浅析铅锌银多金属矿的物探找矿效果及综合找矿模式

张龙军(广东省核工业地质局二九二大队， 广东 广州 510800)

1 前言

通过已开采的金属矿井研究发现，它们有部分属性相似。例如，根据开采地区地面形状的不同，它开采出的金属矿物种也存在一定的差异，在相同地区勘察得到的矿物种类形态或大小也存在一定的差异。开采的金属矿和所在岩石矿的特性和作用都不尽相同，金属矿物含有的特征会增加开采的难度，影响铅锌银多金属矿的物探找矿的效果。

一般情况下，由于铅银锌多金属矿的独特属性，多存在于岩石断裂带或火山活跃出口等位置，其出现的铅矿、锌矿、银矿，所生产的金属大多为方形铅、闪锌、脆银。由于金属矿形成的环境大多比较复杂和危险，并且其内部结构也比较杂乱，铅银锌等多金属矿的内部结构一般为颗粒状，这也为物探找矿增加了困难。就目前而言，我国在多金属矿的腐蚀化地区的研究还不够成熟，希望通过对铅锌银多金属矿的物探找矿效果及综合找矿模式的研究，能够为多金属矿的找矿工作提供一个新的研究思路，以此推动多金属矿山找矿工作的发展。

2 物探找矿技术的发展现状

深部找矿需要较高的分辨率和探测深度，这就为物探找矿技术提出了新要求。就现在而言，在深部找矿中使用最多的方法有电磁法、激发极化法等。一直以来，这些方法都为我国的矿山深部找矿提供了技术支持，同时也获得了一定的成果[1]。

电磁法的覆盖范围较大、速度较快，是固体矿产勘查中使用较为广泛的物探找矿技术之一，重磁异常2.5D、3D反演方法的发展较快。20世纪末，加拿大的相关学者就对重磁异常3D密度与磁化率反演进行了研究，并研发出了相关软件，其方法成了国外重磁异常反演解释的主要方法。2013年，国内外的一些专家共同研发出了物理资料可视化的解释软件，运用一定的方法对岩性进行了预测，发现了与矿化有关的新石英闪长岩。电磁法是现在深部找矿中使用最多的检测方法，其包括瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法、大地电磁法、音频大地电磁法等。

激发极化法因其自身的特点，在侵染状矿体领域应用的较为广泛，随着找矿模式的发展，在一定程度上推动了激发极化法的三维正反演解释方法的进步。在时间域激电正演领域，一些学者运用有限差分法完成了快速正演，运用边界元法完成了复杂地形的精准模拟，使用自适应有限元法完成了直流电阻率三维正演模拟，让其模拟精度有了进一步提升。在频率域激领域，在Cole-Cole等效模型的基础上，创建了正演算法等。除此之外，激发极化法还在其他领域有了较大的突破，正是由于这些研究的出现，促进了激发极化法理论与方法的完善。

3 深部分辨力及其影响因素分析

3.1 物探找矿方法的理论探测深度

重力能够达到莫氏面，磁法能够到达居里面，电磁法能够到达上地幔，除了氡气之外，其他放射性方法能够探测的范围较小[2]。由此可以看出，放射性方法及激发极化方法的探测的范围较小，其他探测方法探测的范围较深，属于“大探测深度方法”。理论勘探深度通常情况下表述的是，具体的物探找矿方法能够探测到最深的位置，但就矿产勘查而言，探测对象的形状、体积等大小不同，真实探测深度远达不到理论探测的深度，不能以偏概全。

3.2 影响因素分析

首先是仪器、软件仪器的灵活性和准确性，由于深部探测对象在地表产生的异常信号不强，所以仪器、软件仪器的灵活性和准确性，会对可靠探测的最小异常值造成影响，理论上其仪器的灵活性与其检测信号的水平和探测水平成正比例关系，灵活性越强其水平越高。每个软件反演弱异常水平都不相同，例如，在某金属矿中，已经在见矿孔位置布置了CSAMT、TEM测量剖面，TEM电阻率反演剖面对矿体反映正常，但CSAMT方法电阻率反演剖面出现问题，通过分析CSAMT现存的数据，见矿孔周围的测点在20～30HZ频段出现了大幅度的低阻异常和相位畸变，证明CSAMT方法对其矿体有反映，推测其软件反演分辨力不足，导致电阻率反演剖面无异常现象出现。

其次是探测目标物与围岩的物性偏差，其两者的偏差与深部分辨力呈正比例关系，其偏差越大分辨力就越强。如图1所示，两个模型设计探测对象的所有条件都一致，当改变其电阻率，让其与围岩电阻率比值为10倍时(图1b)，探测对象在电阻率反演剖面上有较为明显的异常反映；让其与围岩电阻率比值为2倍时(图1a)，探测对象在电阻率反演剖面上异常反映较小[3]。

图1 理论模型电阻率反演剖面对比图

最后是地质干扰体，其主要含有低阻覆盖层、高阻覆盖层、磁性干扰体等。其中，低阻覆盖层具有屏蔽低阻电流的作用，所需要的电流量较大，但接收信号却较弱；其表层具备的低阻吸附功能，会让电流电流直接经过表层，探测不到深部的情况。此外，低阻覆盖还能让电磁耦合效应升高。高阻覆盖层一般都是荒漠和戈壁，不易供电，且电流量少。磁性干扰体具有一定的磁性，像浅部火山岩，影响其探测对象提取弱磁异常信息的精准度。

4 铅锌银多金属矿的物探找矿方法

随着我国对金属矿研究的不断深入，为了满足物探找矿的需要，各矿区都加大了对找矿技术的研发力度，逐渐形成了综合找矿模式。铅锌银多金属矿在使用找矿方法时，通常情况下，都是根据其条件的不同选择最合适的找矿方法，其中常使用的方法有：矿山所处位置的密度较高可选择高密度激化法；根据金属岩矿吸收激光电流程度的差异，可以选择激光极化法；铅银锌矿石能够改变矿山所处地区的电磁波，在找矿时，可以选择电磁波的天然检测方法等[4]。目前，虽然部分方法已经能够准确的检测到矿区的位置，但由于铅银锌等金属矿的结构比较复杂，在检测时容易受到外界因素的干扰，其检测的准确性较低，这也正好从侧面显示了金属矿的复杂程度。以上述三种方法为依据，本文对铅银锌的找矿效果进行了探究。

4.1 运用电磁波的找矿

由于铅锌银金属矿物能够引起所在地区磁场的变化，因此，在找矿时，就可以根据其电磁波的波动将磁场内部出现变化的地区进行分类，其主要分为以下几类：第一类，含铅锌银的主要矿层下部，它是由于火山喷发，大规模的碎屑堆积造成磁场内部出现变化，通过电磁波对其进行检测，发现其强度为15～30nT[5]，磁场出现变化所覆盖的区域和金属矿所在层重力发生改变的区域几乎重合。由于铅锌银内部含有金属物质，当其与磁场相交时，所在矿区的电磁波就会出现变化，是导致这类区域出现的主要原因。第二类，当电磁波的检测强度不属于正常范围，但其结果又不显示异常的时候，这种情况主要出现在有火山碎末构成的火山石灰岩等纯度较高的矿岩区域。第三类，当电磁波强度大于30nT，表示存在矿物种类比较丰富，但也有可能会出现断裂层掉落碎石或火山喷岩的现象。使用电磁波进行检测能够达到找矿效果的要求，并且其方法还具有较强的有效性，能够在很大程度上区分出岩石区域、金属矿区域和腐蚀区域。为了提高找矿效果的质量，让该方法与重力法等相结合，以此提高找矿的精准度。

4.2 运用高密度法的找矿

我国铅锌银金属矿分布较为集中的区域在重力转折带周围，一般情况下此地区的板块或峡谷断裂层较多，岩石块密度较高，并且还会出现重力异常显示的现象[6]。首先需要对金属矿部分的密度进行检测，依照其密度不同，划分出不同的重力，就能够得到密度和金属矿物之间存在的联系，由于铅锌银的金属密度普遍较高，就可以知道，所检测区域的密度结果越大，出现的重力异常就越明显，铅锌银金属矿的含量就越高。

4.3 运用激光极化法的找矿

我国刚开始进行金属矿物的检测时，常使用的方法就是运用直流电对岩石矿物区域进行探测，由于周围环境较为恶劣，在很大程度上影响了直流电检测的效果，为了提高其检测效果的精准度，相关人员对其检测方法进行了改进，形成了现在的激光极化法。激光极化法的出现在一定程度上弥补了直流电检测法的缺陷。由于金属矿部分区域的极化程度较高，激光极化法作为一种半固定式的检测方法，它能够检测出矿场最底部的形态分布，并且完成了对金属矿中孔洞的预测，这样就能够掌握铅锌银具体的位置。与其他方法相比此种方法能够在很大程度上减少成本的支出。

5 铅锌银多金属矿综合找矿模式及实验论证结果分析

5.1 铅锌银多金属矿综合找矿模式

通过对我国矿物资源相关资料的查询，对其情况进行了数据分析，同时也对金属矿的矿物类型进行了探究，根据目前现存的金属矿特征，对金属成矿进行了归纳整合，对铅锌银多金属矿综合找矿模式进行了构建，其过程如下。

首先，对模式结构进行了整理，我国西北方向和东西方向是盛产金属矿的主要区域，同样也是岩石板块移动较大或火山岩层喷发较频繁的区域。依照其地形的特征，构建了引导矿物和控矿结构。其次，对金属矿形成的原因进行了分析，发现岩浆矿物是金属矿主要构成部分，目前，我国所开采的金属矿物成矿区都位于华北西部。然后，对金属矿物的品质和形成范围与岩石矿物的腐蚀情况的关系进行了探讨，发现一方会随另一方的增加而上升，呈正相关关系，形成的金属矿物有孔雀石矿、铅银锌的矿化等。最后，对其延展性和稳定性进行了研究，发现我国多金属矿或其复合矿物质的金属延展性不高，其结构具有较强的稳定性，在物探找矿中发生的异常情况，一般是由于金属矿所处位置的重力、密度或电磁波的不同引起的，能够帮助我们快速找到矿物资源。依照异常显示建立一个数据信息系统，并对其现象进行详细的划分，以便对之后发现相同情况的金属矿物进行分类，有利于掌握我国矿产区域的地理信息，为综合找矿模式的建立提供相应的数据支撑。

5.2 实验论证结果分析

为了确保综合找矿模式构建的使用效果，对相同矿产区域的金属矿勘察找矿进行了多次检测，并对其结果进行了比较，为了提高检测结果的科学性和严谨性，其检测过程都在相同的条件下进行。第一步，使用传统的方法识别开采金属矿，之后使用本文的找矿模式，将其运用到相同的岩矿中，将其得到的实验结果进行比较，其实验结果如图2所示。从图中可以看出，在地质情况不变的情况下，通过多次对金属矿物的识别检测，综合找矿模式提高了铅锌银多金属矿的物探找矿的有效性。

图2 实验结果对比示意图

6 结论

综上所述，本文通过对铅锌银多金属矿物探找矿方法的分析，得到了相应的找矿效果，在此基础上，创建了初级阶段的综合找矿模式，并将其运用到了具体的锌银等金属矿物的勘查工作中。通过实验让其模式和传统模式进行了对比，本研究制定的找矿模式具有较高的有效性，同时还弥补了传统方法的缺陷，提高了金属框的识别率，降低了物探找矿方法的成本支出。