激發極化法在找礦中的應用

王超

找礦的方法在近些年來發展很快,而且因為有國家支持,所以一些國外的新技術也引進較快,在一定范圍內,對于找礦的效益也有了很大的提高。但是我國長期以來,還是存在著勘查工作手段單一,不多元化;地勘資金無法發揮好科技帶頭的作用,而是投資到了不太有效果的地方,所以就造成了資源的極大浪費。不可否認,地質找礦本身具有很大的風險,但是我們如果能夠合理地利用某些勘查手段,那么定會獲得很好的收益。目前我國的主要找礦重點還是煤礦和銅礦,但是這樣一來,對于其他礦藏的不關注會引起礦產資源的不豐富,實際上,我國的礦產資源非常豐富,例如鉛鋅礦區激電異常反映好且范圍大,運用一定的技術就很容易找到,比如激發極化法,這種方法就是根據巖石的激發極化效應來解決地質問題的電法勘探方法。當然這種方法對于找煤也是非常合適的,煤礦的構造帶特征很適合運用激發極化法來尋找,而且這種方法不僅僅能夠找礦,對于一些水文地質、工程地質問題也可以得到一定的分析和解決。

1激發極化法在找礦中的價值

我國在20世紀后50年,經歷了重要的資源勘查時期。其中,前25年為多種礦藏被發現的全盛時期,淺表礦和出露礦為主要的找礦對象。地質學是直接找礦的絕對主角,大量礦床被發現。伴隨著激電、自電、磁法等地球物理方法的相繼投入,一大批硫化礦、矽卡巖銅礦、鐵礦床很快被發現。地球化學因具有直接、微觀的特點,也發現了一些礦床,特別是盲礦和難辨礦。后25年,礦產發現率有了明顯的下降,即使在增加投入的情況下,找礦效果依據沒有明顯改善。比如找金礦,這類礦藏主要是在細碎屑巖和碳酸鹽巖建造的地層中,而且經常會被多種地質變化所影響,導致一些意想不到的開采難度。金礦分為兩類,一類主要是產于泥灰巖及粉砂質泥巖中,受褶皺層間破碎帶及褶皺形態所控制,另外一類是受斷裂破碎帶所控制,因此產于碎裂狀、角礫狀白云巖中。開采難度上講,兩者都有難度,而且后者更加明顯,因為后者的礦體與圍巖界限清楚分明,一般呈舒緩波狀,總體與褶皺片理帶產狀一致。該類型金礦的成礦熱液主要為巖漿熱液,近礦圍巖蝕變較弱,蝕變范圍較窄,主要有絹云母化、硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、重晶石化,以白芒山金礦床為代表。所以尋找新的方法來找礦,對于我國目前的找礦實踐是非常有價值的,而激發極化法對尋找該類礦床是行之有效的。

2激發極化法的適用范圍分析

礦產資源是支撐我國國民經濟持續發展的重要基礎,隨著近年來我國地表礦、露頭礦、易識別礦、淺部礦越來越少,找礦工作正面臨著嚴峻的考驗,隱伏礦找礦成為新世紀重要的任務。正因為如此,對于隱伏礦找礦問題的研究已經成為礦學研究領域中的重點和前沿,對于推動找礦工作和礦學發展有著很大的經濟和理論意義。而新技術、新理論、新方法的應用,有效提升了找礦效果,有效降低投入風險的同時,實現了找礦工作的重大突破。尤其是新技術的發展中,激發極化法的引入和使用為我們尋找金屬礦產和煤礦提供了很大價值。

激發極化法能夠根據巖石、礦石的激發極化效應來尋找金屬和解決水文地質、工程地質等問題,是一種電法勘探方法。激發極化法再往細分就是兩類,直流激發極化法(時間域法)和交流激發極化法(頻率域法)。我們最常用到的就是電極排列法,這種方法可以用到的是中間梯度排列、聯合剖面排列、固定點電源排列、對稱四極測深排列方法,可以用來圈定礦體的延展范圍,也可以對勘探較深的礦產起到一定的作用,適用范圍較廣,而且能夠在一定范圍內發現礦產周圍的水文地理情況,不僅僅用于找礦。

我國大多數的金屬礦床都深度不到500m,但是也有一些礦藏比較深,大多數是重金屬礦產,這些深度礦床為開采帶來了極大的難度,很多的勘查工具都無法對其進行準確的勘測,所以很多重金屬礦產的開采目前還很少勘查和評價。隨著淺表礦產越來越少,進行深部找礦是必然的戰略選擇。因而,在500m～1000m深度范圍內開拓深部“第二找礦空間”,無疑具有重要的現實意義。無論是哪一類別,對于激發極化法來說,都可以應用。激發極化法除尋找銅礦床外,在找鐵(山西式鐵礦、沉積型錳鐵礦,鏡鐵礦)、找煤(小而淺的煤礦,煤礦外圍的隱伏、半隱伏煤田)、找鉛鋅礦,在超基性巖區找銅鎳鉻礦和找金礦等都取得了—定的地質效果。在國外,在五十年代初期,激發極化法在礦產普查勘探中發揮了重要作用,找到了一些大型低品位的硫化礦體(其他物探方法是難以奏效的)。從趨勢上看,除研制新儀器外,加大電源功率是另—個途徑。如果有足夠功率,可以探測埋深達1.6cm～3.2cm的大型低品位的工業礦體(只需要加大電極距和提高電源功率)。當前,已廣泛采用頻率域激發極化法(變頻法)。其優點是輸出功率(只要幾百瓦)相對時間域激發極化法(幾千瓦)要低得多,同時操作技術亦為簡便。

3結語

地球是個巨大而復雜的系統,實際找礦需要多種新方法、新技術、新理論的綜合應用。從客觀角度來講,這對找礦模型的發展起到了積極的促進作用。激發極化法找礦的本質是依據物理原理,同地質實踐相結合,共同來為找礦提供指導。因其是理論與實踐結合的有效產物,故得到勘查界和理論界的一致認可。新時期,科學技術的迅速發展,為隱伏礦找礦注入了新的活力,新技術、方法的引用,使得更多同成礦信息相關的信息被挖掘出來。在我國新技術、方法的引用方面作出了大量嘗試,且效果比較明顯。

我國資源緊缺,并不是資源匱乏,而是對找礦的未來缺乏預見和相應對策。在當前礦業全球化的今天,找礦涉及我國未來資源的歸屬。這就要求我們把握隱伏礦找礦進展契機,解決隱伏礦找礦難題,從而推動我國礦產資源開發的穩步發展。

參考文獻

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