当前我国深部找矿的成矿理论与技术方法探讨

时间:2023-01-07 08:35:04 浏览量:

【摘要】本文笔者根据多年工作经验与实践,对当前我国深部找矿理论、研究、进展各个方面进行探讨和总结。

【关键词】深部找矿;成矿系统;地质研究

1.我国地质深部找矿的成矿理论研究

受传统技术水平所限现有的勘查技术手段对深部矿勘查的有效性非常有限,因此利用地质成矿理论指导深部矿勘查受到了业内人士的高度重视。

1.1关于对矿床形成深度和产出深度厘定的探讨

矿床的形成深度和产出深度是两个概念,不能混淆。深部矿是指目前埋藏于深部的矿床,但其原始形成时并非一定形成于深部,因为后期的地壳升降或大的构造活动都可以使原先形成于地表附近的矿床下降到深部;反之也可以使原先形成于地下深部的矿床上升到浅部或地表。

矿床的原始成矿深度,即垂向上的成矿范围大小是一个影响到深部找矿前景大小的先天条件。这是由于不同类型的成矿作用的原始成矿深度是不同的,因而与其直接相关的矿产资源量大小也是有差别的。在不考虑后期改造的前提下,几乎所有内生成矿作用的成矿深度都比较大,都可以形成所谓的深部矿床。矿床原始成矿深度的确定是成矿学研究的主要内容之一。一般可以根据矿床类型来判定矿床(或矿化)的原始成矿深度,例如与基性、超基性有关的岩浆矿床以及与花岗伟晶岩有关的稀有金属矿化的原始成矿深度一般都比较大。与热液成矿作用有关的稀有金属及多金属等矿化由于有所谓的高、中、低温热液成矿之分,因而成矿深度范围变化较大,需要作进一步的判定研究,目前一般多采用流体地球化学方法来确定热液矿床的形成深度,通过构造校正的途径来测算具体热液矿床的成矿深度。

不同类型矿床目前的产出深度因受后期地质构造改造作用的不同而不同。矿床目前产出深度的确定对深部矿勘查工作有着直接的指导作用,它是当前深部矿勘查和研究中的热点和难点所在,深部矿勘查和研究的核心任务之一就是界定深部矿可能的赋存位置。但是,到目前为止,深部矿产出深度的界定并没有得到较好的解决,有关认识多是通过具体的勘查工程实施后的后验判定所得到。有必要指出,深部矿床目前产出深度的界定将是今后相当长时期内深部矿勘查和研究的重点难题之一。

1.2成矿系统研究现状及其在深部矿勘查中的意义

成矿系统是指在一定的时空域中,控制矿床形成和保存的全部地质要素和成矿作用动力过程,以及所形成的矿床系列、异常系列构成的整体,是具有成矿功能的一个自然系统。成矿系统是一种自然历史过程,绝大多数成矿系统不能直接观察到,但各种信息被保存在现存矿床及有关的异常中,成矿系统研究是通过从现在的矿床特征和现存的地质环境入手,反推其原来的成矿环境和成矿过程,并强调把矿床形成过程和产物以及形成后的改造过程作为一个必然的有机整体进行分析,从而为深部找矿的前景评价以及深部找矿中非常重要的矿床当前可能产出状态的厘定提供参考依据。成矿系统一词自提出以来,众多学者就成矿系统开展了系统的研究并取得了大量的研究成果。

1.3第二矿化富集带研究现状及其在深部矿勘查中的意义

迄今为止,学术界对所谓的第二矿化富集带尚无明确的定义。按笔者的理解,所谓的“第二矿化富集带”应是指在已知矿集区的深部或已知矿区深部的新的矿化富集空间,其与上部矿化富集带,即第一矿化富集带之间由所谓的无矿(或贫矿)带所分隔。腾吉文称之为“第二成矿空间”或“第二找矿空间”。

进入21世纪以来,随着深部找矿工作的普及和理论研究工作的深入,第二矿化富集带对深部找矿工作的指导作用重新受到人们的高度重视。

它研究始于隐伏矿床找矿的研究,发展于深部找矿研究热潮之中。“第二矿化富集带”的提出对区域及矿区深部找矿前景的评价以及具体勘查工程的实施都可以起到较好的指导作用,它为开拓第二找矿空间或“矿下找矿”或“矿外找矿”提供了重要的理论依据。

1.4深部矿勘查中的综合地质研究

大量的勘查工作实践证明,综合地质研究程度的高低是影响矿产勘查工作成败的先决条件,这在深部矿勘查中尤为突出。由于深部找矿工作具有高度的探索性,需要从多学科进行综合研究,其中包括地质、矿产、勘查技术等相关学科的全部内容。但单就地质、矿产来说,它涉及到成矿地质背景、矿床地质、成矿规律等方面的研究内容。针对深部矿勘查中的综合地质研究内容,一些国家重视开展深部地壳演化、壳幔相互作用、地壳结构与成分类型、岩浆与成矿作用的响应、地壳深部动力学特征与成矿等理论问题的研究。

2.深部找矿的技术与方法研究

由于深部矿勘查相对于浅部矿勘查具有难度大、投资大、风险性大的特点,迫使矿产勘查人员必须依靠科学技术的进步来发展和形成新的找矿能力。深部找矿一方面如前所述更加依赖于地质成矿理论对预测找矿的指导作用,另一方面也必须向新技术、新方法寻求帮助,特别是针对深部矿埋深较大、信息弱和干扰大的特点要求传统的找矿技术方法与手段在探测深度、探测灵敏度以及抗干扰方面能有较大的改进和提高,因而出现了所谓的大深度物探技术和深穿透的化探新方法、高分辨率航卫遥感技术以及大深度的钻探技术等方法。

2.1深部找矿中的大深度物探技术研究进展

传统的物探方法从电、磁、重等多方面已经形成了众多的具体方法,这些方法对不同物性的矿化体有着较好的针对性。但传统物探方法的一大缺陷是探测深度有限,其有效探测深度一般小于300m。为了有效地探测深部隐伏矿床(体),物探方法面临的重要问题之一就是加大探测深度和提高分辨率,通过研制深度大、分辨率高、效率高、轻便化、抗干扰的物探新仪器,形成新的物探技术方法。经过多年的发展,目前瞬变电磁法(TEM)、可控源音频大地电磁法(CSAMT)、高精度磁法、井中物探、金属矿地震勘探以及大比例尺航空物探等方法已逐步应用于金属矿勘查中,并在深部矿勘查中取得了较好的效果。

2.1.1瞬变电磁法(TEM)TEM与传统的直流电法、激电方法相比,其探测深度明显要大,垂向分辨率也高,易于探测到覆盖层下的良导电体,探测深度可达300~400m

2.1.2可控源音频大地电磁法(CSAMT)

CSAMT是一种主动源大地电磁测量方法,通过在一定范围内逐步改变发射机与接收机的频率,对不同深度进行取样,其探测深度从几十米到2km左右。

2.1.3金属矿地震勘探法

金属矿地震勘探法是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内的传播规律来勘测地下的地质情况,过去这种方法在油气、煤田、盐岩和一些层状沉积矿床中经常使用。随着地震数据在采集、处理和解释方面的改进和完善,该方法愈来愈多地用于金属矿的勘查引,尤其是在研究程度较高的具层状构造的沉积型矿产的矿区用于查明深部控矿构造,划分岩性、岩相,甚至直接进行深部隐伏矿的寻找。

2.1.4井中物探方法

井中物探方法可获取井壁四周和钻孔底部的信息,这对发现井旁或井底的盲矿是十分重要的。井中物探采用的方法是多样的,如井中磁测、井中瞬变电磁法、井中激发极化法和井中充电法等。

2.1.5大比例尺航空物探方法航空物探方法具有远距离快速获取地质信息的能力,也是区域地质填图的一个重要组成部分

利用航空物探资料,结合区域地球化学和地质理论可用来研究区域控矿因素,确定隐伏矿可能存在的靶区。航空物探系统本身的精度和综合配套能力也在不断提高,形成由航测(包括磁梯度)、电磁、放射性等方法构成的综合系统,再配合全球卫星定位系统(GPS),可在区域普查以及矿区深部找矿中发挥作用。

3.几点认识

3.1深部矿已成为现阶段我国地区以及今后我国大部分地区金属矿的主要找矿对象,表明我国的找矿工作已进入一个新的阶段,即找矿对象由20世纪50~60年代的露头矿、易识别矿→70年代的易识别矿、浅部隐伏矿→80年代的浅部隐伏矿、难识别矿、新类型矿→90年代以来的难识别矿、新类型矿和深部隐伏矿。

3.2找矿阶段的变化,特别是找矿对象由浅部隐伏矿→深部隐伏矿的变化,导致了找矿思维和找矿策略以及找矿技术方法的变化,具体体现在深部矿找矿地质成矿理论和找矿技术方法的变化上。如在深部矿找矿地质成矿理论研究中提出和加强了对矿床形(下转第93页)(上接第236页)成和产出深度的研究,重视对成矿系统的研究和恢复,提出了第二矿化富集带的找矿思路;针对深部成矿特点,在找矿技术方法研究方面出现了一些大深度的物探技术和深穿透的化探新方法等。

3.3深部矿勘查地质成矿理论和找矿技术方法的研究程度目前还比较低,深部矿的有关研究尚任重而道远。具体如对第二矿化富集带的成因机制缺少深入的探讨,深部矿的成矿条件、成矿特征以及空间定位规律有待开展系统的研究,有关的针对深部矿勘查而提出的专门性的技术方法本身尚处于探索试验阶段;另外,随着深部矿勘查的持续进行,必将有新问题的发现和提出。这些问题都有待研究工作的逐步深入。■

【参考文献】

[1]翟裕生,邓军,王建平等.深部找矿研究问题[J].矿床地质,2004,23( 2 ).

[2]张德会,周圣华,万天丰.矿床形成深度与深部成矿预测[J].地质通报,2007,26(12).

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