淺析金屬礦產(chǎn)勘查中的新技術(shù)與新方法

陳 林

河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局地球物理勘查隊(duì)，河南鄭州 450053

1 蝕變流體填圖技術(shù)

流體廣泛分布于地殼、地幔及地表中，流體研究是當(dāng)今固體地球科學(xué)發(fā)展的前沿，而地幔柱、地殼中流體的大規(guī)模遷移與巖漿熱液是地球流體研究的3個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題[1]。地球各層圈中流體地質(zhì)的性狀與作用的研究，已成為當(dāng)前國(guó)際地球科學(xué)研究的重要前沿領(lǐng)域，大尺度區(qū)域性的流體地質(zhì)調(diào)查與研究是這一領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，區(qū)域流體活動(dòng)的地表記錄是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)，其中蝕變填圖、流體填圖、流體包裹體填圖、礦物填圖及同位素地球化學(xué)填圖等方法在歐美國(guó)家得到了較多研究，應(yīng)用地質(zhì)科學(xué)的先進(jìn)理論和技術(shù)、流體包裹體和流體示蹤研究，結(jié)合遙感地質(zhì)、航空物探、地球物理、伽馬射線光譜儀、便攜式紅外光譜儀等先進(jìn)設(shè)備儀器進(jìn)行區(qū)域流體填圖。歐共體國(guó)家開(kāi)展的跨國(guó)多學(xué)科基礎(chǔ)研究項(xiàng)目“歐洲地殼剖面綜合地質(zhì)調(diào)查”，以流體包裹體為主要研究對(duì)象，對(duì)不同構(gòu)造地質(zhì)單元進(jìn)行了流體包裹體填圖。

2 地球化學(xué)勘查技術(shù)和方法

我國(guó)科學(xué)家王學(xué)球和謝學(xué)錦等提出了深穿透地球化學(xué)的概念。該項(xiàng)目在地質(zhì)大調(diào)查計(jì)劃的支持下，已經(jīng)取得了一定的重要進(jìn)展。發(fā)現(xiàn)戈壁沙漠覆蓋區(qū)深部含礦信息賦存與細(xì)粒級(jí)粘土，堿性蒸發(fā)障的可溶性鹽類和氧化障的鐵錳氧化物膜中；沖積平原區(qū)深部含礦信息主要賦存于可溶性膠體、可溶性鹽類、可溶性有機(jī)物中。這些發(fā)現(xiàn)為深穿透地球化學(xué)信息的捕獲和提取及我國(guó)大面積覆蓋區(qū)地球化學(xué)調(diào)查與填圖具有重要意義[2]。在信息的提取、捕集和分析上取得了一些重要進(jìn)展。超低密度深穿透地球化學(xué)方法可以有效地應(yīng)用于大面積覆蓋區(qū)地球化學(xué)調(diào)查與大型礦集區(qū)評(píng)價(jià)，結(jié)束了覆蓋區(qū)，特別是盆地不能進(jìn)行地球化學(xué)調(diào)查的歷史。

3 地球物理勘查技術(shù)

3.1 地面瞬變電磁法勘查技術(shù)

地面瞬變電磁法勘查技術(shù)是利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)送一次脈沖電磁場(chǎng)，如果地下有良導(dǎo)電礦體存在，在一次電磁場(chǎng)的激勵(lì)下，地下導(dǎo)體內(nèi)部受感應(yīng)產(chǎn)生渦旋電流。礦體內(nèi)的渦流在一次脈沖電磁場(chǎng)的間歇期間的空間產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，叫做異常場(chǎng)或二次場(chǎng)。渦流產(chǎn)生的二次磁場(chǎng)不會(huì)隨一次場(chǎng)消失而立刻消失，即有一個(gè)瞬變過(guò)程。利用接收機(jī)觀測(cè)二次磁場(chǎng)，研究其與時(shí)間的關(guān)系，從而確定地下導(dǎo)體的電性分布結(jié)構(gòu)及空間形態(tài)。

瞬變電磁法的特點(diǎn)主要有：觀測(cè)二次場(chǎng)，可進(jìn)行近場(chǎng)觀測(cè)，旁側(cè)影響??；通過(guò)不同時(shí)間窗口的觀測(cè)，可抑制地質(zhì)噪聲干擾；在低阻覆蓋情況下與其他電法相比，勘查深度大；具有測(cè)深能力；在高阻圍巖地區(qū)不會(huì)產(chǎn)生地形起伏形成的假異常，在低阻圍巖地區(qū)，采用全時(shí)間衰減域觀測(cè)，容易區(qū)分地形異常。

3.2 地面高精度重力勘查技術(shù)

近年來(lái)重力觀測(cè)儀器與GPS 三維定位技術(shù)相結(jié)合，解決了中高山區(qū)、戈壁等地區(qū)的定位問(wèn)題?？芍苯訙y(cè)出重力差值,具有自動(dòng)讀數(shù)、自動(dòng)記錄、自動(dòng)改正等功能。觀測(cè)精度和分辨率大大提高，由毫伽級(jí)提高到了微伽級(jí)[3]。目前，在重力數(shù)據(jù)處理和異常定量解釋方面，由傳統(tǒng)的方法發(fā)展了變密度地形改正，小波變換分解重力場(chǎng)，弱異常增強(qiáng)與提取和圖像處理等新方法、新技術(shù)。

3.3 地面高精度磁測(cè)技術(shù)

從20世紀(jì)80年代以后，磁力勘查進(jìn)入了高精度磁法勘查技術(shù)的新階段，觀測(cè)精度達(dá)0.05nT～0.1nT。在磁測(cè)解釋理論與方法技術(shù)方面，研究了一系列的新方法和新技術(shù)，例如“磁性界面與磁性層磁場(chǎng)的正演方法和磁性界面的反演技術(shù)”、“三維磁異常自動(dòng)解釋法”、“磁異常曲面延拓方法”、“擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維反演方法”、采用三層BP 網(wǎng)絡(luò)和變步長(zhǎng)反饋技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速反演；開(kāi)發(fā)了“多種濾波及人機(jī)聯(lián)作正反演和圖像處理系統(tǒng)”以及“劃分不同深度的區(qū)域磁場(chǎng)與局部磁異常的插值切割法”等，實(shí)現(xiàn)了金屬礦地面磁法勘查方法技術(shù)的三個(gè)轉(zhuǎn)化。

3.4 地下電磁波法

地下電磁波法是利用無(wú)線電波在鉆孔或坑道中發(fā)射和接收，根據(jù)不同位置上接收的場(chǎng)強(qiáng)大小，來(lái)確定地下不同介質(zhì)分布的一種地下物探方法，稱為無(wú)線電波透視法。在金屬礦勘查中，地下電磁波法以雙孔法最為常用，可用于尋找井間盲礦體，判斷兩孔之間所見(jiàn)礦體是否相連，確定礦體產(chǎn)狀等。

3.5 金屬地震法

利用地下深部物質(zhì)對(duì)地震波反射的差異，查明深部控礦構(gòu)造、圈定容礦巖石甚至直接尋找深部盲礦體的金屬礦地震方法，近幾年來(lái)在數(shù)據(jù)采集、處理和解釋等諸多方面得到了很大的改進(jìn)和完善。該方法已逐步向?qū)嵱眯苑椒ㄟ^(guò)渡和轉(zhuǎn)變。隨著數(shù)據(jù)測(cè)量、處理和解釋技術(shù)的改進(jìn)和完善，金屬地震方法正在逐步發(fā)展成為一種尋找深部隱伏礦體的有效方法。

4 高光譜遙感技術(shù)在勘查中的應(yīng)用

高光譜遙感是高光譜分辨率遙感的簡(jiǎn)稱，它是在電磁波譜的可見(jiàn)光、近紅外、中紅外和熱紅外波段范圍內(nèi)，獲取許多非常窄的光譜連續(xù)的影像數(shù)據(jù)的技術(shù)。地質(zhì)調(diào)查是高光譜遙感應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域[4]。高光譜的窄波段可以有效地區(qū)別礦物的吸收特征，從而能成功地識(shí)別礦物。隨著高光譜遙感技術(shù)的發(fā)展，成像光譜儀的光譜分辨率和空間分辨率越來(lái)越高，因此它的應(yīng)用面也越來(lái)越廣，巖礦識(shí)別、礦物豐度制圖以及找礦勘查是成像光譜應(yīng)用的主要方向，也是率先應(yīng)用的領(lǐng)域。

5 結(jié)論

現(xiàn)代礦產(chǎn)勘查的成功極大取決于高分辨率遙感技術(shù)、高精度地球物理技術(shù)和高靈敏度地球化學(xué)技術(shù)，而這些技術(shù)綜合成功的關(guān)鍵是信息技術(shù)。因此，我們應(yīng)以信息技術(shù)為核心，發(fā)展三維可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)融合和模擬技術(shù)，最大限度地利用各種數(shù)據(jù)資料，提高發(fā)現(xiàn)大型礦床的成功率。

[1]盧煥章.地球中流體研究的一些熱點(diǎn)[J].地學(xué)前緣，2001，8(4)：386-380.

[2]王懋基，蔡鑫，涂承林.中國(guó)重力勘探的發(fā)展與展望[J].地球物理學(xué)報(bào)，2004，40(增刊)：292-294.

[3]吳其斌，崔林沛.勘查隱伏金屬礦的新方法[J].地質(zhì)與勘探，2002，5(6):44-47.

[4]浦瑞良，宮鵬.高光譜遙感及其應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2000.