多金属矿集区的物探异常特征及找矿方向

李兰星

（山东省地矿工程勘察院，山东 济南 250014）

多金属矿集区就是含有金属种类繁多的矿产资源富集地带，其中所含的金属种类普遍为金、银、铁、铜、铂、铁、锌、汞、锰、镁等[1]。许多的多金属矿集区虽然具有十分丰富的矿产资源，但由于其普遍属于深部矿产资源，因此针对其矿产资源的开发工作十分艰难。最近的研究人员发现了可以通过物探特征异常的现象，辅助进行多金属矿集区的找矿工作。这一重大发现为我国矿产资源的深入研究，提供了发展方向[2]。

与此同时需要相关的找矿研究人员针对这些多金属矿集区进行深入的研究，从而尽快的应用这些丰富的矿产资源，以解决当前我国矿产资源急缺的社会现象。所谓的物探特征就是指矿石地带由于不同的围岩岩石、矿石等作用，而产生该地带的特有物理属性，包括了重力场、电场、磁场和运动场等内容，统称为称物探特征。对于物探特征的检测环节中，发现不规则变化的物理特征统称为物探异常特征。由找矿研究人员针对物探异常特征进行深入的分析，则可以间接或直接确定出多金属矿集区的找矿方向。

目前由于我国国民经济的迅猛发展，矿产资源需求量也急剧上升，为保障资源和能源的可持续发展，本文采用了通过勘探多金属矿集区的物探异常特征，从而为找矿工作提供了引领方向的作用，其中与多金属矿集区有关的物理特征异常情况主要为重力场和磁场两个方面，以下为针对这两个方面的深入研究。

1 物探异常特征

1.1 重力场异常特征

针对重力场异常特征的勘测工作是指根据组成地壳的各种岩体、矿体间之间密度差异为参考，勘探地表中重力加速度变化规律的一种物理勘探方法[3]。

在勘探的过程中如果勘探地质体与其周围岩体具有明显的不同的密度值，就需要通过精密重力测量仪器进行深入测量，再结合工作地区的地质和其他物探资料，定性解释和定量解释的方法充分了解该地区的重力异常情况，从而判断出覆盖层以下密度不同的矿体与岩层的埋藏情况，进而找出多金属矿集区深部矿产资源的精确位置以及地质构造特征。下面为针对某地的重力场异常勘探流程：首先使用1：15万重力测量仪勘测出该地区地质特征表现为东高西低且南、北高较高中间最低的基本地貌特征；其次绘制区域莫氏面将整个地区的分布形态一致化，得到其重力最高值点所占位置，并将该位置命名为max，同理找到最低值所在位置，命名为mix；然后计算两者之间的差值达，精确到厘米；之后通过测量定向测量密度的方法，勘探出该区域重力场主要表现的重力异常值，即梯级带梯度速率的精确值，从而确定出该地区的重力场异常表现情况为北东向断裂现象，且位于该地区断陷盆地附近的北东向断裂表现为宽缓的重力梯级带；最后根据这些勘探出来的重力场异常特征推断出该地区的两组断裂构造引起的重力异常相互交叉地带存在大量的铅锌矿资源。

1.2 磁场异常特征

所谓磁场异常特征就是在进行磁场勘探的时候，由于矿石与岩石本身具有磁场是完全不同的，因此针对富含矿石资源的地带所表现出的磁场差异性就被称为磁场异常特征。目前针对利用勘探仪器发现并研究多金属矿集区中的磁场异常，也是寻找矿产资源的最有效方法之一。下面以某多金属矿集区为例，来了解磁场勘探工作的基本工作流程：首次根据相关该多金属矿集区的地球物理资料，分析出其矿基区基本磁航特征的表现形式，即属于南强北弱的磁航特征表现形式，其中异常区域大体分布在该矿基区的南部；其次针对南部地带进行磁感应强度的测量工作，其绝大多数区域的磁感应强度大小在150nT～350nT的区间内，其它少数地带的磁感应强度偏高，大体分布在400nT～720nT范围内；然后针对高磁感应区进行正负极方向的判定，得到其中除花山岩附近磁场外，其它地区均表现为完全的正方向；之后针对含有负极方向的花山岩附近磁场进行深度测量，得到其除了含有磁感应强度在400nT～600nT的范围内高磁感应区，还具有一小部分磁感应强度在-200nT～100nT弱磁感应强度区域，区中异常情况严重的就是位于中花山岩新生界中的断陷盆地区域；最后针对断陷盆地区域的磁场异常进行针对测量，得到其磁场走向为由南部向北西部延伸的发散方向，并且其中部的磁感应方向以北向西为主，西部方向则为由北部向东为主，受区域构造影响的极为明显。通过针对该多金属矿集区内部的磁场强度异常情况的分析，得出的最终结论为内部断陷盆地区域内含有丰富的矿产资源。下面为针对断陷盆地区域中磁场的主要异常表现形式。断陷盆地区域内异常类型为有正负性异常带、扭曲带、其它异常三种情况。正负性异常主要表现为区域内东北方向上具有明显的正负磁异常的分界线。扭曲带异常则表现为区内具有参差不齐的地磁感应强度变化情况，同一岩性的不同部位时常出现正负转变的情况。例如岩石群内部变质岩地层一般引起-200nT～100nT范围内的磁感应强度变化；而其它异常情况则为不同于前两种情况而可出现明显磁感应强度变化的现象。例如由于岩体化学性质中超基性、基性、中性、酸性或碱性而引起磁感应强度严重变化的现象。其中碱性和酸性对磁感应强度的影响最为强烈，首先来说碱性，大约会引起100nT～300nT范围内的随机波动。而酸性对磁感应强度的影响主要分成两种情况，一种是无磁性岩体现象，其波动范围在150nT～350nT的范围内；另一种则是中强磁性岩体现象，其波动范围在350nT～550nT的范围内。

2 找矿方向

在物探异常特征的情况下深部矿产资源找矿方向以及主要的工作流程为，其一首先依据物探特征理论依据的深部找矿模型。其次为在实践中完善深部找矿技术的方法体系。然后通过在主要成矿构造带上展开大比例尺成矿预测以及三维定位预测，来判定出多金属矿集区的成矿地带。之后应用高精度的精细地球物理探测技术来确定赋矿断裂带的延深情况以及深部产状变化。最后再依据构造地球化学测量来预测深部成矿的可能性，依据阶梯式成矿模式来选择断裂产状由陡变缓区段进行钻探验证。

将物探异常特征数据应用到深部矿区的勘探工作中，可以为多金属矿集区的钻井工作找到精准的施工位置和大幅度提高多种金属资源的勘查深度。近年来，随着物探异常特征数据的加入，提高了多金属矿集区深部钻探工作的能力与效率，其中我国胶东深部的金矿勘查因应用该方法，已经使当地矿区的钻探深度提高了1000m以上，从而在该多金属矿集区地下2000余米的地方，找到了大量稀有金属的矿产资源。

现在多金属矿集区的找矿工作在应用物探异常特征数据的辅助下不断提高。近年来，湖南地区应用物探异常特征为指导依据，在众多有色金属的勘探技术中均取得了显著的成效，通过研究创新海域高精度磁测方法，有效的控制了浅海区隐伏地质构造。自主研发的海上钻探平台则达到了解决海上钻孔定位难题的目标。新技术为实现海域找矿突破奠定了技术保障的基础。

3 结语

本文详细介绍了多金属矿集区中重力场异常和磁场异常两种物理特种异常情况，之后以异常情况为指导方针以及该区域找矿方向的确定。在最近十年内，我国矿产资源储存量和生产总量一直稳居世界第一名的位置。但由于我国人口基数大，针对矿产资源的人均需要量也一直得不到满足，因此提高找矿的工作效率是我国研究人员以及学者的主要工作内容。

针对深部矿区的开采工作，需求持续的增加面积性勘查评价工作投入，创新深部勘查技术和成矿预测理论，加强成矿规律和成矿模式的研究，必将实现找矿工作的新突破。在应用物探异常原理的道路上，最近几年，湖南省在有色金属勘查工作中取得了重大突破。目前，针对物探异常原理的应用尚不过普及，有大量的深部矿产资源尚待开发。希望日后的研究人员和学者沿着物探异常的指导方向，深入研究深部矿产资源。