矿产地球化学勘查技术现状及改进措施

2018-01-29

世界有色金属 2018年1期

（甘肃省地矿局第四地质矿产勘查院，甘肃酒泉 735000）

勘查地球化学（exploration geochemistry）是一种系统研究地球化学探矿的理论、方法与技术的学科，主要对成矿物质在成矿过程中，留在围岩中的元素运动轨迹或成矿后分散在周围的沉淀物形成的地球化学分散模式，根据元素变化规律以及分散模式对新矿床进行追踪与发展。近些年来，我国勘查地球化学在实际应用中已经取得了很大的进展[1]。随着我国可持续发展战略的实行，勘查地球化学在迅速发展的同时也面临着巨大的挑战。因此对矿产地球化学勘查技术现状及改进措施进行研究，帮助我国今后矿产勘查技术得到更好的发展。

1 矿产地球化学勘查技术现状

我国近些年来矿产地球化学勘查发展迅速，基本形成一套完善的工作方法。全球地球化学填图与地球化学基准等研究课题一直是我国专家研究的热点问题，并在76种元素地球化学填图试点上已经有了初步成果[2]。我国地域辽阔，拥有丰富的矿产资源，而甘肃省位于黄河上游，地处西北内陆，全省地质环境复杂，成矿条件优越，矿产资源相对丰富。省内已发现矿产156种（不含亚种），占全国发现矿种的91%。矿产地球化学勘查作为我国化探工作的重点，以甘肃省作为研究重点，能够帮助我国矿产资源开发提供有利的基础资料[3]。目前，我国关于地球化学勘查方法主要以水地球化学异常检测、岩石化学异常检测、土壤化学异常检测等为主。

1.1 水地球化学异常检测

地球化学异常（geochemical anomaly）是指对空间或区域内的化学元素含量或其他化学指标分布偏离正常地球化学模式，通常情况受到范围与尺度、地域的大小等因素的影响。异常的概念是相对的，依照异常的规模与成因也能够分地球化学域、地球化学省、区域地球化学异常和局部地球化学异常的等级[4]。水地球化学异常检测主要由地质勘查部门的技术员对地下水或地表水利用检测工具进行系统检测。通过对水中矿元素的含量的分析，从而确定这一地区矿产分布位置。而地下水或地表水的pH值与EH值、水温、水化学类型、总矿化度、阳离子含量、阴离子与阴离子团含量都意味着水地球化学异常。造成水地球化学异常的原因主要为水体侵蚀矿石原生晕与次生晕将其分解，导致水体中富含矿元素。

1.2 岩石异常检测

岩石化学检测主要针对岩石中矿体成分进行化学异常检测，通过对岩石中矿体成分分布的测定，从而确定矿产分布位置与范围。在检测过程中，局部岩石地球化学一样通常被称为原生晕。目前最基础的找矿方法为以原生晕为基础进行找矿。岩石化学一样检测应用的主要范围有寻找盲矿体、有助于地成对比和矿源层的识别、预测地表矿体的剥蚀程度以至于估算矿石储、划分地球化学省以及评价侵入岩体或火山岩系的含矿性量等。岩石地球化学检测以区域岩石地球化学测量、普查地球化学测量、详查地球化学测量区分为三个等级。在选用比例尺时，区域岩石地球化学测比例尺为1:100000；普查地球化学测量比例尺为1:50000；详查地球化学测量比例尺为1:5000。

1.3 土壤异常检测

矿石经过长时间的风化作用，会分解成为尘土，使得周围土壤中所含矿物成分大大提高，形成区域性矿物成分富集。土壤化学异常检测主要用于小范围矿产资源检测，以及普查阶段水地球化学异常检测不能正常进行区域。

1.4 地球化学勘查程序

矿产资源的勘查需要对大范围进行勘查，因此需要一套能够有效实行的勘查程序，通过舍弃大面积无矿区，不断缩小范围，从而确定矿体位置。一般情况下，为节省人力与物力资源，主要采用圈定矿化范围的方法[5]。地球化学勘查程序主要为对大范围区域进行扫描校测后，确定矿产资源分布大致范围。确定后进行异常检查，在所确定的大致范围内，通过检查，进一步缩小分布范围区域。在最后的详查阶段，根据检查结果评估矿产资源经济价值，最终进行钻探验证，为进行大规模开采提供可靠依据。

2 矿产地球化学勘查技术改进措施

我国地球化学勘查技术在实践中逐渐建立起自己的理论与方法体系，同样在国际上取得的可喜的成果。但随着技术的不断发展，我国矿产地球化学勘查技术为更好的应用于实际找矿工作中，需要在勘查工作中运用新技术，因此对矿产地球化学勘查技术进行改进[6]。

2.1 高寒山区区域化探技术

甘肃省榆中县位于甘肃省中部，榆中县地势南高北低，中部凹，呈马鞍形。南部为石质高寒山区，马寒山最高峰海拔3670.3米。北部为黄土丘陵区，最高峰吕家岘海拔2495米。南北两山之间是川塬丘陵沟壑区，海拔1500-2000米，地形由西南、东南和东北三面向西北倾斜。榆中县内已探明的矿藏15种，有中小型矿床，矿点和矿化点48处。矿产种类繁多，已探明的有48种。石灰岩储量近2.4亿吨，红色粘土有6000万吨，1亿多吨花纹花岗岩属中国稀有。榆中区地势差距较大，南部为石质高寒山区，北部为黄土丘陵区。以往矿产地球化学勘查技术在这一地区的实际找矿工作中难以发挥良好的效果，为更好的对这一地区矿产资源进行开发，主要利用干旱、半干旱高寒山区区域化探技术。这一技术主要对水系沉淀物对汇水区域地质矿产信息进行测量。但样品中可能会混入较多的风成沙与风积黄土等物质，为得到更加客观的阶段，需要对其进行过滤。这种检测方法因操作简单，适宜大面积推广。榆中县由于山体阻滞，导致这一地区以风成沙沉降为主，在山坡低洼地区有明显风成黄土堆积，水系沉淀物与其混合后，对矿化信息造成严重影响。因此针对榆中高寒山区区域地球化学勘查技术主要为1:20万区域勘查以水系沉淀物测量为主，在采样过程中需要注意对各粒径混杂的地段，注意横切河道多点采集组合样。为保证采样质量，注意对样品加工时盐类胶结假颗粒的消除。在异样调查阶段对土壤的测量阶段，需要依据地形与通行难易程度对其进行地球化学剖面测量。在对榆中矿产区采用次方法进行勘查过程中，与以往传统方法相比可以看出，地球化学规律性明显增强的对勘查区主要地质体的分布反应也能够更好的体现，为今后的矿产开发提供有效的地球化学信息。

2.2 多目标地球化学填图技术

甘肃省地势起伏较大，因此基础调查使用多目标地域地球化学调查进行。多目标地球化学调查对象主要为道路生态系统、草地生态系统、农田生态系统、道路生态系统、城市生态系统、江河流域生态系统等为主要研究对象。为获取调查区高质量与精度的数据为主要目的，在调查过程中对区域内元素地球化学分布、分布特征进行详细调查。在对勘查区的各类地球化学图进行绘制时，对其中重要的异常进行查证，这种勘查方法也为今后勘查区域的环境、土地规划、生态与气候变化等提供基础化学资料。在多目标地球化学填图技术理论中，将水、空气、生物、大气、岩石等作为一个整体系统，地球系统评价以土壤圈为中心。土壤圈中保存了生物圈、岩石圈等大量信息，多目标地球化学填图技术对土壤圈、生物圈的分布特征等研究过程中，主要以元素地球化学循环原理为主要依据。

多目标区域地球化学调查主要以土壤地球化学填图为基础，向大气、植物、地表水等进行延伸，对地球表层整个生态系统进行地球化学填图。多目标地域地球勘查不仅能够通过对江河流域尺度、土壤中元素勘查得到数据，发现对经济社会发展中重大影响的一系列地球化学问题。更能够为今后对勘查区域的地质研究、土地资源规划以及资源潜力调查提供可靠技术资料。