集安小梨樹溝礦產(chǎn)資源勘查及找礦技術(shù)有效性分析

孫迎新

（吉林省第二地質(zhì)調(diào)查所，吉林 吉林 132013）

集安市地處吉林省東南部，西南方向與遼寧省接壤，北與通化市接壤。集安小梨樹溝是梨樹村頭道鎮(zhèn)的轄村之一，位于集安市的頭道鎮(zhèn)政府西南方向大約24 公里處。由于梨樹的數(shù)量多而聞名，故而稱之為梨樹村。屬于亞溫帶大陸性氣候，高溫多雨。目前，集安市小梨樹溝礦產(chǎn)資源勘查的相關(guān)研究資料顯示，該地的礦產(chǎn)資源研究已經(jīng)形成了較為完善的體系，但在具體的礦產(chǎn)資源勘查以及找礦技術(shù)有效性分析方面的研究還存在不足之處，有待深入探討。

1 集安小梨樹溝礦勘查

1.1 地質(zhì)測量

集安小梨樹溝的礦床，露出礦體呈多斜層狀，傾斜角度在45°～60°，第三系巖層覆蓋了礦體的大部分面積，覆蓋層厚度范圍在1.5m～3m，在特殊的局部區(qū)域可達約12m。在地表上層，利用激電中梯技術(shù)，確定化探異常范圍，引導槽探工程組織對化探異常物質(zhì)進行提取分析，驗證物質(zhì)的主要成分，劃定并且揭露異常礦體成分。根據(jù)驗證結(jié)果，利用激電測深測量礦床深度，再采用激電偶極的方法檢測出巖層形狀和礦體化探異常的深部變化狀態(tài)。在巖層深處利用鉆探的方式探測礦體的深度和范圍，并加以控制[1]。礦床地質(zhì)勘查工作主要包括槽探工程和剝土點工程，利用兩種工程進行地質(zhì)填圖工作以及相對應(yīng)的水文工程和環(huán)境地質(zhì)測量。地質(zhì)測量以吉林省的地形圖為主要依據(jù)，安排相關(guān)技術(shù)人員進行填補和繪制，同時，收集集安小梨樹溝礦產(chǎn)資源富集的歷史信息，將綜合地質(zhì)資料進行匯總和分類，結(jié)合已有的測量成果開展工作。根據(jù)集安市地形圖的地質(zhì)資料確定小梨樹溝的地層屬于哪個類型的地層，并且找出該類型地層主要形成于那些歷史時期，將穿越法和追索法兩種方法相結(jié)合，根據(jù)礦床的露出部分進行槽探和鉆探，以明確小梨樹溝的地層類型和所處時代，再結(jié)合小梨樹溝的地質(zhì)層序和空白地質(zhì)填補區(qū)域，進行GPS 定位追蹤。主要勘查手段以剖面線法為主，以槽探工程和鉆探工程揭露的礦體表層與下層的地質(zhì)分界線為分割點，對礦體內(nèi)天然露頭和人工剝土兩種不同方式的進行勘查，重點測量地質(zhì)界線和主要構(gòu)造線，以礦物的揭露部分為主，對其進行描述和填補。天然露頭含礦地層截面如下圖所示。

圖1 含礦地層截面圖

經(jīng)勘查，小梨樹溝的礦床的露頭點總數(shù)為333 個，其中天然露頭點是171 個，人工揭露點為162 個，礦體的填圖區(qū)域為10.16km2，揭露點的密度是28 點/km2，利用槽探工程和鉆探工程技術(shù)控制了小梨樹溝礦的地質(zhì)界線。

1.2 遙感勘查技術(shù)

由于小梨樹溝的地理位置特征較為復雜，因此普通的勘查技術(shù)無法滿足礦產(chǎn)資源的勘查要求。遙感技術(shù)應(yīng)用于礦體勘查已經(jīng)有成功先例，主要是根據(jù)飛機和衛(wèi)星獲取到的礦體信息，例如圖像和數(shù)據(jù)等信息，處理并分析礦物質(zhì)與電磁波能量之間的關(guān)系。遙感技術(shù)在礦體勘查工作中的主要功能是，彌補平面技術(shù)無法達到的缺陷，并利用先進科技識別礦體物質(zhì)特征。由于礦體斷層和裂隙的位置較深，普通勘查技術(shù)無法進行地質(zhì)填圖，而遙感技術(shù)的應(yīng)用將大幅度改善勘查技術(shù)的不足。遙感技術(shù)應(yīng)用到礦產(chǎn)資源勘查的主要特點如下表所示。

表1 應(yīng)用于礦產(chǎn)資源勘查的遙感技術(shù)

從礦產(chǎn)資源勘查的角度出發(fā)，衛(wèi)星裝置傳感器，實現(xiàn)了多光譜數(shù)據(jù)的應(yīng)用，是礦體勘查在一定距離外可以分辨出礦體物質(zhì)的特征。遙感技術(shù)以數(shù)字光譜形式記錄礦體圖像和數(shù)據(jù)信息，并上傳到計算機處理端口，適用于多種勘查情境，尤其適用于地市情況較為復雜的地段，完成信息提取、影像校正和清晰度增強等步驟。遙感技術(shù)中的圖像處理等功能可以通過擴大波長范圍的方式進行精確地礦體勘查。

2 集安小梨樹溝采用找礦技術(shù)有效性分析

2.1 找礦標志

經(jīng)過對集安市小梨樹溝地區(qū)礦產(chǎn)資源的勘查及對找礦技術(shù)的有效性進行分析。上古元時期的碳元素極為豐富，在地質(zhì)褶皺區(qū)的壓力作用下，受周圍溫度影響，形成礦物富集。經(jīng)過區(qū)域的變質(zhì)作用后，小梨樹溝的重力場特征總體呈現(xiàn)出北部低、南部高且中間部分凸起的特征。小梨樹溝的南部有一條局部重力高的東西走向重力帶。礦體內(nèi)的水平傾斜角度較為平緩，水平梯度變化尚不明顯[2]。重力帶以梯級形式遞增，分布形態(tài)與橫截面等深線類似，兩側(cè)端點的地殼厚度不同，變化規(guī)律相同。小梨樹溝的礦層呈多層團塊狀分布在含礦地層中，具有原生沉積礦物的穩(wěn)定特征，在一定程度上受到地質(zhì)活動的影響，層位活躍度較高。小梨樹溝的區(qū)域礦床的成礦時期從上太古時代到寒武系時代。根據(jù)石墨礦的激電特征，將集安小梨樹溝的化探異常區(qū)域劃分為高電阻區(qū)和低極化率區(qū)域，以及東西高極化率和低阻區(qū)。化探異?？煞譃锳BC 三個等級，A 類異常主要包括DHJ-2、DHJ-7和DHJ-8，標志較為明顯；B 類異常類型為DHJ-5，標志有所顯露；C 類異常為DHJ-9，標志較不明顯。小梨樹溝的中部化探異常區(qū)呈西北向展開，極化率區(qū)域與電阻基本都能對應(yīng)，總面積約為2.25km2，主要含礦地帶集中在小梨樹溝的東南方向。經(jīng)過技術(shù)鑒定后得出結(jié)果，即高電阻區(qū)和低極化率區(qū)域是集安小梨樹溝的主要石墨礦產(chǎn)區(qū)域。

在海洋環(huán)境影響下，地質(zhì)水分含量較大，保證了礦床的金屬元素來源充足。小梨樹溝礦床局部基底隆起區(qū)的重力異常，屬于上元古代的淺變質(zhì)巖相，是發(fā)現(xiàn)礦物富集的間接標志。

2.2 找礦遠景

找礦技術(shù)的有效性依托于地質(zhì)背景測量和成礦來源等方面的相關(guān)信息。小梨樹溝地區(qū)礦床的物質(zhì)呈層片狀，以穩(wěn)定結(jié)構(gòu)分布在礦體中，在礦體周圍邊緣區(qū)域的金屬元素含量幾乎不可見，而在中心地帶則含量較多。說明在該區(qū)域內(nèi)，成礦物質(zhì)的運動的擴散性較弱，遷移活動比較少。但是在地質(zhì)礦物的變質(zhì)過程中，礦物的品位并不十分一致，在地質(zhì)層結(jié)構(gòu)中，成礦物質(zhì)的聚集和擴散作用下，形成礦體[3]。該種類型的礦體品位穩(wěn)定，即便是經(jīng)過區(qū)域變質(zhì)作用，其結(jié)構(gòu)也能基本保持原狀，巖相巖的沉積物由于長期處于相對封閉的空間內(nèi)，在密封條件較好的環(huán)境中，地質(zhì)礦物的二氧化碳在空間內(nèi)聚集，受外界溫度影響，溫度上升則成礦物質(zhì)狀態(tài)不變，溫度下降則形成鱗片晶體。當鱗片晶體達到一定數(shù)量之后，便形成了具有成礦潛力的礦床。根據(jù)小梨樹溝地區(qū)的礦產(chǎn)資源分布情況，結(jié)合當?shù)氐V產(chǎn)地的歷史資料，對可能存在礦產(chǎn)資源的區(qū)域進行探測勘查，充分了解該地區(qū)的礦體形成的構(gòu)造環(huán)境和成礦物質(zhì)特征，判斷礦床內(nèi)礦物的類型。

對小梨樹溝進行實地考察，按照礦床周邊地形預(yù)測并劃分遠景區(qū)。按照成礦原則，在遠景圈的最小距離之內(nèi)找到礦產(chǎn)資源的可能性最大，同時也是漏礦的可能性最小的范圍。以小梨樹溝地區(qū)礦床的含礦地層，也就是集安地區(qū)溝組荒岔地段為主要找礦區(qū)，將以礦物富集地的中心劃為標桿，在一定范圍內(nèi)進行遠景區(qū)圈定。

3 結(jié)語

本文通過對集安小梨樹溝地區(qū)礦產(chǎn)資源勘查及找礦技術(shù)有效性分析進行研究，為集安小梨樹溝礦床后續(xù) 的資源開采工作提供理論基礎(chǔ)和具體可行的辦法。同時，結(jié)合了遙感技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查工作改善了傳統(tǒng)勘查方法的距離限制問題，在一定程度上推動了科學技術(shù)進步。由于本文研究條件有限，關(guān)于小梨樹溝的找礦標志研究得還不夠透徹，未來將不斷完善。