1∶5萬重磁勘查在甘肅花牛山鉛鋅礦地質(zhì)找礦中的應(yīng)用研究

方成豪

（甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

近年來我國地質(zhì)勘查工作在不斷的開發(fā)與研究中，已在市場內(nèi)取得了較高的成績，勘查的資源種類與我國現(xiàn)有的礦產(chǎn)資源賦存量也越來越多。以甘肅花牛山地區(qū)為例，在此區(qū)域內(nèi)，地面表層礦、淺層礦、易勘查礦，已基本被發(fā)現(xiàn)。但隨著我國當(dāng)下社會(huì)對(duì)于礦產(chǎn)資源的不斷增多，相關(guān)地質(zhì)找礦工作的實(shí)施也逐步由淺層向深層轉(zhuǎn)移[1]。綜合對(duì)甘肅花牛山的找礦潛力分析，可知在此區(qū)域內(nèi)，現(xiàn)存的礦產(chǎn)資源仍以鉛鋅礦為主，且目前可勘查的礦產(chǎn)資源大多居中在第二深度空間，仍有第三深度空間的礦產(chǎn)資源與深部區(qū)域礦產(chǎn)資源有待持續(xù)開發(fā)。在區(qū)域內(nèi)，鉛鋅礦的覆蓋面積可超過60.0%，其中有三條重要成礦帶[2]。但由于我國現(xiàn)有的地質(zhì)勘查技術(shù)實(shí)施，不足以滿足地區(qū)礦產(chǎn)資源需要，為此有關(guān)礦產(chǎn)資源研究單位，在對(duì)此研究中，提出了多種物理探測手段，而重磁勘查便屬于物理探測手段中一種，是指在勘查地質(zhì)環(huán)境中，將地球現(xiàn)有的規(guī)律性磁場作為勘查依據(jù)，對(duì)區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有礦產(chǎn)資源的礦化力進(jìn)行分析，以此種方式定位區(qū)域礦產(chǎn)資源賦存異常，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域礦產(chǎn)資源的勘查與識(shí)別。為此，本文也將基于重磁勘查技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合1∶5萬的高精度識(shí)別數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)一種針對(duì)甘肅花牛山的鉛鋅礦地質(zhì)找礦方法，以此為地區(qū)找礦工作的實(shí)施提出指導(dǎo)。

1 基于1∶5萬重磁勘查的甘肅花牛山鉛鋅礦地質(zhì)找礦方法

1.1 基于1∶5萬重磁勘查建立礦山三維立體找礦模型

為了進(jìn)一步落實(shí)對(duì)甘肅花牛山的找礦工作，本章引進(jìn)重磁勘查技術(shù)，在1∶5萬高精度數(shù)據(jù)的指示下，構(gòu)建一個(gè)礦山三維立體找礦模型。模型可參照下述圖1所示的結(jié)構(gòu)。

按照上述圖1所示的模型結(jié)構(gòu)，在對(duì)地區(qū)進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘查時(shí)，對(duì)X、Y、Z軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行填充。填充的數(shù)據(jù)包括地區(qū)重力數(shù)據(jù)、航磁數(shù)據(jù)、電磁數(shù)據(jù)等，在完成對(duì)模型表層數(shù)據(jù)的填充后，結(jié)合重磁勘查方法，使用重力儀、磁力儀、物探儀等多種物理勘探設(shè)備，對(duì)區(qū)域內(nèi)不同物體受到重力影響后產(chǎn)生的異常變化信息進(jìn)行獲取，獲取對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以磁場異常作為參照數(shù)據(jù)，掌握甘肅花牛山鉛鋅礦層中，不同地質(zhì)剖面內(nèi)礦產(chǎn)資源的賦存現(xiàn)狀。甘肅花牛山地區(qū)前裂谷時(shí)期為例，其上層為礦產(chǎn)資源的重剖面，也稱堿性巖漿的活躍區(qū)域，其中賦存了大量的巖漿變化沉淀物。其中層為磁剖面，屬于大陸地殼的主要活動(dòng)區(qū)域，其中含有部分巖漿沉淀物。其下層為莫霍面，其中賦存了轉(zhuǎn)換洋殼活動(dòng)殘?jiān)Ｍㄟ^此種方式，獲取與區(qū)域礦產(chǎn)資源賦存的相關(guān)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)以1∶5萬的比例尺進(jìn)行縮放，將按照比例后縮放的數(shù)據(jù)填充在區(qū)域地質(zhì)模型內(nèi)，以此種方式完成對(duì)礦山三維立體找礦模型的構(gòu)建。

圖1 礦山三維立體找礦模型

1.2 分析甘肅花牛山鉛鋅礦控礦要素

在掌握相關(guān)甘肅花牛山鉛鋅礦地質(zhì)信息的基礎(chǔ)上，本章將對(duì)區(qū)域鉛鋅礦控礦要素展開進(jìn)一步的分析，定位并挖掘影響區(qū)域礦產(chǎn)資源產(chǎn)出的因素。綜合對(duì)甘肅花牛山的地質(zhì)相關(guān)勘查數(shù)據(jù)，對(duì)其鉛鋅礦控礦要素的總結(jié)如下。

在甘肅花牛山的倒斜坡北部偏西地區(qū)，存在較強(qiáng)的地質(zhì)褶皺，此種褶皺按照斷裂帶趨向發(fā)育，整體結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，在礦區(qū)內(nèi)造線方向?yàn)楸辈科珫|。此礦體主要以對(duì)碳酸鹽及巖礦碎渣構(gòu)成，屬于一種假整合面?；趨^(qū)域重力與磁場分布層面分析，在距離地質(zhì)表層200.0m以下的空間內(nèi)，存在剩余重力異常的現(xiàn)象，在距離地質(zhì)表層100.0m~200.0m之間的區(qū)域內(nèi)，存在布格重力異常的現(xiàn)象，在圈定的主要礦產(chǎn)資源產(chǎn)出區(qū)域內(nèi)，存在磁場異?，F(xiàn)象[3]。這些不同層面上的影響因素，均會(huì)在某種程度上對(duì)區(qū)域找礦造成干擾，甚至對(duì)區(qū)域礦產(chǎn)資源賦存造成影響。

除上述提出的因素，在深入對(duì)甘肅花牛山鉛鋅礦進(jìn)行地質(zhì)勘查的過程中發(fā)現(xiàn)，在礦體正斜區(qū)域存在形態(tài)較為簡單的巖礦，部分巖礦呈現(xiàn)脈絡(luò)狀，也有部分巖礦呈現(xiàn)分支復(fù)合現(xiàn)象?？傊?，在重力磁場層面對(duì)區(qū)域賦存的礦產(chǎn)資源進(jìn)行分析，礦床整體走勢呈現(xiàn)“三高一低”的趨勢，即礦床背部磁場異?，F(xiàn)象較為顯著，礦床正面磁場異常現(xiàn)象呈現(xiàn)一種極化特點(diǎn)。提出的現(xiàn)象對(duì)于礦產(chǎn)資源賦存的走勢可能會(huì)造成某種程度的干擾，甚至?xí)?duì)物探行為的實(shí)施結(jié)構(gòu)造成某種影響。因此，在進(jìn)行甘肅花牛山鉛鋅礦實(shí)際找礦過程中，應(yīng)當(dāng)關(guān)注到與此方面相關(guān)的問題，結(jié)合不同控礦要素對(duì)礦產(chǎn)資源勘查的影響，進(jìn)行找礦工作的進(jìn)一步實(shí)施。

1.3 圈定甘肅花牛山鉛鋅礦找礦靶區(qū)

綜合上文對(duì)甘肅花牛山的地質(zhì)環(huán)境與控礦因素分析，可顯著的看出，區(qū)域內(nèi)現(xiàn)已知的鉛鋅礦，除了具備忠告磁場的特點(diǎn)，同時(shí)也存在鉛鋅組合礦異常的問題。即不同的磁場與重力場異?，F(xiàn)象，均在某種程度上為區(qū)域找礦工作的實(shí)施提出了指示。因此，存在上述提出特征的地區(qū)應(yīng)在礦山三維立體找礦模型中進(jìn)行標(biāo)注處理，并以此作找礦工作實(shí)施的具體依據(jù)，綜合圈定的重點(diǎn)靶區(qū)，不斷將靶區(qū)進(jìn)行對(duì)外延伸，在此基礎(chǔ)上，定位存在斷裂帶、褶皺構(gòu)造的礦產(chǎn)資源，尋找區(qū)域內(nèi)的隱性礦體，將其作為區(qū)域內(nèi)的主要靶區(qū)。

綜上所述，將上述圈定的所有靶區(qū)作為甘肅花牛山鉛鋅礦找礦的重點(diǎn)區(qū)域，按照上述提出的勘查手段，完成對(duì)找礦方法的設(shè)計(jì)。

2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)以某礦山為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，該礦山面積約3654.25m2，該礦山巖體為中淺成中酸性巖體，主要構(gòu)造為斷裂構(gòu)造，主要金屬礦物為鐵，該礦區(qū)部分區(qū)域已經(jīng)有明顯的礦化現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)利用本文設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)方法對(duì)該區(qū)域開展地質(zhì)找礦工作。實(shí)驗(yàn)根據(jù)礦山實(shí)際情況設(shè)定了15個(gè)勘查點(diǎn)，利用1：5萬重磁勘察技術(shù)對(duì)所有勘查點(diǎn)進(jìn)行勘查，勘查過程中所使用到的設(shè)備儀器型號(hào)和參數(shù)設(shè)定為：Z450型號(hào)金屬重力儀，測量中將其亮線靈敏度設(shè)定為1500mgal，計(jì)數(shù)器讀書范圍設(shè)定為0~500格，測程范圍設(shè)定為0mgal~1500 mgal，混合零點(diǎn)位移設(shè)定為±0.24 mgal/h，觀測精度設(shè)定為±0.01 mgal；磁力儀選擇YS208T型號(hào)，測量時(shí)將其探頭測量范圍設(shè)定為0m~2000m，最大溫度設(shè)定為75℃，分辨率設(shè)定為0.86nT，數(shù)據(jù)采集頻率設(shè)定為每秒鐘80次，測量精度設(shè)定為±0.02%；物探儀選擇JUGD-2980型號(hào)，測量時(shí)其測量范圍設(shè)定為0MV~300MV，測量模式設(shè)定為45頻，分辨率設(shè)定為0.15微伏，工頻抑制設(shè)定為75dB，連接方式選擇藍(lán)牙4.5，探測深度設(shè)定為1500m。

根據(jù)測量儀器采集到的地質(zhì)數(shù)據(jù)繪制礦山三維立體找礦模型，并且確定了控礦要素，最終圈定了9找礦靶區(qū)，靶區(qū)面積共468.45m2。實(shí)驗(yàn)利用OUJ軟件對(duì)分析到的找礦靶區(qū)三維數(shù)據(jù)與實(shí)際值進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，計(jì)算出兩種找礦方法的一致性系數(shù)，一致性系數(shù)用于表示找礦結(jié)果與實(shí)際情況抑制程度，系數(shù)值越接近0，則表示找礦精度越高，實(shí)驗(yàn)將其作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)軟件計(jì)算數(shù)據(jù)繪制兩種方法找礦結(jié)果一致性系數(shù)對(duì)比圖，如下圖2所示。

圖2 兩種方法找礦結(jié)果一致性系數(shù)對(duì)比圖

從圖1可以看出，本文設(shè)計(jì)方法找礦結(jié)果一致性系數(shù)值更接近0，而傳統(tǒng)找礦方法找礦結(jié)果一致性系數(shù)上下浮動(dòng)較大，因此實(shí)驗(yàn)證明了設(shè)計(jì)方法找礦精度更高一些，這是因?yàn)樵摲椒☉?yīng)用了1：5萬重磁勘查技術(shù)，為地質(zhì)找礦提供了準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)依據(jù)，因此基于1∶5萬重磁勘查的甘肅花牛山鉛鋅礦地質(zhì)找礦方法更適用于地質(zhì)找礦。

3 結(jié)語

本文以甘肅花牛山鉛鋅礦為例，利用1：5萬重磁勘查技術(shù)對(duì)該礦地質(zhì)進(jìn)行勘查，提出了一種新的地質(zhì)找礦方法，并且利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)論證了該方法不僅適用于甘肅花牛山鉛鋅礦，對(duì)于其他礦山也同樣具有較高的找礦精度。此次研究對(duì)1：5萬重磁勘查技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用具有一定的推廣作用，同時(shí)也為基于1：5萬重磁勘查的地質(zhì)找礦方法實(shí)踐操作提供了良好的參考依據(jù)。