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[摘要]有色金属矿产资源是重要的生产资料,是现代工业、农业和高科技产业发展的重要原料。近年来,随着社会经济的不断发展,稳步增长的有色金属需求量对矿产勘查提出了更高的要求。本文对有色金属矿产勘查的主要方法进行了探讨,并重点介绍了一些新技术的应用。
[关键词]地球物理勘查 地球化学勘查 钻探法
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-6-121-1
0引言
有色金属矿产又可以称之为非铁金属,是指除黑色金属矿产如铁、锰、铬以外的金属矿产,包括金、银、铜、钨、铂等。这些矿产资源广泛应用于工业、农业、国防、高科技产业等领域,与普通民众的生活息息相关。我国有色金属资源丰富,品种齐全,部分有色金属储量居世界第一,是世界上最早开发和利用有色金属矿产的国家之一,其中对汞的利用甚至可以追溯到五千年前。随着经济和科技的发展,有色金属的作用愈发重要,是推动现代工业和高科技产业的迅速发展的重要战略物资和生产资料。近年来,有色金属产量虽然遭遇一定挫折,但仍然稳步增长。数据显示,去年上半年,我国十种有色金属产量同比增长10%,接近2000万吨。有色金属需求量不断增加,而已探明的优质矿产资源却不断减少,复杂低质化的矿产资源逐步成为主体原料。同时,为提高产量和效益,对有色金属勘查方法提出了更高的要求。本文着重介绍了在有色金属矿产勘查过程中的几种重要方法,并对其中的一些方法进行了探讨。
1地球物理勘查
地球物理勘查又称为物探,是应用物理学的原理来研究解决矿产资源勘查问题的理论和方法。该方法的基本特点就是通过研究地球物理场如磁场、电场等,或者物理性质如弹性、放射性等,使用相应的物理方法和勘探器材,通过一系列的分析研究从而为估计矿产资源的分布和面积提供参考依据。地球物理勘查方法种类较多,主要按照物理原理进行分类,如利用电磁原理的电法勘查和磁法勘查,利用重力原理的重力勘查以及利用放射性质的放射性勘查等,是应用较多的勘查方法。本节对瞬变电磁法和激发极化法在有色金属矿产勘查中的应用进行了重点研究。
1.1瞬变电磁法
瞬变电磁法(Time Domain Electromagnetic Methods,简称TEM),主要是利用电磁感应定律的基本原理。该方法利用人工在不接地回线或接地线源上加以脉冲电流,向地下发射一次脉冲磁场,在一次脉冲磁场间歇期间,当遇到不同介质时,利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。该方法主要有异常可靠性高、抗干扰能力强、分辨能力强、噪声低,测探速度快、穿透能力强等优点,对块状硫化物的矿床的找矿能力强。然而,瞬变电磁法也有一定的局限性,如果遇到周边有大的金属结构时,或在地层表面遇到大量的低阻层矿化带时,该方法不能可靠测量,因而也不能取代其它电法勘查技术。
1.2激发极化法
金属硫化物具有很强的激发极化效应,并且大多与有色金属矿产共生。激发极化法(Induced Polarization Method)就是利用这一特性,通过研究岩矿石的电阻率和极化率两个参数,从而达到间接勘查有色金属矿产的目的,是寻找金属硫化物矿产的重要方法。激发极化法同时观测电阻率和极化率两个参数,因而,激发极化法在寻找深部隐伏矿体的工作中可以发挥其它方法无法替代的作用。激发极化法又包括中梯装置的时间域激发极化法、偶极-偶极装置的相位激电测探方法、三极装置的测探法和可控源音频大地电磁测深法等,这些方法各具优点,可根据实际情况,进行选择。
2地球化学勘查
地球化学勘查又称为化探,是指利用化学原理,通过测量某一地区的天然物质中元素的含量,分析地球化学异常的线索来寻找矿床,从而研究其地理分布的规律,并对矿产进行预测的方法。成矿物质在矿床形成的过程中,会留下不同于天然物质元素正常分布模式的异常现象,这种能够识别出来的印迹就是地球化学异常。其中,在正常模式上显示出来的元素高含量就是正异常,是勘查矿产的重要信息。目前,根据采样对象,地球化学勘查可以划分为岩石、土壤、水系沉积物、气体等地球化学测量方法。本节对水系沉积物地球化学测量和地气测量进行了探讨。
2.1水系沉积物地球化学测量
水系沉积物地球化学测量(Geochemical Stream Sediment Survey)是通过系统采集某区域水系沉积物样品,分析研究其中一些元素含量,获得地球化学异常信息,从而达到矿产勘查目的的一种地球化学勘查方法。在地面大面积普查方法中,水系沉积物测量被认为是效率最高的方法,因而被广泛应用于森林沼泽区域、高寒湖沼丘陵等地区的矿产勘查。目前,我国已经有多项关于水系沉积物地球化学测量的标准,样品经晾干后,过0.25mm筛除去杂质,混合后120℃烘24h去水后待分析检测。
2.2地气地球化学测量
当地球壳层的上升气流经过矿体时,自然地会将一些矿元素的超细小活动态微粒带到地球表面。地气地球化学测量法(地气法,Geogas Method)就是通过捕集器收集这些气体,用极灵敏的分析技术测出气体中的某些元素的含量,发现地球化学异常,以达到资源勘查目的的地球化学勘查方法。根据样品采集的对象,地气法还可以进行进一步分类。利用过滤器等装置采集地表氣中的分子形式的金属元素称之为元素分子形式法;利用离子陷阱采集地表气中的金属离子称之为离子晕法;通过抽气或埋置方法采集地表气中的固相颗粒,再进行分析的方法分别称之为抽气法和埋置法。目前,地气法并没有得到广泛应用。
3钻探法
在勘查矿床的过程中,用器械向地下钻孔,取出土壤或岩心供分析研究,称之为钻探法,可用于验证物探、化探异常的结果。钻机主要分为回旋式、冲击式以及复合式钻机。随着科学技术的方法,钻探技术取得重大进步,目前主要有金刚石—绳索取心钻探技术、空气泡沫钻探技术、潜孔锤钻探技术、反循环钻探技术等。
4结束语
有色金属矿产资源是我国的宝贵财富,如何更好的进行勘查以提高效益、满足需求是当前研究的重点。本文介绍了地球物理勘查法、地球化学勘查法和钻探法,并对其中一些使用较多的新技术进行了重点介绍,这些新技术的应用和发展是有色金属矿产成功勘查的重要保证。
参考文献
[1]高兆奎,杨云松.世界有色金属矿产勘查的进展及走势分析[J].甘肃地质学报,2009,8:5-11.
[2]刘瑞德,黄力军,杨进,陆桂福.综合电法在有色金属矿产勘查中的应用实例[J].物探与化探,2006,30(4):322-326.
[3]齐文秀.地面瞬变电磁法在有色金属矿产勘查中的应用[J].有色金属矿产与勘查,2005,4(3):162-164、184.
[4]刘思敏.有色金属矿产资源勘查方法探讨[J].资源节约与环保,2013,3:41.
[5]杨少平,弓秋丽,文志刚,张华等.地球化学勘查新技术应用研究[J].地质学报,2011,85(11):1844-1877.
[关键词]地球物理勘查 地球化学勘查 钻探法
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-6-121-1
0引言
有色金属矿产又可以称之为非铁金属,是指除黑色金属矿产如铁、锰、铬以外的金属矿产,包括金、银、铜、钨、铂等。这些矿产资源广泛应用于工业、农业、国防、高科技产业等领域,与普通民众的生活息息相关。我国有色金属资源丰富,品种齐全,部分有色金属储量居世界第一,是世界上最早开发和利用有色金属矿产的国家之一,其中对汞的利用甚至可以追溯到五千年前。随着经济和科技的发展,有色金属的作用愈发重要,是推动现代工业和高科技产业的迅速发展的重要战略物资和生产资料。近年来,有色金属产量虽然遭遇一定挫折,但仍然稳步增长。数据显示,去年上半年,我国十种有色金属产量同比增长10%,接近2000万吨。有色金属需求量不断增加,而已探明的优质矿产资源却不断减少,复杂低质化的矿产资源逐步成为主体原料。同时,为提高产量和效益,对有色金属勘查方法提出了更高的要求。本文着重介绍了在有色金属矿产勘查过程中的几种重要方法,并对其中的一些方法进行了探讨。
1地球物理勘查
地球物理勘查又称为物探,是应用物理学的原理来研究解决矿产资源勘查问题的理论和方法。该方法的基本特点就是通过研究地球物理场如磁场、电场等,或者物理性质如弹性、放射性等,使用相应的物理方法和勘探器材,通过一系列的分析研究从而为估计矿产资源的分布和面积提供参考依据。地球物理勘查方法种类较多,主要按照物理原理进行分类,如利用电磁原理的电法勘查和磁法勘查,利用重力原理的重力勘查以及利用放射性质的放射性勘查等,是应用较多的勘查方法。本节对瞬变电磁法和激发极化法在有色金属矿产勘查中的应用进行了重点研究。
1.1瞬变电磁法
瞬变电磁法(Time Domain Electromagnetic Methods,简称TEM),主要是利用电磁感应定律的基本原理。该方法利用人工在不接地回线或接地线源上加以脉冲电流,向地下发射一次脉冲磁场,在一次脉冲磁场间歇期间,当遇到不同介质时,利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。该方法主要有异常可靠性高、抗干扰能力强、分辨能力强、噪声低,测探速度快、穿透能力强等优点,对块状硫化物的矿床的找矿能力强。然而,瞬变电磁法也有一定的局限性,如果遇到周边有大的金属结构时,或在地层表面遇到大量的低阻层矿化带时,该方法不能可靠测量,因而也不能取代其它电法勘查技术。
1.2激发极化法
金属硫化物具有很强的激发极化效应,并且大多与有色金属矿产共生。激发极化法(Induced Polarization Method)就是利用这一特性,通过研究岩矿石的电阻率和极化率两个参数,从而达到间接勘查有色金属矿产的目的,是寻找金属硫化物矿产的重要方法。激发极化法同时观测电阻率和极化率两个参数,因而,激发极化法在寻找深部隐伏矿体的工作中可以发挥其它方法无法替代的作用。激发极化法又包括中梯装置的时间域激发极化法、偶极-偶极装置的相位激电测探方法、三极装置的测探法和可控源音频大地电磁测深法等,这些方法各具优点,可根据实际情况,进行选择。
2地球化学勘查
地球化学勘查又称为化探,是指利用化学原理,通过测量某一地区的天然物质中元素的含量,分析地球化学异常的线索来寻找矿床,从而研究其地理分布的规律,并对矿产进行预测的方法。成矿物质在矿床形成的过程中,会留下不同于天然物质元素正常分布模式的异常现象,这种能够识别出来的印迹就是地球化学异常。其中,在正常模式上显示出来的元素高含量就是正异常,是勘查矿产的重要信息。目前,根据采样对象,地球化学勘查可以划分为岩石、土壤、水系沉积物、气体等地球化学测量方法。本节对水系沉积物地球化学测量和地气测量进行了探讨。
2.1水系沉积物地球化学测量
水系沉积物地球化学测量(Geochemical Stream Sediment Survey)是通过系统采集某区域水系沉积物样品,分析研究其中一些元素含量,获得地球化学异常信息,从而达到矿产勘查目的的一种地球化学勘查方法。在地面大面积普查方法中,水系沉积物测量被认为是效率最高的方法,因而被广泛应用于森林沼泽区域、高寒湖沼丘陵等地区的矿产勘查。目前,我国已经有多项关于水系沉积物地球化学测量的标准,样品经晾干后,过0.25mm筛除去杂质,混合后120℃烘24h去水后待分析检测。
2.2地气地球化学测量
当地球壳层的上升气流经过矿体时,自然地会将一些矿元素的超细小活动态微粒带到地球表面。地气地球化学测量法(地气法,Geogas Method)就是通过捕集器收集这些气体,用极灵敏的分析技术测出气体中的某些元素的含量,发现地球化学异常,以达到资源勘查目的的地球化学勘查方法。根据样品采集的对象,地气法还可以进行进一步分类。利用过滤器等装置采集地表氣中的分子形式的金属元素称之为元素分子形式法;利用离子陷阱采集地表气中的金属离子称之为离子晕法;通过抽气或埋置方法采集地表气中的固相颗粒,再进行分析的方法分别称之为抽气法和埋置法。目前,地气法并没有得到广泛应用。
3钻探法
在勘查矿床的过程中,用器械向地下钻孔,取出土壤或岩心供分析研究,称之为钻探法,可用于验证物探、化探异常的结果。钻机主要分为回旋式、冲击式以及复合式钻机。随着科学技术的方法,钻探技术取得重大进步,目前主要有金刚石—绳索取心钻探技术、空气泡沫钻探技术、潜孔锤钻探技术、反循环钻探技术等。
4结束语
有色金属矿产资源是我国的宝贵财富,如何更好的进行勘查以提高效益、满足需求是当前研究的重点。本文介绍了地球物理勘查法、地球化学勘查法和钻探法,并对其中一些使用较多的新技术进行了重点介绍,这些新技术的应用和发展是有色金属矿产成功勘查的重要保证。
参考文献
[1]高兆奎,杨云松.世界有色金属矿产勘查的进展及走势分析[J].甘肃地质学报,2009,8:5-11.
[2]刘瑞德,黄力军,杨进,陆桂福.综合电法在有色金属矿产勘查中的应用实例[J].物探与化探,2006,30(4):322-326.
[3]齐文秀.地面瞬变电磁法在有色金属矿产勘查中的应用[J].有色金属矿产与勘查,2005,4(3):162-164、184.
[4]刘思敏.有色金属矿产资源勘查方法探讨[J].资源节约与环保,2013,3:41.
[5]杨少平,弓秋丽,文志刚,张华等.地球化学勘查新技术应用研究[J].地质学报,2011,85(11):1844-1877.