水系沉積物測量在深部金屬礦找礦中的應用研究

劉 芳

（新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊，新疆 烏魯木齊 830000）

水系沉積物測量是以水系沉淀物作為采樣對象進行地球化學勘查工作，分析水沉淀樣品中的化學成分，根據(jù)化學成分的異常，確定礦產(chǎn)資源的類別。隨著礦產(chǎn)資源不斷被開采，如何更加低成本、高效率的進行找礦成為了找礦研究中的重點，在找礦勘查技術水平不斷地發(fā)展下，深部找礦成為了找礦研究工作中的重點。將水系沉積物測量應用到深部金屬礦找礦中，能夠改善原有找礦方法中指標間關聯(lián)性不強的問題，為研究不同深部金屬找礦工作提供理論依據(jù)[1]。受到礦產(chǎn)資源開拓性以及可變性的影響，國外在深部金屬找礦時運用測量技術的時間在上個世紀初，隨著測量及分析儀器精度不斷增強，逐步衍生了水系沉積物測量方法，并運用在深部找礦上。國內(nèi)在研究應用水系沉積物測量技術起步較晚，在多項影響因素控制下，在不同的地質(zhì)條件下形成了較為成熟的應用方式[2]。綜合國內(nèi)外的研究成果來看，研究水系沉積物測量在深部金屬礦找礦中的應用是很有必要的。

1 水系沉積物測量在深部金屬礦找礦中的應用研究

1.1 轉換水系沉積物元素數(shù)據(jù)

在不同深部金屬水系中存在不同含量的沉淀物，含量數(shù)值變化呈正態(tài)分布，所以在轉換水系沉淀物元素數(shù)據(jù)時，采用等值線法構建一個地球化學編圖，將地質(zhì)圖作為底圖，以實際采樣水系的位置為坐標中心，將不同色塊劃分為不同等級的色階[3]。以不同色階表示為不同的異常強度，來顯示金屬礦的主成礦元素信息，根據(jù)異常色塊圖元素排列情況，采用馬氏距離計算金屬元素間的距離，計算公式可表示為：

其中，Xi表示水體樣本數(shù)量，n表示水系樣本數(shù)量，Xj表示金屬元素間的距離。根據(jù)計算得到的距離值，采用標準化的正態(tài)處理方式，整合計算得到的距離數(shù)值，將不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)作為異常元素數(shù)據(jù)，結合元素對應色塊的坐標，得到對應馬氏距離下的異常坐標，結果如下表所示。

表1 馬氏距離對應的異常坐標

由上表所示的異常坐標結果，不同的異常坐標含有不同的金屬元素組合，在實際轉換中，結合得到的馬氏距離數(shù)值，不斷篩選色塊等級中的金屬離子，得到一個大致區(qū)域的金屬礦區(qū)域，并將該區(qū)域視為金屬礦床。在轉換水系沉淀物元素數(shù)據(jù)后，確定礦床中包裹體的化學特征。

1.2 確定礦床包裹體化學特征

采用深度鉆孔的方式采集深層礦床內(nèi)巖石樣本，巖石樣本打磨成巖石薄片后，針對不同包裹體進行顯微測微和激光光譜分析，實際分析時，控制巖石的測溫范圍在-190℃～+580℃，每次升溫或是降溫的速度控制在1℃左右，控制激光波長420nm，激光功率為15mW，光譜分辨率在1cm-1～2cm-1。聯(lián)合顯微測微與激光光譜分析結果，得到深部成礦階段的各項參數(shù)，如下表所示。

表2 包裹體參數(shù)分析結果

綜合上表所示的各項包裹體參數(shù)來看，巖床樣本中在成礦1階段的各項參數(shù)數(shù)值小，低鹽度演化過程較明顯，大部分包裹體中含有均一到液相，在階段2中的V型樣本含有個別臨界均一，樣本鹽度數(shù)值相差較大，逐漸從高溫高鹽度流體轉換為低溫低鹽度流體，早期深度成礦含有大量的金屬離子，在外界大氣降水的作用下，逐步演化成為方解石[4]。確定礦床包裹體化學特征后，劃定找礦區(qū)域以及找礦深度，最終完成應用研究。

1.3 完成應用研究

根據(jù)得到的化學特征，采用Spss軟件對四項化學樣本進行金屬因子分析，控制各個金屬因子間的貢獻率為線性數(shù)值變化，根據(jù)金屬離子與不同離子間的相關性，控制四個金屬因子代表不同的元素，控制金屬因子1表示低溫礦化元素，金屬因子2表示酸性巖漿指示金屬元素，金屬因子3代表礦化前緣暈金屬元素，金屬因子4表示高溫金屬元素。根據(jù)巖石裂縫中不同金屬因子的組合形式，提取得到深部區(qū)域的礦化信息，控制巖石裂縫大距離的遷移，不斷組合裂縫位置分布，得到巖石采樣位置處的發(fā)育情況以及產(chǎn)狀信息，選用N00線同剖面測量采樣位置的地球物理CSAMT，標定采樣點的位置信息，形成一個初步的采礦深度范圍[5]。結合采樣點裂縫的發(fā)育程度，在特定的樣品礦層不斷加密，加密到構造裂隙不發(fā)育時，根據(jù)此時裂隙的深度數(shù)值基礎上，適當?shù)胤畔≈?0m～70m，根據(jù)不同深度的金屬離子同等水平面的金屬含量，繪制一個R型聚類分析譜系圖，結合裂隙得到的深度數(shù)值，最終確定深部金屬礦的位置。綜合上述處理，最終完成對水系沉積物測量在深部金屬礦找礦中的應用研究。

2 實驗

2.1 實驗準備

設置水系沉積物測量的采樣點，以最小水系為標準，每隔0.25km設置一個水樣采集點，根據(jù)使用的GPS定位系統(tǒng)記錄水體取樣的位置，在整體水系的上下水系范圍內(nèi)取相同含量的水樣作為水體樣本，準備10個水體樣本并編號，準備的水體樣本基本信息如下表所示。

表3 實驗準備的水體樣本

對上表所示的水樣樣本進行實驗，對比在使用水系沉積物測量前后，深度找礦范圍的準確性。

2.2 實驗結果分析

基于上述實驗準備，在應用了水系沉積物測量后，根據(jù)數(shù)據(jù)計算結果，確定深部金屬礦的位置，以水系采樣點為位置標準，對比應用水系沉積物測量方法前后，確定得到的找礦位置，結果如下圖所示。

圖1 應用水系沉積物測量前后得到的找礦區(qū)域

由上圖所示的找礦區(qū)域結果可知，在應用水系沉積物測量技術前，能夠基本確定金屬礦的位置，但是存在一定的位置誤差，不利于實際礦產(chǎn)開發(fā)時位置測量工作，容易造成不必要的開采費用。在應用水系沉積物測量后，礦產(chǎn)區(qū)域的范圍逐漸變小，根據(jù)水系中金屬離子成分數(shù)值確定得到的金屬礦位置更加準確。由確定的位置范圍結果可知，運用水系沉積物測量技術能夠增強找礦工作的準確性，減少找礦成本。

3 結語

在深部金屬礦找礦過程中，應用水系沉積物測量技術已成為了研究的重點，隨著地球化學數(shù)據(jù)的不斷積累，根據(jù)金屬元素的正態(tài)分布，確定金屬礦的位置成為了最有效的找礦方式。在應用水系沉積物測量技術后，能夠有效改善原有找礦方法得到的找礦區(qū)域范圍過大的不足，為今后研究深部金屬礦找礦提供研究方向以及理論依據(jù)。但該種應用方法易受外部數(shù)據(jù)的干擾，還需要不斷地研究優(yōu)化。