矿产勘查技术探讨

矿产勘查技术探讨

摘要：本文首先分析总结了矿产勘查中的地质测量法、地球化学测量法、地球物理测量法及遥感地质测量法等勘查技术方法，然后研究了影响勘查技术方法选择的因素，具有较强的系统性和理论性，供借鉴参考。

关键词：矿产；勘查技术；因素

Abstract: This paper analysis summarizes the geological survey of mineral exploration, prospecting techniques of geochemical measurements, geophysical measurements and remote sensing geological measurement method, and then study the impact of exploration techniques to select, with a strong systemand theoretical, for some reference.

Keywords: mineral; exploration technology; factors.

1.1勘查技术手段与方法

矿产勘查是寻找尚未发现的矿床，具有巨大的风险性和不确定性。随着地表出露的、易于寻找的矿床越来越少，找矿逐渐转向难于发现的隐伏矿和深部矿以及难于识别的矿，使得现代矿产勘查正朝着知识密集型、技术密集型和资金密集型方向发展。因此，如何运用先进的勘查技术，来获取工作区关于矿产的形成与赋存的直接或间接的信息及各种参数的技术方法。这些技术方法，在矿产勘查活动中具有极其重要的意义。

1.1.1 地质测量法

地质测量是通过野外地质调查，对地层、岩石、地质构造、地貌、水文地质和矿产等进行观测与研究，把调查区域的地质特征系统综合起来，并客观地反映在不同比例尺的地形图上，绘制成地质图，用来了解调查区域各种地质规律，特别是矿产形成和分布的规律，从而进行矿产预测，为发展国民经济提供地质和矿产资料的一项重要的地质工作。它具有以下特点：

1)地质测量法是一种通过直接观察获取地质现象的方法，因此具有极大的直观性和可信性；对所获得的地质现象进行系统分析和整理，对区域及矿区的成矿地质环境进行论述，因此具有很强的综合性。

2)地质测量成果是合理选择应用其他技术方法的基础，也是其他技术方法成果推断解释的基础，因此它是各种技术方法中的最基本的最基础的方法。地质测量工作质量高低，直接影响找矿的速度，若加快找矿工作，必须要运用先进的成矿地质理论、新技术和新方法来开展地质测量工作。

3)从矿产勘查技术方法研究的对象和内容来看，地质测量法既研究成矿地质条件也研究成矿标志，而其他技术方法主要是研究成矿标志和矿化信息。

4)地质测量往往可以直接发现矿产地，因此它具有直接找矿的特点。在矿产勘查的不同阶段、不同地区及不同矿种类型均应进行地质测量。我国所采用的比例尺分为小比例尺(1：100万-l：50万)、中比例尺(1：20万-1：5万)、大比例尺(1：1万或更大)等3种类型。各种类型的研究精度和内容有较大差异。

随着各种勘查技术方法的应用及提供的资料越来越多，地质测量工作效率大大提高，研究的范围及深度不断扩大，一些国家已进行立体地质测量，研究深度可达500m。在寻找某些特定矿床时，往往进行“专门性”地质测量，如岩浆岩地质测量、变质岩地质测量、构造岩相地质测量等。

1.1.2地球化学测量法

地球化学测量是以地球化学及矿床学为理论基础，以矿产勘查为主要目的而发展起来的一门方法学科，最早是20世纪30年代由苏联建立和应用，很快被世界各国的矿产勘查工作者所接受。主要通过系统采集样品，分析其中元素含量或其他地球化学特征，发现工作区地球化学异常，以达到发现矿产目的的方法。

地球化学测量主要是研究成矿元素和伴生元素在地壳中的分布、分散及集中的规律。在矿体形成的同时在围岩中形成了成矿元素和伴生元素的原生晕，以及在矿体受到破坏过程中发育了较晚期的次生晕。无论是原生晕或是次生晕其分布范围都较矿体大，因此可通过发现这些原生晕及次生晕来达到发现矿体的目的。由于成矿元素及伴生元素所处的介质条件不同，因此其迁移距离有时可很远，甚至达到数千米，故而可以用来发现寻找埋藏很深的隐伏矿体。地球化学测量己经是一种重要的矿产勘查方法。地球化学测量是通过系统的样品采集来捕捉找矿信息的，由于采样的介质不同，所形成的元素晕也不同，以岩石为采样对象，可形成原生晕，以土壤为采样对象，可形成次生晕，以河流底部沉积物为采样对象，形成分散流，以气体为采集对象，形成气晕，以植物为采样对象，形成生物化学晕等。采样对象的确定，决定于矿产勘查的目的任务，决定于工作区的地质条件，也决定于工作区的地形地貌气候等自然景观条件。

根据地球化学测量方法的原理及研究对象不同，可将其划分为岩石测量法、土壤测量法、水系沉积测量法、水化学测量法、生物测量法、气体测量法及土壤离子电导率测量法、地电提取离子测量法、土壤吸附相态汞测量法及构造射气测量法等。

为了提高发现异常的能力，岩石地球化学测量可以采用一些特殊的技术。例如，在采样时有意识地筛取裂隙充填物,因为热液带来的组分大多附着在裂隙壁上,很少透入致密岩石；选取特定的单矿物，例如黄铁矿，也可以使异常显示突出。在分析时，使用部分提取法，例如用柠檬酸盐溶液浸泡样品，把与矿有关的组分加以溶解，可以强化异常的衬度。在资料处理时，通过有关元素的浓度累加或累乘的办法使异常更加显示突出,有时直观方法看不出异常，但通过多元统计

处理,异常才被圈出。

1.1.3地球物理测量法

地球物理测量(或称地球物理探矿，简称物探)是以物理学及地球物理学为理论基础，与地质学相结合，应用到地质矿产勘查领域。

地球物理测量获得的数据多、信息多，如何分解提取地质信息，这是一项繁杂的工作，由于电子计算机技术的应用，大大方便了信息的提取。在信息提取的过程中最为重要的是异常的分离，即将叠加异常的各个组成部分分开，以期达到寻找目标物及目的物的目的。如区域异常与局部异常的分离，叠加异常中某种特定异常的分离，综合异常的分层次提取等。地球物理测量方法应用于矿产勘查的各个阶段，并且可以从空中、地面、地下来收集信息，因此得到了广泛的应用，特别是在地质条件及地形地貌条件有利时，可取得较好的勘查效果。

根据地球物理测量的原理及其应用条件，具体有放射性测量法、磁法、自然电场法、中间梯度法（电阻率法）、电剖面法（分为联合剖面法、对称四级剖面法、偶极剖面法）电测探法、充电法、重力、测量和地震法等，主要物探方法的应用及地质效果见表1-1。

表1-1主要物探方法的应用及地质效果表

方法 优缺点 应用条件 应用范围及地质效果

放射性测量法 方法简便效率高 探测对象要具有放射性 寻找放射性矿床和放射性有关的矿床，以及配合其他方法进行地质填图、固定某些岩体等。对放射性矿床能直接找矿。

磁法 效率高、成本低、效果好。航空磁测在短期内能进行大面积测量 探测对象应略具磁性或显著的磁性差异 主要用于找磁铁矿、铜、铅、锌、铬、镍、铝土矿、金刚石、石棉和硼矿床，圈定基性超基性岩体进行大地构造分区、地质填图、成矿区划分的研究及水文地质勘测。

自然电场法 装备较简便，测量仪器简单，轻便快速、成本低 探测对象是能形成天然电场的硫化物矿体或低阻地质体 用于进行大面积快速普查硫化物金属矿床、石墨矿床；水文地质、工程地质勘查；黄铁矿化、石墨化岩石分布区的地质填图。

中间梯度法

（电阻率法） 探测对象应为电阻率较高的地质体 主要用于找陡立、高阻的脉状地质体。如寻找和追索陡立高阻的含矿石英脉、伟晶岩脉及铬铁矿、赤铁矿等效果良好，而对陡立低阻的地质体如低阻硫化多金属矿则无效。

中间梯度装置的激发极化法 不论其电阻率与围岩差异如何均有明显反映，对其他电法难于找寻的对象应用它更能发挥其独特的优点 在寻找硫化矿时石墨和黄铁矿化是主要的干扰因素应尽时回避 主要用于寻找良导金属矿和浸染状金属矿床，尤其是用于那些电阻率与围岩没有明显差异的金属矿床和浸染状矿体效果良好。

电 剖 面

法 联合剖面法 其装置不好移动，工作效率低 探测对象应为陡立较薄的良导体 主要用于详查和勘探阶段，是寻找和追索陡产而薄的良导体的有效方法。如某铜镍矿床应用效果良好。当矿及与围岩的导电性无明显差异时，利用视极化率ηs,或(ρs)曲线也能取重好的效果。

对称四级剖面法 对金属矿床不如中间梯度和联合剖面法的异常明显 主要用于地质填图，研究覆盖层下基岩起伏和对水文、工程地质提供有关疏松层中的电性不均匀分布特征，以及疏松层下的地质构造等。

偶极剖面法 主要缺点在一个矿体可出现两个异常，使曲线变得复杂 一般在各种金属矿上的异常反映都相当明显，也能有效地用于地质填图划分岩石的分界面。在金属矿区，当围岩电阻率很低，电磁感应明显，而开展交流激电法普查找矿时往往采用。

电测探法 可以了解地质断面随深度的变化，求得观测点各电性层的厚度。 探测对象应为产状较平缓电阻率不同的地质体，且地形起伏不大。 电阻率电测深用于成层岩石的地区，如解决比较平缓的不同电阻率地层的分布，探查油、气田和煤田地质构造，以及用于水文地质工程地质调查中。它在金属矿区侧重解决覆盖下基岩深度变化，表土厚度等，间接找矿。而激发极化电测深主要用于金属矿区的详查工作，借以确定矿体顶部埋深以及了解矿体的空间赋存情况等。

充电法 能迅速追求矿体延伸，或连接矿体，节省探矿工程 要求：矿体至少有一小部分出露地表或被工程揭露，以便对矿体充电；矿体必须是良导电体；矿体有一定的规模且埋深不大盲矿体。 ①确定已知矿体的潜伏部分之形状，产状、大小、平面位置及深度；②确定几个已知矿体之间连接关系；③在已知矿体或揬矿工程附近寻找盲矿体和进行地质填 图主要用于金属矿的详查和勘探阶段，如在青海某铜钴矿应用充电法的结果，无论在解决矿体延伸、矿体连接及在充电矿体附近找盲矿，都取得了良好效果

重力

测量 受地形影响大，干扰因素多。但在深度构造研究上，是电法、磁法

不可比拟的。 探测的地质体与围岩间存在密度差才可用此法。 可用此法直接找富铁矿、含铜黄铁矿；配合磁法找铬铁矿、磁铁矿；研究地壳深部构造、划分大地构造单元、研究结晶基底的内部成分和构造，确定基岩顶面的构造起优，确定断层位置及其分布、规模，圈定火成岩体，以达到寻找金属矿床的目的；用于区域地质研究，普查石油、开然气有关的局部构造；此外，还可应用它找密度小的矿体。

地震法 优点：准确度高；

缺点：成本高。 要求地震波阻抗存在差异。 主要用于解决构造地质方面的问题，在石油和煤田的普查及工程地质方面广泛应用。

1.1.4遥感地质测量法

遥感地质测量是在航空摄影测量基础上，随着空间技术、电子计算机技术等现代科技的迅速发展以及地球科学发展的需要，发展形成的综合性先进技术。遥感地质测量的理论是建立在物理学的电磁辐射与地质体相互作用的机理基础之上的；而技术方法则是建立在“多”技术基础之上的。正是通过多波(光)谱、多时相、多向成像、多向极化、多级增强处理等技术手段来收集和分析遥感数据资料，方能比单靠航空摄影测量获取更多波谱的、空间的、时间的地质信。遥感地质测量不需要直接接触目标物，而是从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪器，通过摄影或扫描方式，对电磁波辐射能量的感应、传输和处理，从而识别地表目标物。

各种矿产资源的形成、产出，都与一定的地质构造条件有关，如斑岩铜矿与中酸性侵入体有关，煤矿赋存在某些地质时代的煤系地层内。利用遥感地质测量资料来解译、分析区域成矿地质条件；提取某些矿床类型的遥感标志是遥感找矿的基本出发点和理论依据。当前，遥感技术在找矿工作中的应用可归纳为如下几个方面：

1)利用图像上显示的与矿化有关的地物如岩石、土壤等的波谱信息、色调异常和热辐射异常等直接圈定靶区，为找矿指明方向。

2)利用解译获得的资料，分析区域成矿条件，进行区域成矿预测。

3)利用数字图像处理技术，进行多波段、多种类遥感图像的综合处理分析，增强或提取图像上与成矿有关的信息，尤其是矿化蚀变信息，为找矿提供依据，指明找矿方向和有利成矿的远景地段。

4)利用数学地质方法，综合遥感资料、物探、化探和地质资料，进行成矿统计预测，直接圈定找矿远景靶区。

1.2影响勘查技术方法选择的因素

勘查技术方法的合理选用和正确组合是矿产勘查方案的重要组成部分，是实现勘查任务的重要步骤。影响勘查技术方法选择的因素有：勘查工作阶段、工作区地质条件及矿床地质特征、工作区自然地理条件等。

1.2.1勘查工作阶段

依据对客观地质体的认识规律由大到小、由粗到细、由表及里的循序渐进的认识过程，因此地质矿产勘查的不同阶段，由于工作区范围大小、工作精度要求，勘察程度及工作任务均有较大差别，故不同勘查阶段所选择的勘查技术方法应有所区别。

矿产预查阶段，可在区域地质调查的基础上，对矿化潜力较大地区进行物探、化探工作或进行极少量工程验证。

矿床勘探阶段的主要勘查对象是矿床，要求对矿床进行全面系统深入地勘查研究，查清矿床的控制因素，查明矿床深部的形态、规模、产状及其变化规律，查清矿石质量变化，查清矿石的开采技术条件及加工技术性能，计算矿床储量，最终要进行矿床的详细工业评价。

上述各勘查阶段具有先后顺序，前一阶段的勘查成果是后一阶段勘查的基础，采取什么勘查技术方法及其合理配置组合，应充分考虑勘查对象的勘查程度，一定要按着勘查程序来进行，切不可超越阶段的勘查工作，避免造成勘查中的重大失误或者造成勘查资金的大量积压。

1.2.2地质条件和矿产特征

任何矿产的形成都离不开特定的地质条件，而任何一个矿体的就位空间又都受控于特定的控矿因素，也可以说成矿地质条件，如控矿地质因素对矿产的形成和分布在一定程度上具有密切相关性。查明成矿地质条件和控矿地质因素，具有间接指示找矿的作用。成矿及控矿地质条件和因素的勘查，既是间接找矿的前提，又是直接找矿不可缺少的主要依据。

对于不同的矿种和不同的矿床类型，由于其成矿地质条件(即地质场)、地球物理场、地球化学场不尽相同。因此选择的勘查方法也有所区别。例如对于多金属硫化物矿床，由于导电性能较好，氧化带发育、元素的迁移扩散能力强，因此运用电法测量及地球化学的各种方法具有较好的找矿效果。

1.2.3自然地理条件

自然地理条件系指工作区的地形地貌、气候、水系发育程度、基岩的剥蚀发育程度、第四系覆盖层的发育程度等。这些因素在某些时候往往是影响勘察方法选择的主要条件。下面将有代表性的自然地理条件分区及勘查方法介绍如下：

l)高山区：地形复杂，山势较高，切割强烈，基岩出露较广，水系发育，交

通困难。该区适合的勘查方法，主要为航空物探、航空化探、遥感地质测量、水系沉积物测量、重砂测量、地质测量法等。

2)高寒山区：地势起伏较大，地形复杂，大部分属常年冰冻，气候寒冷。可选用航空物探、遥感地质测量、地质测量，配合水系沉积物测量、重砂测量及地面物探法。

3)林区：森林覆盖，通视条件差，基岩露头极少，覆盖层较厚，水系较发育，沼泽泥塘较多，交通甚是困难。可选用遥感地质测量、航空物探(航磁、放射性)、航空化探、水系沉积物测量、生物地球化学测量、重砂测量、地质测量，必要时用探矿工程进行揭露。

4)大面积覆盖的平原区：第四系覆盖层面积大且较厚，基岩露头很少见到，地势平坦，交通方便。

参考文献：

【1】李守义，叶松青.矿产勘查学.北京:地质出版社，2003

【2】胡志科.坪宝矿田找矿信息标志及有效找矿方法探析[J].华南地质与矿产，2010(4)

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。