浅谈煤田勘探中的金属矿产勘查研究

席书娜

(四川省煤田地质局一三七队, 四川达州市 635000)

浅谈煤田勘探中的金属矿产勘查研究

席书娜

(四川省煤田地质局一三七队, 四川达州市 635000)

结合实际工作经验对煤田勘探中的金属矿产勘察进行探讨。详细阐述了煤田勘探工程的布置工作、煤系共伴生金属矿产资源特征以及勘查技术方法，并以八家子银铅锌矿床为例，应用可控源音频大地电磁法探测金属矿产，成功发现铅锌矿体。

煤田勘探；金属矿产；勘察

经济的快速可持续发展离不开资源的利用。目前我国煤田勘探中煤系共伴生矿产资源,虽较为丰富,但随着各煤矿区开采力度加大,金属矿产的开采越来越少,导致常用的金属矿产资源的短缺日益加剧,并且煤田勘探中对金属矿产资源的勘查存在诸多问题。因此,必须采取有效的应对措施,研究出科学有效的金属矿产勘查技术,以缓解我国金属矿产资源短缺的现象,从而促进我国煤矿事业的发展。

1 煤田勘探工程的布置工作

煤田勘探工程的布置系统主要是指勘探工程在平面上的排列形式,适合于地层构造线具有明显方向性的地区操作。有利于对金属矿产的勘查和分析,勘探线的布置原则如下:

(1)在详查和勘探阶段时布置的勘探线与普查阶段的勘探线一致；

(2)为保证剖面构造形态的正确性,勘探线应该与岩层走向、褶皱构造线尽量保持垂直状态,误差在倾斜角＜15°内；

(3)避开不利于施工的地段；

(4)为了方便钻探和物探资料的对比,勘探线应尽量与物测线的位置一致；

(5)勘探线的布置方向不能因为地层走向的局部改变而改变,以整体的走向为主。

2 煤系共伴生金属矿产资源的特征

煤系共伴生矿产资源是指在煤系地层中与煤炭共生或者伴生的其他矿产,主要分为固体共伴生矿类、可燃有机岩类以及气态共伴生类,煤系共伴生金属矿产资源属于固体共伴生类,目前已经开发利用的金属元素将近20种,其中贵金属包括金、银、铂；稀有分散元素包括锗、镓、铀、钒、钪、铼等。本文主要对锗、镓、铀、钒4种金属矿产资源进行分析。

2.1 锗的资源特征

锗(Ge)作为煤系伴生的矿产资源,在自然界分布较为广泛,但是,资源储存量贫乏,目前,已经探明的金属锗储量仅为8600 t,我国锗储量为3526 t,占其总量的41%,金属锗主要以腐殖酸盐的形式存在于煤质中,一般分布在顶、底板附近,在薄煤层也有分布,目前,我国云南省是锗储量最丰富的省份,在内蒙古和广东省的煤矿区也有分布,内蒙古的胜利煤田主要生产褐煤矿,煤系伴生锗资源在其南北部分布较为广泛,大多数钻孔显示锗含量在煤层中部出现高峰值[1]。

2.2 镓的资源特征

镓(Ga)是指银白色或灰蓝色的金属,在电子工业中被广泛运用,被称为“电子工业的脊梁”[2],可从铅锌矿、铝土矿、煤灰以及明矾石矿中进行回收,富集于煤层的围岩和粘土夹层中,在我国,金属镓一般分布在西南部的中生代和晚古生代含煤岩系之中,平均每吨煤内镓含量约为20～40 g,目前,在我国内蒙古准格尔煤田中的黑岱沟矿区发现与煤伴生的大型镓矿床。

2.3 铀的资源特征

铀(U)是一种放射性元素,在煤层底部中分布较广,在褐煤层中极为丰富,但是铀矿床分布有限,常见的铀矿床有钾钒铀矿和沥青铀矿,在澳大利亚、南非、美国以及加拿大等国家铀资源比较丰富,我国铀矿资源也比较丰富,例如内蒙古鄂尔多斯盆地拥有世界级的超大型铀矿床。

2.4 钒的资源特征

钒(V)属于高熔点稀有金属,主要从钒钛磁铁矿、铝土矿、粉砂岩以及磷块岩矿中进行回收,南非的钒储量位于世界第一[3]。

近年来,随着科学技术的快速发展,在煤炭勘探工程中,陆续发现了其他稀有金属分散元素和贵金属元素,此外,在煤层中常有铝土矿、铁矿等金属矿床,对于我国工业的发展有一定的促进作用。

3 勘查技术方法

3.1 地球物理勘查技术

地球物理勘探技术主要是利用岩石和矿体的物理性质来寻找矿床,传统的地球物理勘查技术主要包括电法和磁法等技术手段,随着科学技术的不断发展,地球物理勘查技术也延伸出了更多新型的技术手段,例如地下电磁波法、频谱激电法、可控源音频大地电磁法、高精度磁测技术以及高精度重力勘查技术等,为金属矿产的勘查工作带来了新的发展机遇[4]。

3.2 地球化学勘查技术

地球化学勘查技术主要是用岩石和矿体的化学性质,发现其化学异常来寻找矿床[5]。目前,发展较快的地球化学勘查技术是深穿透法,勘查金属矿产的方法主要是金属活动态测量法,金属活动态测量法主要指借助水、活性炭等物体测定存在于地表浅部的各种活动态金属,目前,在我国安徽省江北运积物覆盖区进行了试验,在勘测金矿上成效显著。

3.3 遥感地质调查技术

遥感地质调查技术主要是利用高光谱遥感获取光谱影像数据[6]。主要是发挥光谱微分、匹配、分解、分类等技术在地质调查中的作用,例如,航空71波段高光谱仪曾对我国张家口地区的岩石进行了识别研究。此外,遥感地质调查技术在铜、锌、铅等金属矿产勘查中也有运用。

4 案例分析

以八家子银铅锌矿床为例,对煤田勘探中的金属矿产勘查进行分析,该矿区主要是运用可控源音频大地电磁法对金属矿产进行探测。该矿山包括红旗、北山、炉沟、冰沟和东风5个矿区[7]。由于,该矿山开采年限已久,矿产资源开采力度过大,地表浅部所蕴含的矿产资源已近枯竭,所以只能深部开采矿体,具体勘查步骤如下:

(1)运用频谱激电法对矿区进行勘探,发现矿体异常特征比较明显,确定勘测地点；

(2)运用可控源音频大地电磁法,在矿区布置综合剖面,(见图1),开展探测工作,并进行相关数据的处理分析；

(3)结果发现,在F12断层中发现矿体异常特征,380～383 m处发现了铅、锌矿体。

图1 红旗矿段可控源音频大地电磁断面图

5 结束语

煤田中含有十分丰富的金属矿产资源,科学的布置煤田勘探工程,了解其布置原则和布置形式,注重对锗、镓、铀以及钒等常用性金属的开采,加强地球物理勘查、地球化学勘查、遥感地质调查等技术的有效利用,对中国金属工业发展具有重要意义。本文对煤田勘探中的金属矿产勘查相关问题做了初步探讨,为类似煤田中的金属矿产勘查提供参考。

[1]姜志刚.煤田勘探中的金属矿产勘查研究[J].能源与节能, 2014,07(2):77,104.

[2]王金香,李文明,亓宏兵,等.金属矿产勘查中新技术的应用[J].中国科技博览,2012,09(22):329-329.

[3]高志刚.试论煤田勘探中的金属矿产勘查[J].地球,2013,11 (6):117-117.

[4]余存林,徐 永,杜建军.等.煤田勘探中不要忽视对金属矿产的勘查评价[J].西部资源,2013,12(1):113-114.

[5]辛福成,辛 良,黄福学,等.地球化学勘查方法在多金属矿产勘查中的应用[J].地质与资源,2011,16(2):130-133,140.

[6]陈永清,夏庆霖.金属矿产勘查技术发展现状与思考[J].地球物理学进展,2012,17(3):540-550.

[7]王全明,叶天竺,王保良,等.我国主要金属矿产勘查工作特点及对当前勘查工作的启示[J].地质与勘探,2010,41(2):1-5.

2015-03-12)

席书娜(1983-)，女，河南西平县人，工程师，硕士，研究方向为地质矿产及煤田勘探类，Email:543800337＠qq.com。