地氣測(cè)量結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)物化探方法勘查隱伏金屬礦研究

張朝陽，趙 凈

（山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南 250014）

為了獲取更豐富的礦產(chǎn)資源大深度的隱伏礦勘查是現(xiàn)階段的重要工作任務(wù)，然而針對(duì)大深度的隱伏礦進(jìn)行勘查的過程中對(duì)于技術(shù)的要求非常高，因?yàn)榭辈斓碾y度使得現(xiàn)階段常規(guī)的物探和化探方法并不能滿足勘探的需求，而物探和化探在勘查過程中存在的不足和缺陷也是無法避免的。例如常用的地震縱剖面勾畫方法可以針對(duì)地下巖層的分布斷裂進(jìn)行有效勘測(cè)，但是并不能充分指出哪些地方有礦以及哪些地方有什么礦相關(guān)問題[1]。而電磁法在應(yīng)用的過程中可以有效提供地下低阻體的形態(tài)以及分布情況，但是在回答低阻體是否為礦化體或者低阻體是一種什么樣的礦化體時(shí)仍然存在不足。而地氣測(cè)量在應(yīng)用的過程中就充分結(jié)合了地震縱剖面法以及電磁法的眾多優(yōu)點(diǎn)和強(qiáng)項(xiàng)，能夠基于隱伏礦體的元素信息并在地震電磁探測(cè)的基礎(chǔ)之上對(duì)隱伏礦體進(jìn)行定性分析，并通過對(duì)隱伏礦體進(jìn)行位置的準(zhǔn)確定位，從而有效解決現(xiàn)階段隱伏礦找礦過程中的關(guān)鍵性技術(shù)。

1 長(zhǎng)排礦區(qū)簡(jiǎn)介

1.1 長(zhǎng)排礦區(qū)地質(zhì)概況

長(zhǎng)排礦區(qū)屬于諸廣南部巖體斷裂構(gòu)造帶，該地區(qū)斷裂構(gòu)造帶活動(dòng)強(qiáng)烈，在早期成巖的過程中屬于南北向構(gòu)造，而在晚期則屬于多期、多階段、多方向的斷裂構(gòu)造特點(diǎn)，該礦區(qū)的趨向主要有南北向、北西向、北東向三個(gè)斷裂帶共同組成。這三個(gè)斷裂帶在構(gòu)造交匯處復(fù)合部位共同控制著該礦區(qū)的鈾礦礦床分布[2,3]。出露最大面積為4000平方公里，中部巖體的出露面積大約為2200平方公里，巖體主要的形成時(shí)期為加里東期，屬于印支-燕山早期侵入活動(dòng)的高峰期。該礦區(qū)的巖漿侵入活動(dòng)可分為4期，共13個(gè)階段。而在印支燕山期巖體內(nèi)，鈾礦的含量高達(dá)19.8×10-6，該地區(qū)的鈾礦克拉值屬于常規(guī)花崗巖類4.5倍左右，為該地區(qū)的鈾礦成礦提供了豐富的礦源，礦床分布圖如下圖1所示。

圖1 長(zhǎng)排礦區(qū)地質(zhì)概況以及鈾礦床分布圖

1.2 礦區(qū)的地質(zhì)特征分析

1.2.1 礦區(qū)巖石狀態(tài)

長(zhǎng)排礦區(qū)的巖石主要為燕山早期形成，而且是在印支期和燕山晚期也有大量的花崗巖侵入，在燕山晚期的基性巖脈也有少量形成。通過對(duì)該礦區(qū)的巖體侵入關(guān)系、巖相、巖性等相關(guān)資料進(jìn)行對(duì)比分析，可以將該區(qū)內(nèi)的巖體侵入分為6個(gè)階段，而在這6個(gè)階段中共有8次侵入活動(dòng)。

（1）在燕山晚期其侵入階段分為第1階段和第3階段，在第1階段主要包括煌斑巖、花崗斑巖以及白云母花崗巖、含石榴籽的細(xì)粒二云母花崗巖。所有巖石均呈脈狀分布，主要分布于該礦區(qū)的中北部及南部區(qū)域。而第3階段其巖石類型主要為中細(xì)粒的二云母花崗巖以及細(xì)粒的黑云母花崗巖，其分布及分布形狀為小巖體類型，主要位于該礦區(qū)的東南部區(qū)域。

（2）在燕山早期侵入階段主要分為第1和第2階段，第1階段的巖石類型主要包括中粒的黑云母花崗巖以及中粗粒黑云母花崗巖，這類花崗巖處于巖基形狀，主要分布于該礦區(qū)的中部區(qū)域，而第2階段主要為中立的二云母花崗巖，呈現(xiàn)脈狀分布零星分布于該礦區(qū)。

（3）印支侵入其巖石分布階段主要屬于第2和第3階段，在第2階段主要為中粗粒的斑狀黑云母花崗巖，分布形狀為巖基形狀主要分布于該礦區(qū)的中北部。而第3階段主要為中細(xì)粒的二云母花崗巖以及中粒斑狀二云母花崗巖，同樣為巖基形狀分布，位于該礦區(qū)的西北部區(qū)域。

1.2.2 斷裂構(gòu)造情況

斷裂構(gòu)造屬于該礦區(qū)礦床的北部，西起飛水崖往東經(jīng)過游動(dòng)向駝背嶺方向駛出。在地貌上整體呈現(xiàn)出直線的V型峽谷。整體走向向南西方向傾斜，傾角大約為75°～85°。該地區(qū)與煌斑巖作為主要巖石填充，另有糜棱巖化花崗巖角礫巖等其他巖石組成，寬度最低為5m，最高為20m。該地區(qū)的成礦活動(dòng)主要包括兩次構(gòu)造活動(dòng)，第1次構(gòu)造活動(dòng)屬于早期煌斑巖，成礦時(shí)期則屬于赤鐵礦化硅化巖破碎后出現(xiàn)的角礫巖，通過規(guī)硅化巖膠結(jié)而成。第2次構(gòu)造則屬于米黃色硅化巖破碎，以角礫巖出現(xiàn)，結(jié)合角礫巖和斷裂帶方向進(jìn)行分析屬于北東往西，南東往東運(yùn)動(dòng)。

2 地氣結(jié)合放射性測(cè)量勘查隱伏多金屬礦找礦模式

2.1 X熒光測(cè)量

在進(jìn)行隱伏金屬礦找礦的過程中首先采用X熒光測(cè)量，X熒光采用10米的測(cè)量點(diǎn)距，有效避免在測(cè)量過程中出現(xiàn)的不平度效應(yīng)礦化不均勻效應(yīng)對(duì)X熒光測(cè)量所造成的影響。在野外工作開展的過程中保障采集B層土壤的細(xì)粒部分為原則，規(guī)定所獲取的取樣深度超過40cm，每次采樣200克。測(cè)量的過程中采用2000P型便攜式X熒光儀，測(cè)量精度達(dá)到10-6克/克級(jí)，測(cè)量的元素主要可滿足Fe、Co、Ni、Cu，Pb，Zn，As，Sr。最后在該礦區(qū)4號(hào)勘測(cè)線獲得主要元素統(tǒng)計(jì)Cu，Zn，As，Pb，Sr，每種元素的樣品個(gè)數(shù)為41個(gè)，分別測(cè)量出各元素的最小值、最大值，計(jì)算出平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。該礦區(qū)9號(hào)勘測(cè)線獲得主要元素Cu，Zn，As，Pb，Sr，每種元素的樣品個(gè)數(shù)為48個(gè)，分別測(cè)量出各元素的最小值、最大值，計(jì)算出平均值和標(biāo)準(zhǔn)差[4-7]。

2.2 伽瑪能譜測(cè)量

伽瑪能譜測(cè)量主要是運(yùn)用伽瑪能譜測(cè)量?jī)x對(duì)巖石或者地層及其他放射元素進(jìn)行伽馬射線測(cè)量。常用的射線主要包括2148b3bi的1.76×10-6電子伏，23290TH的2.62×10-6電子伏4019k的1.46×10-6電子伏伽馬射線。利用該探測(cè)器首先記錄該探測(cè)樣品中的伽馬射線能譜測(cè)量，測(cè)量出樣品中核素含量的變化，從而針對(duì)被測(cè)區(qū)域的異常分布帶進(jìn)行區(qū)分。通過該地區(qū)通過檢測(cè)獲得了該地區(qū)鈾、釷、鉀三種元素的分布情況。得到測(cè)量后得到該地區(qū)的鈾含量達(dá)到19.8×10-6，屬于該地區(qū)成礦的主要礦源。而分析該礦區(qū)的鈾礦礦床特征，鈾元素相比于釷具有高度富集的特點(diǎn)，而且在豐度值方面超出正常值的幾個(gè)數(shù)量級(jí)。其次，鈾元素相比于鉀也有高度富集的特點(diǎn)，這對(duì)于鈾礦而言U/Th以及U/K是我們?cè)谠摰V區(qū)尋找鈾礦的重要基本參數(shù)。通過絕對(duì)的峰值增長(zhǎng)情況以及與釷和鉀元素的比值情況，能夠充分顯示出該礦帶的鈾礦賦存情況。通常情況下U/Th值為0.2～0.4，而若得到的比值高于此值，則可以證實(shí)該礦區(qū)存在鈾礦化現(xiàn)象存在。

2.3 地氣測(cè)量

對(duì)該礦區(qū)土壤進(jìn)行X熒光分析異常測(cè)線19號(hào)和4號(hào)礦區(qū)開展定期測(cè)量，其地氣測(cè)量的分析方法與X熒光分析方法相同，通過對(duì)各元素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到該礦區(qū)剖面區(qū)域的背景值和異常下限。反映出該礦區(qū)的異常區(qū)域，對(duì)礦區(qū)元素進(jìn)行歸一化累加得到勘測(cè)結(jié)果。在該礦區(qū)進(jìn)行地氣測(cè)量時(shí)通過對(duì)Cu，Zn，As，Pb等4個(gè)元素進(jìn)行歸一化累加，并運(yùn)用Grapher軟件繪制元素含量圖，發(fā)現(xiàn)在該礦區(qū)的Cu，Zn，As，Pb，Sr累加相關(guān)性較好，結(jié)合該結(jié)果繪制出4號(hào)勘測(cè)線和19號(hào)勘測(cè)線的后面圖。最終顯示Cu，Zn，As，Pb，Sr都屬于這兩條勘測(cè)線上異常明顯的元素分布。分析發(fā)現(xiàn)行4號(hào)勘測(cè)線Cu，Zn，As，Pb，Sr元素在該礦區(qū)對(duì)于隱伏鈾礦的找礦具有非常重要的指示作用，而在19號(hào)勘測(cè)線上，富集的礦體上方表現(xiàn)出Cu，Zn，As異常突出。最終直到我們?cè)谶M(jìn)行4號(hào)勘測(cè)線和19號(hào)勘測(cè)線尋找鈾礦石應(yīng)充分基于Cu，Zn，As，Pb，Sr綜合考慮，進(jìn)行異常性質(zhì)評(píng)價(jià)。

最后將地氣與放射性測(cè)量勘查模式進(jìn)行綜合應(yīng)用得到該礦區(qū)19號(hào)勘測(cè)線共畫出3個(gè)異常區(qū)，在其中2個(gè)異常區(qū)已經(jīng)鉆出了礦化體，與X熒光分析結(jié)果具有一致性。地氣元素歸一化之后得到19號(hào)勘測(cè)線出現(xiàn)3個(gè)異常區(qū)，分別分布在35號(hào)點(diǎn)左右、45號(hào)點(diǎn)左右、55號(hào)點(diǎn)左右。通過后期驗(yàn)證采用放射方法和輕便電法能夠快速圈定該礦區(qū)的異常找礦區(qū)域，而地氣法在找礦過程中通過準(zhǔn)確快速的確定找礦靶位有重要的應(yīng)用效果，因此在對(duì)與該礦區(qū)相同性質(zhì)地區(qū)進(jìn)行找礦石可采用放射性法和輕便電法快速圈定異常區(qū)域，然后通過地氣法快速獲得找礦靶位，將地氣法與物化探結(jié)合形成快速到隱伏金屬礦模式。