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摘要:针对我国矿产资源勘查一般在三百米以内的情况,以及国家和社会对深部矿产采掘的需求,本文从物探和化探两个方向阐述了深部找矿技术和原理。本文还介绍了国内外关于深部找矿理论及人才培养的高度重视,也为我国深部找矿技术的发展提出了合理化建议。
关键词:地质矿产勘探 深部找矿 物探 化探
中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)29-398-01
一、引 言
目前我国的矿产资源勘查和开发一般都在300米深度以内,近几年的科学实践证明地层深部的矿产勘查的潜力更大,且深部的矿产具有大而厚、高品位的优势。从国家发展战略和方针来看,今后我国将重点开发主要成矿区带地下五百米至两千米的深部资源,以此促进我国固体矿产勘查向深部拓展,实现找矿重大突破,建立有利于促进深部找矿工作的勘查开采技术经济政策体系。这就要求我们将深部找矿进行深入研究,本文主要研究加强深部找矿的几种途径。
二、深部找矿技术概述
地质专家认为,进行深部找矿工作面临的是埋藏不容易发现的隐伏矿体。因此,要推进深部找矿工作,存在着高风险,并且需要投入大量的人才、资金。因此,要在成矿理论和找矿模式等方面进行重点研究和试验。
我们进行深部找矿,其目的就在于要解决目前矿山资源濒临枯竭的困境。那么,我们应该如何更好地实现深部找矿。经过笔者对实际工作经验的汇总和总结,我认为:首先我们应该做的就是根据成矿理论确定靶区,再对区内的构造运用全球应力场演化理论,这样能够确定该地区的主要矿产构造;然后要用深部地层地应力探测技术确定地下隐伏构造,进而利用SYT物探方法对断层面附近的地层进行探测;最后,根据金属元素固有的频率进行均数计算,确定矿体的埋深与厚度。至于矿产的品位等数据,主要用傅里叶变化进行计算,采用深部取芯钻孔、采样化验进行验证。最后,对SYT法计算的品位进行修正,即可计算出矿体的储量。
目前,世界各国对成矿理论进行了全面深入的研究,出现了一大批矿床成因理论,比如深部流体成矿理论、矿床模式理论、地质力学理论以及地质异常理论等,这些成矿理论的形成及其运用都是制约深部找矿技术的基础因素。矿产存在于一定的地质环境中,并需要特定的成矿条件。在地质矿产勘探过程中,通过地质、物探、化探、遥感等技术手段对成矿有利地段的物理场、化学场,判断矿体存在的形态分布,然后实施工程验证。
长期以来,人类已经建立了以地球化学方法为先导的找矿技术体系。该找矿体系以区域化探扫面作为先导,地质填图为基础,地质地化综合剖面横切异常,针对异常采用物探追索其延伸,地表浅部工程揭露、再实施少量钻探工程深部验证。
三、地质矿产勘探深部找矿的几种途径
随着科学技术的发展和深部找矿理论的不断丰富,目前已经有多种深部找矿途径。下面,从物探和化探两个大方向分别介绍几种较为成熟的深部找矿技术。
(一)物探技术深部找矿途径。
1、瞬变电磁测量技术
瞬变电磁测量技术成功运用了高温超导这一理论基础,其工具是高温超导磁强计。大量野外试验证实,高温超导磁强计能够大大地提高瞬变电磁法的勘探深度,并可获得磁场剖面曲线。该项技术用于深部找矿,工作比较稳定,测量数据相对可靠,并且水平分辨率较高。瞬变电磁测量技术是应用于危机矿山探边摸底和寻找深部隐伏矿产的一种高新技术。
2、航空物探技术
航空物探技术的成功运用推动科学界研制和集成了航空物探综合站,可以通过一次测量得到电性、磁性和放射性等地球物理特征参量,可用于推断、圈定区域岩体及其岩性、构造等目标体特征。该项深部找矿技术运用的产物是氦光泵磁力仪,它在国内地质矿产勘探深部找矿工作中发挥了重要作用。
3、地下物探技术
地下物探技术的主要技术支持是物理技术与计算机技术的结合,该技术解决了很多关于地下隐蔽物探测的疑难问题。其主要原理是:利用仪器设备来检测出隐蔽物与周围介质的密度、电性、弹性、磁性、电化学性质等物性差异,再通过测量重力场、电场、磁场、电磁场、电化学场、弹性波场等各种物理场分布的特征来确定隐蔽物的存在和位置。
地下物探技术发展到今天,已经有多重成熟的方法,比如磁法、电磁法、电磁波法等,这些方法都成功运用于地质矿产勘探,尤其是地下深部找矿技术。
(二)化探技术深部找矿途径。
目前,我国科研工作者重点发展了细粒级采样与分离技术、元素活动态提取技术、地球气纳微金属测量技术、电地球化学测量技术和地下水化学测量技术等5种深穿透地球化学技术,在地质矿产勘探深部找矿领域的技术研究取得了较好的进展。下面针对其中几种方法进行具体研究:
1、元素活动态提取技术
该项技术主要是是利用矿产中的主要金属元素在各种土壤介质中的活动态含量的测量来探测深部矿床的信息。在地质矿产中,矿物质元素以颗粒极小且弥散状态而存在,而这种极小颗粒状态的元素比大颗粒同物质的活动性要好得多。这就使得这些金属元素能够吸附或包裹在其他载体上,甚至被各种介质所结合和转移,完成元素的提取。
2、地下水化学测量技术
地下水预测预警的关键是野外采集地下水特征参数的准确性和时效性。然而,由于含水层具有非均质性的特点,加之任何地区都存在其特有的地质构造,所以地质含水层的地下水的流动特征会存在很大的空间差异性。
利用地下水化学测量技术进行地下水的特征数据采集,可以判断某地区矿产类型。
四、国内外对深部找矿技术的高度重视
在国内,从国家发展规划和政策上,都鼓励各地发展优势,实施和实践深部找矿技术。例如,山东省地矿部门总结出“攻深找盲”、“探边摸底”作为找矿主攻方向,坚持地质、遥感、物化探技术、深部钻探综合研究的找矿方法。国家相关部門要求各地实事求是,从自身情况出发,立足较为合理的勘查投资,努力实现深部矿床新发现等成果。还要求相关企业多角度统计和分析现有数据和案例,紧跟全球深部矿产勘查的现状与趋势,不断加大我国对地质矿产勘查深部找矿技术的投资力度,促进我国地质矿产勘探产业的良性发展。当然,我们更需要培养一大批关键人才,对目前已知矿区的深部找矿工作进行大量的人力投资,对深部地质的成矿理论以及深部找矿技术进行科技投入,让该项技术在地质矿产勘探中所发挥的作用日益突出。我国尤其要加强深部成矿作用与成矿预测理论的研究,挖掘最可行、最经济的深部找矿勘查技术方法,加强国家地质教育与人才培养,加大政府对地质矿产勘探领域的政策支持。
世界各国在地质矿产勘探深部找矿技术的投资额都在不断上升趋,尤其是对工业矿物原料勘探投资比例逐步上升。与此举措相吻合的是,世界的主要矿产资源量也都在深部找矿技术的作用中呈现上升趋势。究其主要原因,是世界范围内对矿产勘查新技术在深部找矿工作中的重视,让其不断发挥着主导作用。随着国外深部矿产勘查和开发的力度不断加强,矿产勘查工作正朝着寻找隐伏矿、深部矿、难识别矿的方向转变,深部找矿技术和方法也随着不断改善和更新,新技术和新方法的普遍应用已成为现今全球矿产勘查工作中不可或缺的重要组成部分。
五、结束语
综上所述,我们在研究深部找矿技术时,应重点从成矿理论、矿化信息提取和地质人才等几个方面进行研究和发展。在加强成矿理论的研究、推广之后,在此基础上不断创新发展深部找矿的新技术,从国家政策上建立健全地质人才的培养,完善人才管理体制。相信在未来,深部找矿技术可以为国家经济发展起到巨大的促进作用。
参考文献
1、王庆乙,胡玉平.金属资源的紧缺与隐伏矿找矿的思考.地质与勘探.
2、浅析DYL型地应力探测仪工作原理及应用效果,王文祥,唐方头,杨武洋等,地壳构造与地应力文集,1998
3、逆向运算方法在油气勘探中的应用,王文祥,中国地球物理学会年刊,1997
4、叶天竺等.金属矿床深部找矿中的地质研究.中国地质.
关键词:地质矿产勘探 深部找矿 物探 化探
中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)29-398-01
一、引 言
目前我国的矿产资源勘查和开发一般都在300米深度以内,近几年的科学实践证明地层深部的矿产勘查的潜力更大,且深部的矿产具有大而厚、高品位的优势。从国家发展战略和方针来看,今后我国将重点开发主要成矿区带地下五百米至两千米的深部资源,以此促进我国固体矿产勘查向深部拓展,实现找矿重大突破,建立有利于促进深部找矿工作的勘查开采技术经济政策体系。这就要求我们将深部找矿进行深入研究,本文主要研究加强深部找矿的几种途径。
二、深部找矿技术概述
地质专家认为,进行深部找矿工作面临的是埋藏不容易发现的隐伏矿体。因此,要推进深部找矿工作,存在着高风险,并且需要投入大量的人才、资金。因此,要在成矿理论和找矿模式等方面进行重点研究和试验。
我们进行深部找矿,其目的就在于要解决目前矿山资源濒临枯竭的困境。那么,我们应该如何更好地实现深部找矿。经过笔者对实际工作经验的汇总和总结,我认为:首先我们应该做的就是根据成矿理论确定靶区,再对区内的构造运用全球应力场演化理论,这样能够确定该地区的主要矿产构造;然后要用深部地层地应力探测技术确定地下隐伏构造,进而利用SYT物探方法对断层面附近的地层进行探测;最后,根据金属元素固有的频率进行均数计算,确定矿体的埋深与厚度。至于矿产的品位等数据,主要用傅里叶变化进行计算,采用深部取芯钻孔、采样化验进行验证。最后,对SYT法计算的品位进行修正,即可计算出矿体的储量。
目前,世界各国对成矿理论进行了全面深入的研究,出现了一大批矿床成因理论,比如深部流体成矿理论、矿床模式理论、地质力学理论以及地质异常理论等,这些成矿理论的形成及其运用都是制约深部找矿技术的基础因素。矿产存在于一定的地质环境中,并需要特定的成矿条件。在地质矿产勘探过程中,通过地质、物探、化探、遥感等技术手段对成矿有利地段的物理场、化学场,判断矿体存在的形态分布,然后实施工程验证。
长期以来,人类已经建立了以地球化学方法为先导的找矿技术体系。该找矿体系以区域化探扫面作为先导,地质填图为基础,地质地化综合剖面横切异常,针对异常采用物探追索其延伸,地表浅部工程揭露、再实施少量钻探工程深部验证。
三、地质矿产勘探深部找矿的几种途径
随着科学技术的发展和深部找矿理论的不断丰富,目前已经有多种深部找矿途径。下面,从物探和化探两个大方向分别介绍几种较为成熟的深部找矿技术。
(一)物探技术深部找矿途径。
1、瞬变电磁测量技术
瞬变电磁测量技术成功运用了高温超导这一理论基础,其工具是高温超导磁强计。大量野外试验证实,高温超导磁强计能够大大地提高瞬变电磁法的勘探深度,并可获得磁场剖面曲线。该项技术用于深部找矿,工作比较稳定,测量数据相对可靠,并且水平分辨率较高。瞬变电磁测量技术是应用于危机矿山探边摸底和寻找深部隐伏矿产的一种高新技术。
2、航空物探技术
航空物探技术的成功运用推动科学界研制和集成了航空物探综合站,可以通过一次测量得到电性、磁性和放射性等地球物理特征参量,可用于推断、圈定区域岩体及其岩性、构造等目标体特征。该项深部找矿技术运用的产物是氦光泵磁力仪,它在国内地质矿产勘探深部找矿工作中发挥了重要作用。
3、地下物探技术
地下物探技术的主要技术支持是物理技术与计算机技术的结合,该技术解决了很多关于地下隐蔽物探测的疑难问题。其主要原理是:利用仪器设备来检测出隐蔽物与周围介质的密度、电性、弹性、磁性、电化学性质等物性差异,再通过测量重力场、电场、磁场、电磁场、电化学场、弹性波场等各种物理场分布的特征来确定隐蔽物的存在和位置。
地下物探技术发展到今天,已经有多重成熟的方法,比如磁法、电磁法、电磁波法等,这些方法都成功运用于地质矿产勘探,尤其是地下深部找矿技术。
(二)化探技术深部找矿途径。
目前,我国科研工作者重点发展了细粒级采样与分离技术、元素活动态提取技术、地球气纳微金属测量技术、电地球化学测量技术和地下水化学测量技术等5种深穿透地球化学技术,在地质矿产勘探深部找矿领域的技术研究取得了较好的进展。下面针对其中几种方法进行具体研究:
1、元素活动态提取技术
该项技术主要是是利用矿产中的主要金属元素在各种土壤介质中的活动态含量的测量来探测深部矿床的信息。在地质矿产中,矿物质元素以颗粒极小且弥散状态而存在,而这种极小颗粒状态的元素比大颗粒同物质的活动性要好得多。这就使得这些金属元素能够吸附或包裹在其他载体上,甚至被各种介质所结合和转移,完成元素的提取。
2、地下水化学测量技术
地下水预测预警的关键是野外采集地下水特征参数的准确性和时效性。然而,由于含水层具有非均质性的特点,加之任何地区都存在其特有的地质构造,所以地质含水层的地下水的流动特征会存在很大的空间差异性。
利用地下水化学测量技术进行地下水的特征数据采集,可以判断某地区矿产类型。
四、国内外对深部找矿技术的高度重视
在国内,从国家发展规划和政策上,都鼓励各地发展优势,实施和实践深部找矿技术。例如,山东省地矿部门总结出“攻深找盲”、“探边摸底”作为找矿主攻方向,坚持地质、遥感、物化探技术、深部钻探综合研究的找矿方法。国家相关部門要求各地实事求是,从自身情况出发,立足较为合理的勘查投资,努力实现深部矿床新发现等成果。还要求相关企业多角度统计和分析现有数据和案例,紧跟全球深部矿产勘查的现状与趋势,不断加大我国对地质矿产勘查深部找矿技术的投资力度,促进我国地质矿产勘探产业的良性发展。当然,我们更需要培养一大批关键人才,对目前已知矿区的深部找矿工作进行大量的人力投资,对深部地质的成矿理论以及深部找矿技术进行科技投入,让该项技术在地质矿产勘探中所发挥的作用日益突出。我国尤其要加强深部成矿作用与成矿预测理论的研究,挖掘最可行、最经济的深部找矿勘查技术方法,加强国家地质教育与人才培养,加大政府对地质矿产勘探领域的政策支持。
世界各国在地质矿产勘探深部找矿技术的投资额都在不断上升趋,尤其是对工业矿物原料勘探投资比例逐步上升。与此举措相吻合的是,世界的主要矿产资源量也都在深部找矿技术的作用中呈现上升趋势。究其主要原因,是世界范围内对矿产勘查新技术在深部找矿工作中的重视,让其不断发挥着主导作用。随着国外深部矿产勘查和开发的力度不断加强,矿产勘查工作正朝着寻找隐伏矿、深部矿、难识别矿的方向转变,深部找矿技术和方法也随着不断改善和更新,新技术和新方法的普遍应用已成为现今全球矿产勘查工作中不可或缺的重要组成部分。
五、结束语
综上所述,我们在研究深部找矿技术时,应重点从成矿理论、矿化信息提取和地质人才等几个方面进行研究和发展。在加强成矿理论的研究、推广之后,在此基础上不断创新发展深部找矿的新技术,从国家政策上建立健全地质人才的培养,完善人才管理体制。相信在未来,深部找矿技术可以为国家经济发展起到巨大的促进作用。
参考文献
1、王庆乙,胡玉平.金属资源的紧缺与隐伏矿找矿的思考.地质与勘探.
2、浅析DYL型地应力探测仪工作原理及应用效果,王文祥,唐方头,杨武洋等,地壳构造与地应力文集,1998
3、逆向运算方法在油气勘探中的应用,王文祥,中国地球物理学会年刊,1997
4、叶天竺等.金属矿床深部找矿中的地质研究.中国地质.