地質(zhì)勘查在地質(zhì)找礦中的方法探究

陳坡 劉銳 楊柱 周海 李城茂 周安樂

摘要：為緩解能源危機(jī)，在提高能源利用率的同時(shí)，更應(yīng)積極開發(fā)新礦區(qū)，獲取更多能源，找礦工作的作用更為突顯。我國國土面積較廣，各種能源儲(chǔ)存量豐富，但多處于未開發(fā)或未探明狀態(tài)，且地形地勢(shì)變化很大，找礦工作有很大難度。為使找礦效率及質(zhì)量有所保障，應(yīng)采用科學(xué)的方法，引進(jìn)各種新技術(shù)，本文主要對(duì)地質(zhì)勘探方法及找礦理論進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)勘查；找礦理論；成礦條件

一、地質(zhì)普查找礦及成礦理論

1.1地質(zhì)普查找礦條件。礦床的分布受地質(zhì)因素的限制，像圍巖、侵入巖、沉積巖、火山巖等巖層組成結(jié)構(gòu)的差異和變質(zhì)風(fēng)化作用、地層構(gòu)造以及地貌特征都是影響礦床分布的重要因素。在地質(zhì)普查和礦床地質(zhì)勘探的過程中，首先要明確這些地理上的條件。

侵入巖條具有的成礦條件和礦物的專屬性，巖性不同的巖體蘊(yùn)藏的礦產(chǎn)也不同。巖層的侵入體在空間、時(shí)代、巖相劃分、巖體的形態(tài)和深度、剝蝕深度等方面在較大的差異，關(guān)系到礦產(chǎn)類型、分布的形成。①圍巖巖性比如物質(zhì)成分、物理和化學(xué)性質(zhì)以及產(chǎn)出特征，通過探查可以確定礦化存在位置，有利于內(nèi)生礦床和其他礦床的容礦和覆礦圍巖的探尋。②地層和沉積巖的蘊(yùn)藏層狀礦床，出于沉積巖相和古地理環(huán)境的兩個(gè)影響因素，地層和沉積巖可以作為確定找礦遠(yuǎn)景和成礦產(chǎn)出部位的地質(zhì)上的依據(jù)。③火山巖的層位、巖性、化學(xué)特征、構(gòu)造、噴發(fā)和沉積、噴出巖相等控制礦產(chǎn)的形成和分布。④明確成礦構(gòu)造特性特別是構(gòu)造等級(jí)和體系的控礦作用，要注意各種巖層構(gòu)造與導(dǎo)礦、散礦、容礦等的成礦的空間關(guān)系，以及各種巖層構(gòu)造與成礦在時(shí)間上的關(guān)系等因素，以指導(dǎo)礦物的尋找。⑤巖層的變質(zhì)作用類型、變質(zhì)巖性、變質(zhì)帶和變質(zhì)相系是變質(zhì)礦床的形成原因，通過辨別變質(zhì)巖層的特征可以探索變質(zhì)礦床和與變質(zhì)巖系相關(guān)聯(lián)的礦床。⑥根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造和巖層結(jié)果的特點(diǎn)，巖層風(fēng)化剝蝕形成風(fēng)化礦床，風(fēng)化礦床蘊(yùn)藏著的是砂礦，礦床氧化露頭與風(fēng)化程度、地貌特征相關(guān)，層風(fēng)化剝蝕程度和相關(guān)的地貌特征是尋找砂礦和風(fēng)化礦床的標(biāo)志。⑦地質(zhì)構(gòu)造同樣控制礦產(chǎn)的形成和分布，特別影響內(nèi)生礦床的礦產(chǎn)形成。

1.2成礦理論。礦產(chǎn)資源開發(fā)利用歷史已久，隨著技術(shù)的進(jìn)步，勘探技術(shù)、開采工藝不斷更新完善，相關(guān)理論日臻成熟，同時(shí)推動(dòng)了成礦理論研究的進(jìn)步。隨著礦產(chǎn)資源的日趨減少，地質(zhì)找礦的作用日益突出，國家加大了在此方面的投資，為地質(zhì)找礦理論的研究提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，間接地促進(jìn)了深部（550m以下）找礦。

（1）礦床成礦系列理論

該理論的主要內(nèi)容是，在特定的地質(zhì)時(shí)期內(nèi)，地質(zhì)成礦與地質(zhì)構(gòu)造密切相連。一般而言，不同地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，形成的礦種也不同，而類型不同又存在成礦關(guān)系的礦床之間可進(jìn)行自然有機(jī)組合。關(guān)于礦床成礦系列的劃分，依次為成礦系列、成礦系列類型、成礦亞系列以及成礦系列組合。將該理論應(yīng)用于實(shí)際地質(zhì)勘探，能夠?qū)ぷ魅藛T加以引導(dǎo)，為其找礦工作提供必要依據(jù)，從而提高勘探效率。

（2）深部流體作用的成礦理論

近些年來，地殼流體在地質(zhì)研究中很受重視，伴隨著研究的深入，許多重大發(fā)現(xiàn)逐漸被人們所知，形成了深部流體成礦理論。該理論的主要內(nèi)容是，礦藏或礦種的形成、發(fā)展受地殼流體影響較大，二者之間有著千絲萬縷的聯(lián)系。地殼研究結(jié)果表明，地殼深處時(shí)刻都有各種流體運(yùn)動(dòng)，程度劇烈，多數(shù)礦產(chǎn)資源都是在此背景下形成，已被證明的資源包括金、銀、銅、鋅等，都是在流體運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的，構(gòu)成了地質(zhì)勘探的基本理論依據(jù)。

二、礦床地質(zhì)勘探方法

2.1化學(xué)找礦法。對(duì)于那些不適合運(yùn)用物理法找礦的區(qū)域而言，化學(xué)找礦法主要針對(duì)的目標(biāo)礦物是如金礦、鐵礦等具有明顯化學(xué)性質(zhì)的礦床，充分運(yùn)用其化學(xué)特點(diǎn)來進(jìn)行勘探，從而顯著提升找礦勘探效率。一般來說化學(xué)找礦法的優(yōu)勢(shì)在于能將現(xiàn)有的地球化學(xué)特征與礦床特征相結(jié)合，根據(jù)化學(xué)知識(shí)，將制作出來的目標(biāo)區(qū)域礦物分布圖表模型呈現(xiàn)出明顯的化學(xué)特點(diǎn)，突出顯示不同礦物的不同元素分布，使得找礦工作更加直觀簡(jiǎn)單。

2.2物理找礦法。對(duì)于那些在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)現(xiàn)象呈現(xiàn)出整體相關(guān)性的物體特點(diǎn)，對(duì)其通過物理找礦法，將這一區(qū)域的物理特性以圖標(biāo)方式呈現(xiàn)出來，能較為真實(shí)地反映這一區(qū)域的物理狀況，然后通過這一區(qū)域的物理特征與地球物理模型相對(duì)比，分析其差異性，有效檢測(cè)出這一區(qū)域的礦物分布與非礦物分布情況，整體估算出該區(qū)域的礦藏量，提高找礦工作效率。

2.3計(jì)算機(jī)找礦法。這主要是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)勘探的系統(tǒng)集成，采用這一系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)操作勘探，這一勘探方法的主要理論依據(jù)是系統(tǒng)論，即將勘探工程作為一個(gè)規(guī)模較大，子系統(tǒng)較多的大系統(tǒng)，以大系統(tǒng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各個(gè)子系統(tǒng)間的相互合作，對(duì)勘探工作的流程環(huán)節(jié)進(jìn)行計(jì)算機(jī)編碼，對(duì)目標(biāo)區(qū)域?qū)嵭锌碧焦ぷ鳎⒃谄淇碧竭^程中結(jié)合各種找礦技術(shù)的差異性，分別針對(duì)不同礦床的特點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行信息采集工作。

2.4信息找礦法。通過以前獲取到的信息，與目標(biāo)礦床之間進(jìn)行比對(duì)，并形成表格形式，在地質(zhì)、物理、化學(xué)等方面綜合考慮，對(duì)于資料豐富的礦區(qū)能夠帶來較大幫助，在一定程度上改進(jìn)了我國找礦工作的技術(shù)方法，是一種較為合理、值得大力發(fā)展的找礦方法。

2.5礦床的定位。地質(zhì)普查找礦的目的是為了地質(zhì)勘探礦床的特性，以便做好礦物開采和生產(chǎn)加工的準(zhǔn)備。那么，明確礦床種類和具體定位是格外重要的，要根據(jù)礦體碎屑分散的位置、特征和受到的地質(zhì)作用或者外力破壞來確定。礦體碎屑一般由于外力的推動(dòng)，極易向地勢(shì)低的山地低谷、河谷等地方分散地轉(zhuǎn)移。

三、地質(zhì)勘查實(shí)例分析

某礦區(qū)地在以往大量的地質(zhì)勘查工作基礎(chǔ)上，僅對(duì)淺部礦體予以驗(yàn)證，但是深部礦體的勘查資料很少。現(xiàn)將該區(qū)的地質(zhì)特征介紹如下：

3.1地層。地層自西向東自老而新呈走向NE、傾向SE、傾角70～300的單斜狀展布。探礦工程揭露地層自老而新為奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）、石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）、上統(tǒng)太原組（C3t）、二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）。地表零星出露有二疊系下統(tǒng)下石盒子組（Plx）、二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）、石千峰組（P2sh）；三疊系下統(tǒng)劉家溝組（T11）、和尚溝組（Tlh）；第三系及第四系松散層廣泛出露。

圖1礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)巖層構(gòu)造圖 圖2礦區(qū)A-A′剖面圖

Ax斜長(zhǎng)角閃巖γ5花崗巖F1斷裂DL大理巖Ⅱ礦體號(hào)75°產(chǎn)狀 1斜長(zhǎng)角閃巖2大理巖3花崗巖4礦體

3.2構(gòu)造。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，其中尤以高角度正斷層較為發(fā)育，這類構(gòu)造主要為北東向，并有多次繼承和發(fā)展，在構(gòu)造復(fù)合位置，是巖漿巖入侵的良好通道。

3.3巖漿巖。區(qū)域內(nèi)中生代燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，分布廣泛，巖性以中性巖為主。根據(jù)已有地質(zhì)勘查資料，巖漿巖侵入部位自古生界中奧陶統(tǒng)（O2）至中生界三疊系（T）地層，產(chǎn)狀呈多分枝的巖床狀，形態(tài)復(fù)雜。巖漿巖是本區(qū)磁鐵礦成礦母巖。

3.4礦床地質(zhì)特征。礦區(qū)由Ⅰ、Ⅱ號(hào)兩個(gè)主礦體及小礦體組成。Ⅰ號(hào)礦體：分布在礦區(qū)的西北部，礦體呈脈狀，受NW向斷裂（F2）控制。礦體走向NW45°，傾向NE，傾角60°～87°。礦體長(zhǎng)226m，厚3.00～9.50m，最大延深190m。II號(hào)礦體：分布在礦區(qū)中部，礦體呈脈狀、透鏡狀，受EW向斷裂（F1）及NW向斷裂（F2）控制。礦體走向NE70°，傾向NW，傾角45°～88°，在礦區(qū)東部構(gòu)造復(fù)合部位形成厚大礦體。礦體長(zhǎng)390m，厚5～163m，最大延深138m。詳見圖2。

3.5成礦條件分析。根據(jù)以上地質(zhì)資料分析，本區(qū)具備邯邢式鐵礦的基本成礦地質(zhì)條件。礦區(qū)內(nèi)淺部雖是煤系地層，其下則是奧陶系地層，北東向斷層構(gòu)造控制了巖漿巖的入侵及礦田的分布，經(jīng)鉆探驗(yàn)證，本區(qū)在深部揭露閃長(zhǎng)巖，同時(shí)也見到了接觸帶和磁鐵礦。綜上所述，本區(qū)具備接觸交代條件，奧陶系中統(tǒng)含膏角礫巖地層為巖漿的侵入提供了空間，對(duì)其接觸交代起了催化作用，故而在該地層中有可能形成多層厚大礦體。

3.6勘查結(jié)果。根據(jù)地磁異常分析，有可能為一大的巖體引起，但是結(jié)合過去施工的鉆探資料分析，該異常可能由一深部礦體引起，推測(cè)這個(gè)礦體埋深比較大，并且規(guī)模也較大。到底是礦體異常還是巖體異常。經(jīng)過專家們的反復(fù)論證，也難以確定異常性質(zhì)，不好下結(jié)論，因?yàn)槌藴\部鉆探資料和磁異常外，沒有其它資料可以利用，最終決定驗(yàn)證一個(gè)鉆孔。實(shí)際鉆探成果反映也有1m左右的鐵礦。為此判定該磁異常為一巖體異常。

四、結(jié)束語

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源日益增長(zhǎng)的供給和需求之間的矛盾更加突出，因此，地質(zhì)找礦工作的重要性得到了提高。在地質(zhì)找礦工作中，地質(zhì)勘探是一個(gè)重要的勘探技術(shù)，它的技術(shù)高低將直接影響地質(zhì)勘探工作的效率。因此，必須在地質(zhì)勘探工作的地質(zhì)勘探應(yīng)用情況進(jìn)行分析和研究，從而更好的提高地質(zhì)勘探工作的效率。

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