張 凱
(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊,江蘇 連云港 222023)
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,我國對礦產(chǎn)資源的需求不斷增加,淺部金屬礦產(chǎn)資源已經(jīng)消耗殆盡,尋找深部金屬礦資源勢在必行。
從目前技術(shù)應(yīng)用來看,圍繞礦產(chǎn)資源勘探,物探技術(shù)主要包含磁法、重力、電法、放射性、地溫和地震等多種方法,而針對多金屬礦產(chǎn)勘查實際,在強化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,更加注重了技術(shù)創(chuàng)新和綜合利用,這樣能夠更加有效地提高勘查的精準度和科學(xué)性。
從本質(zhì)上說,物探的主要特征是避開研究區(qū)域內(nèi)的礦石和巖石,而是重點勘探和研究物理表現(xiàn)和反應(yīng),一般情況下就是根據(jù)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)性構(gòu)造和地質(zhì)結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài),通過物理性原理和理論對礦產(chǎn)進行研究探測[1]。
物探勘查的主要特別或者作用主要包括:一是明確物探方向。物探的基本原理是基于物理性質(zhì)進行科學(xué)分析和判斷,因此必須在礦產(chǎn)勘查前,重點是將研究區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)問題轉(zhuǎn)換到物理角度去分析和捕捉,重點是觀測分析數(shù)據(jù),并依據(jù)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)狀況判定物理勘查的方式,最終用物探的方式驗證礦產(chǎn)的分布。二是物探的綜合性和多角度性。之所以用物探的方式去勘查金屬礦藏,主要是因為不同的地質(zhì)條件下,不同礦藏會有不同的物理表現(xiàn),由于單一的物理手段不會完全確定礦藏的屬性,但是在多種物探方法的共同論證下,會有更加明確的結(jié)論,由此可以看出,我們在物探應(yīng)用上的綜合性要求越來越高,針對多金屬礦產(chǎn)的勘查,綜合物探起到了非常重要的作用,也十分有利于我們對多金屬礦產(chǎn)的探究。三是物探方法的適用性。從物探手段來看,每一種物探都有自身的條件和適用范疇,主要是依據(jù)勘查區(qū)域內(nèi)的地理環(huán)境、條件和礦床的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、物理屬性和表現(xiàn)特征等多方面來確定物探方法。從物探的本質(zhì)特征和條件看,適用物探方法都會基于差異性來確定,差異性是金屬礦藏的判斷依據(jù),因此也是我們綜合物探方法和手段應(yīng)用的主攻方向。此外,要做到綜合物探最大限度利用,就必須充分發(fā)揮好物探技術(shù)手段的優(yōu)勢和作用,尤其是要把握好每一個物探方法的優(yōu)勢和特點,明確不足和問題,并圍繞多金屬勘查實際情況,做好綜合數(shù)據(jù)分析,同時要突出物探技術(shù)手段的優(yōu)勢互補,對特殊型多金屬礦產(chǎn)勘查,應(yīng)該進一步強化超前摸底,用最有針對性的綜合方法,實現(xiàn)礦產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的資源屬性測定和勘查。
多金屬礦產(chǎn)有別于單一性區(qū)域金屬礦,主要特點是原礦的化學(xué)成分較多,而且較為復(fù)雜,尤其是在區(qū)域分布上有所交替,同時在地質(zhì)結(jié)構(gòu)賦存上,有的疊加,有的交叉等等,需要我們應(yīng)用多種物探方式去勘查分析。二是金屬礦石的特點不同。物探的方法是基于地質(zhì)狀況和礦產(chǎn)的自身特質(zhì)來進行分析、勘測和判斷,主要體現(xiàn)在多金屬礦產(chǎn)區(qū)域礦石類型比較復(fù)雜,同時結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜。三是多金屬礦產(chǎn)需要綜合利用物探技術(shù)來實現(xiàn)精準科學(xué)。從一定程度上來講,天然產(chǎn)出的非金屬礦程度不同地含有其他礦物雜質(zhì)或共伴生礦物,必須通過綜合物探技術(shù)來實現(xiàn)[2]。
地質(zhì)勘查工作復(fù)雜多變,而且多金屬礦產(chǎn)分布不均,針對勘查區(qū)域不同地質(zhì)條件和環(huán)境,我們應(yīng)該有針對性地利用多種物探技術(shù),尤其是要切合實際、講求科學(xué),把握好多金屬礦產(chǎn)的物理特性。同時,總結(jié)以往多金屬礦產(chǎn)勘查經(jīng)驗,我們也可以看到復(fù)雜地質(zhì)條件下的多金屬礦產(chǎn)勘查分析,必須進行綜合勘測分析,一方面要針對礦產(chǎn)屬性,做好礦產(chǎn)類別的綜合判斷[3]。另一方面就是要根據(jù)周圍各種元素和物理特質(zhì)判斷區(qū)域內(nèi)有哪些礦藏。在此基礎(chǔ)上,要把握好現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)劣勢,綜合利用優(yōu)勢和各自特點,最終目的是實現(xiàn)多金屬元素和類別的科學(xué)準確鑒別。筆者結(jié)合綜合物探利用,主要有以下物探應(yīng)用。
(1)磁法技術(shù)應(yīng)用。磁法應(yīng)用主要基于多數(shù)金屬礦的特征和物理性質(zhì),一般情況下多金屬礦產(chǎn)與地下巖漿活動頻率與巖漿巖的分布有關(guān)聯(lián),或者說在一定程度上與超基性巖石及相關(guān)超基特征有關(guān)系,同時也受矽卡巖和它自身相關(guān)接觸的物理性質(zhì)有連帶[4]。從總體研究和技術(shù)應(yīng)用看,磁法技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)是根據(jù)區(qū)域內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)、礦床的分布和礦產(chǎn)構(gòu)造有直接關(guān)系,它的主要作用是利用高精度的磁性作用進行探測和判斷,是綜合物探的基礎(chǔ)技術(shù)和方法。
(2)重法勘探技術(shù)應(yīng)用。利用重力進行勘探的理論依據(jù)是探尋礦產(chǎn)的分布密度,尤其是通過物探可以勘查分析超基性巖石和高密度巖石之外的礦產(chǎn)資源,同時通過綜合物探手段和其他技術(shù)應(yīng)用,進一步判斷分析巖層、斷層和基礎(chǔ)巖石的分布。具體來講,我們在日常多金屬礦產(chǎn)勘查中,對地下物質(zhì)分布的密度并不是很清楚,在地下巖層錯綜分布的同時,還有地下水、金屬礦產(chǎn)、洞穴分布在內(nèi)。同時,我們在巖石密度差異性分布上,可以利用綜合物探的方式來進行多金屬礦儲量的判斷,主要方法是首先要設(shè)置測線,并以捕捉測量分析巖石重力,來分析礦產(chǎn)的類別,從而為礦產(chǎn)勘查提供屬性的依據(jù)。
(3)電法探測技術(shù)應(yīng)用。電法勘查的基礎(chǔ)是利用電的屬性,對地質(zhì)巖層結(jié)構(gòu)進行物理探測,尤其是可以對立體重建和地質(zhì)斷面進行初步判斷。從目前的技術(shù)應(yīng)用來看,電法在綜合物探中的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在:一是能夠用于對巷道周圍巖石破壞性的動態(tài)探測研究,特別是對地下巖層水流和滲透和突水情況進行分析,對地質(zhì)異常以及地下含水層情況進行統(tǒng)籌測量,同時對金屬礦產(chǎn)可以進行物探判斷。為了判斷多金屬礦產(chǎn)分布情況,目前技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的是三維電磁探測技術(shù),其原理是利用人工和天然性質(zhì)的磁場進行傳播特性的判斷。近年來,根據(jù)物探機理,我們能夠根據(jù)您電磁儀器設(shè)備,做好超深度精確勘探分析,其特點是勘查面積大,可以實現(xiàn)多源測點發(fā)射,并實現(xiàn)多方位、多維度成像,為多金屬探測判斷提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(4)水文地質(zhì)物探。此種方法多應(yīng)用于礦產(chǎn)屬性的探測,主要優(yōu)勢是能夠勘探到巖層裂細和空洞的物理信息,同時根據(jù)水文的綜合數(shù)據(jù),判斷分析富水帶和含水層,而其他物探方法只能做到間接判斷水文,這項技術(shù)有效地彌補了綜合物探對水文分布的探測缺口,也是最普遍應(yīng)用的技術(shù)。
(5)地震勘探技術(shù)。地震勘查是金屬礦地震的發(fā)展方向,主要是利用人工震源激發(fā)彈性波間接地通過高精度的地震勘查儀器設(shè)備探明地層情況、地質(zhì)構(gòu)造分布的賦存形態(tài)特征以及主要目的層的埋深。
從目前來看,我們可以將各種物探方法進行綜合利用,主要是基于多金屬礦產(chǎn)勘查的難易程度,一方面單一物探技術(shù)難以對多金屬礦產(chǎn)進行精準探索和勘查,另一方面由于目前技術(shù)設(shè)備更新較快,在具體勘查工作中,還需要不斷更新觀念,強化技術(shù)革新和進步,尤其是隨著我們科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,物探綜合利用也隨之有了不斷創(chuàng)新,主要體現(xiàn)在:
針對綜合區(qū)域性掌控不全面的實際,近年來我們將遙感技術(shù)與磁法等物探技術(shù)相結(jié)合,主要采用電磁成像系統(tǒng)對遙感及航空磁法測量的重點區(qū)域進行精確勘查,能夠準確識別出蝕變破碎帶等低電阻率電性體的規(guī)模和位置,特別是利用磁性以及電阻率不容易區(qū)分判斷的地質(zhì)體,同時根據(jù)勘探區(qū)域密度差異性,在電磁判斷的基礎(chǔ)上,全面進行綜合物探分析。
厚覆蓋層下有色金屬礦多種物探方法耦合定位技術(shù)適用于覆蓋層下金屬礦產(chǎn)勘查,主要是為有色金屬多種物探方法耦合精準定位技術(shù),該技術(shù)的應(yīng)用,首先可以解決目前已知礦區(qū)及外圍找礦問題,同時能夠解決勘查選區(qū)、定位、定靶等覆蓋區(qū)全過程找礦產(chǎn)的問題,此外,還能夠解決厚覆蓋區(qū)無磁性銅金鉛鋅等金屬礦探測技術(shù)難題[5]。
電磁法雖然探測深度大,但其分辨率有限,而其他方法雖然對金屬礦有較好的探測能力,但主要是針對淺層金屬資源?;诖朔N現(xiàn)狀,在鉛、鋅、銀等礦產(chǎn)區(qū)域,利用多通道瞬變電磁系統(tǒng)進行綜合物探,主要是用大功率電法勘探儀在金屬礦區(qū)進行了多通道瞬變電磁法勘探,最終目的是可以有效地壓制非相干噪聲,實現(xiàn)大偏移距的勘探,從而提高勘探深度。
以上是筆者結(jié)合當前多金屬礦產(chǎn)綜合物探技術(shù)利用進行了初步研究,目的是通過分析,希望能夠給讀者提供借鑒和交流,以更好地推動多金屬礦產(chǎn)勘查技術(shù)研究。