盧統(tǒng)慶
(廣東省有色金屬地質(zhì)局九四〇隊(duì),廣東 清遠(yuǎn) 511520)
金屬礦產(chǎn)是我國需求量十分巨大的一個(gè)礦產(chǎn)種類,在我國,金屬礦產(chǎn)大部分需求都來自進(jìn)口渠道。目前,隨著礦業(yè)技術(shù)的進(jìn)步,我國在汲取世界礦業(yè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),也在大力發(fā)展自己的金屬礦業(yè)技術(shù)。如今,我國地質(zhì)找礦技術(shù)已經(jīng)取得了極大的進(jìn)步,以解決地質(zhì)工作難度越來越大的需求。地球化學(xué)方法作為一種重要的礦產(chǎn)勘查方法,是一種重要的找礦信息獲取手段,在地質(zhì)工作中尋找盲礦、隱礦物礦以及覆蓋區(qū)和一些找礦新區(qū)等幾個(gè)方面具有重要作用。
地球化學(xué)找礦技術(shù)的理論基礎(chǔ)是地質(zhì)學(xué)和地球化學(xué)理論,在運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)手段技術(shù)的前提下,該技術(shù)是一種對自然中的巖石、水、氣等天然物質(zhì)進(jìn)行采樣分析,并通過特定程序分析數(shù)據(jù),揭示原生地化異常等現(xiàn)象,尋找埋藏在一定深度的地礦中盲礦和第四紀(jì)覆蓋層下面的隱伏礦體。目前,該方法多用于尋找礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療等行業(yè)的礦體和礦藏尋找,尤其對于盲礦體和隱伏礦體的尋找十分有效。地球化學(xué)找礦技術(shù)方法的特點(diǎn)是采礦設(shè)備簡便易攜帶,樣品采集速度較快[1]。但是,隨著樣品計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的逐步應(yīng)用,地球化學(xué)方法也逐步開始發(fā)展為一種多、快、好、省的找礦方法,使得該技術(shù)能夠在地質(zhì)工作薄弱的地方能夠順利開展地質(zhì)工作。然而,地球化學(xué)方法也會(huì)因自然條件的影響存在一定的技術(shù)局限性,因此,并不是任何地區(qū)、地質(zhì)條件都能應(yīng)用該方法進(jìn)行金屬礦產(chǎn)的勘查,該方法適用的最適環(huán)境是地勢平緩的溫帶氣候地區(qū)。同時(shí),該方法也會(huì)受到分析設(shè)備、儀器的精確度和靈敏度的限制,因此該技術(shù)并不能勘探到所有的金屬礦種,相信在分析測試技術(shù)的不斷進(jìn)步下,這種局限性將會(huì)得到相應(yīng)的改善。
(1)采樣方法。樣品分布主要包括不規(guī)則測網(wǎng)、規(guī)則測網(wǎng)和系統(tǒng)剖面三種形式,規(guī)則測網(wǎng)指的是按照一定的測量線和測量點(diǎn)進(jìn)行取樣的方法,相對而言,不規(guī)則測網(wǎng)是指取樣方法沒有相應(yīng)的測量線和測量點(diǎn)。系統(tǒng)剖面指的是剖面間距沒有嚴(yán)格要求情況下,在一定測區(qū)采集樣品的方法。為保證采樣地點(diǎn)的精確性,以及研究元素在地質(zhì)中的實(shí)際含量,采樣方法需要同時(shí)考慮到采樣的自然條件,例如氣候條件、植被環(huán)境、地形地貌等等,這些條件的變化,都會(huì)對元素的沉積和種類起到很大影響,在使用地球化學(xué)方法進(jìn)行采樣時(shí),一定要充分考慮到自然條件的影響,勘查清楚自然條件之后,再確定采樣地點(diǎn)和采樣方法。
(2)樣品采集標(biāo)準(zhǔn)。地球化學(xué)找礦的土壤樣品要注意具有代表性和有效性,以保證土壤中的金屬分布是真實(shí)情況,能夠反映出土壤礦組成分的含量及變化。因此,土壤樣品的采集間距不需要太大,采樣點(diǎn)的間距一般為2m~5m,土壤樣品的重量不能太少,采樣區(qū)域應(yīng)該死富集層位和富集粒度,以保證樣品的有效性。其中,砂質(zhì)土、細(xì)砂土、粉砂土、粘土的富集粒度為0.1mm~0.5mm;粗砂土的富集粒度為1mm~3mm。巖石樣品的采集會(huì)受到成礦作用的影響,因此盡可能要采集到新鮮的巖石,也可以采集斷層泥或者裂隙填充物作為新鮮的樣品,并且采集的樣品要盡可能避開具有礦化影響的巖石。一般情況下,巖石樣品重量為150g~200g,斷層泥和裂隙充填物的重量為20g以上。如果是在地表和坑道采樣,需要在找礦區(qū)域的采樣點(diǎn)附近,一般將5~7個(gè)小塊巖石作為一個(gè)樣品,采樣點(diǎn)間距2m~5m。并且,為了方便后期對地球化學(xué)方法的評價(jià)解釋,樣品的取樣應(yīng)當(dāng)精確記錄時(shí)間、地點(diǎn)、地質(zhì)情況、組成樣品、風(fēng)化程度等。
(3)樣品加工。為了使樣品的粉碎程度、物質(zhì)組成能夠符合后期的評價(jià)分析要求,需要對采樣樣品進(jìn)行重新加工。樣品加工的第一步一般是對樣品進(jìn)行干燥、分選并以不同顆粒大小研磨。干燥的方法有日曬、物理烘干、自然風(fēng)干,篩選到最佳粒度,風(fēng)成物多因?yàn)轱L(fēng)搬運(yùn)而來,細(xì)粒物質(zhì)的粒度保持在40~120網(wǎng)目(0.3mm~0.1mm),是比較清晰的。過篩之后的樣品再分類裝入樣品包裝袋中,過程中一定要細(xì)致,避免出現(xiàn)樣品污染、錯(cuò)裝、混裝,否則后期的測量分析會(huì)出現(xiàn)很大影響。
(4)地球化學(xué)找礦方法評價(jià)。地球化學(xué)找礦方法的前期采集和樣品加工是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),為保證在這樣復(fù)雜的系統(tǒng)中有一個(gè)統(tǒng)一的分析標(biāo)準(zhǔn),后期需要對樣品進(jìn)行誤差校對,找到對找礦異常的解釋和評價(jià)依據(jù)。評價(jià)中需要充分考慮地質(zhì)環(huán)境、地球化學(xué)特征等因素。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要注重規(guī)模、面積、強(qiáng)度、元素分帶性等。在對地球化學(xué)方法進(jìn)行評價(jià)之前,要現(xiàn)場對找礦區(qū)域勘查,了解找礦異常的元素組合特征和地質(zhì)構(gòu)造特征。
(5)地球化學(xué)異常找礦模型建立。在成礦規(guī)模研究的基礎(chǔ)上,還需要建立異常找礦模型,在綜合分析礦體的地質(zhì)、遙感等資料成果之后,只有從中選出有效、具有單解性認(rèn)識的找礦標(biāo)志,才能最終確定找礦方法的最佳組合。找礦模型建立過程中,首先要總結(jié)地質(zhì)特征是融為一體的,模型需要突出礦體的區(qū)域位置優(yōu)勢,并能夠指示元素特征與地質(zhì)環(huán)境之間具有關(guān)聯(lián)性,以達(dá)到指導(dǎo)同類礦區(qū)地質(zhì)勘察工作的目的。
地球化學(xué)找礦方法的過程包括發(fā)現(xiàn)異常、解釋評價(jià)異常兩個(gè)環(huán)節(jié),異常通常會(huì)存在各種不同屬性的地質(zhì)當(dāng)中,根據(jù)調(diào)查地質(zhì)情況的不同,地球化學(xué)找礦方法可以分為六大類,分別是巖石地球化學(xué)找礦、土壤地球化學(xué)找礦、水系沉積物地球化學(xué)找礦、水地球化學(xué)找礦、氣體地球化學(xué)找礦、生物地球化學(xué)找礦。不同的地球化學(xué)找礦方法的適用條件不同,例如,水系沉積物方法對于大范圍內(nèi)找礦靶區(qū)的圈定十分有利,巖石地球化學(xué)方法通過使用滲透遷移和擴(kuò)散遷移兩種方式,在自然條件的應(yīng)用下,主要以找尋多種礦床為主,在異常礦區(qū)的查詢應(yīng)用十分廣泛。下面,我們以三個(gè)區(qū)域的找礦靶區(qū)應(yīng)用為例,并以水系沉積物地球化學(xué)找礦方法為主要參照方法,分析該方法在金屬礦產(chǎn)勘查中的實(shí)踐和應(yīng)用。
(1)錯(cuò)那找礦靶區(qū)中的應(yīng)用。該找礦靶區(qū)的地理位置為西藏八宿縣錯(cuò)那礦區(qū)部位,面積大約為24平方千米。阿堵拉組(T3a)、奪蓋拉組(T3d)是構(gòu)成出露底層的主要地質(zhì)層,以斷裂構(gòu)造為主。其中,錯(cuò)那找礦靶區(qū)的主要成礦元素包括Pb、Zn和Ag,并且還伴有Cu和Sb等其它元素(表1)。Pb、Zn和Ag元素的異常分布呈現(xiàn)出北西向帶狀,元素形態(tài)類似。錯(cuò)那找礦靶區(qū)的地質(zhì)條件是比較有利的,所以元素的異常形態(tài)良好,異常區(qū)域的峰值比較高、規(guī)模較大。錯(cuò)那找礦靶區(qū)在尋找Pb、Zn和Ag這三類金屬元素的區(qū)域中,是比較重要的區(qū)域。
(2)學(xué)對找礦靶區(qū)中的應(yīng)用。該找礦靶區(qū)的地理位置在察雅縣吉塘鎮(zhèn)學(xué)對村,面積大約為68平方千米。阿堵拉組(T3a)構(gòu)成出露底層的主要地質(zhì)層,同錯(cuò)那找礦靶區(qū)一樣,以斷裂構(gòu)造為主。其中,該區(qū)域的成礦元素主要以Pb、Zn為主,并且還伴有Ag、Sb等其它元素(表2),并且在學(xué)對找礦靶區(qū)內(nèi),已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)了1條規(guī)模較小的Pb-Zn礦脈,因此該礦區(qū)是尋找Pb、Zn金屬元素的主要區(qū)域。
表2 學(xué)對Pb-Zn找礦靶區(qū)異常參數(shù)統(tǒng)計(jì)
(3)亞許找礦靶區(qū)中的應(yīng)用。該找礦靶區(qū)的地理位置是察雅縣吉塘鎮(zhèn)亞許村,面積大約為35平方千米,為前泥盆系吉塘群(AnDjt)是主要的出露地層,成礦元素包括Cu、Pb、Zn、Ag這4種主要元素(表3),找礦靶區(qū)的異常有一定的異常規(guī)模和較高的峰值,但是,礦區(qū)的成礦條件并不理想,然而由于該礦區(qū)處于Cu、Ag礦脈區(qū)域,因此亞許找礦靶區(qū)內(nèi)的綜合異常范圍和蝕變范圍能夠較好吻合,在尋找Cu、Pb、Zn、Ag這4類元素的過程中具有很好的指導(dǎo)作用。
表3 亞許Cu-Pb-Zn-Ag找礦靶區(qū)異常參數(shù)統(tǒng)計(jì)
綜上,在國家對礦業(yè)技術(shù)不斷支持與推進(jìn)的情況下,地球化學(xué)找礦方法正在靈活、有效的得到運(yùn)用,當(dāng)然該方法必須結(jié)合其他學(xué)科的內(nèi)容,在大量實(shí)際成果資料基礎(chǔ)上,不斷完善和建立行之有效的地球化學(xué)異常找礦模式,特別是在尋找盲礦、隱伏礦、隱礦物礦(如微細(xì)浸染型金礦)和覆蓋區(qū)和一些找礦新區(qū)這幾個(gè)方面,其難度是非常之大的,所以人們開始慢慢習(xí)慣地球化學(xué)找礦方法,而這種方法的優(yōu)勢是其它找礦方法所不可比擬的。因此,地球化學(xué)找礦方法在未來的金屬礦產(chǎn)勘查中是一種不可缺少的重要方法。在找礦難度不斷提高的情況下,地球化學(xué)找礦方法目前已經(jīng)發(fā)揮到了最大效果,在確保保護(hù)環(huán)境的條件下,地球化學(xué)找礦方法對人類可持續(xù)發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。