金属矿床深部找矿中的地质研究重点分析

2022-11-18 11:12祁重先苑举鑫包元华
世界有色金属 2022年15期
关键词:勘测成矿研究

祁重先,苑举鑫,包元华

(青海省有色第三地质勘查院,青海 西宁 810000)

近年来我国对金属矿产资源的需求不断增加,大量赋存于浅部的金属矿床都处于已开发状态下,现有的金属矿产资源难以满足国民经济建设可持续性发展的实际需求。在此背景下,地质找矿部门必须高度重视金属矿床深部找矿工作。实现对深部金属矿产资源的开发利用,为我国的现代化建设以及长期稳定发展提供更为充足的金属矿产资源保障。

1 概述金属矿床深部找矿中的地质研究

1.1 金属矿床深部找矿地质研究

金属矿床深部找矿地质研究主要指的是对地表下方1km到3km内地质构造、地质作用进行研究,并分析其与金属矿体成矿条件以及控矿关系,从而为金属矿床深部找矿工作提供指导建议[1]。

根据目前的地质研究结果,在地表下的这一区间范围内的所有矿床基本都是在同一成矿作用下形成的,因此即使矿床不同,但在成矿条件、成矿作用以及控矿因素等方面均有高度的相似性,这成为了金属矿床深部找矿地质研究的重要基础。金属矿床深部找矿地质研究具有较强应用价值,研究工作应加强与实际地质勘查工作的有机结合,以便对目标区域的基本地质条件进行全面的了解,且应通过物化探等各项先进地质勘测技术获取地质数据,确保金属矿床深部找矿地质研究结果客观准确。

1.2 金属矿床深部找矿地质研究的重要性分析

1.2.1 能够为金属矿床深部找矿工作提供指导

随着我国现代化建设对金属矿产资源需求量的不断增加,金属矿产资源匮乏现象日益加剧,这已经成为制约我国社会经济实现可持续性发展目标的重要瓶颈因素,因此开展金属矿床深部找矿工作势在必行。然而,目前我国的金属矿床深部找矿工作普遍存在找矿效率低、找矿准确性差等问题,造成这一情况的主要原因就是缺乏科学的地质研究成果,无法对金属矿床深部找矿工作进行有效的指导。因此必须加强金属矿床深部找矿地质研究工作,通过对金属矿床地质构造以及地质作用的分析来充分发掘深部隐伏的金属矿产资源,从而缓解我国金属矿产资源供给与需求之间的矛盾。

1.2.2 能够为矿山企业创造更大的经济效益

受现有金属矿床深部找矿水平的限制,我国目前只能对地表下方500m~800m之间的地层进行有效勘测,不仅极大的影响了矿山企业的经济效益,也造成了严重的资源浪费。因此,应高度重视金属矿床深部找矿地质研究工作,加强对深部金属矿体结构面的研究,准确把握地质作用与成矿条件之间的关系,以掌握深部金属矿体埋藏方向及特点,从而加大勘测深度,全面提高金属矿床深部找矿水平。同时金属矿床深部找矿地质研究工作的开展也有利于增加矿山开采量以及矿山生产周期,提高矿山开采作业的安全性,可以为矿山企业创造更大的社会经济效益。

1.3 地质研究在金属深部找矿工作中需要解决的问题

在金属矿床深部找矿工作中,往往会遇到地表部分有大规模蚀变等地质现象的情况,严重影响了找矿工作的效率。蚀变现象主要是指一些由于受到降雨等各种因素影响而产生腐蚀后长期存在的地形地貌特征。当金属矿石原有特征被侵蚀消失后,就会加大金属矿床深部找矿的难度,这也是地质研究中需要解决的问题之一。同时,在金属矿床深部找矿工作中还经常会遇到断层现象。断层通常是在陆地深部发生碰撞平移后所产生的,而断层的存在会加大金属矿床深部找矿的难度,往往会出现发现矿体后由于遇到断层而无法准确掌握矿体走向的情况,这些都需要通过地质研究工作来进行分析并加以解决。

2 地质研究在金属矿床深部找矿工作中的重点分析

2.1 加强对金属矿床深部找矿中沉积作用的地质研究

在金属矿床深部找矿工作中,金属矿床在沉积作用下往往会形成具有鲜明特征的地质结构。金属矿体在纵向垂直方向上会产生层序性变化。随着环境的变化,矿层的原初走向也会发生一定的改变,这些因素会使得沉积层的潜藏呈现纵向垂直偏移特征[2]。而金属矿床如果位于与架构临近的盆地内时,其也会逐渐发生位移。不同的物理以及化学变化都会在不同程度上影响沉积型金属矿床的成矿条件,金属矿床会发生空间维度上的改变,具体表现为随时间推移逐渐延伸,且矿床的宽度相应的变窄。因此要加强对沉积作用的地质研究,以准确掌握金属矿床分布特征,避免发生偏差,影响找矿的效率。

2.2 加强对金属矿床深部找矿中火山作用的地质研究

火山作用也是金属矿床深部找矿工作中地质研究的重点之一。金属矿床在成矿过程中会受到火山作用的强烈影响,其成矿分布往往与火山的纵向喷发密切相关。由于火山喷发会导致物质聚集沿其喷发方向逐渐减少,因此金属矿产资源主要集中在火山喷发的纵向方向上,且自下而上呈垂直下降的特点。同时,火山成矿作用一般难以在裸露环境下形成金属矿物质的有效聚集,这就要求在金属矿床深部找矿工作中应主要针对具有一定封闭性的矿区环境,其中中浅部地段应是找矿勘察重点区域[3]。在对金属矿床深部找矿中的火山作用开展地质研究时,还应注意火山的不同类型对金属矿床成矿的不同影响,应加强对陆相与海相火山在成矿方面的差异性分析,在海相火山中与火山衔接的坡面粗以及其固有喷流中心等位置存在深部金属矿床的几率相对较大,应将其作为金属矿床深部找矿工作的重点。此外,还应加强对火山带的研究,在火山带中如有次火山潜藏时,该架构初步具备存在金属矿床成矿条件。

2.3 加强对金属矿床深部找矿中变质作用的地质研究

在金属矿床深部找矿中的地质研究工作中,变质作用也是需要重点关注的一种地质作用。金属矿床的深部成矿中,在变质作用下所形成的高等以及中等变质岩是主要的影响因素。所谓中等变质岩以及高等变质岩,其区别体现在金属矿床成矿时所受的不同程度的变质作用。在对中等变质岩进行地质研究时,根据其变质程度较小的特点,应将重点集中在原始成矿物质以及原岩建造方面,通过分析二者之间的关联性对金属矿床的原始含矿位置、深度范围以及地质变形的重要转折点等分布规律进行准确的判断。同时,在地质研究中还应针对高级变质岩变质程度大的特点,重点研究其变形构造特征,并对不同变形构造与金属矿床成矿之间的关系进行深入的分析,从而更加准确的确定金属矿床的赋存位置等。

2.4 加强对金属矿床深部找矿中岩浆入侵作用的地质研究

岩浆入侵作用对金属矿床的成矿会产生重要的影响。在岩浆入侵的地质研究工作中,应对岩体多期侵入物质的具体组分以及岩石组构在纵向方向上的变化规律进行深入的分析,并要准确把握二者对金属矿床成矿的影响。当部深岩体位于矿体衔接位置时,应加强对其成因的研究,以便以为依据对其性质进行判断,从而掌握矿头以及矿尾的具体位置,为金属矿床深部找矿工作提供可靠的指导意见[4]。同时,还应重点对热流体侵入岩石后的影响区域具体研究,加强隐伏岩体纵向埋深的定量分析,以便对热流体活动范围的中心位置加以确定,并为寻找其地表标志物等提供可靠的依据,此外,还应对岩体在三维空间内的形态特征进行分析研究,以掌握岩体组分以及其组构在纵向方向上的变化特征,且应准确判断岩浆侵位的具体方向以及接触带在纵向空间内的形态变化特点。

2.5 加强对金属矿床深部找矿中综合性地质作用的地质研究

在金属矿床深部找矿的地质研究工作中,还应加强对综合性地质作用与复合型金属矿床成矿关系的研究,也就是在多种地质作用的综合影响所形成的复合型矿层。在沉积、变质、岩石入侵以及火山等多种地质作用下所形成的金属矿体在具体组分、架构特点以及埋藏走向等方面均较为复杂,应开展深入全面的勘查,以获取更为详细的矿体信息。从而为金属矿床深部找矿工作提供理论依据和数据基础,促进我国金属矿床深部找矿水平的提高。

3 地质研究在金属矿床深部找矿工作中的重点方向

3.1 加强对金属矿床结构面垂直形态的研究

在金属矿床深部找矿工作中,应将成矿结构面作为主要的研究方向之一。特别是在地质研究中要注意对金属矿床成矿结构面在垂直方向上的形态变化进行详细的研究。近地表的成矿作用会导致有较大规模的裂隙带构造出现,其深度也相对较深。同时,在成矿过程中还会产生强烈的应力作用,在此影响下主构造结构面会在地层深部形成。如果构造活动无法引起主构造大规模结构面形成时,在其作用下所形成的金属矿床规模会对相应的减小。因此应通过地质研究工作准确判断主构造面形态特征,以便为金属矿床的具体储量判断提供参考依据,从而更加准确的指导金属矿床深部找矿工作的有效开展。

3.2 加强对金属矿床结构面运动方式的研究

在金属矿床深部找矿工作中,还应将结构面的运动方式作为主要研究方向。金属矿床在纵向方向上的延伸会受到结构面不同运动方式的影响,而只有准确掌握金属矿床的具体延伸情况才能有效提高在金属矿床深部找矿工作的效率。因此,地质研究人员应深入分析结构面在成矿过程中的力学性质特点以及运动方式。一般来说,结构面的轴向运动直接关系到金属矿体的侧伏方向,只有掌握结构面的运动规律才能更加准确的找到深部金属矿床。

3.3 加强对金属矿床成矿构造的研究

在金属矿床深部找矿工作中,还应注意金属矿床成矿后的构造特点。在成矿后构造研究中,一般包括分为两个主要的研究方向,即顺矿构造方向以及断矿构造方向。在判断基矿体的性质特征、矿体规模以及矿体空间时,这两方面的研究都具有重要的作用。同时,成矿后构造研究也是开展金属矿床深部找矿工作以及部属采矿作业的参考依据来源。在地质研究工作实践中,如果遇到在相同标高条件下见矿量相对较少的情况时,就需要结合顺矿空间研究成果来进行进一步的分析,从而为金属矿床深部找矿提供准确的指导意见。

4 地质研究在金属矿床深部找矿工作中的勘察技术分析

4.1 金属矿床深部找矿中的瞬变电勘测技术分析

在金属矿床深部找矿的地质研究中,瞬变电技术也是应用较为广泛的地质勘察技术。该技术主要是以高温超导理论为基础,通过应用高温超导型的磁强设备对目标区域的磁场进行探测。采用该技术能够有效获取较大深度的金属矿床信息,且勘测数据具有较高的准确性和分辨率,能够为磁场剖面图以及曲线图的绘制提供可靠的数据信息。

4.2 金属矿床深部找矿中的井间勘测技术分析

在金属矿床深部找矿的地质研究中,井间物探技术能够对地表下方约2km范围内的地质结构进行有效探测,并获得较为精准的地质数据,能够为地质研究工作提供更为可靠的数据信息,该技术已经被越来越广泛的应用在金属矿床深部找矿的地质研究工作中。

4.3 金属矿床深部找矿中的深穿透地球化学技术分析

金属矿床深部找矿的地质研究必须以地质勘查数据为基础开展各项研究工作,为获取更加全面、准确、详细的地质数据,必须积极应用各种先进的地质勘查技术和设备。与普通的地质找矿及地质研究相比,金属矿床深部找矿中的地质研究对勘查技术有更高的要求,因此在物化探等传统勘查技术的基础上还应加强深穿透地球化学技术的应用。所谓深穿透地球化学勘查技术也就是对深部隐伏金属矿床所产生的信息进行勘查的技术方法,该类勘查技术可以直接获取极微弱的矿体信息,对于金属矿床深部找矿以及相关地质研究均具有重要的作用。

深穿透地球化学地质勘查技术能够对深度达到100m以上的地层进行有效探测,且能够直接获取并测量金属矿床深部找矿数据。虽然应用该类勘测技术往往只能获得极微弱的信息,然而却能够明显呈现异常衬值,不仅为地质工作提供了更为准确的数据基础,而且极大地提高了金属矿床深部找矿工作的效率。随着深穿透地球化学各项勘测技术的不断完善成熟,目前在金属矿床深部找矿地质研究工作中已经逐步发展出了多项勘测技术。例如对地气中所含金属元素含量进行测量的纳米物质测量技术、地气勘测技术以及气溶胶测量技术等。该类测量技术是根据气体搬运金属元素理论以及金属的类气特征等理论基础来开展的金属矿床深部勘测工作。在实践应用中发现,该类勘测技术能够在金矿等金属矿床上方通过对气体中所含金元素的直接测定来实现对数百米深部金矿矿床异常的有效勘测,因此该类勘测技术在金属矿床深部找矿地质工作中具有较高的应用价值。

同时,利用深穿透地球化学勘测技术中的MMI(即活态金属离子勘测技术)、MOMEO(即活动态金属勘测技术)、MPF(即有机质结合勘测技术)以及ENZYME LEACH(即酶提取检测技术)等技术方法还可以实现对矿体上方地壤内所含的活动态金属元素的有效测定,从而获得金属矿床深部找矿地质研究的直接指标数据,为金属矿床深部找矿工作提供了较为准确的参考数据[5]。该类地质勘察技术的理论基础是金属元素的自然赋存状态一般为弥散状颗粒,与其他同类大颗粒物质相比,金属元素颗粒的活动性明显较高,因此能够吸附于其他载体上或者是对其他载体形成包裹,因此通过相应的提取分析技术就能够获得直接的金属矿体找矿信息。经过对该类型勘测技术的实践应用发现,MMI技术能够对深度达到700m以上的金属矿床异常进行有效圈定。

4.4 金属矿床深部找矿中的其他勘测技术分析

在金属矿床深部找矿的地质研究中,还可以采用电地球化学勘测技术,不过该技术虽然其能够有效探测较大深度地层的地质构造特征,不过目前在其理论基础方面还需要进一步的完善。而水化学技术则可以通过对地下水的检测来实现对深部金属矿床数据信息的获取,不过该技术在干旱地区的应用存在较大的限制。此外,在金属矿床深部找矿的地质研究工作中还可以应用气体测量技术以及植物测量技术等来获取相关数据,并作为判断深部金属矿床的重要参考。

5 总结

为满足我国国民经济建设以及社会发展对金属资源的需求,地质找矿部门应积极开展金属矿床深部找矿工作。全面研究与金属矿床深部成矿相关的各种地质作用,深入分析金属矿床的成矿结构面的地质构造、地质形态特征以及地质运动方式,同时应借助各种先进地质勘测技术设备的应用来获取更为准确的勘察数据信息,为金属矿床的判断提供可靠的依据。

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