zhǔn)備10個(gè)水體樣本并編號(hào)，準(zhǔn)備的水體樣本基本信息如下表所示。

表3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的水體樣本

對(duì)上表所示的水樣樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)比在使用水系沉積物測(cè)量前后，深度找礦范圍的準(zhǔn)確性。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

基于上述實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，在應(yīng)用了水系沉積物測(cè)量后，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果，確定深部金屬礦的位置，以水系采樣點(diǎn)為位置標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)比應(yīng)用水系沉積物測(cè)量方法前后，確定得到的找礦位置，結(jié)果如下圖所示。

圖1 應(yīng)用水系沉積物測(cè)量前后得到的找礦區(qū)域

由上圖所示的找礦區(qū)域結(jié)果可知，在應(yīng)用水系沉積物測(cè)量技術(shù)前，能夠基本確定金屬礦的位置，但是存在一定的位置誤差，不利于實(shí)際礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)時(shí)位置測(cè)量工作，容易造成不必要的開(kāi)采費(fèi)用。在應(yīng)用水系沉積物測(cè)量后，礦產(chǎn)區(qū)域的范圍逐漸變小，根據(jù)水系中金屬離子成分?jǐn)?shù)值確定得到的金屬礦位置更加準(zhǔn)確。由確定的位置范圍結(jié)果可知，運(yùn)用水系沉積物測(cè)量技術(shù)能夠增強(qiáng)找礦工作的準(zhǔn)確性，減少找礦成本。

3 結(jié)語(yǔ)

在深部金屬礦找礦過(guò)程中，應(yīng)用水系沉積物測(cè)量技術(shù)已成為了研究的重點(diǎn)，隨著地球化學(xué)數(shù)據(jù)的不斷積累，根據(jù)金屬元素的正態(tài)分布，確定金屬礦的位置成為了最有效的找礦方式。在應(yīng)用水系沉積物測(cè)量技術(shù)后，能夠有效改善原有找礦方法得到的找礦區(qū)域范圍過(guò)大的不足，為今后研究深部金屬礦找礦提供研究方向以及理論依據(jù)。但該種應(yīng)用方法易受外部數(shù)據(jù)的干擾，還需要不斷地研究?jī)?yōu)化。