深部金属矿产资源地球物理勘查及应用研究

2016-08-07徐刚

大科技 2016年1期

关键词：勘测矿产资源矿床

徐刚

（安徽省地质矿产勘查局322地质队安徽马鞍山 243000）

深部金属矿产资源地球物理勘查及应用研究

徐刚

（安徽省地质矿产勘查局322地质队安徽马鞍山 243000）

随着金属矿产资源勘查工作的不断深入发展，很多近地表和露天的金属矿产已经被勘测清楚，但在浅度地表的技术矿床勘测难度还很大，也因此造成了金属矿产资源短缺的问题。想要缓解资源危机，进行更深的勘测就应该运用地球物理勘测的方法并进行有效的实践，才能取得很好的成效。

金属矿产；应用研究；物理勘察

前言

经济建设需要对很多资源进行不断的运用，所以在资源的利用上造成了很大的消耗。现今很多种金属矿产资源已经出现了不同程度的资源危机，需要对矿山的深层部分进行勘测，地球物理勘测方法技术的发展为深部找矿工作提供了重要的技术保证。

1 地球物理勘查在深部找矿中的主要作用

1.1 开展深部地学填图，优选深部找矿靶区

通过开展深部地学填图的方式，对区域成矿规律和区域成矿背景来进行矿靶区的圈定和优选。这种方法主要可以解决中填图中的几个问题。

1.1.1 通过风化层厚度和沉积盖层构造来研究基底的起伏变化

通过利用地球物理方法可以得知前寒武纪结晶基底的超机性与侵入岩和俄罗斯奥罗尼日结晶地块有密切的联系，其中的中新生代沉积建造的覆盖范围在基底上大概有300m。为探明其基底的起伏变化，就对几个具有深部找矿潜力的有利靶区进行了圈定。

1.1.2 通过地球物理反演模型的建立来确定深部构造环境

通过利用地球物理方法可以得知很多沿着大断层分布的矿区就会利用这种区域之间的相关关系来进行勘查靶区的圈定工作。

1.1.3 进行深部岩性填图方式

利用地球物理方法通过矿床的形成方式和侵入岩来进行深部岩性填图，来推测出矿产的具体部位[1]。

1.2 金属矿产形成的原因

在地表浅处的金属矿产资源都是由地球内部的能量与物质相交换形成的，它们的分布也是受地理、化学、物理等方面的制约的，在物质能量的转移过程中，变质作用将这些资源逐渐的聚集起来，所以想要对资源进行勘查就必须对深层次的问题进行探究，所以为其勘测增加了困难。地球物理勘查的方法才能够解决这些深层次的方法。

1.3 直接寻找深部隐伏盲矿体

地面地球物理和航空的方法都可以进行直接找矿的工作，利用直升机和低空飞机直接进行找矿，可以对金属矿产资源精确的进行勘查。

2 国外几个典型矿床的深部地球物理勘查

2.1 加拿大萨德伯里铜、镍矿区

在加拿大的萨德伯里金属矿区中，已经被确定的金属有镍、铜、铂族元素，它们的储量都较大，是加拿大矿产资源的主要集聚地。此矿床的位置在加拿大安大略省中休仑湖的北岸，这个工作区种的金属矿石种类主要有两类，分别是石英角砾岩中的铜矿和辉长岩中的铜镍矿。这两种矿为加拿大社会经济发展中提供了了重要的推动作用。这片矿区内的岩矿物矿石结构是Cu-Ni矿石、变质辉长岩、石英杂砂岩和铜矿化角砾岩。它们都是经过反复的收集和整理工作所集中形成的。经过一定的研究表明，位于加拿大的上伏围岩和奈恩矿区辉长岩墙之间总接触的区域，特别是在构造的发育地区还有在互相交汇的区域，这些都会在未来的矿产开发中变成最佳的成矿部位[2]。这一矿区的开采过程就是通过地球物理的勘测方法所发现的，在矿区的深部构造上的部队称发现了盆地中心的构造样式出现变化，发现了其中存在着很富的底板型矿床，所以开始进行勘探的工作，用重力和地震的测量确定了其深部的构造。

2.2 澳大利亚奥林匹克坝铜、铀、金矿区

在澳大利亚所发现的奥林匹克坝矿区，其矿床位置在南澳大利亚州的阿得雷德北地区，在1975年的时候被发现。奥林匹克坝金属矿区地质图如图1所示。1979年，澳大利亚有限公司和英国的石油公司、西部矿业公司对一项奥林匹克项目进行联合执行。这一矿床种很多矿化带含有很多粒浸染硫化铜矿物和细粒浸染状沥青铀矿。在这之中，最主要的硫化矿物包括黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿。近些年来此矿区正在准备扩建工作，主要对现有的电精炼厂和熔炼厂进行改造，并且建立湿法冶金厂和新的选矿厂。因为现阶段的技术因素还没有达到更高的标准，所以对长期的市场变化情况也很难预测，所以距离建设的完工还要很久的时间。在此矿区的勘探过程中使用了重、磁的方法，中生代沉积物之下的玄武岩导致可重磁的异常，所以勘探者对此地进行勘测，才发现了这一巨型矿场。

图1 奥林匹克坝金属矿区地质图

2.3 南非兰德金矿

世界上金矿石资源储存量最丰富的是南非的国家，矿物的位置主要集中在其东北部，此矿区的矿床成因模式有构造交叉模式、转换滑脱构造模式和火山成矿模式。矿床的类型也有很多，例如兰德盆地的“兰德”砾岩型金矿床、绿岩带型金矿床和白云岩型金矿床这三类。而兰德砾岩型金矿床主要有砂矿模式和热液模式两种成因模式。中国一直以来都是黄金的消费大国，所以对南非兰德金矿的调查研究可以加深我们对兰德地区金矿床形成规律的了解程度。同时还为我国的探测矿床技术提供了宝贵的经验，与此同时还给国内的勘查企业在南非的矿石探测勘查工作提供了宝贵的理论基础。但由于技术水平有限，只有小部分的矿区才可勘查出来，对更深部位的大的部分地区工作难度很大。

兰德金矿田的勘探过程中，地球物理勘探技术就起了重要的作用，勘探者根据磁法勘探找到了金矿床，在深部找矿的过程中，也使用了三维人工源地震勘探的技术，得出了更加详细的地质信息。

3 我国近年来在金属矿物勘查中几个典型矿床的地球物理勘查

3.1 铜陵狮子山矿区

铜陵狮子山矿区的矿产地质图如图2所示，它位于安徽省铜陵市东郊，大约在其7km处。因其地区的矿产资源比较丰富，种类也比较多，所以是在长江中下游地区矿带铁、金、铜和硫等矿产分布密集区域[3]。这一矿床是地块作用和大别造山带冲突所形成。铜陵狮子山矿区矿的种类主要是碳酸盐岩，在这之中最矿化最有利的是上、中石炭统黄龙组、下三叠统、船山组灰岩和龙山组条带状灰岩。

这一矿区中最有代表性的矿床是大型金矿床和与其相邻的冬瓜山特大型铜矿床。其中的矿体主要呈脉状、层状、透镜状和似层状等等。近些年来，狮子山矿山的开发范方式主要是坑采和露采，并且不同的矿山生产技术也不同。在矿山周围，环境污染情况狠严重，比如：废水的排放问题、尾矿保护缺乏的问题、矿山坍塌的问题等等日趋明显。

3.2 大冶铜绿山矿床

湖北省的大冶铜绿山矿床铁铜金矿产基地是位于鄂东南地区。其勘查程度和科研程度是国内最高的。这一矿区中砂页岩的成矿过程是一个封闭系统，形状像一个屏蔽层，这就使矿液的作用时间较短，资源量也较多。同时让矿区的内地层岩性有了更好的岩层配置模式。其复式岩体又分为铜绿山岩株体和阳新岩体主体岩石两种。因为岩浆岩和地质的构造形式对矿田有控制作用，所以现有的矿体在向更深处延伸的时候，工作程度会随之降低。如果想要把传统的矿床尺度和成矿模式进行突破，想要寻找到更多种类的矿物、形成更有潜力的区域，就应该对钻孔原生晕和磁电测井的手段进行综合运用，来进行找矿工作。另外，还应该重视重磁异常地段的找矿潜力。

图2 狮子山矿田区地质矿产图

3.3 辽宁红透山矿床

辽宁省抚顺市东南方向56km处的红透山矿床主要有金矿、铁矿和有色金属矿。这一矿床是东北地区面积最大，并且开采深度也最大的金属矿山。由于红透山矿床是受岩层控制，所以矿藏资源都蕴藏在倾向倾竖同的褶皱之中，时我国太古宙花岗岩和绿岩地体分布最大的区域。红透山铜锌矿床的主要矿源层是矿山中的“薄层互层带”，这一层位的原岩是以中酸性和基性的火山岩中夹少量泥砂质而形成的岩石类型。这一矿区的岩石以黑云质片麻岩和角闪质为主，在后期变形变质的巨大改造中重复不断的出现。现阶段的红透山的深部又发现了新的矿产资源，这一重大发现促进了国内的地球物理探测勘查技术的发展。