谈新时代背景下的地质矿产勘探及找矿技术
2021-12-05马旭平
马旭平
(甘肃省有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院 张掖 734012)
地质矿产勘探即为矿产资源开发而做的前期勘查工作。是以多种专业新技术和专业仪器设备对矿产可能蕴藏地进行的地质结构、矿物结构等勘查、探测。通过勘查所获得的数据信息,能够有效指导之后的矿产开采工作,可以确保采矿工作质量。地质找矿是矿产开发过程中的重要环节,技术人员在地质及矿产勘察基础上,运用专业技术手段对矿床成因、矿产类型及性质以及藏量的深入分析。借助地质矿产勘探及找矿技术可以全面了解矿产分布地区的地质情况、环境状况,可以最大程度地减少对生态环境和自然资源的破坏,确保矿产资源的合理开发。
1 地质矿产勘探及找矿技术总概
(1)地质矿产勘探的特点
地质矿产勘探是一项系统工程,需要考虑到多种影响因素,需要运用到多种技术手段,其主要特点包括以下几点。一是专业性非常强。矿产资源历经漫长的地质历史过程而形成,很多资源属于不可再生资源,非常的宝贵。同时这些资源往往沉积在特殊而复杂的地质结构和地质环境中,需要使用非常精密的探测设备和专业的地质技术才能有效探明,这也对勘探人员的专业能力提出较高要求;二是影响因素众多。地质矿产勘探是对矿产资源可能地区的矿床及其周围地质环境的勘查,其勘查对象一般是自然界中的客观物质,但由于形成这些物质的区域一般地质结构复杂、环境恶劣,使得勘探的难度非常大。[1]同时,矿产资源可能分布地区的生态类型及自然条件差异较大,也给勘探工作带来了较大挑战。另外,勘探技术水平及仪器设备也会对勘探工作效率和质量带来不同程度的影响,技术越先进,设备精度越高则勘探结果越准确;三是不可预测性。由于矿产资源长期处于地层下的封闭空间,无法通过肉眼对其分布区域和分布状态进行判别,必须借助于专业设备及技术手段进行逐一探测。然而即便是使用多种探查手段,耗费大量的人力、财力、物力也难于确保探而有物,这种不可预测性也是影响地质矿产勘探质量的主要因素。
(2)地质找矿的影响因素
地质找矿并非易事,矿产资源因受矿床成矿因素及深部流体作用的相关影响,会加大地质找矿的难度。
首先,不同类型的矿产资源在不同的地质结构、物理及化学条件的共同作用下,经过一个漫长演变周期而形成,而在这个时期内其所在地层的内外部环境和结构也在不断发生变化,因而不同地区、不同环境中的矿床和矿种都不一样。这就要求找矿人员必须深入研究矿床差异性,借助相应的技术措施,做好自然环境和矿产资源的保护、勘查工作。还要根据不同的成矿次序,矿产资源的不同特点来确定不同的找矿方法,从而提高找矿的准确性。
其次,地下矿产资源会在地壳流体运动的作用下而受到影响,特别是稀有金属矿物及其品质,受此影响作用更为显著。经相关调查研究证实,世界上的大部分矿藏都分布在地下流体活动最频繁的区域,所以在寻矿和开采之前有必要先对地壳内部结构及运动规律进行深入研究,以便于分析流体活动与地下矿藏的相关性,然后再通过勘探地壳流体活动范围,初步确定矿藏位置,从而提高找矿效率。
2 新时代下地质矿产勘探及找矿技术应用
科学技术的不断发展,地质矿产勘探及找矿的新理论、新技术、新设备层出不穷,为提高勘探和找矿水平提供了有力支撑,目前比较有代表性的技术方法体现如下:
(1)磁法勘探技术
磁法勘探是一种有效的物化勘探技术,它是以地壳中岩体的电导性、介电性和导磁性的差异为物理基础建立在宏观电磁场理论基础上的一种地球物理勘探方法。技术人员基于地下矿石的磁性(磁化率和剩余磁化强度),通过研究其恒稳磁场的空间分布、异变特征等,从而掌握有关地质及矿藏的有效信息。该方法可帮助技术人员明确矿石与磁场的关系,并据此判断地质构造特点及矿产分布特征,与其他勘测技术相比,磁法勘探技术具有较大优势。[2]比如,在铁矿勘探中可以利用岩石与矿石之间的磁性差,通过对磁性强弱的分析,从而判断铁矿的含量程度。
(2)化学勘探技术
化学勘探技术基于地球化学理论,利用现代矿化学的知识与技术,测量地质中的一种或多种天然物质的地球化学指标,这种方法主要用于对矿床的深度勘查和矿藏探寻,适合金属矿的深层勘探。目前,化探技术已得到了国际上的广泛认可,国内外的相关研究和应用也越来越深入。现在较为先进的技术方法有热释汞找矿法和岩石地球化学法,热释汞找矿法是通过采集野外土壤样本,并经阴干、加工、加热处理,然后使用测汞仪器测量化合态的汞气浓度,并据此对盲矿进行探寻。此方法操作起来简单易行,测量重现性较好,尤其适用于对厚层覆盖区和多类型有色金属矿床的矿产资源勘查,对提高找矿效率有很好帮助。岩石地球化学法也被称为构造叠加晕法,是通过分析研究矿体附近围岩中的局部地球化学性质,以次生晕来反映矿床原生晕信息的一种技术方法,对探测隐伏矿床作用明显。
(3)地质剖面实测技术
地质剖面实测是沿特定方位对地质区的年代、层序、岩性、矿层以及古生物演化特征等进行测量并编制地质剖面图,通过对地质数据信息的综合分析和对比,找到含矿地层,并对矿藏信息进行明确。在地质找矿过程中,探矿者利用地质剖面实测技术,可以明确矿产资源的分布范围,可以缩小找矿范围,节省找矿成本。特别是在地质条件较为复杂的地区,应用地质剖面实测技术,可以为后期地质矿产开发提供较好的支撑,为地质工作者提供更详尽的找矿资料。对于有特殊精度要求的地质找矿区域,采用这种找矿技术,也可以帮助找矿人员更直观地了解该区的地质情况。
(4)地质理论找矿方法
一是以同位成矿理论为指导的地质找矿方法,在矿床形成过程中,地质矿产资源在不同时期会呈现出不同类型的矿床特征,而且这些特征较为稳定和显著。同位成矿理论也有助于降低找矿难度,提高找矿质量。二是地质体运动理论找矿方法,是指在找矿过程中借助地质体运动的特点来指导矿产找寻。[3]运用此法首先应对可能的矿区、矿床进行科学定位,分析地质体运动规律并结合成矿理论和矿床类型进行判定。也可以通过分析研究地质成矿特点、元素含量差异、储量分布与地质体运动的关系,推测出矿藏位置及矿产资源储量。
3 结语
目前所用的矿产勘探和找矿技术,是在现有地质理论基础上结合高新科技设备来实现的。这些新技术有助于提高矿产勘探质量和效率,可以提高找矿准确性,同时对降低地质勘探和找矿成本,减轻实践工作中对自然生态的破坏和影响都有重大意义。经济社会发展的新时代背景下,我们需要实时更新地质矿产勘探和找矿的观念及技术,在延续已有技术方法基础上,引进更多、更先进的新技术和新设备,从而提高矿产勘探和找矿的整体水平。