金礦地質找礦新技術、新方法應用及開發

葉 奎

（中陜核工業集團二一一大隊有限公司，陜西 西安 710024）

目前全球金礦資源相對短缺，且在空間上分布不均勻，根據統計資料顯示，我國金礦資源約占全球3.5%，處于中等水平。近年來，隨著我國黃金需求生產加工等方面的發展，金礦資源的需求量擴大，然而我國地質條件復雜，導致金礦成礦時代廣泛、分散化嚴重、類型多等特點，資源儲備增長速度相對緩慢，已經探明的黃金資源無法滿足日益增長的需求。因此進一步深入探究金礦資源的找礦潛力，強化礦區深部及外圍和勘查程度低的地區找礦任務，同時還需要引進先進技術手段，如在金礦勘查中采用綜合信息方法的思路應用。信息技術背景下，從一定程度上推動了三維地質建模技術的發展，利用該技術能夠發揮計算機強大的信息處理功能，將地質的多種分析工具整合于一體，在三維空間中進行地質學綜合分析。在礦山資源預測評價、地質普查等過程中能實現廣泛應用，能夠大大提升地質工作者的工作效率，利于對礦產資源進行決策規劃，減小金礦資源的勘查風險。在本研究中將馬蹄溝金礦作為研究對象，主要針對尋找難識別礦、盲礦和深部礦體，對強化該礦區深部和外圍找礦工作，擴大資源儲量具有十分重要的意義[1]。

1 馬蹄溝金礦床的發現與研究

馬蹄溝金礦區域上位于秦嶺造山帶的核心部位，處于商丹蛇綠構造混雜巖帶與南秦嶺接觸帶附近靠近南秦嶺一側。自元古代以來，該區域隨著造山作用在不同地質時期發生了多期次的構造事件，導致多次收縮裂隙，不同構造疊加改造的特點，在區域范圍內所表現的地層受到不同變形改造，進而形成近東西向的復雜褶皺。伴隨著構造作用的發生，巖漿活動強烈而頻繁。

該區位于秦嶺南麓，地形切割較深，局部多陡崖，地形陡峭，屬深切割中山區。區內覆蓋大，植被極其發育，通視條件極差。以往區內開展的礦產勘查工作較少，近年來二一一大隊通過水系沉積物測量圈靶區—異常查證尋礦帶—物探方法以攻盲—槽鉆工程來驗證等一系列綜合手段實現了重大找礦發現。

該礦床的地質研究程度還非常低，但同一有色多金屬、貴金屬成礦帶中的八卦廟、龐家河等金礦床經過多年的勘查開發研究積累了較為豐富的資料，這些前人的理論研究成果能夠為馬蹄溝金礦床研究提供重要的借鑒意義和理論基礎。

2 在金礦床深部和厚層覆蓋區中物探測量技術的應用

馬蹄溝地區在前期水系沉積物測量圈定靶區并經過地化剖面查證異常后，針對重點厚層覆蓋區域應用了激電中梯、激電測深、磁法測量等物探測量技術。物探電法測量前首先采用標本測量及激電測井的方式開展了區內巖礦石電性參數的測定，總結出本礦區礦石的電性參數特征與圍巖差異較明顯，原生金礦礦體具有明顯的中高阻、高極化特性，其高極化率特性足以將其從背景中分離出來，尤其是當金礦體處于構造破碎帶中時，往往會表現出低阻-高極化特性，與圍巖間的電性差異更加明顯。磁法測量對厚層覆蓋區域下的斷裂構造判別效果明顯，而斷裂構造往往與金成礦有著密切的關系。馬蹄溝地區巖性主要為一套變質巖系，磁化率總體較低且變化不大，但是各個地層或巖性單元之間磁性界面清晰，磁力?T異常顯示：本區斷裂構造表現為不同磁場的分界線，在磁力?T異常表現為沿一定方向延伸的異常梯級帶。總之在本礦區及周邊地區大量的物探測量技術應用已取得了非常成功的經驗，為后期鉆探工程施工驗證提供了非常重要的依據[2]。

目前在金礦地質勘查過程中，物探測量是一種常用的方法，尤其對于厚層覆蓋區深部勘查來說具有十分重要的作用。但是傳統物探設備很容易受到工作環境、效率等多種因素的影響，導致最終異常解譯具有多解性，難以指導下步找礦工作。在今后的工作中可以考慮使用高密度電法測量技術，該方法中所使用的高密度電法儀是由美國研發的，目前在地質找礦中實現廣泛應用，這種設備操作簡便，設備體積小，重量輕，而且具有智能化，能夠協助常規探測或者利用計算機編程實現數據采集，可達到130m測量深度。相比常規電法測量來說，高密度電法儀運行效率是其60倍以上，目前這種設備在東北、華北等地區取得了不錯的找礦效果和經驗，異常傾斜方向與礦體規模產狀具有良好的吻合性。此外，EH-4電導率測量儀能夠獲得較真實電導率值，確定不同地質體界限，以實現地質現象分析的效果，最終可探測深度達到1000m～1200m左右，利用電導率測量法在深部地質找礦、地下水、工程地質、基巖起伏、空隙率等多個方面調查中能夠發揮重要作用。尤其在金礦地質勘查中可用于覆蓋層較厚且構造不清的測區，大致查明礦區構造位置、產狀等相關信息，是當前有效的深部隱伏礦體尋找的輔助方法[3]。

3 數顯離子化學傳感器分析

在1999年我國研究學者研發了野外快速定量分析法，利用自制碎樣機可以快速對低污染溶樣進行樣品分解，不經過富集、分離，無需等待樣品澄清即可利用化學傳感器，借助數顯分析儀來檢測樣品中金等多種金屬元素的含量，利用這種方法相比其他方法來說，能夠簡化樣品處理流程，進而使最終容量和測定能夠在短時間的完成，具有實時顯示結果，同時還可在野外進行鋅、銀、銅等多種金屬元素的測定，具有較廣的市場推廣價值。

砂金指紋特征分析。對于砂金來說由于其構成成分復雜，但保留很多地質特點，因此可利用砂金指紋特征來追溯其來源，目前在陜西等多個金礦床中已經獲得良好應用，該方法可采用地球化學成因礦物學等多種檢測方法，可通過分析砂金粒度，形態，成色，微量元素，稀土元素，鉛同位素等含量進一步發掘砂金中的地質信息，將其與已知礦床數據進行比較，利用統計預測理論評價砂金的來源，相比傳統的研究方法來說是一種從定性向定量轉變的研究方法。通過分析砂金的地質信息，進一步可推斷砂金原生源遠近關系以及原生巖金的礦床類型、剝蝕深度，進一步關聯原生金和砂金的找礦方案。除上述方法之外，同時還可以利用電提取離子法，高原冰層金價態等多種方法以揭示礦化現象。

4 3S集成等現代信息技術

目前在地質找礦中也可充分利用3S集成技術，及RS、GPS、GIS集成技術，進一步提升綜合找礦的效率，利用GPS是通過三維坐標測定的方法，能夠從靜態向動態運用于找礦全過程，將野外工作和實驗資料進行融合，進一步提高工作等目標性、可行性。首先需要在GIS系統中導入遙感圖像，將其與地質圖件坐標匹配。在圖形地形圖中利用計算機進行解釋，能夠對色斑、色塊、巖體地層、線型構造構建屬性庫，從一程度上提升遙感信息資料的可翻譯性，通過遙感解釋物化探異常構成綜合圖，確定重點工作區域并開展有效的工作方法，可以將GIS系統所確定的地理坐標輸入到GPS系統中。在野外時工作人員能夠快速找到相應對應的目標位置，利用計算機和GPS，能夠將采樣情況和實際觀察現象錄入到計算機中，形成完整的數字化野外資料。在野外過程中將所獲得的重要資料以不同格式輸入到GPS系統中。近年來，研究人員高度重視高精度數據源遙感的使用開發，尤其對于積雪覆蓋的遙感圖像和spot遙感識別信息提取獲得了顯著成效，尤其對于工作環境惡劣，研究范圍廣的地質找礦工作來說，可充分利用遙感技術縮短找礦周期并提高找礦效率。

目前在我國研發的中國黃金地質勘查系統是重要的管理工具，該系統的構建也從一定程度上縮短了我國與西方發達國家地質信息系統之間的差距，并且該系統在黃金行業中具有較廣的應用價值。目前全國很多金礦床相關資料已經被錄入到該系統數據庫中，能夠實時查詢庫內有關信息并在GIS系統中進行連接，該系統能夠集成在金礦地質勘查過程中，各種資料管理能夠在窗口界面中集成圖像、文字、表格等多種資料，實現不同坐標轉換，能夠在GIS系統中合成和分析地物遙感等多元信息。編制全國1/5萬和1/20萬的自動標準分符程序，在全國地形圖上能夠對任意圖片、文字資料進行直接管理和參數查詢。中國黃金地質勘查管理系統涉及礦床地質、地理勘察、文件、法律等相關領域，構成了綜合性的管理系統，也能夠為地質有關部門科研單位提供重要的信息管理工具，同時還具備數據分析、決策處理等功能。

除此之外，在深部找礦預測過程中，由于深部地質變量具有復雜性、未知性，因此需要開展三維立體技術探測。根據所構建的快艇模型，可利用找礦信息量法對礦區實現深部找礦預測。首先需要確立預測要素并進行相關信息統計，根據礦區礦體三維成礦的相關信息確定情況條件，并獲得該礦區礦體勘探線情況、數據質量高低、完整性，可選擇三個預測要素，包括斷層、地層和蝕變帶作為預測要素。最后要進行預測要素的統計，如根據礦區塊體模型用戶塊的長寬高參數為10m×10m×5m，總塊體數量達到15278274個，其中含礦塊體達到86572個。計算找礦信息量，選擇有用信息水平k=0.75，計算有利找礦標志的界限設置為1.388，對上述幾個預測要素確立為有利找礦的重要標志。選取正信息數，主要是由于假設區域內變量數相對較少，根據預測要素的信息計算各單元信息量總和，之后可根據主觀概率法來確定找礦信息量臨界值高于1.2，確定含礦遠景塊體中有41852個已知礦體，占總礦體的43%（如下圖所示），因此對于含礦遠景單元來說找礦概率達到43%。三維立體技術探測具有良好的成礦預測效果。

圖1 金礦地質找礦信息

近年來我國研究學者開發了礦業全數據管理軟件，該軟件采用c++編程，在windows系統下運行，能夠對礦區礦業全數據進行修改、錄入、查詢，用戶輸入查詢條件之后，由系統自動篩選符合條件的礦區，進而為礦業全數據實現電子化管理。而在此之前，我國研發的金礦床技術經濟評價系統，能夠實現傳統數據的統計分析、技術經濟參數等功能，同時還能夠對未來礦床開發效益預測以及礦床開發工業指標優化等多種功能，該軟件使用便捷，能夠使用戶獲得在線幫助。近年來，隨著國內研究學者對于物業權流轉的相關研究，利用現有礦業權評估法對多個礦權地進行分析，詳細分析了金礦資源勘查特點，針對如何減少勘查風險，促進礦業流轉具有十分重要的作用[4]。

5 小結

總而言之，在本研究中結合馬蹄溝金礦床地質情況進行闡述，提出在金礦資源地質勘查過程中可使用新型理論、技術、方法，科學進行找礦策略規劃，逐漸由地表向深部找礦提升金礦找礦科技含量，可以采用地球化學測量、高密度電法測量、電導率測量、數顯離子化學傳感器分析、3S集成等現代信息技術方法進行綜合分析評價。