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勘查阶段的物化探工作怎么做?其勘查路径又是什么?

发表时间 :2017-12-18 10:10:25 来源:陈源老师的搜狐博客

  物化探工作是金属矿床勘查的重要手段之一,依据其目的,可分为两个方面的作用:筛选勘查靶区和勘查阶段的物化探工作。依据我国有关规范,化探异常查证由粗到细可分为三个工作程度等级:三级踏勘查证;二级补充进一步勘查工作,包括物化探工作,以缩小勘查靶区;一级探矿工程验证。依据我国普查-详查-勘探的分类规则,自化探异常查证二级开始就进入普查阶段。因此,本文的勘查阶段指自获得探矿权和化探异常查证二级查证及以后投入的物化探工作。通常,勘查技术人员关心的是那些成功的物化探成果,实际上,更多的情况可能是低效的物化探工作。本文概要一些笔者的体会,以期能在勘查阶段对提高物化探工作的效果有所帮助。
  勘查模型与有效的物化探手段
  西方国家在设置矿业权时通常有明确的目标矿床和勘查模型。勘查模型从投融资角度讲就是盈利模型在技术上的体现,比较强调勘查效率和结果。在实际应用过程中,勘查模型比论文上的描述要简单得多,勘查模型就是与矿床成因模型对应的主控矿因素和勘查手段。因此,勘查模型与有效的物化探方法是对应的。比如,目标矿床是磁铁矿时,磁法勘查就是最有效的手段,不必实施地球化学探矿。目标矿床是金矿时,系统的土壤测量可能是最有效的手段。目标矿床是有色金属矿床时,激发极化法(IP)可能是最有效的手段。不分青红皂白,物化探方法一起上的做法,甚至简单将物化探方法作为提高勘查工作程度的象征性手段是很少见的。
  勘查模型在实施勘查活动前是一种假设的技术路线,勘查活动就是对这一假设进行验证。验证的结果如果是积极的,找矿取得成果,通常勘查模型在勘查过程中需要不断修正,包括有效的物化探手段。如果验证的结果是负面的,则勘查失败,矿业权放弃。从统计学角度,勘查失败的概率大于50%。
  通常,物化探工作可以与地质填图同时进行,但是不可以与钻探工作同时进行,或者在钻探工作实施后补充物化探工作(针对性的物探工作除外)。物化探异常是用来帮助确定钻探工程设计的。
  世界上没有两个完全相同的矿床,因此,在实施有效物化探手段前需要实地开展有效性试验,而不是过分强调实施物化探手段以后对异常的反演解释,以完成工作量为目的。比如,IP法通常对有色金属矿床是有效的手段,但是你工作的矿权区内的矿化硫化物含量可能不是足够高,或者有过多石墨或含炭质地层等因素,IP法可能就不一定有效。IP测深剖面也是有效的勘查手段,但是,在开展IP测深剖面前,首先需要在已知剖面,尤其是已知矿化的剖面上试验,以确定其有效性。土壤测量时,取样的粒级是要通过试验确定的,否则,其效果就可能有很大程度影响。有单位在东昆仑北坡用大比例尺土壤采样查证分散流异常时,异常消失了,原因是40目筛下部分全部是异地来源风成沙,其不能反应原地的次生晕异常。西澳太古界绿岩带中的Sunrise 金矿于1994年发现,现有金资源量在300吨以上。早期找矿时,Sunrise 金矿地表普遍覆盖有数十米厚的第三系异地迁移来的砂岩与粘土层,在第三系底部发育有不规则的砂金矿层,砂金矿的来源是赋存于硅铁建造(BIF)中的原生金矿,原生金矿为早期的目标矿床。在早期勘查模型中,土壤采样是有效手段。在实施土壤采样时,将土壤样全部作为样品测试时,Au的最高值是5ppb, 取200目筛下部分时,Au的最高值一下子上升到50ppb。经过试验并考虑成本因素后,最终确定80目筛下部分作为测试样品。
  勘查目标体
  比例尺小于1/5万的物化探异常,如果通过勘查手段,如探矿工程或已知矿化确认的是矿致异常,则这样的异常反映的是区域矿化带靶区,勘查靶区是区域矿化带中的一部分。通常,探矿权与勘查靶区,或矿床的概念是对应的,你所工作的探矿权不一定处于区域矿化带中最佳部位。例如,在1/5万的区域分散流异常基础上选择一个成矿有利的勘查靶区来作为探矿权。在该勘查靶区内通常采用进一步大比例尺物化探工作来缩小勘查靶区,以获得勘查靶位,如开展1/1万土壤测量或激发极化扫面。勘查靶位对应的是矿床范围内的矿化带,矿化带内可能有若干矿化体。对矿化带异常的查证需要以勘查剖面的形式实施探矿工程,目的是查明矿化带与矿化体之间关系以及主矿化体的空间部位。后续的探矿工程的实施需要从主矿化体开始。一旦发现矿化露头后,一方面要开展自矿化露头开始的追索勘查,同时仍然需要从全局角度实施对勘查模型的验证。矿化露头的发现容易影响勘查技术人员的注意力导向。
  随着勘查工作的推进,一旦勘查模型得到初步验证,即主控矿构造得到确认,其后的钻探设计就是控制资源量。在西方国家,在勘查模型获得初步验证前,所有的钻探工程都是探索性的,不以获取资源量为目的。勘查模型获得初步验证以后,勘查风险一下减少了,可以依据商业策略安排钻探工程,技术上仍然遵循先控制低级别资源量如333资源量,后控制高级别资源量如331资源量的理念,但没有我国严格的详查-勘探概念。笔者以为,在勘查模型获得初步验证前勘查工作相当于我国的普查阶段,普查阶段是勘查发现的关键性阶段,普查阶段不应强调钻探工程以获取333资源量为目的。我国矿业界在普查阶段的钻探施工管理过程中,仍然过分强调钻孔见矿率,这样很容易导致技术人员将钻孔设计在矿化露头上,结果要花较长时间才能弄清楚局部矿化体的产状,人为延误普查阶段勘查工作时间。
  勘查模型获得初步验证以后的物化探工作的目标体就是矿化体,如果拟投入的物化探工作不能有效分辨目标矿化体,则这样的物化探工作就是不必要的勘查手段。因此,在详查和勘探阶段不可草率设计物化探工作。在普查阶段也不可将物化探异常简单作为矿化体异常来进行验证。
  物化探分辨率与有效探测深度
  如果隐伏的矿化目标体厚度较小,如2米,连续性又不好,则物化探手段的分辨率就显得非常重要。分辨率不够的物化探手段,其应用效果将大打折扣。分辨率愈好,选择的物化探手段愈有效。激发极化联合剖面法垂向分辨率就要明显小于中间梯度法。影响分辨率因素很多,如矿化目标体大小、埋藏的深度、与围岩之间的物理性质和化学性质差异的程度(包括石墨化,黄铁矿化,磁铁矿等对电法测量的影响)、地形(表生地球化学环境),覆盖层厚度,以及物探测量仪器/化探的测试检出限原因等。
  化探测量结果通常只能反映深部矿化目标体在地表的反映(近年来强调穿透地球化研究),即化探异常属二维成果。二维异常通常不能反映埋藏过深的矿化目标体,其对矿化目标体的分辨率非常有限。如果有一组平行的矿化体组成的矿化带,则化探异常只能大致反映浅部矿化带的信息,很难分辨矿化体的信息,除非整个矿区只有一条矿化体。因此,化探测量的面积要尽量大些,不能在矿化带范围内布置化探测量。在详查阶段,当主控矿构造清楚的情况下,不必再设计化探任务。
  二维异常有时甚至误导矿化带的总体走向,这是二维测量的自身特点所决定的。在异常解释时,对此要有充分的认识。
  与化探手段不同,多数物探测量通常涉及探测深度问题,探测深度有理论探测深度和有效探测深度的区别。比如,磁法测量,其探测深度属定性概念。对于厚度小于5米的磁铁矿矿化体,埋藏大于150米深后,地表的磁异常就很弱了。激发极化中间梯度法,其AB距的1/2深度为大概的理论探测深度,有效探测深度可能只有AB距的1/5。这样,当AB距等于1000米时,有效探测深度可能是200米。多数情况下,现有物探手段反映的是隐伏矿化体顶部的信息,不是隐伏矿化体在探矿空间内的全部信息。对电测深剖面反应的深度大于有效探测深度的令人兴奋的异常,需要冷静处置。近年来,西方矿业界开始强调加强探测深度,并进行三维空间异常测量,以提高在三维空间对矿化目标体的分辨率。
  因为勘查手段本身存在的分辨率和有效探测深度的问题,局部的低值异常,其找矿意义可能更大。
  物化探异常的探矿工程验证
  矿致异常的甄别非常重要,最简单的办法就是利用已查明矿化信息的地质剖面,即与已知矿化体地表相似的所有异常均有可能取得找矿突破。在矿致异常的验证过程中,剖面法是非常有效的手段。在普查阶段,如果用钻孔来解剖勘查靶位时,同样需要首先实施剖面法。先打头排孔,后打二排孔的潜规则在详查和勘探阶段是比较适用的,但在普查阶段需要首先实施典型剖面勘查,能解决技术问题的不见矿的钻孔也是勘查成果之一。
  验证物化探异常的目的就是验证勘查模型,就是确认主控矿因素,以判断矿权区内的找矿潜力。在此过程中,一方面要加强物探、化探和地质技术人员的相互协作与启发,另一方面要加强对三维空间矿田构造(Structure Geology)的不断认识,解决关键性问题,防止过分依赖物化探异常的行为。

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