探讨深部矿产地质调查基本理论与技术方法

余 玲，万剑威

（江西有色地质勘查五队，江西 九江 332000）

近几年来，伴随矿产开发力度的持续增大，浮在地表的浅矿也在不断减少，可以供应人们直接开采的矿量也越来越少。面对这样的发展趋势，对深部矿产进行勘察，不断加强深部地质探测技术的发展。通过对深部矿场的地质进行调查，对深部矿产的地质结构进行了解，其主要目的是找寻深部地质中的隐伏与半隐伏矿产。因为目前的一些探测技术的应用深度、精度无法对实际的要求进行满足，在进行深部寻矿的过程中十分困难。现有的深部采矿技术具备的抗干扰能力较差，无法再进行地质深部探测的时候找出隐伏矿产。文章通过对深部矿产地质调查理论进行详细的分析了解，从而设计了适用于目前地质勘查和深部地质探测的新型技术，对于提高技术水准以及加强开采量都具备极大的实用价值。

1 深部矿产地质侦查基础理论的研究

中国是一个拥有丰富矿产资源的国家，并且其分布在全国各地。因为形成矿产地质的背景具有差异，并且区域地质成矿历史活动的积累也不尽相同。想要对深部矿产资源进行开发，就有必要对这一地区的矿产分布与成矿原因进行充分了解。比如：分析这些矿物是分布在地槽区还是台地区，其主要出于板内还是板缘；对历史地质上的构造运动规模、种类、阶段对成矿的影响进行认识，以便对这一区域的矿石产量以及种类进行根本了解。

1.1 矿产成因

分析形成矿物的地质事件或者功能。总的来说，形成矿床的主要原因可分为两种，即为：岩浆热液与沉积变质两种形成原因。站在宏观的角度来讲，不同成因的矿石岩性和构造不同；站在微观的角度来讲，矿物和化学成分的定量分析数据也具有极大的差异。

1.2 控矿因素

形成矿床与其分布通常受到岩性与构造两种因素的控制，为此可经过对已知矿体的赋存位置以及空间的分布特点进行研究，从而了解矿床的形成与分布。

2 侦查深部矿产地质的主要技术方式

2.1 分析侦查技术

开展深部矿产地质的调查，可以将其叫作“深部矿调”，早在20 世纪60 年代，前苏联就绘制了矿山生产地质的三维地图，并伴随有关技术的开发，加纳利利用深部钻探、井中物探等各种技术发现了许多深部的半隐伏与隐伏矿产。中国地质调查局在2011 年的时候启动了“三维地质填图”和“深部矿产地质调查”试点工作，以此来促进我国深部矿产地质调查的进一步发展，使得勘探技术快速由二维突破成三维，并且获得了很好的成果。站在技术使用的具体情况来说，在传统地质图从三维向二维过渡的时候，往往会发生信息丢失的情况，造成地质现象不能获得充分体现。然而，现如今迅速开发的三维地质建模技术拥有了地质现象三维可视化与信息模拟和还原等优点，在有关领域获得了普遍使用与推广。如今，较为常见的三维地质建模技术通常包含了平行剖面、交叉剖面这两种建模方式，以及变成了深部矿产成因调查技术的象征。

2.2 创建地质调查模型

为了可以对深部矿产地质的需求进行满足，建立三维建模的时候需求丰富、可靠的地质信息作为基础，对各个时期、各项工作层次的土地质量数据进行统一处理，从而形成标准化的数据库；在综合分析数据库数据的基础上，创建了地质构造图，推导了成矿模型和找矿元素模型等。在对数据进行处理的时候，利用地质剖面图的综合解释对多变量数据开展建模，经过对不同比例尺模型的耦合，保证模型可以准确反映目标区域的矿床情况，具体如图1 所示。

图1 多元数据建模基础流程图

2.3 建模分析

文章介绍的三维地质模型建模为一种在深部矿产地质调查基础上形成的模型分析结构，将深部矿产地质的三维空间形态、耦合关系当作基础，将“界面”充当核心，形成在各种不同深部矿产地质基础上的界面，其本身具有复杂的地质构造区域特征。为确保建模整体品质，在对建模分析的过程中应该对以下几方面问题进行高度重视。

2.3.1 开展模型的充分研究和概化处理

在建立模型以前，有必要对目标区域中的地质信息进行认识，对地质形成的主要原因与结构状况进行了解，由于地质方面的研究有限，模型也许不能对全面地质现象进行表达，因此，在研究过程中可将重点县市当作建模目标，其主要包含侵入岩体、控岩构造等，其他的内容可适当推广。

2.3.2 对数据的全面研究

对于地质结构较为复杂的区域，可以收集的数据资源也更为丰富，从而识别出更加充分的地质信息，然而，不同来源的数据往往会发生冲突。但是，由于受到现有深度检测方法和工作周期等各种因素的制约，传统的方式很难提取充足的数据样本，为此，在进行数据综合研究的时候，有必要根据探测与地质调查结果等各种方式来开展研究工作。

2.3.3 建立概念模型

概念模型来源于人类对地质现象的具体研究，地质资料经过简化、总结、提炼后，为有效解释地质形成，利用文字和图形进行表达，并依托概念模型建立对应的成矿模型，从而保证正确的建模方向。

2.4 明确矿产类型

当前地面发现的的岩脉，地质调查程度只是处在预查水平，而深部矿产开发潜力十分巨大，但实际开采前景的深度矿石，其数量与隐伏盲矿脉的数量都没有明确的结论。站在金属矿产角度来说，对成矿机理进行总结，研究典型矿床的成矿规律，创建成矿模型，结合地质调查模式找出深部矿产。通过判断矿床和富矿区演化方向，结合地球化学勘查和遥感勘查技术，对深部含矿地质体详细检查，使检测实现三维化，为探测和验证供应技术与数据支持。

2.5 引进遥感技术

遥感技术在深部矿产地质调查工作中的使用通常是对无人值防、地形陡峭的地区进行。加强综合处理遥感分辨率的技术，提出识别标志。首先应该明确调查的范围，并使用遥感技术对这一地区进行探测，把获得的信息和区域波谱实施比较。对工作难度较大的地区，使用遥感技术对地质体进行调查，建立典型矿物的辐射能模型，完善多源遥感数据信息，有效提高深部矿产地质探测速度，为地质调查工作供应方便。

3 案例分析

3.1 简单介绍

在中国矽卡岩型大型矿集区中，铜陵矿集区属于具有典型性的区域，大部分研究对铜陵矿集区成矿作用和岩浆活动的联系进行了验证，岩浆活动不但可以供应更多热流体，而且能增加关键的成矿物质成分，岩浆层的成矿作用和成矿特性为矿床形成供应了关键性物质。

3.2 三维地质建模

3.2.1 明确建模目标

根据铜陵集矿区地质特点，结合矿床研究经验和深部找矿问题，对综合调查和模拟的对象进行根本确定。所以，在这次分析当作，明确的模拟对象输液深部三维成矿系统构架、成矿作用及矿石显示信息等，其主要包含了地质的三维分布信息、三维空间与燕山期侵入体的形态等。为此，明确的三维地质建模器安装二十四个解剖平面，间距为2km。保证目标区域获得全面覆盖。

3.2.2 建立地质体的约束模型

在地表建模过程中，利用钻孔高程点、孔板高程、等高线各项数据，通过高程值的平滑和离散网格划分形成DEM 图，并和矢量地质图融合。

3.2.3 建立地质实体模型

将建模涉及的矢量图像和属性数据转化为三维空间模型，从而形成数据集，并与人机交互中加入专家经验的联合约束作用。为此，结合建模的重要技术，使用构网措施，并对矿层岩区中的复杂岩体形态充分考虑，而处理这种地层模型是非常困难的。因此，以24 条综合地质剖面模型作为专题结构，在把整个模型划分为多个建模网络后，让网络构建可以良好对断层和物性的模型进行补充，然后结合深部地质的概念模型度其形状进行分析。

3.2.4 考证模型

通过考证模型我们可以看出，铜陵集矿区为断陷构造隆起区，这一区域的主构造展现出斜构造特点，并利用S”型复式褶皱带的方式进行体现，南北两侧分别向着SWW 和NEE 方向，平面上单一褶皱大部分呈“S”型。根据对构造的深入调查，我们可以看出，铜陵集矿区在铜陵-南陵基底东西向结构下依次由五个矿田延伸而出，而其它的矿田产于背斜构造的核心或转折端，由此可以表示背斜构的形成是成矿的关键原因。但是后期通过具体实证也表明，在背斜构造下找到了深部矿物。

4 结论

综上所述，近几年来我国采矿技术的持续开发有效增强了浅矿区的采集力度，而深部矿物的开采潜力仍然十分巨大。然而，因为现如今技术的影响，中国深部矿产资源的勘探深度并没有对开发的需求有效满足，为良好落实矿产资源开发的持续发展，完善深部矿产资源地质调查与技术的开发成为了必然的发展趋势。文章针对地质调查的方式结合钻探检验证实的设计，对深部矿产地质调查的理论基础进行了深入的研究，并对深部探测技术进行了设计，创建了地质调查模型，以此来收集数据，并对其分析与创建数据库，明确矿场的具体类型，以此来引进遥感探测技术，从而获得更好的发展，为中国深部矿产地质调查提供了全新的发展方向。