新時(shí)期地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦技術(shù)研究

謝 晨，陳 瑤

（1.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九0二地質(zhì)大隊(duì)，江西 新余 338000；2.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛中地質(zhì)大隊(duì)，江西 南昌 330000）

目前，我國的國力昌盛，各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)展得如火如荼，尤其是工業(yè)領(lǐng)域，步入了新時(shí)期，新時(shí)期各個(gè)地區(qū)對(duì)礦物的需求都越來越多，礦物資源的開采量跟不上消耗量。雖然礦產(chǎn)資源的需求量多了，但礦產(chǎn)資源的總數(shù)量是固定的，因此需要不斷研發(fā)高效的礦產(chǎn)勘查技術(shù)，加大勘探力度，從而實(shí)現(xiàn)更高效的礦產(chǎn)資源探采，礦產(chǎn)資源的探采自然避免不了地質(zhì)勘查，地質(zhì)勘查可以通過對(duì)各個(gè)復(fù)雜地區(qū)的勘察發(fā)現(xiàn)新的礦區(qū)，增加我國礦區(qū)數(shù)量，促進(jìn)我國地質(zhì)礦產(chǎn)的開發(fā)利用，滿足社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的需要。在地質(zhì)礦產(chǎn)的開采和利用中，對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)的有效勘探，需要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化，高效化。

然而，我國目前的礦產(chǎn)勘探技術(shù)仍有提升空間，新技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新受到各種因素的限制。除此之外，我國開展地質(zhì)勘探項(xiàng)目的設(shè)備資金投入不足，導(dǎo)致其沒有探索的發(fā)展線索。因此面對(duì)這種情況，需要設(shè)計(jì)一種新的礦產(chǎn)勘查和找礦技術(shù)，滿足不斷增長的礦物需求，增加我國礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)備，可以促進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，新形勢(shì)下，要更加重視地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的研發(fā)，充分發(fā)揮礦產(chǎn)工業(yè)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的主導(dǎo)地位[1]。

1 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 GIS提取遙感信息

為了提取相應(yīng)的遙感影像數(shù)據(jù)，首先需要明確遙感地質(zhì)分析的范圍。為了更有效地從遙感圖像中提取地質(zhì)信息，需要進(jìn)行顏色合成和高分辨率圖像融合、輻射校正、大氣校正、圖像增強(qiáng)處理等預(yù)處理。通過對(duì)比可以看出，使用ETM+8進(jìn)行圖像增強(qiáng)時(shí)，此時(shí)呈現(xiàn)出的圖像色彩最鮮明，圖像的質(zhì)感最佳，因此本文選用ETM+8進(jìn)行圖像增強(qiáng)，增強(qiáng)后的圖像具有了礦區(qū)特殊地形的參考性特征，可以進(jìn)行初步處理，若在遙感信息提取時(shí)，出現(xiàn)了影響遙感信息提取結(jié)果的干擾性因素，例如植被水體干擾等，則需要提前進(jìn)行去除，取出后未經(jīng)干擾影響的遙感信息才可以輸入到后續(xù)的礦區(qū)定位中心中，在信息傳輸?shù)倪^程中，為避免信息傳輸故障，本文選取了MAPGIS進(jìn)行傳輸，除此之外傳輸后還需要進(jìn)行校準(zhǔn)，根據(jù)工作區(qū)的邊界線，將處理后的所有影像裁剪出來，制作遙感影像規(guī)劃。

參考當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)調(diào)查結(jié)果和不同礦段的遙感影像特征，采用直譯、展開、比較的方法，遵循全面解釋工作區(qū)的原則進(jìn)行后續(xù)信息的傳送，信息傳輸應(yīng)從簡單到復(fù)雜，從多幅遙感影像的組合到單個(gè)遙感影像的校準(zhǔn)。整個(gè)過程經(jīng)歷了室內(nèi)初步檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)核查、室內(nèi)詳解三個(gè)階段。褶皺結(jié)構(gòu)的解釋是利用圖像的宏觀特征來識(shí)別褶皺結(jié)構(gòu)的整體輪廓，并結(jié)合褶皺結(jié)構(gòu)的圖形圖像特征、巖石三角面的形狀、邊坡坡度等進(jìn)行分類的。反坡和旋轉(zhuǎn)圖像特征以及地層對(duì)稱分布等巖石分析符號(hào)決定了褶皺結(jié)構(gòu)的類型和性質(zhì)。

在遙感圖像中，環(huán)(弧)結(jié)構(gòu)最常用色相、水系、陰影結(jié)構(gòu)、植被等符號(hào)或它們的組合來表示，呈現(xiàn)圓形或橢圓形的空心環(huán)或未閉合的弧線。通過對(duì)研究區(qū)的環(huán)(弧)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可以看出相應(yīng)的區(qū)域的環(huán)圖像結(jié)構(gòu)和弧圖像結(jié)構(gòu)[2-4]。

1.2 高精度磁測(cè)進(jìn)行礦物定位

本文設(shè)計(jì)的方法首先利用高精度磁測(cè)法定位礦物的位置，由于某些特殊的礦區(qū)礦床周圍的地形復(fù)雜，不容易進(jìn)行礦產(chǎn)勘查，因此首先需要進(jìn)行礦物定位，本文使用的高精度磁測(cè)法分為幾種，即高精度地磁法，高精度重力法，以及土壤測(cè)量法等。高精度磁測(cè)法通過對(duì)磁力的感應(yīng)，將相應(yīng)礦區(qū)的磁力信號(hào)采集到探測(cè)器中，對(duì)尋找磁性礦物十分有幫助，在進(jìn)行礦物定位時(shí)，其可以增加斷裂構(gòu)造地形的探測(cè)準(zhǔn)確度。

探測(cè)分為幾步完成，第一步，采集觀測(cè)地形的信息，將采集到的信息輸送到信號(hào)輸出器，第二步，根據(jù)采集到的信息進(jìn)行地形校正，第三步，實(shí)施布格校正，獲得正常場(chǎng)校，其中，布格校正在校正時(shí)可能面臨兩種不同的狀態(tài)，即絕對(duì)的異常和相對(duì)的異常，此時(shí)就需要對(duì)異常的總績點(diǎn)水準(zhǔn)面進(jìn)行檢測(cè)，從而獲取此時(shí)真實(shí)的異常狀態(tài)，方便其進(jìn)行布格校正。第四步，確定重力異常覆蓋面積，若此時(shí)重力異常的覆蓋面積呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，則可證明此時(shí)的重力異常值呈現(xiàn)圈閉的狀態(tài)，即相鄰的礦圈圍巖存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，此時(shí)即可進(jìn)行礦體的定位，若此時(shí)呈現(xiàn)出等值線扭曲的狀態(tài)，則證明此時(shí)勘察的礦區(qū)存在著一定的變質(zhì)改造作用，需要利用布格重力法進(jìn)行重新定位識(shí)別。

在初步定位后需要進(jìn)行下一步的土壤檢測(cè)操作，首先調(diào)查土壤周圍巖體的深度，分離出此時(shí)土壤中存在的礦元素，根據(jù)礦元素的吻合狀態(tài)，判定土壤此時(shí)的異常強(qiáng)度，若此時(shí)土壤的異常強(qiáng)度超出了額定值，則土壤周圍一定存在著超基性礦物巖體。其次，檢驗(yàn)土壤周圍礦床的成礦作用，若巖體成礦作用復(fù)雜，則會(huì)呈現(xiàn)出明顯的重力分異特點(diǎn)，若巖體呈現(xiàn)出侵入特征，則說明此時(shí)巖體已經(jīng)礦化，即可以進(jìn)行初步的礦物定位。

1.3 提取控礦因子

在探采定位結(jié)束后，要對(duì)礦區(qū)內(nèi)的礦產(chǎn)因子進(jìn)行提取，從而確定礦物勘探的區(qū)域，本文設(shè)計(jì)的技術(shù)應(yīng)用到加權(quán)法，首先將采集礦區(qū)的地質(zhì)特征信息進(jìn)行提取，利用理化分析過濾出礦區(qū)的成礦元素，其次構(gòu)建礦石預(yù)測(cè)報(bào)表，將礦物探采區(qū)域劃分的報(bào)表進(jìn)行初步分析，檢測(cè)此時(shí)探采的具體影響元素，解決此時(shí)需要面臨的問題，最后，利用GIS進(jìn)行預(yù)測(cè)信息重疊，從而找到含有所需礦物的地層。

通過將研究區(qū)的高精度磁異常圖和研究區(qū)的沉積點(diǎn)疊加，可以看到沉積物的主要分布。遙感分析提取的缺陷結(jié)構(gòu)和控礦異常因子可以作為遙感信息的探采證據(jù)。根據(jù)研究區(qū)的地質(zhì)特征、成礦規(guī)律和勘探跡象，建立出勘探的概念模型，辨別此時(shí)礦化元素的整合狀態(tài)，確定一個(gè)探采中心進(jìn)行開采。

1.4 深部礦體探測(cè)實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)勘查與找礦

瞬態(tài)電磁法(TEM)是尋找深部礦體的有效方法，可控聲源的頻率地電磁測(cè)法和地電化學(xué)法也對(duì)深部礦體的探測(cè)有一定的效果?？煽芈曉吹念l率地電磁測(cè)法和瞬態(tài)電磁法(TEM)是近年來新產(chǎn)生的深部礦體檢測(cè)方法。CSAMT方法的優(yōu)點(diǎn)主要是可以測(cè)定特定的斷面，在勘查深度大的區(qū)域仍可使用，除此之外，其探查幾乎不受地形影響，因此校正簡單，可在需要進(jìn)行大面積探查時(shí)使用。瞬態(tài)電磁法(TEM)的優(yōu)點(diǎn)是在同一發(fā)射場(chǎng)斷電后觀察到純二次磁場(chǎng)，消除噪聲和地形波動(dòng)的影響。適合在多種地理環(huán)境下工作，可使用同一個(gè)裝置進(jìn)行觀測(cè)，測(cè)量結(jié)果顯示鮮明，具有造型簡單、層次感強(qiáng)的特點(diǎn)。而地磁測(cè)量相對(duì)簡單高效，其對(duì)低阻層敏感，且分辨率強(qiáng)。

2 實(shí)例

2.1 X礦區(qū)現(xiàn)狀

X礦區(qū)位于我國某省的東南部，礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多處鎳礦床。礦區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)特殊地形，總體礦區(qū)地形復(fù)雜，礦內(nèi)包含寒武紀(jì)等多個(gè)系列，分布最廣的是二疊系，上部為帶黑云斜長石、長石斜長石、淺粒狀黑云母變粒巖的灰色硅質(zhì)大理巖帶，X礦區(qū)圖如下圖1所示。

圖1 X礦區(qū)圖

如圖1所示，該礦區(qū)的巖漿活動(dòng)較強(qiáng)，巖性復(fù)雜。巖石的范圍從超堿性、堿性、中性到酸性。自加里東-海西-印支-燕山期晚期以來，該礦區(qū)的巖漿層一直呈現(xiàn)出活躍的狀態(tài)。

除此之外，X礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境適宜成礦，在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)的礦物包括鐵、錳、鉻、鎳、鋁、銅、鉛、鋅、銻、金和其他金屬礦物。主要礦床有銅鎳礦床、鋁礦床和鐵礦床。礦床類型復(fù)雜多樣，包括巖漿銅鎳硫化物礦床、斑巖礦床、矽卡巖礦床和熱液礦床。

2.2 應(yīng)用效果

檢測(cè)本文設(shè)計(jì)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦技術(shù)與傳統(tǒng)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦技術(shù)在X礦區(qū)的a～f礦段的探采時(shí)間，檢測(cè)結(jié)果如下表1所示[5]。

表1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表1可知，本文設(shè)計(jì)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦技術(shù)的探采時(shí)間遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦技術(shù)的探采時(shí)間，具有高效性。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著我國各個(gè)區(qū)域?qū)ΦV物需求量的增加，礦物的探采效率成為了目前礦物探采的核心，因此本文設(shè)計(jì)了新的礦物勘查探采方法，該方法可以有效減少礦物探采時(shí)間，提升礦物探采的效率，應(yīng)用設(shè)計(jì)的探采方法，對(duì)X礦區(qū)進(jìn)行實(shí)例分析，實(shí)例分析的結(jié)果證明，設(shè)計(jì)的方法能有效降低礦產(chǎn)勘察與找礦的時(shí)間，具有高效性，隨著礦物探采的加劇，生態(tài)環(huán)境也越來越受到重視，因此，還需要在后續(xù)的應(yīng)用中，加入保護(hù)生態(tài)環(huán)境的相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦物探采與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。