浅析常用的深部金属矿勘查的方法

凌潇 樊建伟

【摘要】近年来我国经济飞速发展，各方面科技水平也迅速提高，乘此契机工业得到空前发展，水平的不断提高，然工业生产对金属矿产资源的需求十分巨大，我国现阶段的金属矿产资源保捉襟见肘。目前，全球来讲，对矿产资源的开发利用还停留在地球的浅表层，因此向更深处找矿是未来金属矿产发展的主要内容之一，由此便引出了深部金属矿勘察方法的研究分析。本文重点分析了当前常用的几种深部金属矿勘察方法，并结合实例对这些方法的应用效果进行了探讨。

【关键词】深部金属矿勘察；方法；应用效果

1 常用深部金属矿勘察方法

随着找矿勘探工作程度的不断深入， 许多露天的和近地表的金属矿产资源已基本上被查明， 在地表浅部（第一深度空间：0 ～ 500 m 深度）找到大型或超大型金属矿床的难度将必越来越大， 而金属矿产资源的短缺已在日益加剧.为了缓解当今的资源危机， 必须进行深部找矿勘探（第二深度空间：500～ 2000 m 深度）.这是因为在地壳深部具有良好的成矿环境和找矿潜力， 地球物理勘探技术的发展与成效已使得深部找矿成为可能.本文通过分析和讨论国内外典型金属矿产资源找矿过程的实践表明：地球物理勘探方法发挥着重要作用， 因为它具有大探测深度、高精度和高分辨率的特点， 可为深部金属矿勘查提供有效信息， 是第二深度空间找矿勘探的有力手段.近年来， 国内外的实践表明， 深部矿产资源的地球物理勘探取得了尚在不断取得重要成效.传统中，我国对金属矿产的勘探主要依靠“矿产地图”[2]，所谓矿产地图是指在多年矿产勘探事业中逐步累积绘制的包括各种金属矿产资源大致分布情况、金属矿地质特点等在内的矿产分布资料。然而，对于深部矿产来说，由于对其的勘查是近几年新兴起的，因此利用矿产地图我们很难了解其分布现状、地质特征的实际情况。对此，矿产勘查人员一般采用以下几种方式。

1）地球化学勘查法。地球化学勘查法，顾名思义其具体工作原理是利用岩层、地下水系、生物圈内的化学元素来分析金属矿产地球深部的分布及变化特征。金属矿产在形成、发展、变化过程中会影响其周围地质、水体中的化学元素分布，尤其是一些金属化学元素分布，因此只要查明地球深部岩层、水系内的金属化学元素含量以及分布特征等，就可以快速准确的确定深部金属矿源。目前，地球化学勘查法在金属矿产勘探工作中已经有了初步应用，例如：新疆萨热阔布铁米尔特矿田在勘查金属矿源时使用的即是地球化学勘察法[3]。

2）吸附电、烴等化探方法。电吸附、烃吸附是一种特殊的化学勘探方法，但是相比于普通化学勘探方法，这种方法可以探测深部地层中微弱的成矿元素，因而有较高的灵敏度。众所周知，金属矿产在成矿过程中其中的成矿元素或者伴生元素会转变成为可溶性离子，随时间推移这些离子会聚集在深部地层岩石与土壤中，而采用常规化学勘探方法很难捕捉到这些离子，对此相关研究学者提出了电吸附、吸附烃等方法。电吸附方法的原理是：利用特殊的化学试剂对所采集的岩土样本进行处理，并对其进行通电，利用电对可溶性离子的吸附性捕捉这些离子，从而判断深部矿源。吸附烃的方法原理与电吸附原理相似，只不过该方法利用样本中有机质对烃类气体的吸附性捕捉提取矿化信息，从而准确判断深部是否有金属矿产。

3）地球物理勘探方法。地球物理勘探是指利用物理学原理对矿产分布情况进行勘查的方法，在勘探过程中会涉及到大量的磁场、重力以及声波传播等物理知识。地球物理勘探方法是目前最常用的方法之一，具体包括以下几类。①重力找矿。重力找矿法是目前我国矿产勘查行业中应用最广泛的方法，十分适合勘查密度大以及与超基性岩层伴生的金属矿产资源。其具体工作原理是：首先勘查人员勘探目标地质体与周围岩体的密度是否存在差异，然后使用精密重力仪对重力异常进行测量，随后工人员结合相关物探资料、当地地质条件以及重力异常结果分析推断矿体的分布情况，最后确定金属矿体的分布位置。②磁法找矿。不同的金属矿石会产生不同磁场，因此只要掌握不同金属矿石磁场分布规律，并通过对比分析所探测到的磁场就能确定探测目标的实际情况。相比于其他物探方法，磁法找矿的探测范围大、分辨率高、定位准确，因此磁法找矿的精度较高。目前，关于磁法找矿的理论研究基本完备，且方法应用趋于成熟，成为深部金属矿产勘查工作中常用的方法之一。③电法找矿。电法找矿的原理是利用矿石的导电性、矿石的电学性质探讨目标地质体的构造，确定金属矿产位置的方法。电法找矿法是一种应用较早的方法，从20 世紀80 年代起，陆续出现了激发极化法、瞬变电磁法、可控音频大地电磁法等方法，并且在金属矿产勘查工作中得到广泛应用。电法是过去几十年我国应用最广泛的金属矿产勘查方法之一，并且经过多年的发展，电法找矿的理论、设备以及技术等有了很大进步，因此电法在未来深部金属矿产勘查工作中具有广阔的应用前景。④地震反射技术。地震反射技术是一种时间较长的地质勘探方法，然而一直以来囿于理论、技术以及设备的限制，地震反射技术在金属矿产勘查中的应用并不成熟。直到20 世纪90年代起，地震反射技术开始被大范围的应用在金属矿产勘查工作，关于地震反射技术的研究应用也进入了新的阶段[4]。地震反射技术相比于其他物探勘查技术，其勘查深度可达数千米，因此在勘探深度普遍超过500 米的金属矿产时，地震反射技术有其独特的优势，发展前景良好。

2 深度金属勘查技术的应用效果探讨

本文结合安徽铜陵冬瓜山地区深部金属矿产的勘察工作实例对地震反射技术的应用效果进行了初步探讨。在本次勘探工作中，勘探人员使用ARIES 24 位数字地震仪以及REFTEK-125便携式地震仪采集数据，然后利用工作站对采集数据进行去噪以及静校正处理，最后根据采集数据制作地层数据图像，并根据图像分析确定矿产位置。本次勘查大体勾画出了冬瓜山矿床的分布形状，并确定了矿床大致深度与位置，虽然矿体的深度、位置等精度不足，但是此次工作仍然证明了地震反射技术可以被用来探测深部金属矿产，并且探测结果可以直接作为矿产开采的参考资料。这些都充分说明了深部金属矿产勘查常用技术在未来存在广阔的发展应用前景。

3 结束语

在矿产资源日益紧缺的今天，向深处找矿成为解决矿产资源不足的主要方法，因此研究探讨深部金属矿产的勘察方法十分必要。本文研究了深部金属矿产勘查工作中常用的化学勘探方法、物理勘探方法以及吸附电、烴化探方法等，并且重点分析了物理勘探方法的主要类型，最后文章结合勘探工作实例以地震反射技术为代表，对深部金属矿产勘查常用方法的效果进行简单探讨，说明了深部金属矿产勘查方法在未来的发展应用有着广阔前景。

参考文献：

[1]陈志强，鄂阿强.金属矿产深部产出特征及勘查技术方法[J].科技传播，2011，16（3）：144-145.

[2]丁健，董坤鹏.深部金属矿产资源地球物理勘查与研究[J].城市建设理论研究（电子版），2012，29（27）：118-119.

[3]刘冶.有色金属矿产资源勘查方法探析[J].地球，2014，17（6）：125.

[4]胡文岭.成矿区带深部有色金属矿产资源勘查评价方法技术研究[J].科技传播，2011，17（12）：174-175.