礦產(chǎn)勘查中的物化探技術(shù)應(yīng)用與地質(zhì)效果

唐德來(lái) 黃彩榮

(1.核工業(yè)華東建設(shè)工程集團(tuán)公司,江西南昌 330000;2.江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六四大隊(duì),江西贛州 341000)

礦產(chǎn)勘查中的物化探技術(shù)應(yīng)用與地質(zhì)效果

唐德來(lái)1黃彩榮2

(1.核工業(yè)華東建設(shè)工程集團(tuán)公司,江西南昌 330000;2.江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六四大隊(duì),江西贛州 341000)

目前礦產(chǎn)勘查的發(fā)展方向就是利用綜合勘查技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦的預(yù)測(cè)和勘探,這就需要不同勘查手段相互結(jié)合,相互協(xié)調(diào),最大限度的排除可疑的預(yù)測(cè)結(jié)果,而只用單一的物探或者化探的手段是不可能實(shí)現(xiàn)找礦預(yù)測(cè)。本文以江西省贛州某礦區(qū)為例,結(jié)合該礦目前金屬礦勘查的基本現(xiàn)狀,討論了我國(guó)資源勘查中常用和當(dāng)前比較先進(jìn)的一些物探、化探勘查方法的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀等,并簡(jiǎn)要分析了各類(lèi)技術(shù)應(yīng)用的地質(zhì)效能。

礦產(chǎn)勘查 物探技術(shù) 化探技術(shù) 地質(zhì)找礦

在贛州運(yùn)用物化探方法時(shí)一定要以采礦預(yù)測(cè)地段的成礦地質(zhì)背景為前提,物化探信息一定要結(jié)合工作區(qū)的成礦地質(zhì)條件進(jìn)行解釋。在進(jìn)行物化勘探的時(shí)候,一定要根據(jù)工作區(qū)的實(shí)際情況,采取不同的物化勘探方法,而不能只使用一種物化勘探方法進(jìn)行勘探,這樣才可以解決地質(zhì)與找礦實(shí)際中遇到的問(wèn)題。

1 贛州礦產(chǎn)資源概況

1.1 贛州礦產(chǎn)資源概況及分布

贛州礦產(chǎn)資源豐富,是江西省重要的礦產(chǎn)地,素有“世界鎢都”之稱(chēng)。迄今全市已發(fā)現(xiàn)各類(lèi)礦產(chǎn)106種,已查明資源儲(chǔ)量的礦產(chǎn)75種,探明大型礦床28處、中型礦床60處,小型礦床712,已探明資源儲(chǔ)量居全省首位的有中重稀土、鎢、銅、高嶺土等礦產(chǎn)。贛州南部的龍南、定南和信豐的煤和稀土的儲(chǔ)量豐富、贛州中西部的鎢、錫、銀、鉛鋅礦在贛州占據(jù)了重要的地位,北部的興國(guó)是金銀的主產(chǎn)區(qū)。除此之外,贛州的金屬礦床伴生礦較多,綜合利用價(jià)值非常高。但隨著許多露頭礦和近地表礦已基本被查明,地表淺部的露頭礦,易識(shí)別的礦越來(lái)越少,找礦難度日趨增大,因此綜合利用物化探技術(shù)找礦意義重大。

1.2 贛州某礦的地質(zhì)構(gòu)造

在贛州某稀土礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于北東向武夷窿起南西側(cè)、河源～邵武區(qū)域性北東向深大斷裂與尋烏東西向斷裂帶的交接復(fù)合部位。區(qū)內(nèi)火山活動(dòng)頻繁,斷裂構(gòu)造發(fā)育,在尋烏河嶺一帶形成了一個(gè)較為完整的北東～南西向環(huán)狀火山～次火山機(jī)構(gòu),即尋烏河嶺火山盆地。區(qū)內(nèi)出露地層以上侏羅紀(jì)菖蒲群火山巖為主,其次為震旦紀(jì)的變質(zhì)巖,白堊紀(jì)紅層僅在局部有零星分布。綜合使用物化探技術(shù)能對(duì)該稀土礦產(chǎn)區(qū)的礦產(chǎn)勘探起到很大作用。

2 礦產(chǎn)勘查中的物探勘查技術(shù)

2.1 地震層析成像

所謂地震層析成像就是用醫(yī)學(xué)上的X射線CT理論,其通過(guò)地震波數(shù)據(jù)來(lái)反演地下物質(zhì)的物理性質(zhì)屬性,并一層一層的剖析繪制它的圖像。地震層析成像主要目的是確定地球內(nèi)部的精密結(jié)構(gòu)以及局部的不對(duì)稱(chēng)性。地震勘探的分辨率是由地震波的波長(zhǎng)決定的,比如在江西省贛州某個(gè)探測(cè)地區(qū),鉆井測(cè)資料顯示,在深度11－39m的范圍之內(nèi),地層的縱波波速是1480m／s,橫波的波速是510m／s,參考平時(shí)情況,設(shè)橫波的主頓是38HZ,縱波的主頻是76HZ,這樣縱波和橫波的波長(zhǎng)就能計(jì)算出來(lái)。

2.2 物探勘查技術(shù)中的瞬變電磁法

物探勘查技術(shù)中的瞬變電磁法是電磁測(cè)深技術(shù)的一種,瞬變電磁法和大地電磁測(cè)深相比有很大的區(qū)別,其公式為h≈28√p*t。瞬變電磁法以電磁感應(yīng)理論作為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)探測(cè)物質(zhì)感生渦流場(chǎng)在其周邊環(huán)境形成的二次電磁場(chǎng)隨著時(shí)間產(chǎn)生變化特征的研究,對(duì)探測(cè)物質(zhì)的空間形態(tài)做出大致的推測(cè),這樣探測(cè)的目的就得以實(shí)現(xiàn)。所以的瞬變電磁法對(duì)于探測(cè)導(dǎo)電性高的大體積礦體的效果和能力特別突出。除此之外,瞬變電磁法還可以有探測(cè)深度達(dá)到500m左右的礦體,瞬變電磁法受地形的影響非常小,對(duì)施工環(huán)境要求也不高,操作比較方便。因此在贛州市這種地理環(huán)境較為復(fù)雜的礦區(qū)應(yīng)采用瞬變電磁法。目前,瞬變電磁法的儀器大約有十幾種,比如國(guó)外的加拿大Diginal PEM系統(tǒng)以及美國(guó)GDP一32多功能電法儀等;國(guó)內(nèi)的則主要有IG—GETEM一20型,重慶WTEM型等。

3 礦產(chǎn)勘查中的化探勘查技術(shù)

3.1 化探勘查技術(shù)中的汞氣測(cè)量及熱釋汞量法

Hg和Hg的化合物的化學(xué)性質(zhì)有著兩個(gè)方面的特征,第一就是Hg是親硫的元素。這就使Hg在生成礦的過(guò)程中,Hg以不同的形式分散進(jìn)到不同的硫化物,這樣Hg呈高度的游離態(tài);第二,Hg和Hg的化合物所形成的蒸氣壓比較高,與自然界中另外的金屬元素相比較,Hg的揮發(fā)性非常強(qiáng)。Hg非常容易于被從其他Hg的化合物中被還原成單質(zhì)Hg,而單質(zhì)Hg在較大氧化還原電位以及酸堿介質(zhì)中是比較穩(wěn)定的。Hg的穿透力較強(qiáng),一般情況下,從地底上升從幾百米甚至幾千米的Hg蒸汽,可以通過(guò)種種一直到達(dá)地球表面,盡管覆蓋物的厚度比較大,在地球表面的表土壤中仍能檢測(cè)到有Hg的異常顯示。當(dāng)直接采樣的介質(zhì)是氣體的時(shí)后,受到外界溫度、環(huán)境以及降雨等自然因素的影響較大,再加上實(shí)際操作比較繁瑣,容易導(dǎo)致錯(cuò)誤的發(fā)生,這就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的重現(xiàn)性不能達(dá)到預(yù)期的要求。Hg蒸汽測(cè)量其實(shí)是一種間接找礦的方法,所以它沒(méi)有直接找礦的方法準(zhǔn)確度高,也遠(yuǎn)不如直接找礦法應(yīng)用的廣泛。土壤Hg量法的重現(xiàn)性比較好,熱釋Hg量法的操作簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好、投資少,而且土壤Hg量法具有較強(qiáng)的及時(shí)性,所以其應(yīng)用前景很廣泛,是二十世紀(jì)冶金地質(zhì)化探工作中比較重要的突破和創(chuàng)新。

3.2 化探勘查技術(shù)中的金屬活動(dòng)態(tài)提取法

這種方法的主要理論依據(jù)就是金屬礦床本身和它的圍巖中,和礦相關(guān)的超微細(xì)金屬及其金屬化合物,在地下水、水蒸發(fā)、地氣流以及濃度梯度等不同應(yīng)力的共同作用下向地表發(fā)生遷移。一些疏松物的地球化學(xué)障或者上覆土壤可以捕獲到達(dá)地表以下與礦相關(guān)的超微細(xì)金屬及其金屬化合,從而形成活動(dòng)態(tài)疊加含量。該種方法中提取的金屬是地化樣品中呈現(xiàn)離子態(tài)的一種,其中也包含超微細(xì)金屬,金屬活動(dòng)態(tài)提取法是跟對(duì)金屬活動(dòng)態(tài)本身不相同的特性來(lái)提取。所以,對(duì)找尋形成離子形式比較困難而常常以超微細(xì)活動(dòng)態(tài)的形式存在的金的效果比較突出。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)綜合利用物化探技術(shù)綜合找礦,在崇義老庵里錫銅鉛鋅礦區(qū)以及牛角窩錫銅鉛鋅礦區(qū)找礦工作中已經(jīng)取得喜人的進(jìn)展,鎢多金屬存在著巨大的資源潛力,其共生的鉛鋅礦也有良好的前景。

[1] 高延廣.危機(jī)礦山接替資源勘查中方法技術(shù)戰(zhàn)略思考[J].中國(guó)礦業(yè),2006(10):16-18.

[2] 黃明然,譚立勇,曲金紅,等.紅透山礦接替資源勘查探礦實(shí)踐[J].中國(guó)礦山工程,2008(3):9-11.