深部金屬礦產(chǎn)資源地球物理勘查及應(yīng)用研究

徐剛

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局322地質(zhì)隊 安徽馬鞍山 243000）

深部金屬礦產(chǎn)資源地球物理勘查及應(yīng)用研究

徐剛

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局322地質(zhì)隊 安徽馬鞍山 243000）

隨著金屬礦產(chǎn)資源勘查工作的不斷深入發(fā)展，很多近地表和露天的金屬礦產(chǎn)已經(jīng)被勘測清楚，但在淺度地表的技術(shù)礦床勘測難度還很大，也因此造成了金屬礦產(chǎn)資源短缺的問題。想要緩解資源危機，進行更深的勘測就應(yīng)該運用地球物理勘測的方法并進行有效的實踐，才能取得很好的成效。

金屬礦產(chǎn)；應(yīng)用研究；物理勘察

前言

經(jīng)濟建設(shè)需要對很多資源進行不斷的運用，所以在資源的利用上造成了很大的消耗?，F(xiàn)今很多種金屬礦產(chǎn)資源已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的資源危機，需要對礦山的深層部分進行勘測，地球物理勘測方法技術(shù)的發(fā)展為深部找礦工作提供了重要的技術(shù)保證。

1 地球物理勘查在深部找礦中的主要作用

1.1 開展深部地學(xué)填圖，優(yōu)選深部找礦靶區(qū)

通過開展深部地學(xué)填圖的方式，對區(qū)域成礦規(guī)律和區(qū)域成礦背景來進行礦靶區(qū)的圈定和優(yōu)選。這種方法主要可以解決中填圖中的幾個問題。

1.1.1 通過風化層厚度和沉積蓋層構(gòu)造來研究基底的起伏變化

通過利用地球物理方法可以得知前寒武紀結(jié)晶基底的超機性與侵入巖和俄羅斯奧羅尼日結(jié)晶地塊有密切的聯(lián)系，其中的中新生代沉積建造的覆蓋范圍在基底上大概有300m。為探明其基底的起伏變化，就對幾個具有深部找礦潛力的有利靶區(qū)進行了圈定。

1.1.2 通過地球物理反演模型的建立來確定深部構(gòu)造環(huán)境

通過利用地球物理方法可以得知很多沿著大斷層分布的礦區(qū)就會利用這種區(qū)域之間的相關(guān)關(guān)系來進行勘查靶區(qū)的圈定工作。

1.1.3 進行深部巖性填圖方式

利用地球物理方法通過礦床的形成方式和侵入巖來進行深部巖性填圖，來推測出礦產(chǎn)的具體部位[1]。

1.2 金屬礦產(chǎn)形成的原因

在地表淺處的金屬礦產(chǎn)資源都是由地球內(nèi)部的能量與物質(zhì)相交換形成的，它們的分布也是受地理、化學(xué)、物理等方面的制約的，在物質(zhì)能量的轉(zhuǎn)移過程中，變質(zhì)作用將這些資源逐漸的聚集起來，所以想要對資源進行勘查就必須對深層次的問題進行探究，所以為其勘測增加了困難。地球物理勘查的方法才能夠解決這些深層次的方法。

1.3 直接尋找深部隱伏盲礦體

地面地球物理和航空的方法都可以進行直接找礦的工作，利用直升機和低空飛機直接進行找礦，可以對金屬礦產(chǎn)資源精確的進行勘查。

2 國外幾個典型礦床的深部地球物理勘查

2.1 加拿大薩德伯里銅、鎳礦區(qū)

在加拿大的薩德伯里金屬礦區(qū)中，已經(jīng)被確定的金屬有鎳、銅、鉑族元素，它們的儲量都較大，是加拿大礦產(chǎn)資源的主要集聚地。此礦床的位置在加拿大安大略省中休侖湖的北岸，這個工作區(qū)種的金屬礦石種類主要有兩類，分別是石英角礫巖中的銅礦和輝長巖中的銅鎳礦。這兩種礦為加拿大社會經(jīng)濟發(fā)展中提供了了重要的推動作用。這片礦區(qū)內(nèi)的巖礦物礦石結(jié)構(gòu)是Cu-Ni礦石、變質(zhì)輝長巖、石英雜砂巖和銅礦化角礫巖。它們都是經(jīng)過反復(fù)的收集和整理工作所集中形成的。經(jīng)過一定的研究表明，位于加拿大的上伏圍巖和奈恩礦區(qū)輝長巖墻之間總接觸的區(qū)域，特別是在構(gòu)造的發(fā)育地區(qū)還有在互相交匯的區(qū)域，這些都會在未來的礦產(chǎn)開發(fā)中變成最佳的成礦部位[2]。這一礦區(qū)的開采過程就是通過地球物理的勘測方法所發(fā)現(xiàn)的，在礦區(qū)的深部構(gòu)造上的部隊稱發(fā)現(xiàn)了盆地中心的構(gòu)造樣式出現(xiàn)變化，發(fā)現(xiàn)了其中存在著很富的底板型礦床，所以開始進行勘探的工作，用重力和地震的測量確定了其深部的構(gòu)造。

2.2 澳大利亞奧林匹克壩銅、鈾、金礦區(qū)

在澳大利亞所發(fā)現(xiàn)的奧林匹克壩礦區(qū)，其礦床位置在南澳大利亞州的阿得雷德北地區(qū)，在1975年的時候被發(fā)現(xiàn)。奧林匹克壩金屬礦區(qū)地質(zhì)圖如圖1所示。1979年，澳大利亞有限公司和英國的石油公司、西部礦業(yè)公司對一項奧林匹克項目進行聯(lián)合執(zhí)行。這一礦床種很多礦化帶含有很多粒浸染硫化銅礦物和細粒浸染狀瀝青鈾礦。在這之中，最主要的硫化礦物包括黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦。近些年來此礦區(qū)正在準備擴建工作，主要對現(xiàn)有的電精煉廠和熔煉廠進行改造，并且建立濕法冶金廠和新的選礦廠。因為現(xiàn)階段的技術(shù)因素還沒有達到更高的標準，所以對長期的市場變化情況也很難預(yù)測，所以距離建設(shè)的完工還要很久的時間。在此礦區(qū)的勘探過程中使用了重、磁的方法，中生代沉積物之下的玄武巖導(dǎo)致可重磁的異常，所以勘探者對此地進行勘測，才發(fā)現(xiàn)了這一巨型礦場。

圖1 奧林匹克壩金屬礦區(qū)地質(zhì)圖

2.3 南非蘭德金礦

世界上金礦石資源儲存量最豐富的是南非的國家，礦物的位置主要集中在其東北部，此礦區(qū)的礦床成因模式有構(gòu)造交叉模式、轉(zhuǎn)換滑脫構(gòu)造模式和火山成礦模式。礦床的類型也有很多，例如蘭德盆地的“蘭德”礫巖型金礦床、綠巖帶型金礦床和白云巖型金礦床這三類。而蘭德礫巖型金礦床主要有砂礦模式和熱液模式兩種成因模式。中國一直以來都是黃金的消費大國，所以對南非蘭德金礦的調(diào)查研究可以加深我們對蘭德地區(qū)金礦床形成規(guī)律的了解程度。同時還為我國的探測礦床技術(shù)提供了寶貴的經(jīng)驗，與此同時還給國內(nèi)的勘查企業(yè)在南非的礦石探測勘查工作提供了寶貴的理論基礎(chǔ)。但由于技術(shù)水平有限，只有小部分的礦區(qū)才可勘查出來，對更深部位的大的部分地區(qū)工作難度很大。

蘭德金礦田的勘探過程中，地球物理勘探技術(shù)就起了重要的作用，勘探者根據(jù)磁法勘探找到了金礦床，在深部找礦的過程中，也使用了三維人工源地震勘探的技術(shù)，得出了更加詳細的地質(zhì)信息。

3 我國近年來在金屬礦物勘查中幾個典型礦床的地球物理勘查

3.1 銅陵獅子山礦區(qū)

銅陵獅子山礦區(qū)的礦產(chǎn)地質(zhì)圖如圖2所示，它位于安徽省銅陵市東郊，大約在其7km處。因其地區(qū)的礦產(chǎn)資源比較豐富，種類也比較多，所以是在長江中下游地區(qū)礦帶鐵、金、銅和硫等礦產(chǎn)分布密集區(qū)域[3]。這一礦床是地塊作用和大別造山帶沖突所形成。銅陵獅子山礦區(qū)礦的種類主要是碳酸鹽巖，在這之中最礦化最有利的是上、中石炭統(tǒng)黃龍組、下三疊統(tǒng)、船山組灰?guī)r和龍山組條帶狀灰?guī)r。

這一礦區(qū)中最有代表性的礦床是大型金礦床和與其相鄰的冬瓜山特大型銅礦床。其中的礦體主要呈脈狀、層狀、透鏡狀和似層狀等等。近些年來，獅子山礦山的開發(fā)范方式主要是坑采和露采，并且不同的礦山生產(chǎn)技術(shù)也不同。在礦山周圍，環(huán)境污染情況狠嚴重，比如：廢水的排放問題、尾礦保護缺乏的問題、礦山坍塌的問題等等日趨明顯。

3.2 大冶銅綠山礦床

湖北省的大冶銅綠山礦床鐵銅金礦產(chǎn)基地是位于鄂東南地區(qū)。其勘查程度和科研程度是國內(nèi)最高的。這一礦區(qū)中砂頁巖的成礦過程是一個封閉系統(tǒng)，形狀像一個屏蔽層，這就使礦液的作用時間較短，資源量也較多。同時讓礦區(qū)的內(nèi)地層巖性有了更好的巖層配置模式。其復(fù)式巖體又分為銅綠山巖株體和陽新巖體主體巖石兩種。因為巖漿巖和地質(zhì)的構(gòu)造形式對礦田有控制作用，所以現(xiàn)有的礦體在向更深處延伸的時候，工作程度會隨之降低。如果想要把傳統(tǒng)的礦床尺度和成礦模式進行突破，想要尋找到更多種類的礦物、形成更有潛力的區(qū)域，就應(yīng)該對鉆孔原生暈和磁電測井的手段進行綜合運用，來進行找礦工作。另外，還應(yīng)該重視重磁異常地段的找礦潛力。

圖2 獅子山礦田區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)圖

3.3 遼寧紅透山礦床

遼寧省撫順市東南方向56km處的紅透山礦床主要有金礦、鐵礦和有色金屬礦。這一礦床是東北地區(qū)面積最大，并且開采深度也最大的金屬礦山。由于紅透山礦床是受巖層控制，所以礦藏資源都蘊藏在傾向傾豎同的褶皺之中，時我國太古宙花崗巖和綠巖地體分布最大的區(qū)域。紅透山銅鋅礦床的主要礦源層是礦山中的“薄層互層帶”，這一層位的原巖是以中酸性和基性的火山巖中夾少量泥砂質(zhì)而形成的巖石類型。這一礦區(qū)的巖石以黑云質(zhì)片麻巖和角閃質(zhì)為主，在后期變形變質(zhì)的巨大改造中重復(fù)不斷的出現(xiàn)?，F(xiàn)階段的紅透山的深部又發(fā)現(xiàn)了新的礦產(chǎn)資源，這一重大發(fā)現(xiàn)促進了國內(nèi)的地球物理探測勘查技術(shù)的發(fā)展。

4 結(jié)論

在我國經(jīng)濟飛速發(fā)展的新型工業(yè)階段，需要大量的金屬礦產(chǎn)資源進行建設(shè)。多元化的發(fā)展之路是世界資源的共享。通過技術(shù)的不斷更新，我國正在進行地殼內(nèi)部的第二深度空間中勘查礦產(chǎn)。我國在地球物理勘探的技術(shù)也日趨成熟，其過程中有著不可替代的作用，不僅補充了我國的礦產(chǎn)資源，還為我國的經(jīng)濟和社會發(fā)展起了重要的作用。

[1]袁桂琴，熊盛青，孟慶敏，周錫華，林品榮，王書民，高文利，徐明才，史大年，李秋生.地球物理勘查技術(shù)與應(yīng)用研究[J].地質(zhì)學(xué)報，2011，11：1744～1805.

[2]趙文濤.內(nèi)蒙古二連-阿巴嘎旗地區(qū)有色金屬礦預(yù)測與找礦模型建立研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2012.

[3]林金波.可控源音頻大地電磁法在浙江某銅多金屬礦的應(yīng)用研究[D].太原理工大學(xué)，2011.

P631

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1004-7344（2016）01-0177-02

2015-12-20