深部地质找矿技术的应用实践

深部地质找矿技术的应用实践

任兵兵 祁永龙

内蒙古自治区地质调查研究院 内蒙古呼和浩特 010020

摘要：矿产资源作为一类不可再生资源，伴随着矿产资源需求的不断增长，表层矿产已经无法满足需求，便需要寻求其他的新矿源予以补充，以保证矿产资源供给充足。但是伴随着我国经济高速增长，对矿产资源的需求量不断增多，如此便需要进一步加大找矿的力度，对深部地质的矿产资源进行勘测和开采，从而维持市场经济的可持续发展。

关键词：深部地质找矿技术；应用；实践

1地质勘查内容和原则

矿产资源开发的首要步骤是进行探矿工作，必须运用地质勘查方法来寻找地质构造中储存的矿产资源，并派遣人员进行开发。地质调研主要包括四个方面的内容。首先是选择新的资源，能够在未来替代现有矿产资源。其次，在矿产资源开采过程中使用勘查技术，可以缩短开采时间，获得准确可靠的地质信息，协助制定科学合理的开采方案和开采安全系数，同时掌握矿块总数，进行整体规划开采，避免过度开发。再次，地下矿产资源种类繁多，在开采过程中要注重共伴生矿的开发工作，利用优秀的勘查技术，确保各种矿产资源得到充分开发利用，使矿产资源结构更加合理，尽量减少对单一矿产资源的依赖。最后，这项工作还包括尾矿的调研。长期以来，中国的矿产资源开发存在着尾矿库利用率不高的问题，需要加强地质调研，以保证开采效率和高效利用。此外，很多企业在完成开采后没有按照国家标准撤出矿山，对周边的生态环境带来危害。地质勘查应通过技术手段掌握矿山开采附近的具体情况，并为环境和地质情况提供建议。

2常见的深部地质找矿技术分析

2.1物探技术

在深部地质找矿技术中，常见的一类技术便是预测性找矿，即借助先进的设备与技术，将地质的相关信息（如：位置、性质、形态、产状等）准确反映出来，应用探测方法预测分析获得的数据信息，再结合地质过程历史、原理、机制等进行分析与推断。同时，结合地质构造演化的相关理论展开判别，从而进一步判断所探测的矿区是否跟成矿的理论相一致，获得结论之后再实施论证，积极应用深部地质找矿技术便可以迅速获得深部地质的相关信息。常见的物探技术主要有以下几类：(1)金属矿地震勘探技术。该技术适用于沉积矿床或者盐田，但是当前我国应用还不够成熟。(2)瞬变电磁技术。该技术能够实现深度探测，具备较高的垂直分辨率，能够对300m～400m范围内的深部矿情况实施探测。(3)可控源音频大地电磁技术。在一定范围内通过调整电磁频率，从而寻找出深部地质内不同的区域实施采样处理，其能够达到的探测深度为1000m。(4)井中物探技术。该技术能够对钻孔底部信息实施开采操作，在明确井壁周围情况的前提下，充分发挥出井中瞬变电磁的作用，具体见图1所示。(5)大比例尺航空物探技术。该技术适用于勘查远距离的地质体，对地质信息进行快速检测，在GPS系统的辅助下开展深部地质找矿。在勘探过程中，可应用X荧光技术与低频电磁技术，其中X荧光技术是根据照射矿物，矿物能够反射出拥有X元素的射线，应用X光机识别与分析射线，从而清楚深部地质矿产资源的情况。而低频电磁技术则是借助Fraser对获得的探测数据信息进行分析，根据结果，明确地质找矿的规律，明确矿产资源的位置与规模，彰显出了找矿的灵活性、效率高等优点。

2.2甚低频电磁法

甚低频电磁法（VLF）是一种利用地球电磁场在地壳内传播的异常来寻找隐伏矿体或矿床的物探方法，具有探测深度大、分辨率高和抗干扰能力强等特点。利用Fraser滤波等处理技术可以提高对地下目标体成像质量的能力。但由于受电磁波传输特性及地层电阻率影响，FRANK域中提取到的地电信息会产生较大误差，从而使得反演结果与实际情况存在一定偏差。为此，我们引入小波分析理论，提出了基于小波变换的FRANK-SVD大地电磁测深资料去噪模型。通过小波分解得到不同尺度下的子带信号，采用多尺度分析方法进行降噪处理，根据各频段能量占总能量比例大小确定最佳阈值，实现对数据的重构。研究结果表明，该方法有效地改善了传统FRANK方法中噪声压制效果不佳以及高频分量易被破坏而导致解译精度下降等问题。同时，对于解决复杂地表条件下低信噪比地震记录的精确捕捉问题，该方法提供了新的思路和途径，为进一步开展深部找矿工作奠定了良好的基础。在进行矿体空间赋存部位预测时，我们应充分考虑地质构造、岩性特征及电性参数等因素对其分布范围的影响，尤其要注意围岩蚀变引起的异常变化。此外，还需结合区域地球物理场背景及其他相关辅助资料综合判断矿体位置。甚低频电磁法具有快捷、简便、经济、成本低的特点，且不受地形地貌限制，适用于浅覆盖区成矿远景区圈定，尤其适用于浅部金属矿勘查领域。总而言之，利用甚低频电磁法可以很好地克服常规三维正演模拟过程需要大量网格剖分的缺点，较好地解决了三维正演算法收敛速度慢和容易陷入局部极小值的不足，从而极大地提高了计算精度。其次，作为一种高效的电磁场数值计算方法，在数据处理方面具有独特优势。此外，基于变分原理的有限差分法可以直接从原始观测数据出发，无需迭代求解就可以获得任意方向上的解析解或近似解。

2.3重力勘探

在地质勘查环节中，成矿远景区至关重要，涉及成矿基础理论、矿区地质结构等多种因素。通过运用精确度较高的中小型比例尺重力勘探技术，并结合其他地质勘探信息内容，可以圆满完成对成矿发展前景的预测和分析。以某堆积霉变矿区为例，该矿区铁矿石层的建造形式主要为硅质，同时也有铁元素石英岩玉和铁角闪岩的存在。根据早期勘查信息，该矿区在前震旦系和上部地质构造之间存在着相对密度差为0.10g/cm3的页面，因此可以利用重力异常测量来了解前震旦系地层结构，为进一步探矿提供参考。进行重力勘查时，专业技术人员必须充分考虑地质环境和勘查工作的尺寸，一般采取1:10000～1:500的工作比例尺。确定工作比例尺后，技术人员可根据一定长度进行测线设置，并根据需要在测线上设置测量站。由纵横交错连接形成的重力测量网络中，每个联系点均为重力测站，密度约为1个/m2～3个/m2。在完成测量网络设计后，技术人员应进行总标点的设计，以确定重力仪运行期间的零点位移计算依据，并确保仪器设备的零点位移线在两个标点之间进行平滑变换。基于此，专业技术人员每30分钟进行一次读值和温度、时间统计，连续24小时后制作仪器设备读值与时间的变化曲线图，从而揭示重力异常值，进而绘制重力异常平面图和等值线图。通过绘制图形，可以分析截面重力异常波动幅度和平面变化趋势，进而推测矿区矿带分布情况。

结论

地质勘查和深部地质钻探找矿技术是新时期矿产勘探的主要手段，对推动我国社会经济发展具有重要意义。在未来的发展中，应加大科技投入力度，加快先进科学技术研发与应用进程，为矿产资源勘察提供强有力的支持。同时，也要加强对地质环境的保护，避免过度开发和利用资源。

参考文献：

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