遼寧鞍山地區(qū)金屬礦資源中深部找礦特征及深層勘查分析

馬 巍

（遼寧省有色地質(zhì)一〇五隊(duì)有限責(zé)任公司，遼寧 葫蘆島 125000）

近年來，中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度不斷加快，資源消耗速度也隨之增長，而常用型金屬礦產(chǎn)資源的消耗量居于首位，金屬礦產(chǎn)資源匱乏態(tài)勢也在逐漸加劇[1]。目前國家公布的金屬礦產(chǎn)資源深度范圍為0m～500m，即第一深度空間勘查資源量，但是還不能代表國家金屬礦產(chǎn)資源量的全部[2]。

依據(jù)成礦理論分析可知，在深度范圍500m～1000m內(nèi)，是地殼內(nèi)動(dòng)力、外動(dòng)力相互作用的復(fù)合場，也成為了多種成礦要素耦合與突變的轉(zhuǎn)折區(qū)域，有利于巖漿移動(dòng)與熱液礦床的產(chǎn)生。由此可見，在地殼深度范圍內(nèi)，具備較好的金屬礦床形成條件，存在較大的成礦勘查潛力[3]。遼寧鞍山具備豐富的礦產(chǎn)資源，目前已經(jīng)勘探礦產(chǎn)資源種類數(shù)量達(dá)到了35種，其中以金屬礦資源為主。為了推動(dòng)遼寧社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加強(qiáng)金屬礦資源深部勘查的研究，提出遼寧鞍山地區(qū)金屬礦資源中深部找礦特征及深層勘查分析研究。

1 金屬礦資源中深部找礦特征分析

1.1 金屬礦資源深部成因

從本質(zhì)角度出發(fā)，地面淺層所見的金屬礦資源，并不是地表處堆積形成的，都是地球深部能量與物質(zhì)交換形成的。金屬礦物元素之間存在著大量的運(yùn)移、聚集、分異、整合等過程，也就是說金屬礦資源形成與分布會(huì)受到深部物質(zhì)物理-化學(xué)-力學(xué)過程的限制[3]。簡單的說，金屬礦資源就是熱物質(zhì)在運(yùn)移過程中與深部殼、幔變質(zhì)作用后，隨著時(shí)間堆積而成的。由此可見，金屬礦資源成礦與地球深部殼、幔構(gòu)造，運(yùn)移行為，物質(zhì)狀態(tài)等動(dòng)力過程息息相關(guān)。

1.2 深部構(gòu)造與控礦作用

近年來，許多學(xué)者對地殼深部礦床分布情況進(jìn)行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)地殼深部構(gòu)造與成礦之間存在著較為緊密的聯(lián)系，成為了金屬礦資源深部找礦特征之一，為金屬礦資源深部研究與勘查提供新的線索支撐。隨著探測技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，人們對地殼深部構(gòu)造的認(rèn)識也在逐步更新。在現(xiàn)代金屬礦資源深層勘查過程中，地殼深部構(gòu)造控礦作用研究至關(guān)重要，得到了世界各個(gè)國家的廣泛關(guān)注，研究力度也在不斷地加大，大大的拓展了深部找礦的思路。針對金屬礦資源來看，表面上礦床分布只是受到了地殼淺表層應(yīng)力作用影響，但實(shí)質(zhì)上，也會(huì)受到地幔隆升動(dòng)力作用等深部因素的控制。

1.3 深部動(dòng)力過程與成礦特征

通過上述分析可知，雖然大中型金屬礦資源成礦過程較為復(fù)雜，卻經(jīng)歷了物理-化學(xué)-力學(xué)過程（深部動(dòng)力過程），由此可見，深部動(dòng)力過程也是金屬礦資源深部找礦特征之一。

在地球動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)，金屬礦區(qū)時(shí)空分布會(huì)受到深部動(dòng)力過程的制約，而深部殼、幔、構(gòu)造等是主要的深部要素。依據(jù)地球內(nèi)部熱物質(zhì)運(yùn)移理論，構(gòu)建巖石圈結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型，分析熱物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)軌跡、規(guī)律等，對金屬礦產(chǎn)資源形成過程進(jìn)行詳細(xì)了解，并將其作為資源深部找礦特征之一。

深部熱物質(zhì)動(dòng)力過程如圖1所示。

如圖1所示，展示了深部熱物質(zhì)的動(dòng)力過程，也是成礦元素的聚集過程。其中，編號1～7分別表示的是花崗巖、震旦系、結(jié)晶基底、基性巖體、正長巖體、峨眉玄武巖與砂礫巖。

圖1 深部熱物質(zhì)動(dòng)力過程示意圖

通過上述分析可知，深部動(dòng)力過程可以顯示出成礦熱物質(zhì)的運(yùn)移過程，反映深部熱物質(zhì)與介質(zhì)、能量之間的耦合反應(yīng)與作用，為礦產(chǎn)資源深層勘查提供找礦特征要素。

2 金屬礦資源中深層勘查技術(shù)分析

在金屬礦資源中深層勘查不僅需要深部找礦特征信息，也需要適當(dāng)?shù)纳顚涌辈榧夹g(shù)支撐，故在此節(jié)對深層勘查技術(shù)進(jìn)行深入分析，主要包含綜合地球物理技術(shù)、井下地球物理技術(shù)與地面地震波場探測技術(shù)，具體分析過程如下所示：

2.1 綜合地球物理技術(shù)

以往地球物理技術(shù)主要是通過肉眼對地面淺表層礦體進(jìn)行研究，或者采用鉆井方式，對一定深度的礦體進(jìn)行研究。但此種技術(shù)已經(jīng)無法滿足第二深度空間金屬礦資源的勘查與挖掘需求，故可控源音頻大地電磁法、地面時(shí)間域電磁法、深地殼角反射折射技術(shù)等相繼出現(xiàn)，共同構(gòu)成了綜合地球物理技術(shù)，依據(jù)不同原理對第二深度空間蘊(yùn)含的金屬礦資源進(jìn)行勘查，并詳細(xì)分析深層動(dòng)力過程，為金屬礦床深度預(yù)測提供精確的數(shù)據(jù)支撐，對金屬礦產(chǎn)資源的深部研究帶來了契機(jī)。

2.2 井下地球物理技術(shù)

如何精確地發(fā)現(xiàn)確定深部隱伏礦床，是金屬礦產(chǎn)資源深層勘查的一個(gè)關(guān)鍵難題。常規(guī)環(huán)境下，深部礦床位置較深，淺部信息一般較為微弱，有效信息較少，資源勘查較為困難。為了勘查深部金屬礦資源，除了進(jìn)行必要的地球物理場觀測，還需要鉆孔、坑道、深鉆井等方式來間接的地殼深部結(jié)構(gòu)空間以及成礦元素信息等，并對其進(jìn)行較為精細(xì)的研究與判斷。

另外，還需要對深鉆井與坑道內(nèi)部的物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的研究作業(yè)，以此來近距離地捕捉成礦元素的物理、化學(xué)標(biāo)志。近幾年，井下地球物理技術(shù)的出現(xiàn)使得深部找礦工作呈現(xiàn)出了新的活力，并發(fā)現(xiàn)了一批儲量較多的深部金屬礦資源，例如銅、鎳硫化物礦床、金礦床等。井下地球物理技術(shù)不但可以獲得井壁介質(zhì)相關(guān)參數(shù)，還可以獲得底部介質(zhì)相關(guān)參數(shù)信息，為礦床勘查提供了更加豐富的信息支撐。

2.3 地面地震波場探測技術(shù)

深部找礦的關(guān)鍵就是深入研究礦區(qū)內(nèi)的深部結(jié)構(gòu)，依據(jù)成礦因素圈層的耦合效應(yīng)，獲取一定的成礦規(guī)律，模擬成礦過程，厘定金屬礦資源聚集、分布的條件，通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，勘查深部礦床資源。隨著地震技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，地面地震波場探測技術(shù)也被納入深部找礦、深層勘查應(yīng)用中，并取得了一定的成果。

地面地震波場探測技術(shù)可以直接應(yīng)用于深部金屬礦資源勘查，能夠?qū)ΦV體構(gòu)造與周邊蝕變進(jìn)行高分辨率的探測，特別是針對礦物元素聚集的控礦空間。

3 遼寧鞍山地區(qū)金屬礦資源深層勘查應(yīng)用分析

以遼寧鞍山地區(qū)金屬礦山作為研究對象，應(yīng)用上述闡述的深層勘查技術(shù)，對金屬礦資源深部找礦特征以及資源深度、含量進(jìn)行預(yù)測，研究深層勘查技術(shù)的應(yīng)用效果。

遼寧鞍山地區(qū)金屬礦資源情況如表1所示。

表1 遼寧鞍山地區(qū)金屬礦資源表

依據(jù)上述研究對象區(qū)域的資源儲量信息，選取多種深層勘查技術(shù)融合應(yīng)用，對研究對象特征與儲量進(jìn)行勘查與預(yù)測。

通過深層勘查技術(shù)可以得到第二深度空間成礦元素含量數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 成礦元素含量數(shù)據(jù)表

依據(jù)表2數(shù)據(jù)可以看出，遼寧鞍山地區(qū)第二深度空間具備著較為豐富的金屬礦產(chǎn)資源，可以對其進(jìn)行相應(yīng)的挖掘，為遼寧社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供充足的金屬礦資源供給。

4 結(jié)束語

金屬礦資源是深部能量與物質(zhì)交換、深層動(dòng)力過程后的產(chǎn)物，故在理論與實(shí)踐角度出發(fā)，加強(qiáng)第二深度空間的找礦、勘查研究勢在必行，也是礦產(chǎn)資源發(fā)展的大趨勢。面對礦產(chǎn)資源勘查難度越來越大的現(xiàn)象，精準(zhǔn)分析深部找礦特征，選取適當(dāng)?shù)纳顚涌辈榧夹g(shù)至關(guān)重要，此研究可以一定程度的解決上述問題，但是隨著金屬礦產(chǎn)資源需求量的加大，對金屬礦產(chǎn)資源勘查提出了更高的要求，需要對金屬礦資源中深部找礦特征及深層勘查分析進(jìn)行進(jìn)一步的研究。