海底重力勘查在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

張 超

（山東省物化探勘查院 山東省地質(zhì)勘查工程技術(shù)研究中心，山東 濟南 250000）

當(dāng)前礦產(chǎn)資源形勢短缺，為實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的可持續(xù)性發(fā)展，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，地質(zhì)工作者應(yīng)加快找礦效率為礦產(chǎn)資源的發(fā)展作出貢獻，為此就需要結(jié)合實際情況，對地質(zhì)勘測技術(shù)進行不斷創(chuàng)新和發(fā)展，提高找礦效率實現(xiàn)，供應(yīng)能夠滿足國內(nèi)礦產(chǎn)需求，實現(xiàn)找礦突破的基礎(chǔ)。為此提出海底重力勘查在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用研究，在找礦過程中，對礦產(chǎn)資源分布情況作出更精準的判斷[1]。

1 計算海底重力地質(zhì)密度差

海底重力勘查用于礦產(chǎn)資源勘查，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的尋找，在實際找礦作業(yè)中，利用重力儀取樣器進行取樣，盡量選擇海流較小的地段，在取樣過程中，取樣器觸底后施放鋼纜，取得水平分力的拉力，從而將海流對取樣器的影響降到最低，在判斷取樣器觸底并貫入海底后，盡量縮短取樣作業(yè)的時間，采用有動力定位能力的船只進行作業(yè)，并對位置和朝向及時作出調(diào)整。在海底重力勘查過程中，要根據(jù)海底深度適時作出調(diào)整，海水較淺會造成鋼纜傾斜角度較大，拉彎取樣器并增大提取取樣器時的阻力，這就需要對施放深度進行估計，最后回收鋼纜和取樣器得到樣品，從而計算出地質(zhì)體與圍巖存在的密度差[2]。設(shè)所受阻力為N,海底層輻射為L，則地質(zhì)密度差R為：

巖石類型廣泛，要根據(jù)密度差的不同判斷巖石礦物的類別，劃分不同巖石類型和巖性組合，提取基礎(chǔ)的巖性信息，不同礦產(chǎn)資源都有不同的密度差，任何礦產(chǎn)巖石都有相應(yīng)的密度值，海底重力勘查方法就是根據(jù)這一特性，對與圍巖存在密度差的地質(zhì)體進行檢測與判斷，根據(jù)密度差值對巖石礦物的基本信息進行初步判斷，有效的集合圖像增強技術(shù)進行提取。判定與巖石存在密度差的地質(zhì)層后，在初步檢測的基礎(chǔ)上對地質(zhì)構(gòu)造信息進行進一步的提取，并且隨著地質(zhì)結(jié)構(gòu)的運動，礦產(chǎn)資源也會隨之不斷進行改變，因此提取礦產(chǎn)信息時要結(jié)合實際找礦的環(huán)境和條件，主要根據(jù)環(huán)形影響與線性影響進行提取。

2 確定礦產(chǎn)資源波譜

由于微生物的地下水的作用，地表礦化蝕變巖石的成分和結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，對地質(zhì)構(gòu)造進行分析整理后，合理勘查礦石的地質(zhì)情況，在判斷礦產(chǎn)位置和構(gòu)造的基礎(chǔ)上，將勘查數(shù)據(jù)進行詳細的處理與整理。考慮到沿一定的地質(zhì)構(gòu)造分布會產(chǎn)生礦化蝕的現(xiàn)象，提取地質(zhì)構(gòu)造信息在找礦過程中具有重要作用，成礦構(gòu)造環(huán)境條件各不相同，如線狀構(gòu)造中區(qū)域性成礦構(gòu)造各不相同，環(huán)狀構(gòu)造中火山盆地和熱液活動等信息也存在差異，在對地質(zhì)構(gòu)造信息進行提取時，要對隱伏的構(gòu)造信息進行分析統(tǒng)計，如地表巖性構(gòu)造以及水系植被等特征，結(jié)合地質(zhì)和物探化探等方面資料進一步凸顯出構(gòu)造信息，如進行邊緣增強和方向濾波等處理，并對處理信息進行比值分析和卷積運算，統(tǒng)計分析線性構(gòu)造，使勘查地域的線性形跡和紋理等信息變得清晰準確，明確線性構(gòu)造與內(nèi)生金屬礦產(chǎn)分布規(guī)律的關(guān)系。勘查工作人員要正確的應(yīng)用高光譜遙感技術(shù)，遵守相應(yīng)的找礦流程對礦物進行提取，通過不同礦物的光譜不同，計算礦物發(fā)射率波譜，從而合理辨別出礦產(chǎn)的物質(zhì)性質(zhì)。根據(jù)地質(zhì)密度差R，得出發(fā)射率l為：

根據(jù)發(fā)射率l，再設(shè)S為波段數(shù)，則礦產(chǎn)發(fā)射率波譜η計算公式為：

根據(jù)不同礦物在波譜上顯示的光譜特征不同，勘查人員能夠?qū)Σ煌V物和巖石的成分進行明確識別，從而更加清晰的凸顯地質(zhì)構(gòu)造信息，對成礦構(gòu)造分布特征作出精準高效的判斷。

3 實驗論證分析

為保證在找礦過程中應(yīng)用海底重力勘查方法，能夠準確判斷礦產(chǎn)分布情況的準確率，實驗論證采用同一海域底部的礦產(chǎn)資源，針對熱液礦床進行找礦論證實驗。

圖1 實驗論證結(jié)果曲線

為保證實驗嚴謹性，采用傳統(tǒng)的找礦方法，即結(jié)合群眾報礦提供的線索，應(yīng)用物探化探發(fā)現(xiàn)礦點，并對礦點進行進一步研究，從而在預(yù)測的地段進行找礦，作為實驗對比。由于海域底部礦源的特殊性，在海底重力勘查取樣的過程中，投放取樣器要選擇合適的時間，將海流對回收取樣器的影響降到最小，從而保證對比實驗的有效性，將兩種方法下探測礦產(chǎn)分布的勘查準確率進行統(tǒng)計。其實驗論證結(jié)果曲線如圖1所示。

由圖1可以得出，應(yīng)用海底重力勘查技術(shù)的找礦方法相比較傳統(tǒng)方法，能夠?qū)ΦV產(chǎn)分布的情況作出更準確的判斷，提高礦產(chǎn)勘查準確率。并且隨著面積的增加，與傳統(tǒng)方法的差距更大，因此針對占地范圍更廣的區(qū)域進行找礦工作時，該種方法對礦區(qū)分布情況的勘查效果更加顯著。

4 結(jié)語

為礦產(chǎn)資源的可持續(xù)性發(fā)展，必須從不同方面層次對找礦工作進行探索，結(jié)合實際情況，高效完善的發(fā)展找礦技術(shù)，找礦過程中引用海底重力勘查方法，明確正確操作流程，可以對礦產(chǎn)分布情況作出進一步準確的判斷，提高找礦效率，促進礦產(chǎn)勘測行業(yè)的進一步發(fā)展。