胡玉平，張廣純，高珍權(quán)，趙英楠，張巨偉，張平，李偉，劉牧星

（1.有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心，北京 100012；2.國(guó)城礦業(yè)股份有限公司，北京 100070）

0 前言

在地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)工作中，物探專家希望像地質(zhì)專家建立的放之世界皆準(zhǔn)的“成礦模式或找礦模型”一樣，建立一個(gè)基于“地球物理勘探技術(shù)”的具有“高度綜合、抽象概括”的“找礦模型”用來(lái)找礦預(yù)測(cè)。但由于地球物理數(shù)據(jù)的多解性等特點(diǎn)，地球物理找礦標(biāo)志只能作為一種地質(zhì)找礦的間接標(biāo)志（王鐘等，1996），在地質(zhì)人員的眼中，無(wú)非是幾種物性的高中低搭配組合，相比地球化學(xué)標(biāo)志，在指導(dǎo)找礦方面給予的重視程度不夠，盡管如此，地球物理勘探仍然是地質(zhì)找礦中不可或缺的勘查技術(shù)手段。由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，作為只提供間接找礦標(biāo)志的地球物理勘探技術(shù)，在建立“地質(zhì)-地球物理-地球化學(xué)找礦模型”中只能起到輔助作用。

由于缺少直接的找礦標(biāo)志，可利用的礦化信息少，隱伏礦（體）找礦預(yù)測(cè)具有探索性強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)（王慶乙和胡玉平，2004）。地球物理勘探技術(shù)具有大而可控制的探測(cè)深度，可以通過(guò)天空、地面、地下（鉆孔或坑道）進(jìn)行三維探測(cè)，以快速地獲取勘查區(qū)地下各類地質(zhì)體的物探信息，為找礦預(yù)測(cè)提供其它勘探技術(shù)難以獲得的深部找礦信息。因此，應(yīng)利用地球物理勘探技術(shù)，先給勘查區(qū)做個(gè)“CT”（徐飛等，2016），在構(gòu)建“三維地質(zhì)體模型”的基礎(chǔ)上，建立綜合地學(xué)信息的三維找礦模型，為找礦預(yù)測(cè)提供信息。

1 綜合地學(xué)信息三維找礦模型的主要內(nèi)容

與前人提出的“高度綜合、抽象概括”的“綜合地學(xué)信息找礦模型”（徐飛等，2016）不同，綜合地學(xué)信息三維找礦模型是基于地球物理勘查技術(shù)，綜合地、化等找礦信息，構(gòu)建勘查區(qū)“具體的、疊加綜合找礦信息（實(shí)體模型+綜合信息疊加+找礦標(biāo)志）的三維地質(zhì)模型”，具有全局觀、真實(shí)性、形象化等特點(diǎn)。

綜合地學(xué)信息三維找礦模型包含以下三個(gè)層面的內(nèi)容。

1.1 “CT”勘查區(qū)

以綜合地球物理勘查技術(shù)為主，通過(guò)野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、三維反演等方法，獲取地下地質(zhì)體三維物性分布特征；結(jié)合地質(zhì)、化探、遙感和鉆探等資料，構(gòu)建地下三維地質(zhì)體；為研究“成礦地質(zhì)體”（葉天竺，2013）的空間分布特征提供信息。

1.2 綜合地學(xué)信息找礦標(biāo)志

地質(zhì)異常是在物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造或成因序次上與周圍環(huán)境具有顯著差異的地質(zhì)體組合（趙鵬大等，1999），地質(zhì)異常與物化探異常之間存在著耦合和套合的空間關(guān)系，地質(zhì)標(biāo)志、物探標(biāo)志和化探標(biāo)志是產(chǎn)生地質(zhì)異常的與成礦有關(guān)的各種因素的集合，物探標(biāo)志是指關(guān)于地質(zhì)體的物性的辯識(shí)特征。它是立體填圖工作中劃分各種地質(zhì)體的主要參數(shù)之一，是構(gòu)建成礦地質(zhì)體等的重要信息，也是地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)的一個(gè)間接（或直接）找礦標(biāo)志。

1.3 信息融合、挖掘與三維建模

在出現(xiàn)三維可視化軟件之前，地質(zhì)人員表達(dá)三維地學(xué)數(shù)據(jù)所采用的方法主要是基于二維紙質(zhì)圖件的剖面圖、中段圖、縱投影圖、柵欄圖、序列剖面圖等傳統(tǒng)方法?，F(xiàn)在，地質(zhì)人員可以使用三維地質(zhì)建模軟件，構(gòu)建地下三維地質(zhì)體模型，提取各種找礦地質(zhì)信息，利用其強(qiáng)大的互交式空間數(shù)據(jù)處理和分析工具進(jìn)行數(shù)據(jù)融合與挖掘，提取各種找礦地質(zhì)信息。

2 “CT”勘查區(qū)的勘查技術(shù)

地球物理勘探（簡(jiǎn)稱物探）的種類很多，如果按研究巖（礦）石的物性特征可分為重磁勘探方法、地震勘探方法、激發(fā)極化法、電磁感應(yīng)方法等。

激發(fā)極化法是電法勘探類理論和反演軟件較為成熟的技術(shù)方法，由于提供的參數(shù)多、效果好，一直作為地質(zhì)找礦的“地球物理勘探”方法之一。目前，高精度、抗干擾的激電設(shè)備和三維反演軟件為開展三維激電勘探提供了物質(zhì)條件，三維激電勘探方法是以地-地或井（坑道）-地方式，采用三極或四極裝置采集數(shù)據(jù)，使用反演軟件獲取地下三維電性資料，結(jié)合其它物探資料，開展三維地質(zhì)體立體填圖。

從成本效應(yīng)和技術(shù)成熟度講，三維激電勘探可以作為“CT”勘查區(qū)的首選勘探技術(shù)。三維激電勘探是常規(guī)激電勘探的擴(kuò)展，其理論、工作方法手段與常規(guī)激電一樣。具有地面和地下全域空間采集數(shù)據(jù)、測(cè)線（點(diǎn)）多次覆蓋、采集信息量大、探測(cè)深度大、旁側(cè)影響小、縱向橫向分辨率高、參數(shù)多（電阻率、極化率、金屬因子、激電電阻率等）、反演結(jié)果的人為因素少等特點(diǎn)。

圖1 “CT”勘查區(qū)技術(shù)集成示意圖

3 三維地質(zhì)模型構(gòu)建準(zhǔn)則

由于成礦地質(zhì)活動(dòng)一般較為復(fù)雜，地層巖性變化較大，根據(jù)物探資料，把每個(gè)地層區(qū)分開來(lái)較為困難，因此在構(gòu)建礦區(qū)三維地質(zhì)體模型時(shí)，應(yīng)根據(jù)成礦類型、鉆孔資料和物探三維反演信息以及巖、礦石物性資料，采取簡(jiǎn)化方式劃分地質(zhì)體。大致可以分為以下幾個(gè)：

（1）圍巖

把成礦時(shí)期后與成礦作用無(wú)關(guān)的地層或巖體歸為圍巖。如果地層或巖體物性差異較大且對(duì)有找礦指示作用的，可以細(xì)分成多組地質(zhì)體。

（2）近礦圍巖

把與成礦同期、受成礦地質(zhì)作用能量輻射弱的一類地質(zhì)體歸為近礦圍巖。它具有弱（無(wú)）蝕變或礦化特征。

（3）成礦地質(zhì)體

成礦作用類型不同，成礦地質(zhì)體也不一樣，實(shí)際工作中應(yīng)根據(jù)具體的成礦作用來(lái)確定成礦地質(zhì)體。

①類礦地質(zhì)體

根據(jù)地球物理找礦標(biāo)志的特點(diǎn)，我們把與成礦地質(zhì)體有密切關(guān)聯(lián)的一類地質(zhì)體稱為類礦地質(zhì)體。類礦地質(zhì)體因成礦類型不同有所區(qū)別，需要根據(jù)特定的物性標(biāo)志來(lái)確定，如激電異?？梢宰鳛閯澐诸惖V地質(zhì)體的通用的特定的物性標(biāo)志；強(qiáng)磁性和高密度可以作為如含磁鐵礦或超基性鎳銅礦特定的物性標(biāo)志。類礦地質(zhì)體包含蝕變地質(zhì)體和礦（化）體，是物探探測(cè)的目標(biāo)物或目的物。

②控礦巖體

巖漿成礦作用包括火山噴發(fā)作用和巖漿侵入作用、巖漿期后熱液作用。從數(shù)量上講，與巖漿活動(dòng)相關(guān)的成礦類型占大多數(shù)。有些巖體可能是成礦地質(zhì)體的一部分或全部，如超基性巖體、斑巖巖體和次火山巖等。有的巖體含礦也有的不含礦。因此，應(yīng)根據(jù)礦床成因和成礦地質(zhì)作用來(lái)確定是否把巖體單獨(dú)歸為一類地質(zhì)體。

（4）基底圍巖

我們把成礦時(shí)期前與成礦作用無(wú)關(guān)的深部地層或巖體歸為基底圍巖。如果地層或巖體物性差異較大且對(duì)找礦有指示作用的，可以細(xì)分成多組地質(zhì)體。

4 綜合地學(xué)信息三維找礦建模的技術(shù)流程

綜合地學(xué)信息三維找礦建模就是在現(xiàn)代地質(zhì)找礦理論的指導(dǎo)下，在構(gòu)建勘查區(qū)地下三維地質(zhì)體的基礎(chǔ)上，充分利用地質(zhì)找礦的先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，提取與成礦作用有關(guān)的各種地質(zhì)找礦標(biāo)志，指導(dǎo)找礦。

基于三維物性填圖的綜合地學(xué)信息找礦建模包含兩方面的內(nèi)容：基于綜合地、物、化、鉆等資料，通過(guò)三維物性模型構(gòu)建的三維地質(zhì)體模型；根據(jù)勘查區(qū)成礦地質(zhì)體的地質(zhì)背景或環(huán)境的地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)特征信息，通過(guò)分析總結(jié)、歸納集成，建立綜合地學(xué)信息三維找礦模型。

主要技術(shù)流程：

（1）收集和整理工作區(qū)的地質(zhì)、物化遙資料，根據(jù)已有的工作和相關(guān)的研究成果確定工作區(qū)的成礦模式、礦床類型和成礦地質(zhì)體。

（2）通過(guò)對(duì)地球物理資料的數(shù)據(jù)處理、三維反演和解釋，分析、總結(jié)工作區(qū)物性分布特征，構(gòu)建三維物性模型。歸納總結(jié)工作區(qū)巖、礦石的物性參數(shù)特征，結(jié)合地質(zhì)等資料，通過(guò)空間數(shù)據(jù)分析、處理等手段，實(shí)現(xiàn)三維物性模型到三維地質(zhì)體的轉(zhuǎn)換。

圖2 綜合地學(xué)信息三維找礦建模流程示意圖

（3）綜合分析總結(jié)工作區(qū)地、物、化等資料和成礦控制因素，根據(jù)各種與成礦作用有關(guān)聯(lián)的信息進(jìn)行空間分析和數(shù)據(jù)融合，圈定成礦地質(zhì)體和賦礦空間，確定其規(guī)模、產(chǎn)狀和空間分布特征。

（4）歸納總結(jié)本區(qū)找礦預(yù)測(cè)的地質(zhì)標(biāo)志、物探標(biāo)志、化探標(biāo)志，建立綜合地學(xué)信息三維地質(zhì)找礦模型，圈定找礦靶區(qū)。

由于地質(zhì)找礦工作的復(fù)雜性，地質(zhì)勘查貫穿礦產(chǎn)資源開發(fā)的全過(guò)程，找礦預(yù)測(cè)是一個(gè)不斷認(rèn)識(shí)-驗(yàn)證-再認(rèn)識(shí)的實(shí)踐活動(dòng)。每個(gè)勘探區(qū)應(yīng)根據(jù)鉆孔或工程驗(yàn)證結(jié)果，總結(jié)分析三維地質(zhì)找礦模型的存在問(wèn)題，豐富和完善找礦模型的內(nèi)容，指導(dǎo)下一步的地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)工作。

5 結(jié)論

地質(zhì)找礦在本世紀(jì)初經(jīng)歷了一段“瘋狂”的時(shí)期后，現(xiàn)在基本觸底回歸常態(tài)，一些礦業(yè)公司加大了勘查力度。隱伏礦找礦一直是地質(zhì)人員面臨的課題，由于礦體埋深大、人文干擾強(qiáng)，因此，如何采用有效的技術(shù)手段在礦集區(qū)或礦山深邊部開展地質(zhì)找礦仍然是地質(zhì)勘探者是思考的問(wèn)題。近幾年，我們開展了以三維激電勘探為主的綜合信息找礦預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)工作，為礦山深邊部找礦提供了豐富、詳實(shí)、直觀的三維找礦信息，預(yù)測(cè)效果好，見(jiàn)礦率高。因此，基于三維激電勘探的綜合地學(xué)信息三維找礦模型為開展深部找礦提供了一個(gè)可行的方案，也是今后找礦工作方法應(yīng)用的趨勢(shì)。

圖3 綜合地學(xué)信息三維找礦建模成果集成示意圖

注 釋

①有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心.2010.綜合地學(xué)信息三維找礦模型研究與應(yīng)用[R].

② 有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心.2019.內(nèi)蒙古烏拉特后旗歐布拉格銅金礦區(qū)三維激電測(cè)深勘探報(bào)告[R].